传感器

传感器是一种用于检测、测量或感知物理、化学、生物或其他特定属性或环境条件的设备。传感器能够将这些信息转换为可用于监测、控制、记录或响应的电信号或数字数据。

HMI(Human Machine Interface,人机接口)技术的发展要求产品更加设计精良和操作方便,以提高附加价值。因此,对于电容式触控传感器的需求越来越多,这种电容式触控传感器不仅需要能够根据外壳设计理念灵活采用木材或透明亚克力等各种材料作为操作面板,还需要能够通过LED显示屏引导用户操作等来实现良好的易用性。然而,有些用户即便想要引入电容式触控传感器,也难免会在着手评测时感到束手无措。

为此,瑞萨为RX系列单片机配套了Renesas Solution Starter Kit和Renesas Starter Kit等主板,以便广大用户能够快速评测电容式触控传感器。在本期文章中,我将为大家介绍一下如何使用最廉价和最基本的目标板,以简单的方式对电容式触控传感器进行初步评测。

目标板可以访问单片机的所有信号引脚且售价仅为3,000日元,简直是用于早期决策的最佳评测主板。传统目标板的规格无法安装触控传感器工作所需的LPF电容,因此很难对其进行评测,但是安装有最新RX140单片机的RX140目标板提供了用于连接LPF电容的切割图案,并做了一些改进,以方便进行触控传感器初步评测。

点击查看RX140 MCU的更多信息

点击查看RX140目标板的更多信息

首先,按照本主板线路图和用户手册中的说明,拆下与RX140单片机TSCAP端子连接的GPIO用0Ω电阻,安装触控传感器用电容和0Ω电阻。然后将排针安装到主板的通孔上,连接触控传感器用电极。有关电极制作方法,请参阅应用指南“*电容式触控电极设计指南”。

“最新型32位单片机RX140帮您轻松实现电容式触控传感器的初步评测"

*关于电容式触控电极设计指南的更多信息,请访问:

https://www2.renesas.cn/us/zh/document/apn/capacitive-sensor-microcontrollers-ctsu-capacitive-touch-electrode-design-guide

准备好主板后,启动瑞萨提供的集成开发环境e2 studio,创建新项目。项目创建时,选中“Use Smart Configurator”,即可轻松地配置单片机的时钟、端子、周边功能和下载驱动程序。此外,将电容式触控传感器开发辅助工具“*QE for Capacitive Touch”作为插件添加到项目中,即可在GUI中轻松地进行触控检测程序自动生成、测量值监测和参数调整等操作。有关使用电容式触控传感器编写程序的详细信息,请参阅应用指南“*使用QE和FIT进行电容式触控应用的开发”。

*关于QE for Capacitive Touch的更多信息,请访问:

https://www2.renesas.cn/cn/zh/software-tool/qe-capacitive-touch-development-assistance-tool-capacitive-touch-sensors

*关于使用QE和FIT进行电容式触控应用的开发的更多信息,请访问:

https://www2.renesas.cn/cn/zh/document/apn/rx-family-using-qe-and-fit-develop-capacitive-touch-applications-rev100

将程序写入RX140单片机后,开始调试时,可以通过QE for Capacitive Touch的监视窗口,实时直观地查看触控检测的状态。

“最新型32位单片机RX140帮您轻松实现电容式触控传感器的初步评测"

“最新型32位单片机RX140帮您轻松实现电容式触控传感器的初步评测"

瑞萨提供有丰富的软件和功能强大且易于使用的开发工具,助力用户开发工作。利用这些功能,任何人员都可以通过Target Board for RX140轻松地对电容式触控传感器进行评测。心动不如行动,快来一试吧!

来源:恩智浦MCU加油站
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当下,随着数字化的发展,传感器设备的升级也取得了巨大进展。十多年前,全模拟传感器设备仍然是主流。要实现高精度的传感,必须进行线性化校正与温度补偿等工作,但在全模拟配置中进行上述校正和补偿是一项艰巨的任务。

然而,随着MCU和ADC的普及,一种可通过数字信号处理方便地进行线性化校正与温度补偿的高精度传感器设备问世了。

近几年,传感器设备更是不断发展,已经能够在一个传感器设备上安装多个传感器,信号处理也变得越来越复杂。

“图1
图1 全模拟配置的传感器设备

“图2
图2 使用ADC和MCU的传感器设备

在这些不断进化的传感器设备中,瑞萨近年来比较关注的是力传感器。例如,力传感器可以安装在机械臂前端,用于测量载荷和扭矩。如下图所示,结构体上安装有应变传感器。结构体受力时,应变传感器将被拉伸或压缩。通过测量其拉伸或压缩量进而可测量出载荷和扭矩。

“图3
图3 六轴力传感器的结构

六轴力传感器总共安装有6个应变传感器,X/Y/Z这3个轴的载荷和各轴的扭矩汇总计算后即可获得6个轴的测量结果。载荷F和扭矩T根据应变S按如下行列式计算。

“不断升级的传感器设备和基于RX23E-A的测力传感器"

为了快速准确地控制机械臂,需要力传感器实现快速精准的应变传感器测量和矩阵运算。此外,关键是基板面积需要控制在可安装在机械臂顶端上的尺寸范围内。

要应对这些课题,RX23E-A或许是最佳的选择。RX23E-A是一款单芯片MCU产品,其内部搭载了可实现低噪声/低漂移的AFE以及具有出色的DSP/FPU运算能力的RXv2内核,并专门针对力传感器进行了配置。本次发布的应用指南总结了基于RX23E-A的六轴力传感器测量实例,下面对其结果进行介绍。

“图4
图4 基于RSSK-RX23E-A评估板的六轴测力系统

测力误差在±0.25%满量程以内,扭矩测量误差在±1%以内,因此可以确认本次所使用的力传感器能够在规格范围内进行测量。

表1 规格和评测结果

“表1

“图5
图5 非线性误差评测结果

评估版

本次评测使用瑞萨的Renesas Solution Starter Kit(RSSK-RX23E-A)评估板进行。用户可以将配套的样例程序写入RSSK,进行力传感器测量。还可以利用RSSK配套的PC工具,实时查看力传感器的测量结果。

来源:瑞萨电子(作者:Keisuke Matsumoto Application Engineer)
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16位RL78/F24和RL78/F23带来增强的连接性、网络安全与功能安全性能

全球半导体解决方案供应商瑞萨电子集团(TSE:6723)今日宣布,推出两款全新微控制器(MCU)——RL78/F24和RL78/F23,专为汽车执行器和传感器控制应用而设计,支持下一代电子电气(E/E)架构中不断发展的边缘应用。凭借全新的RL78/F24和RL78/F23,瑞萨扩展了RL78低功耗16位MCU产品家族,加强了瑞萨广泛的汽车电子产品阵营,为客户提供从执行器到区域控制等领域的高可靠性、高性能解决方案。

“瑞萨电子面向下一代电子电气架构中不断发展的小型应用,推出全新车用执行器和传感器控制MCU"

“瑞萨电子面向下一代电子电气架构中不断发展的小型应用,推出全新车用执行器和传感器控制MCU"

随着电子电气架构扩展至区域和域控制应用,控制机制也在不断发展,以适应汽车系统的车身控制功能,如灯光、车窗和后视镜,发动机泵与风扇的电机控制,以及多传感器控制。展望未来,区域及域控制器的高速和安全连接将是边缘电子控制单元(ECU)的关键任务。瑞萨的下一代RL78/F24和RL78/F23 MCU凭借丰富的连接性、增强的网络安全和功能安全性能,满足了执行器与传感器控制不断变化的技术需求。新产品支持CAN FD高速通信协议(RL78/F24)和EVITA-Light安全标准,并针对需符合ISO 26262功能安全标准ASIL-B等级要求的系统进行了优化。

瑞萨电子汽车数字产品营销事业部副总裁吉田直树表示:“电子电气架构的发展给本已十分沉重的开发负担增加了新的压力,我们的客户对高效开发执行器的需求高涨。瑞萨全新执行器和传感器控制MCU以我们广受欢迎的RL78/F14和RL78/F13为基础,允许开发人员复用现有大部分软件,在降低成本的同时继续推动电子电气架构的演进。”

汽车系统设计的未来在于以车辆为中心,以区域为导向的电子电气架构,这一转变进一步激发了对执行器控制器应用中更高阶功能和更卓越性能的要求。新型RL78/F24和RL78/F23工作频率比上一代产品提升约70%,使无刷电机控制(BLDC)应用的性能提升一倍以上。瑞萨还加强了用于电机控制的硬件加速器与时钟功能,并增加了一个12位A/D转换器,为客户实现其所需的增强功能和性能水平。

RL78/F24RL78/F23的关键特性

  • 工作频率为40MHz

  • 支持多种连接接口,包括CAN FD(RL78/F24)、LIN、SPI和I2C

  • 支持EVITA-Light安全标准(支持AES-128/192/256加密算法)

  • 与RL78/F14和RL78/F13引脚兼容,具备相同的功率效率

  • 片上闪存容量为128KB或256KB

  • 从紧凑型5mm × 5mm 32引脚QFN,到100引脚QFP多种封装

  • 支持高达150°C的工作温度

  • RL78/F24目标板和RL78/F24 12V电机控制评估系统入门套件(开发中)

供货信息

RL78/F24和RL78/F23将于2022年4月开始提供样片,并计划在2023年下半年投入量产。更多信息,请访问:https://www.renesas.com/rl78f24https://www.renesas.com/rl78f23

关于瑞萨电子集团

瑞萨电子集团 (TSE: 6723) ,提供专业可信的创新嵌入式设计和完整的半导体解决方案,旨在通过使用其产品的数十亿联网智能设备改善人们的工作和生活方式。作为全球微控制器、模拟、电源和SoC产品供应商,瑞萨电子为汽车、工业、家居、基础设施及物联网等各种应用提供综合解决方案,期待与您携手共创无限未来。

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器件采用超薄表面贴封装,可防汽车、消费电子和工业应用误触发

日前,Vishay Intertechnology, Inc.(NYSE 股市代号:VSH)推出两款分辨率高达20 µm,适用于各种压力感测应用的新型全集成汽车级接近传感器---VCNL3030X01和VCNL3036X01。这两款传感器将光电二极管、放大器和ADC电路集成在4 mm x 2.36 mm,厚度仅为0.75 mm的表面贴封装中。VCNL3030X01采用板载红外发射器(IRED);VCNL3036X01最多可配置三个外置IRED,采用含有内部逻辑电路的板载驱动器。

日前发布的器件经过AEC-Q101认证,适用于汽车、消费电子、智能家居、工业、办公和玩具产品,与前代传感器相比,提高了分辨率并降低成本。用于车辆转向控制、笔记本智能电源按钮和多点触控板,以及物联网(IoT)设备和厨用电器触摸板等压力感测应用时,VCNL3030X01和VCNL3036X01可防止误触发,甚至允许用户戴手套。VCNL3036X01采用外置IRED,提高产品设计的灵活性。

器件支持I²C总线通信接口,可编程中断功能便于设计人员设定高、低阈值,从而减少与微控制器的连续通信。新型接近传感器可选12位和16位输出,采用智能抵消技术消除串扰,同时智能持续性设计确保具备准确的感知能力,加快响应速度。VCNL3030X01发射器波长峰值为940 nm,没有可见“红尾”。

VCNL3030X01和 VCNL3036X01传感器IRED / LED脉冲电流为200 mA,供电电压为2.5V至3.6V,I²C总线电压1.8V至5.5V。用于压力感测应用时,传感器可灵活微调短距离位移电流。器件符合RoHS和Vishay绿色标准,无卤素。

新型接近传感器现可提供样品并已实现量产,大宗订货供货周期为6至12周。

VISHAY简介

Vishay 是全球最大的分立半导体和无源电子元件系列产品制造商之一,这些产品对于汽车、工业、计算、消费、通信、国防、航空航天和医疗市场的创新设计至关重要。服务于全球客户,Vishay承载着科技基因——The DNA of techÔ。Vishay Intertechnology, Inc. 是在纽约证券交易所上市(VSH)的“财富1,000 强企业”。有关Vishay的详细信息,敬请浏览网站 www.vishay.com

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IPS2200可为工业电机提供对杂散磁场完全免疫、重量轻、成本低且薄型的设计

2020 年 6 月 24 日,瑞萨电子集团宣布推出无磁铁IPS2200电感式位置传感器。IPS2200具有高精度、高速度,并可完全免疫杂散磁场干扰,能够在超薄、轻巧的产品外形中实现与电机的高效集成,是广泛适用于各种工业、医疗和机器人应用中的绝对位置传感器。该传感器能够帮助客户经济高效地针对其应用定制传感器设计,并最大限度提升传感器精度。

瑞萨电子汽车传感器事业部副总裁Christian Wolf表示:“随着对高精度、高效率和低成本的要求不断增加,电感式位置传感正在改变工业电机换相领域的格局,特别是满足了多极对电机和离轴应用的要求。我们很高兴借助IPS2200为客户提供从概念到PCB布局的解决方案,使他们能够自主设计旋转变压器替代方案,并为工业、机器人、消费和医疗应用实现更轻便、性能更佳的电机。展望未来,瑞萨还将探索电感式传感器在汽车领域的应用。”

IPS2200围绕电机而设计,使客户将扇区的数量与电机极对数相匹配,从而最大程度提高精度,同时适应离轴(穿轴和侧轴)与轴端布置。与传统旋转变压器相比,无磁铁的IPS2200的厚度可薄至十分之一,重量可轻至百分之一,且电转速高达250 krpm。该传感器的轻薄外形和完全杂散磁场免疫使电机集成化更加容易,并为客户提供自主制造旋转变压器替代方案所需的标准材料,从而降低BOM成本。与旋转变压器或基于磁性的解决方案相比,IPS2200通过四线或六线连接,即可实现最高10倍的速度和极低的延迟。

IPS2200的关键特性包括:

  • 符合工业标准,可在恶劣环境和-40°C 至+125°C的环境温度下稳定运行
  • 接口:正/余弦单端或差分
  • 电源电压:3.3V±10%或5.0V±10%
  • 转速:最高250,000 rpm(电周期)
  • 传输延迟:可编程,<10µs
  • 正/余弦增益失调和偏移补偿
  • 过压、反极性与短路保护
  • 数字编程接口:I²C 或 SPI

此外,瑞萨还提供用于创建定制传感元件的现成工具,以及可在约30分钟内实现线圈优化设置的定制工具。

IPS2200是瑞萨电子面向工业市场的首款位置传感器,融入了公司用于工业电机换向的强大产品组合,包括微控制器、电源管理和传感器。

供货信息

IPS2200现已开始供货,1,000片批量时单价为4.22美元;IPS2200STKIT评估套件也已上市。(价格或供货信息若有变更,恕不另行通知)

了解IPS2200产品及相关技术文档和工具的更多信息,请访问www.idt.com/IPS2200

关于瑞萨电子集团

瑞萨电子集团 (TSE: 6723) ,提供专业可信的创新嵌入式设计和完整的半导体解决方案,旨在通过使用其产品的数十亿联网智能设备改善人们的工作和生活方式。作为全球领先的微控制器供应商、模拟功率器件和SoC产品的领导者,瑞萨电子为汽车、工业、家居、基础设施及物联网等各种应用提供综合解决方案,期待与您携手共创无限未来。更多信息,敬请访问renesas.com。关注瑞萨电子微信公众号领英官方账号,发现更多精彩内容。

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微功率磁性节点可提供适用于汽车和工业应用的非接触式 3D 传感功能

2020 年 6 月 19 日,比利时泰森德洛- 微电子半导体解决方案全球供应商Melexis 宣布推出 MLX90395 Triaxis® 磁力计节点,这是一款汽车级 (AEC-Q100) 单片传感器 IC,可利用霍尔效应提供三维无接触式传感功能。MLX90395 双裸片版本可实现冗余,适用于要求苛刻的场景,例如汽车应用中的变速换档杆位置传感。

MLX90395 的功能通过系统处理器定义,而不是硬连线到器件本身。就位置传感的适用性而言,该产品几乎不受任何范围限制。

MLX90395 提供 I2C 和 SPI 两种接口,可轻松在汽车或工业控制环境中集成。中磁场 (50 mT) 和高磁场 (120 mT) 版本分别提供三种封装选项:SOIC-8、TSSOP-16(双裸片实现冗余)和 QFN-16(配有可沾锡侧翼镀层)。所有封装选项均通过 AEC-Q100 认证,适用温度范围广泛( -40°C 至 125°C),并且符合 RoHS 标准。

可选数字输出提供适用于 X、Y 和 Z 磁场测量的 16 位分辨率,使主机处理器、DSP、微控制器或数字信号控制器能够在磁体通过传感器 IC 时解码其绝对位置。

归功于 Melexis 的 Triaxis® 技术,相比其他霍尔效应传感器 IC,MLX90395 尺寸更小,更节能。这项创新型专有技术有助于实现业界领先的低功耗水平,其无功电流为 1.4 μA,待机电流为 2.4 μA,电源电流为 4 mA 或更低。

除了测量三个磁场(Bx、By、Bz)的磁场传感器,MLX90395 还集成了温度传感器和电源电压监视器。在功能上,该传感器 IC 具有三个状态机,并按以下三种模式之一运行:单次测量模式、突发模式和变化时唤醒模式。工程师可以选择要测量的磁场和测量频率,进一步微调传感器 IC 的能效以及滤波和采样时间,从而优化噪声与带宽。

“MLX90395 代表了一种适用于汽车和工业市场的全新位置传感方式,可以重新定义大量应用在 HMI、顶柱、中控面板和车体控制方面的设计方式。”Melexis 位置传感器 IC 全球营销经理 Nick Czarnecki 表示,“MLX90395 具有高灵敏度和多功能性的优势,且功耗低,尺寸小巧。现在,汽车制造商可以采用这款满足车规要求的 3D 磁性节点传感解决方案,获得绝佳优势。”

在运行期间,可通过 I2C 或 SPI 接口定义和选择操作模式,从而使多个传感器 IC 构成由单个微控制器控制的传感器 IC 集群。此外,总线协议(SPI 或 I2C)也可供选择,SPI 的运行频率高达 10 MHz,I2C 的运行频率高达 1 MHz。在制造过程中,每颗传感器 IC 均分配了一个唯一的 48 位 ID 号,还具有额外的可用空间,用于存储客户可追溯性信息。

关于迈来芯公司

结合对于技术的激情与真正的工程灵感,迈来芯公司设计、开发和提供创新的微电子解决方案,帮助设计人员将设想转化为用于最佳可想象未来的应用。迈来芯公司先进的混合信号半导体传感器和执行器能够解决把传感、驱动和通信集成到下一代产品和系统中时遇到的各种挑战,从而增大安全性、提高效率、支持可持续性并增强舒适性。

作为汽车半导体传感器的全球领导厂商,迈来芯已经利用在汽车电子芯片方面的核心经验来扩展在传感器、驱动器和无线器件方面的产品组合,并满足在智能家电、家庭自动化、工业和医疗应用等市场的广泛需求。迈来芯的传感解决方案包括磁传感器、MEMS传感器(压力,TPMS,红外线)、传感器接口IC、光电单点和线性阵列传感器以及飞行时间(ToF)传感器。迈来芯的驱动器IC产品系列包括有先进的直流和无刷直流电机控制器、LED驱动器和FET前置驱动器IC,同时迈来芯公司也具有专门的技术和技能,提供在元器件之间以有线(例如LIN,SENT)或无线(RKE,RFID)方式进行桥接的解决方案,使这些元器件能够以清晰快速的方式进行通信。

Melexis 总部位于比利时,在全球 20 个办事处拥有 1500 多名员工。公司已经在布鲁塞尔泛欧交易所 (代码:MELE) 上市。

如需了解更多信息,请访问:www.melexis.com

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(2020年4月,中国)为应对新冠肺炎疫情,全球对呼吸设备传感器的需求持续增长。作为知名的呼吸设备传感器制造商,盛思锐在该领域已取得突破性进展,日前面向市场推出新款流量传感器SFM3019。这款传感器经过优化设计,适用于大流量应用的呼吸设备。

盛思锐专业的研发团队在最近数周内一直在努力开发一款新的呼吸设备传感器,它既要易于集成到呼吸机中,又要具备出色的可扩展性。在众多团队成员的不懈努力下,SFM3019流量传感器现已成功面市,它将帮助呼吸机制造商实现新设备的生产,以满足市场的高需求。


盛思锐首席执行官Marc von Waldkirch表示:“盛思锐的基因融合了无处不在的创新和极佳的团队精神。特别在当下这样特殊的时期,我们可以切身感受到团队的凝聚力。在盛思锐,推动人类健康一直是我们的一大驱动力。这就是为什么我们不仅要在最高的安全和卫生措施监督下,保持现有的呼吸设备传感器的生产,同时还要实现创新,从而为拯救生命的呼吸机提供更多的传感技术。”

盛思锐流量传感器SFM3019推出数字和模拟两种版本。与其它所有应用于医疗技术的盛思锐传感器一样,SFM3019基于成熟的CMOSens®技术。此外,它是在经过多年试验和测试的现有组件的基础上开发的,保证了极高的可靠性和精确的测量度。数字版本可以测量氧气和空气,以及两者的混合物,并确保相当高的精确度。

如需了解更多盛思锐新款流量传感器SFM3019的信息,敬请浏览:www.sensirion.com/sfm3019

关于盛思锐——环境和流量传感器解决方案专家

盛思锐(Sensirion)是一家知名的数字微型传感器制造商,提供高品质测量温湿度、挥发性有机化合物(VOC)、二氧化碳(CO2)和颗粒物质(PM2.5)的环境传感器、气体和液体流量传感器以及差压传感器。公司成立于1998年,总部位于瑞士苏黎世附近的Stäfa,主要负责研发和生产。2008年,盛思锐正式进入中国,成立全资子公司——盛思锐贸易(深圳)有限公司,负责盛思锐在整个中国地区的产品销售和服务。盛思锐的销售网络遍及美国、欧洲、中国大陆、中国台湾、日本和韩国,为全球客户提供高质量和定制化的传感器系统解决方案,其传感器元件和解决方案在世界范围内得到了广泛的认可,应用行业包括医疗、工业和汽车、分析仪器、消费产品以及空调系统等。凭借其创新的CMOSens®专利技术及卓越的市场表现,盛思锐一跃成为微型传感器和传感器解决方案的首选供应商。

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Allegro MicroSystems宣布推出公司最先进的获ASIL B认证的变速箱速度传感器系列产品A19520、A19530和A19570,这些新磁传感器IC是Allegro近20年产业应用经验和技术进步的结晶,其中包括了先进的巨磁阻(GMR)和霍尔效应技术,使新产品成为满足当今变速箱应用苛刻要求的理想选择。

Allegro Microsystems速度传感器产品线高级总监Peter Wells解释道:“到目前为止,还没有经过ISO 26262设计流程认证的变速箱速度传感器。我们感到自豪的是,所有这三种速度传感器都能够提高变速箱系统的安全性,我们也非常高兴把这些新产品推向市场。”

A19520、A19530和A19570磁传感器IC可测量速度和方向信息,并集成有EMC保护电容。这些传感器还采用了Allegro的SolidSpeed数字架构(SolidSpeed Digital Architecture),这种突破性的混合信号架构可实现气隙的最宽动态范围、振动与旋转的区分、抑制杂散场的影响以及更高的自适应性能。

新发布的每一款新产品都具有非常独特的性能。其中A19520拥有业界领先的性能和可选输出协议,能够兼容现有的变速箱设计,它采用了霍尔效应技术和双线接口;A19530则具有先进的信号处理、开路/短路检测功能、以及可选的速度或速度/方向输出协议,它采用的是霍尔效应技术和三线接口;而A19570采用的是GMR和双线接口,具有与霍尔效应器件同样高的算法性能,但具有明显更大的气隙以及更加灵活的器件安装方向。

有关新产品的更多信息,请参考相应的数据表:

Allegro是磁传感器IC市场的领导厂商,每年出货近9亿颗磁传感器IC。 Allegro以其业界领先的质量、世界一流的应用支持以及在半导体设计和制造工艺等各个层面的专业知识而自豪。

欲了解A19520、A19530和A19570器件的价格和其他信息,请联系Allegro上海分公司或当地办事处。

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