Производство и разработка электроники *

У меня есть старый «плоскоэкранный» телевизор, произведённый в 2009 году. Он всё ещё жив потому, что я испытываю к нему странную ностальгическую любовь. А ещё потому, что я написал для него очень хорошо работающую автоматизацию, мигрировать с которой было бы трудно.

Однако у телевизора есть проблема: он очень часто попадает в резонанс со встроенными динамиками, из-за чего корпус устройства начинает достаточно сильно вибрировать и ужасно шуметь.

Чтобы продлить срок жизни этого реликта, я решил вложиться в дешманский саундбар Majority Snowdon II. Благодаря нему удалось решить проблему резонанса, но ей на смену пришли особенности саундбара. А именно, его тупость.

Да, это не смарт-устройство, несмотря на то, что его выпустили в 2022 году. У него есть инфракрасный пульт дистанционного управления, несколько физических кнопок, и на этом всё! Однако когда я покупал его, у меня был план. Я думал, что, наверно, смогу сделать его умнее. Поэтому когда пульт в 87-й раз завалился в щель дивана, я решил вскрыть саундбар и разобраться, что с ним можно сделать.

В эпоху, когда мобильные устройства стали неотъемлемой частью жизни, почти у каждого жителя Земли есть смартфон с мощным процессором, памятью и аккумулятором. А, что, если: интегрировать в смартфоны продвинутые радиочипы для создания глобальной mesh-сети, где устройства сами передают данные, формируя независимый интернет “over ether” — без проводов и центральных провайдеров. Эта идея — новый глоток воздуха для Samsung и Apple, у которых уже кризис идей.

По данным Международного энергетического агентства, в 2024 году в мире было введено в эксплуатацию около 597 ГВт новых солнечных электростанций, что на 33% больше, чем в 2023 году. Благодаря этому общая установленная мощность солнечных электростанций в мире составила около 2,5 тераватт (ТВт). Кроме того, по прогнозам Bloomberg NEF, в 2025 году общая установленная мощность солнечных электростанций в мире может достичь 698 ГВт, что свидетельствует о продолжении роста, хотя и более скромном — на 16% по сравнению с 2024 годом. Цифры впечатляющие. Но остается открытым вопрос — куда девать отработанные панели? Разбираемся.

Статья начинает цикл материалов по разработке электроприводов, подходов и технических нюансов, которые используются при их проектировании. Охватим большую часть силовой электроники для электропривода, промышленные сети (PROFINET, EtherCAT, CC-Link, EtherNet/IP (CIP) и др.), энкодеры (абсолютные: Hiperface DSL, SSI, BISS и др., а также инкрементные). Датчиковое и бездатчиковое векторное ориентированное управление  (sensored/sensorless FOC - EKF/MRAS/SMO/HFI), рассмотрим электродвигатели PMSM (СДПМ), ACIM (асинхронный ЭД), BLDC (бесколлекторный двигатель постоянного тока) и другие их виды. 

Одним из ключевых элементов электронных устройств являются многослойные печатные платы, которые позволяют объединить несколько слоев проводников в одной конструкции. В данной статье мы рассмотрим особенности разработки стека многослойной печатной платы, которые включают в себя выбор материалов, определение толщины и количества слоев, а также технологии производства. Начнём с выбора типов медной фольги.

Для производства печатных плат применяются различные типы медной фольги в зависимости от требований к конечному продукту и его техническим характеристикам.

Наиболее популярными типами медной фольги, используемой в производстве печатных плат, являются электроосаждённая медь (ED Copper) и Рулонно отожженная медь (RA copper).

ED (англ. от Electrodeposited) Copper - это медная фольга, которая получается путем электролитического осаждения меди на поверхности тонкой подложки. В этом процессе барабан вращается в электролитическом растворе, и реакция электроосаждения используется для "выращивания" медной фольги на барабане. При вращении барабана полученная медная пленка медленно наматывается на ролик, образуя непрерывный лист меди. Она обладает высокой чистотой и электропроводностью, что делает ее идеальным выбором для производства печатных плат, где требуется высокая точность и надежность.

RA (англ. от Rolled-annealed) Copper - Рулонно отожженная медь - производится путем многократной прокатки и отжига толстых медных слитков. Сырье загружается в плавильную печь для отливки в слиток квадратной колоннообразной формы. Затем слиток нагревают и многократно прокатывают для уменьшения его толщины и увеличения длины. На рисунке ниже мы можем видеть увеличенную структуру поперечного разреза этих двух видов фольги.

Ученые из МФТИ, Института теоретической физики им. Л.Д. Ландау и Физико-технического института им. А. Ф.  Иоффе провели теоретическое исследование диффузии экситонов. Они рассмотрели это физическое явление в муаровых сверхрешетках переходных металлов.

Производителям чипов приходится постоянно решать одну и ту же задачу — находить баланс между скоростью и энергоэффективностью. Intel, судя по последним анонсам, попыталась сделать это в серии Panther Lake. В ней компания собрала воедино успешные элементы предыдущих проектов. Так что Panther Lake становится своего рода мостом, соединяющим сегменты рынка, где раньше приходилось выбирать между экономией батареи и скоростью вычислений. И подходят чипы буквально для всего — от тонких ультрабуков до более требовательных систем. Что ж, поехали разбираться!

Новость о том, что Qualcomm покупает Arduino сначала вызвала чувство тревоги. Примерно такое же, как когда Broadcom купил VMware. С чудесным миром микроконтроллеров я тесно познакомился именно благодаря Arduino. Оригинальная Uno базировалась на ATmega328P и стоила на момент выхода 30 $. Реальная себестоимость, по оценкам коммьюнити, была около 15 $, а все остальное пользователь платил за бренд и открытость дизайна.

Последнее, кстати, привело к тому, что спустя короткое время плата была скопирована китайцами. Они не просто нашли способ заменить дорогие компоненты более дешевыми аналогами, но и наладили крупносерийное производство. Это привело к тому, что купить ноунейм-клон аля Nduino Uno можно было на порядок дешевле.

Совсем недавно публике представили новую плату Arduino Uno Q, которая уже была создана с использованием разработок Qualcomm. Она мгновенно вызвала интерес, благодаря новому видению того, как должна выглядеть современная плата микроконтроллера. Мне уже удалось добраться до серийного образца Uno Q, так что спешу поделиться с вами впечатлениями!

Микросхемы — основа всех современных устройств, от смартфонов до серверов. Кремний, из которого их делают, десятилетиями был главным материалом электроники, но его возможности ограничены. С каждым годом создавать чипы меньше, быстрее и экономичнее становится все сложнее — на помощь в этом приходят «двумерные» материалы: графен, молибденит и их аналоги толщиной в несколько атомов. Недавно ученые из Университета Фудань в Шанхае показали, как встроить такие вещества в обычный кремниевый чип. Эта технология открывает новые пути в создании электроники. Что это за материалы, как они работают и почему вызывают столько интереса? Разбираемся.

Традиционный ежегодный слет hardware-инженеров пройдет в Москве уже через месяц, 29 ноября. Мы расширили целевую аудиторию: в программе найдется интересное не только для мастеров FPGA, но и для RTL-шаманов, гуру верификации и адептов физического дизайна. А еще будут DIY-стенды с «железками» от комьюнити! Больше подробностей — далее в посте.

По сути своей, человек — это мозг, одетый в костюм из костей и мышц с дополнением других органов и тканей. Взаимодействие мозга с окружающей средой осуществляется через органы чувств: глаза, уши, язык, кожа. Если спросить кого-то, какой из этих сенсоров для них важнее, то ответы будут отличаться, скорее всего, ввиду профессиональной деятельности и образа жизни респондента. Однако, с точки зрения получаем из окружающей среды информации, зрение является самым обильным источником данных. Потеря или ухудшение зрения ввиду травм, заболеваний или возрастных изменений разительным образом влияет на жизнь человека, независимо от его работы или хобби. Одной из самых распространенных причин слепоты у людей старше 55 лет является возрастная макулярная дегенерация (AMD от age-related macular degeneration). Ученые из Университетского колледжа Лондона (Великобритания) провели клинические испытания устройства, способного вернуть зрение людям с AMD. Разработка представляет собой сопряжение имплантируемого в глаз микрочипа и очков дополненной реальности. Как работает эта система, и насколько она эффективна? Ответы на эти вопросы мы найдем в докладе ученых.

В современной электронике печатные платы играют ключевую роль, обеспечивая соединение компонентов и передачу сигналов. Одним из интересных и функциональных элементов разводки являются проводники спирального типа (также известные как спиральные индуктивности или меандровые линии).

Спиральные проводники представляют собой металлические дорожки, выполненные в форме спирали или меандра на поверхности или внутри слоёв печатной платы. Их конструкция может быть:

- Плоской спиралью (planar spiral) – дорожка закручена по окружности или квадрату.

- Меандровой линией (meander line) – зигзагообразная структура, увеличивающая эффективную длину проводника.

- Многослойной спиралью – когда витки распределены между разными слоями печатной платы.

1. Конструкция и особенности

Форма таких проводников представляет собой плоскую спираль, которая может иметь круглую, квадратную, шестиугольную или любую другую геометрию витков в зависимости от требований к индуктивности и занимаемой площадки.

Количество витков, ширина дорожек, расстояние между ними и диаметр спирали — ключевые параметры, влияющие на электрические характеристики проводника. Эти параметры определяют индуктивность, сопротивление и паразитные ёмкости спирального проводника, что особенно важно для высокочастотных применений.

Литий-ионные аккумуляторы (ЛИА) состоят из ценных металлов, таких как литий, медь, марганец, кобальт и никель. После выхода аккумулятора из строя его можно разобрать, полностью разрядить, измельчить. Эта измельчённая смесь у профессионалов рекуперации называется «чёрной массой». Она содержит все ценные металлы, из которых состоят аноды и катоды аккумуляторов (самые дорогие части аккумулятора). Характерный чёрный цвет обусловлен высоким содержанием графита в анодах аккумуляторов, который имеет очень тёмный чёрный цвет. Дальнейшая её переработка с целью выделения ценных компонентов, к которым, главным образом, относятся литий, никель, кобальт и марганец определяется их рыночной стоимостью. О переработке отработанных аккумуляторов мы сегодня и поговорим.

На изображении выше результат многолетних экспериментов и мучений в поисках облегчения такой, казалось бы, простой процедуры как поливать растения, кхе-кхе, вовремя 😊

Это модульная система полива комнатных растений, которая взяла на себя всю заботу о круглогодичном поливе растений. Оно умеет подавать нужную порцию воды в требуемый канал и по необходимости туда же добавить жидкие удобрения. Система масштабируется и можно начать с одного канала и по надобности подключить дополнительные модули расширения.

Ну, а далее распишу про все прототипы, которые придумывал на пути к данному решению...

Знаете ли вы, что у микропроцессоров существуют памяти, которые могут ответить на вопрос: «А нет ли внутри тебя информации, похожей на вот эту?» То есть они не просто запоминают, что им «скажут», и выдают ранее записанное, но еще и умеют сопоставлять свое содержимое с запросом извне. Как в каждой большой дружеской компании есть товарищ, у которого на любую тему найдется подходящий анекдот или мем.

(Перевод моего выступления на  P.I.W.O в июне, слегка подчищенный и приближенный к формату блога).

…звучит как-то не очень. Я сделала все эти слайды в Inkscape с ПК под управлением KDE Linux, плюс я регулярно пользуюсь Firefox. Но это всего лишь я. А что насчёт вас? Вы используете свободное ПО? Поднимите руки! [в аудитории поднимаются руки] Конечно же! Что за чепуха, «Свободное ПО не победило». Кто-то подменил мои слайды… Эй, ведущий конференции!

Ведущий: В другом каталоге.

[Перехожу в каталог с названием другой каталог и открываю файл твои слайды тупица.pdf]

Вот они мои слайды.

Всех приветствую, меня зовут Дорота, и сегодня я буду говорить о том, как …

Где‑то полгода назад я в комментариях писал что «через пару недель» протестирую К1921ВГ015 и выложу результаты. Пара недель прошли, кроме меня никто этим не занялся, так что исправляем ситуацию как можем! В программе: мотивация создать свою собственную отладочную плату, краткий обзор существующих и тесты АЦП с подручным оборудованием.

Вы видели такие токарные автоматы? Это шестишпиндельный 1Б240-6 револьверного типа. Очень старый девайс, полностью механический, на концевиках и реле. Никаких тебе ЧПУ, лазеров и шаговых двигателей, только хардкор. Это просто потрясающая механическая симфония.

В советские годы были целые цеха с такими автоматами по всей стране - большие ангары, где они стояли в несколько рядов десятками. Сейчас это экзотика, но все еще используются в единичных экземплярах на том или ином предприятии. Станок прекрасно справляется с типовыми операциям: изготовление гаек, шайб, болтов втулок и множества других деталей.

~2008 год: Один человек как-то в разговоре пожаловался мне на проблему, с которой он сталкивается много лет, но как победить не знает. Он рассказал мне на пальцах, что происходит. На тот момент я в глаза не видел такой станок, да и вообще был далек от металлообработки. Но, с его слов, примерно понял, как там все устроено и предложил решение. Решение было реализовано сначала на одном станке, а затем распространено на остальные и с тех пор о проблеме забыли.

Привет! Меня зовут Михаил Барских, я руковожу отделом верификации в YADRO. В этом посте я поделюсь нашим опытом верификации и рассмотрю организацию этой работы на разных уровнях. Останавливаться на всех технических подробностях не планирую, но постараюсь осветить все важные моменты, чтобы по итогам поста у вас сложилась цельная картина.

Итак, перед Вами процессорный модуль отечественной разработки, основой которого является четырёхядерный SoC архитектуры RISC V JH7110 производства Поднебесной.

Расположен SoC примерно в центре платы, ближе к ламельному разъёму, использующемуся для установки процессорного модуля (ну или нескольких, если Вам интересна такая конфигурация) на Вашей несущей плате. На фотографии маркировка на JH7110 прикрыта небольшим радиатором. В случае напряжённого теплового режима единым радиатором с возможностью активного охлаждения вместе с SoC накрываются ещё SDRAM, eMMC и многоканальный преобразователь питания. Для крепления такого умощнённого радиатора предназначены четыре отверстия, расположенные прямоугольником.

Два отверстия по краю платы, противоположному ламелям, предназначены для дополнительной фиксации процессорного модуля в разъёме стандарта DDR4 SODIMM P260. В принципе, плата нормально фиксируется штатными лапками разъёма (для чего по коротким сторонам примерно посередине сделаны прямоугольные вырезы), как положено модулю памяти, но для мобильных применений да ещё и с увеличенным радиатором дополнительное крепление необходимо. Разъёмы SODIMM P260 существуют всякие, горизонтальные, вертикальные и наклонные, с разным расстоянием между модулем и материнской платой, есть даже сдвоенные. Я бы не рекомендовал с нашим модулем использовать наклонные, вертикальные - только с дополнительным креплением противоположного ламелям края. Самое лучшее – горизонтальные, зазор между модулем и несущей выбирайте сами, исходя из высоты установленных под ПМ компонентов. Компоненты модуля, расположенные на нижней стороне платы, укладываются в требования по высоте любого из разъёмов: низкопрофильного, обычного и высокого. Не забудьте только про тепловыделение деталей под модулем – условия вентиляции там – хуже не придумаешь.