De la fabricile IoT la sălile de operație

La baza Industriei 4.0 se află o infrastructură de comunicații fiabilă. Această infrastructură permite factorilor de decizie să extragă date de la mașini, dispozitive de teren și fabrici. Asigurarea fiabilității în robotică și în interfețele om-mașină necesită o bună înțelegere a opțiunilor tehnologice de bază.

Deși o fabrică și sala de operații dintr-un spital au puține lucruri în comun, echipamentele utilizate în ambele domenii trebuie să asigure o funcționare fiabilă și precisă, care este adesea esențială pentru atingerea obiectivului. Având în vedere nevoia de sisteme mai inteligente, de mai multe date și de o fidelitate mai mare, cerințele de lățime de bandă sunt în creștere. În același timp, interfețele de comunicație mai rapide trebuie să ofere aceeași fiabilitate și siguranță față de pericolele din mediul înconjurător și compatibilitatea electromagnetică (EMC). EMC reprezintă abilitatea sistemelor de a funcționa conform cerințelor în mediul lor de operare, fără a genera sau a fi afectate în mod nejustificat de zgomotul electric.

Robotică și aplicații ‘Machine Vision’

Roboții ghidați prin viziune oferă o flexibilitate sporită și o fiabilitate mai mare a producției în mediile de producție cu valoare ridicată. Fără ghidarea prin viziune, un robot ar fi capabil doar să repete aceeași sarcină până când este reprogramat. Cu ajutorul tehnologiei de tip viziune mașină, un robot poate îndeplini sarcini mai inteligente – de exemplu, într-o linie de producție, o bandă transportoare poate fi scanată pentru a detecta produse defecte, iar robotul se poate adapta pentru a prelua piesele defecte, așa cum se observă în figura 1. Într-un mediu EMC riscant, cum ar fi automatizarea fabricilor, fiabilitatea și eficiența interfeței viziune/robot depind de tehnologia de conectare prin cablu aleasă. Există mai multe modalități de implementare a interfeței camerei de viziune mașină, inclusiv USB 2.0, USB 3.0, Camera Link sau Gigabit Ethernet.

Figura 1. Camera de viziune mașină și robotica aferentă, cu interfață Ethernet, USB sau Camera Link. ▶

Tabelul 1 compară standardele USB, Ethernet și Camera Link folosind mai mulți parametri cheie. Ethernet-ul industrial oferă multe avantaje, cu cel mai lung cablu, care ajunge până la 100 de metri pentru 100BASE-TX – 2 perechi și 1000BASE-T1 – 4 perechi, și până la 1 km cu noul standard 10BASE-T1L pe un cablu cu o singură pereche torsadată, cu performanțe EMC ridicate. Raza de acțiune a cablurilor care utilizează USB 2.0 sau USB 3.0 este limitată la 5 metri sau mai puțin, cu excepția cazului în care se utilizează cabluri USB active specializate, iar performanța EMC trebuie îmbunătățită cu ajutorul diodelor de protecție și filtrării. Cu toate acestea, omniprezența portului USB pe controlerele industriale și lățimea de bandă de până la 5 Gbps oferă proiectantului unele avantaje.

Tabelul 1: Standarde de interfață de comunicație pentru camerele de tip Machine Vision.

Camera Link necesită un hardware pentru captarea imaginilor în controlerul industrial, în timp ce USB sau Ethernet nu necesită o asemenea placă suplimentară. Camera Link, ca standard, a fost introdus pentru prima dată la sfârșitul anului 2000 fiind cea mai utilizată interfață pentru sistemele de tip viziune mașină. Camerele “Machine Vision” bazate pe USB și Ethernet sunt utilizate pe scară mai largă în prezent, dar Camera Link și hardaware-ul de captare a cadrelor sunt încă folosite pentru aplicații care necesită preprocesare pentru mai multe camere, cu scopul de a reduce încărcarea pe unitatea centrală principală. În comparație cu gigabit Ethernet, chiar și la viteza de bază, standardul Camera Link pompează de două ori mai multe date, chiar dacă este vorba de o distanță mai mică. Stratul fizic al Camera Link – bazat pe standardul LVDS (Low Voltage Differential Signaling) – oferă o robustețe EMC inerentă datorită cuplării zgomotului de mod comun la fiecare fir, care este efectiv anulat la receptor. Robustețea EMC a stratului fizic LVDS poate fi îmbunătățită cu ajutorul izolației magnetice.

Sincronizarea temporală între camera industrială și acțiunea robotului se poate realiza cel mai bine utilizând Ethernet atât pe legăturile camerei, cât și pe cele ale robotului, precum și un controler industrial care utilizează un switch IEEE 802.1 TSN (time sensitive network). TSN definește primul standard IEEE pentru rutarea datelor controlată în timp în rețele Ethernet comutate. Analog Devices oferă o suită completă de tehnologii Ethernet, inclusiv transceivere de nivel fizic și switch-uri TSN, precum și soluții la nivel de sistem, software și capabilități de securitate.

Interfața om-mașină (HMI)

O interfață om-mașină (HMI) este utilizată în mod obișnuit pentru a afișa datele de la un controler logic programabil (PLC) într-o reprezentare vizuală lizibilă pentru om. O interfață HMI standard poate fi utilizată pentru a urmări timpul de producție, monitorizând în același timp indicatorii cheie de performanță (KPI) și producția mașinii. Un operator poate utiliza HMI pentru o varietate de sarcini, inclusiv pentru a opri sau porni comutatoarele și pentru a mări sau reduce presiunea sau viteza unui proces. HMI-urile cu ecrane de afișare integrate sunt obișnuite; cu toate acestea, HMI-urile cu opțiuni de afișare externă oferă anumite avantaje. Unitățile HMI cu porturi externe High-Definition Multimedia Interface (HDMI®) sunt mai mici și pot fi plasate cu ușurință pe rack-urile de control folosind șine DIN standard, care sunt folosite și pentru montarea PLC-ului monitorizat.

Lungimea cablurilor de până la 15 metri este posibilă cu HDMI, permițând o direcționare ușoară către monitoarele cu ecran tactil și camerele de control, după cum se observă în figura 2. Extinderea HDMI pe lungimi mai mari de cablu în mediile industriale poate fi o provocare, cu riscuri de compatibilitate electromagnetică care afectează cablarea. În cazul motoarelor și pompelor conectate la PLC-ul montat pe șină DIN, există, de asemenea, posibilitatea unor supratensiuni tranzitorii indirecte pe HMI.

Figura 2. Interfața om-mașină (HMI) cu intrări Ethernet și RS-485 și ieșire HDMI.

Asigurarea robusteții sistemului necesită o selecție atentă a tehnologiilor de interfațare. Tehnologiile field bus, cum ar fi CAN sau RS-485, sunt comune, iar Ethernet industrial este în creștere rapidă. Surse din industrie menționează peste 61 de milioane de noduri RS-485 (PROFIBUS®) instalate la nivel mondial, cu o creștere de 7% pe an a automatizării proceselor (PA) PROFIBUS. Baza de instalare PROFINET (o implementare a Ethernet-ului industrial) se ridică la 26 de milioane de noduri, cu 5,1 milioane de dispozitive instalate numai în 2018.¹⁾ După cum s-a menționat anterior, performanța EMC ridicată poate fi obținută cu tehnologiile bazate pe Ethernet, deoarece materialele magnetice sunt înscrise în standardul IEEE 802.3 Ethernet și trebuie să fie utilizate la fiecare nod. Dispozitivele RS-485 pot include o izolare magnetică pentru a crește imunitatea la zgomot, iar diodele de protecție pot fi integrate pe cip sau plasate pe PCB-ul de comunicație pentru a crește robustețea la descărcările electrostatice și supratensiunile tranzitorii.

Interfața HMI este protejată în mod obișnuit împotriva descărcărilor electrostatice, iar robustețea semnalului este sporită cu ajutorul diodelor de protecție ESD. Pentru HMI-ul industrial, izolarea consolidată integrată poate proteja operatorii de pericolele electrice. În timp ce sunt disponibile soluții rezonabile de izolare pentru Ethernet și RS-485, legăturile video sunt izolate în prezent cu ajutorul unor fibre optice costisitoare, capabile de viteze de transmisie de ordinul gigabit-urilor. Progresele recente ale Analog Devices în tehnologia de izolare magnetică – cum ar fi familia de dispozitive ADN4654/ADN4655/ADN4656, care este capabilă de viteze de date de peste 1 Gbps – oferă proiectantului o alternativă convingătoare și mai puțin costisitoare.

Endoscopie

Imagistica chirurgicală, inclusiv endoscopia, este o aplicație unică în care trebuie să se facă față provocărilor legate de furnizarea de imagini de înaltă fidelitate, asigurând în același timp siguranța pacientului. Dispozitivele endoscopice de generație anterioară, cunoscute sub numele de video-endoscoape, utilizează o serie de lentile de sticlă și un conductor de lumină pentru a permite imaginii să parcurgă drumul de la zona de formare a imaginii la senzorul CCD (Charge-Coupled Device). Utilizarea luminii vizibile ca mijloc de transport a imaginii de la pacient la endoscop oferă o izolare inerentă împotriva curenților electrici dăunători, dar prezintă dezavantaje semnificative în ceea ce privește costurile de fabricație și calitatea imaginii.²⁾

Dispozitivele recente de imagistică chirurgicală au trecut la digital pentru a depăși aceste provocări, trecând de la CCD la un senzor CMOS care poate fi ușor redimensionat și încorporat în corpul camerei. Camerele CMOS elimină necesitatea de a utiliza mai multe obiective în serie și îmbunătățesc calitatea generală a imaginii. Reducerea costurilor de fabricație face posibilă utilizarea unui singur endoscop chirurgical, eliminând provocările legate de sterilizare. Miniaturizarea continuă a camerei face posibilă o intervenție chirurgicală mai puțin invazivă. ³⁾

Figura 3. Interfețe electrice într-un endoscop digital cu senzor de imagine CMOS.

Odată cu trecerea la endoscoapele digitale, este necesară o interfață electrică de mare viteză între senzorul de imagine CMOS, care este în contact cu pacientul, și unitatea de control a camerei (CCU). LVDS și SLVS (scalable low voltage signaling) au apărut ca straturi fizice preferate pentru această interconectare, oferind o lățime de bandă mare și o putere relativ redusă. ⁴⁾ Această interfață, spre deosebire de cea din endoscoapele video, este acum electrică și are potențialul de a conduce curenți periculoși. Fără izolarea intrinsecă a unui mediu optic, sistemul trebuie să fie proiectat pentru a separa pacientul de orice flux de curent potențial dăunător.

În orice sistem medical, care este conectat la rețeaua de alimentare electrică, siguranța pacientului este primordială. Standardul IEC 60601 pentru echipamente electrice medicale stabilește cerințe stricte pentru componentele care asigură un mijloc de protecție pentru pacient (MOPP) împotriva tensiunilor dăunătoare. Proiectanții de sisteme se confruntă cu o provocare semnificativă atunci când implementează soluții cu lățime de bandă mare pentru transferul de date imagistice, respectând, în același timp, aceste cerințe stricte de siguranță. Legătura video electrică de la un senzor de imagine CMOS la CCU-ul endoscopului este un exemplu în care este necesară o conexiune de mare viteză, conformă cu normele de siguranță. Analog Devices oferă soluții unice pentru implementarea acestei legături de lățime de bandă mare prin intermediul unei bariere de siguranță de încredere pentru a îndeplini cerințele standardului IEC 60601-1.

Display-uri medicale

Alte echipamente medicale, cum ar fi ventilatoarele și electrocardiogramele (ECG), presupun o conexiune directă cu pacientul pentru asistență respiratorie și monitorizare. Informațiile referitoare la pacient sunt afișate operatorului pe un display grafic, care este integrat în dispozitivul medical în sine. Ecranul din interiorul acestui echipament medical este cunoscut, de încredere și certificat pentru utilizarea ca dispozitiv medical în conformitate cu standardul IEC 60101. Același lucru nu poate fi garantat pentru niciun monitor sau afișaj disponibil în comerț. Pentru a asigura siguranța pacientului, orice conexiune externă de la echipamentul medical la dispozitivele periferice ar trebui, de asemenea, să asigure o barieră pentru protecția pacientului. Această izolare este ușor de realizat pentru interfețele tradiționale de viteză redusă, cum ar fi RS-232, RS-485 și CAN, și poate fi realizată cu izolatoare digitale standard.

Pe de altă parte, izolarea unui port video pentru un ecran extern prezintă provocări unice. Cerințele de lățime de bandă pentru interfețele standardizate pentru afișaje depășesc cu mult ceea ce se poate realiza folosind o cantitate rezonabilă de optocuploare sau izolatoare digitale standard. O complexitate suplimentară se adaugă atunci când se încearcă izolarea întregului lanț de semnal al interfeței video. De exemplu, protocolul HDMI 1.3a include nu numai semnalizare diferențială cu tranziție minimizată (TMDS) pentru transportul datelor video, ci și semnale de control bidirecționale pentru schimbul de informații video/format, circuite de alimentare și detectarea conectării și deconectării dispozitivelor de afișare (sink). ⁵⁾ Toate acestea trebuie luate în considerare atunci când se adaugă izolarea galvanică, ceea ce reprezintă o barieră pentru proiectanții de sisteme. În multe cazuri, nu este fezabil, folosind metodele anterioare, să se adauge o barieră de izolare de siguranță la aceste display porturi, prin urmare, display porturile externe nu sunt incluse în sistemele medicale. Analog Devices oferă un proiect de referință pentru izolarea galvanică a protocoalelor video populare, cum ar fi HDMI 1.3a, care permite adăugarea unei protecții de siguranță suplimentare în cazurile în care este necesară protecția pacientului.

Izolație digitală Gigabit

Figura 4. Diagrama bloc a izolatorului ADN4654 gigabit LVDS.

Familia ADN4654 de izolatoare digitale LVDS reprezintă o nouă opțiune pentru proiectanții de sisteme în care este necesară o combinație de lățime mare de bandă și siguranță de încredere pentru aplicațiile video și de cameră. Dispunând de două canale de izolare cu o rată de date de până la 1,1 Gbps pe canal, aceste dispozitive reprezintă un salt semnificativ în ceea ce privește capabilitatea de viteză a izolării digitale. Cu un flux total de 2,2 Gbps (totul într-o capsulă SSOP cu 20-pini) se pot obține economii semnificative de spațiu față de soluțiile bazate pe izolatoare digitale tradiționale.

Figura 5. Sistemul bazat pe ADN4654 izolează cu ușurință interfețele cu lățime de bandă mare.

Pentru a ilustra acest lucru, luați în considerare o conexiune video care transmite culoare pe 24-biți la 60Hz cu o rezoluție de 1920 × 1080 (1080 p). Pentru a transmite informațiile necesare prin intermediul unei bariere de izolare, este necesară o lățime de bandă totală de 4,4 Gbps. O soluție tipică de fibră optică are o lățime de bandă suficientă, dar trecerea de la mediul de cupru la cel de fibră optică necesită un serializator, un deserializator și convertoare electric-optice. O soluție care utilizează izolatoare digitale standard va necesita, de asemenea, un serializator, un deserializator și peste 30 de canale de izolare, fiecare dintre acestea funcționând la 150 Mbps. Ambele soluții prezintă costuri suplimentare pentru proiectantul de sistem atunci când adaugă izolarea la o interfață simplă cu lățime de bandă mare.

Prin valorificarea vitezei de date gigabit oferită de ADN4654, complexitatea sistemului poate fi redusă, iar această lățime de bandă de 4,4 Gbps poate fi obținută cu ajutorul a doar două dispozitive. Fiecare dispozitiv are două canale, totalizând patru canale care funcționează la 1,1 Gbps pe fiecare canal. Lățimea de bandă mare a canalelor poate elimina necesitatea oricărui bloc SERDES în lanțul de semnal. Îmbunătățirile în materie de spațiu și complexitate sunt sporite în sistemele în care trebuie izolate mai multe interfețe video.

Interfețele de nivel fizic care funcționează la peste 1 Gbps au cerințe stricte privind oscilațiile și distorsiunile pentru a asigura o comunicație fiabilă. Orice componentă adăugată în lanțul de semnal, cum ar fi un izolator digital, trebuie să contribuie la fluctuații și deformări minime pentru a evita impactul asupra performanței sistemului. Jitter-ul și skew-ul excesiv pot afecta marginea de eșantionare la receptor și pot crește rata totală de eroare pe bit. ADN4654 are performanțe de top în industrie în materie de deformare (skew) a semnalului, de maxim 100 ps pe un anumit canal și de 600 ps de la o parte la alta, ceea ce îl face foarte potrivit pentru izolarea acestor interfețe cu lățime de bandă mare. ADN4654 adaugă un jitter minim, cu o performanță maximă de jitter aleatoriu de 4,8 ps rms și un jitter determinist maxim de 116 ps vârf-la-vârf folosind un model PRBS-23 (secvență binară pseudoaleatorie). Lungimea de execuție a modelului mai mică de 23 de biți este obișnuită, iar performanța de jitter este îmbunătățită dincolo de aceste valori în protocoale cu scheme de codare cu o lungime de execuție mai mică, cum ar fi codarea 8B/10B.

Circuitele ADN4654/ADN4655/ADN4656 includ un regulator LDO intern pentru configurații flexibile ale sursei de alimentare și sunt disponibile în diverse configurații de canale. ADN4654 este disponibil în capsulă SOIC cu 20-pini sau în capsulă SSOP cu 20-pini, pentru economie de spațiu. Capsula SOIC dispune de o izolare de 5 kV rms și de distanțe creepage și clearance de 7,8 mm, ceea ce face ca aceste dispozitive să fie potrivite pentru sistemele de izolare 1 MOPP de la rețele de 250 V rms conform standardului IEC 60601. Folosirea unei protecții pentru creșterea creepage-ului și clearance-ului dispozitivului dincolo de 8 mm, este posibilă utilizarea lor ca o componentă în sistemele de izolare 2 MOPP.

Izolare HDMI prin utilizarea proiectului de referință CN-0422

Atunci când ne confruntăm cu sarcina de a adăuga o izolare de siguranță la o interfață video, complexitatea protocolului video în sine devine o provocare. Trebuie găsită o soluție pentru a izola fiecare dintre semnalele video, de control și de alimentare, iar acest lucru dă bătăi de cap producătorilor de echipamente. Soluțiile de tip ‘proiecte de referință cu utilizare imediată’ reduc timpul de dezvoltare a sistemului necesar pentru a ajunge la un proiect funcțional.

Figura 6. Proiectul de referință EVAL-CN0422-EBZ pentru izolarea protocolului HDMI 1.3a.

De la lansarea sa la sfârșitul anului 2002, HDMI a devenit unul dintre standardele de facto pentru televizoarele și display-urile comerciale de înaltă definiție. Succesul pe scară largă al HDMI poate fi atribuit setului său de caracteristici și interoperabilității fiabile.

Proiectul de referință EVAL-CN0422-EBZ este disponibil ca o soluție imediată pentru utilizatorii care doresc să adauge izolare galvanică la porturile video HDMI 1.3a existente. Tehnologia de izolare iCoupler^® este combinată pentru a transfera puterea necesară și semnalele video și de control de mare viteză printr-o barieră de izolație.

Datele video din protocolul HDMI 1.3a sunt transportate pe patru benzi TMDS: trei benzi de date și o bandă de ceas. Fiecare dintre aceste benzi trebuie să fie izolată individual. Izolatoarele digitale tradiționale nu suportă nici lățimea de bandă mare, nici natura diferențială a TMDS, ceea ce le face nepotrivite. Deși TMDS diferă ușor de LVDS, pot fi utilizate componente pasive simple pentru a permite compatibilitatea cu dispozitivele conforme cu LVDS. Aceste componente pasive sunt utilizate împreună cu două transceivere gigabit ADN4654 izolate LVDS cu două canale pentru a izola toate cele patru benzi TMDS. Se poate obține o rată de transmisie a pixelilor de până la 110 MHz, suportând o rezoluție de 720 p la o rată de cadre de 60 Hz.

Protocolul HDMI conține și alte semnale de viteză redusă, care sunt utilizate în scopuri de control: canalul de afișare a datelor (DDC), controlul electronicelor de consum (CEC) și detectarea conectării la cald (HPD – hot plug detect). DDC este utilizat pentru a permite sursei să citească datele EEID de afișare din EEPROM și să facă schimb de informații relevante de formatare. Semnalele CEC permit partajarea funcționalității între mai multe dispozitive sursă și receptor conectate. HPD este activat de către dispozitivul de recepție atunci când acesta a detectat o sursă conectată, semnalând un dispozitiv conectat. Toate aceste semnale de control sunt izolate cu ajutorul a două dispozitive ADuM1250, care asigură izolarea bidirecțională a acestor semnale acolo unde este necesar. Utilizarea dispozitivului ADuM1250 simplifică foarte mult provocările de proiectare asociate cu implementarea unui canal de izolare bidirecțională.

Proiectul de referință include un convertor de putere DC/DC izolat, ADuM5020, care este utilizat pentru a alimenta partea de afișare (sink) a dispozitivului izolat. De asemenea, 275 mW sunt furnizați cablului HDMI pentru a susține dispozitivele sink, conform cerințelor standardului. Proiectul de referință este gata pregătit pentru izolarea unui dispozitiv sursă HDMI, dar circuitul de alimentare izolat poate fi adoptat cu ușurință pentru a izola un dispozitiv HDMI sink.

Ethernet industrial

Familia de switch-uri REM fido5100 / fido5200 de la Analog Devices include două switch-uri embedded Industrial Ethernet cu 2 porturi, care se interfațează cu orice procesor, inclusiv cu orice CPU Arm® și cu controlerul de comunicații fido1100 de la ADI.

Aceste switch-uri Ethernet industriale embedded sunt proiectate astfel încât să puteți alege tipul de procesor care se potrivește aplicației voastre și să nu fiți obligați să folosiți stiva de protocoale a unui anumit furnizor. REM se atașează la magistrala de memorie a unui procesor și arată ca orice alt periferic conectat la acea magistrală. Ciclul de memorie pentru REM coboară până la 32 ns (125 Mbps cu un bus pe 32-biți) pentru a suporta durata ciclului de 12,5 µs pentru EtherCAT și durata ciclului de 31,25 μs pentru PROFINET IRT. Datele sunt transferate către și de la switch-uri utilizând cozile de așteptare Priority Channel, astfel încât transferurile de date în timp real pot întrerupe fără întârziere transferurile de date în timp non-real. Aceste cozi de așteptare sunt gestionate de un driver de switch și se interfațează cu stiva de protocoale pentru a obține cele mai eficiente transferuri de date posibile. De asemenea, acest lucru înseamnă că software-ul aplicației nu trebuie să se preocupe de gestionarea switch-ului, de setarea regiștrilor de nivel scăzut sau de urmărirea unor procese complicate de management al timpului.

Un alt avantaj de performanță al switch-urilor Ethernet industriale embedded este că tehnologia lor Priority Channel le face imune la efectele de încărcare a rețelei. Acest avantaj asigură că aplicația voastră este funcțională tot timpul, în orice moment. Switch-urile REM filtrează inteligent pachetele pentru a ține traficul nedorit departe de procesorul vostru, administrează traficul cu prioritate scăzută în funcție de încărcarea procesorului vostru și garantează livrarea la timp a pachetelor cu prioritate ridicată, indiferent de încărcarea globală a pachetelor.

Dispozitivele de nivel fizic (PHY) pentru Ethernet industrial ADIN1100, ADIN1200 și ADIN1300 de la Analog Devices sunt proiectate pentru a fi robuste în medii industriale dure. După ce au fost supuse unor teste extinse de compatibilitate electromagnetică și de robustețe, aceste produse sunt ideale pentru aplicațiile care necesită comunicații previzibile și sigure. Cu o tehnologie PHY cu latență redusă și consum redus de putere, de nivel industrial, acest portofoliu suportă viteze de date de 10 Mbps, 100 Mbps și 1 Gbps. Dezvoltate pentru a maximiza transmisia de date și integritatea semnalului, acestea suportă mai multe interfețe MAC, fiind în același timp integrate în capsule mici. Proiectate pentru a funcționa în intervale extinse de temperatură ambientală de nivel industrial, PHY-urile Industrial Ethernet oferă cel mai înalt grad de fiabilitate pentru aplicațiile Industrial Ethernet de astăzi și de mâine. Dispozitivul PHY ADIN1100 10BASE-T1L oferă conectivitate Ethernet de 10 Mbps pe un cablu cu o singură pereche torsadată cu o lungime de până la 1 km și suportă cazuri de utilizare pentru zone periculoase (aplicații cu siguranță intrinsecă Zona 0), denumite uneori Ethernet-APL. ADIN1100 oferă conectivitate Ethernet pentru dispozitive certificate pentru siguranță intrinsecă, inclusiv HMI-uri, camere video industriale și camere termice care funcționează în zone periculoase.

Ce oferă ADI și nu există încă pe piață?

Acest articol a descris cerințele aplicațiilor pentru interfețe video sau pentru camere video cu lățime de bandă mare, sigure și robuste, în aplicații industriale și medicale și a analizat principalele opțiuni tehnologice pentru implementarea acestor interfețe, menținând în același timp performanțele critice. Analog Devices oferă soluții inovatoare, inclusiv:

Prima familie de izolatoare digitale gigabit din industrie, ADN4654/ADN4655/ADN4656, ce permite noi opțiuni pentru izolarea interfețelor cu lățime de bandă mare.
Primele porturi video și de cameră izolate galvanic din industrie, care oferă costuri și complexitate reduse în comparație cu soluțiile voluminoase cu fibră optică.
Soluții testate pentru conformitatea sistemului, care reduc bătăile de cap legate de testare și conformitate. Un exemplu este un proiect de referință testat conform standardului HDMI.
O suită completă de produse Industrial Ethernet, inclusiv tehnologii, soluții, software și capabilități de securitate proiectate pentru a conecta lumea reală la rețelele din fabrică și, dincolo de acestea, la cloud.

Concluzie

Expertiza profundă în domeniu și tehnologiile avansate ale Analog Devices îi ajută pe parteneri să conecteze dispozitivele și rețelele industriale ale viitorului. Prima tehnologie de izolare galvanică gigabit din industrie oferă metode alternative de izolare a interfețelor video și a camerelor în diverse aplicații medicale și industriale. Soluțiile Ethernet de la Analog Devices asigură livrarea fiabilă a datelor critice în aplicații industriale severe, cu ajutorul switch-urilor Ethernet TSN și al transceiverelor de nivel fizic cu latență redusă, cu consum redus de putere și cu lungime mare a cablului.

Referințe

¹ Bob. “PROFINET and PROFIBUS Node Count Tops 87 Million in 2018.” Profibus Group. May 16, 2019.
² Danny Scheffer. “Endoscopes Use CMOS Image Sensors.” Vision Systems Design. July 30, 2007.
³ Ricardo A. Natalin and Jaime Landman. “Where Next for the Endoscope?” Medscape.
⁴ Dave Wilson. “Next-Generation Image Sensors.” NovusLight. November 28, 2016.
⁵ HDMI 1.3a specification.

Autori:

Richard Anslow, System Applications Engineer și Neil Quinn, Product Applications Engineer

Despre autori

Richard Anslow este inginer de aplicații de sistem în echipa ‘Connected Motion and Robotics’ din cadrul departamentului de Automatizare și Energie al Analog Devices. Domeniile sale de expertiză sunt monitorizarea bazată pe condiții și proiectarea comunicațiilor industriale. Și-a obținut licența și masteratul în inginerie la Universitatea din Limerick, Irlanda. Poate fi contactat la richard.anslow@analog.com.

Neil Quinn este inginer de aplicații de produs la Analog Devices, unde lucrează în cadrul departamentului de Tehnologie de interfațare și izolare din Limerick, Irlanda. Neil a obținut o diplomă de licență în inginerie electronică de la Universitatea Națională din Maynooth în 2013. El este specializat în interfețe de comunicații industriale și de mare viteză, cum ar fi RS-485 și LVDS și în produse de izolare digitală iCoupler de la ADI. Poate fi contactat la neil.quinn@analog.com.

Analog Devices