Elektor Lab Notes 19: AI Veiligheidsassistent, FPGA-projecten, Elektronica 2024
Saad Imtiaz (Senior ingenieur, Elektor)
LoRaWAN Project Update: Het LoRaWAN-project heeft een grote stap voorwaarts gezet met een nieuw ontworpen module gebaseerd op de MAX31334 Ultra Low Power RTC. Deze module is gebouwd voor flexibiliteit en met Grove-connectoren voor eenvoudige integratie in verschillende opstellingen. Met de mogelijkheid om het stroomverbruik in ruststand te verlagen tot slechts 70 nA voor tijdmeting, is dit een doorbraak voor toepassingen met laag stroomverbruik. Kijk uit naar het volledige overzicht in de november-decembereditie van Elektor Magazine, maar hier is alvast een voorproefje voor degenen die graag meer willen weten!
AlertAlfred : Dit project is veranderd van een op zichzelf staand initiatief in de tweede versie van het CaptureCount project. Waarom deze verandering? Naarmate de ontwikkeling vorderde, werd het duidelijk dat AlertAlfred niet alleen over tellen ging. De kernfunctie van deze AI Security Alert Assistant is eenvoudig: hij controleert CCTV-beelden en stuurt een Telegram-bericht wanneer hij een persoon detecteert. En zoals de naam al doet vermoeden, is Alfred (wie zou niet graag de trouwe butler van Batman hebben?) de perfecte assistent voor deze taak.
Maar dat is nog maar het begin. AlertAlfred is ontworpen om een Raspberry Pi te transformeren in een centrale AI-gestuurde CCTV-bewakingshub. Hoewel het begint met het detecteren van personen, omvatten de grote ideeën achter dit project het uitbreiden naar anomaliedetectie, brandalarmen, valmonitoring voor ouderen en zelfs het garanderen van de veiligheid van kinderen en huisdieren in potentieel gevaarlijke gebieden. Dit zijn ambitieuze doelen, maar voorlopig ligt de focus op het perfectioneren van de persoonsdetectie van één CCTV-stream.
Om dit allemaal mogelijk te maken draait AlertAlfred op de Raspberry Pi AI-Kit met de Hailo8L module, die de Raspberry Pi een serieuze boost geeft. Met zijn 13 TOPS presterende NPU levert deze opstelling meer dan 30 FPS in objectdetectie – vergeleken met de 2 FPS die ik kreeg op een kale Raspberry Pi 5. Eenvoudig gezegd: het is snel en het gaat een revolutie teweegbrengen in AI-veiligheidssystemen.
Jean-François Simon (Ingenieur, Elektor)
AI-gestuurd FPGA-project: De laatste tijd ben ik bezig geweest met een project dat langer duurde dan ik had verwacht (is dat niet zo met alle projecten?) maar erg interessant bleek te zijn. Het idee was om mijn allereerste FPGA-gebaseerde project uit te voeren, met behulp van een AI-applicatie zoals ChatGPT om me te helpen bij het genereren van de code. Tot nu toe had ik nog nooit met VHDL geëxperimenteerd. Nou, vertel ChatGPT gewoon om "schrijf me VHDL-code om XYZ te doen op een FPGA", toch? Nou... niet helemaal. Het nam me mee op een avontuur: mezelf vertrouwd maken met de softwaretool (Quartus), met de werking van FPGA’s en "on the job" de basis van VHDL-syntax leren (met behulp van ChatGPT, die de code die het produceerde, uitlegde en waaraan ik vragen stelde). En vooral, debuggen, debuggen en nog eens debuggen. Lees meer over dit project in het speciale AI-nummer van december. Hoe gebruikt u AI om u te helpen bij uw projecten? Vertel het ons in de comments.
Thermische problemen: Ik gebruik een Dell Precision 3581 laptop. Sinds hij gloednieuw was, heb ik de regeling van de processorventilator altijd een beetje vervelend gevonden. Een paar minuten lang is de ventilator uit, en dan plotseling start hij op volle snelheid, men zou denken dat er een vliegtuig opstijgt. Dan is het weer stil en begint het opnieuw. Het is behoorlijk irritant, maar ik heb geprobeerd me eraan te wennen. Helaas, na het doorzoeken van het internet bevestigen alle gebruikers van dit model dit: het is een luidruchtige computer, er is niets aan te doen. Het volgende werkt niet:
- Instellingen voor CPU en koelvermogen in het BIOS wijzigen: de instelling stond op "Balanced". Geen verbetering toen het op "Quiet" werd gezet. Het leek er zelfs op dat de ventilator nog agressiever was dan op "Balanced".
- BIOS updaten. De updates die Dell automatisch heeft geïnstalleerd, hebben niets veranderd.
- Schakel bepaalde CPU-kernen uit in het BIOS. Veroorzaakt een te groot prestatieverlies voor bijna geen verbetering in het geluidsvolume.
- Installeer specifieke stuurprogramma's zoals "Intel-Processor-Power-Management-Package" of "Intel Dynamic Tuning", die een "soepelere" regeling zouden moeten bieden.
In de afgelopen weken is de situatie verslechterd en ondraaglijk geworden. Vooral met achtergrondprocessen zoals antivirus of Windows Update die het CPU-gebruik opdrijven. Uiteindelijk vond ik de oplossing, getoond op Reddit en bedoeld voor een neef van de 3581, de 3551. Het enige wat ik moest doen was de PC openen, de CPU en GPU heatsink verwijderen (ongeveer vijftien schroeven in totaal) en... de thermische pasta vervangen. Dell had veel te veel gebruikt! Ik gebruikte Thermal Grizzly Kryonaut pasta, die ik dun uitsmeerde en toen... Stilte! Wat heeft gewerkt is:
- (vereist) thermische pasta van goede kwaliteit in de juiste hoeveelheid
- (optioneel) ThrottleStop-software, in mijn geval gebruikt om de Turbomodus uit te schakelen
- (optioneel) "Maximale processorstatus" instellen op 70% in de geavanceerde instellingen, in "Startmenu -> Energieplan bewerken".
Nu stabiliseert de processor op 50-55 °C bij lichte CPU-belasting en de ventilator slaat bijna nooit aan – het is als dag en nacht. Kom op, Dell, ik weet zeker dat jullie dit beter hadden kunnen doen!
Reflow-solderen met een hete plaat: Ik moet een 44-polige QFN (9*9 mm2) IC op een kleine print (ongeveer 20*40 mm2) solderen. Ik ben van plan om een Miniware MHP50 hete plaat te gebruiken. Maar deze maakt reclame voor twee vermogens: 150 W max bij voeding via de DC 5,5 mm x 2,5 mm aansluiting, en 100 W max bij voeding via de USB-C poort. Dat is nogal een verschil. De fabrikant geeft een opwarmtijd van 150 seconden van 28 °C tot 300 °C, maar dit is bij 24 V, via de DC-aansluiting. Hoe zit het met het gebruik van de USB-C aansluiting?
Om dit te controleren, heb ik de temperatuurstijging gemeten. De MHP50 was geconfigureerd om op te warmen tot 250 °C. Om een nogal ongunstig geval te simuleren, heb ik een relatief grote dubbelzijdige print gebruikt, d.w.z. de grootte van de plaat: 50 x 50 mm2, geen sporen en 100% koper aan beide zijden. Een thermokoppel werd in het midden bevestigd met wat thermische pasta en een beugel. De klinknagel werd aan de onderkant vlak afgesneden. Hier is de opstelling voor de test:
De meting werd twee keer uitgevoerd; de eerste keer met een USB-C laptopvoeding (Dell, 130 W) beperkt tot 90 W in Power Delivery-modus. Het maximale vermogen van 130 W kan alleen worden geleverd aan een Dell PC, met behulp van hun eigen protocol. Om deze lader met de MHP50 te gebruiken, moet de parameter PD_PwrMax in het menu van de MHP50 worden ingesteld op 90 W, om te voorkomen dat de hete plaat de PSU overbelast. Ik heb de meting opnieuw uitgevoerd met een robuuste 24 V voeding. Een benadering van het verwarmingsprofiel voor ChipQuik TS391AX soldeerpasta werd ook op de grafiek gesuperponeerd. Hier is het resultaat:
We zien dat, ongeacht de voeding, de MHP50 niet snel genoeg is voor de eerste fase van de reflowcyclus (oranje). Dit is waarschijnlijk geen ernstig probleem, omdat we de duur van deze fase gewoon iets moeten verlengen om te compenseren. Voor de tweede fase is de stijging van de groene en blauwe curven veel groter dan nodig, wat aangeeft dat er voldoende verwarmingsvermogen beschikbaar is. Voor de piekreflowfase zelf, tussen 150 en 210 seconden, ligt de stijging van de blauwe curve heel dicht bij die van de oranje curve. Houd er rekening mee dat deze testmeting geen componenten omvatte die verwarmd moesten worden, of soldeerpasta die gesmolten moest worden. Met USB-C is het dus mogelijk dat het vermogen iets te laag is. Al met al, hoewel voeding via USB-C er op papier aantrekkelijk uitziet, kan men voor reflow-solderen met de MHP50 het beste een 24 V voeding gebruiken die minstens 150 W kan leveren. Veel soldeerplezier!
Roberto Armani (hoofdredacteur, Elektor)
Italiaanse Special 2024: Goed nieuws voor onze Italiaanssprekende lezers! De Elektor - Elettronica & Maker Special Issue #1 is in de laatste fase van voorbereiding en zal binnenkort beschikbaar zijn in gedrukte en e-book versies in de Elektor Store!
Het is een verzameling van 33 projecten van ontwerpers van over de hele wereld, een van de beste die tot nu toe zijn gepubliceerd, in een superdik boek van 240+ pagina's!
In de traditie van Elektor is de inhoud geschikt voor iedereen, van de professionele ingenieur tot de hobby elektronica enthousiast.
Blijf op de hoogte!
C. J. Abate (directeur inhoud en techniek)
Het team is druk bezig geweest met de voorbereidingen voor een aantal komende evenementen. Hier zijn wat details:
- Elektor @ electronica 2024: Op Electronica 2024 (12-15 november, München) zal ons team de nieuwste ontwikkelingen op het gebied van AI, IoT, slimme energie, GaN- en SiC-halfgeleiders en nog veel meer behandelen. Als u de beurs bezoekt, kom dan langs bij Elektor op stand B4.440, waar onze teams beschikbaar zijn om nieuwe technologie en aankomende projecten te bespreken en live interviews te hebben met belangrijke influencers en experts.
- eFF 2024: Op electronica Fast Forward 2024, staan start-ups centraal om hun innovatieve producten en oplossingen te laten zien. In deze zesde editie van ons start-up-evenement, dat wordt georganiseerd door Elektronica en Elektor, zullen de start-ups zich bezighouden met baanbrekende innovaties in IoT, robotica, batterijontwikkeling en meer. De vijf geselecteerde start-ups op electronica Fast◦Forward pakken enkele van de kritiekste uitdagingen in de elektronicasector aan.
