Электроника обзоры 2019: десять главных трендов на рынке электроники в 2019 году — Техника на vc.ru

десять главных трендов на рынке электроники в 2019 году — Техника на vc.ru

Кризис рынка смартфонов, электронный мусор, торговые конфликты и постоянная слежка — в 2019 году hardware-индустрия переживала не лучшие времена.

11 069 просмотров

Зарабатывать на «железе» становится все сложнее, и компаниям приходится экспериментировать с бизнес-моделями — иногда в ущерб репутации. «Руки» разобрались, что происходило на рынке электроники в минувшем году и куда это нас привело.

Электронный мусор и новая осознанность

«AirPods — это трагедия» — под таким заголовком в мае выходит статья Vice о катастрофическом состоянии потребительской электроники.

В 2010-е устройства окончательно становятся одноразовыми и легко заменяемыми: смартфоны с безрамочными дисплеями рассыпаются после первого падения, «умные» колонки выходят из строя после обновления ПО, а у MacBook ломаются клавиши в первые недели работы.

​Fossil by Heatless Machine  Jason Koebler

Но апогеем этого тренда в Vice считают беспроводные наушники от Apple.

Они не подлежат ремонту, постоянно теряются и стимулируют перепотребление. Журнал иллюстрирует статью макетом окаменелости с очертаниями наушников AirPods — главного символа эпохи.

Ежегодно более 352 тысяч тонн электронных отходов нелегально транспортируют из ЕС в развивающиеся страны. По прогнозам, к 2080 году сломанная техника заполнит свалки, так что металлы можно будет добывать из e-waste, а не из недр земли.

Количество отходов постоянно растет, а активисты и художники пытаются привлечь внимание к проблеме, разбирая на части холодильники и перемалывая смартфоны в блендерах.

Эксперимент по перемалыванию iPhone 4S в блендере

В 2019 году, на волне растущего интереса к осознанному потреблению и zero-waste, о проблеме одноразовой электроники заговорили чаще. Крупные технологические медиа начали учитывать ремонтопригодность в обзорах на новые устройства и обращать внимание на их долговечность.

Стало окончательно понятно, что срок службы можно продлить до определенного предела. Все остальное зависит только от дизайнеров и разработчиков.

В США активисты продолжали бороться за право на ремонт электроники (right to repair) и продвигать законопроекты в его поддержку, а в колледжах набирали популярность курсы по DIY-починке смартфонов.

Проект Ore Streams разбирает электронику на мелкие части, чтобы показать, насколько сложно она устроена

Технологические гиганты начали делать шаги навстречу движению, но пока только символические. Так, в августе Apple пообещала продавать запчасти независимым ремонтным мастерским, но получить к этой программе доступ не так просто.

А Microsoft выпустила обновленную линейку продуктов Surface с модульным дизайном. В то же время Nikon пообещала в 2020 году свернуть программу авторизованного ремонта — теперь камеры можно чинить только в двух официальных сервисах компании в США.

В России и странах СНГ электронные отходы пока не считают проблемой.

Некоторые компании принимают подержанные устройства на переработку, а в магазинах создают пункты приема батареек, но этим все ограничивается. В то же время благодаря большому количеству неавторизованных ремонтных мастерских починить технику не так сложно. Если это, конечно, не AirPods.

Невидимые технологии

В 2019 году Google взяла курс на ambient computing — разработку устройств, которые будут работать в фоновом режиме, требуя от пользователя минимального взаимодействия с интерфейсом.

Тренд на невидимые технологии подхватили многие компании, поэтому домашние «умные» устройства стали чаще напоминать декоративные аксессуары.

Достаточно вспомнить обтянутые тканью колонки от Google, гибрид лампы и «умной» колонки от IKEA и Sonos, а также домашний сервер Helm, который отметили несколькими премиями за лучший дизайн.

Коллекция Symfonisk от IKEA и Sonos​

Трендвотчеры JTW Intelligence в начале 2019 года предсказали гуманизацию технологий и были правы. В мире, заполненном камерами слежения и биометрическими датчиками, хайтек не должен бросаться в глаза и привлекать внимание. Поэтому с каждым годом в городах все сложнее отличать инфраструктурные объекты от систем слежения.

«Умные» столбы ничем не отличаются от обычных, а камеры с распознаванием лиц выглядят как стандартные CCTV.

Компании, которые зарабатывают на сборе данных пользователей, хотят сделать свои устройства незаметными объектами повседневности — свидетелями и наблюдателями. Все — от розеток до лампочек — становится «умным», но при этом выглядит нейтрально и не бросается в глаза.

Интерфейсы тоже делают более интуитивно понятными. А дизайн инновационных устройств становится все более дружелюбным и менее устрашающим. Интересно, что популярность антропоморфных домашних роботов падает: теперь они выглядят слишком «технологично».

В 2019 году разработку окончательно свернули как минимум две компании: Anki и Jibo. Андроиды со светящимися глазами и милыми голосами уступают вездесущим и более продвинутым голосовым помощникам, которым не нужно физическое воплощение и которым проще оставаться за кадром.

Ненадежные смарт-устройства

В 2019 году телевизору нужен антивирус, а лампочке — перезагрузка. Интернет вещей пока не оправдывает ожиданий. Достаточно изучить хронику блога Internet of Shit, который документирует все абсурдные случаи в работе IoT-устройств.

За последние пять лет разработчики бесконтрольно оснащали электронику «умными» функциями, не задумываясь о последствиях. Лучший пример 2019 года — умные четки для подсчета молитв и шагов, выпущенные Ватиканом. Как только о них написали СМИ, эксперты обнаружили критическую уязвимость в системе.

​«Умные» четки Click to Pray eRosary, выпущенные Ватиканом

И таких случаев было сотни. В сентябре вышло исследование, которое подтвердило опасность IoT-приборов. Эксперты отобрали 80 популярных устройств и провели 34 тысячи экспериментов. Оказалось, почти 90% электроники передает информацию третьим лицам.

Все чаще производством занимаются компании, которые прежде специализировались на бытовой технике. Им сложно адаптироваться к реалиям рынка, поскольку они не знают, по каким правилам он работает.

Эту ситуацию неплохо отражает эпизод сериала «Кремниевая долина», в котором производители холодильников добавили технике «умные» функции, но не подумали ни о приватности пользователей, ни о надежной защите системы.

Другая проблема — недостаточное информирование юзеров. Многие до сих пор не знают, как установить надежный пароль и обезопасить систему. К чему это приводит, показал пример компании Ring.

Производитель «умных» замков не объяснил, как защитить свои данные. В результате десятки устройств подверглись взлому: хакеры троллили владельцев жилья и требовали биткоины, а самые смешные случаи издевательств разбирали в подкасте.

Смарт-устройства больше не вызывают доверия, а энтузиасты, которые раньше первыми тестировали новинки, стали оценивать каждый продукт с большим скепсисом.

Журналисты Wired даже посоветовали подумать дважды, прежде чем дарить «умную» электронику друзьям или родственникам, а особенно детям, которые легко, а главное незаметно могут стать объектом наблюдения.

Экосистемы и тотальная слежка

В конце 2010-х разработка hardware-устройств становится все менее рентабельным бизнесом. В большинстве случаев производство мобильных гаджетов не приносит прибыли, и компаниям приходится искать другие источники дохода, которые покроют затраты.

Большинство делает ставку на рекламные сервисы и торговлю данными. Наибольшего успеха добилась Amazon, которая построила огромную экосистему, в которую включены все компоненты бизнеса: устройства, платформы, производство, логистика.

Присутствие Amazon ​на разных рынках Bloomberg

Это позволяет компании вкладывать миллионы в разработку голосового помощника Alexa — центрального компонента глобальной структуры, а также не беспокоиться по поводу провальных продуктов. В конечном счете даже они принесут пользу.

Компания Джеффа Безоса также постоянно поглощает стартапы, охватывая один рынок за другим. В 2019 году главным прорывом для Amazon стала система слежки на базе «умных» звонков Ring, к которой подключено около 440 тысяч пользователей и сотни отделений полиции по всей Америке.

В 2019 году надзор-капитализм (surveillance capitalism) достиг высшей точки, а благодаря продвинутым системам распознавания лиц приватность (почти) перестала существовать.

Эта тенденция отразилась и на дизайне электроники. Многие компании стараются проявить осознанность и гарантируют пользователям приватность, постоянную или временную.

Одно из возможных решений — встроенные «рубильники», которые отключают некоторые функции. Например, у смарт-дисплея Nest Hub Max от Google есть кнопка, которая деактивирует камеру и микрофон.

Можно еще вспомнить ноутбуки Spectre x360 от HP с «аварийными кнопками» для отключения веб-камеры. Или лэптопы Purism с двумя «рубильниками». Один отключает веб-камеру и микрофон, а второй – Wi-Fi.

Инклюзивный дизайн

«Умные» трости, компактные слуховые аппараты, красивые смарт-очки и системы глушения шума для пациентов с диагностированным сотрясением мозга — продуктов для людей с особенностями здоровья становится больше, а дизайн устройств с каждым годом совершенствуется.

Одним из лучших инклюзивных девайсов стал адаптивный контроллер Xbox (XAC) от Microsoft. Компания привлекла к разработке людей с инвалидностью и предложила им поучаствовать в контроллертонах — подобии хакатонов, на которых дизайнеры и инженеры проектируют интерфейсы с учетом индивидуальных потребностей пользователей.

XAC в действии​ Microsoft

У Microsoft получилось создать продукт, который подходит людям с особенностями. Более того, компания повлияла на остальной рынок. Так, Logitech выпустила линейку кастомных кнопок для XAC — к участию в разработке привлекли организацию Special Effect, которая поддерживает геймеров с инвалидностью.

За процессом особенно интересно наблюдать, поскольку инклюзивные устройства часто приводят к разработке инновационных массовых продуктов, которыми будут пользоваться все.

Интересно, что такую стратегию выбрала компания Илона Маска Neuralink. Сперва предприниматель планирует спроектировать нейроинтерфейсы для парализованных пользователей, а впоследствии создаст универсальный девайс для управления смартфоном с помощью «мозговых импульсов».

Смартфоны в кризисе

Один из главных провалов года — складной смартфон Samsung Galaxy Fold — отражает состояние индустрии в конце 2010-х. Мобильные устройства перестали удивлять, а их разработка зашла в тупик.

Журналисты, которые делали обзоры на Galaxy Fold, столкнулись с поломками в первые же дни использования TechCrunch

Цены на флагманские модели достигли пика, при этом пользователи реже покупают устройства: в среднем, новый iPhone планируют брать спустя три года после покупки предыдущей модели.

Некоторые компании надеялись, что складные смартфоны помогут выйти из кризиса. Но Galaxy Fold доказал, что технология пока слишком далека от совершенства, а новаторство не всегда залог успеха. Тем более если новый флагман стоит $2000.

В конце 2010-х производителям смартфонов стало сложнее преодолевать новые барьеры, а новинки все чаще вызывали скепсис и волну мемов. Недавний пример — модель iPhone 11 Pro с тремя камерами на задней панели.

При этом самой популярной моделью Apple в 2019 году оказался iPhone XR. Именно бюджетные флагманские модели должны стать главным трендом 2020 года.

В то же время производители все чаще обращают внимание на растущий рынок в развивающихся странах и создают дешевые модели смартфонов с базовыми функциями, нечто среднее между неубиваемой Nokia и условным iPhone 4S. Впрочем, пока непонятно, какую роль на этом рынке сыграют гиганты Apple и Samsung.

Ненавистные скутеры

2019 год запомнится горящими, потопленными и сваленными в кучу самокатами. За последние пять лет города заполнили микромобильные сервисы.

Горящий самокат Skip как символ 2019 года​ Teddy Amenabar 

Аренда самоката, мопеда и электровелосипеда казалась хорошей идеей, пока не стало понятно, что большинство городов к нашествию новых транспортных средств не готово. Десятки ДТП, отсутствие регулирования и ожесточенные конфликты фрилансеров, которые работают на сервисы аренды, вызвали волну негодования.

Политики предлагали запретить и даже запрещали самокаты в некоторых городах, а мирные граждане с ненавистью обрушивались на устройства: топили их в реке, ломали и похищали под покровом ночи.

Но даже без атак вандалов срок службы самоката в аренде не превышает трех-пяти месяцев. Большинство компаний на рынке несет колоссальные убытки. Например, крупнейший оператор Lime потерял $300 млн только за последний год, причем $200 млн только за первую половину 2019 года. Более мелкие стартапы теряли инвесторов, разорялись и уходили с рынка.

Несмотря на пугающие цифры, разработчики продолжают эксперименты. Например, выпускают беспилотные и детские самокаты, а также создают «более безопасные» модели.

Исход из Китая

В 2019 году под влиянием торгового конфликта сразу несколько производителей электроники объявили, что переносят производство из Китая в другие страны.

Так, подрядчик Apple, китайская компания GoerTek, планирует запустить производство AirPods во Вьетнаме. Поставщик сенсоров, дисплеев и встроенных камер Sharp также собирается открыть производство во Вьетнаме. Другой партнер американской компании, Foxconn, намерен собирать партии iPhone в Индии.

В октябре Samsung объявила, что полностью перевела производство смартфонов в Индию и Вьетнам. О выводе производства также объявили Sonos, Fitbit, Tile, Nintendo и десятки других производителей электроники.

Конкурировать с Китаем начинают не только страны Азии. В 2019 году в Руанде выпустили первые модели смартфонов Made in Africa.

Смартфоны Mara, собранные в Африке​

В то же время Китай стал делать ставку не на дешевое тиражирование, а на инновации. Производить электронику в стране теперь не так выгодно, зато проще разрабатывать новые продукты.

Некоторые компании экспериментируют с гибридным производством. Например, украинский стартап Jollylook, выпускающий пленочные камеры из картона, опытным путем выяснил, что в Китае проще закупать комплектующие, а сами устройства выгоднее собирать в Украине.

Частная собственность под вопросом

Поскольку зарабатывать на hardware-продуктах становится все сложнее, компании переходят на новые бизнес-модели.

Apple развивает стриминговые сервисы, чтобы меньше зависеть от продаж смартфонов, и инвестирует в медицинские технологии. Стартапы предоставляют электронику по подписке и только благодаря этому добиваются успеха.

Реклама Peloton, за которую компанию обвинили в сексизме

Например, производитель «умных» велотренажеров Peloton за пять лет продал 400 тысяч устройств и достиг оценки в $4 млрд. Впечатляющий показатель для hardware-стартапа 2010-х.

Одно только железо могло принести Peloton почти $1 млрд, но главная фишка компании — программное обеспечение и контент: программа тренировок, плейлисты и «умная» система измерения спортивных результатов.

Если раньше считалось, что ПО пожирает мир, то теперь это делает контент.

Но программное обеспечение пока еще доминирует. Большинство устройств сегодня подключены к интернету. И это дает разработчикам большие возможности для удаленного контроля над продуктом. Компания может прекратить поддержку серверов, как это было с роботом Jibo или устройствами Pebble. Или выпустить патч, который удаленно отключит базовые функции.

В этих условиях владение устройством становится условным. Покупая его, мы не владеем ими полностью, как раньше. В любой момент компания может прекратить поддержку устройства и оставить нас с материальным артефактом, который без ПО не имеет никакого смысла. Этот феномен уже назвали новой формой рантье-капитализма.

Никто не знает, что такое hardware-компания

В 2010-е граница между технологическими и обычными компаниями окончательно стерлась. Большинство предприятий занимается ИТ-разработками, экспериментирует с машинным обучением и живет по правилам стартапа. В то же время компании, которые занимались только «железом», переключаются на ПО и сервисы.

Спортивные бренды выпускают смарт-кроссовки, инвестируют в ИИ и входят в топ инновационных компаний. Один из лучших hardware-продуктов года, игровую приставку Playdate, выпускает студия видеоигр Panic.

Производитель матрасов Casper делает ночники с «умными» функциями, а Ватикан выпускает носимые фитнес-четки. Электромобили работают по модели смартфонов, то есть требуют обновления и могут зависнуть. В 2019 году даже тоннели нуждаются в обновлении ПО, совсем как ПК или айфоны.

При этом компании пытаются сделать технологии невидимыми и незаметными. В результате hardware is everywhere, но его границы становятся все менее четкими.

Разработка электроники. Субъективный обзор наиболее полезных интегральных датчиков / Хабр

Того датчика, что слева я уже касался на страницах Хабра, поэтому сегодня поговорим о его младших собратьях.

Когда задумываешь новый стартап, порой кажется, что в области электронных приборов всё уже придумали до нас и рамки простора для творчества сегодня сильно сузились. На самом деле, это далеко не так. За последние несколько лет в мире электронных компонентов произошли революционные изменения, которые продолжаются и по сей день. Изображённые на фоне монеты чипы, немыслимы были ещё 5 лет назад, но в течение только этого года их семейство получило несколько пополнений.

Современные электронные компоненты позволяют не только создавать новые, но и расширять функциональность давно существующих устройств. Разработанные с их применением приборы становятся меньше, дешевле, функциональнее и проще в использовании, чем их предшественники. Но главное — они проще интегрируются в наш цифровой мир, а значит хорошо масштабируются. Это одна из основных причин, по которой технологичные стартапы набирают сегодня популярность у инвесторов.

О современных микроконтроллерах и методиках, упрощающих процесс «изобретения» новых продуктов, можно прочитать в моих предыдущих статьях. Сегодня же очередь дошла до датчиков. Невозможно объять необъятное, поэтому я сделал краткий и чисто субъективный обзор интегральных датчиков, которые, по моему личному опыту, могут быть наиболее полезны, как при проектировании совершенно новых приборов, так и в ходе модификаций, с целью придать новые качества давно выпускаемым устройствам, чтобы выделить их из ряда конкурентов. Преимущества отдавал тем, достоинства которых успел оценить в своих проектах.

Общие тенденции

Для того, чтобы функционировать, ваше устройство должно общаться с внешним миром, получая информацию. Человек использует для этого органы чувств, а устройство под управлением микроконтроллера — датчики. С годами датчики становятся всё меньше по размерам, всё умнее и, что немаловажно, дешевле. Аналоговые интерфейсы уступают место цифровым. Датчики научились производить последовательность измерений автономно и помещать их в собственную буферную память. В них встраиваются препроцессоры для первичной обработки и анализа результатов измерений. Количество регистров для настройки режимов работы и обработки данных порой переваливает за сотню. Наличие процедур самокалибровки и табличные функции позволяют приближать результат к линейной зависимости в широком диапазоне внешних условий (температуры, влажности и т.п.). В датчиках всё шире используются MEMS (микроэлектромеханические) технологии. Они научились самостоятельно проводить длительные процессы измерений и подавать сигналы при выходе параметров за допустимый диапазон. Современные технологии снизили энергопотребление многих типов датчиков до такого уровня, что они годами могут работать от одной маленькой батарейки.

Инерциальные датчики

Самыми полезными для расширения функциональности прибора безусловно являются “инерциальные датчики”, выполненные по технологии MEMS. Сегодня наиболее популярны шестиосевые датчики, содержащие трёхосевые акселерометр и гироскоп. К услугам тех, кто хочет получить ещё больше информации об ориентации в пространстве 9 осевые датчики, в которые добавлен магнитометр. Инерциальные датчики предоставляют огромные возможности для усовершенствования старых и создания новых приборов благодаря тому, что имеют сотни не вполне очевидных с первого взгляда применений.

Среди этой триады акселерометр безусловно играет главную роль. При работе на частотах опроса порядка нескольких десятков герц, он имеет исключительно низкий ток потребления — десятки микроампер. Современные чипы инерциальных датчиков включают в себя препроцессоры обработки данных. Они способны в автономном режиме производить весьма сложную первичную обработку полученных данных с помощью аналоговых и цифровых фильтров, имеющих программно настраиваемые параметры. Благодаря наличию буфера памяти FIFО они могут накапливать полученные результаты, производить их анализ и посылать сигнал на пробуждение микроконтроллеру только после того, как будут достигнуты записанные в память граничные условия. В качестве граничных условий могут выступать не только такие простые, как превышение уровня ускорения, а, например, смена ритма ходьбы. Да, да, основываясь на показания акселерометра датчики научились самостоятельно распознавать характер движения и даже отдельные его параметры. В нужный момент датчик пробуждает микроконтроллер и передаёт в него накопленные данные из FIFO буфера. Микроконтроллер проводит более серьёзный анализ, при необходимости выполняет ответные действия и снова погружается в сон. Такой алгоритм наилучшим образом подходит для высокопроизводительных ARM MCU с пониженным энергопотреблением.

Обладая размерами в несколько миллиметров, такие датчики как нельзя лучше подходят для охранных приложений, датчиков вскрытия, выключателей питания герметичных устройств. На их основе удобно реализовывать бескнопочные элементы управления для устройств в антивандальном исполнении и/или тяжёлых условиях эксплуатации. Возможно отслеживать взаимное положение частей тела человека или сложной конструкции, определять характер движения (отличать ходьбу от бега или поднятия по лестнице, фиксировать моменты неподвижности, поворота или “трогания с места” автомобиля и т.п.), определить момент возникновения опасной вибрации двигателя или турбины, подать сигнал о том, что наклон вышел за допустимые пределы и много чего ещё!

Как это не удивительно, даже 9 канальные датчики так и не научились толком решать задачу, для которой казалось бы и были предназначены изначально. Отслеживать траекторию движения с приемлемой точностью они способны только в пределах перемещений на короткие дистанции и малых промежутков времени. Использование их для замены GPS навигацию внутри закрытых помещений невозможно — слишком быстро накапливают ошибки измерений. Кроме того, в зависимости от времени и температуры, “плывут” показания гироскопа, а магнитометр требует предварительной калибровки. Помните эти надоедливые требования описать восьмёрку вашим телефоном для ориентации в пространстве? Это именно из той оперы…

Датчики для измерения перемещений и расстояний

Чрезвычайно большая плеяда устройств с разными принципами действия и размерами.
Одно из наиболее востребованных применений — определение малых перемещений.
Оптимальное решение задачи измерения зависит от материала движущихся объектов. Герконы являются наиболее дешёвыми и простыми для грубого определения положения намагниченных предметов, но существуют гораздо более продвинутые интегральные решения на основе эффекта Холла. Индукционные датчики имеют весьма ограниченное применение, а вот ёмкостные используются гораздо чаще, ввиду простоты микроминиатюризации.
Свои преимущества имеют датчики на основе оптопар, они используются давно и широко. На ультразвуковых датчиках расстояния, чрезвычайно популярных благодаря повсеместному использованию в качестве модулей для Arduino, останавливаться не буду.

Незаслуженно редко, в разрабатываемых приборах, используют датчики на основе “миниатюрных фотокамер” и лазеров. По моему мнению зря, ведь благодаря повсеместному применению в манипуляторах типа “мышь”, цена на эти устройства находится на весьма низком уровне.
Так датчик PAN3101 на основе камеры с разрешением до 800 точек на дюйм, у китайцев можно купить дешевле полутора долларов за штуку.
Самому мне приходилось использовать лазерный сенсор VL6180XV0. Он стоит в районе двух с половиной долларов и подходит для измерения расстояний до 10 см. Я пытался заменить им ультразвуковой датчик, чтобы увеличить точность определения расстояния в пушере, выталкивающем сигаретные пачки, но для этого мне требовалась несколько большая дальность. Помогло тщательное изучение даташитов, в которых удалось найти упоминание о слабодокументированной особенности -возможности переключения диапазона измеряемых расстояний. В результате, я смог увеличить его до 30 см. К сожалению, это отрицательным образом сказалось на точности измерений. Потерю пришлось компенсировать введением цифровой фильтрации и сложным алгоритмом определения положения с учётом предыдущих состояний.

Не могу не сказать хотя бы пару слов о лидарах — твёрдотельных устройствах на основе лазеров, часто содержащих в себе систему подвижных зеркал, используемых для измерения расстояний до объекта.
Они находят самое широкое применение в беспилотных автомобилях, 3D-картографии, системах управления дронами… Новейшие разработки представляют собой монолитные микросхемы на основе нитрида галлия (GaN) и занимают площадь на плате менее четырёх квадратных миллиметров!

Сенсорные датчики

Наиболее широко сегодня используются ёмкостные сенсоры, которые находят применение в разнообразных элементах управления, вытесняя оттуда решения на основе механики. Ёмкостные сенсоры сегодня успешно заменяют кнопки. Их разнообразие огромно. Существуют готовые панели с контроллерами, которые работают подобно тачскрину ноутбука. Сформировать чувствительные к прикосновению пальцев элементы — кнопки и полосы прокрутки, возможно на плате из фольгированного текстолита, а для их обслуживания использовать либо специализированные микросхемы, либо встроенные в некоторые микроконтроллеры интегрированные решения. Цена решения зачастую меньше чем у механического варианта, так контроллеры сенсорных кнопок TTP223 можно купить по пять центов за штуку
В случаях, когда требуется герметичность и антивандальное исполнение, стоит рассмотреть вариант применения пьезокнопок. Как нетрудно догадаться, принцип их работы основан на пьезоэффекте. Дополнительным преимуществом этой разновидности кнопок является надёжная и длительная работа в широком диапазоне температур и влажности.
Зачастую в кнопку интегрируют ключи на полевых транзисторах, а также элементы защиты от перегрузки по току, напряжению и неправильному подключению полярности.

МЕМS микрофоны

Это малогабаритные изделия с низким энергопотреблением. На фото изображён сверхминиатюрный микрофон в корпусе 1 х 1 мм со своими “старшими” братьями. Кроме микрофонов с аналоговым выходом существуют и цифровые. Они имеют в своём составе аналоговый усилительный тракт сигнала и АЦП. Их применение позволяет упростить и удешевить схему согласования с микроконтроллером, понизить энергопотребление, уровень помех, а в отдельных случаях и нелинейные искажения.
В моём проекте универсального медицинского прибора потребовался микрофон, способный воспринимать низкочастотные звуки человеческих органов. Большинство МЕМS микрофонов имеют достаточно высокую нижнюю граничную частоту, тем не менее, после довольно долгих поисков удалось найти хороший вариант, правда с аналоговым выходом. Малышка с труднопроизносимым названием SPW0442HR5H-1 производства Knowles размером 3.1 mm x 2.5 mm x 1 mm умеет работать в диапазоне от 10 Гц до 10 КГц и стоит в районе половины евро.

Датчики давления, влажности и температуры

Датчиками давления, влажности и температуры давно никого не удивишь. В зависимости от решаемых задач и бюджета проекта можно подобрать компоненты способные производить прецизионные измерения, либо имеющие чрезвычайно низкую стоимость — совмещённый китайский датчик влажности и температуры можно найти за пол доллара.
В одной из своих статей, я уже рассказывал об опыте написания драйверов для совмещённого датчика температуры и давления HTS221. В заключении хочется лишь отметить одну особенность, на которую часто обращают внимание слишком поздно — для получения релевантных значений таких параметров, как влажность и температура, необходима правильная их установка. В противном случае возникнет ситуация, когда вы измеряете совсем не то, что требуется.
Ну и конечно, если нужно передавать результаты измерений в аналоговом виде на сравнительно большие расстояния (например при измерении высоких температур с помощью термопар), особое внимание следует уделить линиям передачи и согласования сигнала.

Специализированные датчики для медицинских применений

В последнее время, как стартапы, так и ведущие производители электронных компонентов, работающих в этой области, уделяют самое непосредственное внимание разработке и производству высокоинтегрированных микросхем, совмещающих в себе датчики и сложные цепи обработки сигналов.

Интегральные компоненты и приборы для телемедицины — большая и интересная тема, но ввиду ограничения по месту и времени, в завершении статьи, я кратко упомяну только об одном подобном сенсоре, c которым непосредственно имею дело сейчас, в ходе проекта по разработке универсального медицинского прибора.

Это микросхема производства Maxim Integrated MAX86150, именно её корпус изображён на заставке поста с сохранением пропорций рядом с монетой. Она умеет измерять частоту сердечного ритма, уровень кислородного насыщения мышц, а главное, снимать одноканальную электрокардиограмму.

Внутри корпуса размером всего лишь 3. 3 Х 5.6 Х 1.3 мм скрывается 19 битное АЦП, красный и зелёный светодиоды со встроенными драйверами, фотодиод и канал обработки данных — узлы для подавления шума, удаления внешних засветов фотодиодов, буфер FIFO, цифровые и аналоговые фильтры. Напряжение питания микросхемы составляет всего 1.8 вольт, а энергопотребление при неиспользуемых светодиодных драйверах меньше 100 микроампер в активном режиме и порядка микроампера в режиме сна.

Такие впечатляющие функции при цене существенно ниже 10 долларов в розницу, позволяют разрабатывать на её основе, например, малогабаритное медицинское оборудование для обнаружения отклонения сердечной деятельности на ранних стадиях болезни. Возможно создание чрезвычайно компактных полностью автономных приборов для длительного контроля состояния пациента в домашних условиях и в моменты физической нагрузки.

Данное семейство микросхем постоянно расширяется, буквально по несколько раз в год появляются его новые представители. Большинство ведущих производителей электронных компонентов также развивают разработки по многим направлениям в области медицины — от сверхминиатюрных видеокамер до интегральных датчиков для УЗИ.

Огромные перспективы в этой области открывает совместное использование приборов на новейшей элементной базе и искусственного интеллекта для диагностики заболеваний. Но об этом в следующий раз…

обзоров и анализов | Натур Электроникс

• Ультратонкие диэлектрики для 2D-устройств

  Затворные диэлектрики с эквивалентной толщиной оксида всего один нанометр можно выращивать на двумерных полупроводниках с помощью монослойного молекулярного кристалла.

  • Чжэндао Се
  • Юфан Лю
  • Лэй Ляо

  Новости и просмотры 16 декабря 2019 г.

• Воспоминание о резистивной памяти

  Чисто электронные мемристивные устройства, основанные на технологии флэш-памяти CMOS, могут привести к крупномасштабным нейроморфным системам.

  • Мартин Циглер

  Новости и просмотры 09 декабря 2019

• MRAM становится ближе к ядру

  Улучшения в магнитных туннельных соединениях позволяют масштабировать массив магнитной оперативной памяти объемом 2 МБ для приложений кэш-памяти L4.

  • Ичжоу Лю
  • Гоцян Юй

  Новости и просмотры 06 дек. 2019

• Пятинанометровая технология CMOS

  С помощью литографии в экстремальном ультрафиолете и полевых транзисторов с ребрами канала высокой подвижности компания Taiwan Semiconductor Manufacturing Company представила свою новейшую КМОП-платформу для использования в мобильных и высокопроизводительных вычислительных приложениях.

  • Тоширо Хирамото

  Новости и просмотры 06 дек. 2019

• Многоканальные силовые транзисторы формируются

  Наклонная геометрия тройного затвора улучшает управление электрическим полем в многоканальных силовых транзисторах AlGaN/GaN, что приводит к более высокому напряжению пробоя и более низкому сопротивлению в открытом состоянии.

  • Мартин Кубалл

  Новости и просмотры 06 дек. 2019

• Добавление нового слоя к «больше, чем Мур»

  Кремниевые схемы с повышенной функциональностью и плотностью устройств могут быть созданы путем непосредственной интеграции поверх них полупроводниковых устройств на основе аморфного оксида.

  • Хендрик Фабер
  • Томас Д. Антопулос

  Новости и просмотры 18 ноя 2019

• Цифровая электроника из углеродных нанотрубок

  Эта перспектива исследует потенциал электроники на углеродных нанотрубках, изучает разработку полевых транзисторов и интегральных схем на основе нанотрубок, а также проблемы, которые существуют при создании крупномасштабных систем.

  • Лянь-Мао Пэн
  • org/Person»> Чжиюн Чжан
  • Чэнгуан Цю

  Перспектива 18 ноя 2019

• ИИ учится учиться с помощью TCAM

  Нейронные сети могут быстро изучать новые концепции и всего на нескольких примерах, используя ферроэлектрическую троичную память с адресацией по содержимому в качестве расширенной памяти.

  • Пэн Хуан
  • Рунзе Хан
  • Цзиньфэн Кан

  Новости и просмотры 18 ноя 2019

• Улучшенные радиочастотные транзисторы с нанотрубками

  Массивы углеродных нанотрубок можно использовать для создания радиочастотных транзисторов с более высокой рабочей частотой и лучшей линейностью, чем у кремниевой технологии.

  • Цин Цао

  Новости и просмотры 18 ноя 2019

• Гибридная сверхпроводниково-полупроводниковая электроника

  Сверхпроводящий переключатель со сверхвысоким импедансом может использоваться для интеграции сверхпроводящих систем и схем управления КМОП.

  • Симоне Фраска
  • Эдоардо Шарбон

  Новости и просмотры 15 окт. 2019

• Эффективные резервуарные вычисления с мемристорами

  Резервуарные вычисления, реализованные в мемристивном оборудовании, могут обрабатывать временные данные с большей энергоэффективностью, чем резервуарные компьютеры на основе КМОП.

  • Мэтью Дж. Маринелла
  • Сапан Агарвал

  Новости и просмотры 15 окт. 2019

• Многомасштабное трехмерное рентгеновское изображение

  Метод, известный как птихографическая рентгеновская ламинография, позволяет отображать интегральные схемы в больших объемах с разрешением около 10 нм.

  • Р. Джозеф Клайн

  Новости и просмотры 15 окт. 2019

• Методы эпитаксиального роста и переноса слоев для гетерогенной интеграции материалов для электронных и фотонных устройств

  В этой обзорной статье рассматривается разработка методов эпитаксиального роста и переноса слоев для монолитной интеграции разнородных монокристаллических материалов для применения в передовых электронных и фотонных устройствах.

  • Хён Кум
  • org/Person»> Доён Ли
  • Джихван Ким

  Обзорная статья 15 окт. 2019

• Интеграция мемристоров и CMOS для улучшения искусственного интеллекта

  Путем интеграции массивов мемристоров с схемой CMOS можно создать архитектуру вычислений в памяти, которая может обеспечить эффективные процессоры глубоких нейронных сетей.

  • Вэйвэнь Цзян
  • Велосипед Се
  • Юй Ши

  Новости и просмотры 17 сентября 2019 г.

• Новый взгляд на спиновые моменты в антиферромагнетиках

  Большой неадиабатический крутящий момент при передаче вращения в ферримагнетике с антиферромагнитной связью может обеспечить быстрое и эффективное управление спиновыми текстурами — и бросает вызов текущему пониманию таких эффектов.

  • Рейноуд Лаврийсен

  Новости и просмотры 17 сентября 2019 г.

• Вакуумные транзисторы для космических полетов

  Наноразмерные вакуумные транзисторы, изготовленные на пластинах из карбида кремния, могут обеспечить радиационно-стойкую электронику для применения в космических кораблях будущего.

  • Хон Ку Ким

  Новости и просмотры 17 сентября 2019 г.

• Тонкопленочная электроника Ван-дер-Ваальса

  Эта перспектива исследует разработку тонких ван-дер-ваальсовых пленок, пригодных для обработки раствором, исследуя их потенциал для применения в носимой электронике большой площади и проблемы, которые существуют при создании практических устройств.

  • Чжаоян Линь
  • Юй Хуан
  • org/Person»> Сянфэн Дуань

  Перспектива 17 сентября 2019 г.

• Мягкие датчики образуют сеть

  Сеть носимых беспроводных датчиков для персонализированного медицинского обслуживания может быть создана посредством непрямой интеграции мягких датчиков на коже и жестких цепей в одежде.

  • Муян Линь
  • Натаниэль-Георг Гутьеррес
  • Шэн Сюй

  Новости и просмотры 15 авг. 2019

• Гибкие усилители для мониторинга показателей жизнедеятельности

  Усилители на гибкой тонкопленочной электронике могут обеспечить системы мониторинга здравоохранения с высоким отношением сигнал/шум.

  • Крис Майни

  Новости и просмотры 15 авг. 2019

• Исключительные точки улучшают беспроводное считывание

  Датчики in vivo можно опрашивать с помощью беспроводной системы, привязанной к исключительной точке, обеспечивающей чувствительность, превышающую возможности стандартных схем беспроводного считывания.

  • Пай-Йен Чен
  • Рами Эль-Ганайни

  Новости и просмотры 15 авг. 2019

Обзоры продуктов, советы, инструкции и последние новости

Узнать больше

30 апреля 2023 г.

CNET Zero: какое «пригодное для жизни будущее» после изменения климата?

Узнать больше

Как гарнитура Apple VR может погрузить вас в спорт

Комментарий: Многоэкранный вид и режим «судья» были бы очень хороши в виртуальной реальности.

Эли Блюменталь

Бионический глаз, который может восстановить зрение

Джексон Райан

Это лучшие Mesh-маршрутизаторы для домашнего Wi-Fi

Рай Крист

Pixel Watch — хорошее начало.

Вот что нужно дальше

Лиза Эдичико

Телефон Motorola Rizr «растягивается» как по волшебству благодаря раскладывающемуся экрану

Дэвид Ламб

Вам не нужно быть сном говорящим, чтобы выучить свой язык сна

Джессика Рендалл

Узнать больше

30 апреля 2023 г.

CNET Zero: какое «пригодное для жизни будущее» после изменения климата?

Узнать больше

Читать дальше

В этих штатах запрещены новые автомобили с бензиновым двигателем

Советы по сну, которые можно попробовать, когда у вас обостряется аллергия

Как генерировать безопасные пароли, если ваш iPhone не может

Поливайте свой сад (или мойте машину) с помощью наших лучших шлангов

Убедитесь, что ваши солнечные панели прослужат десятилетиями. Вот как

Новый планшет Google Pixel: еще одна попытка Android-убийцы iPad 48 % на новые телевизоры от LG, Samsung и других производителей

Не допускайте обезвоживания и заботьтесь об окружающей среде: лучшие многоразовые бутылки для воды

Последние

10 минут назад

Apple, похоже, Google может выпустить складной телефон раньше вас

20 минут назад

Сократите счета за электричество на 100 долларов с помощью этого простого изменения Подставки, захваты и многое другое на однодневной быстрой распродаже Clckr

1 час назад

Жить с болью в спине? Убедитесь, что у вашего следующего матраса есть эти 3 вещи0328 Сэкономьте 50% на PDF Expert для Mac и редактируйте документы как профессионал

2 часа назад

Наборы еды EveryPlate дешевле, чем покупка продуктов?

2 часа назад

Подготовьтесь к лету со скидкой до 39% на электрические дворовые инструменты Worx

2 часа назад

Ливерпуль против Тоттенхэма в прямом эфире: как смотреть футбол Премьер-лиги из любой точки мира

2 часа назад

Очистить грязь Ваш Roomba улучшит работу пылесоса

Ежедневные рекомендации

Мы находим отличные предложения и продукты для вас.