PCB Design for Consumer Electronics

On the surface, consumer electronics can seem like the easiest market to design for. After all, it’s all about the next cool personal electronic gadget looking cool and working with the latest user interface, right? But if you’ve ever designed and released electronic products for consumers before, you know all too well how difficult it can really be. While keeping marketing and graphic design people happy with your design, you also have to figure out how to make sure this new product is going to pass regulatory requirements for safety, EMC, and environmental laws. At the same time, feature creep, last minute changes, and unavailable components can cause fatal delays to the product launch, leaving the market wide open for competitors.

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圧電エネルギーハーベスティングの深掘り

圧電エネルギーハーベスティング深掘り 1 min Engineering News エネルギー効率を最大化することが重要な時代に、圧電エネルギー収穫は魅力的な解決策として浮上しています。これは、周囲の機械的エネルギーを電気エネルギーに変換する方法を提供します。この技術は、特定の材料が機械的ストレスを受けると電気を生成する圧電効果に根ざしており、電子設計者やエンジニアにとって興味深い機会を提示しています。この記事では、圧電エネルギー収穫のさまざまな技術を見ていき、これらの方法を電子設計に統合してエネルギーの自立性と持続可能性を高める方法を探ります。圧電材料の理解圧電材料には、石英、チタン酸ジルコン鉛（PZT）、フッ化ポリビニリデン（PVDF）などがあり、機械的ストレスに応じて電気荷を発生させる独特の性質を持ち、圧電エネルギー収穫技術にとって重要です。天然の圧電材料である石英は安定性と高い電圧係数を提供し、PZTのような合成源は電子部品の特注アプリケーションに不可欠な形状とサイズの柔軟性を提供します。材料科学の進歩により、優れた性能と耐久性を提供する新しい圧電材料が開発されました。研究者は、柔軟性と環境に優しいポリ乳酸（PLA）などの有機圧電材料を探求しています。これらの革新的な材料は、柔軟性と生体適合性が重要なウェアラブル電子機器のアプリケーションに理想的です。圧電エネルギー収穫技術直接圧電効果は、圧電材料を使用したエネルギー収穫の最も単純な形態を表しています。これは、特定の材料が適用された機械的ストレスに応じて電気荷を生成する固有の能力を利用します。この技術の実用的な例は、スマートフットウェアで見ることができ、圧電要素が靴の底に統合されています。着用者が歩いたり走ったりすると、これらの要素にかかるストレスが電気エネルギーに変換され、携帯電話の充電やフィットネストラッカーなどのウェアラブルデバイスの電源として使用できます。この方法の効率は、使用される圧電材料の位置と量、およびユーザーの典型的な活動レベルに依存します。進歩により、頻繁で多様なストレスに耐えることができるより強力で効果的な圧電材料の開発が可能になり、直接圧電効果は日常的なアプリケーションにますます実現可能になっています。振動エネルギー収穫：振動エネルギー収穫は、周囲の振動が一定で予測可能な環境、例えば多くの自動車や工業設定などで最も関連性があります。この技術は、車両のエンジンの近くや工業機械内など、振動が発生する場所に圧電要素を設置することを含みます。これらの要素は振動からエネルギーを捕捉し、それを電気パワーに変換し、それを使用してシステムを監視するセンサーや補助照明などを動作させることができます。振動エネルギーの収穫の成功は、振動の周波数と振幅、およびこれらの特定の特性に対する圧電素子のチューニングに依存しています。エンジニアはこれらのシステムの設計を絶えず改良して、効率と適応性を最大化し、これにより多数のセクターでの幅広い応用が可能になっています。音響エネルギー収穫：音響エネルギー収穫は、圧電材料を使用して音波を使用可能な電気エネルギーに変換します。この技術は、都市環境やノイズキャンセリングヘッドフォンのような特定の消費者向け電子機器など、騒音が豊富なデバイスで使用されます。これらのヘッドフォンでは、圧電材料が不要な周囲の音を減少させ、音圧を電力に変換することでデバイスのバッテリー寿命を延ばします。音響エネルギー収穫の実装には、音波の強度と周波数範囲がエネルギー変換効率に大きく影響するため、音響環境を慎重に考慮する必要があります。研究者は、音響エネルギー収穫をより効果的で実用的にするために、圧電材料の感度と応答範囲を向上させる方法を模索しています。流体誘発振動収穫：パイプラインやHVACシステムなど、流体が移動または管理される設定では、流体誘発振動収穫が効果的な技術です。圧電センサーは、これらのシステムに流れによって誘発される振動からエネルギーを捕捉するために設置されます。この収穫されたエネルギーは、流量センサーや漏れ検出器などの重要な監視機器を動力供給し、外部電源への依存を減らしながらシステムの信頼性を向上させます。流体誘発振動収穫を最適化する鍵は、流体の流れのダイナミクスと流体とパイプラインや導管の構造との相互作用を理解することにあります。エンジニアは、これらのアプリケーションで使用される圧電材料の感度とエネルギー変換効率を継続的に向上させ、さまざまな流体関連産業での使用を拡大することを目指しています。圧電エネルギー収穫のためのコンポーネント圧電エネルギー収穫システムで使用されるコンポーネントには、センサー、モーター、モータードライブ、コントローラー、エネルギー貯蔵（バッテリーおよびキャパシタ）、電圧レギュレーター、および電力管理システムが含まれます。圧電センサー：圧電センサーは、圧電効果を利用して、圧力、加速度、温度、ひずみ、または力の変化を電気信号に検出し変換します。例えば、圧電圧力センサーは医療モニターにおいて重要であり、

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USB Type-C パワーデリバリーをあなたの設計に追加しましょう！ 1 min Altium Designer Projects PCB設計者

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回路ブレーカー：銅不足がコンポーネント業界に与える影響を理解する 1 min Blog PCB設計者

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PCB設計者銅不足が迫っていることがコンポーネント業界に与える影響、その歴史的背景、そしてOctopartのようなツールを使った戦略について探求します。

調達のそう遠くない未来

調達のそう遠くない未来 1 min Engineering News 調達は、ますます専門的な機能として急速に重要性を増しています。過去数年の課題に基づき、調達はプロセスの管理と最適化だけでなく、重要なビジネス問題に取り組み、解決するためのさらに重要な役割を果たすことになるでしょう。これはあなたの組織にとって何を意味するのでしょうか？あなたをそこに導くことができる高度にスキルを持ったチームが必要になります。技術的/戦略的調達チームの構築米国労働統計局によると、ロジスティシャン（製品の取得、割り当て、配送を管理する人）の雇用率は、2020年から2030年にかけて30パーセント増加すると予測されています。しかし、現在の環境ではチームをまとめることは容易ではありません。パンデミックへの対応とサプライチェーンの混乱をどう乗り越えるかを考える中で、リアルタイムでデータを理解し、より良い方法を実装することが重要であることが明らかになりました。多くの既存の調達チームは、その任務には不十分でした。技術の力は、調達エコシステムのあらゆるセグメントで重要性が高まるスキルを推進しました。したがって、未来の調達チームには以下が求められます：技術ベースの調達経験リスクとリスク軽減を理解する能力ビッグデータと人工知能の使用に基づく予測分析コミュニケーションと協力の能力調達チームは、自動化を活用し、壊滅的な影響を及ぼす前に脅威の早期指標を監視することになります。また、バイヤーとサプライヤーの関係を構築し、維持する必要があります。これはすべてどのように行われるのでしょうか？それは戦略的調達から始まり、関係を確立し、育て、インテリジェントなソフトウェアを介してすべてを結びつけることから始まります。戦略的調達—賢く、迅速に戦略的調達は、ビジネスがバイヤーとサプライヤーの関係を見る方法を変革しています。これには、支出分析、データ駆動型のサプライヤー選択、ベンダーパートナーとの継続的なエンゲージメント、そしてコストだけでなくベンダー関係を通じて提供される価値を評価することが含まれます。コラボレーション、説明責任、およびイノベーションに基づいてバイヤー・ベンダーパートナーシップを構築することで、コストを削減し、サプライチェーンの効率と信頼性を向上させます。これには以下が含まれます：総コストに基づく決定の認識、手数料や物流を含む取引ではなくパートナーシップに焦点を当てるベンダーの能力の特定戦略的調達を通じて、すべての当事者は長期的で、継続的かつ協力的な関係を構築することに取り組み、これによって最終的にコスト削減が実現します。これにより、継続的なフィードバックとデータを共有し、イノベーションに協力するプラットフォームが可能になります。戦略的調達は、新しいベンダーとの関わりの潜在的な利点を理解するために、すべてのステップで投資収益率（ROI）を考慮します。関係通貨ベンダーが一度確立されると、最良の時でさえベンダー関係を維持することは挑戦となりますが、最悪の時にはその不足が際立ちます。各ベンダーを現実的に評価することが重要です。彼らは何を提供していますか？あなたのビジネスにおいてどのような役割を果たしていますか？例えば、彼らは唯一の供給者ですか？歴史的に確立された条件にどのように準拠していますか？彼らの柔軟性はどこにありますか？双方の期待と目標は何ですか？どちらの側もどのように改善できますか？このレベルの理解がなければ、効果的なコミュニケーションは存在せず、関係は誤解を招くことになります。継続的なコミュニケーションと積極的なアプローチが、問題に対処し、フィードバックを提供して継続的な改善につながることを可能にします。もしベンダーが複数の部門やユーザーと交流している場合は、彼らの経験を把握しておくことが重要です。そして、もし彼らが様々な部門と交流していない場合、彼らの専門知識を十分に活用していますか？理想的には、供給チェーン内のベンダーはあなたの組織の信頼できる一部であるべきです。販売努力をサポートするディストリビューターとのパートナーシップに焦点を当てることが増えています。各問題に対して最適な解決策を提供するディストリビューターを使用することが最良のアプローチです。すべての場合において、ペニーを節約するためにドルを踏み越えてはいけません。価格は常に必要ですが、将来は所有コストの全体的な理解に基づいてますます形成されています。

ウェアラブルデバイス: 機能的でお洒落なテクノロジー

ウェアラブルデバイス: 機能的でお洒落なテクノロジー 1 min Blog 電気技術者

電気技術者

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電気技術者両親が若い頃の古い写真を見て、「どうしてこんな見苦しい服を着ていたんだろう?」と思うことがありますか? 私が特に気になるのは大きな眼鏡です。ファッションは重要です。流行は変化にするせよ、そのことは昔から変わっていません。モノのインターネット（IoT）やウェアラブル電子機器において、美観は多くの場合に軽視されています。設計者は機能と外観を同時に開発するのではなく、機能を先に決めて、外観とフォームファクターは後回しにする傾向があります。製品を売るためには、ファッションも重要であることを理解する必要があります。外観と機能を適切に両立させた、3つのデバイスを紹介しましょう。上品なギーク映画やテレビ番組を見れば、ギークは以前としてあまり外見が良くないことに気づくでしょう。Fonzieは、年をとってもBig Bang TheoryのSheldonよりもお洒落です。電子機器を購入する人々はオタクのように見られることを望まず、多くのウェアラブルはこの点で失敗しています。 IoTは我々が予測したほど急速に成長していないことが、最近のニュースで明らかになっています。これにはいくつかの理由があり、低消費電力ワイドエリアネットワーク（LPWAN）などのスマートビルディングテクノロジーが遅れていることもその1つです。ウェアラブルはIoT市場のごく一部に過ぎず、その主な理由は不便であることと、お洒落でないことです。利便性については既に解説しましたし、中高齢者から見たファッションの側面についても説明しました。高齢者は、自分の命を救ってくれるなら、格好の悪いデバイスでも身に付けるかもしれません。しかし他の人々は、時計が命を救ってくれることを期待していません。期待するには、時間が分かること、アラームで通知してくれること、歩数をカウントしてくれること、そして外見がいいことです。見た目が悪ければ、お金を費やす価値はありません。それよりは、時間を見るためにはお洒落な時計を購入し、それ以外は携帯電話を使用する方がいいでしょう。ガジェットは適切に動作するだけでなく、格好良く見えることが必要です。

高齢者向けのお洒落で機能的なウェアラブルテクノロジー

高齢者向けのお洒落で機能的なウェアラブルテクノロジー 1 min Blog 電気技術者

電気技術者

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電気技術者最近、スマートウォッチで年を確認したことがありますか? 2017年現在、私は若い人たちがウェアラブルを身に付けて歩き回っているのはよく見かけますが、年配の人が付けているのはあまり見かけません。これは、アメリカ人が高齢化し、さらに多くの人々が今後数年間に統計上の高齢者に加わることによる新たな機会を示しています。年配の人たちは、若い人たちとは異なる理由でウェアラブルを必要としています。年配の人たちは、自分たちの安全を保ち、健康状態を監視してくれるデバイスを探し求めています。ただし、他の人たちと同じこともいくつか気にしています。具体的には外観と利便性です。現在市場に存在するデバイスのいくつかは、高齢者向けのウェアラブルテクノロジーがどのような外観であるべきかを的確に示しています。高齢者を対象にする PCBおよび製品の設計者の大多数は高齢者ではないと考えていいでしょう。我々はまだそれほど年をとっていないため、高齢者の必要や要求を予測するのは多少困難です。ほとんどの人たちと同様に、高齢者も見た目と利便性については気にしています。また、ウェアラブルを使用して自分たちの健康状態を確認し、健康を保つことにも関心を持っています。私の祖母は、見た目に気を使っています。アルツハイマー病にかかった後でさえ、祖母はほぼ毎日、きれいなシャツと宝石類を身につけています。高齢者は同様に、ウェアラブルの外観が良いことも望んでいます。シャツから大きなペンダントがはみ出しているようなものはお洒落ではなく、便利でもありません。若い人たちにとって使いやすさは長所ですが、必須ではありません。若い人たちはメニュー操作やリストのスクロールを簡単に扱えます。しかし、重度の関節炎を患った人にとっては、小さなタッチスクリーンの小さなボタンをクリックすることは簡単ではありません。高齢者向けのデバイスを設計するときは、高齢者の物理的な機能障害を考慮し、使いやすさを最優先にする必要があります。また、この巨大な市場に参入するには、外観の良さも求められます。ウェアラブルがこのくらい見た目が良ければ申し分ないでしょう。機能に関する限り、高齢者は歩数を数えることは考えていません。これらの人たちは、自分たちの健康上の問題点をトラッキングするために役立つデバイスを求めています。高齢者の90%以上は最低1つ、 77%は2つ以上の慢性疾患を抱えています。ウェアラブルは、睡眠習慣、脈拍、ストレスレベルなどを記録し、これらの疾患の管理に役立つことが可能です。病気と関連して、転倒も高齢者にとっては大きな心配点です。高齢者にとっては腰の怪我が死を意味する場合もあるため、転倒を記録し、可能なら予防することが重要です。自社のデバイスが機能の点で他社のものを凌駕することを期待するなら、創造的になる必要があります。創造性からどのような製品が生み出されるか、いくつかの例を紹介しましょう。