Fókuszban a méréstechnika, mûszerek,...

ELEKTRONIKAI INFORMATIKAI SZAKFOLYÓIRAT 2007. február

XVI. évfolyam 1. szám

Fókuszban a méréstechnika, mûszerek, mérõérzékelõk

Ára: 1197 Ft

Budapest, 2007. május 8–11.Az ELEKTROnet a rendezvény hivatalos lapja

Megjelenik évente nyolcszor

XVI. évfolyam 1. szám2007. február

Fôszerkesztô: Lambert Miklós

Szerkesztôbizottság:Alkatrészek, elektronikai tervezés:

Lambert MiklósInformatika:

Gruber László Automatizálás és folyamatirányítás:

Dr. Szecsõ Gusztáv Kilátó:

Dr. Simonyi Endre Mûszer- és méréstechnika:

Dr. Zoltai JózsefTechnológia:

Dr. Ripka GáborTávközlés:

Kovács Attila

Szerkesztõasszisztens: ifj. Lambert Miklós

Nyomdai elôkészítés:Czipott GyörgyPetró LászlóSára ÉvaSzöveg-Tükör Bt.

Korrektor:Márton Béla

Hirdetésszervezô:Tavasz IlonaTel.: (+36-20) 924-8288Fax: (+36-1) 231-4045

Elõfizetés:Tel.: (+36-1) 231-4040Pódinger Mária

Nyomás:Pethõ Nyomda Kft.

Kiadó:Heiling Média Kft.1046 Budapest, Kiss Ernõ u. 3.Tel.: (+36-1) 231-4040

A kiadásért felel:Heiling Zsolt igazgató

A kiadó és aszerkesztôség címe:1046 Budapest,Kiss Ernô u. 3. IV. em. 430.Telefon: (+36-1) 231-4040Telefax: (+36-1) 231-4045E-mail: [email protected]: www.elektro-net.hu

Laptulajdonos: ELEKTROnet Média Kft.

Alapító: Sós Ferenc

A hirdetések tartalmáért nem állmódunkban felelôsséget vállalni!

Eng. szám: É B/SZI/1229/1991HU ISSN 1219-705 X (nyomtatott)HU ISSN 1588-0338 (online)

ELEKTRONIKAI INFORMATIKAI SZAKFOLYÓIRATALAPÍTVA: 1992

2007/1.

fogalma tehát kitágult, a mérési eredménye-ket pedig mind abszolút értékükben, száza-lékos szórásukban stb., mind pedig idõ-,frekvencia- stb. tartományban való eloszlá-sukban vizsgáljuk.

A különféle szakterületeknek, iparágak-nak külön-külön speciális méréstechnikájaalakult ki. Nincs könnyû helyzetben a mér-tékegységeket világszinten egységesítõ,szabványosító IEC az SI mértékrendszeré-vel, amikor pl. egy kontinensen évszázadokóta elfogadott hüvelykes hosszmértéket mé-teresíteni akarja, amikor az amerikai autósnem a km/h-t „érzékeli”, hanem ugyaneztmérföldben, amikor a háziasszony melegér-zetében nem 36 °C-ra gondol, hanem 96 °F-re stb. És ez még csak a kisebbik baj, mertpontos átszámítási módszer van. De a tudo-mány és technika fejlõdésével egy soregyéb probléma is felvetõdik. Az informá-ciótechnológia megteremtõje, a digitálistechnika és az alapját képezõ mintavéte-lezés már sokszor értelemzavaró mérés-technikai problémákat idéz elõ. Hajlamo-sak vagyunk pl. mértékegységként kezelni amintavételek, az idõegység alatt végrehaj-tott utasítások számát, és egyáltalán az in-formáció „egységét”, a bitet és bájtot (GS/s,MIPS/s, ami valójában történés), amit to-vább bonyolít a 10-es és 2-es számrendsze-rek különbségébõl eredõ téves prefixumhasználat. A számítástechnikusnak teljesenkielégítõ az IT-ben használatos mértékegy-ségrendszer, de nem így a mérnöknek, aki-nek esetleg valamilyen anyag vezetõképes-ségét kell digitalizálni, és az ugyanolyan S-sel jelölt Siemens összeakad a Sample-el.Ezért „mér” a mérnök, összekötõ kapcsot al-kotva a különféle felfogásbeli tudomány-ágakkal.

A méréstechnika és a mûszerek fontossá-ga tehát túlnyúlik a szigorúan vett mérnökikonstrukciós munkán, bevonult hétköznap-jainkba. Ezen gondolatokkal bocsátom Ol-vasóink elé jelen számunkat, amelyben ki-emelten foglalkozunk a méréstechnikával.

Talán azért, mert a nevében is benne van,hogy a mérésre adta a fejét? Nem valószínû,legfeljebb a magyar mérnökre lehetne igaz,mert az indogermán nyelvekben (amit azorosz és az összes szláv nyelv is átvett) a gé-pészetbõl alakult ki ez a foglalkozás. Hálaazonban Kazinczynak és a nyelvújítóknak,nálunk egy sokkal jobb gondolattársításbólalakult ki a szó, hiszen a modern tudomá-nyok sokkal inkább épülnek a mérés fogal-mára, mint a gépekre, (Gondoljunk pl. azépítészmérnök szakterületére!)

A mérnök fogalma, akinek tevékenységerévén fizikai létünk természettudományosalapon biztonságosabbá, kényelmesebbéválik, az anyagi világhoz kapcsolódik, ahola mérés megkerülhetetlen tevékenység. Ezmeghatározza egész gondolkodásmódun-kat. Amíg pl. egy autóhoz egy átlagember aformát, kényelmet, praktikus felhasználásttársítja, addig a mérnök gondolatában auto-matikusan számok jelennek meg a sebesség-rõl, fogyasztásról, a kormányozhatóság (szá-mokban ki nem fejezhetõ) mértékérõl stb.

A mérés fogalma természetesen nem-csak a mérnöki tudományoké, de a mérnö-kök segítették hozzá az emberiséget, hogyolyan dolgokat is mérjünk, amelyet eddigsohasem tettünk meg. A hõmérõ megalkotá-sával pl. mérjük a gyerek lázát, az áramlás-mérõvel a szélsebességet, elõrejelezve vi-harokat, de közvetett mérési eljárások is ki-alakultak. Mérjük pl. a tévécsatornák né-zettségét, az emberek népszerûségét, apénzbefektetések hatékonyságát, a búzacsíraképességét stb., amelyekben valahol,valamilyen formában mûszer, mérõeszközés módszer rejlik, amelyet mérnökök alkot-tak. A mérõszámok további cselekvésekvégzésére késztetnek – lázcsillapítót kell ad-ni a gyereknek, magatartásbeli változtatástkell javasolni a népszerûtlen embernek,más konstrukcióban kell befektetni, hogyhatékonyabb legyen a pénzünk, más eljá-rást kell kipróbálni a búza csíraképességé-nek növelésére stb., amely következtetése-ket csak a mérési eredmények alapján von-hatunk le. Így vonul be a mérnöki munkamindennapjainkba, amely legalább olyanfontos, mint a gépek megalkotása.

A méréstechnika jó barátja és segítõje amatematika, amely ma már a számítástech-nikában valósul meg mindennapjainkban.Amíg azonban a középkorban az abszolútmérési eredmények jelentették a méréstech-nikát, azaz a templomtorony magasságátméterben négy tizedesjegy pontossággal, ésvita legfeljebb a pontossággal lehetett, ad-dig napjainkban a méréstechnikába is be-vonult a statisztika, a valószínûség fogalma,a halmazok, a fuzzy-szabályozásban a mi-nõség „számértéke” stb. A méréstechnika

Miért mér a mérnök?

2007/1.

Az IPAR NAPJAI 2007 fõszereplõi azElectroSalon és a MACH TECH. A gép-ipari kiállítás két újnak számító, de azIndustriáról jól ismert tematikai körrelbõvül. A fluidtechnika és a beszállítóiparkap bemutatkozási lehetõséget az új ke-retek között.

Az INDUSTRIA kereteit leginkább fe-szítõ elektronika és elektrotechnika téma-körében érdekelt cégek az ElectroSalonönálló szakkiállításon az automatizáláskiállítóival kiegészülve jelennek meg. Az

újonnan kialakult önállóság nem jelenti ahagyományoktól való elszakadást, hiszenaz ElectroSalon mindazokat az értékeketmegörökölte az Industriától, amelyek azágazat bemutatkozásának sikerét koráb-ban biztosították. A hagyományok meg-tartásával a bemutatkozás újabb lehetõsé-gét kapják azok a húzóágazatok, ame-lyeknek az ipari háttere évente képes pia-ci újdonságokkal elõállni, s az új termé-kekre a keresleti oldalon is folyamatos azigény.

Az elektronika-elektrotechnika ágazatszámára a Hungexpo Zrt. nemzetközirangú, új, önálló szakkiállítást hozott lét-re, amely nemcsak Magyarországon, de akelet-közép-európai régióban is meghatá-rozó szerepet tölthet be. Az ElectroSalontöbb, mint kiállítás, egy olyan szakmai ta-lálkozóhely, amihez az üzletkötésen,kapcsolatteremtésen túl színvonalas kon-ferenciák, kísérõ események is kapcso-lódnak.

A MACH-TECH Magyarország legje-lentõsebb gépipari seregszemléje, s amost hozzá kapcsolódó két témakör mégszélesebbé teszi kínálatát. Már az elmúltalkalommal jelentõsen nõtt a külföldirészvétel: 18 ország kiállítói jöttek el, s ahazai kiállítók szintén a korábbiaknál na-gyobb érdeklõdést mutattak a kiállításiránt. A jelek szerint az újjászervezett ki-állításon ez a tendencia erõsödik.

Az IPAR NAPJAI 2007 szakmai prog-ramjairól a kiállítások honlapján: www.-electrosalon.hu már a kiállítás elõtt érde-mes tájékozódni. Ugyanakkor a szerve-zõk személyesen és telefonon is készség-gel állnak az érdeklõdõk rendelkezésére.

További információ: HUNGEXPO Zrt.Tel.: 263-6443, 263-6088Fax: 263-6086 www.electrosalon.hu

Húzóágazatok szakkiállítása az Ipar Napjain

Kiállítási terület (m2) Kiállítók száma Képviselt cég

INDUSTRIA- ElectroSalon 2006 5 242 182 92

MACH-TECH 2005 13 271 352 224

Összesen 18 513 534 316

ElectroSalon–Mach-Tech

Május 8–11. között másodszor rendezi a HUNGEXPO Zrt. az Ipar Napjait a Budapesti Vásárközpontban. Idén az Industria keretein túl-növõ ElectroSalon az elektrotechnika, elektronika és automatizálássikerágazatainak bemutatkozásával, valamint a fluidtechnikával ésa beszállítóipari területtel bõvített Mach-Tech a gépipar újdonságai-val várja a szakembereket

Az OBO a jelentõsebb kiállításokra koncentrálCégünk, az OBO az Industria szakkiállításon a magyarországi alapítás óta min-den évben részt vett. Két évvel ezelõtt, 2005-ben cégarculatot váltottunk, és2006-ban már nagy alapterületen, az új arculatot tükrözõ kiállítási standdal vár-tuk az érdeklõdõket. A látogatók összetételével kapcsolatban azt tapasztaltuk,hogy kevés laikus érdeklõdõ, de annál több tervezõ, szakkereskedõ, valamintszerelõ kereste fel a kiállítást. Az OBO jelenlegi vezetése úgy döntött, hogy min-den évben egy jelentõsebb kiállításra koncentrál Ez, ahogy a korábbi években azIndustria volt, az idén az ElectroSalon lesz. Más szakvásárokon csak kisebbmértékû jelenlétre törekszünk. A cégvezetés szerencsésnek tartja, hogy az elekt-romos ágazat önálló arculatot kapott, mivel az Industria kiállítás magvát eddig isaz elektromos ágazat vállalkozói adták.

A szakvásáron való megjelenés hosszú távon megtérülõ befektetés. Legfontosabbelõnyei a piaci jelenlétünk jelzése, reprezentálása, a partnerekkel való közvetlenszemélyes kapcsolattartás. A szakkiállítás jó alkalom az új partnerek megis-merésére is. Az idei ElectorSalonon újdonságként az OBO-Ackermann integráltpadlóalatti rendszerrel fogunk megjelenni.

ELEKTROkonstrukt

Nemzetközi Elektronikai KészüléképítésiSzimpóziumELECTROSALON 2007. május 9–10.Hungexpo BudapestiVásárközpont

Részletek a 42. oldalon!

5

2007/1.

www.elektro-net.hu

Miért mér a mérnök? 3

Húzóágazatok szakkiállítása az Ipar Napjain: ElectroSalon 4

Mûszertechnika, mérések

Rohde & Schwarz Kft.: Rohde & Schwarz spektrumanalizátorok: 20 éve a világpiacon 6

Tavaszi Hongkongi Elektronikai Vásár 7

Pálinkás Tibor: Profilletapogatásos érdességmérõ mérõjel-átalakító rendszere 8

Németh Gábor: Lakatfogós árammérõk világa – igények és kielégíthetõségük 12

ProMet Kft.: A Keithley Instruments bemutatta PXI- termékvonalát gyártási alkalmazásokra, hibrid tesztrendszerekhez 15

Pástyán Ferenc: Kis méret, nagy teljesítmény 16

Kusztos Ferenc: Tartályparkok szintmérése, szintkapcsolása, megjelenítése 18

MagyarRegula 2007 – szakmai igényekhez illeszkedõ újdonságokkal 19

Kvalix Automatika Kft.: Apró alkatrészek érintésmentes hõmérsékletmérése 20

Tartalomjegyzék Jumo Kft.: Hõmérséklet-érzékelõk vákuum-kemencére 22

Alkatrészek

Lambert Miklós: Alkatrész-kaleidoszkóp 23

Microchip-oldal: Ethernet és USB-kommunikációs megoldások 8 bites eszközökkel 28

ChipCAD-hírek 30

Borbás István: Integrált modulátor-demodulátor áramkörök (7. rész) 32

Technológia

Medgyes Bálint: Szerelt áramkörök alakkövetõ bevonása:conformal coating 35

Kósáné Kalavé Enikõ, Misák Sándor, Mojzes Imre: Nanotárgyak elõállítása, vizsgálata és manipulációja (2. rész) 37

Microsolder Kft.: Belépõ az AOI világába – minõségbiztosítás felsõfokon, kisszériás,gyakran változó termeléshez, kísérleti ésprototípusgyártáshoz 40

ELEKTROkonstrukt – Háromnapos Nemzetközi Elektronikai-Készüléképítési Szimpózium 42

Elektronikai tervezés

Dobó Béla: Tesztmérnökség – avagy a racionális tesztelés alapjai 44

Neubauer, Josef: Szilícium, kontra kvarc – idõzítési követelmények teljesítése új megközelítésben általános célú és nagy teljesítményû alkalmazásokban 48

Dr. Kónya László: A Propeller programozása (2. rész) 54

Hegedüs István: Beágyazott rendszerek és a rádiós kommunikáció (1. rész) 57

Távközlés

Kovács Attila: Távközlési hírcsokor 60

Stefler Sándor: A digitális tv (4. rész) 62

Kovács Attila: Új fogalmak vonzásában 64

Informatika

Gruber László: Lézeregér a mûszaki munkában 66

Jármûelektronika

Dr. Gárdus Zoltán: Kétütemû, belsõ égésû motorok benzinbefecskendezõinek tervezése és kialakítása, valamint vezérlése digitális jelprocesszorral 70

Chae, Moon Sohk: Ügyfélmegoldások: a Samsung Techwin az NI LabVIEW és a CompactRIO segítségével fejleszti valós idejû hajtómûszimulátor-rendszereit 74

Sipos Gyula: Gépjármûmotor-menedzsment (7. rész) 75

Kilátó

Dr. Sipos Mihály: Jelenkori elektronikai iparunk kialakulása, eredményei (3. rész) 77

Elektronikai tervezésElektronikaitervezés

TávközlésTávközlésAlkatrészekAlkatrészek

TechnológiaTechnológiaNeri, Filippo: Belépõszintû oszcilloszkóp WaveScan funkcióval a WaveSurfer Xs sorozatban 10A cikkben bemutatott új WaveSurfer 24Xsnégy csatornán 200 MHz sávszélességet és2,5 Gminta/s mintavételezési sebességet biztosít. A WaveSurfer Xs-család összes többitagjához hasonlóan a 24Xs nagyméretû,10,4"-os érintõképernyõs megjelenítõvel, felhasználóbarát, Windows-alapú felhaszná-lói interfésszel, valamint a WaveScan-funk-ciókészlettel is rendelkezik.

ifj. Pálinkás Tibor: µCMC, a mikrokontroller-alapú moduláris vezérlõ (3. rész) 50A sorozat harmadik, befejezõ részében a szerzõ az elektronikai megvalósításról, a processzor- és I/O-modulokról, az elektro-nikáról, és befe-jezésképp ahardveres ésszoftveres to-vábbfejlesztésilehetõségekrõl ír.

National Instruments: A National Instruments cRIO vezeték nélküli változatban, az új, partnercégek által fejlesztett modulok segítségével 72A mérnökök és tudósok tervezési és vezérlõ-alkalmazás-fejlesztési lehetõségei kibõvülteka jármûvekben található buszok és érzékelõkközötti vezeték nélküli kommunikációval. Azolyan vezetõ ipari cégek, mint az AVIAOKInternational Company, a Drivven és a Sci-ence & Engineering Applications Datentech-nik GmbH (S.E.A.) egyedi modulokat fejlesz-tettek ki a National Instruments CompactRIOplatformjához, ezáltal széles körû funkciona-litást biztosítva a gépkocsikban, a repülõgé-pekben és a katonai gépjármûvekben talál-ható platformok, a vezeték nélküli kommuni-káció és a mobil hely-meghatározóalkalmazásokszámára.

InformatikaInformatika

KilátóKilátó

Mûszer- és méréstechnikaMûszer- és méréstechnika

Jármû-elektronikaJármû-elektronika

[email protected]

2007/1.

6


A Rohde & Schwarz spektrumanalízishezkapcsolódó mûszerválasztéka, amely akisméretû, hordozható spektrumanalizá-toroktól a csúcskategóriás, mikrohullámúberendezésekig terjedõen 33-féle készü-léket tartalmaz, szinte minden igényt ki-elégít. 1986-ban az elektronikai vállalatsikeresen mutatkozott be a spektrumana-

lízis világában az elsõ, R&S FSA típusúspektrumanalizátorával. Az azóta elteltévek alatt megõrizte új megoldások kifej-lesztésével fémjelzett arculatát, amit leg-utóbbi sikere is bizonyít: a 2006-banmegjelent, R&S ESU típusú EMI-mérõ-vevõvel 100-szor gyorsabban végezhe-tõk el EMC-vizsgálatok, mint a korábbikészülékekkel; az R&S FSUP típusú be-rendezés pedig elsõként egyesíti a jelfor-rásvizsgáló mûszerek és spektrumana-lizátorok képességeit. „Legfõbb erõssé-günk, hogy olyan korszerû termékeket al-kotunk, amelyek még nem kaphatók, demindenki róluk álmodik” – tudhatjukmeg Josef Wolftól, a Spektrum- ésHálózatanalizátor Részleg igazgatójától.

A mindenkori korlátokat legyõzõ, újmûszerek megalkotásához szükséges kí-váncsiságtól és lendülettõl vezérelve aRohde & Schwarz spektrumanalízishezkapcsolódó termékcsoportja hosszú éve-ken keresztül gyorsabban fejlõdött, mintmaga a piac. Az elektronika világának emüncheni zászlóshajója nemzetközi nor-mákat állít fel a mérési pontosság, sebes-ség, megbízhatóág és rugalmasság tekin-tetében. A Rohde & Schwarz idõtálló ké-

szülékeket ajánl ügyfelei részére, szem-benézve az új technológiák bevezetésé-vel járó kihívásokkal.

Legutóbbi példa a fent említettekre aWiMAX: a Rohde & Schwarz rögtön akezdetektõl jelentõs részt vállalt a szab-vány kidolgozásában, és a fejlesztésekhezRF-mérõmûszerek, illetve a mobil, készü-

lékek gyártásához különféle gyári alkal-mazások széles választékával rendelke-zik. Az UMTS LTE példája már a követke-zõ lépéseket tükrözi: a Rohde & Schwarz,miközben támogatja a szabvány megal-kotását, a kezdeti fejlesztésekhez és kuta-tási programokhoz már rendelkezikmérésechnikai megoldással.

„Ha valaki tartósan jelen akar lenni azelektronikai piacon, elkerülhetetlenül amindenkori korlátok legyõzésére kell töre-kednie. Ez a szemlélet egyúttal a jövõbe-ni fejlesztések záloga is” – folytatja JosefWolf. A sikertörténet 1986-ban kezdõdöttaz R&S FSA típusú mûszerrel, amely a maga idejében új normákat állított fel a rá-diótechnikai jellemzõk tekintetében, ke-zelését pedig nagymértékben megkönnyí-tette a színes képernyõ, ami egyedülállóújdonság volt akkoriban. A második gene-rációs berendezések, az R&S FSE típusúkészülékcsalád mûszerei a csúcskategóri-ás spektrumanalizátorok világában elsõ-ként rendelkeztek digitális jelek moduláci-ójának elemzési képességével. Effektívér-ték- (RMS-) detektoruknak köszönhetõenúj alapokra került a modulált jelek teljesít-ményének méréstechnikája, és e detektor-

típus például a szomszédoscsatorna-telje-sítményt vizsgáló eljárások egyik eszközelett. Az R&S FSIQ típusú mûszer 1998-ban jelent meg a piacon, és hamarosan a3GPP FDD-rendszerfejlesztések referen-ciamûszereként vált ismertté.

A Rohde & Schwarz a 3 GHz-es kézikészülékektõl az 50 GHz-es asztali beren-dezésekig terjedõen jelenleg öt mûszerka-tegóriában kínál berendezéseket, ame-lyekkel e piaci szegmenst teljes mérték-ben képes ellátni, igazodva mindenfélemûszaki és költségvetési igényhez. Mobil-telefonok, szélessávú és rövid hatótávolsá-gú kommunikációs rendszerek vizsgálatá-hoz, vagy egyszerûen általános jellegûmérésekhez – úgymint zajtényezõ, fázis-

zaj vagy jelteljesítmény mérése – célszoft-verek széles választéka segítségével testre-szabott megoldások is kialakíthatók.

A Rohde & Schwarz jelentõs árked-vezménnyel ünnepli a spektrumanalízisvilágában eltöltött 20 évét, melynek so-rán – csere esetén – minden spektrum-analizátorát 20% kedvezménnyel értéke-síti. A kedvezmény igénybevételéhezcsak ki kell választania az új berendezésta Rohde & Schwarz széles kínálatából,valamint irodánkba behozni jelenlegi,még mûködõ spektrumanalizátorát.Utolsó megkötésünk, hogy régi mérõmû-szerének legalább olyan kategóriájúnakkell lennie, mint a kiválasztott új. Ajánla-tunk 2007. február 28-ig érvényes. Ezenárkedvezmény nem vonható összeegyéb kedvezményekkel.

További információ:Rohde & Schwarz Budapesti IrodaTel.: (+36 1) 412-4460 Fax: (+36 1) 412-4461

[email protected]

1. ábra. Ízelítõ a Rohde & Schwarz spektrumanalizátor-kínálatából

Rohde & Schwarz spektrumanalizátorok 20 éve a világpiacon

2007/1.

A 2006-os évet jellemzõ elektronikai éselektromos alkatrészek iránti intenzívglobális kereslet fellendítette Hongkongexportját, amely a tavalyi év végén meg-közelítette a 100 milliárd USD értéket.Mindez az elõzõ év hasonló idõszaká-hoz képest több mint 15%-os növekedésteredményezett.

Nem véletlenül az elektronikai termé-kek Hongkong legjövedelmezõbb ex-portcikkei – a terület teljes kivitelének je-lentõs hányadát, 48%-át teszik ki. A világminden országába irányuló hongkongiexporttermékek fele az OECD meghatá-rozásai alapján magas szintû technoló-giai minõséget képvisel.

Ennek a színvonalnak felel meg a Ta-vaszi Hongkongi Elektronikai Vásár is,amely 2007. április 14–17. között kerülmegrendezésre a Hongkongi Kongresz-szusi és Kiállítási Központban, Hongkongmindig nyüzsgõ Wanchai városrészében,

ahol a vásárlátogatók számára karnyúj-tásnyira találhatók a különbözõ hotelek,bevásárlóközpontok, éttermek és éjsza-kai szórakozóhelyek. A szervezõk bizto-sak benne, hogy a több ezer kiállítandótermék megfelel a vásárlók igényeinek, ésa látogatók megtalálják a profiljuknak ésérdeklõdésüknek megfelelõ árucikkeket.

A 2007-es Tavaszi Elektronikai Vásár,amely méltán tett szert hírnevére minõsé-gi termékei és professzionális szervezésemiatt, több mint 3200 kiállítójával és sajá-tos termékszekcióinak kínálatával ismé-telten kielégíti a fogyasztói, a vállalati és aszakmai piacok igényeit. A vásáron töb-bek között a legújabb telekommunikáci-ós eszközöket, számítástechnikai és mul-timédiás termékeket, audiovizuális áru-cikkeket – digitális kamerákat és webka-merákat –, a legkeresettebb egészségügyiés személyi higiénés eszközöket, márkásterméket és designerkollekciókat, világí-

tástechnikai termékeket, az elektronikusberendezésekhez szükséges alkatrésze-ket és különbözõ formatervezési és ösz-szeszerelési technikákat is bemutatnak.

További információ: Hongkongi Ke-reskedelemfejlesztési Tanács BudapestiKonzultációs Iroda, Balázs Beáta. Tel.:(06-1) 224-7766. Fax: (06-1) 224-7769,

[email protected]

Tavaszi Hongkongi Elektronikai Vásár2007. április 14–17.Hongkongi Kongresszusi és Kiállítási Központ

Képek a vásárról

[email protected]

2007/1.

8


A tapintófej

A tapintófej jól bevált, neves, érdesség-mérõ mûszereket gyártó cégek által iskövetett konstrukciós elveken alapul. Afelépítését most csak nagyon vázlatosanszemléltetjük (1. ábra). Az érzékelõ tes-tébe két fél ferrit fazékvasmag van bera-gasztva, mindkettõ 2-2, egymástól gal-vanikusan független tekercset tartal-maz. Az alaptesthez az itt csak jelképe-sen ábrázolt keresztrugós csuklóval kö-tõdik a himba. A lehetõségekhez képestmerev himba üregeiben két ferrittárcsahelyezkedik el úgy, hogy a himba alap-testtel párhuzamos helyzetében ezekszabad síkja is párhuzamos a fazékfelekhomloksíkjával. A légrések ilyenkornévlegesen 150 µm-esek.

A himba meghosszabbítása a könnyû,de kellõen merev tapintókar (titáncsö-vecske), a végén a tapintócsúccsal. Ezutóbbi szabványos csúcsgeometriájú(90°-os kúpszögû, 2 µm-es lekerekítésisugarú) apró gyémánttû.

Az egész szerkezet letapogatás köz-ben rendkívül precízen egyenesbe ve-zetve mozdul el egyenletes, névlegesen0,5 mm/s sebességgel, a nyíllal jelzettvontatási irányban. Közben a gyémánt-tû követi a letapogatandó felület egye-netlenségeit, így a himba a csukló ten-gelye körül folyamatosan ide-oda bil-

len, tehát a légrések ellentétes értelem-ben állandóan változnak.

A tapintófej ezen része végsõ soronegy „kétfelé vágott”, változó légrésû dif-ferenciáltranszformátor, amelyben mind

a megosztott primer, mind a megosztottszekunder tekercsek sorba vannak kap-csolva. A mérõjel-átalakítónak így négykivezetése van.

Természetesen a tapintófejnek és azitt még vázlatosan sem ismertetett egye-nesbevezetésének a mechanikai kialakí-tása rendkívül stabil és merev, a teker-csek és a mágneskörök kivitelezésénélpedig a lehetõ legjobb szimmetria eléré-sére törekedtünk.

Az analóg áramköri rendszer

A 2. ábra kapcsolási rajza alapján elké-szült áramkör feladatai:

1. ábra. A tapintófej vázlatos felépítése

2. ábra. A mûszer kapcsolási rajza

A következõkben egy saját fejlesztésû érdességmérõ berendezés analógjelkondicionáló áramköri részletét mutatom be röviden. A mûszert kuta-tási célra fejlesztettem ki, így többek között elvárható tõle az igen nagy(nanométer-nagyságrendû) felbontás és a jó hosszúidejû stabilitás. Ebbena cikkben csak a tapintótû elmozdulását villamos jelekké átalakító áram-körre és annak segédáramköreire szorítkozom. Az érdességmérõ másiklényeges részegységével, a mikrokontroller-vezérlésû vontatórendszerreltalán egy más alkalommal foglalkozom

Profilletapogatásos érdesség-mérõ mérõjel-átalakító rendszere

PÁLINKÁS TIBOR

Pálinkás Tibor gépész-mérnök, mûszerfejlesztõ;BMF-BGK

[email protected]

9

2007/1. Mûszer- és méréstechnikaMûszer- és méréstechnika

www.elektro-net.hu

a tapintótû elmozdulásával (közel)egyenesen arányos mérõjel elõállítá-sa,a tapintótû méréstartományon belülipillanatnyi helyzetének tájékoztatójellegû indikálása és a tartós, ill. im-pulzusszerû túlvezérlés jelzése,szimmetrikus mérõjelkimenet biztosí-tása a PC-ben elhelyezett DAQ szá-mára.A jelkondicionáló áramkör alapja az

IC2 AD698 integrált áramkör, amelyet az[1]-ben részletesen bemutattam. Éppen arendszertõl megkívánt igen nagy (1 nm-es) felbontás miatt azonban a chip átvite-li tényezõjét az R10 ellenállással olyannagyra kellett volna megválasztani, ami astabilitás rovására menne: a kimeneti fe-szültség driftje megengedhetetlenül meg-növekedne.

A megoldást a differenciáltranszfor-mátor és az IC szimmetrikus AIN beme-netpárja közé beiktatott szimmetrikus jel-erõsítõ (IC1) jelenti, amelynek az erõsíté-se alapesetben az R7, P4 taggal, ill. az az-zal párhuzamosan beiktatható R6, P3vagy az R5, P2 taggal a kívánt méréstarto-mányoknak megfelelõen beállítható. A C2, R7 és a C3, R8 tag az elõerõsítõ ésaz IC2 közötti DC-elválasztásra szolgál.

Az IC2 belsõ oszcillátorának a frek-venciáját a C4-gyel 20 kHz-re, a kimenõ-feszültség effektív értékét az R9-cel 5 V-ra, a belsõ szûrõk törésponti frekvenciájáta C5, a C6 és a C7 kondenzátorral kb. 2 kHz-re állítottam be. (Az ábrán feltün-tetett lábszámozás az AD698AP jelûPLCC-tokénak felel meg.)

Az AD698-nak egyetlen jelkimenetevan (SIGOUT), ahol esetünkben a névlegesméréstartományokhoz ±5 V-os jeltarto-mány tartozik. A tapasztalatok szerint min-denképpen földszimmetrikus kimenetrevan szükség, mert a mûszert a PC DAQ-jának analóg bemenetével összekötõ kábe-len fellépõ földhurok okozta hálózati bú-gófeszültség más módszerrel gyakorlatilagkiküszöbölhetetlennek bizonyult.

A jelszimmetrizálásra az ilyen alkal-mazásokban szokatlan eszközt választot-tam: egy eredetileg stúdiótechnikai cé-lokra kifejlesztett, Howland-féle szim-metrizáló hálózatot tartalmazó IC-t (IC5).

A kapcsolás további részletei (IC3, IC4,IC6 és áramköri környezetük) a tûhelyzet-indikátorhoz, ill. a LED-es túlvezérlés-in-dikátorhoz tartoznak. Utóbbi az impul-zusszerû méréshatár-túllépéseket is jelzi.A tapintótû helyzetérõl az M mutatós in-dikátormûszer folyamatosan tájékoztat.(Ide egy középnulla-állású mûszer kíván-kozott volna, de ilyen nem állt a rendel-kezésemre. A korszerûbb, LCD-sávos ki-jelzõvel sem rendelkeztem, a LED-sávospedig túlterhelte volna a tápáramkört.Ezért maradtam a már-már korszerûtlenDeprez-mûszernél.) A 0 bemeneti fe-

szültség esetén a mutató skálaközépenállásáról az OP6 neminvertáló bemenet-ének –2,5 V-os eltolása gondoskodik.

Az indikátor-áramkört tovább nemfejtegetjük; a részletes leírását az érdeklõ-dõk a [2]-ben megtalálhatják. Az ott is-mertetett kapcsolás csak jelentéktelenrészletekben tér el a 2. ábrán láthatótól.

Kalibráció, méréshatárváltás

A rendelkezésre álló, régebbi fejlesztésûDAQ analóg csatornáihoz tartozó A/Dátalakító 14 bit, azaz 16 384 kvantálásiegység felbontású. Tekintettel a nulla-szimmetrikus méréstartományra, ez

±8096 egységként értelmezendõ. Mivel abemenetek túlvezérlést a kártya nem in-dikálja, az egyszerûség kedvéért a mérés-tartományt ±8000 egységre korlátoztam,az ezt abszolút értékben meghaladó ada-tokat túlvezérlésnek tekinti a mûszert ke-zelõ program.

Mivel a legkisebb méréstartománybana megkívánt felbontás 1 nm, a méréstarto-mány ±8 µm nagyságú. A következõ mé-réstartomány ±80 µm-es, a harmadik±160 µm-es. Ezekhez rendre kb. 50-sze-res, 5-szörös, ill. 2,5-szörös feszültségerõ-sítést kell az AC-erõsítõn beállítani. (A ka-librálás a P2 … P4-gyel történik.) Megjegy-zem, hogy a differenciáltranszformátorosmérõjel-átalakító átviteli karakterisztikájamintegy 0,3% linearitáshibával rendelke-zik, amit a program töréspontos közelítés-sel kompenzál. Ez némileg rontja a tény-leges felbontást. Elõfordulhat, hogy azerõsítéseket beállító tagok megadott érté-kei mellett a kívánt méréstartományoknem állíthatók be. Ekkor legegyszerûbbaz AD698 DC-erõsítését az R10 cseréjévelmegváltoztatni.

Alaphelyzetben az R7, P4 tag határoz-za meg a 2,5-szörös feszültségerõsítést,azaz a legnagyobb méréstartományt. Ha a2. ábrán J2/a-val jelölt jelfogókontaktus zár,akkor az alaptaggal párhuzamosan kap-csolódik az R6, P3, miáltal az erõsítés 5-szörösre nõ. Ha viszont a J1/a záródik,akkor az R5, P2 kapcsolódik az alaptag-hoz, beállítva a legnagyobb deklarált erõ-sítést. (Megjegyzem, hogy ha mindkét relémeghúzna, akkor az erõsítés még na-gyobb lenne, de erre az adott feladathoznem volt szükség.) Természetesen ez a „hi-bás” üzemállapot sem okozná a rendszertönkremenetelét, ezért a relévezérlõ áram-kör (3. ábra) nem tartalmaz reteszelést.

A két, névlegesen 12 V meghúzófe-szültségû jelfogót az IC7, kétáramkörösmeghajtó mûködteti, a DAQ két portvo-nala (itt PA, ill. PB) által vezérelve. Az IC7tápellátását a DAQ portcsatlakozójára ki-vezetett +5 V-os PC-táp fedezi. A relékhárom-három váltókontaktussal rendel-keznek, hogy a kiválasztott méréshatártjelzõ LED-eket (LED1 … LED3) egyszerûenaktiválhassuk. Nyugalmi helyzetben aLED1 világít. Ha a J1 húz meg, akkor a ki-jelzés átvált a LED2-re, ha a J2, akkor aLED3-ra. Hibás vezérlés esetén – amipraktikusan programhiba esetén fordulhatelõ – egyidejûleg mindkét jelfogó meg-húz. Ekkor a J2/c bontja a LED1 áramkörét,így egyik LED sem világít, szembeötlõenjelezve a téves méréstartomány-beállítást.

3. ábra. Relévezérlõ áramkör kapcsolása

Irodalom:[1] Pálinkás Tibor: Differenciálkondenzá-

tor illesztése egyszerûen és korszerû-en (ELEKTROnet 2003/2.; 73–75. o.)

[2] Pálinkás Tibor: Méréshatár-/túlvezér-lés-indikátor ipari mérõmûszerhez (Rádiótechnika 2006/8.; 430–431. o.)

[email protected]

2007/1.

10


Gyorsabb hibaforrás-lokalizálás a WaveScannel

A legjobb triggerbeállítással sem lehetminden szokatlan eseményt megtalálni – valami hatásosabbra van szükség. A WaveScan több mint hardvertrigger-funkció. Azon túl, hogy a WaveScan ké-pes egyetlen esemény után kutatni órá-kon vagy akár napokon keresztül, felada-tokat is végrehajthat az esemény felbuk-kanásakor. Mivel a szkennelési „módok”nem csupán hardvertriggerek másolatai,az alkalmazás sokkal többre képes, mint-ha az lenne.

A WaveScannel a szokatlan esemé-nyek egyetlen begyûjtés alkalmával lokalizálhatók, vagy több alkalommalbegyûjtött adathalmazokon is végezhetõszkennelés hosszú idõn keresztül egyet-len esemény után. Közel húszfajta kere-sési mód közül lehet választani (pulzus-szélesség, frekvencia, felfutási idõ, kitöl-tési tényezõ stb.), keresési feltétel adhatómeg (nagyobb, kisebb, tartományon be-lül vagy kívül esés esete, határértékekmegadása stb.), majd kezdhetõ a szken-nelés. Egyetlen begyûjtési ciklus alkal-mával a WaveScan piros dobozka segít-ségével azonosítja a szokatlan eseményt,majd táblázatban listázza a vonatkozóadatokat. Onnantól kezdve a felhaszná-ló szabadon zoomolhat vagy alkalmaz-hat további analízisre szolgáló eszközö-ket a teljes hibamentesítés érdekében. A WaveScannel a felhasználó megtalál-hatja azokat a problémákat is, amelyekethétköznapi triggerfeltétel-megadássalképtelenség. (Példának okáért az oszcil-loszkóp felprogramozható úgy, hogy avárt frekvenciatartományon kívül esõfrekvenciaérték után keressen, amelypéldául hardvertrigger-megoldással nemvalósítható meg.)

A WaveScan hagyományos LeCroy-erõsségre épít. A LeCroy X-Stream oszcil-loszkópok gyorsan kiszámítják a mérésieredményeket egy begyûjtés alkalmávala mérés minden esetére, ezáltal többszáz vagy akár ezer mérés készül egyet-len begyûjtés alkalmával. Ezzel szembena konkurens oszcilloszkópok általábanegyetlen mérési eredményt tudnak szol-gáltatni ugyanennyi idõ alatt.

A WaveStreamTM Fast Viewing Mode

Semmi sem ér fel egy nagy fény-erejû, 10,4" képátlójú megjele-nítõn élethûen visszaadott hul-

lámformával egy oszcilloszkóp eseté-ben. A LeCroy WaveStream Fast View-ing Mode világosságfokokra osztott in-tenzitású megjelenítése analóg kijelzõ-höz hasonló megjelenítést tesz lehetõvé

Belépõszintû oszcilloszkóp WaveScan funkcióval a WaveSurfer Xs-sorozatban

Új, 200 MHz sávszélességû modell a WaveScanTM Search & Analysis funkcióvalés kis sebességû soros trigger/dekódolás képességgel

FILIPPO NERI

Az új WaveSurfer 24Xs négy csatornán200 MHz sávszélességet és 2,5 Gminta/smintavételezési sebesség elérését bizto-sítja. A WS 24Xs standard kiszerelésû vál-tozatának memóriája 4x2,5 Mpont,amely egy kedvezõ árú kiegészítõ segítsé-gével 4x10 Mpontra növelhetõ. A Wave-Surfer Xs család összes többi tagjához ha-sonlóan a 24Xs nagyméretû, 10,4"-osérintõképernyõs megjelenítõvel és fel-használóbarát, Windows-alapú felhasz-nálói interfésszel rendelkezik. A Wave-Surfer család tehát immár a 200 MHz…1 GHz sávszélesség-tartományra optima-lizált változatokat tartalmaz (lásd 1. ábra).

1. ábra. A LeCroy újdonsága: a WaveSurfer24Xs oszcilloszkóp

11


www.elektro-net.hu

a foszfor viselkedését idézõ elhalványo-dási idõvel. Egy jelalak intenzitása azidõ függvényében ezáltal tisztán látha-tó. A WaveSurfer oszcilloszkópok nagymemóriája és begyûjtési idõtartama fe-lülmúlhatatlan analízisképességeketkölcsönöz az eszközöknek. A konku-rens gyártók gyors begyûjtés/analízismegoldásaival ellentétben a LeCroymegoldása nem korlátozza a mintavéte-lezési rátát, a WaveStream Fast ViewingMode teljes sebességû mintavételezés-sel mûködik, melylyel hatékonyabbanlehet a nagyobb frekvenciájú, abnor-mális eseményeket rögzíteni.

Kis sebességû, soros triggerelés és dekódolás

A LeCroy két új soros triggerelési és dekó-dolási lehetõséget biztosít, amelyek je-lentõs mértékben javítják a WaveSurferXs oszcilloszkópok teljesítõképességét abeágyazott termékek fejlesztésében. Az I2Cbus TD és SPIbus TD Trigger &Decode-funkciók a következõket bizto-sítják:

rugalmas triggerelés I2C- vagy SPI-üzenetekre, beleértve az I2C kondi-cionális DATA-triggerelést,gyors és intuitív protokolldekódolásiinformáció a DATA-hullámformáraültetve,

keresés és zoomolás,protokolladatok lapfüles megjelení-tése egyszerû testreszabhatósággalés Excel-exportálási lehetõséggel.

Dokumentáció, csatlakozási lehetõségekés kommunikáció

A Windows XP Embedded beágyazottoperációs rendszer és a szabványos,10/100 BaseT Ethernet port segítségé-vel az oszcilloszkóp egyszerûen csat-lakoztatható a hálózatra a szabványosés jól ismert Windows eszközök hasz-nálatával. A WaveSurfer el tudja men-teni a hullámforma adatait vagy azoszcilloszkóp által megjelenített kép-ernyõket egészében USB-s memória-kulcsra vagy a mûszer belsõ merevle-mezére, e-mailben képes azok tovább-küldésére közvetlenül az oszcillosz-kópról, valamint lehetõséget biztosítaz ábrák felcímkézésére, kinyomtatá-sára bármely hálózati nyomtatón vagya fájlok lementésére akármelyik háló-zati meghajtóra is. Nagyobb mennyi-ségû adat egys zerûen lementhetõ amûszer elõlapjára kivezetett USB porthasználatával.

Érintõképernyõ-interfész és beépített érintõceruza

Az eddig is leghatékonyabbak közétartozó felhasználói interfész továbbjavult a beépített érintõceruza (sty-lus) révén, amellyel a WaveSurfer Xs-sorozatú termékek felhasználói inter-fésze a legelegánsabb és leginkábbmagával ragadó minden piaci megol-dás közül. Rengeteg gyakran haszná-latos funkció egyetlen érintéssel elõ-hívható, és az összetettebb feladatoklehívása sem okoz gondot. Az elõla-pi elrendezés egyszerû hozzáféréstbiztosít minden alapvetõ funkció-hoz, a mérések gyorsan elvégeztet-hetõk. A matematikai funkciók (agyors Fourier-transzformációval egye-temben) az elõlapi panel egyetlengombjának lenyomásával elvégeztet-hetõk. A felhasználói interfész tehátérintésnyi közelségbe helyezi a fel-használó számára a jel megtekinté-séhez elengedhetetlen funkciókat,míg az általánosan, gyakorta hasz-nált hibakeresõ funkciók se kerülnekegy vagy két érintésnél nagyobb tá-volságba.

További információ: Daróczi Dezsõ – ELTEST Kft.1015 Budapest, Hattyú u. 16. Tel.: (1) 202-1873. Fax: (1) 225-0031E-mail: [email protected] • Honlap: www.eltest.hu

[email protected]

2007/1.

12


az angol szavak kezdõbetûi alapján elne-vezett „TRMS” mérõmûvel rendelkeznek.Ez egy bonyolultabb áramkör, amely – bi-zonyos mértékig – lépést tud tartani a jel-alak torzulásával. Így sokkal nagyobb eséllyel mutatja meg nekünk azt a valós,nagyobb áramértéket, amely – mondjuk,például – a védelem mûködésbe lépésétokozza, miközben a régebbi, „bejáratott”,s egyébként hibátlanul mûködõ lakatfo-gónk nem mutat túláramot.

Mai átlagkörnyezetben dolgozó szak-ember tehát TRMS lakatfogó-multimétertvásárol. Az igényes gyártó és kereskedõpedig TRMS lakatfogókból is megfelelõválasztékot tart. Ilyenek például aChauvin-Arnoux F07 és F09 típusok, ame-lyek kisebb kábelátmérõkre és áramokra,valamint az F3N, s a Metrix 240 és 2040(lásd 1. ábra), amelyek nagyobb kereszt-metszetekre és akár 2000 A áramra ishasználhatók.

Eléggé szorosanidetartozik még egyszempont, amit ér-vényesíteni lehet: azelõbbiekben próbál-tam érzékeltetni,hogy – bár minden-képpen jobb, hasz-nálhatóbb értékeketmérünk általa – aTRMS-módszernek isvannak korlátai. De le-het-e ezt valamennyireszámszerûsíteni? Le-het bizony! Induljunkki a mérendõ jelalak-ból, amelyre definiál-ták az ún. „csúcsté-nyezõ”-t, angolulCrest Factor, jelölése:CF. Ez – szemléle-tesen szólva – ajelben elõfordulócsúcsérték és acsúcsértékek között mérhetõ értékek ará-nya, azaz valamennyire kifejezi a jel tor-zulásának mértékét. Nos, a TRMS lakatfo-gókra meg szokták adni, hogy mekkoraCF-értékig mérnek helyesen. Általánosana 2,5 … 3,5 érték terjedt el, de például aChauvin-Arnoux F27-es modelljét (lásd 2.ábra) 10-es értékig specifikálják.

Meg kell említeni, hogy a jelalak torzu-lásával kapcsolatos fenti meggondolásoktermészetesen a feszültségmérésre is vo-

Egy vezetékszálon folyó egyen- és vál-takozó áram mérése ma már igen egysze-rû feladat, lakatfogó-multiméter vagy la-katfogó-adapter és hozzá egy megbízhatószokványos multiméter beszerzésévelkönnyen megoldható. Tucatnyi nyugati éskeleti gyártó ezerféle ilyen eszköze csábítminket a világ- (vagy divatosabban: a „glo-bális”) piac – ma már leginkább „netes” –kirakatában. Talán csökken a bõség zava-ra, ha végigtekintünk néhány szempontot,amelyek segítenek a választásban.

Egy (igazából: két) nagy múltú gyárkínálatából felvillantunk néhány típust,amelyek megtestesítik a szükséges és anem elengedhetetlen, de praktikus tu-lajdonságok valamilyen vonzó kombi-nációját.

Kezdjük talán legelõször egy gyakorialkalmazástechnikai problémával, a fel-harmonikusokkal terhelt, azaz nemszinu-szos áramok mérésével! Tudni kell – s ez afentebb említett hatalmas lakatfogó-vá-lasztéknak máris csak egy kisebb részétminõsíti „igazán jól” használhatónak –,hogy manapság a villamos hálózaton ren-geteg nemlineáris terhelés van. [Példáulaz összes kapcsolóüzemû tápegység (tehátaz összes számítógép és más igen elterjedtinformatikai eszköz), a fázishasításos el-ven mûködõ teljesítményszabályozókegyenirányítók, a frekvenciaváltós vezér-lések, stb.] Nemlinearitásukból követke-zõen ezek szinuszos feszültség hatásáranemszinuszos áramfelvételt produkálnak,azaz felharmonikus áramok forrásai.

A gond pedig az, hogy a régebbi, szo-kásos konstrukciójú, vagy újabb, de régeb-bi technikát használó, s így persze olcsóbblakatfogók átlagáramot mérnek, s azt egy1,1-es konstanssal szorozzák, mert a szi-nuszos jelalak átlag- és RMS- (valódi effek-tív érték) értéke között ez a viszony. Ez aszámítás viszont csakis szinuszgörbéreigaz! Még más szabályos görbére (tehátpéldául a ránézésre igen hasonló három-szögjelre) sem! Ráadásul a jelalak szinusz-tól való eltérésének (torzulásának) függvé-nyében a fenti 10%-os mértéknél a hibajóval nagyobb is lehet, akár 30 … 40%körüli! (A nullavezetõn pedig sokszor je-lentõs nagyságú, 150 Hz jellemzõ frek-venciájú, szintén torzult jelalakos áram fo-lyik, amit szintén érdemes minél ponto-sabban mérni, hiszen melegedést, akár ká-belégést is okozhat!) A modern lakatfogókezért valós négyzetes középértéket mérõ,

Lakatfogós árammérõk világa Igények és kielégíthetõségük...

NÉMETH GÁBOR

natkoznak, hiszen afelharmonikus áramoka hálózat impedanciá-in feszültségesést okoz-nak, így a feszültség istorzul, persze jóval ki-sebb mértékben. ATRMS jelzésû lakatfo-gók ezt helyesenfogják mérni.

Lakatfogó- vagylakatfogó(s) multimé-ter kiválasztásakor –egymással összefüg-gésben – figyelembekell venni a mérendõáramtartományt és amérési gyakor-latunkban elõ-forduló áramve-zetõk (kábelek,sínek) jellemzõméreteit. Lakat-fogó-multimétereknél a kezelhetõ mûszer-méret korlátos volta miatt 50 … 60 mm-esátkarolható átmérõ a felsõ határ, de példá-ul az F27-tel 80x5 mm-es sínméret mégmérhetõ. Lakatfogó-adaptereknél szaba-dabb a tervezõk keze: a Chauvin-Arnoux„D” sorozatánál (lásd 4. ábra) 150x64 mma maximális átfogható méret, illetve a kü-lönleges B102-es modell 112 mm-es kör-átmérõt tesz lehetõvé, méghozzá a na-gyobb berendezések szivárgó áramánakmérésére is alkalmas 0,5 mA(!) … 400 Atartományban. Ennél is nagyobb átmérõk-re (és áramokra akár 10 kA-ig), már csak a– kellemesen hajlékony – Rogowski-te-kercses AmpFlex A100 áramváltók (lásd 3.ábra) alkalmasak, többségük átkapcsolha-tó méréstartománnyal. Kisebb igényekre

1. ábra. MX 2040 –Egy- és háromfázisúteljesítményt is mér

3. ábra. AmpFlex A100 – hajlékony lakat-fogók akár 10 kA-ig

2. ábra. F 27 – felharmonikusok

mérésére is alkalmas teljesítménymérõ

13


www.elektro-net.hu

az F0x lakatfogós multiméter-sorozat 26mm-es átmérõvel és 400 A-es méréshatár-ral rendelkezik, s persze – nem utolsósor-ban – „zsebbarátabb” árakkal és méretek-kel bír.

Ha már e számok bûvöletében élünk,az alsó méréshatárral kapcsolatban fel-hívjuk a figyelmet, hogy a mágne-sanyagok fizikai tulajdonságai miatt egylakatfogó korrekt váltakozóáram mérésrevonatkozó specifikációjában a minimá-lis mérhetõ áramnak is szerepelnie kell!És sohase felejtsük, hogy az ott megadottáramérték alatt már csak indikálásról be-szélhetünk! Várható feladataink ismere-tében törekedjünk kompromisszumra, il-letve minél szélesebb tartományban spe-cifikált mûszerre! És törõdjünk bele ab-ba, hogy ha igazán kicsiny (mA-es) nagy-ságrendben is akarunk lakatfogósan mér-ni, akkor arra külön eszközt kell vásárolni!Például a K1 adaptert, amely 0,1 mA-tõl300 mARMS-ig mér igen kicsiny (3,9 mm-es)átmérõn – viszont egyenárammal is meg-birkózik. Vagy különleges, szivárgó árammérésére kifejlesztett lakatfogós multi-métert kell használnunk, amelynek mé-rõképessége mikroamper-nagyságrend-tõl kezdõdik.

Tegyünk itt említést egy gyakori mérésinehézséget leküzdõ speciális eszközrõl is:az MX 120-as lakatfogóval (lásd 5. ábra)csatlakozó, ill. kábelbontás nélkül is mér-hetünk néhányszor 10 ampert egyfázisú,két- vagy háromeres kábelen! Felbecsül-hetetlen segítség pl. egy háztartási készü-lék (fûtõtest, mosógép, villanybojler) telje-sítményfelvételének gyors detektálására –és mindenféle elõkészítõ munka, szerelésnélkül!

Teljesítményelektronikai áramkörök,vagy például hálózati kapcsolási áramokvizsgálatánál fordulhat elõ, hogy oszcil-loszkóppal szeretnénk mérni. A közvetle-nül a hálózatra történõ csatlakozás (pl.sönttel) általában nem lehetséges, vagyveszélyes, vagy költséges adaptert kíván(vagy olyan oszcilloszkóp kell hozzá,mint pl. az OX 7102, amely Cat III / 600 V-ig

szigetelt és egymástól is le-választott max. 4 db bemenet-

tel rendelkezik). Ilyenkor vagyolyan lakatfogót nézünk, amely

analóg kimenettel is rendelke-zik (ahol is az áramváltó be-meneten megjelenõ jelet fes-zültségjelalak formájában adjaki), vagy keresünk – pl. a

Chauvin-Arnoux adapterek közül –gyárilag BNC-csatlakozóval ellátottakat.Ezeknek általában szélesebb, azaz célja-inknak jobban megfelelõ a sávszélessé-gük is. Egyébként a fentebb említett osz-cilloszkóp opciói között is szerepel vi-szonylag kisebb áramú és 100 kHz-essávszélességû lakatfogó-mérõadapter.Ám fontos hozzátenni, hogy amennyi-

ben adott nagyságú áramra adott sávszé-lesség-igényünk van, akkor az alapada-tok szerint szóba jöhetõ lakatfogótípu-soknak a részletes mûszaki adatait is te-kintsük át, mert – a vasanyagok fizikai tu-lajdonságaiból következõen – a sávszé-lesség erõsen függ az áram nagyságától!

A lakatfogós mûszerekben is megtalál-ható szokásos multiméter-funkciókra mostnem térek ki, megemlítek viszont néhánytovábbi praktikus és egyedi jellegû képes-séget, amelyeket általában más jellegûeszközben szoktunk megtalálni.

Feszültségkémlelés. A fõ feladat, azazaz árammérés elvégzése elõtt szükség le-het a kábelek, vezetékerek bizonyos ren-dezésére, hogy a lakatfogóval hozzájuktudjunk férni. Az F0x lakatfogó-multiméte-rekkel érzékelhetjük a 45 V-nál nagyobb

feszültségen lévõ tárgyak közelségét, ígyellenõrzés után biztonságosabban dolgoz-hatunk, s nem kell másik eszközt elõven-nünk.

Minimum- és maximumérték-táro-lás. Ha 500 ms-nál hosszabban(F03/05/07/09 típusok) eltér a mért ér-ték a korábbi maximumtól vagy mini-mumtól, akkor az újérték-tárolóba ke-rül, és onnan a mérés végén kiolvasha-tó. Nagyon praktikus funkció, ha viszonylag rövid, de egyes készülékekmûködésében problémákat okozó

(vagy azt jelzõ) szintváltozásokat kere-sünk.

Csúcsértékkeresés. Ha rövid, de leg-alább 500 µs-os impulzus, avagy „tüs-ke” tapasztalható a hálózati jelen, ak-kor a mûszer meg tudja nekünk „fogni”,s amplitúdóját (a méréshatár függvényé-ben) ki tudja jelezni. Ez is fontos hiba-keresési, esetleg hálózatminõség-ellen-õrzési teszt lehet.

Indulóáram-mérés (lásd 6. ábra). AzF05/07 lakatfogó-multiméterek rendkívülkifinomult technikával, és 15 … 70 Hztartományban mérik a – legtöbbször na-gyobb méretû motorok indulásánál ta-pasztalható – áramcsúcsot. A mérés a pe-riódusidõ 0,5-, 1-, 2,5-, 5- és 10-szeresérevonatkozóan történik, azaz a mûszer azelsõ (és gyakran legnagyobb amplitúdóvalbíró) félperiódus RMS-értékét(!) is megha-tározza. Jól észlelhetõ tehát az esetlegesrövid idejû túláramfelvétel is.

Szintén a korszerû mûszerek szüksé-ges jó tulajdonsága az automatikus kikap-csolás és (tekintettel az üzemcsarnokok,kapcsolószekrények gyér világítására, nomeg az óhatatlanul elõforduló esti/éjsza-kai munkákra, hibaelhárításokra) a kijelzõháttérvilágítása.

A hálózat, illetve adott fogyasztó mû-ködésének megítéléséhez hozzátartozhatmég a teljesítmény értékelése. Az F05 mo-dell például forgásirányt, 1-fázisú teljesít-ményt, teljesítménytényezõt is mér, illetveszámol. Az F09 típus pedig ezt még meg-fejeli egy 3-fázisú teljesítményméréssel(természetesen csak szimmetrikus terhelé-sû, háromfázisú hálózaton).

Végezetül remélem, hogy neves gyár-tók választékát felhasználva sikerült acikkben lényegében bemutatni, hogy ma-napság mit érdemes és mit lehet egy kor-szerû lakatfogó-adaptertõl vagy -multimé-tertõl elvárni, valamint azt is, hogy ezekkelaz újabb, továbbfejlesztett konstrukciók-kal milyen jellegû – s milyen újszerû – fel-adatokat lehet megoldani.

További információ: C+D Automatika Kft.

E-mail: [email protected]: www.meter.hu

5. ábra. MX 120 – Árammérés többereskábelen vezetékbontás nélkül

6. ábra. Motor indulásiáram-mérésének elve

4. ábra. D-sorozat – akár 150-es sínhez is

Új, moduláris PXI tesztrendszrek:– 6, 8, 14 és 18 kártyás rendszerek– nagy pontosságú, analóg és digitális ki- és

bemeneti modulok– digitalizálókártyák (max. 130 MS/s)– egyszerû integrálhatóság egyéb teszt-rend-

szerekhez (GPIB, LXI vagy pl. USB)

ProMet méréstechnika Kft.2314 Halásztelek, Arany János u. 54.Tel.: (24) 521-240 • Fax: (24) 521-253E-mail: [email protected]

www.trafalgar2.com/regions/magyar

Magyarország

15


www.elektro-net.hu

A méréstechnikai megoldások egyikélenjáró gyártója, a Keithley Instru-ments nagy sebességû, automatizáltgyártástesztelési PXI termékek új palet-táját mutatta be. A bejelentett újdonsá-gok pl. precíziós mûszerekbõl is álló,hibrid tesztrendszerek részét képezhe-tik. A tesztmérnökök és -tervezõk az újKPXI termékekre jellemzõ nagy sebes-ségû adatgyûjtést és precíz triggerelést aKeithley mûszerek kimagasló, precíziósmérési képességeivel kombinálva min-den eddiginél fejlettebb, hibrid teszt-rendszer-architektúrát hozhatnak létre.Az elosztott programozást és konkurensvégrehajtást támogató architektúra ki-használja többek között a Keithley leg-újabb fejlesztéseit (pl. a TSP™-t – TestScript Processor), ezzel páratlan pon-tosság és áteresztõképesség elérését te-szi lehetõvé. A Keithley jelenleg azegyetlen olyan fõ mûszergyártó, amelya rá jellemzõ széles választékban kínálprecíziós méréstechnikai és nagy sebes-ségû adatgyûjtési megoldásokat (PXI,LXI, PCI, USB és GPIB).

Az új Keithley KPXI termékvonal szi-multán adatgyûjtõ kártyákból, multi-funkciós analóg I/O-kártyákból, nagysebességû, analóg kimeneti kártyákból,egy 130 Mminta/s sebességû digitalizá-lómodulból, digitális I/O-modulokból,PXI keretekbõl, beágyazott PC-vezér-lõkbõl, MXI hidakból (távoli PC-vezér-léshez), valamint GPIB interfészkártyák-ból áll. A KPXI termékeket a precíziósmûszerekkel való optimális integrációjegyében tervezték, mint amilyen pl. aKeithley Series 2600 System Source-Meter® típusnevû, multifunkciós teszt-berendezés, amelyben a beágyazottTSP™- és TSP-Link™-technológiák le-hetõvé teszik a felhasználóknak auto-matizált tesztszekvenciák programozá-sát és nagy sebességû lefuttatását – füg-getlenül a PC-s operációs rendszertõl.Ez a rugalmasság megadja a tesztmér-

nököknek azt a szabadságot, amely ré-vén lehetõségük adódik a pontosság ésáteresztõképesség maximalizálásáratöbbféle mûszer és adatgyûjtõ alkalma-zásával, elosztott programozással ésegyidejû végrehajtással.

Ipari igény a hibrid tesztrendszerekre

Napjainkban az elektronikai gyártásbana termék minél korábbi piacra dobásá-hoz a lehetõ legmagasabb áteresztõké-pességet kell garantálni. Az elvégzendõmérések meghatározásán felül számbakell venni a lehetséges komplikációkat,amelyek a teljesítmény és sebesség optimális kombinációját biztosító mû-szerek és számítógépes interfész kivá-lasztásánál adódhatnak. A Keithley precíziós méréstechnikai megoldásai-val, valamint a PXI, LXI és GPIB termé-keivel a mérnököknek nem kell többgyártó kínálatát böngészve választani,hiszen lényegében minden megtalálha-tó a Keithley kínálatában, amely azadott alkalmazásra optimalizált, hibridtesztrendszer megépítéséhez szükséges.

KPXI – az optimális hibrid tesztrendsze-rekhez

A Keithley KPXI termékvonal teljesíti aPXI szabvány (PCI eXtensions for Instru-mentation) követelményeit. A KeithleyKPXI termékvonal tartalmaz szoftver-mintákat és meghajtókat a LabView™,Microsoft .NET, Visual Basic és C prog-ramozási nyelvekhez. A KPXI termék-vonal az alábbiakat tartalmazza:

szimultán DAQ (KPXI-SDAQ): szi-multán, analóg I/O kártyák párhuza-mos csatornás adatgyûjtésre akár 16 bites felbontással, valamint ana-lóg kimenetek és digitális I/O. Azegyes csatornákhoz különbözõ pa-raméterek (pl. erõsítés) állítható be;

A Keithley Instruments bemutatta PXI termékvonalátgyártási alkalmazásokra, hibrid tesztrendszerekhez

multifunkciós DAQ (KPXI-DAQ):multifunkciós kártyák multiplexeltanalóg bemenetekkel akár 3 MS/smintavételezési sebességgel nagyigényeket támasztó alkalmazásokszámára (akár 96 csatorna, analógkimenetek, digitális I/O, idõzí-tõk/számlálók). Ezek a kártyák a leg-több konkurens megoldáshoz ké-pest legalább 50%-kal gyorsabbak,számos alkalmazásban pedig a leg-kisebb költség/csatorna mutatóvalrendelkeznek;nagy sebességû analóg kimenet(KPXI-AO): e kártyacsalád analóg ki-menetekkel bír akár 1 MS/s sebessé-gig, amely a PCI-os vagy USB-s meg-oldásokhoz képest 1000x nagyobbfrissítési sebességet jelent. A hullám-formák minõsége kiválóan illeszkedika hibrid rendszerekben mûködõ mû-szerek képességeihez;digitalizálómodul (KPXI-AI): a mo-dul támogat akár 130 MS/s sebes-ségû mintavételezést. Felbontása14-bites, és 512 MB integrált me-móriával rendelkezik, így a konku-rens termékekhez képest hosszabbmintavételezést tesz lehetõvé;digitális I/O-modulok (KPXI-DIO): adigitálsi I/O-modulok különféle di-gitális ki- és bemeneti funkciót való-sítanak meg, például idõzítõk,számlálók vagy relék meghajtása.Az egyszerûség kedvéért mindenkártya ugyanazt a meghajtót hasz-nálja, a nagy sebességû „hand-shake”-kommunikáció gyorsabbtesztelésre ad lehetõséget a hibridrendszerekben;PXI keretek (KPYI-SYS): ezekben a3U méretû keretekben akár 18 kár-tyahely is lehet;kontrollerek (KPXI-CON): ez a ter-mékcsalád beágyazott PC-vezérlõ-ket és távoli PC-vezérléshez MXI hi-dakat tartalmaz. A beágyazott ve-zérlõkben lévõ merevlemez elõrefeltöltött Windows XP és KI-DAQmeghajtókat, valamint tesztkódmin-tákat tartalmaz;GPIB interfész (KPXI-488): az IEEE-488 szabvánnyal kompatibilis inter-fész GPIB-interfészes mûszerek egy-szerû csatlakoztatását teszi lehetõ-vé, amelyekkel nagy teljesítményû,kommunikációs problémáktól men-tes, hibrid tesztrendszerek hozhatóklétre.

További információ:ProMet Méréstechnika Kft.2314 Halásztelek, Arany János u. 54.Tel.: 24/521-240, fax: 24/521-253

E-mail: [email protected]

Immár a Keithley az egyetlen olyan fõ mûszergyártó, amelyik lehetõvéteszi a tesztmérnökök számára precíziós mûszerekkel és nagy sebessé-gû adatgyûjtõkkel felszerelt, optimális hibrid rendszerek összeállításátegy gyártó termékeibõl

[email protected]

2007/1.

16


Az új elektromos életvédelmi mérésekre alkalmas 400-as csa-lád több készülékbõl áll, nevezetesen az ISO410 szigetelés-vizsgálóból, a Speed418 RCD és hurokimpedancia-mérõbõl, a Geo416 földelésiellenállás-mérõbõl és a Combi 419/420többfunkciós mûszerekbõl. A készülékek azonos tokban foglal-nak helyet, a kezelõszervek, bár készülékekként más funkciók-kal (is) rendelkeznek, ugyanolyan kivitelûek és ugyanott he-lyezkednek el.

A készülékek kapcsolói nem részei az elektronikának,csak közvetetten vezérlik az elektronikus kapcsoló-kat. Ezzel a készülékek tartóssága rendkívül meg-nõ, a kapcsolók gyakorlatilag nem kopnak.Nem véletlen, hogy a készülékekre 3 évgaranciát ad a gyártó cég. A tokozásnarancssárga része gumiszerû felület-tel rendelkezik, ami jó tapadást bizto-sít, a készülék nem csúszkál sem akézben, sem a tartófelületen. A háttá-masz lehetõvé teszi a készülék aszta-lon vagy egyéb felületen történõdöntött használatát.

A nagyméretû, háttérvilágítássalrendelkezõ grafikus LCD a készülékfajtájától függõen jelzi ki a mért ér-téket, ill. a funkciókat és a kiegészí-tõ információkat. A mért értékek jólolvasható, nagy karakterekkel jelen-nek meg.

Az ISO410 szigetelésvizsgáló-val 50, 100, 250, 500 és 1000 V DCfeszültséggel mérhetünk szigetelésiellenállást a 0 … 1999 MΩ tartományban.Emellett lehetõség van védõ- és kiegyenlítõ

vezetõk folytonosságának mérésére >200 mA mérõárammal a0 … 100 Ω tartományban.

A Speed418 RCD- és hurokimpedancia-mérõ segítségévelaz adott RCD mûködését ellenõrizhetjük, ill. hurokellenál-lás/impedancia-méréseket végezhetünk a lentebb megadott táb-lázat szerint a 0 … 100, ill. a 0 … 1000 Ω tartományban. Lehe-tõség van a hurokimpedancia mérésére az adott hálózatban lé-võ életvédelmi relék mûködésbe lépése nélkül is.

A Geo416 földelésiellenállás-mérõvelkét- és háromvezetékes elrendezésbenmérhetünk földelési ellenállást. A Combi419/420 készülékek funkci-óit az I. táblázat tartalmazza, lénye-gében mindkettõ komplett életvédel-mi mérésekre alkalmas készülék.A készülékek 500 mért érték tárolá-sára alkalmas memóriával rendel-keznek, a mért értékek a képernyõrevisszahívhatók, ill. egy optikailag le-választott interfész és a készülékkelszállított szoftver segítségével számí-tógépre áttölthetõk, ahol azok ki-nyomtathatók, vagy egyéb célokrahasználhatók. A készülékek meg-felelnek a vonatkozó nemzetköziméréstechnikai és biztonsági

szabványoknak.

RAPAS Kft.Tel.: (06-1) 294-2900fax: (06-1) 294 [email protected]. ábra. A HTItalia 400-as készülékcsalád

A nagy bonyolultságú integrált áramkörök terjedése lehetõvé teszi kisméretû, nagy tudású készülékek ter-vezését, miközben a termelési költségek és így a piaci árak is jelentõsen csökkenthetõk. Jó példa erre azolasz HTItalia cég legutóbbi fejlesztése, az új 400-as sorozat. Alábbiakban e családról adunk rövid kereszt-metszetet…

Kis méret, nagy teljesítmény

PÁSTYÁN FERENC

Mért paraméterek TípusISO410 Speed418 Combi419 Combi420

Védõ- és kiegyenlítõ vezetõk folytonosságának méréseSzigetelési ellenállás méréseRCD-k mûködési ideje és árama (normál és szelektív, AC és A típusok)Érintési feszültség (Ut)Vonali impedancia (fázis-fázis, fázissemleges) (felbontás 0,01 Ω)Vonali impedancia (fázis-fázis, fázissemleges) (felbontás 0,0001 Ω)Hurokimpedancia, fázis-föld (felbontás 0,01 Ω)Hurokimpedancia, fázis-föld (felbontás 0,0001 Ω)Hurokimpedancia, RA az RCD-k mûködtetése nélkül (felbontás 0,01 Ω)FáziskeresésSzivárgó áramKörnyezeti paraméterekFeszültség, áramerõsségFeszültség- és áramharmonikus-tartalomTeljesítménytényezõ (cosφ)Hatásos, meddõ- és látszólagos teljesítmény

I. táblázat. A HTItalia 400-as sorozatú készülékek funkciói

17www.elektro-net.hu

Ipari rádiómodemekFrekvenciaengedélyt NEM igényelnek

M433MCIntegraFrekvenciatartomány: 433 MHz (10 mW)Hatótávolság: 300–800 mSoros bemenet: RS–232/RS–485Adatátviteli sebesség: 38 400 bit/sTranszparens mûködési módIP41 és IP65-ös védettségû kivitel

M868MCPower Frekvenciatartomány: 868 MHz (500 mW)Hatótávolság: kb. 500–3000 mSoros bemenet: RS–232/RS–485Adatátviteli sebesség: 19 200 bit/sTranszparens, hálózati és repeater mûködési módIP41, IP65 és IP67 védettségû kivitel

1107 Budapest, Fertõ u. 14. • 6750 Algyõ, MOL IpartelepTel.: 263-2561, 62/517-476. Fax: 261-4639 • Mobil: 30/971-7922, 30/677-4627

E-mail: [email protected] • [email protected]: www.atysco.hu

Az eszközök magyarországi forgalmazója az

[email protected]

2007/1.

18

Az ISO 9001:2000 szabvány megjelené-se és elterjedése a nagy vegyipari,gyógyszeripari cégeknél követelményttámasztott a meglévõ és telepítésre kerü-lõ tartályparkokban tárolt anyagok pon-tos számbavételére, megjelenítésére és amért adatok tárolására. A NIVELCO Ipa-ri Elektronika Zrt. komplett rendszert kí-nál üzleti partnerei számára, amely tar-talmazza a pontos mérés, jelfeldolgozásés megjelenítés eszközeit.

A mérõrendszer felépítése (lásd 1. és2. ábra):

Nagy pontosságú szintmérõkFolyamatvezérlõ mérõrendszerMegjelenítõ és adatgyûjtõ rendszer

Nagy pontosságú szintmérõkfolyadékokra

A pontos méréssel szemben támasztottfelhasználói igény az alábbi mûködésielvû és típusú mérõmûszerek alkalmazá-sát teszi lehetõvé:

NIVOTRACK M-300 típusú, magne-tostrikciós szintmérõk. Méréstartomány10 m, mérési pontosság 1… 2 mmMICROTREK H-200 típusú, vezetettmikrohullámú szintmérõk. Mérés-tartomány 24 m, mérési pontosság 5 mmECHOTREK S-300 típusú, ultrahangosszintmérõk. Méréstartomány 20 m,mérési pontosság 10 … 20 mm.

Mindhárom mûszercsalád készülékeinormál és robbanásveszélyes, semlegesés agresszív anyagok mérésére alkalma-sak. Kimenetek: 4 … 20 mA és HARTprotokoll.

Folyamatvezérlõ mérõrendszer

A folyamatvezér-lõ mérõrendszerközponti eleme aMulticont P-100m û s z e rc s a l á d kiválasztott ké-szüléke.

A Multicont fo-gadja a távadók-tól jövõ digitális(HART) informá-ciót, feldolgozza

és megjeleníti, majd szükség esetén to-vábbadja. Biztosítja a hozzá csatlako-zott kétvezetékes távadók táplálását, anégyvezetékes távadókat külsõ tápfe-szültségrõl kell táplálni.

Lehetséges a távadók programozásaés a mérési adatok megjelenítése. A mértértékek, illetve az ezekbõl képzett új ér-tékek különféle kimeneteket vezérelhet-

Tartályparkok szintmérése, szintkapcsolása, megjelenítése

KUSZTOS FERENC

nek (4 … 20 mA, jelfogó, digitális).A távadók szolgáltatta információkat

a Multicont belsõ áramkimenetei (max.2 db) akár módosítva is továbbíthatják.A beépített jelfogók (max. 4 db) szaba-don programozhatók és a távadókhozrendelhetõk.

Amennyiben a Multicontba beépítettáramgenerátorok vagy jelfogók számanem elegendõ, külsõ modulok csatla-koztathatók az erre a célra szolgálóRS–485 vonalra. Az UNICONT PJK mo-dulok programozása a Multicont segítsé-gével történik.

Mérõrendszer VISION X®-alapúNIVISION megjelenítõ-szoftverrel

Az NIVISION lehetõvé teszi komplex,sok távadót tartalmazó mérési rendszeradatainak egyidejû megjelenítését a szá-mítógép képernyõjén. Ez történhet akára technológiai folyamat megjelenítésé-vel és a távadók folyamatban elfoglalthelyének ábrázolásával is. Kiválóan al-kalmazható beállított határértékek figye-lésére és ezek vizuális megjelenítésére.

A szoftver rendelkezik mérési adat-gyûjtõ funkcióval, amelynek segítségé-vel a kiválasztott mérési adatok a szá-mítógép memóriájában tárolódnak, on-nan további feldolgozásra exportálha-tóak. Elemzés, trendfigyelés céljából, afelhasználó által meghatározott idõin-tervallum adatai – tetszõleges felbon-tással – a monitoron megjeleníthetõek(3. ábra).

További lehetõségek a felhasználók-hoz rendelhetõ többszintû jogosultságirendszer, LAN-hálózatra csatlakoztatásvagy a webböngészõn keresztüli elérhe-tõség.

További információ: Nivelco Zrt.1043 Budapest, Dugonics u. 11.Telefon: 369-7575 Fax: 369-8585

E-mail: [email protected]: www.nivelco.com

1. ábra. Egymérõhelyes rendszer, amely afeldolgozóból és egy érzékelõbõl álló két-részes ultrahangos rendszer helyére léphet

3. ábra. A NIVELCO tartályparki rendszerVISION X-alapú NIVISION megjelenítõ-szoftverrel

2. ábra. Többcsatornás rendszer (max. 15 mérõhely), amelyben az EasyTREK ésEchoTREK mellett bármely NIVELCOgyártmányú HART protokollal rendelkezõegyéb távadó alkalmazható

25 ÉVES A NIVELCO

19


www.elektro-net.hu

Hogyan fogadta a szakma a MagyarRegulaszakkiállítás hagyományos februári idõpont-jának megváltoztatását, és milyen elõnyöketjelent az új helyszín a kiállítók és látogatókszámára? Hogyan illeszkedik a kiállítás te-matikája az aktuális szakmai trendekhez, ésmit profitálhatnak a látogató szakemberekaz idei rendezvény szakmaiprogram-kínála-tából? Többek között e kérdések megvála-szolására kértük Stefkóné Vermes Juditot, aCongress Kft. ügyvezetõ igazgatóját.

„Egy szakkiállítás sikerének legfonto-sabb mércéje, hogy mennyire elégedettek akiállítók és látogatók a rendezvény szakmaiszínvonalával és szervezettségével, vala-mint a szolgáltatások minõségével. A látoga-tók és kiállítók döntõ mértékben szakmaielégedettségét tükrözõ visszajelzések egyér-telmûen igazolják, hogy napjainkban ez arendezvény a hazai és a nemzetközi ipariautomatizálási szakemberek legfontosabbtalálkozóhelye. Nem kis feladatot jelent, ho-gyan tegyük még vonzóbbá a meghatározószakmai látogatók számára ezt a szakkiállí-tást, mit kell tegyünk folyamatosan annakérdekében, hogy a rendezvény valóban ahazai és a külföldi kiállítók üzleti kapcsola-tainak és szakmai tapasztalatcseréinek sike-res platformja maradjon.

A szervezõk és kiállítók régi vágya tel-jesül azzal, hogy végre egy »fedél alatt«,egy korszerû, új kiállítási csarnokban, egylégtérben tudunk elhelyezni minden kiál-lítót. Sok kiállító visszatérõ kérésének iseleget tettünk azzal, hogy a kiállítás koráb-bi februári idõpontja is megváltozott, ésegy új hagyományt teremt a rendezvénymárcius 20–23. közötti tavaszköszöntõidõpontja.

Az elmúlt évben a megosztott helyszínellenére, a korábbiakhoz képest még átfo-góbban és jól áttekinthetõen mutatkozottbe a kiállítás, hiszen valamennyi, az iparifolyamatautomatizálás szakterületein érde-kelt legfontosabb hazai gyártó, illetve for-galmazó cég jelen volt kiállítóként. Akomplex ipari automatizálás három, egy-mással szoros kapcsolatban álló szakterü-letét a folyamat-, a gyártás-i valamint azépületautomatizálást igen szoros szakmaiszálak kötik össze, többek között olyan ki-emelt fontosságú területek, mint az iparikommunikáció- és információtechnika, azirányítástechnika, a környezetvédelemvagy a biztonságtechnika. Már az elõzõ ki-állításon annak mottójaként beillõ i3 kereté-ben mutatkozott be 154 kiállító 3000 négy-zetméteren az ipar, az informatika és az irá-

MagyarRegula 2007 Szakmai igényekhez illeszkedõ újdonságokkal

nyítástechnika szakmai trendjeivel és új-donságaival 5500 szakmai látogató elõtt.

A MagyarRegula szakkiállítás speciali-tása, hogy az alkalmazástechnikai szakem-berek nem csupán arról kaphatnak képet,hogy milyen úton halad napjainkban azipari automatizálás az egyes iparágakban,de megismerhetik, hogyan hasznosíthatjákszakmai feladataik megoldásához az új-donságokat a gyakorlatban.

A kiállítást kísérõ szakmai rendezvé-nyek a közremûködõ szakmai szervezetekés a Kiállítói Tanácsadó testület által aján-lott legaktuálisabb szakmai témákat érintik.

Örvendetes, hogy egyre több, iparigyártás- és folyamatautomatizálásban ér-dekelt cég érzi úgy, hogy nem maradhat elarról a szakkiállításról, amely a magyargazdaság olyan meghatározó szakterüle-teit fogja át, mint a vegyi, gyógyszer- ésbiotechnológiai ipar, az olaj- és gázipar, apetrolkémiai ipar, az élelmiszer- és cellu-lózipar, a fém-, építõ- és jármûipar, a gép-gyártás és környezetvédelem, a víz- ésszennyvíztisztítás, az energiatermelés és -el-osztás, valamint a kommunikációtechnika.

Igen sikeresnek bizonyult, hogy már alegutóbbi MagyarRegula 2006 kiállítás ide-je alatt megtekinthették az érdeklõdõk azidei rendezvénynek otthont adó új csarnokalaprajzát, kiválaszthatták és lefoglalhattáka cégek új helyüket.

Optimistán készülünk az idei kiállításra,és azt hiszem, ez az optimizmusunk kellõ-en megalapozott, és a várható sikert jelzi,hogy már a 2006. évi kiállításon az idei ki-állításra rendelkezésre álló terület több mint80%-át lefoglalták a kiállítók.

A MagyarRegula 2007 kiállításra ismétmegjelenik a rendezvény saját újságja, aRegulaNews; újra megszervezzük a han-gulatos kiállítói estet, és ismét ennek kere-tében kerül sor a Regula Nagydíj és Regu-la Különdíj ünnepélyes átadására, mert azidén az eddigieknél is többen vesznekrészt a kitüntetõ cím elnyeréséért kiírt pá-lyázaton, melyre az elmúlt két évben ki-fejlesztett és forgalomban lévõ korszerû ésmagas technikai szintet tükrözõ terméke-ikkel nevezhetnek be. A MagyarRegula2007 aktualitásai és a kísérõ szimpóziu-mok tervezett programja megtalálható awww.magyarregula.hu honlapunkon.

Biztos vagyok benne, hogy jó döntésthoznak mindazok, akik részt vesznek aMagyarRegula 2007 kiállításon, mindenkitszeretettel várunk!” – zárta le nyilatkozatátStefkóné Vermes Judit.

További információ:Congress Rendezvényszervezõ Kft.1026 Budapest, Szilágyi Erzsébet fasor 79.Telefon: (+36-1) 212-0056Fax: (+36-1) 356-6581

E-mail: [email protected]: www.congress.hu

A MagyarRegula 2006 standjai

Idén új idõpontban, március 20–23. között és új helyszínen, a közel-múltban megépült új SYMA Rendezvénycsarnokban kerül megrendezés-re a MagyarRegula nemzetközi ipari automatizálási szakkiállítás, melyváltozatlanul „évadnyitó” rendezvényként vezetõ szerepet tölt be a ha-zai szakvásárok között...

[email protected]

2007/1.

20


Az érintésmentes infravörös kézi hõmérõkjól szolgálják a gyártási folyamatok fel-ügyeletét, gépek és létesítmények tervsze-rû megelõzõ karbantartását, miként hasz-nos eszköznek bizonyulnak például a lég-technikai rendszerek, gépjármûvek és vil-lamos szerelvények ellenõrzésekor is.

Az elektronikai fejlesztés, hibakere-sés és tesztelés során is fontos informá-ciót hordoz az egyes alkatrészek hõ-mérséklete, melegedése. A megszokottérintésmentes hõmérsékletmérõk azon-ban gyakorlatilag alkalmatlanok a kis-méretû alkatrészek megbízható mérésé-re, mert kibocsátanak ugyan lézernyalá-bot a célzás megkönnyítésére, az azon-ban nem egytengelyû az optikával, ígyparallaxishiba lép fel. Ennél is nagyobbgond azonban, hogy a lézernyalábfénypontjától eltérõen, a mûszer opti-kája nem egy pontot, hanem egy terüle-tet vetít a mûszerben levõ szenzorra,így az optika által látott terület átlaghõ-mérsékletét mérjük, nem pedig egy kispont, illetve alkatrész hõmérsékletét.Tovább fokozza a problémát, hogy amért felület méretét csak becsülni lehet.Rendelkezésre áll ugyan a mûszer opti-kájára vonatkozó gyári adat, például20:1 megjelöléssel, ami azt jelenti,hogy a távolság huszadrésze a mért te-rület átmérõje, 1 méteren pél-dául 50 mm, kistávolságon belülse fog azonbana mért felület át-mérõje például13 mm alácsökkenni.

Mindezen problémákra is kínálmegoldást az Optris LaserSight (lásd 1. ábra) innovatív optika- és célzórend-szere. Az optikája átkapcsolható.Ugyanazon eszközzel rendelkezésünk-re áll egy általános mérésekre szolgáló,szokatlanul kis nyílásszögû, 75:1 ará-nyú optika, ami az optika átkapcsolásá-val egy erõsen fókuszált, mindössze 1 mm-es méréspontot biztosít 62 mm-es távolságon.

Annak érdekében, hogy ezt a preci-zitást ki is lehessen használni, egy sza-badalmazott célzórendszer teszi teljes-sé a mûszert: a pontos célzás elõsegíté-sére nem csak egy parallaxishibával isbíró pontot, hanem egy „célkeresztet”képez a célzólézer. Ennek a keresztneka mérete és pozíciója bármilyen távol-ságnál a ténylegesen mért felületnekmegfelelõ. Az optikát közeli mérésrekapcsolva a célzókereszt két ponttá vál-

tozik, melyek a mérõkör két szélét mu-tatják. A fókuszpont felé haladva a kétpont közelít egymáshoz, mígnem az 1mm-es átmérõjû méréspontban eggyéválva jelzik a megcélzott pontot, termé-szetesen parallaxishiba nélkül.

Az apró alkatrészek mérésekor a ké-szülék tipikusan függõlegesen lefelé cé-

lozva használt, ilyenkor automatikusan180°-kal elfordul az LCD-megjelenítõkijelzése, hogy álló helyzetûnek láthas-sa a felhasználó (lásd 2. ábra).

Mindezen újításoknak köszönhetõenaz Optris LaserSight egy „all in one” ter-mék, mely az ipar egész területén jólhasználható, legyen szó magas hõmér-sékletû gyártási folyamatról vagy felület-szerelt mikroelektronikai termékek fej-lesztési vagy végellenõrzési fázisáról.Lehetõség van állványra építve fixen te-lepített eszközként is használni és a mé-

rési adatokat egy mellékeltszoftverrel PC-n megjele-níteni és feldolgozni (lásd3. ábra).

További információ:Forró Péter, Kvalix Automatika Kft.Tel.: +36 (1) 272-2242 Fax: +36 (1) 272-2244H-1046 Budapest, Kiss Ernõ u. 3.

www.kvalix.hu2. ábra. Az Optris LaserSight fordított ki-jelzõvel SMD alkatrész vizsgálata közben

1. ábra. A tényleges mérési felület méretét is mindigjelzi a célkereszt

3. ábra. Az Optris LS tartozékaival

Apró alkatrészek érintésmentes hõmérsékletmérése

[email protected]

2007/1.

22


Az autóipari beszállítóknál telepített tech-nológiák idõnként kemény fejtörést okoz-nak a méréstechnikával foglalkozó szak-embereknek és cégeknek. A cikk egy ilyenesettanulmányról számol be.

A feladat az AFT Europa telepén mû-ködõ vákuumkemencék belsõ terében ahõmérséklet folyamatos ellenõrzése volt.A kemencékben szakaszos üzemmódban

hõkezelnek alkatrészeket vákuumban,kisnyomású védõgáz alatt, max. 1400 °Chõmérsékleten. Az abszolut térnyomás100 mbar.

A mérési feladat megoldását a JUMOHUNGÁRIA és a DICONTROL közös fej-lesztésû hõeleme szolgáltatta, amely ko-operációban készül a JUMO Wien bécsigyárában, illetve Budapesten. A mérõesz-

Hõmérséklet-érzékelõk vákuumkemencére

köz egy gázzáró kerámia védõcsõben(fantázianeve KER 710) elhelyezett „S” tí-pusú PtRh-Pt hõelem, amelynek a csatla-kozófeje vákuumzáró módon ki van önt-ve, így a kompenzációs vezeték menténnem tud levegõ kerülni kívülrõl a hõelemvédõcsövébe, amely egyrészt hûtõhatásamiatt meghamisítaná a mérést (a korábbi,hagyományos konstrukcióknál ez fordultelõ), másrészt a gázzáró kerámián lassanátdiffundálva a vákuum csökkenéséhez,valamint a védõcsõ eltöréséhez vezetne.

Az érzékelõk a gyakorlatban beváltak,a hagyományosnál magasabb ár a hosz-szabb élettartam és a nagyobb üzembiz-tonság révén megtérült.

A konstrukció vázlatos felépítése amellékelt ábrán látható.

Tovább információ:Kovács Miklós 1/467-0840, [email protected] Károly 1/467-0830 [email protected]. ábra. Vákuumzárt hõelem felépítése

JUMO HUNGÁRIA [email protected] • [email protected](1) 467-0840 • (47) 521-206

0 … 18 analóg bemenet0 … 24 bináris bemenet54 virtuális csatornaRS 485, ethernet, vonalkódolvasóTermékjegyzõkönyv-készítés

JUMO Mérésadatgyûjtõképernyõs regisztráló, navigációs kezelõgombbal

LED-NAGYKERESKEDÉSLED-NAGYKERESKEDÉSNagy fényerejû világítódiódák, fényerõ 1-35 kandela

fehér (x = 0,31; y = 0,31), kék (470 nm) lézermodul (3 mW, 25 mW)sárga (595 nm), narancs (620 nm) lézerdiódák (650 nm, 808 nm)vörös (630 nm), mélyvörös (650 nm) UV LED (395–405 nm)kékeszöld (500 nm), zöld (525 nm) Super High Flux (szögletes) LED-ek

Szállítás postai utánvéttel. Nyitva tartás: H–P: 9–16 óráig, elõzetes megbeszélés alapján.

Tel./fax: (06-26) 340-194 E-mail: [email protected] Web: www.percept.hu

PERCEPT Kft. PERCEPT Kft. PERCEPT Kft. PERCEPT Kft. PERCEPT Kft. PERCEPT Kft. PERCEPT Kft. PERCEPT Kft.

23

2007/1. AlkatrészekAlkatrészek

www.elektro-net.hu

EPCOS

Teljesítménytényezõ-korrekció: kompakt tirisztormodul

Az EPCOS új, TSM-LC10 típusjelû ter-mékével bõvítette dinamikus PFC-al-kalmazásokhoz kínált tirisztormodul-választékát. Az elektronikusan vezé-relt és önmonitorozó teljesítménykap-csolót legfeljebb 10 kVAr kapacitívterhelésû, 380 … 400 V rendszerek-hez tervezték. A TSM-sorozat vala-mennyi tirisztormoduljához hasonló-an az új TSM-LC10 kapcsolási ideje isrendkívül rövid, mindössze 5 ms. A teljesen hangtalanul mûködõ termé-ket csatlakozásra közvetlenül kész for-mában szállítják, és semmilyen kar-bantartást nem igényel. Feszültségé-nek és folyamatosan megfigyelés alatttartott kapcsolási viselkedésének álla-potát LED jelzi.

A TSM-LC10 hozzáadásával azEPCOS immár a 10 … 200 kVAr tar-tományban kínál tirisztormodulokat,valamint a dinamikus teljesítményté-nyezõ-korrekcióra szolgáló PFC kon-denzátorsorozatokat (PhaseCap®,PhaseCap HD, WindCap®, PhiCap,MKV kondenzátorok) és a BR6000Tteljesítménytényezõ-korrektort.

További információ: www.epcos.com/pfc

Faiiiirchild

A Fairchild Semiconductor bemutatta az ipar legnagyobb sávszélességû 4:1 multiplexerét nagy teljesítményû analógalkalmazásokhoz

A Fairchild Semiconductor bemutatta azFHP3194 típusjelû újdonságát, amely aziparág elsõ, 1,2 GHz sávszélességû 4:1-es multiplexere (lásd 2. ábra). AzFHP3194 sávszélessége kb. 25%-kal ha-ladja meg a konkurens termékek sávszé-lességét (800 MHz kisjelû és 500 MHznagyjelû –3 dB-es sávszélesség G=2-nél).Ezzel a teljesítménnyel az FHP3194 je-lenleg az egyetlen olyan multiplexer a pi-acon, amely képes az 1080p és 1080ifelbontású HD videótartalmak által tá-masztott sávszélesség-követelményektúlteljesítésére. A 90 MHz/2 Vp-p-ig tartó0,1 dB erõsítésváltozás biztosítja a meg-becsülhetõ teljesítményt nagyfrekvenciásáramkörökben is. Ez a multiplexer a leg-nagyobb teljesítményû és legmegbízha-tóbb megoldás nagy sebességû videós al-kalmazások kapcsolására és meghajtásá-ra, beleértve a HDTV-ket, tesztelõ- és or-vosi felszereléseket, biztonsági rendsze-reket és számos egyéb, nagyfrekvenciásterméket, amelyekhez többszörös I/O-kapcsolás szükséges.

Az FHP3194 legfontosabb jellemzõi:magas slew-rate (2200 V/µs) az opti-mális impulzusválasz érdekében,letiltás/lekapcsolás opciók és szimpla,5 V-os tápellátás az energiatakarékos-ságért,

Alkatrész-kaleidoszkóp

LAMBERT MIKLÓS

nagy (±75 mA) kimeneti áram duálvideós terhelés meghajtásához.

Az FHP3194 kapható TSSOP-14vagy SOIC-14 típusú tokozásban is, agyártásukhoz használt ólommentestechnológia nemcsak teljesíti, de megis haladja az IPC/JEDEC J-STC-020Celõírásokat, és kielégíti az EurópaiUnió jelenleg hatályban lévõ elõírá-sait is.

További információ: www.fairchildsemi.comAdatlapok:ww.fairchildsemi.com/ds/FH/FHP3194.pdf

Intersil

PWM kontrollerek integrált MOSFETmeghajtókkal, áramérzékelõ ellenállásnélkül

Az Intersil ISL6545 és ISL6545A típus-jelû, szimpla kimenetû PWM kont-rollerei (lásd 3. ábra) kisebb anyagkölt-séget biztosítanak azon konkurensmegoldásokhoz képest, amelyek velükellentétben nem tartalmaznak boot-di-ódát, túláramvédelmet és MOSFETmeghajtókat integrált formában a lap-kán. Az újdonságok emellett csökken-tik az alkatrészigényt, és kevesebb kár-tyahellyel is beérik.

Az eszközök túláramvédelem-funk-ciója védi a kontrollereket a rövidrezárt kimenetek ellen az alacsony olda-li MOSFET rDS(ON) bekapcsolási ellenál-lásával, amely jelentõsen javítja a kon-troller hatékonyságát, és szükségtelen-né teszi további áramérzékelõ ellenál-lás alkalmazását. A tág bemeneti fe-szültségtartomány (1,0 … 12 V) rugal-masságot, a széles kimeneti tartomány(0,6 … VIN) pedig univerzalitást ad azeszközöknek.

Az ISL6545 és az ISL6545A eszkö-zökkel egyszerûbb teljes vezérlés ésvédekezés implementálása DC/DCstep-down konvertereknél, amelyek ol-csó n-csatornás MOSFET-eket hajtanakmeg szinkron feszültségcsökkentõ to-pológiában. A rögzített frekvenciás osz-cillátor (300 kHz az ISL6545-nél, ill.600 kHz az ISL6545A-nál) csökkenti atervezés komplexitását és az alkalma-zás költségeit, valamint növeli a haté-konyságot, mivel az alkalmazások ki-sebb formatényezõjû rendszerekben isfelhasználhatók lesznek.

Az eszközök szimpla visszacsatolóhurokkal és gyors tranziensválaszúfeszültségmódusú vezérléssel rendel-keznek. A kimeneti feszültség precízió-san szabályozható akár 0,6 V-ig,+1,0% maximális toleranciával a hõ-

EPCOS

Intersil

1. ábra. Az EPCOS TSM-LC10tirisztormodul

2. ábra. A Fairchild FHP3194 multiplexer

Fairchild

[email protected]

2007/1.

24

AlkatrészekAlkatrészek

mérséklet és a vonali feszültség változá-sának függvényében. Az ISL6545 ésISL6545A hibaerõsítõje 20 MHz sáv-szélességgel és 9 V/µs slew-rate-tel ren-delkezik, amely biztosítja a gyors tran-ziensválaszt. A PWM kitöltési tényezõ 0 … 100% között alakul.

A rögzített belsõ lágystart kontrollált,monoton lágystartot tesz lehetõvé. Azeszközök +5 V vagy +12 V tápfeszült-ségrõl mûködhetnek, integrált gate-meg-hajtójuk VCC-vel mûködik, belsõ referen-ciájuk 0,6 V, ±1,0% toleranciával. A kétújdonság további fontos jellemzõi közöttemlíthetõ továbbá a veszteségmentes,programozható túláramvédelem, enge-délyezõ/lekapcsoló funkció a COMP/SDkivezetésen, valamint n-csatornás MOS-FET-meghajtás.

Az alkalmazási lehetõségeknek lé-nyegében csak a képzelet szab határt:az új eszközök alkalmasak mikropro-cesszor-tápegységekhez, perifériákhoz,személyi számítógépekhez, beágyazottvezérlõkhöz, memóriatápokhoz, DSP-kés kommunikációs processzorok tápel-látó rendszeréhez, PCI/AGP grafikuskártyákhoz, digitális televíziókhoz,DDR/DDR2/DDR3 SDRAM buszlezá-rásokhoz, kábelmodemekhez, set-top-box készülékekhez, ipari energiarend-szerekhez, 5/12 V-os DC/DC szabályo-zókhoz stb. Az ISL6545 és ISL6545Akapható 8-vezetékes SOIC vagy 10-vezetékes, 3x3 mm-es QFN típusú to-kozással is.

További információ: www.intersil.com

Linear Technology

Apró méretû, 24 bites delta-szigma A/D-átalakító kalibrált hõmérséklet-érzékelõvel és Easy Drive™ bemenetiáramelnyomással

A Linear Technology bemutattaLTC2492 típusjelû áramkörét, amelyegy olyan 4-csatornás, delta-szigmaA/D-konverter, amely integráltan tartal-maz hõmérséklet-érzékelõt is, és újfaj-ta, 4×3 mm, apró méretû DFN típusú

tokban érhetõ el (lásd 4. ábra). Az EasyDrive™ tervezési megoldás zérus átla-gos differenciális bemeneti áramot bizto-sít, így belsõ puffer nélkül is mérhetõknagyimpedanciás bemeneti források. Eza szabadalmaztatott megoldás leegysze-rûsíti a front-end jelkondicionáló áram-körök tervezését, és lehetõvé teszi, hogyaz A/D konverter közvetlenül meghajt-ható legyen hidakról, RTD-rõl, termo-csatolóról és nagyimpedanciás érzékelõ-rõl. A rail-to-rail kimenetek közvetlenüldigitalizálhatók, a DC-pontosság is kivá-ló (2 ppm INL).

Az LTC2492 tartalmaz egy integrált,nagy pontosságú hõmérséklet-érzékelõt1/30 °C felbontással és 2 °C abszolútpontossággal. Az A/D konverter a hõmér-sékletszenzor kimenetét vagy a bemenetimultiplexer jelét alakíthatja át, és akárnégy szimpla végû csatornára, két diffe-renciális csatornára vagy két szimpla vé-gû és egy differenciális csatornára konfi-gurálható. Új csatorna kiválasztását kö-vetõen az LTC2492 No Latency Delta-Sigma™ digitális szûrõje egyetlen ciklusalatt beáll. Az LTC2492 egy 4-vezetékes,SPI-kompatibilis soros interfészen keresz-tül kommunikál, az átalakítást 15 vagy7,5 Hz-en végzi a belsõ oszcillátor hasz-nálata mellett. Az LTC2492 konfigurálha-tó úgy is, hogy nyomja el az 50, 60 vagyegyidejûleg az 50/60 Hz frekvenciákat,míg a teljes bemeneti feszültségtarto-mányban megtartja a 600 nVRMS zajfe-szültséget.

Kisebb felbontású alkalmazásokra a

Linear Technology bemutatta azLTC2488-at is, amely lábkiosztás-kompa-tibilis és 16-bites. Az LTC2492 ésLTC2488 elérhetõ 4x3 mm-es DFN-14 tí-pusú tokozású változatban.

Az LTC2492 jellemzõi:két differenciális/négy szimpla végûbemeneti csatorna,Easy Drive™-technológia rail-to-railbemenetekhez, zérus differenciálisbemeneti árammal,nagyimpedanciás szenzorok jelénekközvetlen digitalizálása teljes pontos-sággal,apró, 4x3 mm-es DFN tokozás,600 nVRMS zaj,

integrált, nagy pontosságú hõmér-séklet-érzékelõ,programozható 50, 60 és 50/60 Hzelnyomási mód,2 ppm INL, hiányzó kódok nélkül,24 bit,szimpla táp, 2,7 … 5,5 V (0,8 mW),SPI-kompatibilis, soros I/O.

További információ: www.linear.com

ATMEL

ARM9 MCU-k Ethernettel, kamera-inter-fésszel és flash-memóriával

Az AT91SAM9260 típusszámú kont-roller az elsô tagja annak az AMR9-alapú termékcsaládnak, amelyik azARM7-alapú kontrollerek programozásimodelljét használja, ezzel közvetlen át-állást lehetôvé téve a különféle ARM-magokkal szerelt Atmel SAM MCU-kközött. Az AT91SAM9260 támogatja adeterminisztikus, valósidejû mûködést,szolgáltatáskészletébôl nem hiányza-nak a felügyeleti funkciók és a 8-biteskontrollerekéhez hasonló, third-partyRTOS-támogatás sem. Beágyazott Linux(LinuxLink/TimeSys) és WindowsCE® al-kalmazása támogatott.

Az AT91SAM9260-ban 200 MIPSteljesítményû, ARM926EJ-S® mag mû-ködik, és tartalmaz kamera-interfészt,hét darab USART-ot, 10/100 EthernetMAC-et, 12 Mibit/s átviteli sebességreképes USB eszköz- és gazdavezérlôtintegrált adóvevôkkel, külsô buszin-terfészt (External Bus Interface – EBI,amely támogat SDRAM-ot, flash/NAND flash memóriát beépített ECC-vel, SD, SDIO és MMC szabványúeszközöket), három szinkron sorosvezérlôt (Synchronous Serial Cont-roller – SSC), két mester/szolga sorosperiféria interfészt (Serial PeripheralInterface – SPI), egy háromcsatornás,16-bites idôzítô/számlálót, kétvezeté-kes interfészt (I2C), valamint IEEE®

1149.1 JTAG peremfigyelési szolgál-tatást valamennyi kivezetésen. AzAT91SAM9260 belsô busz sávszéles-

Linear Technology

5. ábra. Az Atmel AT91SAM9260

3. ábra. Az Intersil ISL6545 és ISL6545Aáramkörök

4. ábra. A Linear Technology LTC2492áramkör blokkdiagramja

ATMEL

25


www.elektro-net.hu

ségét 24-csatornás DMA-vezérlô ésegy hétrétegû, nagysebességû busz-mátrix tartja minden pillanatban alehetô legmagasabb szinten.

2007-ben mutatja be az Atmel elsôSAM9260-alapú, Security FlashARM926EJ MCU-it, a SAM9XE eszkö-zöket, akár 1 MiB Flash-memóriával.Az MSC kínálatában szerepel egy egye-dülálló indulókészlet, az SAM9260Startup Bundle, amely egyebek melletttartalmaz SAM9260 fejlesztôkészletetés SAM-IC JTAG interfészt is (rendelésikód: AT91SAM9260-Startup Paket).

További információ: MSC Budapest Kft. www.mscbp.hu

Omron

Az Omron Wi-PlaDs™ UWB antennatech-nológiája támogatja a vezeték nélkülivégfelhasználói multimédiás alkalmazásokat

Az Omron bejelentette a világ legelsõ,tömeggyártást támogató polimer UWBantennáját az európai Ultra Wideband(UWB) rendszer számára. Az antennákfelhasználási területe a nagy adatsebes-ségû vezeték nélküli alkalmazások (ott-honi internet, streaming HDTV videó-és kábelmentesítés).

Az Omron Wi-PlaDs™ UWB anten-nák speciális polimerre épülnek, ame-lyek támogatják az Omron egyedifröccsöntési technológiáját, és ezáltalminden teljesítményigényt kielégítõ,költséghatékony megoldást jelent. AWi-PlaDs antennák legfontosabb elõ-nyei között rugalmasságukat és többfélealakban gyárthatóságukat említhetjükmég, amelyek változatos termékek lét-rehozását támogatják. A kerámiaanten-nákhoz képest ezek az antennák kedve-zõbb körsugárzási erõsítési jellemzõketbiztosítanak.

Az Omron kezdetben kétféle válto-zatban kínálja a Wi-PlaDs antennákat.Az S1 jelû „bedugaszolható” antennátváltakozó áramú hálózati táplálású al-kalmazásokhoz tervezték, pl. tévéké-szülékekhez, ahol minél nagyobb telje-sítményre van szükség. A hordozható ésegyéb olyan alkalmazásoknál, ame-lyeknél a hely mindennél fontosabb, azOmron az N1 felületszerelhetõ anten-nát ajánlja.

Az Omron Wi-PLADS WXA-S1FLkörsugárzó UWB antenna által támoga-tott frekvenciatartományban mûködneka WiMedia™ UWB rádiós eszközök. A hordozható és egyéb helyérzékenyalkalmazásokhoz kínált Omron Wi-PLADS WXA-N1SL SMD polimerchipantenna hasonló teljesítményt tud,

befoglaló méretei azonban lényegesenkisebbek (12x5x1,1 mm a 39,5 mm pro-filmagassággal és 23 mm átmérõvelszemben). A Wi-PLADS WXA-N1SL-t is aWiMedia Alliance UWB Common RadioPlatformra, valamint az USB Imple-menters Forum (USB-IF) Certified Wire-less USB specifikációk teljesítésére opti-malizálták. Az OMRON optimalizálásimunkát fog végezni azért, hogy az anten-náit kompatibilissé tegye a nemrég beje-lentett Bluetooth™-over-UWB platform-mal is.

További információ: www.omroncomponents.co.uk

Teridian

A Teridian bõvítette népszerû 73S12XXcsaládját, az iparág legkedvezõbb ár/tel-jesítmény arányt nyújtó smartkártya-olvasó megoldását

A Teridian Semiconductor Corp. A CARTES 2006-on bejelentette dedikáltkontrolleralapú, 73S12xx IC-termékcsa-ládjának bõvítését. Az újonnan bejelen-

tett termékek a 72S1217F típusjelû 8-bites PINpad smartkártyaolvasó SoC-megoldás, valamint a 73S1209F és a73S1210F kulcsrakész smartkártya-olvasó integrált áramkörök. A három ter-mékújdonság várhatóan továbbviszi a73S1215F sikerét, amely az iparban elsõ-ként tette lehetõvé USB-s smartkártya-olvasók alkalmazását. A Teridian a tavalynovember 7–9. között Párizsban rende-zett CARTES 2006 kiállításon mutatta beújdonságait (lásd 7. ábra).

Az egylapkás 73S1217F PINpadsmartkártyaolvasó megoldás rendelkezikteljesítménymenedzsment- és USB/soroscsatlakozási funkciókkal, kiválóan al-kalmas a kézi e-banking és digitális azo-

nosítási szolgáltatásokban használatosPINpad megoldásokhoz. A 73S1209Fés a 73S1210F integrált áramkörök tel-jes értékû smartkártyaolvasó IC-k, el-sõdleges felhasználási területük a set-top-box, vezeték nélküli internetestermékek (WiMax, otthoni átjárók stb.),fizetõs telefonok, PoS-terminálok, auto-maták stb.

További információ: www.teridian.com

Vishay

Új Vishay IR vevõmodulok kompaktMinicast tokozásban

A Vishay Intertechnology, Inc. bejelen-tette nyolc új infravörös vevõmodul-so-rozatát újfajta, Minicast tokozásban,amely nagy immunitást tanúsít azelektromágneses interferencia ellen, ésnagy precizitású sávszûrõt tartalmaz.Az új eszközöket a végfelhasználói,számítástechnikai, légkondicionálási,játékkonzol- és ipari alkalmazások táv-vezérlési rendszereiben használt kis-méretû, standard alkatrészek egyszerû,helyettesítésére tervezték (lásd 8. ábra).

A robusztusság és minõség oltáránnem áldozó, hatékony gyártásra opti-malizált tokozási módszert alkalmazótermékújdonságok kifinomultabb zaj-szûréssel rendelkeznek. A Vishay sza-badalmaztatott belsõ fémárnyékolásitechnikája pedig hatásos EMI-immu-nitást biztosít. Valamennyi Minicasttokozású eszköz tartalmaz fotodetek-tort és elõerõsítõ áramkört, amelyeketegy félgömb alakú lencsével kialakí-tott szerelvényben tartalmaz az esz-köz. Az újdonságok 3 és 5 V-os válto-zatban is elérhetõk, 30 … 56 kHz vi-võfrekvenciás változatban. A Vishay atetszõleges optikai jellemzõkkel ren-delkezõ környezetre is tud optimálisteljesítményt szolgáltató megoldástszállítani többféle AGC-paraméterûMinicast moduljaival.

További információ:www.vishay.com.

WINTEGRA

A Wintegra bõvített WiMAX-ajánlata teljes bázisállomás-fejlesztõ platformot,valamint MAC- és transzportszoftvert kínál

A Wintegra, Inc. folyamatosan bõvülõWiMAX-termékkínálatának két új ele-mét jelentette be. A teljes helyhez kö-tött és mobil 802.16e felsõ és alsóMAC-integrált hálózati interfésszel éstranszportfunkciókkal rendelkezik. AWinHDP névre hallgató 802.16e bá-

6. ábra. Az Omron WXA-N1SL UWB antennája

7. ábra. A Teridian CARTES 2006-on bemutatott újdonságai

Vishay

Omron

Teridian

Wintegra

[email protected]

2007/1.

26


zisállomás-fejlesztõ platform szintén el-érhetõvé vált. A MAC-et és a platformotsikeresen elfogadtatták a WiMAX Fo-rum „Plugfest” rendezvényén szeptem-berben, a marylandi Frederickben.

A Wintegra WinHDP fejlesztõplat-formot világszerte számos ügyfélnekszállították ki, köztük észak-amerikai,európai, izraeli, japán és tajvani vásár-lóknak. A bázisállomás-fejlesztõ plat-form közvetlen csatlakozást biztosít aWintegra közeghozzáférés-vezérlõ(MAC) és picoChip fizikai réteg (PHY)között, valamint csúcstechnológiás RFés antennaalrendszereket is tartalmaz,ezzel együttesen WiMAX bázisállomástalakítva, amely több CPE-megoldássalsikeres együttmûködésre képes. A gyorsrendszerintegráció elõsegítése érdeké-ben teljeskörûen tesztelt szoftverek éskereskedõfüggetlen alkalmazásprogra-mozási interfészek (API-k), valamint arendszereiket megkülönböztetni kívánóOEM-ek számára forráskódok érhetõkel. A moduláris és skálázható platformbármekkora bázisállomás létrehozásáttámogatja, kezdve a pikocellától a mul-tiszektoros konfiguráción át a multipro-tokollos makro bázisállomásokig. AWinHDP-vel csökkenthetõ a piacra do-báshoz szükséges idõ, és támogatja ahelyszíni frissítést is.A WinHDP bázisállomás-fejlesztõ plat-form legfontosabb jellemzõi:

alsó és felsõ MAC a Wintegrától,WiMAX PHY a picoChiptõl,AAS/MIMO antennainterfész,rugalmas, szoftverrel definiált alapsá-vi egység a picoChiptõl.

A Wintegra 802.16e MAC egy teljesfunkcionalitású, programozható, alsó ésfelsõ MAC-implementáció, amely támo-gatja a mobil és helyhez kötött WiMAXmûködést is. Támogatja a frekvencia- ésidõosztásos (FDD, ill. TDD) módokat, apont-multipont topológiát, többzónáskonfigurációt, 512 elõfizetõt és kiterjedtstatisztikákat is. A MAC moduláris és ru-galmas, a szabványokat ért változásokgyorsan implementálhatók, akárcsak avevõspecifikus funkciók és egyéb kívá-nalmak. A teljes MAC-szoftver futtathatóa WinHDP-n.

A MAC legfontosabb jellemzõi:bõvített konvergencia-alréteg-támo-gatás,akár 64 K CID,hasznos teher („payload”) fejléctömö-rítés,közös rész-alréteg-támogatás,integrált biztonsági és bizalmasságialréteg-támogatás,többszektoros támogatás egyetleneszköz (három szektor),helyszíni frissítés 802.16d-hez vagy802.16j-hez,hívásátadás (handover), szkennelés ésteljesítményszabályozás,moduláris PHY-interfész.

A transzport legfontosabb jellemzõi:WiMAX Forum Network Interface,benne az R6 és R8 specifikációkkal,kifinomult osztályozó és QoS, torló-dásvezérléssel és házirendekkel,GRE és IP-in-IP alagúttámogatás,szoftverbõl programozható backhaul,Ethernet, Gigabit Ethernet, TDM-,POS- és ATM-interfészek,PHS: hasznos teher fejléctömörítés,interfész ASN átjáróhoz, handover-tá-mogatással.

A Wintegra iTDM-mel erõsíti a protokollok hosszú listáját

A Wintegra Inc. bejelentette a WinPathprocesszorcsalád iTDM (Internal TDM)támogatását. Az iTDM protokoll haté-kony módja a TDM-forgalom ether-neten keresztül történõ továbbításának.

Az iTDM-et csomagalapú rendszerenkeresztül több TDM hang- és adathíváshordozására tervezték, így kiválóan alkal-mas az adat- és hangalapú hálózatok kon-vergenciájának felgyorsítására. A különfé-le AMC (Advanced Mezzanine Card) kár-tyákon támogatott iTDM médiaátjárók,médiaszerverek, PBX-ek és PSTN-kapcso-lók kézenfekvõ tervezését teszi lehetõvéAdvancedTCA™-rendszerben.

A Wintegra WinPath-felhasználók aziTDM-támogatásra rendkívül egyszerû-en, szoftverfrissítés útján tehetnek szert,és fejleszthetnek tovább jelenlegi proto-kolljaikról, például ML/MC-PPP-rõl,PPP-Mux-ról, Frame Relay-rõl, ML-FR-rõl, IMA-ról és PWE3-ról. A meglévõAMC-kártyák a Wintegra gyártáskészcsomagjaival protokollok sokaságát tá-mogathatják, ráadásul minden csomagmentes szabadalmi díj (royalty) és NRE(Non-Recurring Engineering, vissza nemtérülõ mérnökidíj) fizetés alól.

A Wintegra iTDM ajánlata két alap-vetõ konfigurációt támogat: egy kis sû-rûségû, tisztán szoftveres (legfeljebb 2 000 DS0) és egy hardveres támogatá-sú, nagy sûrûségû (legfeljebb 8000DS0) változatban is elérhetõ.A szoftveres változatú iTDM néhányjellemzõje:

I-TDM-over-Ethernet csomagformátum,I-TDM „grooming” a csomagon be-lül vagy csomagáramok között aTDM-csatorna pozíciójának moz-gatásával,I-TDM 125 µs payload formátum(szimpla DS0 és multi DS0 idõrés-formátumok).

További információ: www.wintegra.com

8. ábra. A Wintegra WinHDP fejlesztõ-platformja

Mikroelektronikai rendszerek mobilalkalmazásokhoz

Ajánlat fejlesztôknek

A Sharp kifinomult megoldásokat kínál a következõ generációsmobilrendszerek fejlesztõi számára. Termékkínálatának változa-tossága és minõsége páratlan elõnyökkel kecsegtet: a borotvaélesképminõségû LCD-k, a videoüzenetekhez és állóképekhezegyaránt kiváló CCD és CMOS kameramodulok, a hát-térvilágítási és vaku/derítõfény-alkalmazásokra fejlesztett LED-ek,a hosszú üzemidõt biztosító feszültségszabályozók, a kiválócsatlakozási lehetõségeket biztosító IrDA- és IrSimple-megoldá-

sok, valamint a mobil tévévételre alkalmas DVB-H tunerek minda mai csúcstechnológiát képviselik. Használja ki a rendszerek ha-tékony együttélését, és fejlessze alkalmazását az innovatív, RoHS-kompatibilis Sharp alkatrészekkel!

Mintákkal és tanácsokkal szervizcsapatunk készséggel állrendelkezésére. Elérhetõségünk: [email protected], telefon: +49 (0) 180 507 35 07.

[email protected]

2007/1.

28


A Microchip bemutatta a világ legki-sebb 8 bites mikrovezérlõjét integrált,IEEE 802.3 szabványnak megfelelõ eth-ernet-perifériával. A PIC18F97J60 csa-ládot (lásd 1. ábra) a beágyazott rend-szerekre optimalizálták, és beépítettMedium Access Controller (MAC), ill.Physical Layer Device (PHY) egységek-kel rendelkezik.

A 10BASE-T ethernetvezérlõt akár128 KiB flash programmemóriával ren-delkezõ PIC18 mikrovezérlõbe integ-rálták, és 10 MIPS teljesítményû. Ennekköszönhetõen a beágyazott rendszere-ket tervezõ mérnökök számára egyegyszerû, költséghatékony, egychipestávfelügyeleti megoldás jött létre, szá-mos alkalmazási lehetõséget kínálva. AMicrochip a fejlesztési idõ csökkenté-sére még ingyenes TCP/IP stack szoft-vert is kínál.

Az ethernet a vezetõ hálózati tech-nológia lokális hálózatok (LAN) terüle-tén lehetõvé teszi beágyazott rendsze-rek internetre történõ csatlakozását ahelyi hálózaton keresztül. Az ethernetetinfrastruktúrája, teljesítménye, együtt-mûködési képessége, skálázhatósága ésegyszerû fejleszthetõsége szokványoskommunikációs megoldássá teszi a be-ágyazott rendszerek területén is.

Bármilyen beágyazott alkalmazás,amelynek ethernetcsatlakozásra vanszüksége, élvezheti a kilenc tagból álló

PIC18F97J60 nyújtotta elõnyöket (lásd 2. ábra).

Néhány alkalmazási példa: Ipari au-tomatizálás (ipari vezérlések, tápellátás-

felügyelet, hálózati és szerver-, ill. kör-nyezeti monitorozás); Épületautomatizá-lás (tûzvédelmi és biztonsági berendezé-sek, beléptetõrendszerek, biztonsági kon-zolok, világításvezérlés és VoIP-kapcsola-tok); kereskedelmi alkalmazások (kony-hai berendezések, italadagolók, hotelminibárok és POS-terminálok), valamintháztartás-automatizálás (biztonsági éshálózati szerelvények).

Az új család fõbb jellemzõi:egyszerû áttérés: minimális költség-gel és fejlesztési idõvel kiegészíthetõkmeglévõ PIC18-alkalmazások ether-netcsatlakozással.IEE 802.3 megfelelõség: a beépített10BASE-T MAC és PHY megbízhatóadatcsomagküldést és -fogadást biz-tosítDedikált 8 KiB ethernetbuffer: lehe-tõvé teszi a hatékony csomagtárolást,-visszanyerést és -módosítást, ill.csökkenti a mikrovezérlõ terhelését.128 KiB flash és 4 KiB SRAM: megfele-lõ helyet biztosít a TCP/IP stack és webszerver számára, bõséges helyethagyva az alkalmazás szoftverének is.

A PIC18F97J60 PICDEM.net 2 fej-lesztõi panel (DM163024, lásd 3. ábra)kifejezetten ezen új eszközökre történõfejlesztést hívatott segíteni.

A Microchip TCP/IP ethernet stackszoftverének legfrissebb változata ingye-nesen letölthetõ a www.microchip.-com/tcpip címrõl. Az új családot termé-szetesen a Microchip egyéb világszínvo-nalú fejlesztõrendszerei is támogatják,mint például: MPLAB VDI Visual DeviceInitializer, Application Maestro szoftver,MPLAB C18 C fordító és az MPLABICD2 hibavadász.A 100 lábú PIC18F97J60/96J65/96J60 ésa 80 lábú PIC18F87J60/86J65/86J60 és a 64 lábú PIC18F67J60/66J65/66J60 tí-pusok mindegyike ólommentes TQFP to-kozásban készül.

Az új család tagjai a fejlesztõrend-szerrel együtt már beszerezhetõk. Továb-bi információ: www.microchip.com/eth-ernet.

Kisebb Full-Speed USB 2.0 eszközök

A Microchip közelmúltban megjelent 2 új mikrovezérlõje, a PIC18F2450 ésPIC18F4450 (lásd 4. ábra) hitelesítettFull-Speed USB 2.0 csatlakozással ren-delkezik a 12 Megabit/s-os (Mbps) adat-átviteli sebességhez, és 12 MIPS számítá-si teljesítményt nyújt 48 MHz-es belsõórajel-frekvencia mellett. Kombinálva a belsõ perifériák széles választékával, a nanoWatt-technológiával és az ön-programozásra képes flash-programme-móriával, az eszközök komplett megol-dást kínálnak az USB-vel dolgozó terve-zõk számára ipari, orvosi vagy más be-ágyazott alkalmazás esetén.

Számos USB-képes mikrovezérlõt in-kább PC-perifériás mûködésre, ill.konzumer alkalmazásokhoz optimalizál-tak a beágyazott rendszerek helyett. AMicrochip USB perifériás mikrovezérlõi

Napjainkban a beágyazott rendszerek területén egyre inkább terjednek a fogyasztói termékekben már régóta népszerû ethernet- és USB-megoldások. A népszerûség oka a szinte már mindenhol megtalálhatószámítógépes infrastruktúra. A Microchip mind az ethernetes, mind azUSB kommunikációs megoldásokhoz kínál hardveres támogatást biztosítómikrovezérlõket. A hardvertámogatás mellett a Microchip saját TCP/IPstack- és USB stack-megoldásokat is biztosít a fejlesztõk számára,méghozzá ingyen. Ezeknek köszönhetõen a tervezõmérnökök komplettmegoldásokat kapnak egy forrásból, mely jelentõsen lerövidíti afejlesztési idõt

Ethernet és USB-kommunikációsmegoldások 8 bites eszközökkel

1. ábra. A Microchip PIC18F97J60 áramkör

2. ábra. A Microchip PIC18F97J60 blokk-diagramja

3. ábra. A Microchip PICDEM.net 2 fej-lesztõi kártya

29


www.elektro-net.hu

a teljes sebességû USB elõ-nyeit teszik elérhetõvé sokolyan alkalmazás számára is,melyek általában ipari körül-mények között mûködnek, éscsak ritkábban csatlakoznakszámítógéphez.

Néhány alkalmazás, melykihasználhatja ezeknek az újUSB-perifériás PIC eszközökáltal nyújtott elõnyöket: ipariadatrögzítés, idõzítõ és anali-tikai rendszerek, telepes táp-lálású kézi eszközök, tûzvé-delmi, biztonsági, otthonau-tomatizálási és szünetmentestápellátást biztosító rendsze-rek. Az új mikrovezérlõk jel-lemzõje a 18 KiB önprogra-mozásra képes Enhancedflash-programmemória, melylehetõvé teszi a késõbbi szoft-ver- frissítéseket USB portonkeresztül. A Microchip fejlettflash-technológiája nagymegbízhatóságot garantál azakár 100 000 törlési/írási cik-lussal és a több mint 40 évesadatmegõrzési idõvel.További fõbb jellemzõk:

768 bájt RAM, 256 bájtdedikálható az USB puf-fer számáraAUSART RS–232 ésRS–485 kommunikációhoz10 bites A/D konverter akár13 bemeneti csatornávalCapture/Compare/PWMmodul, 16 bites capture-felbontássalhárom számláló (2 db 16bites, 1 db 8 bites)programozható brown-outreset és alacsonyfeszültség-figyelõ áramkörök

ChipCAD Elektronikai Disztribúció Kft.1094 Budapest, Tûzoltó u. 31.Tel.: 231-7000. Fax: 231-7011E-mail: [email protected] • www.chipcad.hu

4. ábra. A Microchip PIC18F4450 típusú mikrovezérlõje

megnövelt In-CircuitDebug-képesség

Általában az egyik legna-gyobb gondja az USB-alkal-mazások fejlesztõinek a ren-delkezésre álló firmware-tá-mogatások száma, ill. minõsé-ge. A Microchip a könyvtárakszéles választékát kínálja aleggyakoribb alkalmazás-osztályok számára, mint aHuman Interface Device(HID), Comminication DeviceClass (CDC) és egyedi meg-hajtók. A Microchip emellettAN956 azonosító alatt egymintaalkalmazást is közzétettaz RS–232-kommunikációthasználó alkalmazások USB-kommunikációra történõ átül-tetéséhez minimális PC szoft-veroldali módosítással.

Az eszközöket többMicrochip fejlesztõrendszer istámogatja: MPLAB integrált fej-lesztõi környezet (IDE), MPLABC18 C fordító, MPLAB ICD2hibavadász, MPLAB ICE2000,ill. MPLAB ICE4000 in-circuitemulátorok és a MPLAB PM3univerzális programozókészü-lék. Továbbá a PICDEM Full-Speed USB demonstrációs kár-tya (DM163025) segíti a családUSB jellemzõinek megismeré-sét és kihasználását.

Az PIC18F2450 28 lábúSOIC, SDIP és QFN, míg aPIC18F4550 40 lábú DIP és44 lábú TQFP, ill. QFN toko-zásban készül.

További információk: www.microchip.com/usb

[email protected]

2007/1.

30


-hírek

Proteus V7.0bétaverzióA Labcenter Electronics nem pihen a ba-bérjain, és 2007 elsõ negyedévében újprogramverziót hoz ki, jelentõs fejleszté-sekkel. Ezt mutatja a V7.0 verziószám is.A bétaverziót már megkapták a tesztelõk.Egy sor újdonságot hoz az új program, dea legnagyobb változást a megújult fel-használói felület jelenti, amivel egyrekomplexebb tervezési feladatokat is kön-nyen kezelhetünk.

Jó hír, hogy eddigi vásárlóink belees-nek a vásárlás utáni 6 hónapos ingyenfrissítési periódusba, és ingyenesenmegkapják az új verziót.

Új PICsoros/ethernetátalakítómodulA konvertermodul (2. ábra) egy tüskeso-ron keresztül közvetlenül a felhasználóinyomtatott áramköri panelra kapcsol-ható, az ethernet-port csatlakozója atöbbi csatlakozási felülettel együtt a ké-szüléken bárhol elhelyezhetõ. A modulösszes csatlakozási pontja, így a sorosport is TTL-szintû jelekkel használható,nincs szükség külön RS–232 meghajtó

áramkörökre. Nem kell bonyolult háló-zati protokollok programozásával különfoglalkozni, az ethernethálózati kom-munikációból a felhasználó semmitsem lát. Fontos, hogy a soros portra kül-dött adatok a túloldalra megérkezze-nek, ill. fordítva, a hálózat felõl küldöttadatok a soros port felé továbbítódja-nak. Ez a megoldás hosszú és fáradsá-gos fejlesztési, tesztelési munkától kí-méli meg a felhasználót. Így azonbankizárólag a csatlakozófelületet kell ki-alakítani a saját nyomtatott áramköripanelen, ami az eredeti panel bonyo-lultságától függõen néhány napos mun-kát jelent, utána mindössze csatlakoz-tatni kell a modult, és azonnal kész azeredeti berendezésnek az ethernetes

internetkommunikációra alkalmas újváltozata.

[email protected]

10 éve alakult a ChipCAD Elektronikai Disztribúció Kft. Az elmúlt évtizedalatt folyamatosan fejlõdött a cég, a megalakulás óta az egyik legnagyobbfüggetlen magyar elektronikai alkatrész-disztribútorrá váltunk. Természete-sen az egyre professzionálisabb csapat mellett az ügyfelek támogatása iskellett ahhoz, hogy sikeresen ünnepelhessük ezt az évfordulót. A közösörömhöz és ünnepléshez a ChipCAD nyereményakciót szervez ügyfeleiszámára.

A 2007. január 20–február 20. között vásárló Ügyfeleink nyereménysor-soláson vesznek részt, amelyen értékes GPS navigációs és bluetooth-osajándékokat sorsolunk ki. További részletek honlapunkon.

A ChipCAD Kft. elnyerte a SiemensWireless-modulok hazai disztribúció-ját. Ezzel tovább bõvül a cég RF-ter-mékkínálata az ISM, Bluetooth, ZigBeeés GPS eszközök mellett. A SiemensGSM-modulok széles spektrumban fe-dik le az igényeket, az egyszerû kétsá-vos SMS-üzemmódtól a négysávosGPRS- és EDGE-üzemmódig. Megta-lálhatók a GPS-modullal egybeépítettés JAVA nyelven programozható típu-sok is. Elsõként a veterán TC35i típustmutatjuk be, ami egy kiforrott termékés költséghatékonyan oldja meg az

viselik, de egyszerûbb alkalmazásokbatökéletesen megfelelnek jó ár/teljesít-mény tényezõjük és kiváló megbízható-ságuk miatt. Természetesen a modulok-hoz kapcsolódó csatlakozók, antennák,tápmegoldások is elérhetõk, megkön-nyítve a tervezést és beszerzést.

www.siemens.com/wm.

Siemens wireless moduldisztribúció

2. ábra. Soros vonal/ethernet konverter-modul

10 éves a ChipCAD!

SMS- és hangátvitelifeladatokat (l. 1. ábra).Kiterjesztett AT parancskészletével rugal-masan konfigurálható és lekérdezhetõ,ipari hõmérséklet-tartományra ólommen-tes gyártástechnológiával készül. Testvé-re a TC35i T típusú komplett RS–232 ter-minál, amely tartalmazza a SIM kár-tyafoglalatot, a tápegységet, az RS–232illesztést. A TC39i típus méreteiben azo-nos a TC35i típussal, de GPRS adatátvi-teli funkcióval is rendelkezik. Ezek a tí-pusok nem a legújabb technológiát kép-

1. ábra A Siemens TC35i GSM-modul

[email protected]

2007/1.

32


Összetett modulációs rendszerek

Számos gyakorlati feladat megoldásához nem elegendõegyetlen alapjel átvitele az adott csatornán. Másik csatornaigénybevétele elvben megoldás lehetne, de egy másikfrekvenciára hangolt áramkör esetén a külön hangolás, ahangolt körök együttfutása problémákat okozna. Olyan mo-dulációs rendszerre van szükségünk, amely egyetlen frekven-ciára hangolt vevõ esetén több jel egyidejû, párhuzamosátvitelére alkalmas. Az ilyen célokra kifejlesztett eljárásokáttekintésére teszünk kísérletet a következõkben.

A polármoduláció. A legkézenfekvõbb – tanulók általgyakran „feltalált” – megoldás a 13. ábra szerinti: AM modu-lációval a hordozó két oldalára különbözõ alapjeleketültethetünk. Demodulálása rendkívül egyszerû: egy pozitív ésegy negatív diódás demodulátort igényel. Ezt a régen ismerteljárást valóban használták – vezetékes átvitelre. Van azon-ban egy igen súlyos fogyatékossága. Ha a vevõ és adó közöttnincs galvanikus kapcsolat (ami a 0-potenciált definiálja), avételi oldalon a hordozó hullámai szimmetrizálódnak. Így azátvinni kívánt két alapjel elválaszthatatlanul összeadódik.(Összekeveredik – ami lineáris rendszerrõl lévén szó, ter-mészetesen nem jelent keverést.) Ezért tehát ez nem igazimoduláció: rádiófrekvenciás célokra alkalmatlan. Mivelinduktív vagy kapacitív átvitelre sem alkalmas, ma márvezetékes átvitelre sem használják. (A polármoduláció kife-jezést az orosz mûszaki nyelv más értelemben használja.)Független oldalsávos amplitudómoduláció (IndependentSide Band: AM-ISB). A csonka-oldalsávos – AM-VSB – mo-dulációnál láttuk, hogy a hordozó és az egyik oldalsáv fel-használásával is visszanyerhetjük az alapjelet. Ez azonban amásik oldalsávra is fennáll – tehát megtehetjük azt, hogy arraegy másik alapjelet modulálunk. Demodulálásakor a kétoldalsávot szûrõkkel el kell választanunk egymástól. Ez annálkönnyebben megoldható, minél magasabb értékrõl indul azalapjel kisfrekvenciás oldala – tehát minél távolabb kerülegymástól a két oldalsáv a frekvenciatengelyen.

A sztereomoduláció. Az egycsatornás – mono – hangátvitelirendszerek mellett kezdetektõl megvolt az igény a hangátvi-tel természetes, térbeli megjelenítésére. Ennek legegyszerûbbközelítése a kétcsatornás rendszer, amely – például egyzenekar esetén – a jobb és bal oldali hangokat külön kezeli.Ennek rádiófrekvenciás átvitele megoldható lenne két különadó-vevõ felhasználásával – de ennek kezelése meglehetõsennehézkes. Olyan rendszerre van szükség, amely egyetlencsatornán viszi át a két oldal jeleit.

Az elsõ próbálkozók amplitúdómodulációt alkalmaztak,aminek elhelyezésére a túlzsúfolt AM-sávok nem soklehetõséget nyújtottak. Ezért a sztereoadással csak az URH-sávok 1949-es birtokbavétele után kezdtek el komolyabbanfoglalkozni.

A kétcsatornás, lineáris FM-sztereomodulációA sztereotechnika elsõ megjelenése érthetõ módon mégsem arádióadókban történt, hanem a hangrögzítés terén, a hangle-meztechnikában, 1958-ban. Majd 1961-ben az amerikai FCC(Federal Communication Commission) kidolgozta a maáltalánosan használt kétcsatornás sztereomoduláció több-szörös – frekvenciamodulációs, multiplex (FM-MPX) máscikkekben SMPX-nek nevezett – rendszerét, amivel 1963-banmegindulhatott az elsõ rendszeres sztereo-adás. Eszerint afrekvenciamodulációval átvitt összetett alapjel (Compositesignal: összetett jel) frekvenciasávjai a 14. ábra szerintiek. Az elsõ sáv a 30 Hz … 15 kHz-es, a két oldal (J+B) jeleinekösszegét tartalmazza – lényegében tehát egy monosáv, amiszükséges a monovevõk mûködtetéséhez. Ezt a sávot követi a19 kHz-es pilot-jel, két oldalán 4-4 kHz-es rés: (rezgõkörrelvehetõ), majd az ennek kétszeresénél szimmetrikusan elhe-lyezkedõ, elnyomott vivõjû amplitudómodulációval (AM-DSB/SC), a két csatorna jeleinek különbségével (J-B) elõállí-tott segédsáv.

Az FM-MPX-rendszerû modulált sztereojelek egycsatornás –mono – vételére bármely FM-dekóderes vevõ alkalmas. A hall-hatósági tartomány fölötti további jelek a vételt nem zavarják. Akétcsatornás – sztereo – vétel bonyolultabb dekódert igényel. Azelmúlt fél évszázadban számos, különbözõ elven mûködõáramkört fejlesztettek ki. A demoduláció elemi módja a frekven-ciamódszer, amelynél a három jelcsoportot szûrõkkel választjukszét a további feldolgozáshoz. Az IC-korszakban azonban ez azelv elavult, helyette a meglehetõsen bonyolult idõmultiplex-eljárás számos változatából valamelyiket alkalmazzák. Ilyene-ket tartalmaz XVIII. táblázatunk.

Mindegyik közös tulajdonsága, hogy a vett jelekbõl egyrezgõkörrel kiemeli a 19 kHz-es pilot-jelet. Ennek kétsze-rezésével – kétoldalas egyenirányításával – állítja elõ aszinkron-demodulátorhoz szükséges frekvencia- és fázispon-tos referenciajelet. A pilot-jel egyben alkalmas a sztereoüzemmód kijelzésére is: moduláció nélkül, adásszünetben isvehetõ. A felsorolt áramkörök – a 828-as kivételével – mindrendelkeznek LED-meghajtásra alkalmas sztereokijelzõ

Integrált modulátor-demodulátor áramkörök (7. rész)

BORBÁS ISTVÁN

13. ábra. A polármoduláció hullámalakja

Mono AM–DSB/SC

J+B

10

30 Hz 15 kHz 23 kHz 23 kHz38 kHz

kHz

38,03 kHz

19 kHz(Pilot)

20 30 40 50 60 70

J–B J–B

14. ábra. Az URH-frekvenciamodulációhoz alkalmazott sztereo-multiplex – FM-MPX – alapjelspektruma (A jobb és bal oldalijelek feltüntetésével)

33


www.elektro-net.hu

KapcsolóüzemûAC/DC konverterek

Vin: 84–264 V ACVout: 5, 12, 15, 24, 48 V DCTeljesítmény: 5–2400 W

DC/AC inverterekMódosított szinuszhullám-kimenetvalós szinuszhullám-kimenetVin: 12, 24 V DCVout: 230 V ACTeljesítmény: 150–2500 W

1107 Budapest, Fertõ u. 14. • 6750 Algyõ, MOL IpartelepTel.: 263-2561, 62-517-476. Fax: 261-4639 • Mobil: 30-971-7922, 30-677-4627

E-mail: [email protected] • [email protected]: www.atysco.hu

Az eszközök magyarországi forgalmazója az

Toroid transzformátorok, fojtók gyártása 10–600 VA teljesítményig

CNC lemezmegmunkálás tervezéstõl a készáruigLézervágás, stancolás, élhajlítás, porszórásMûszerdobozok, acél-, rozsdamentes, alumínium-, ónozott lemeztermékek, alkatrészek

Új technológiánk:lézergravírozás

Ipari Szolgáltató Kft.6066 Tiszaalpár, Alkotmány u. 7.Tel.: (76) 424-015. Fax: (76) [email protected] www.matic.hu

[email protected]

2007/1.

34


áramkörrel. Táblázatunk jól tükrözi a valóságos arányokat: azegyetlen modulátor-áramkör kivételével az összes többi

demodulátor, azaz: dekóder. Az adatlapok általában nemközlik, hogy az áramkör a féltucat alapelv melyikét alkal-mazza. Néhány típushoz adták meg, hogy a mátrixáramkörielv szerint mûködik. (A mátrix olyan áramkör, amely alkalmasaz egyes spektrumok összeadására és kivonására.)

XIX. táblázatunk a korszerû PLL-áramkörökkel mûködõsztereodekódereket tartalmazza. Itt két modulátor áramkört istalálunk. A 2342-es típus kitûnik különösen kis tápfeszültségével.

A négycsatornás sztereo- (quadro) eljárások kezdetipróbálkozásai is a hangrögzítés – magnó, CD – területén történtek.Az elsõ FM adási kísérleteket két sztereoadóval végezték, majdegymás után születtek a különféle quadro-rendszerek: Quadracast(Dorren: 1969), UMX (Cooper-Siga: 1971) Quadraptor, Diamant,Zenith, QFMX, SQ (Surround Quadrophonic), QS (QuadrophonicStereo) Q4… stb. Mindezek mellett 3-, 5-, 6- és többcsatornásrendszerek is léteznek. Elõzõ táblázatunk két kvadrodekódert tar-talmaz: a 1312-es és a 4-392-es típust.

Sorsz. GYÁRTÓ TÍPUS TOK ÉS LÁBSZÁM TÁPFESZÜLTSÉG MEGJEGYZÉS

271 PLESSEY SL650, 1 B, C DIL24/23 /0,5M/ M272 PLESSEY SL652C DIL16/16 /0,5M/ M273 MOT,F,SIGN µA758, A DIL16/16 10 – 12 – 16/18V D

RCA CA758274 SIEMENS TDA1055 DIL18/18 8– – 18V D, Matrix R275 MOTOROLA MC1309 DIL14/14 4,5 – 9 – 16V D276 EXAR XR-1310, E DIL14/14 8 – 12 – 14/16V D, (SN76115-el

MOT, SIGN MC1310, E, P lábkompatibilis)NS LM1310, EPLESSEY SL1310RCA CA1310E

277 PH TDA1592 DIL20/20 7,5 – 10 – 12 D 278 NS LM1800 DIL16/16 – 12 – 18V D279 NS LM1870 DIL20/20 7– 8 – 15 D280 SPRAQUE ULN-2110A DIL14/14 – 12 – 14V D281 SPRAQUE ULN-2113B SIL9/9 D282 SPRAQUE ULN-2244A DIL16/16 10,5 – 12 – 16V D183 SPRAQUE ULN-2245A DIL16/16 10,5 – 12 – 16V D284 TEMIC U2342B SIL9/9 1,8 – 3 – 6V D285 TEMIC U2343B SIL9/9 3,5– – 12V D286 RCA CA3090AQ QIL16/16 10– – 16V D287 RCA CA3195 DIL16/16 12 D288 RCA CA3257 DIL16/16 6,5 – 12 – 14V D289 SANYO LA3350 DIL16/16 – 12 – 18V D290 SANYO LA3361 DIL16/16 D291 SANYO LA3365 SIL16/15 – 6 – 16V D292 SANYO LA3370 SIL16/16 6,5 – 10 – 14/16V D293 SANYO LA3373 DIL16/16 6,5 – 10 – 14/16V D294 SANYO LA3375,A, B SIL16/16 6,5 – 10 – 14/16V D295 SANYO LA3376 DIL20/20 6,5 – 10 – 14/16V D296 SANYO LA3381 DIL20 12 – 13 – 14/16V D297 SANYO LA3390 DIL20/20 10 – 12 – 14/16V D298 SPRAQUE ULN-3809A DIL14/14 4,5 – 9 – 16V D299 SPRAQUE ULN-3810A DIL14/14 6 – 12 – 16V D300 NSMOT, LM4500 DIL16/16 8 – 12 – 16V D

SIEM ATCA4500A301 SIEM TCA4510 DIL18/18 4,5 – 8 – 18V DEMODULÁTOR302 TELEF, SIEM TCA4511, -2 DIL18/18 8 – 12 – 18V DEMODULÁTOR302 PH TEA5580 DIL16/16 DEMODULÁTOR303 TOSHIBA TA7343AP,F SIL9/9 3,5 – 8 – 12V DEMODULÁTOR

304, MOTOROLA MC13020P DIL20/20 8 – 14V DEMODULÁTOR

XIX. táblázat. PLL sztereomodulátorok (M) és -demodulátor,illetve dekóder- (D) IC-k

Sorsz. GYÁRTÓ TÍPUS TOK ÉS LÁBSZÁM TÁPFESZÜLTSÉG MEGJEGYZÉS

249 TOSHIBA TBI204N/F DIL64/64 NICAM728 Decoder250 VALVO TCA290A DIL16/16 – 15 – 18V D251 SIEMENS TBA450N DIL16/16 4,5 – 15 – 18V D, Matrix252 F µA729 DIL14/14 – 10 – 18V D253 F µA732 DIL14/14 –10 – 22V D254 F µA767 DIL14/11 – 12 – 18/22V D255 TELEFUNK U828B, DIL8/8 – 10 – 18V D256 TELEFUNK U829B DIL8/8 – 10 – 18V D257 VALVO TDA1005 DIL16/16 8 – 15 – 18V D, Matrix

Ph TDA1005A,T258 SANYO HA1156W DIL14/14 – 12 – 16V D, NO COILS259 SANYO HA1196 DIL16/16 –12 – 15V D, NO COILS260 NS LM1304,5 DIL14/14 8 – 12 – 14/22V D

MOTOROLA MC1304,5,P261 NS LM1307 DIL14/11 8 – 12 – 14/22V D

MOTOROLA MC1307P262 NS LM1307E DIL14/13 D263 ST TEA1330 DIL16/16 3 – 6 – 14/16V D264 F µA1312 DIL14/14 – 20 – 25V D, SQ-QVADRO

MOTOROLA MC1302p265 F µA1312 D

M MC1312P,4,5266 ST TEA1330 DIL16/16 D, NO INDUCTORS267 JRC NJM2035 DIL14/12 1,2 – 1,5 – 3,6V M268 SANYO LA3301 DIL14/14 4 – – 2/20V D269 CD4-392 DIL16/16 12 – 15V D, QVADRO-270 SGS M8793 DIL28/27 4,75 – 5 – 5,25/7V D, Matrix· SQ-decoder (F, MOT), a CBS Inc. védett megnevezése: qvadro-dekóder

XVIII. táblázat. Integrált sztereomodulátor (M) és -demodulátor (D), illetve dekóder-IC-k

A fejlesztés minden területen szakadatlanul tart. Mára azon-ban a legújabb kor fejlesztéseihez illeszkedõ digitális sztereo-moduláció (Near Instaneous Companded Audio Multiplex:NICAM), – a 728 Kibit/s átviteli sebessége miatt NICAM728-nakis nevezett – a BBC által 1980-ban bevezetett rendszer tûnik ajövõ ígéretének. A 32 kHz-es mintavétellel mûködõ rendszer 14bites jeleket továbbít – rendszerint DQPSK-modulációval. Ilyendemodulátor a TBI204N/F típusú IC – amely QAM-jelek-kezelé-sére alkalmas.

(folytatjuk)

35

2007/1. TechnológiaTechnológia

www.elektro-net.hu

Bevezetés

Régebben az áramkörök védelmét mû-anyagba ágyazással vagy kiöntéssel való-sították meg. Ilyen bevonatok készítésérekülönbözõ természetes gyantákat és azokszármazékait használták fel. Ezek azon-ban hamar öregedtek, alacsony és magashõmérsékletû igénybevételt nem bírtakki. Mára ezeket az anyagokat a mûanyagalakkövetõ bevonatok teljesen kiszorítot-ták. Az alakkövetõ (conformal coating)elnevezést, a már megépített áramkör fe-lületére felhordott, az áramköri elemekgeometriáját követõ „vékonyréteg” (30 … 150 µm) bevonat indokolja. A po-limer típusú alakkövetõ bevonat a követ-kezõ környezeti, mechanikai, elektroni-kai és kémiai hatásokkal szemben tesziellenállóbbá az áramköröket:

levegõnedvesség páratartalom,por és egyéb szennyezõanyagok,ionizáló sugárzás,mechanikai feszültség,mechanikai sokk és vibráció,extrém hõmérséklet-változás,korrózió,oldószerek,villamos átütés (elektromos ív),gombásodás-penészesedés.

Bevonatfelviteli eljárások

Az alakkövetõ bevonatokat kezdetbenkizárólag manuálisan, azaz kézzelhordták fel a szerelt áramkörök felületé-re: ecsetelés, kézi permetezés és mártásútján. Az ecsetelést nagyon kis darab-

szám estén alkalmazzák akkor, amikorprototípusok készítése vagy javításimunka a kitûzött feladat. Ez a legkedve-zõbb eljárás, ha csak a költségmegtaka-rítási szempontot vesszük figyelembe,de ugyanakkor a technológia minõség-biztosítása nehézkes. Alkalmazáskorcsupán egy, maximum két ecsetvonásengedhetõ meg a munkafelületen, mertkülönben kisméretû légbuborékok ke-letkeznek a bevonatban, ami tömörségiés kozmetikai hibák kialakulásához ve-zethet. Általában kétkomponensû bevo-natok szelektív felhordására használják.

A kézi permetezést közepes mennyi-ségû tömeggyártáskor alkalmazzák. A kézi szóróeszköz – egyszerûsége mel-lett – egyben költséghatékony technoló-gia is. Kis viszkozitású bevonatoknál ér-demes alkalmazni az eljárást, aholmaszk használatával, szelektíven hord-ják fel azt, ugyanis az áramkörökönszükségszerûen bevonatmentes részekis vannak (lásd 1. ábra). Permetezéskorsûrített levegõvel vagy nitrogéngázzal

mûködtetik a szórópisztolyt. A minõsé-gi bevonás kulcsa a szórópisztolyon ta-lálható szórófej, ami kétféle elven mû-ködhet:

porlasztásos (atomizáló),nem porlasztásos (pl.: ultrahangos).Az eljárás jól automatizálható, de

egyenlõtlen bevonatvastagságot eredmé-nyez. A szórófülke tisztítása igen problé-más. A fülke elszívóval és leválasztóvalvaló ellátása nagyon költséges.

A kézi mártási eljárást azoknál azáramköröknél használják elterjedteb-ben, ahol az alkatrészek túlnyomó ré-szét a furatszereltek teszik ki. A masz-kolás nehézkes és a bevonat minõségenagyban függ a lakk viszkozitásától, il-letve terülésétõl, ami többek között amártási idõt határozza meg. Könnyenautomatizálható és kicsi az anyagvesz-téség. Egy mártással vonjuk be a szere-lõlemez mindkét oldalát és ezzel az el-járással az alkatrészek alatti védelem ismegoldott, de ez egyben nagy beruhá-zási költséget is jelent.

A késõbb felmerülõ nagyüzemigyártási igény kielégítésére, és az ezzelfejlõdõ technológiának köszönhetõenmegjelentek a programvezérelt szelek-tív lakkozó- és mártóberendezések. A közepes és nagy volumenû gyártás-hoz alkalmazott berendezések ebbe akategóriába sorolhatók, hiszen itt lehe-tõség nyílik a szelektív rétegfelvitelreúgy, hogy a legtöbb esetben még amaszk használata is mellõzhetõ. Ez afelviteli eljárás dolgozik a legkevesebbhibaszázalékkal a többi technológiá-hoz képest. Kétfajta automata alapmo-dell ismeretes:

különálló munkaasztalos,szállítószalagos; gyártósorba illeszt-hetõ.

Ezek az automaták X-Y-Z pozicioná-ló rendszerrel irányítják a szóró- és/-vagy adagolófejet, ahol–típustól függõ-en– egy vagy két szelep található.Mindezeknek köszönhetõen, pontosanbeállítható a bevonat felviteli helye ésvastagsága a szerelõlemezen.

A 2. ábrán egy automata szelektívlakkozóberendezés látható, amelygyártósorba illeszthetõ, egy tûs adago-lófejjel és egy atomizáló szórófejjel

1. ábra. Manuális permetezés (középen fehér maszk) [1]

Az elektronikai ipar egyes területei megkövetelik a szerelt áramkörök foko-zottabb védelmét. Egy professzionális elektronikai termék piaci sikerétalapvetõen a megbízhatóság és a vevõi elégedettség határozza meg. Az idevonatkozó jogszabályok arra kényszerítik a gyártót, hogy minden olyan óvin-tézkedést tegyen meg, amellyel az elektronikus készülékek hibátlan mûkö-dését még nehéz körülmények között is képes biztosítani. Ez különösen ér-vényes olyan elektronikai szerelvényekre (szerelt nyomtatott huzalozásúáramkörökre), amelyeket a repülésben, illetve az ûrhajózásban, katonai be-rendezésekben, orvosi mûszerekben vagy az autóiparban (pl. központi zár,ablakemelõk, ABS-fékrendszert vagy a légzsákokat vezérlõ elektronika) ke-rülnek beépítésre. Sok esetben az egyszerûbb elektronikai termékek világ-piaci eladhatóságát (minden klímaterületen) csak védõbevonattal vagy vé-dõburokkal lehet biztosítani…

Szerelt áramkörök alakkövetõ bevonása: conformal coating

MEDGYES BÁLINT

Medgyes Bálint, okl. villamosmérnök, a BME Elektronikai Technológia Tanszék kutatómérnöke

[email protected]

2007/1.

36

TechnológiaTechnológia

rendelkezik. A berendezés irányításátszámítógép végzi, windows-alapú fel-használóbarát felülettel.

Bevonat alapanyagai és ezek felhasználása

A bevonatok többféleképpen rendsze-rezhetõk. A rendszerezés alapja lehet,valamilyen tulajdonság, a megmunká-lás módja, a vegyi szerkezet vagy azelõállítás módja.

A nagy megbízhatóságú áramkörö-ket érintõ különbözõ hatások ellenhasznált alakkövetõ bevonatok vegyiszerkezetét tekintve, öt alapanyagot kü-lönböztet meg az IPC-CC-830 számúszabvány [3]:

akrilgyanta (AR),szilikongyanta (SR),epoxigyanta (ER),poliuretán-gyanta (UR),para-xilol (parilén).

A felsorolás elsõ négy alapanyagafolyékony halmazállapotú, és ezek csaka kikeményítési eljárás után nyerik elvégleges fizikai és kémiai tulajdonsága-ikat. Az alakkövetõ bevonatok minõsé-gét és megbízhatóságát célzó korszerûvizsgálatok, az ún. környezetállóságivizsgálatok. A tesztelések során végez-nek hõsokk-, nedvesmeleg-állósági,gyorsított élettartam- vagy ezek valami-lyen kombinációján alapuló vizsgálato-kat. A vizsgálatokat mindig szabványszerint (IPC, IEC stb.) kell végezni, hogyértelmezhetõ és összehasonlítható ered-ményekre vezessenek. Az 1. táblázat relatív összehasonlításban mutatja be afolyékony alapanyagú bevonatok tulaj-donságait, azok néhány fizikai-kémiaijellemzõinek tükrében.

Az IPC-CC-830 számú szabványbanfelsorolt folyékony alapanyagokat(gyanták) fõleg az elektronikában hasz-nálják fel.

A szabványban feltüntetett para-xilolszilárd halmazállapotú anyag, amit vá-kuumporlasztásos eljárással hordanak fela hordozóra. Ezek az anyagok kiváló el-lenállást biztosítanak a levegõ páratartal-mával, a kopással, a magas hõmérséklet-tel és vegyszerekkel szemben. Napjaink-ban ezeket az anyagokat az amerikaihadsereg és a NASA alkalmazza elsõsor-ban. Alapvetõen három típust különböz-tetnek meg (lásd 3. ábra). Kiváló elektro-mos tulajdonságai indokolják a „high-

tech”-ben való alkalmazását (lásd 2. táb-lázat). Mint mindennek, ennek is van sokkiváló tulajdonsága mellett hátránya:igen költséges megoldást jelent, ha vala-ki ezt az anyagot szeretné felhasználni.

Láttuk, hogy a korszerû szerelt áram-körök egy részét polimer alakkövetõ be-vonattal látják el a fokozottabb védelemérdekében és végfelhasználástól függõenválasztják meg a védõbevonat felvitelitechnológiáját és annak alapanyagát. Eza technológia jelentõsen megnöveli azáramkörök megbízhatóságát és azok élet-tartamát, ami a késõbbi alkalmazás soránjelentõsen hozzájárul a vevõi megelége-dettséghez.

3. ábra. A három para-xilol alaptípus molekulaszerkezete [5]

2. ábra. Szállítószalagos automataszelektív lakkozógép (Asymtek-gyártmá-nyú; CENTURY C- 740-es típusszámú). [2]

Fizikai-kémiai Akrilgyanta Szilikongyanta Epoxigyanta UretángyantaJellemzõk (AR) (SR) (ER) (UR)Nedvesmeleg-állóság kiváló kiváló jó KiválórövidtávonNedves-meleg állóság jó jó elfogadható Kiválóhosszú távonKopásállóság elfogadható jó kiváló JóMechanikai szilárdság elfogadható jó kiváló KiválóA bevont komponenseket érõ nagy kicsi nagy nagysokk mértéke a hõmérséklet függvényébenHõállóság jó kiváló elfogadható elfogadhatóSavállóság jó jó kiváló KiválóAlkáliállóság elfogadható jó kiváló KiválóSzerves oldószerállóság gyenge jó kiváló KiválóJavíthatóság bonyolult egyszerû bonyolult bonyolult

I. táblázat. A folyékony polimer bevonatok alapanyagainak összehasonlítása [4]

Tulajdonságok N típus C típus D típusVillamos átütési szilárdság; kV/mm 275,5 271,6 216,5Fajlagos ellenállás; ohm x cm, (23 oC és 50% RH) 1,4 x 1017 8,8 x 1016 1,2 x 1017

Felületi ellenállás; ohm, (23 oC és 50% RH) 1013 1014 1016

Permittivitás;60 Hz 2,65 3,15 2,841 kHz 2,65 3,10 2,821 MHz 2,65 2,95 2,80Disszipációs faktor (x10–4);60 Hz 2 200 401 kHz 2 190 30190 6 130 20

II. táblázat. A három para-xilol alaptípus villamos paramétereinek összehasonlítása [6]

Irodalom:

[1] www.asymtek.com/news/articles/2000_02_nepcon_conformal_coat.pdf[2] www.asymtek.com/products/documents/c_740_revB.pdf[3] www.tracelabs.com/TechLibraryDoc.aspx?id=2[4] www.rabbitsemiconductor.com/documentation/docs/refs/TN303/TN303.pdf[5] advancedcoating.com/parylene.html[6] advancedcoating.com/techinfo.html

37


www.elektro-net.hu

4.3. Mikroméretû porrészecskék megfogása

Ipari alkalmazásokban használt kerámi-ák termikus porlasztásának vagy szin-terelésének porrészecskéivel végeztekmikromanipulációs vizsgálatokat, mik-rofogók alkalmazásának segítségével.Ezek (esetünkben Ni-Co) részecskékugyan nincsenek geometriailag kivá-lasztva, de az átmérõjük értéke tipiku-san 150 és 200 nm közötti. A mikrofogóa pick-and-place feladatokat tökéletesenvégrehajtotta a SEM-kamrában.

Ezen mûveletek egyik nehézsége avertikális iránybeli durva mozgatás, az-az a fogó és a részecske azonos szintrehelyezése. Ezek után a megragadást és amozgást már tökéletesen megvalósítottaaz eszköz (lásd 5. ábra).

Ám egy ilyen pick-and-place moz-

gatás végén a részecske elengedésemég nem teljesen biztosított, elsõsor-ban az elektrosztatikus vonzás miatt.További munka szükséges az elengedésprecíz irányítására. Ez egy kritikuselõkövetelménye az automatizálásnak.

4.4. Szén nanocsövek manipulációja

Szén nanocsövek AFM (Atomic ForceMicroscope) hegyre való szerelése a ha-gyományos AFM-hegy korlátainak le-gyõzését ígéri mind a felbontás, mind akopásállóság szempontjából [27].

A felhelyezési mûvelet megkönnyíté-se érdekében a hordozón elektroforézissegítségével a nanocsöveket egy vonal-

ba állítják, így a hordozó végérõl köny-nyen kiemelhetõk.

A nanomanipulátort közvetlenül aSEM mintatartójára szerelték fel. Kivá-lasztanak egy megfelelõ nanocsövet,majd a végét hozzáérintik az AFM he-gyéhez. Közvetlen érintkezés esetén azadhéziós erõ következtében a nanocsõaz AFM-hegyhez ragad, ezáltal elmoz-dítható a hordozóról.

Ezt a folyamatot mutatja be a 6. ábra.A nanocsõ és a tû megfelelõ kapcso-

latának biztosítására elektronsugaras be-sugárzással, amorf szenet választanak leaz illesztésre. A szén a SEM-en belüli 10-5 mbar-os nyomás ellenére jelen lévõszennyezõktõl (pl. szénhidrogének)származik. Mint ahogy a 6. ábrán látha-tó, a leválasztott amorf szén megvastagí-totta a nanocsövet. Hogy összehasonlít-sák az így készült AFM-tût a hagyomá-

nyos AFM-tûkkel, képeket készítettekegy 50 nm-es Al-szemcsékkel bevont Si-szeletrõl. Az összehasonlítás eredménye

Nanotárgyak elõállítása, vizsgálata és manipulációja (2. rész)

KÓSÁNÉ KALAVÉ ENIKÕ, MISÁK SÁNDOR, MOJZES IMRE

azt mutatja, hogy a szén nyomócsövesAFM-hegy felbontása a jobb.

Egészen mostanáig a nanocsöveketfõleg kézi irányítással szerelték az AFMhegyére, pl. teleoperáció segítségével,fénymikroszkóp alatt, SEM-ben vagyTEM-ben. A kézi szerelési folyamat na-gyon idõtrabló és költséges, ami jelen-tõsen korlátozza a nagy volumenû gyár-tást. Az irodalom alapján egy nanocsõfelszerelése egy mérõhegyre 20 és 30perc között van, azonban ennek a meg-bízhatósága és a reprodukálhatósága is rossz.

Megbízható és reprodukálható fo-lyamat még nem ismert. A szerelési fo-lyamat automatizálására ígéretes alter-natíva az ún. kötegelt vagy párhuzamosfolyamatok. Ma már nem jelentõs prob-léma az x-y tengelyek menti helyes po-zicionálás, viszont a z tengely menténmég problémák adódhatnak, a SEM na-gyon mély fókuszának következtében.Egy másik eddig még megoldatlan prob-léma az objektumfelismerõ algoritmusmegvalósítása a nanocsövek automati-kus felismerésére és követésére. (Fõleg ananoobjektumok hiányzó jellegzetestulajdonsága miatt, ami jól megkülön-böztetné õket a környezetüktõl.)

4.5. Példa manipulációra: kvantumdélibáb

A kvantumdélibáb jelensége [28] nagyonhasonló a szemünk optikai csalódásához.Innen a délibáb (mirage) elnevezés. Egynagyon lényeges különbség azonban,hogy az optikai csalódások képei a való-ságban nem léteznek, csupán a szemünk-ben alakulnak ki. (Ettõl lesz csalódás. Áma kvantumdélibáb jelensége során a képnem is annyira csalóka, nagyon is létezik.Nem csak egy megfigyelõ illúziója tehát.Bárhonnan is vizsgáljuk, mindig jelenvan. Jelen van, azaz a valóságban is meg-jelenik. Az ilyen képek kivetítése a klasz-szikus hullámmechanikán alapul. Jól is-mert példa a fényelhajlására a délibáb, deugyanez a jelenség az alapja a hang fóku-szálódásának egy akusztikai folyosóban.Ehhez hasonló jelenséget a nanotech-nológia eszközeivel kialakított szerkeze-teken is meg lehet figyelni (ami meglepõ,lévén ilyen kis méretek esetén a kvantum-mechanikai jelenségek dominanciájátvárnánk). Ilyen jelenség például az, ami-kor egy Co-atomot körülvevõ elektron-szerkezet kivetítõdik a Cu-felület egy má-sik pontjára. Megjelenik ott is, képileg.Valójában nincs ott, de a környezete úgyérzékeli, mintha lenne egy ott is. Ezt a ké-pet nevezik kvantum-délibábnak (quan-tum mirage). A fókuszáló- (megjelenítõ)eszköz a Cu-felületen kialakított, ellipszisalakú kvantumkorall (kvantum korall lát-ható a 2. és a 7. ábrán).

5. ábra: Mikroméretû porszemcsék megfogása [26]

a) b)

c) d)6. ábra: Nanocsõ szerelése AFM hegyére[26] a) megközelítés, b) hozzáérintés, c)rögzítés, d) felemelés

[email protected]

2007/1.

38


Az egyes atomok mozgatására a[23]-ban leírt módszert használják (azún. „adatom sliding process”-t).

Manipuláció esetén fontos, hogy nelegyenek szennyezõ anyagok a meg-munkálandó minta környezetében. Emi-att ennél a kísérletnél az STM-et 4 K hõ-mérsékleten ultra nagy vákuumú kamrá-ba helyezték (UHV, ultra high vacuum),aminek köszönhetõen a szennyezõanyagok aránya nagymértékben lecsök-kent. Így hosszú ideig (akár napokig)dolgozhatnak az egyes atomokkal anél-kül, hogy a mintát körülvevõ térbõlszennyezõ anyagok zavarnák meg a kí-sérletet. A gondosan megtisztított és ki-alakított Cu-felületre a Co-atomokat pél-dául elektronsugaras párologtatással vi-szik fel. Ezután a fent leírt módon [23]alakítják ki belõlük a kívánt formát.

A Cu- (111) felszín ad otthont a két-dimenziós elektrongáznak. A felszínrehelyezett Co-atomok „belemerülnek”ebbe az elektrontengerbe. Ez a ténydöntõ jelentõségû az eredményeinkszámára. Mármint az, hogy pontosanezek az elektronok azok, amelyek meg-formálják a képet, õk a közvetítõ közega kvantumdélibáb számára (a Cu felüle-ti elektronjai).

Az elliptikus kvantum korall diszkrételektronállapotait használják fel a kvan-tumdélibáb létrehozására.

Az ellipszis jól ismert tulajdonsága,hogy az egyik fókuszból kisugárzotthullámok a falról visszaverõdve a másikfókuszpontban találkoznak. Ráadásulmég a megtett utak is azonosak, függet-lenül a kiindulási iránytól, így azonos

fázisban találkoznak a fókuszpontban,azaz itt erõsítik egymást (11. ábra). Ezenaz elven alapul a kvantumdélibáb je-lensége is.

Szemléletes, bár nem korrekt kép azalábbi. Az egyik fókuszból kiindulóelektronhullámok (a Co elektronjai) amásik fókuszban összegyûlve megjelení-tik a Co-atomot. Két elliptikus rezonátort(kvantumkorallt) készítettek (7. ábra). Azellipszisek nagytengelye mindkét eset-ben 71,3 Å, azonban az excentricitásukeltérõ [a) e = 0,5; b) e = 0,786].

A kvantumdélibáb-jelenség mérésé-ben fontos szerepet játszik az ún. Kon-do-effektus. Ezen effektus elméleti hátte-rének ismertetése nélkül számunkramost csak az fontos, hogy e jelenség se-gítségével válnak jól láthatóvá a Co-ato-mok a dI/dV-diagramon. (A Co-atomokvilágos foltnak látszanak.)

Az üres rezonátorhoz tartozó dI/dV-diagramot mutatja az e) és az f) rész, a7. ábrán. Jól látható, hogy a Kondo-re-zonancia megjelenik a fal összes Co-atomja körül, de nem jelenik meg az el-lipszis belsejében. Ez igazolja, hogy

pusztán a fal atomjai nem hozzák létre aKondo-effektust, a rezonátor (fal) általbezárt térrészben.

Ezek után elhelyeztek egy Co-ato-mot mindkét rezonátor belsejében kü-lönbözõ pozíciókban. Az eredménytfoglalja össze a 8. ábra.

A belsõ atom által adott geometriáraújból felvették a dI/dV-diagramot, ésebbõl kivonták az üres rezonátor eseténmért értékeket (c és d, ill. e és f ábra).Ezzel eltávolították a háttér okozta je-lenségeket, és kihangsúlyozták a kvan-tum-délibáb jelenségét.

A meglepõ eredményt mutatják 8. ábra a) d) részei. Megmutatják a kétbelsõ pontot, ahol a Kondo-rezonanciajelentkezik. Az egyik pont a lokalizált,valódi Co-atom a bal fókuszban, míg amásik pont az üres jobb oldali fókusz.Hatását tekintve a Co-atom egy fantom-(ál)másolata keletkezett. A jól lokalizáltelektronszerkezet képe az üres fókusz-ba vetítõdik ki, így hozva létre a kvan-tumdélibábot. A geometriai elrendezéstváltoztatva kiderül, hogy ha a Co-ato-mot a fókuszon kívülre helyezzük (demég az ellipszisen belülre), a hozzá tar-tozó kvantumdélibáb eltûnik (8. ábra g-j). A fantom Co-atomnál a Kondo-effek-tus harmadakkora erõvel, de azonostérbeli kiterjedéssel jelentkezik.

A délibábjelenség alkalmazása

A megfigyelt jelenség alkalmazási lehe-tõsége nyilvánvaló. A jelenség lehetõvéteszi atomok és molekulák tulajdonsá-gainak „távoli” mérését, így csökkent-hetõ a mérés hatása a megfigyelt objek-tumra, továbbá a korall elszigeteli amérendõ objektumot a környezet zava-ró hatásaitól.

5. Összefoglalás

A nanotárgy növesztési módszereinekáttekintése után a mikroszkópokat vizs-gáltuk, mivel a cikkben bemutatott mik-ro- és nanomanipulációs eszközök kö-zös vonása, hogy mind alkalmaz vala-milyen atomi felbontású képkészítõeszközt, azaz mikroszkópot. Nagyonérdekes az atomok közvetlen mozgatá-sa a mikroszkóp tûjének segítségével, amikroméretû porszemek mozgatása, aszén nanocsövek AFM-tûre szerelése ésa kvantumdélibáb jelensége is.

Egy következõ lépés, a manipuláci-ós és összeszerelési feladatok automati-zálásának megvalósítása, képfeldolgo-zó algoritmusok megvalósításával.

Összességében elmondható, hogyaz itt bemutatott módszerek egyike semfogja megoldani a nanotechnológia tö-meggyártási problémáit, de jól körvona-

7. ábra a) és b): Az elliptikus elrendezéstulajdonságaic) és d): A megvalósított két koralle) és f): A megvalósított két korall dI/dVtérképe a rezonanciajelenség látványával

8. ábra: A rezonátorok belsejébe történõCo atom elhelyezés eredménye

39


www.elektro-net.hu

lazzák az irányt, amelyen végighaladvaesetleg megnyílik az az út, amin keresz-tül a nanotechnológia forradalmasíthat-ja mindennapi világunkat.

Irodalomjegyzék

[1.] Thelander C., Björk M.T., Larsson M.W.,Hansen A.E., Wallenberg L.R.,Samuelson L. Electron transport in InAsnanowires and heterostructurenanowire devices. Solid State Communica-tions. Elsevier. 2004. V.131, No.9-10.P.573-579.

[2.] Samuelson L. Self-forming nanoscaledevices. Materials Today. Elsevier.2003. V.6, No.10. P.22-31.

[3.] Huang Y., Duan X., Lieber Ch.M.Nanowires for integrated multicolornanophotonics. Small. Wiley-VCH Verlag.2005. V.1, No.1. P.142-147.

[4.] Johannes V. Barth, Giovanni Costantini &Klaus Kern, "Engineering atomic and mol-ecular nanostructures at surfaces", Nature,437, 671-679, 2005

[5.] Feynman, R. P., "There's plenty room at thebottom", Eng. Sci., 23, 22-36, 1960

[6.] Cao Ch., Xiang X., Zhu H. High-density,uniform gallium nitride nanorods grown onAu-coated silicon substrate. J. Cryst.Growth. Elsevier. 2005. V.273, No.3-4.P.375-380.

[7.] Zhang H.Z., Kong Y.C., Wang Y.Z., Du X.,Bai Z.G., Wang J.J., Yu D.P., Ding Y., HangQ.L., Feng S.Q. Ga2O3 nanowires pre-pared by physical evaporation. Solid StateCommunications. Elsevier Science. 1999.V.109, No.11. P.677-682.

[8.] Lee S.T., Wang N., Lee C.S. Semiconductornanowires: synthesis, structure and proper-ties. Materials Science and Engineering A.Elsevier. 2000. V.286, No.1. P.16-23.

[9.] Shimada Sh., Taniguchi R. Growth of GaNcrystals from vapor phase. J. Cryst. Growth.Elsevier. 2004. V.263, No.1-4. P.1-3.

[10.] Rao C.N.R., Deepak F.L., Gundiah G.,Govindaraj A. Inorganic nanowires.Progress in Solid State Chemistry. Elsevier.2003. V.31, No.1-2. P.5-147.

[11.] Park Gy.-S., Choi W.-B., Kim J.-M., Choi Y.-Ch., Lee Y.H., Lim Ch.-B. Structural investi-gation of gallium oxide (â-Ga2O3)nanowires grown by arc-discharge. J. Cryst.Growth. Elsevier. 2000. V.220, No.4. P.494-500.

[12.] Bhunia S., Kawamura T., Watanabe Y.,Fujikawa S., Tokushima K. Metalorganicvapor-phase epitaxial growth and charac-terization of vertical InP nanowires. Appl.Phys. Lett. AIP. 2003. V.83, No.16. P.3371-3373.

[13.] Persson A.I., Ohlsson B.J, Jeppesen S.,Samuelson L. Growth mechanisms forGaAs nanowires grown in CBE. J. Cryst.Growth. Elsevier. 2004. V.272, No.1-4.P.167-174.

[14.] Bertness K.A., Roshko A., Sanford N.A.,Barker J.M., Davydov A.V. Spontaneouslygrown GaN and AlGaN nanowires. J. Cryst.Growth. Elsevier. 2006. V.287, No.2. P.522-527.

[15.] Morales A.M., Lieber Ch.M. A laser ablationmethod for the synthesis of crystalline semi-conductor nanowires. Science. AAAS.1998. V.279, No.1. P.208-211.

[16.] Zhi C.Y., Bai X.D., Wang E.G. Synthesis ofsemiconductor nanowires by annealing.Appl. Phys. Lett. AIP. 2004. V.85, No.10.P.1802-1804.

[17.] Choi H.-J., Seong H.-K., Lee J.-Ch., Sung Y.-M. Growth and modulation of silicon car-bide nanowires. J. Cryst. Growth. Elsevier.2004. V.269, No.2-4. P.472-478.

[18.] Kim H.W., Kim N.H. Formation of amor-phous and crystalline gallium oxidenanowires by metalorganic chemicalvapour deposition. Applied Surface Scince.Elsevier. 2004. V.233, No.1-4. P.294-298.

[19.] Wagner R.S. Whisker Technology. Wiley-Interscience, New York, 1970.

[20.] Royal Swedish Academy of SciencesTheNobel Prize in Physics, Press Release,http://nobelprize.org/physics/laureates/1986/

[21.] G. Binning and H. Rohrer: Scanning Tun-neling Microscopy – from Birth to Adoles-cence, Nobel lecture, December 8, 1986

[22.] Gyulai József, „Az emberiség útja ananovilág felé”, Mindentudás egyeteme,

[23.] D.M. Eigler, E.K. Schweizer,, "Positioningsingle atoms with a scanning tunnelingmicroscope" Nature, 344, 524–526, 1990

[24.] E. H. Visscher, S. M. Verbrugh, J. Lindeman,P. Hadley és J. E. Mooij , “Fabrication of mul-tilayer single-electron tunneling devices”,Appl. Phys. Lett., 66, 305-307, 1995

[25.] Mihály György, „Mire jó a kvantumfizika?”,Mindentudás Egyeteme, [26.] St. Fahlbusch,S. Mazerolle, J.-M. Breguet, A. Steinecker,J.Agnusd, R. Pérez, J. Michler "Nanomanipu-lation in a scanning electron microscope",Journal of Materials Processing Technology,167, 371–382, 2005

[27.] R. Stevens, N. Frederick, B. Smith, D. Mor-se, G. Stucky, P. Hansma, “Carbon nan-otubes as probes for atomic force micro-scopy”, Nanotechnology, 11, 1-5, 2000

[28.] H. C. Manoharan, C. P. Lutz & D. M. Eigler,“Quantum mirages formed by coherentprojection of electronic structure”, Nature,403, 512-515, 2000

Lakatfogó adapterekmax. 9000 A64x150 mm belmérethárom átkapcsolhatóméréshatáráram, vagy feszültség kimenet

Hajlékony áramváltókakár 10 kAmax. 120 cm hosszúságkét átkapcsolható méréshatár10 Hz–20 kHz sávszélességfeszültség kimenet IP65 védettségspeciális kivitelek is

OX 71042–4 db független, szigetelt bemenet (600 V, CatIII)600 V közvetlenül a bemenetekre (200 V/div)1 GS/s (ETS) mintavételi frekvencia, 12 bit felbontás2 vagy 4 független bemenetes 8000 pontos TRMS digitálismultiméterbeépített FFT és matematikai funkciókEthernet-csatlakozás web-szerverreldigitális regisztráló opció (20 s–34 nap)

[email protected]

2007/1.

40


Nem vitás, a termelés minõségirányításirendszerének egyik leghatékonyabb esz-köze, a minõség igazolásának legbizto-sabb módja a termékek automatikus op-tikai ellenõrzése (automatic opticalinspection = AOI). Piaci kényszer is amegrendelésekért, azon belül a jobbanfizetõ, de egyúttal magasabb követelmé-nyeket támasztó megrendelésekért vívottharcban, hogy a gyártó bizonyítani, do-kumentálni tudja: a kibocsátott termékvalóban hibátlan. A nagyüzemekneknem kell ezt magyarázni, része ez min-dennapos tevékenységüknek. A kis ésközepes üzemek egyelõre vagy nemvesznek tudomást errõl, vagy csak ret-tegnek, hogy egy napon elvesztik mun-kájukat, vagy csak másod(harmad?)osz-tályú feladatok jutnak nekik. Az AOI ter-jedését eddig a kisebb üzemekben nemcsak a berendezések igen magas ára, ha-nem a kisebb szériákkal nem össze-egyeztethetõ, hosszas programozási ide-je is hátráltatta. A nagyüzemek is gond-ban vannak, ha kísérleti, vagy minta-gyártást, esetleg prototípus-készítést kellellenõrizni.

Ezen a helyzeten kívánt változtatni avilágelsõk között jegyzett, és különösenaz autóelektronikai iparban erõs pozíci-ókat szerzett német Viscom cég, amikorbemutatta S2088 típusú, off-line, asztaliAOI berendezését (lásd 1. ábra).

Szemben néhány más AOI-gyártóhasonló próbálkozásával, a „kis” Viscomnem lebutított nagy gép, hanem teljes ér-

tékû AOI, ami alkalmas minden szoká-sos ellenõrzési ponthoz, vagyis paszta-nyomtatás, beültetés, illetve forrasztásutáni vizsgálathoz.

Az S2088 minden tipikus ortogonálismegvilágítási móddal rendelkezik,amely a különféle ellenõrzési feladatok-hoz, a vonatkozó Viscom-algoritmusok-kal való együttmûködéshez szükséges. Arendszer nagy felbontóképességû, színeskamerával van felszerelve, alkalmas0201 méretû, illetve 0,4 mm lábosztásúalkatrészek vizsgálatához. A mozgatás-ról precíz, lineáris hajtás gondoskodik,ami ebben a kategóriában egyedülálló-nak számít. Pontossága lehetõvé teszi al-kalmazását beültetõgépek képességvizs-gálatának elvégzésére is. A teljes beren-dezés, beleértve a számítógépes vezér-lést és minden egyéb lényeges egységet,egyetlen kompakt házba integrálva he-lyezkedik el.

A vizsgálathoz az áramköri lapot kéz-zel kell a befogó felületre helyezni, és amérést elindítani. Maximális ellenõrizhe-tõ kártyaméret: 450 x 350 mm. A prog-ramkészítés és -optimalizálás könnyen,gyorsan, egyszerûen végezhetõ a ViscomVisionPilot és EasyPro szoftver segítségé-vel. A nagyvállalati igényekhez igazodvaaz S2088-hoz készített ellenõrzési prog-ramok könnyen, gyorsan importálhatókaz in-line Viscom gépekbe, mint azS3088 vagy az S6056.

Minden Viscom berendezés 100%-o-san kompatibilis az ólommentes techno-

lógiával. Az algoritmusokra alapuló érté-kelõrendszer megfelelõ eredményeket admég megváltozott kontrasztviszonyokmellett is. Az S2088 berendezésben aViscom sikeresen ötvözte egy high-endautomatikus optikai ellenõrzõ rendszerképességeit egy kézi vezérlésû, kompaktkialakítású asztali egység elõnyeivel. Ez-zel kiterjesztette a magas, nagyipari ellen-õrzési szint alkalmazásának lehetõségét akis- és közepes üzemekre is.

A Viscom helyi szerviz- és mûszakitámogatócsapatával segíti vásárlóit vi-lágszerte, így Magyarországon is. Továb-bi lehetõség az internetes távdiagnózis,felhasználói fórum, szoftveraktualizálás,ellenõrzési sémaletöltés, valamint tele-fonos hot-line tanácsadás.

További információ a Viscom hazaikereskedelmi képviseleténél, a Micro-solder Kft.-nél.

E-mail: [email protected]: www.microsolder.hu

1. ábra. A Viscom innovatív újdonsága azS2088, teljes értékû automatikus optikai el-lenõrzõ (AOI) berendezés, asztali kivitelben

Belépõ az AOI világába Minõségbiztosítás felsõfokon, kisszériás, gyakran változó termeléshez, kísérleti és prototípusgyártáshoz

Kreativitás Bt. Tel.: (+36-1) 403-6045 Fax: (+36-1) 402-0124. www.kreativitas.hu

EMG Metall Kft. Tel.: (+36-27) 341-017Fax: (+36-27) 390-215. www.emgmetall.hu

41


www.elektro-net.hu

Reflow-kemence hõgörbéjeForrasztópaszta alkalmazás esetén

Regisztráljon ingyenes meghívóért a következõinternetcímen: www.efd-inc.com/mm/forum– vagy egyszerûen hívjon bennünket az (52) 536-444-es telefonszámon!

2007/1.

Az ELEKTROkonstrukt négy vezérfonala:Elektronikai alkatrészek, mûszaki és alkalmazási paramétereik, minõségi és kereskedelmi ismeretek a felhasználással kapcsoltban

Számítógépes tervezõrendszerek, valamint integrációjuk a komplex vállalatirányítási rendszerekbe

Gyártástechnológiai eljárások, gépek és segédanyagok, valamint a gyártástervezés és a logisztika kihatása a végtermékre

A legújabb és legköltséghatékonyabbtesztelési eljárások, mûszerek, a minõségbiztosítás, garancia és a szervizellátás kérdései

Az elmúlt évtizedben korszerûvé váltelektronikai iparunkat a betelepült multina-cionális cégek technológiai és know-howtranszfere alapozta meg, mára a hozzáadottszellemi érték határozza meg az ipari pro-duktum súlyát és piaci sikerét. A konferenciacélja a hazai szellemi tôke mind jobbhasznosítása, amelyhez nagymennyiségûismeretanyag elsajátítása, valamint k+f szük-séges. A rendezvény fórumot teremt a külföl-di tapasztalatok bemutatására is, nemzetközitapasztalatcserével.

Szemelvények az elôadásokból:

Dr. Vass Ilona (NKTH): Tények és lehe-tôségek a magyar elektronikai K+F-benDr. Henning Schröder (FraunhoferInstitut): Planar integrated optical inter-connects for hybride electrical-opticalcircuit boards und optical backplanes

Részvételi díj: 19 500 Ft / fõ + áfa A díj magában foglalja az elõadásokon va-

ló részvételt, az elõadások anyagát CD-n,büféebédet, a szünetekben kávét, üdítõt

A részvételhez regisztráció szükséges, e-mailben, faxon, vagy levélben. Az elõ-adások idõtartama 30 perc, A szimpóziummindkét nap 9-tõl 17 óráig tart.

Cégek jelentkezését a konferenciára elõadóként is várjuk. Bõvebb informá-cióért kérje tájékoztatónkat!

ELEKTROkonstruktNemzetközi Elektronikai Készüléképítési SzimpóziumELECTROSALON – 2007. május 9–10. – Hungexpo Budapesti Vásárközpont

V Á L A S Z F A X – KÉRJÜK KÜLDJE VISSZA A +36-1-231-4045-ÖS FAXSZÁMRA!

Név: Szakterület:

Cégnév: Cím:

Telefon: E-mail:

Kérem küldjenek a részemre tájékoztatót az ELEKTROkonstrukt szimpóziumról!*

Részt kívánok venni hallgatóként* elõadóként* *Jelölje X-szel a megfelelõ négyzetet!

Aláírás: Dátum:

Ezen válaszfax visszaküldése nem számít megrendelésnek, pénzügyi kötelezettséggel nem jár, kizárólag az érdeklõdés felmérésére szolgál!

A SZIMPÓZIUM TÉMÁI: ALKATRÉSZEK KONSTRUKCIÓJA, GYÁRTÁSA, PIACI IGÉNYEK Passzív alkatrészek Aktív alkatrészek Elektromechanikai alkatrészek Szereltmoduláramkörök ALKATRÉSZEK DISZTRIBÚCIÓJA, FRANCHISE, GYÁRTÓI KÉPVISELETEK Disztribúció – kereskedelem Mérnöki támogatás, franchise Gyártói képviseletTERVEZÕRENDSZEREK – EDA, SZIMULÁCIÓ, DIZÁJN, ERGONÓMIA Huzalozástervezés Csiptervezés RF-tervezés, osztott paraméterek Szimuláció: analóg, digitális, ve-gyes, termikus, EMC Elektronikai-mechanikai kapcsolódás, beépítés, dizájn, ergonómiai szempontok Extrém elõírások (orvosi, katonai, vandálbiztosstb.) GYÁRTÁSTERVEZÉS, FABLESS, SPIN-OFF Gyártástervezés saját üzemre Fablessgyártás, alvállalkozók Részleges és teljes gyártáskihelyezés, beszállítói iparTECHNOLÓGIA, TESZTELÕRENDSZEREK Csipek beültetése és bekötése Nyomtatott huzalozású szerelõpanelek Furatszerelés, hullámforrasztás, szelektív forrasz-tás, forrasztórobotok Felületszerelt beültetés, stencilnyomtatás, reflow-forrasztás Végkikészítés, mosás, feliratozás Védõlakkok, kiöntõmasszák Tesz-telés: tûágyak, AOI, röntgen, programozás, bemérés KOMPLEX SZÁMÍTÓGÉPES VÁLLALATIRÁNYÍTÁS Vállalatirányítási számítógépes rendszerek (SAP stb.) EDA-rend-szerek illeszkedése Marketing és kontrolling visszahatása a tervezésre PIAC, MARKETING, KERESKEDELEM Piackutatás, innováció, találmányok Marketing, rek-lám, PR Kereskedelem, szállítás, garanciális tevékenység Mindezek visszahatása a konstrukcióra, tartalékok

NAPRAKÉSZ, INTEGRÁLT TERVEZÉS A 21. SZÁZADBAN MAGYARORSZÁGON!

A 2007. FEBRUÁR 28-IG BEFIZETETT RÉSZVÉTELI DÍJBÓL 15% ENGEDMÉNYT ADUNK!

A rendezvény szervezõje az:

Az ELEKTROnet 2 napos konferenciát szervez a 2007-ben megrendezésre kerülõ ELECTROSALON kiállításon. A konferencia célja, ahazai elektronikai tervezés és gyártás támogatása, a kis- és középvállalkozásoktól a multinacionális vállalatokig.

Mike Williams (Gartner Group): Market trends and market of semiconductor devicesBob Willis (Smart Group): The experience of the leadfree solderingKITAGAWA: The problems and solutions of EMCSiemens: Korszerû SIPLACE beültetéstechnológia

43


www.elektro-net.hu

Próbálja ki a Mentor Graphics integrált FPGA-fejlesztõ környezetét!

· VHDL- vagy Verilog-alapú fejlesztés,

grafikus editorok

· FPGA-modulok, IP-k

és processzorok importálása

· Teammunka támogatása

· Szimuláció grafikus szinten is

· Átfogó constraint

analízis

· Fizikai szintézis

Részletes információ és termékbemutató:Tel.: (1) 888-7300. [email protected]/hungary

FERKING Kft.1188 Budapest, Rákóczi u. 53/BTel./fax: (06-1) 294-0344E-mail: [email protected]: www.forrasztastechnika.hu

Mindent egy helyrõl, a legolcsóbban!

[email protected]

2007/1.

44

Elektronikai tervezésElektronikai tervezés

A tesztelés fogalma, feladata

Valamely termelés mûszaki, szervezési fo-lyamatát tekintve, több fõ folyamatból állórendszer gondoskodik a folyamatos, gaz-daságos, megfelelõ mennyiségû és minõ-ségû termék elõállításról. A gyártás – külö-nösen az elektronikai termékek, részegy-ségek elõállítása – szükségszerûen nem lehetséges hibamentesen. Ha ez lehetsé-ges lenne, akkor nem lenne szükség sem a minõségbiztosítási módszerekre, TQM-re, ISO-ra, sem a fejlesztésre, mert mindentermék tökéletes és örök lenne.

Ezért a tesztelésekre mindenkor szük-ség van, ez a termelésnek és a termékfej-lesztésnek természetes része, és nem te-kinthetjük csupán kényszerû, költséges te-rületnek. A jól felépített tesztmérnökségnemcsak a minõségbiztosítás és a folya-matmérnökség szilárd támasza, hanem atovábbfejlesztésekhez is egyedülállóanfontos visszajelzéseket képes szolgáltatni.

A TESZT fontossága

A tesztmérnökség tevékenysége kiterjedmindazon eltérések vizsgálatára, ame-lyeknek felismerése és elhárítása a mi-nõségbiztosítás és a gyártás üzemszerûmûködését befolyásolja vagy befolyá-solhatja. Vállalatonként, szervezeti for-maként, más és más csoportosítások-ban, de a TESZT-mérnökség részekéntaz alábbi tevékenységeket nevezik:

FA (failure analysis),FVT (functional test),ICT (in circuit test),Test (próbagyártás, kísérleti gyártás,stressztesztek).Sorolhatnánk tovább az eltérõ kon-

cepciók és részfeladatkörök megneve-zéseit, de inkább tekintsük át a Teszt-mérnökséget mint komplex és eredmé-nyes szervezeti formát és fõ módszerta-

ni differenciáit a minõségbiztosítási- ésfolyamatmérnökséggel.

Az SPC1-módszerek, a Pareto-elemzés2 szerepe

A minõségbiztosítás és a folyamatmér-nökség által alkalmazott eljárások, mód-szerek (pl.: az ún. hibakártyák, SPC-eljá-rás, vagy a Pareto-elemzés) többsége atesztmérnöki munkában nem alkalmaz-ható. Az eltérés oka önmagában rejlik:amíg a minõségbiztosítás és a folyamat-mérnökség a statisztikai minõség ésmennyiség minél jobb kézbentartásával,azaz a többséggel foglalkozik, addig atesztmérnökség mindig a kisebbséggel, akiesett, a statisztikai átlagtól eltérõ, vagyabból kiemelt darabokkal, azaz egyediesetekkel (lásd 1. ábrát). Ugyanakkor,mint analizálási input-adat, a fent említettmódszerek eredményeire szüksége van.

A munkájának végeredménye, jelen-tése pedig ismételten visszacsatolódik, ésa minõségbiztosítás, a folyamatmérnök-ség, esetleg a menedzsment, vagy a fej-lesztés tudja hasznosítani, tehát a teszt-mérnökség eredményessége nem önma-gában mérhetõ.

Az Ishikawa-elemzés és az FMEA szerepe

A két módszer a megjelenítésén kívülannyiban tér el, hogy az Ishikawa-elem-

zés3 igyekszik minden gyártási tényezõt(azonos súllyal) felsorolni mint a lehetsé-ges hibát okozó tényezõt, addig azFMEA4 elsõsorban a munkadarabra fó-kuszálva teszi ugyanezt (és igyekszikszámszerûsíteni is). Mindkét módszer al-kalmas a már kialakult következtetésekrekauzális prezentációjára5 (lásd 2. ábra).

Ugyanakkor mindkét módszer két-ségtelen hátránya, hogy elõzetesen al-kalmazva (rekogníciós célzattal) vagyhasznavehetetlenül hiányos, vagy kezel-hetetlenül összetetté válik.

A tesztmérnökségi gyakorlatban azanalizáló mérnök mindig a következ-ménnyel szembesül (még a késztermék-tesztelésnél is valamilyen következményelõállítása a feladata), és ebbõl kell apró-lékos, logikus lépésekkel visszajutnia akiváltó okokig. (Például a teszt körülmé-nyei által kimondható hibamentességmegállapításáig.)

Ebbõl következõen, mind az Ishika-wa-, mind az FMEA-módszereknek,mintegy a tükörképét tudja alkalmazni(lásd 3. ábra). Az általánosan elterjedttéveszme, hogy a nevezett két módszeralkalmas elõzetes hibameghatározásra,nem állja meg a helyét. Eddig még se-hol sem alkalmazták ilyen célra sikere-sen, hacsak nem triviálisan egyszerûterméknél. A tesztmérnökség által al-kalmazható módszerek általában min-denkor egyediek, és a körülményekhezalkalmazkodóak.

Ugyanakkor tartósabb gyártási élet-tartamú termékeknél a minõségbiztosí-tás és a folyamatmérnökség jól tudjahasznosítani a már bevezetett két mód-szert (elsõsorban a feltárt devianciák ér-telmezéséhez), és a tesztmérnökség en-nek folyamatos frissítését és kiegészíté-sét valós adatokkal sikeresen tudja vé-gezni.

1. ábra. A felelõsségi területek megoszlása

2. ábra. Ishikawa- (halszálka-) diagramáltalános formája

Az alábbi cikk célja a tesztmunka modern és egyedi értelmezése, elhelye-zése a gyártásban. Tekintettel arra, hogy a vállalatok többségénél márvan valamilyen kialakult felfogás és gyakorlat a teszttevékenységekrõl,és a jelen munka nem tekinthet át minden változatot, nagy valószínûség-gel az ebben foglaltak eltérhetnek az egyes vállalati koncepcióktól. A kö-vetkezõkben vázoltakat ezért egyfajta elvi megoldásként, a teszttevé-kenységrõl való gondolatként kell értelmezni, de nem utolsósorban atesztelés folyamatának és személyi feltételeinek (szelektálásának), át-gondolásának megkönnyítéséért is készült…

Tesztmérnökség – avagy a racionális tesztelés alapjai

DOBÓ BÉLA

Dobó Béla, hat évig a Philipsnélmérnökspecialista. Teszteléseket,mérõállomások és -készülékekfejlesztését végezte. Jelenleg az AI(mesterséges intelligencia) és afuzzy-elv-tesztelésekre és minõ-ségbiztosításra történõ alkalmazá-sával foglalkozik elméleti téren

45

2007/1. Elektronikai tervezésElektronikai tervezés

www.elektro-net.hu

A tesztelések felosztásaFõ pontjai:1. inputtesztek

(pl.: IQC, Incoming Quality Control)2. folyamattesztek (pl.: ICT, FA)3. termék- (output) tesztek

(pl.: FA, FVT) lehetnek.Az inputtesztek alatt a gyártás folya-

matának megkezdése elõtti összetevõkvizsgálatát értjük (pl. beszállítói alkat-rész minõség-ellenõrzése). Az input-teszt egy falszifikációs6 vizsgálat, hiszena tesztfolyamattal a nemmegfelelõségetlehet kimutatni. Ezért végeredménye aminõségbiztosítás és a menedzsmentrészére ad információt, a nem megfele-lõ indulási anyag/feltétel kockázatánakelemzése, módosítása vagy egyéb in-tézkedés megtétele céljából.

A folyamattesztek a gyártási eljárásalatti eljárásokat és minõségbiztosítás, fo-lyamatmérnökség számára szükségesteszteket, analíziseket jelenti. Ide tartozika hibaanalízis (FA), azaz a kiesett egyedihibák vizsgálata és elhárításuk érdekébena javaslatok megfogalmazása.

Az outputtesztek a már legyártott,valamint vevõi reklamációs termékekkülönféle vizsgálatát egyesítik.

A teszttevékenységek részletesen:

1. Alkatrésztesztelésa beszállítói anyagok, alkatrészek vizs-gálata,a gyártás alatt felhasználásra kerülõ al-katrészek tesztelése, a hibás alkatrészek vizsgálata.

2. Gép- és tartozéktesztA termelõgépek, a gyártáskor felhasz-nált segédeszközök, anyagok, kellékekfunkcionális alkalmasságának vizsgála-ta (verifikáció)7. A teszt lefolytatásáhozszükséges, az addig ismerttõl eltérõ,vagy más specifikációt, elvárás-mátrixota minõségbiztosításnak és a folyamat-mérnökségnek kell biztosítania. (Azaz avalidáció a tesztelésen kívül esik.)

3. Szakismeret- (kompetencia-) és képesség-alkalmasság tesztelésA dolgozói hozzáértés/képesség döntõenbefolyásolja a termék minõségét és a ter-melési hatékonyságot. Ennek ellenére a

tesztfolyamatok csupán a dolgozói hibakimutatásáig mennek el, mert a humánfeltételekkel részben a termelés, részbenaz oktatási osztály foglalkozik. A tesztelé-si eljárások szigorúan mûszaki, technoló-giai alapokon maradnak. Önmagára atesztmérnökségre vonatkozóan, a teszt-mérnökségen dolgozók kompetenciájá-nak a szakmai és egyéb szempontok mel-lett a kreativitást, a gyors döntõképessé-get, a széles látókört és a nagy tesztelési,mérési, alkotói gyakorlatot kell megemlí-teni. Ez folyamatmérnöki munkával nemszerezhetõ meg.

4. FolyamattesztelésA folyamatok állandó vizsgálata és irá-nyítása a folyamatmérnökség területe.Ennek ellenére adott esetben elõfordul-hat, hogy egyes folyamatok trendje, vagyegyáltalán a célja, illetve a célhoz rendelteszközei nem megfelelõek. Egy ugrás-függvénnyel, vagy az egyedi hibákkal azSPC nem tud mit kezdeni. Tehát jelentõsváltoztatások, illetve változások esetébenés az SPC módszereivel nem lekezelhetõproblémáknál megtervezett folyamat-tesztelésre is szükség lehet.

5. Termékmódosítás-tesztelésTermékmódosításkor (fejlesztés, költség-csökkentés stb.) szükséges az ún. próba-gyártás, ahol az input és folyamatjellemzõkpontos kézbentartása mellett az outputgondos elemzése szükséges. BevezetettFMEA-alkalmazásakor lehetõség nyílik azFMEA-adatok és -súlyozások (Sijk) felülvizs-gálatára is. DOE8 alkalmazása is felmerül-het, ha kellõ idõ áll rendelkezésre, egyéb-ként az ésszerû és célorientált tervezés al-kalmazható és általában elegendõ is.

6. Új termék bevezetésének teszteléseÚj termék próbagyártása, tesztgyártásapontosan megegyezik a termékmódosítás-nál alkalmazottal, de az új termék új jel-lemzõinek (új gépek, programok, folyama-tok, specifikációk) figyelembevételével.

7. HibaanalizálásA gyártás alatt (és az outputnál) jelentkezõhibák (funkcionális esetben) feltárása min-dennél fontosabb. Az analízisnek az aláb-bi kérdésekre kell választ adnia:Külsõ vagy belsõ hiba?Ha külsõ, akkor:

beszállítói, specifikációs, vagy más,felhasználói eltérés,környezeti ok.

Ha belsõ, akkor:dolgozói,véletlenszerû (statisztikus),folyamat,eszköz (gép-program) hiba,egyéb.Az analízis eredménye önmagában

kevéssé használható információ. Ezt ér-

telmezni kell, amely értelmezés során a menedzsment, a minõségbiztosítás ésa folyamatmérnökség részére az alábbiadatokat és jelzéseket kell elõállítani:

A hiba egyedinek (egyszerinek, nembefolyásolhatónak) tekinthetõ.A hiba egy fluktuáció része a szórásnövekedése további vizsgálatokat ésbeavatkozást igényel.A hiba egy trend része beavatkozásszükséges.A hiba konstrukciós: fejlesztési be-avatkozás szükséges.A levonható konklúziók értelemsze-rûen egyéb szempontokat és javas-latokat is tartalmazhatnak.Az analízis összefoglalását egy fordí-

tott Ishikawa-ábrával lehet szemléletessétenni: a vizsgálati következményt kauzá-lisan, mûszakilag bizonyítottan végigve-zetni a gyökérokig, illetve -okokig.

Lehetett olyan vállalattal találkozni,ahol a tesztelés a minõségbiztosítás egyalárendelt, analízisre szorítkozó részekéntüzemelt, aminek következményeképpenegy megállapított SMT-biztosíték hibája el-lenére (amely sorozatban elõfordult, és jólazonosítható volt a gyártósoron az okozotthiba) a munkadarabokat további 2…5 al-kalommal beépítették, és újramérték, merta folyamatmérnökség eredetileg ezt az el-járást írta elõ. Több száz, több ezer telje-sen fölösleges beépítés, mérés és kiszere-lés költségét okozta az, hogy a teszteléseredményeinek felhasználását nem kellõ-en integrálták a folyamatokba.

8. KészterméktesztelésA készterméktesztelés némileg átfedés-be kerülhet a minõségbiztosítás vizsgá-lati módszereivel, ezért itt a „vevõsze-mes”, vizuális és a funkcionális tesztek-tõl eltekintünk (hiszen a minõségbizto-sítás ezt folyamatosan végzi).

Tartóssági (tartós üzemi próba, ége-tés, járatás) teszt.Stressztesztek, amelyek a normálmûködési tartományon kívül esnek,Dead-tesztek, a mûködési határérté-kek specifikálása érdekében. (Ezroncsolásos vizsgálat, például a tö-réstesztek, túlterheléses tesztek.)Ezeknek a teszteknek és az eredmé-

nyeik (meghibásodásaik) vizsgálatát atesztmérnökség végzi, de a mennyiségimeghatározását és statisztikai feldolgo-zását célszerûen a minõségbiztosítás-nak kell meghatároznia.

9. Vevõi reklamációs tesztelésA vevõi visszáru (reklamáció) vizsgálatateljes egészében (vizuálisan is) a teszt-team feladata. Analízise kellõen mélyre-ható, a minõségbiztosítás és a menedzs-ment részére hasznosítható formában.Esetenként itt alkalmazható a 8D9 eljárásis, az azonnali intézkedésekre az analízis

3. ábra. A tesztelés folyamatában azokozatból lehet, kell kiindulnunk

[email protected]

2007/1.

46


folyamatában már javaslat adható a társ-osztályok részére.

Tesztelési szintek (mélységek)

1. VizuálisA vizuális (vevõszemes) vizsgálat álta-lában a minõségbiztosítás feladata. Kétesetben kell a tesztmérnökségnek fog-lalkozni vizuális vizsgálattal:

Vevõi reklamáció esetében, hiszenekkor a kiváltó okot is keresni kell.Belsõ ellenõrzéskor (sorozatos hi-ányzó alkatrész, vagy hiba). Ide számíthatjuk még az ún. hideg-

tesztet is, amikor mûszeres, vagy egyébméréssel célorientált, részleges ellenõr-zést végzünk, azaz a vizsgálandó darabüzembe helyezése nélkül végzünk mû-szeres ellenõrzést.

2. Általános (funkcionális) tesztEz egy megy-nem megy (Go-NoGo)teszt, a mûködõképesség vizsgálata azésszerû és értelemszerû feltételek sze-rint. Tartalmazza az elõzõ vizsgálatot is.

3. Specifikációs ellenõrzésA specifikációs ellenõrzés tartalmazza azelõzõ két vizsgálatot, és ezenkívül tartal-milag és kvantitatív összehasonlításra ke-rül a dokumentált specifikációs adatok-kal a vizsgált darab (referens) megfelelõadata, amelyeket már általában mérnikell (verifikációs jellegû eljárás).

4. Mûszaki (generális) megfeleltetés (adott célra jó-e?)Az elõzõ vizsgálatokon túl, validációseljáráshoz hasonlíthatóan, nem csak aspecifikált, hanem a felhasználó (vevõ)szempontjából szóba jöhetõ más jel-lemzõk mérése és értelmezése is meg-történik. Ennek alkalmazásakor derül-hetnek ki a rejtett, a vevõt bosszantó,ingerlõ – de a specifikációnak mégmegfelelõ – megoldások, mûködési jel-legzetességek, tervezési melléfogások.10

5. HibaanalízisAmennyiben egy termékrõl, annak ré-szérõl, avagy alkatrészérõl kiderül anem-megfelelõség (falszifikálódik), ak-kor ennek a mibenlétét meg kell hatá-rozni. Ennek velejárója az elõzõ négyvizsgálat elvégzése, majd annak megál-lapítása:

külsõ ok, mi okozta? (Ekkor tehát ki-terjesztendõ az ok vizsgálatára is)belsõ ok, mi okozta? (Feltárandó ameghibásodás valószínûsíthetõoka.)felhasználási ok (Konstrukcióhiba,tervezési hiba, gyártási hiba, egyéb.)Ezt az eljárást a „hibaanalizálás”-ban

érintettük. Fontossága folytán az analizá-lási módszereket külön is érintjük.

6. StressztesztA késztermékek, részegységek és alkatré-szek terheléses tesztelése.

Az eljárásban a névleges üzemeltetésikörülményeken kívül, például klimatikus,akár a túlterhelésig elmenõ vizsgálata. Ter-mészetesen a vizsgálatnak megtervezettenés dokumentáltan kell történnie, a kellõhozzáadottérték képzõdése érdekében.

7. MélyanalízisA mély analízis egy tervezett és hossza-dalmas folyamat, amelynek során a vizs-gált objektum minden lehetséges és el-képzelhetõ jellemzõjének a vizsgálata,analízise megtörténik. DoE alkalmazásanem indokolt, hiszen minden egyes mély-analízis más-más szükségszerû utakon jár,és egyedi kisélettervezés sem a statisztikusadatfeldolgozásnak, sem az idõhatékony-ságnak nem kedvezne. Az FMEA haszno-sítható módú alkalmazása elképzelhetet-len a minden fõ alkatrészre vonatkozómélyanalízis elvégzése elõtt. (Az FMEAáltal képzett RPN11– Risk Priority Number– érték a mûszaki megalapozottság nél-kül illuzórikus, a mélyanalízisek nélkülvalós elõrejelzésre alkalmatlan.)

Analizálási módszerek

Az analizálási módszerek (4. ábra) egy-ben a javítási módszerekkel is megegyez-nek, hiszen ez gyakran nem is választha-tó el egymástól: a hibamegállapítás – ja-vaslat/döntés – hibajavítás – ellenõrzésciklikus folyamat része mindkettõ. Eltérésa céljában van: amíg a javítás célja a hi-bás termék mûködõképességének helyre-állítása, addig az analizálás fõ célja a hi-ba okának felderítése.

Heurisztikus módszer

A heurisztikus módszer lényeges jel-lemzõje, hogy a javítandó objektumróla javítást végzõnek elégtelen az infor-máltsága. A javítás a próba-szerencseeljárással folyik, hosszú idõ alatt, ezértnagyon alacsony hatékonyságú. Kije-lenthetjük, hogy hibafeltárásra, -megál-lapításra és ennek igazolására teljesenalkalmatlan. A szakszerû, illetve szak-mai vezetés nélkül hagyott dolgozókhajlamosak felvenni ezt a munkastílust.

Egyetlen elõnye a módszernek, hogy

betanított munkával is alkalmazható. El-sõdlegesen egy szakember vezetésével,korlátozott terjedelmû, azonos/hasonló(rutinszerû) sorozatos feladatok végzésé-re tervezhetõ sikerrel.

Analitikus módszer

Az analitikus eljárás az approximatívmegközelítést alkalmazza. Az objektumottöbb fõbb részre osztja, majd az egyes ré-szek hibátlanságát igazolja, illetõleg a hi-bás részt lokalizálja. Ezt követõen, tetszõ-leges ciklus alkalmazásával, a hibás résztismételten több összetevõre osztja, és amegfelelõ összetevõk kizárásával jut el ahibás részig, alkatrészig. Szükség és kellõszakértelem esetében az eljárás akár azatomi szintekig folytatódhat. Több, egy-idejûleg, illetve egymástól függõ hiba ki-mutatására is képes. Rendkívül munka- ésidõigényes módszer, de a legmegbízha-tóbb eredményességû, és az egyedi hibákanalizálására a legalkalmasabb.

Szintetikus módszer

A szintetikus módszer az elõzõnek az el-lentettje: jónak minõsíthetõ (elõzõleg el-lenõrzött, vagy egy másik munkadarab-ban jól üzemelõ) alkatrész, egység beépí-tésével, a javítandó objektum megjavulá-sával igazolja a hibát. (Ezért némelykorkeresztpróbának is nevezik.) A klasszikuskeresztpróbánál a kiépített, hibásnak véltdarab újbóli beépítésével, a hiba „átvite-lével” igazolható a kiépített darab (egy-ség, alkatrész) hibája.

Szintén szintetikus módszer az, ami-kor egy „mintadarab”, etalonként szolgá-ló, ellenõrzött darab beépítésével (cseré-jével) igazoljuk a hibát.

A módszer eléggé gyors, de nehezenverifikálható eredményességû. A vizsgálatugyanis csak meglehetõsen drasztikus be-avatkozással (kiépítések-beépítések) vé-gezhetõk el, és a beavatkozással esetleg hi-bákat szüntethetünk meg, vagy hozhatunklétre akaratlanul, sõt észrevehetetlenül.

A módszer alkalmas több azonos/ha-sonló, vagyis sorozathiba azonosítására.Néhány, azonos hibával kiesõ darabnálelvégzett szintetikus javítással (kereszt-próbával) statisztikailag igazolható a hi-bás egység/darab sorozathibája.

Ez az igazolás csak további analitikuselemzés során emelhetõ a tényszerû, ka-uzális bizonyítottság szintjére.

Rutin módszer

A rutin módszer alkalmazása a nagyonjól ismert munkadarab és sokféle tulaj-donságával, mûködésével tisztában lévõanalizáló szakembernél lehetséges. Ek-kor a hibajelenség és esetlegesen egy-kétellenõrzõ mérés megismerése után, félel-

4. ábra. Analizálási módszerek

47


www.elektro-net.hu

metes gyorsaságú és hatékonyságú hiba-megállapítást tesz lehetõvé. Kívülállókszámára nehezen feldolgozható, érthetõeljárás, ugyanis ekkor a tényleges vizsgá-latot és a következtetések sorát a szakem-ber fejben végzi el.

Kevert módszer

A kevert módszer nem nevezhetõ önállómódszernek. Az esetek többségében amódszerek keverten, gyakran még egyvizsgálatnál is egyidejûleg kerülnek al-kalmazásra. A jó szakember törekszik arutinszerû vizsgálatra, a vezetés általábana szintetikus módszer eredményét látja átkönnyedén, ezért ezt követeli, a hiányosdokumentáció, vagy új termék hajlamosíta heurisztikus eljárásra. Mindezek ellené-re, mindezeket a módszereket követniükkell az analitikus eljárásnak, mert a kau-zális, szakszerû bizonyítást és a helyeskövetkeztetéseket az analitikus eredmé-nyek ismeretében lehet megtenni.

A javítási módszerek alkalmazása

A következõ táblázat összefoglalja a javí-

tási módszerek legfontosabb jellemzõit.Megfelelõen súlyozva a tényezõket,rangsorolhatjuk a módszereket a kívá-natos feladathoz. Ez már az operatívTESZT-menedzselés feladata.

A javítási módszereket a jellegzetes-ségüknek megfelelõen, egyidejûleg, éspárhuzamosan alkalmazva érhetõ el aleghatékonyabb mûködés, ezzel a leg-jobb költség/nyereség arány. Mint látha-tó, a javítás megszervezése, optimalizá-lása nem egyszerû, nem lehetséges el-intézni néhány szakember, vagy betaní-tott munkás leültetésével a hibás dara-bok mellé.

Konklúzió

A fentiekben igyekeztek áttekinteni atesztmérnökségi feladatokat, és mód-szereket. Értelemszerûen ez egy vázla-tos, és nem mindenben részletesen ki-dolgozott munka, hiszen minden válla-latra ugyanazt a receptet nem lehet al-kalmazni. Az alkalmazása már csak akonkrét feladatok, szervezeti megoldá-sok és egyéb tényezõk ismeretében le-hetséges.

Tényezõ Heurisztikus Analitikus Szintetikus RutinGyorsaság Lassú Nagyon lassú Gyors Nagyon gyorsDokumentációigényesség Alig Nagyon nagy Alig Elején nagy,

késõbb aligJavítási eredményesség Egyedi esetben kicsi, Kicsi Közepes Nagy

egyébként nagyEredmény hitelessége Minimális Nagyon jó Vitatható ÁtlagosTöbb hiba kezelése Nem lehetséges Kiváló Nem lehetséges JóVáratlan események Nem lehetséges Kiváló Nem lehetséges ÁtlagoskezeléseSzakmai megalapozottság, Nincs Kiváló Önállóan alig Jóaz eredmény hasznossága Szakismeret-igényesség Minimális Maximális Átlagos Átlagos (gyakorlott

(betanított szint) (gyakorlott mérnöki) (technikusi szint) technikusi szint)Nagy mennyiség kezelésére Alkalmas Alkalmatlan Csak korlátokkal Csak korlátokkalKöltsége Alacsony Nagyon magas Közepes KözepesNyeresége Nagy Elsõsorban a Gyors Tartós idejû

mennyiségnél, társosztályok minõség-ellenõrzésre, gyártási ciklusban analitikus részére, és a sori kiesések nagyirányítással nagy hibák megelõzése elõzetes analízisére

érdekében alkalmazva magasalkalmazandó,ekkor kiemelkedõ

Ajánlott irodalomA.R.Tenner–I.J. De Toro: Teljes körû

minõségmenedzsment.Mûszaki, 1966

BGF külker. Szak (többek): A Six Sigma módszer elmélete és gyakorlata. Budapest, 2004

Bill Scott–Sven Söderberg:Menedzselés mesterfokon.Novotrade, 1985

Bögel–F. Ható–Keresztes és szerzõtársaik:Szervezési és vezetési ismeretek.Számalk, 2002

Dr. Kindler–Dr. Klein–Dr. Papp–Dr. Tibay:A kreativitást növelõ módszerek alkalmazása. BME-jegyzet, 1984

Dr. Kun István–Dr. Szász G.–Dr. ZsigmondGy.: Minõség és megbízhatóság I-II.LSI 2002

Dr. Papp Ottó: Projectmenedzsment a gyakorlatban. Oliton Bp., 2002

Dr. Péntek Kálmán: A lineáris algebra alapjai. Oskar, 2000

Dr. Szalay Tibor: A mesterséges intelligencia alapjai.GDF-jegyzet, 2002

Dr. Vorsatz Brúnó: Mûszaki kémiai anyag-vizsgálati módszerek. Tankönyvkiadó, 1986

Freund–Walpole: Mathematical statistics.Prentice Hall, 1980

H. M. Wadsworth–K. S. Stephens:Modern methods for quality Controland improvement.J. Wiley & Sons, NY, 1986

Ian Sinclair: IBM PC-karbantartása és -javítása. Mûszaki, 1992

Johanyák Zsolt Csaba: Bevezetés a kísérletmódszertanba.Kecskeméti fõiskolai jegyzet, 2002

Johanyák Zsolt Csaba–Dr. Kovács Szilveszter:Neuro-fuzzy módszerek alkalmazásaa kísérletmódszertanban.GAMF, 2005

Kazai–Vég–Petrov: A rendszerfejlesztés módszertana. GDF-jegyzet, Bp., 2001

Keith Lockyer–Jamers Gordon: Projectmenedzsment és hálós tervezé-si stratégiák.Kossuth, 2000

Kemény Sándor–Deák András: Kísérletek tervezése és értékelése.Mûszaki, 2000

Kocsis József: Menedzsment mûszakiaknak.Mûszaki, 1994

Mike Woodcock–Dave Francis: A felszaba-dult menedzser. Novotrade, 1988

Peter Hobbs: Projectmenedzsment.Scolar, 2000

Szelezsán János: Valószínûségszámítás ésmatematikai statisztika. LSI, 2002

Vámosi Zoltán: Humánerõforrás-menedzs-ment. LSI, 2004

Verlag Dashöfer: A teljes körû minõségirányí-tás (TQM) kialakulása és filozófiája.Verlag Dashöfer

Viharos Zsolt János: Intelligens módszerekgyártási folyamatok modellezésébenés optimalizálásában.PhD-értekezés, BME, 1999

1 SPC: Statistical Process Control, azaz kb. statisztikus folyamatvezérlés. A mérések és az eljárások számszerûsíthetõ adatainak statisztikai elemzésévelés az ebbõl következtetett módszerekkel igyekszik egy-egy gyártmány pontosságát és annak szórását egy meghatározott tartományon belül tartani.

2 A Pareto-elemzés alapja az a megfigyelés, hogy a hibák (problémák) nyolcvan százalékát a hibaokok 20%-a okozza. Ezért a Pareto-elemzés során meg-határozott fõ hibaokok feltárására és elhárítására a rendelkezésre álló erõforrások 80%-át célszerû mozgósítani.

3 Ok-okozati ábrázolás. Az okok felsorolása, ábrázolása egy halcsontvázra hasonlít, ezért halszálkadiagramnak is nevezik. Lényege az okozathoz veze-tõ okok szemléletessé tétele. Ezt Dr. Kaoru Ishikawa alkalmazta elõször.

4 FMEA (Failure Mode and Effect Analysis) durván azt jelenti: meghibásodásimód- és hatáselemzés. Az eljárásban minden lehetséges okot, annak elõ-fordulási esélyét és kideríthetõségi valószínûségét veszi számba. Ebbõl számít egy kockázati tényezõt, amelyet a hibaokhoz rendel. Még egy rendkí-vül gyakorlott szakembereknél is rányomja a módszerre a bélyegét a szubjektív véleményalkotás, ezért az objektív kockázati számok mögött csekélya realitás.

5 Ezt a szörnyû kifejezést nem lehet igazán lefordítani. Arra utal, hogy egy okozatot utólagosan, szubjektív véleményalkotással vezetünk vissza valamelyokra, okokra, és ezt mintegy magyarázatképpen mutatjuk be.

6 Falszifikáció: itt a nemmegfelelõség igazolása. Egy tesztvizsgálattal nem igazolható egy alkatrész, anyag stb. használhatósága, hiszen számos tényezõt,elvárást nem is tudunk elõzetesen specifikálni. De az elõzetes elvárásoknak való nemmegfelelõség jól kimutatható. Ez a falszifikáció.

7 Verifikáció (igazolás) az az eljárás, amelyben a vizsgálat tárgyának megfelelõségét igazoljuk, az elõzetes elvárásaink szerint (megfelel a várt elõírásai-nak). Validáció (érvényesítés) során azt igazoljuk, hogy a vizsgálat tárgya alkalmas arra a célra, amelyre eredetileg szánják.

8 DoE: Design of Experiments. Kísérletek tervezése (és kiértékelése). A gyakorlatban a DoE szinte kizárólag a kísérletek statisztikai jellegû értékelésévelfoglalkozik, a kísérlettervezés és az elõzetes elvárások meghatározása ritkán kerül terítékre.

9 Elõször a Fordnál alkalmazott eljárás a Global 8D. Tulajdonképpen a lényege maga a process, vagyis a nem kellõen kreatív és kezdeményezõ-képességû dolgozók számára egy elõírás, folyamat meghatározása egy probléma lekezelésének lépcsõfokaira. Nagy elõnye, hogy dokumentáltságafolytán a megoldás érdekében tett lépések könnyen ellenõrizhetõek.

10 Ennek az elhanyagolása vezethet olyan bosszantó hibákhoz, hogy pl. egy CD-lejátszó a behelyezett hibás lemezt tizenhétszer kíséreli meg beolvasni,mielõtt lefagy a számítógép. Közben a lemez se ki, se be. A firmwareprogramozójának pusztán annyi visszajelzés kellett volna, hogy néha elõfordulegy-egy hibás CD-lemez.

11 RPN: Risk Priority Number, azaz kockázatisorrend-szám. Egy fiktív, elõzetesen becsült érték a meghibásodás kockázatának felmérése érdekében.

[email protected]

2007/1.

48


A kvarcoszcillátor-technológia egyikalapelve, hogy a kvarc vékonyodásávala frekvencia növekszik. A kristályoszcil-látorok gyártói ezért az egyre nagyobbfrekvenciás eszközeiket a kristály vas-tagságának csökkentésével, szögbenvágásával (AT vagy XT vágások), vagyMesa-struktúrák alkalmazásával igye-keznek elérni. E módszerek nem elha-nyagolható hátránya, hogy mindegyikrendkívül munkaigényes és költséges.Ezenkívül nagyobb kihívásokat támasz-tanak a gyártás alatti alkatrészkezelés-ben is, és ez hatással van a termék meg-bízhatóságára is. Az egyik megoldástúlhangolt kristályoszcillátort adott,amely az alapfrekvencia sokszorosávalmûködik. Bár ezekkel a túlhangolt osz-cillátorokkal elérhetõk a nagyobb frek-venciák, sokkal nagyobb körültekintésszükséges a kezelésükhöz, és nem sza-badulnak a „mechanikus” kristályosz-cillátorokban eredendõen meglévõ ala-csony megbízhatóságtól.

Ennél robusztusabb alternatíva, ha ahagyományos kristályoszcillátort azIDT™ valamely szilíciumalapú órajel-generátorával helyettesítjük. Az IDT ter-mékportfóliójában szerepelnek olcsó,kisfogyasztású, általános célú órajelgen-erátor-eszközök is a költségérzékeny al-kalmazások számára (set-top-box-ok,digitális televíziók, DVD-felvevõk, több-funkciós nyomtatók és egyéb végfel-használói termékek). Az új, szub-pikoszekundumos jitterû FemtoClock™sorozatú termékek célterülete a nagy se-bességû kommunikációs alkalmazások.

A szilíciumalapú óragenerátorok al-kalmazásának elõnyei gyártásban éstesztelésben is megmutatkoznak. AzIDT-termékvonal tartalmaz több in-cir-cuit programozható óragenerátor-esz-közt is frekvenciaszegélyezési képes-séggel. Ezekkel az eszközökkel a rend-szer stabilitása tesztelhetõ az órafrek-

vencia növekedésének függvényében,így a gyártók egyszerûen ellenõrizhetik,hogy a rendszerek elegendõ tartalékkalrendelkeznek-e a megbízható mûködésbiztosítása szempontjából. A szilícium-alapú megoldások kiszállítási ideje rá-adásul jelentõsen rövidebb, mint akristályoszcillátoros megoldásoké (kb.6 hét az IDT-megoldások esetében,szemben a kristályoszcillátoros megol-dásokra jellemzõ 10 … 12 héttel).

Kisebb kártyahelyigény és költségekegyedi megoldásokkal

Az IDT óraeszközökkel kétféleképpenis elérhetõ költségcsökkentés. Elõszöris: jellemzõen alacsonyabb egy szilíci-um óragenerátor kimeneti frekvencián-kénti darabára, mint kristályoszcillátoresetében, valamint a szilíciumgenerá-torok rugalmassága és programozható-sága csökkenti a teljes alkatrészszámot.Másodszor: az IDT és a hasonló gyár-tók gyorsan képesek az egyedi vásárlóiigények teljesítésére, amellyel adottesetben még tovább csökkenthetõk a

költségek nagy darabszámú alkalmazá-sokban is.

Vegyünk egy set-top-box készülé-ket, amely tartalmaz tíz kristályoszcillá-tort, egy feszültségvezérelt kristályosz-cillátort (VCXO-t), zérus késleltetésûpuffert és egy audio-óragenerátort (lásd1. ábra)!

1. ábra. Set-top-box idõzítõgenerátorai

Ahogy az órajel-frekvenciák szüntelenül emelkednek és az alkalmazásokegyre több és több különbözõ frekvenciájú órajelet igényelnek, a hagyo-mányos kvarcoszcillátorok is egyre inkább teljesítõképességük határáraérkeznek. Az Integrated Device Technology (IDT) szilícium idõzítõgenerá-torai ellenállhatatlan alternatívái lehetnek a kristályoszcillátoroknaknemcsak az olcsó, általános célú, hanem a nagy teljesítményû adatkom-munikációs, optikai hálózati vagy storage-rendszeralkalmazásokban is…

Szilícium kontra kvarc Idõzítési követelmények teljesítése új megközelítésben általános célú és nagy teljesítményû alkalmazásokban

JOSEF NEUBAUER

49


www.elektro-net.hu

Ha ezt a hagyományos konfiguráci-ót egy IDT-féle megoldással váltanánkfel, elegendõ lenne egyetlen integráltóraszintézer és egy VCXO (lásd 2. áb-ra). Ez tizenegyrõl mindössze négy da-rabra csökkenti az alkatrészigényt, érté-két tekintve pedig 5 dollárról 2 dollárra.

A költségmegtakarítások mellett aszilíciumalapú megoldások a kártya-hellyel is takarékosabban bánnak, ésnagyobb a megbízhatóságuk is. Egykristály és egy 8-lábú, MSOP-tokozásúoszcillátor kombinált helyigénye ha-sonló egy 5x7 mm-es felületszerelt osz-cillátor helyigényével, a szilíciumalapúeszköz nagyobb funkcionalitása pedigazt jelenti, hogy azok több oszcillátortis ki tudnak váltani.

Többszörös frekvencia- és feszültségkimenetek

Az IDT idõzítõkön kiválasztható szor-zók lehetõvé teszik többféle órajel elõ-állítását: eltérhetnek frekvenciájukban,tápfeszültségükben 1,2 … 3,3 V közöttugyanazon áramkörön belül. A szorzókrendkívül pontosak, a legtöbb eszköz 0ppm szintézishibával mûködik. A kime-neti frekvenciákat egyvégû LVCMOS/LVTTLvagy differenciális PECL/LVPECL/LVDS kimenetekkel állítják elõ. Néhány differenciális eszköz tartalmaz PCIExpress™-re optimalizált HCSL-kime-netet is az elektromágneses interferen-cia csökkentésére.

Megbízhatóbb mûködés és kisebb gyártási költségek

A szilíciumalapú óragenerátorok rugal-massága és programozhatósága azt je-lenti, hogy egy szimpla, standard, prog-ramozható IDT óragenerátor többfélealkalmazásban is használható, amellyeljelentõsen csökkenthetõk a raktárkész-letek és rövidíthetõk a kristályoszcillá-torokra sokkal inkább jellemzõ, hosszúkiszállítási idõk.

Az IDT óragenerátorokba olyanfunkciókat integráltak, amelyek nem-csak csökkentik a gyártási költségeket,hanem növelik a végtermék megbízha-tóságát is. A frekvenciahangolhatóságtámogatja a frekvenciaszegélyezést agyártás tesztfázisában is, amely vég-eredményben csökkenti a terepen ki-alakult hibák számát és a nagyobb tel-jesítményt órajel-túlhajtással is. A stan-dard, felületszerelhetõ SOIC, TSSOP,QSOP, TSOT-23 és QFN tokozású vál-tozatok lehetõvé teszik, hogy ezekkelaz oszcillátormegoldásokkal véglege-sen számûzhetõ legyen a hagyomá-nyos kristályoszcillátorok beültetéséhezszükséges kézi forrasztás.

Kisjitterû FemtoClock™ termékek nagyadatsebességû alkalmazásokhoz

Az új FemtoClock-termékcsalád tagjaitnagy adatsebességû alkalmazásokhoz,rendkívül alacsony fáziszajjal tervezték.

Az iparban szub-pikoszekundumos jit-terteljesítményt elsõként felmutatóFemtoClock-termékek legfontosabb fel-használási területei a távközlési, optikaihálózati és storage-alkalmazások.

Az IDT FemtoClock eszközök jel-lemzõ determinisztikus jitterteljesít-ménye 500 … 900 fs (femtoszekun-dum), amely páratlan a szilíciumalapúóragenerátorok tekintetében, és jelentõsfejlõdés az SAW szûrõk teljesítményé-hez képest. Támogatnak különféle há-lózati szabványokat, pl. 1, 2 és 4 Giga-bit Fibre Channelt, 1, 10 és 12 Gigabitethernetet, Serial ATA-t, SONET-et,SDH-t és XAUI-t.

Az IDT FemtoClock-alkatrészek kül-sõ órajel-referenciáról vagy még akár35 MHz-es, olcsó kristályról is elfogad-nak bemenetet. A szimpla kimenetûverziók helytakarékos, 3x3 mm-es, 8-kivezetésû TSSOP tokozásba kerülnek,míg a duál és quad kimenetû verziók 20és 24 kivezetésû TSSOP tokozást kap-nak. Egyetlen szimpla IDT FemtoClock-termékkel akár négy, drágább, nagy-frekvenciás oszcillátor váltható ki.

Fejlesztõeszközök

A FemtoClock-os rendszerek teljesít-ménybecslésére a mérnökök számáraegy kis helyigényû COR (kristályoszcil-látor-pótlás) demókártya áll rendelke-zésre, amely egy standard LVCMOS/TTLoszcillátor 5x7 mm-es helyére illeszthe-tõ. Segédlet mutatja, hogyan lehet egy8-vezetékes TSSOP IDT FemtoClockeszközzel diszkrét kristályokat kiváltaniaz eredeti helyigény megtartása mellett.

A szilíciumalapú óragenerátorok elõnyeinek összefoglalása

A szilícium óragenerátor alkalmazása ahagyományos kristályoszcillátorokkalszemben több elõnnyel is kecsegtet: na-gyobb funkcionalitás, rugalmasság,megbízhatóság és rendelkezésre állás,valamint lényegesen alacsonyabb da-rabár és kártyahelyigény lényegébenakármelyik nagy adatsebességû alkal-mazásban. A kristályoszcillátoroknál ki-sebb és olcsóbb, szimpla IDT eszköztöbb, akár különbözõ frekvenciájú ésfeszültségû kimenetet is meg tud hajta-ni. A választékában megtalálható azakár 9 darab, legfeljebb 250 MHz frek-venciájú, 1,2 … 3,3 V feszültségû kime-netet biztosító változat is. Léteznekszimpla végû és differenciális változa-tok is, zérus késleltetésû pufferrel is. AzIDT FemtoClock-sorozat az iparágbanelsõként volt képes 1 ps alá vinni a jit-terteljesítményt, amely új lökést ad atávközlési, optikai hálózati és storage-alkalmazásoknak.

2. ábra. Set-top-box idõzítése IDT-megoldással

[email protected]

2007/1.

50


Elektronikai megvalósítás

Modulok soros felfûzése

Az elektronikai megvalósításnál az egyikalapvetõ szempont a modularitás. Az ál-talános modulok tetszõleges sorrendbenés számban építhetõk be a rendszerbe,egy bizonyos kereten belül. A modulokszámát fõként az adatvonalak száma és afizikai méretek korlátozzák. A kommuni-kációs protokoll alapján az elvi határ255 modul. A modulok a jelen csillag-pontos felépítésben idõmegosztásosrendszerben használhatják a buszt, ezérta 255-ös elvi határ nem jelent gyakorlatikorlátozást, mivel ennyi modul eseténmár nagyon kevés idõ jutna egy modul-ra. Ezt a modularitást mind az elektroni-kai, mind a mechanikai megvalósításnaktükröznie kell.

Több lehetséges mechanikai megol-dás közül azt választottam, hogy mindenmodul bal oldalán a busz egy 25 pólusúcsatlakozón belép, majd a jobb oldalánegy másik 25 pólusú csatlakozón kilép. A belépõcsatlakozó „apa”, a kilépõ„anya”. Így a modulok tetszõleges sor-rendben egymás után kapcsolhatók, egyvonat vagonjaihoz hasonlóan.

Ha a modulokat vasúti kocsikhoz ha-sonlítottam, akkor a mozdony a buszve-zérlõ. A buszvezérlõ modul abban tér ela fentiektõl, hogy nincs bejövõ buszcsat-lakozója, tehát mindig a lánc kezdõpont-ján kell elhelyezni. A buszvezérõ azegyetlen fix, kötelezõ modulja a rend-szernek, a buszvezérlés mellett elõállítjaa tápfeszültségeket és az órajelet is. (5. ábra; balról jobbra a buszvezérlõ, egyPC-modul és egy processzormodul alkot-ja a prototípus-µCMC eszközt.)

A buszon megtalálhatóak a tápfe-szültségek, a föld, az órajel és az adatvo-nalak. A fentiek az adatvonalak kivételé-vel egyszerûen „átfolynak” a modulon,

tehát a kimeneti csatlakozó ugyanazonlábán lépnek ki, mint amelyiken a be-jövõcsatlakozón beléptek. Az adatvona-lak esetén ez nem igaz: itt minden modulleválasztja az elsõ két vonalat magának,a többit pedig kettõvel eltolva adja to-vább. Így ami a jelen modulnak a 3. és 4.adatvonala, az a következõ modul 1. és2. adatvonala lesz (6. ábra).

Emeletes felépítés

A fenti megvalósítás ideális a prototípusteszteléséhez: az egyes modulok nagyonkönnyen elérhetõk, egy összeállítás egy-szerûen szétszedhetõ, a modulok cserél-hetõek. Dobozolni azonban egy ilyenmegoldást nem igazán lehet, és az egyesmodulok rögzítése is nehezen megoldha-tó. Egy új berendezés fejlesztése során afenti, kényelmesen tesztelhetõ megoldásmellett célszerû a modulokat „emeletes”kivitelben is elkészíteni.

Ebben a kivitelben minden modul egyegység méretû, téglalap alakú szerelõla-pon helyezkedik el. A panelek négy sar-kán, definiált helyeken furatok vannak. Atéglalap egyik középvonala mentén, a kétszélétõl egyenlõ távolságban egy-egy csat-lakozó helyezkedik el. Az egyik a panelhátoldalán található, ez a busz bemeneticsatlakozója. A másik 180°-kal elforgatva,a panel alkatrészoldalán kerül elhelyezés-re. A tápfeszültségekre, órajelre, földre ésadatvonalak átadására, leválasztására éseltolására ugyanazok a szabályok érvé-nyesek, mint a soros felfûzés esetén.

Ebben az esetben azonban a modulo-kat nem egymás után csatlakoztatjuk, ha-nem egymás fölé. Az alsó modul a busz-vezérlõ. A többi modul tetszõleges sor-rendben és számban egymás fölé illeszt-

hetõ. A mechanikai rögzítést a négy furatbiztosítja: minden szint között négy táv-tartó helyezkedik el. Amennyiben egyszint magasabb, mint a busz csatlakozó-ja, egy tetszõleges hosszúságú flexibilistoldóelemet kell beilleszteni s hogy azilyen toldóelemek beszerelése egyszerûlegyen, a busz csatlakozóit célszerû a pa-nel széléhez közel elhelyezni (7. ábra).

Dobozolás esetén célszerû legalábbegy, vagy inkább két modulnak helyethagyni az oszlop tetején, amennyiben abuszon még van ennyi szabad vonal. Ígyviszonylag kis helypazarlással garantál-ható bizonyos szintû fejleszthetõség, fle-xibilitás.

Alaplap

Az elõzõ két megoldás nagy elõnye volt,hogy mindössze egyetlen kihasználatlancsatlakozó marad (az utolsó modul ki-menete) és az, hogy a buszvezérlõ mé-rete kevéssé függ a rákötött modulokmennyiségétõl. Természetesen ezek amegoldások is korlátozzák a maximáli-san felhasználható modulok számát, mi-vel minden modulnak dedikált adatvo-nalai vannak.

Ha az egyszerre beépíthetõ modulokszámát korlátozzuk, akkor kézenfekvõmegoldás az, hogy a buszvezérlõ egy„alaplap” legyen, amin minden modul szá-mára egy saját csatlakozó található (8. áb-ra). Ez a soros felfûzéshez képest könnyebbdobozolhatóságot biztosít, miközben azegyes modulok egyszerûbben cserélhetõk,mint az „emeletes” felépítés esetén.

Ennek a megoldásnak persze hátrá-nyai is vannak. Nyolc modul esetén márnehéz olyan kivitelt tervezni, ahol kényel-mesen hozzáférhetünk az egyes modu-lokhoz pl. mérõzsinórral. Ha egy adottmodulszámra elkészítjük az alaplapot,miközben egy adott tényleges berende-zésben csak feleannyi modulra van szük-ség, akkor elég sok helyet pazarolunk. Hapedig az adott berendezés „kinövi” a ren-delkezésre álló helyet, nem elég a doboztlecserélni, új alaplapot is kell építeni.

Processzormodul, I/O modul

A processzormodul feladata az, hogy he-lyet adjon egy kontrollernek, amely csaka busszal kommunikál. Késõbb persze ez

5. ábra. Sorosan felfûzött modulok (prototípus)

7. ábra. Emeletes felépítés

µCMC, a mikrokontroller-alapúmoduláris vezérlõ (3. rész)

IFJ. PÁLINKÁS TIBOR

6. ábra. A busz felépítése

51


www.elektro-net.hu

kiváltható olyan modullal is, amely márvalódi processzort tartalmaz, de egyszerûvezérlési feladatoknál elegendõ egy kon-trolleres processzormodul is. Az alábbi-akban egy univerzális, kis kapacitásúprocesszor- és I/O modult mutatok be.

A szoftver

A feladat egy olyan firmware elkészítése,amelyet a modul gyártásakor égetünk akontrollerbe. Mivel a 2. réteg virtuális szá-mítógépe elegendõ flexibilitást hagy azadott feladat elvégzéséhez szükséges szoft-ver megírására, ezt a firmware-t valószínû-leg a kész modulon már nem kell módosí-tani. A szoftver fõ feladatai (egy modul ál-talános feladatai szempontjából; 9. ábra):

megszakítások kezelése,a busz kezelése,a virtuális számítógép futtatása,felület a külsõ Miniprog-parancsok il-lesztésére.Az alábbiakban ezen feladatok szoft-

veres megvalósítását ismertetem. Jelenesetben a processzormodulról van ugyanszó, de a többi általános modul program-ja is nagyrészt megegyezik ezzel, a mo-dulok közötti szoftveres különbséget akülsõ Miniprog-parancsok adják.

A megszakításkezelés lényege az,hogy inicializáláskor engedélyezzük azt,hogy a kontroller bizonyos eseményekbekövetkezésekor megszakítást generál-jon. A megszakítást kiszolgáló rutin fel-adata, hogy a státusbitek elemzésével ki-derítse, hogy pontosan mi váltotta ki amegszakítást, majd a kiváltó ok szerintegy másik alprogramot hívjon az ese-mény kezelésére.

A kiváltó okok közül talán a legfonto-sabb az, ha a kontroller USART egységé-nek bejövõ üzenetpuffere megtelt, tehát a buszról a kontroller sikeresen olvasottegy bájtot. Ilyenkor a bájtot a program tá-rolja a bejövõ üzenetpufferben, majd avárt üzenet hosszától függõen cselekszik.Ha az imént beolvasott bájt még az üze-net fejlécét képezi, akkor további bájto-kat kell olvasni. Ha az adat már a csatol-mány része, akkor azt kell ellenõrizni,hogy az új adat csatolása után a csatol-mány összmérete eléri-e a fejlécbenmegadott hosszat. Amennyiben igen, si-keresen betöltöttünk egy teljes üzenetet,így a vezérlést átadhatjuk az üzenet fel-dolgozására írt szubrutinnak.

Az üzenet feldolgozása a parancsbájtelemzésével kezdõdik. A parancsok egyrészét (szinkronizációs parancs, adat-blokk le- vagy feltöltés) a virtuális számí-tógép számára továbbítjuk, más részeithelyben dolgozzuk fel. A feldolgozásután a fogadópuffert ürítjük, hogy a kö-vetkezõ üzenetnek helyet adjunk.

A virtuális számítógép futtatásához amemóriában egy regisztertáblára egyolyan alprogramra, van szükség és melyképes a Miniprog-utasításokat interpretál-ni. Magát a Miniprog-programot a beépí-tett EEPROM elején tároljuk. A virtuálisszámítógép a státusregiszter állapotaiszerint vagy vár (pl. bejövõ adatra, szink-ronjelre vagy egy N utasítás végére), vagybeolvassa és értelmezi a következõ utasí-

tást. A beolvasás az utasítás címének ki-számolásával kezdõdik, majd ennekeredményét felhasználva a 3 bájtos utasí-tást átmásoljuk egy átmeneti tárolóba. Er-re két okból van szükség: a RAM-ból egy-szerûbb és gyorsabb elérni az utasítást,másrészt néhány utasítás egyes operan-dusait futás közben átmeneti tárkénthasználja. Ilyen esetben az EEPROM-írásnagymértékben lassítaná a parancs futá-sát. Ráadásul az átmeneti tárként hasz-nált operandus értéke az utasítás lefutásátkövetõen elvész nem marad meg az uta-sítás következõ futására, így a hibakere-sés is egyszerûbbé válik.

Az elektronika

Ahhoz, hogy a modulok elõállítása egy-szerû és olcsó legyen, a buszvezérlésremindehol azonos típusú kontrollert hasz-náltam, így a processzormodulon is. A processzor- és I/O modulokon a legegy-szerûbb kivitel esetén további kontrollerrenincs is szükség. A tápellátás és az órajelösszesen 4 lábat köt le, a busz további ket-tõt. Ez azt jelenti, hogy egy processzormo-dulba épített kontroller 18 lába közül 12kihasználatlan maradna. Ezt elkerülendõ,a processzor és az I/O modulok szoftvere-sen teljesen azonosak, sõt a panel is egye-zik, csak a beültetés különbözõ. Az aláb-biakban ismertetem a három eltérõ beülte-tés nyújtotta elõnyöket és hátrányokat.

Processzor, LED-ekkel és kapcsolókkal(11. ábra)

A panelba beültetünk hat LED-et és egyhattagú DIP kapcsolósort. Opcionálisanegy hetedik kapcsoló is megjelenhet,jumper formájában. A K1 vagy hatástalan,vagy a resetfunkció szerepét tölti be.Utóbbi esetben az adott processzor önál-lóan reszetelhetõ.

8. ábra. Modulok egy közös alaplapon

9. ábra. Egy modul feladatai

10. ábra. A memóriafoglalások11. ábra. A LED-ekkel és DIP-kapcsolókkalkiegészített processzormodul

[email protected]

2007/1.

52


A kivitel elõnye, hogy a processzor le-hetõséget kap az állapotának visszajelzé-sére, a kapcsolókkal pedig konfigurálha-tó a program. Mivel a LED-ek a panelonhelyezkednek el, ezért azokat és a kap-csolókat az összeszerelés és élesztés sza-kaszára szánom, de segíthetnek a hibake-resésben is. Egy összeállított, bedobozolteszköz esetén a felhasználó kívülrõl nemfér hozzá a kapcsolókhoz, nem láthatja aLED-eket. (Persze a LED-ek és a kapcso-lók kivezethetõek az elõlapra egyesével,azonban ez nem szerencsés megoldás.Ha ilyesmire van szükség, célszerûbb azI/O modult használni)

Processzor, „csupasz” kivitel

A panelba csak a kontrollert ültetjük be.Amit nyerünk, hogy nem kell külön pa-nelt tervezni a modulnak.

I/O modul, 1. kivitel

Az elõbbi ábra szerinti kapcsolásnál,amelynél a panelba LED-ek helyett átve-zetéseket ültetünk, az RA1 ellenállássortpedig egy csatlakozóra (CN2) cseréljük,hogy a LED-eket elõlapra vezethessük.Ügyeljünk rá, hogy minden LED-del sor-ba kössünk egy ellenállást az elõlapi pa-nelon! A DIP kapcsolósor helyett szinténegy csatlakozósor ültethetõ be, itt ellenál-lások nélkül vihetõek a kapcsolók/nyo-mógombok az elõlapra, mivel az RA2 el-lenállássor beültetésre kerül. Opcionáli-san beültethetõ egy CN1 csatlakozó is,ebben az esetben az elõlapra vihetõ a +5 V-os tápfeszültség, illetve a GND.

A panelen a LED-ek helyett átkötése-ket vagy jumpereket kell beépíteni.Jumperek esetén hardveresen letilthatóakaz egyes LED-ek (dobozolás elõtt).

A megoldás elõnye, hogy két vagy há-rom csatlakozóval az összes kezelõ- ésvisszajelzõ szerv kivezethetõ egy elõlapra.Az RA1/CN2 csatlakozónál (LED-ek kive-zetése) kettõvel több furat található a pa-nelen, így hatpólusú helyett nyolcpólusúcsatlakozó is beültethetõ. Így elkerülhetõ,hogy szereléskor a kapcsolók és a LED-ekcsatlakozója összekeverhetõ legyen.

I/O modul, 2. kivitel

Ezt a megoldást akkor célszerû választa-ni, ha nincs mód az elõlapon egy kis pa-nel elhelyezésére, mely a LED-eken kívülaz ellenállásokat is tartalmazza. Ez az I/O modul 1. kiviteléhez képest annyiváltozást jelent, hogy nem az RA1/CN2helyett építünk be egy csatlakozót, ha-nem az egyes LED-ek helyett. Sajnos, ezazzal a hátránnyal jár, hogy 1 … 6 dbkétpólusú csatlakozót kell beépítenünkegyetlen hatpólusú helyett. Az ilyen csat-lakozók sorrendjét könnyebb összeke-

verni és a huzalokat nehezebb esztétiku-san elvezetni. Ez a megoldás mégis igenelõnyös lehet, ha csak egy vagy két LEDkivezetésére van szükség.

PC-modul

A PC-modul (12. ábra) feladata kettõs.Egyrészt lehetõséget ad arra, hogy egy PCa rendszer egy moduljaként viselkedjen.Így lehetõvé válik a PC-hez illesztett mû-ködés, vagy tesztelhetõ a buszvezérlõ,esetleg hibakeresési vagy diagnosztikaicéllal kiváltható egy modul PC-vel. A má-sik feladat az, hogy maga a PC lehessena buszvezérlõ egy modul számára. Ilyen-kor a PC-modul után kapcsolt elsõ modulnem a központi buszvezérlõre csatlako-zik, hanem a PC-re. Ez nagy segítséget je-lent az egyes modulok tesztelésében.

A modulon 2 db 9 pólusú csatlakozótalálható. Az egyik a kliensként való fel-használás esetén kapcsolandó a PC-re, amásik a buszvezérlõ-üzemmódban. A kétüzemmód mûködhet együtt is. Ilyenkor aPC két soros portját vesszük igénybe.Amennyiben a két port között másoljukaz adatokat, gyakorlatilag lehallgathatjuka buszvezérlõ és az adott modul közöttikommunikációt, sõt akár meg is változ-tathatjuk azt.

A buszvezérlõ mód 2 jumper segítsé-gével választható ki. Alapállásban a PC-modul után kapcsolt modul az eredetibuszvezérlõtõl kapja a jelet, így a PCbuszvezérlõ-csatlakozója nem bekötött.Ez módosítható a jumperek átállításávalúgy, hogy a PC kapcsolódik a következõ

modulhoz, az eredeti buszvezérlõ pedignem csatlakoztatott modult lát a követke-zõ modul helyén.

Elektronikai szempontból ez a modulegy egyszerû szintillesztõ. A modulokegymás között TTL-szintet használnak azRS–232 kommunikáció lebonyolítására,miközben a PC felé ±12 V-os jelszintenkell az adatokat átvinni. A probléma igenegyszerûen áthidalható egy MAX232 fel-használásával, amely négy független csa-tornán biztosít szintillesztést úgy, hogyeközben csak +5 V-os tápfeszültségrevan szüksége. Mivel handshake-et nemimplementáltam, a négy csatorna fel-használásával egy darab MAX232 segít-ségével megoldható mindkét funkció.

Buszvezérlõ

A buszvezérlõ feladata is kettõs: egyrésztezen a modulon található az az elektro-nika, mely a tápfeszültségeket és az óra-jelet szolgáltatja az összes többi modulszámára, másrészt a felelõs a modu-lok közti kommunikáció biztosításáért(13. ábra).

A modulok címzését egy multiplexerés egy demultiplexer biztosítja. Ezek se-gítségével a kontroller kiválaszthat a bu-szon egy adott érpárt, tehát bármelyikmodult megcímezheti. Ezért fontos, hogybootoláskor a buszvezérlõ feltérképezze,hogy mely érpárokon található mûködõmodul: futás közben már csak ezeket kellciklikusan lekérdeznie.

Diagnosztikai célból a modulon he-lyet kapott még egy multiplexer, mely amodulok számának megfelelõ számúLED-et hajt meg. Futás közben errõl a ki-jelzõrõl az olvasható le, hogy mely érpá-rokon talált a buszvezérlõ bootoláskormodult. Ha a buszvezérlõ elakad, akkorpedig láthatóvá válik, hogy melyik mo-dullal állt kapcsolatban akkor, mikor a hi-ba bekövetkezett.

A buszvezérlõbe égetett szoftver a vir-tuális számítógépet leszámítva mindentátvesz a processzormodulból: a megsza-kításkezelõt, a soros kommunikációt, azüzenetpuffereket. A pufferek kezelésébennagyobb az eltérés: kijövõ és bejövõüzenetpufferek helyett általános puffere-ket implementáltam. Ezek üres állapot-ban bejövõpufferként viselkednek, teli ál-lapotban kimenõként. Az érkezõ adatokfogadásakor egy új üzenetet mindig azelsõ szabad pufferbe kell tölteni. A puffe-reknek speciális jelzõbitjei vannak, me-lyek meghatározzák, hogy mely modu-loknak kell az adott üzenetet elküldeni.Ez egy megfelelõ hosszúságú regiszter,amelyben minden bit a helyértékénekmegfelelõ modult jelenti. Jelen prototípusnyolc modul fogadására alkalmas, ezértegy nyolcbites regisztert használok erre acélra. A beolvasott üzenet címzett mezõ-

12. ábra. PC-modul, RS–232 illesztõ áramkörrel

53


www.elektro-net.hu

jébõl és a bootoláskor feltérképezett mo-dulok címeibõl elõállítható egy olyan bit-sorozat, amelyben az összes címzett mo-dul helyértékén 1 áll, a többi helyen pe-dig 0. Az egyes modulok lekérdezésekora buszvezérlõ ellenõrzi a puffereket, haazok elküldendõ üzenetet tartalmaznakés a modulhoz rendelt bit 1, az üzenetetelküldjük a modulnak. Ha az fogadta azüzenetet, a modul jelzõbitjét nullára állít-juk. Ha a címzettek mezõje nullára csök-ken, az üzenetet már minden címzettmodulnak elküldtük, tehát a puffert ürít-hetjük. Ezenkívül minden puffernek vanegy TTL-mezõje is, egy másik nyolcbitesregiszter. Miután a buszvezérlõ végzettegy lekérdezési ciklussal (tehát az összesmodult lekérdezte egyszer), a nem üres

pufferek TTL-jét egyel csökkenti. Ha aTTL-mezõ értéke nulla, az üzenetet akkoris töröljük, ha azokat még nem fogadtaaz összes modul. Így elkerülhetõ az,hogy a pufferek telítettsége miatt lehetet-lenné váljon a rendszer mûködése.

Továbbfejlesztési lehetõségek

Szoftver

Az egyes modulokban sok parancsot kellmég implementálni. Az XML-t ki kell bõ-víteni úgy, hogy a modulok hivatkozhas-sanak egymásra név szerint is, ne kelljensorszámmal definiálni õket.

A szimulátorban implementálni kelle-ne a külsõ hibákat is: adatátviteli zajokat,

egyes modulok spontán újraindulását, in-gadozó frekvenciájú órajelet stb.

Adatblokkok átküldésénél lehetõségetkell adni valamilyen visszaigazolásra,hogy a busz átmeneti terheltsége miatt neveszhessenek el mérési adatok.

Hardver

Eddig a buszvezérlõn kívül sajnos csakkét modul megépítésére volt lehetõsé-gem (PC-, ill. processzormodul; ezt azösszeállítást mutatja az 5. ábra). Minden-képpen szükség lenne A/D-, D/A- ésszámlálómodulokra is. Hasznos lenneegy komolyabb processzormodul is, va-lódi mikroprocesszorral.

A prototípus alapegységeit a könnyûtesztelés érdekében felfûzött kivitelbenépítettem meg. A rendszer elsõ „éles” fel-használása elõtt mindenképpen ki fogompróbálni az emeletes felépítést is.

Megjegyzés

* Akár a páros, akár a páratlan modulokat je-lezhetjük, a hatás ugyanaz. A lényeg, hogyminden második modult jelezzük.

További információ: ifj. Pálinkás Tibor

[email protected]

13. ábra. A komplett buszvezérlõ

Irodalom:Mûszerügyi és méréstechnikai

közlemények, 2001/68.Dr. Kónya László:

Mikrovezérlõk alkalmazástechnikája – PIC mikrovezérlõk, 2003.

Sid Katzen: The Quintessential PIC Microcon-troller, 2001.

A PIC16F648A adatlapja (http://www.microchip.com)

Dr. Almássy György: Elektronikus készülékek szerkesztése,(MK, 1979)

TEXAS TTL-receptek (MK, 1976)

Megrendelés és részletek a honlapon!

Csak a postaköltséget kell fizetned!

Elõfizetés egy évre nappalitagozatos hallgatóknak: 999 Ft

[email protected]

2007/1.

54


Az elsô részben közölt összefoglaló be-mutató után foglalkozzunk röviden a Pro-peller-programozásával. Minden Propelleralkalmazás egy bináris kódra lefordítottfelhasználói program, ami a PropellerRAM-jában vagy EEPROM-jában helyez-kedik el. Ezek az alkalmazások vagy aPropeller Spin programnyelvén (magasszintû nyelv) és/vagy Propeller Assembler-ben (alacsony szintû nyelv) van megírva.

A szöveges Spin-programkódot akövetkezôkben bemutatásra kerülôPROPTOOL-program önállóan értel-mezhetô egységekké, ún. bájtkódok-ká, más néven tokenekké alakítja,amit a SYSRAM-ba történô letöltésután a COG-okba betöltött Spin Inter-preter értelmez, és hajt végre. A szöveges Assembler-programkódota PROPTOOL-ban lévô assembler gé-pi kódú utasítások sorozatává alakítja,amit a SYSRAM-ba történô letöltésután a COG-okba betöltve közvetle-nül futtat a COG CPU-egysége.

A Propeller Spin Interpreter a boo-tolási folyamat során minden esetben be-töltôdik az alkalmazás futtatása elôtt.Ezért minden alkalmazásnak tartalmaz-nia kell egy minimális méretû indító spin-programkódot, míg a további rész Spin-ben, illetve Assemblyben megírt prog-ramrészeket tartalmazhat.

Ha a bootolási folyamat befejezôdik,és az alkalmazás futása elindul a COG0-ban, minden további tevékenységet azalkalmazás futása határoz meg. Az alkal-mazás felügyeli és módosíthatja a belsôórajel-frekvenciát, az I/O-használatot, aregiszterek konfigurálását és azt, hogymikor és hány COG fut.

A Propeller programfejlesztôi környezete:a PROPTOOL

A mérnökök a Parallaxnál sok fejlesztésikörnyezetet használtak az elmúlt, többmint 20 éves idôszakban. Használat köz-ben rengeteg tapasztalat gyûlt össze, ésezek felhasználásával készült a PC-n fu-tó, ingyenesen letölthetô Propeller Tool(továbbiakban PROPTOOL) integráltfejlesztôi környezet (IDE), amely a Pro-peller tokok egyszerû és olcsó fejlesztô-eszköze. A gyors fejlôdést jelzi, hogy je-lenleg már az 1.0-ás verziója tölthetô le.

A PROPTOOL fejlesztôi környezetegyetlen futtatható állományból áll, né-

hány on-line súgófájllal és a mindenki ál-tal felhasználható Propeller-könyvtár-ál-lományokkal kiegészítve. Mindezek afájlok abban a mappában jelennek meg,amelyet a telepítés során megadtunk. Ezalapértelmezés szerint:

C:\Program Files\ParallaxInc\Propeller Tool v1.0\ A PROPTOOLfuttatható állománya, (Propeller.exe) aszámítógép bármelyik mappájába másol-ható, illetve bármelyikbôl futtatható,nincs szüksége speciális rendszerfájlokra.

Mindegyik könyvtár- (library-) állo-mány (ezek a *.spin kiterjesztéssel ren-delkezô állományok) egy független ob-jektum, amelyek felhasználhatóak a Pro-peller-fejlesztések során, a forráskódok-kal és a beépített dokumentációvalegyütt. Ezek egyszerû szöveges állomá-nyok ANSI- vagy Unicode-kódolással,amelyek minden olyan szövegszerkesz-tôvel szerkeszthetôek, amelyek támogat-ják a fenti kódolásokat, mint például aJegyzettömb a Windows 2000 (és aztkövetô) operációs rendszerben.

A használhatóságot növeli az a tény,hogy egy objektum dokumentációját ma-gában az objektumfájlban szerepeltethet-jük, és a 6. ábrán leírtak szerint négy lát-ványmódban jeleníthetjük meg. Ezért azegy objektumhoz tartozó felhasználóidokumentációt közvetlenül az objektumforrás állományába célszerû elhelyezni.Így kevesebb állományt kell karbantarta-

ni, és nagyobb valószínûséggel marad adokumentáció szinkronban a forráskód-dal. Lehetséges létrehozni a forrásmeg-jegyzések két típusát:

kódmegjegyzéseket (a forráskód egyrészének magyarázata), illetve adokumentummegjegyzéseket (szin-tén kódfeljegyzés, de azzal a céllal,hogy a „dokumentációnézetben” le-hessen elolvasni). A „dokumentáció-nézet” mód segítségével lehet a Pro-peller Tool-ban egy objektumdoku-mentációról kivonatot készíteni azobjektum forráskódjából, megtekin-tés céljából. Lehet használni egy külön kialakított

betûtípust, a Parallax betûtípust, amibenvannak olyan speciális karakterek, ame-lyek segítségével az objektum dokumen-tációja ellátható vázlatrajzzal, idôdiag-rammal és táblázatokkal. A Parallax be-tûtípus egy True Type betûtípus, amelyeta Propeller Tool futtatható állományábabeépítettek. A betûtípus megjelenésepontosan olyan, mint amely a Propellertok ROM-jában megtalálható. A betûtí-

pust használva akár a 7. ábrán láthatórajzokat is el tudjuk készíteni.

Propeller-utasítások

A Propellerben lévô nyolc azonos pro-cesszor 32 bites utasításokat hajt végre,amelyek a COG-ok memóriaterületén az512 duplaszavas COGRAM-ban helyez-kednek el. Három fontos megjegyzés:

Mivel a megcímezhetô memória 512LONG, ezért az operandusok címzé-sére 9 bit elegendô.A SYSMEM, aminek bájtos címzése 16 bitet, szavas címzése 15 bitet, ésLONG-os címzése 14 bitet igényel,ezért elérése csak indirekt címzéssel le-hetséges: vagyis az utasításban szerep-lô 9 bites regiszter tartalma fogja meg-határozni azt a címet, amivel a SYS-MEM memória egy elemét elérhetjük. A programok RAM-ban futnak, ezértlehetséges az utasításokat közvetlenülátíró, ún. önmódosító kódok alkalma-zása. Vagyis a hatékonyabb programo-zás érdekében olyan programokat ír-hatunk, aminek a programkódját ma-ga a program változtatja meg!

6. ábra. PROPTOOL = PROPELLER IDE

7. ábra. Parallax fontokkal „rajzolt” ábrák

A Propeller programozása (2. rész)

DR. KÓNYA LÁSZLÓ

55


www.elektro-net.hu

Az utasítások felépítése

Az utasítások 32 bit hosszúságúak, ésmezôkre osztott bitcsoportokkal lehetõket leírni. Az utasítások felépítése: aszokásos mûveleti kód–operandus felépí-tést néhány, hatékonyságot növelô meg-oldással egészítették ki:

Az, hogy az utasítás végrehajtása so-rán állítsa a zérus (z) és átvitel (c)jelzôbiteket, illetve az utasítás eredmé-nye a célregiszterbe kerüljön, rendre a25.,24. és 23. bitek értéke szabályozza.

Az utasítás formátum tartalmaz egy„Végrehajtási feltételek” jelzôbitcsopor-tot, amelyek NEM a processzor jelzôbit-jei, de jelzik, hogy mely processzor-jelzôbitek lesznek frissítve, mikor az uta-sítást végrehajtjuk. Ezt a VÉGREHAJTÁSIFELTÉTELEK itt nem részletezett tábláza-tában található feltételek határozzákmeg. Ez az utasításfelépítés egy belsô fel-tételes utasítás-végrehajtást takar, és na-gyon hatékony programírást tesz le-hetôvé.

Az utasításkészlet részletes bemutatá-sa helyett csupán megemlítjük, hogy másassemblerekhez hasonlóan, vannak as-sembler-direktívák, és a multprocesszo-ros mûködés miatt vannak a HUB-hozkapcsolódô, illetve a COG-ok ALU-játmûködtetô utasítások.

Propeller-objektumok, -alkalmazások – mi az objektum?

A Propeller Spin nyelve objektumalapú, éslényegében minden Propeller-alkalmazásalapja. Az objektumok valójában olyanmódon megírt programok, amelyek: 1.) önállóan mûködô egységek, 2.) elvégeznek egy konkrét feladatot, és 3.) újrafelhasználhatók más alkalmazá-

sokban.

Például: a billentyûzetobjektum ésegérobjektum mindegyike Propeller Toolprogram része. A billentyûzetobjektumegy olyan program, ami a Propeller és aszabványos PC-billentyû összekapcsolá-sát teszi lehetôvé. Hasonlóan az egérob-jektum a szabványos PS2-es egérillesztéstbiztosít a Propellerhez. Ezek az objektu-mok gondosan megírt, önálló progra-mok, amelyeket más objektumok, alkal-mazások felhasználhatnak.

A létezô objektumok felhasználásávalegy újabb alkalmazást lehet elkészíteni.Például: egy alkalmazás tartalmazhatja

mind a billentyûzet- mind az egérobjek-tumot, és néhány soros kóddal kiegészít-ve egy alapfelhasználói interfész készít-hetô. Mivel az objektumok önállóak éstartalmaznak egy rövid programillesztést,az alkalmazást fejlesztôknek nem kell fel-tétlenül tudniuk, hogy egy objektum ho-gyan hajtja végre azt. Egyik fejlesztô általmegírt objektumokat különbözô alkal-mazásokban más fejlesztôk is könnyenfelhasználhatnak.

A Propeller-objektum a Spin-kódbólés esetleg Propeller Assembly-kódból áll.

Az egyszerûség kedvéért továbbiakbanezeket „objektum”-nak hívjuk.

Az objektumok „spin” kiterjesztésûfájlként vannak a számítógépben tárolva,ezért a fájlokra mindig objektumként te-kinthetünk. Minden objektum az alkal-mazások építôköve. Egy objektum egyvagy több más objektumot felhasználhatazért, hogy létrehozzunk egy bonyolul-tabb alkalmazást.

Ezeket nevezzük hivatkozásoknak.Amikor egy objektum hivatkozik másikobjektumra, az egy hierarchiát alkot,ahol a legfelsô szinten is van egy objek-tum. A legfelsô objektum neve: „LegfelsôOjektum-fájl” (Top Object File), és ez akezdôpont az alkalmazás forditásakor.

Az ábrán a Grafikus Demo-objektumhivatkozik három másik objektumokra:tv, grafika, egér, ha a Graphics Demo-ob-jektum lesz a legfelsô szint.

A legfelsô szintû objektumfájl és abenne hivatkozott másik három objek-tum együttes lefordítása után kapott prog-ramot hivják Propeller-alkalmazásnakvagy röviden „alkalmazásnak”. Az alkal-mazás egy vagy több objektumból áll, ésvalójában egy speciálisan összeállitottbináris adathalmaz, ami végrehajthatókódból és adatból áll, és a Propeller ké-pes futtatni. Amikor letöltjük az alkalma-zást, az vagy a SYSRAM-ba, vagy a külsôEEPROM-ba kerül. Futtatáskor ezt egy,vagy több COG fogja futtatni.

Spin értelmezô (interpreter)

A SPIN az a magas szintû nyelv, amellyela Propeller programozható. Chip Graceyfejlesztette ki, aki szeretett volna megal-kotni egy könnyen használható nyelvet,amely egyszerû szintaxis szerint felépülô,könnyen kezelhetô utasításokkal dolgozik.

Magára a nyelvre a Pascal, a BASIC és azAssembly nyelv elvei hatottak. Amikor az

9. ábra. Objektumok hierarchiája

8. ábra. Propeller-objektum

32 bites utasítások felépítéseMûveleti Z flag C flag Eredmény Forrás Végrehajtási Célregiszter Forrás

kód frissítés frissítés frissítés # feltétel regiszter31..26 25 24 23 22 21..18 17..9 8..0

iiiiii z C r i cccc ddddddddd sssssssss

I. táblázat

[email protected]

2007/1.

56


integrált fejlesztôi környezetben (IDE)SPIN nyelven programozunk, a SPIN-kódún. BYTE-kóddá fordítódik (szoktuk ezttokenizálásnak is nevezni), amely ezutánbeíródik a fejlesztôben kialakított 32 Kbáj-tos programterületre, és ezt végül közvet-lenül a Propellerbe töltjük.

Propeller futási idôben mûködôértelmezôje (interpreterje) miatt a spinbájtkódja meglehetôsen terjedelmes, aspinprogram egyetlen sora 20-40 ASM-utasítást eredményezhet a végrehajtás so-rán. A bájtkódra fordító program a kódotbizonyos mértékben optimalizálja.

Emiatt a SPIN használatakor vigyáznikell arra, nehogy túl gyorsan elfogyasz-szuk a memóriát.

A SPIN nyelv számos függvényt hasz-nál, és a függvényeket fájlokban tárolja.Ennek megfelelôen készíthetünk olyanSPIN-objektumfájlt, amely szubrutinok,adatok és más elemek gyûjteménye, egymásik programhoz hozzászerkeszthetô(include), ezáltal az objektum függvényeimeghívhatóvá válnak. A nyelv beljebbkezdéseket használ a blokkszintek meg-jelölésére, „begin” és „end” szimbólu-mok nincsenek. A változók és függvé-nyek elnevezései azokat a szabályokatkövetik, amelyeket a legtöbb magas szin-tû nyelvben megszokhattunk, alfanume-rikus karaktereket és aláhúzásokat egy-aránt tartalmazhatnak.

Egy SPIN-program tartalmazhat kons-tansokat, változókat (globals), (más fáj-lokból behívott) objektumokat, public-tí-pusú függvényeket és változókat, private-típusú függvényeket és változókat, végülpedig egy adatszegmenst (általában aprogram végén).

Spin blokktípusok

Az alábbiakban a különféle blokktípuso-kat ismertetjük.

Fontos, hogy a blokktípus deklarálásaután az adott blokktípus érvényben ma-rad mindaddig, amíg nem szerepel újabbblokktípusmegadás a programban.

CON: a CON blokk-kijelölô, állandókatdefiniáló blokkot nyit meg. Itt helyezhet-jük el az állandóinkat, amelyeket a fordí-tó feloldja, vagyis külön tárhelyet nemfoglal.

VAR: VAR blokktípus-jelölô használataután változókat definiálhatunk. Ezek aSYSRAM-ban foglalnak helyet, és nem aCOGRAM-ban. Definiálhatunk BYTE-okat (8 bit), WORD-öket (16 bit) vagyLONG-okat (32 bit). Programindításkorminden VAR kezdôértéke 0.

OBJ: az OBJ blokktípus-jelölô az objek-tumok beillesztését lehetôvé tévô terüle-tet nyit; ez az, ahol importálhatunk ésmegnevezhetünk más fájlokban lévô ob-jektumokat. Ezek az objektumok a fordí-tás ideje alatt illeszkednek be, és válnaka programunk részévé. Jegyezzük megazt is, hogy nem számít, hányszor impor-tálunk egy objektumot, a kód csupán egypéldányban kerül beillesztésre! PUB: a PUB blokktípus-jelölôvel public-típusú függvényt hozhatunk létre, amelya fájl tartományán kívülrôl is elérhetôazon objektumok számára, amelyek im-portálják a PUB-ot tartalmazó fájlt. A SPIN-programok végrehajtása mindig a legfelsô szinten elhelyezkedô fájlelsôként felfedezhetô PUB bejegyzésénélkezdôdik, vagy amennyiben a programegyetlen fájlból áll az abban találhatóelsô PUB-bejegyzésnél. PRI: szintaxisa és használata megegyezika PUB-éval. A PRI blokk-kijelölôvel loká-lis típusú függvényt hozhatunk létre,amelyet az adott objektum tartományánkívülrôl nem érhetnek el más objektu-mok. DAT: a DAT blokk-kijelölô egy adatszeg-mens kezdetét határozza meg, amely a következô blokktípus-kijelölôig tart. A DAT-szegmenseket adatok és tábláza-tok definiálására használjuk a SPIN-ben.A DAT-szegmensek ASM-kódok megadá-sára is szolgálnak, amihez deklarálnunkkell egy DAT-szegmenst, majd pedig el-helyezzük az ASM-kódunkat. Ennek az

az oka, hogy az ASM-kódot a fordítóadatként látja, ezért egyszerûen a végle-ges objektumba „olvasztja”, majd pedigegy adott helyen átadjuk egy COG-mo-dulnak. Jegyezzük meg, hogy egy DAT-szegmensben definiált ASM mérete soha-nem lehet nagyobb 512 LONG-nál (való-

jában 512-16 LONG-nál, a COG-modu-lok memóriájának végén elhelyezkedôregiszterállományok miatt).

Mintaalkalmazás elemzése

Az elôzô részben illusztációként bemuta-tott mintaalkalmazást megmutatjukkülönbözô nézetekben (12–16. ábrák).

Az ábrákon jól követhetô a megjele-nített információtartalom változása.

A program a SPIN-program külön-bözô részeit más és más szinnel megkü-lönböztetett háttérrel jelzi.

A CON-blokkban adjuk meg a prog-ram állandóit, jelen esetben az órajeletleíró konfigurációt. Esetünkben ez

10. ábra. Spin mûködése

12. ábra. Teljes forrás nézet

11. ábra. Egy SPIN-program grafikus ábrázolása

57


www.elektro-net.hu

5 MHz-es kistály PLL áramkörrel 16-szo-rozva, ezek szerint az órajel-frekvencia 80 MHz!

A VAR szekcióban adjuk meg a prog-ramunk változóit, ezeknek mindegyike32 bites (LONG) típusú.

Az OBJ területben a külsô objektum-fájlok vannak felsorolva. Mindegyiknekvan egy programbeli belsô neve, és a ket-tôspont után adjuk meg a külsô objek-tumfájl nevét (.spin-kiterjesztés nélkül).Ezekben található, mások által is használ-ható metódusokra (ezek függvények, el-járások) azok nevével hivatkozhatunk

úgy, hogy utána megadjuk az objektummegadott nevét egy ponttal elválasztva.

Az ezt követô területen van az alkal-mazás ezen objektumában definiált metó-dusok két típusa: a PUB jelölésûek azok,amelyekre majd más objektumokból is hi-vatkozhatunk (közreadható, vagyis pub-likus), míg a PRI jelölésûeket csak ezen azobjektumon belül használhatjuk (privát).

Nagyon fontos az elsôként szereplôPUB metódus, ugyanis a Propeller min-dig ennek értelmezésével kezdi a prog-ramvégrehajtást.

A metódusoknak lehetnek külsô(globális) és belsô, helyi (lokális) para-méterei. Például:

pub proba | ctrab1,Pin1, DECVAL1

A proba metódusnak nincs külsô pa-ramétere, a metóduson belül használtbelsô változókat a függôleges vonalka-rakterrel jelezve, vesszôvel elválasztvasoroljuk fel. A

Pri getdec: decva | c,cdec

belsô eljárás a decva long változóban ad-ja vissza a meghívása után kapott értéket,és van két lokális változója: c,cdec.

Van még egy szekciótípus, az ebben apéldában nem szerpelô DAT, ahol prog-ramunk adatait szerepeltethetjük, illetveha assemblerprogramot készítünk, akkorúgy forrását itt kell elhelyezni.

A teljesség igénye nélkül rövidenösszefoglaltuk a Propeller legfontosabbtulajdonságait, és az innovatív megoldá-sai miatt remélhetôleg széles körû érdek-lôdés kíséri fejlôdését és alkalmazhatósá-gát, amin a tok bekövetkezett, 50%-os ár-esése is sokat segít.

www.parallax.com/propeller

13. ábra. Tömörített nézet

14. ábra. Összegzés-nézet

15. ábra. Dokumentáció-nézet

Bevezetés

A rádiós kommunikáció úttörõje a mobil-telefon volt. Ez az eszköz még napjaink-ban is jelentõs fejlõdésen megy keresztül,a még kiaknázatlan tartalékok, lehetõsé-gek hatalmas távlatokat nyitnak elõttünk.Ám ez még csak a kezdet, hiszen a mo-bil digitális adatátvitel még ennél is na-gyobb lehetõségeket rejt magában. A je-lenleg használt eszközeink túlnyomó ré-sze digitális, ezért rádiós adatátvitellelszinte bármilyen egységeket össze tu-dunk kapcsolni. Számos alkalmazás léte-zik már most is. (Például a különféle szá-mítógépes perifériák vagy mobiltelefo-nok vezeték nélküli összekapcsolását

megvalósító Bluetooth-szabvány egygyakorlatban megvalósított rádiófrekven-ciás információátvitel.)

Ennél azonban sokkal komolyabb al-kalmazások is megvalósíthatók. Képzel-jünk el például egy terepi adatgyûjtõszenzorhálózatot! A szenzorok adatokatgyûjtenek, amelyeket idõnként (óránként,naponta, hetente stb.) elküldenek egyközpontba, ahol azokat eltárolják és kiér-tékelik. Az egész rendszer teljesen auto-matikus, emberi beavatkozást, karbantar-tást nem igényel. A telepítés pedig mind-össze annyit jelent, hogy kihelyezik azegységeket a megfelelõ terepi helyekre.

További alkalmazási lehetõség a há-zak automatizálása, ill. intelligens házak

kialakítása. Sok cégnél problémát jelentpéldául a világítás vezérlése. Nagy épüle-teknél a világítás költségei jelentõs ki-adást jelentenek, ezért nagyon fontos,hogy csak ott mûködjön, ahol feltétlenülszükséges, ahol pedig nincs rá szükség,ott kikapcsolt állapotban legyen. Beépí-tett rádiós hálózatok segítségével szinteegyenként lehet ki- és bekapcsolni azépületekben található világítótesteket.Ehhez minden lámpatestbe be kell építe-ni egy-egy rádiófrekvenciás kis egységet,amit távirányítással egy központból vezé-relnek. Ezzel optimalizálni lehet a világí-tás áramfogyasztását. De apró, falba sze-relt rádiós egységekkel mérni lehet példá-ul hõmérsékletet, páratartalmat, fényvi-szonyokat minden szobában, vagy akárezek eloszlását egy szobán belül (fûtés,légkondicionálás optimalizálása).

Természetesen sok más alkalmazásiterület létezik az említett példákon kívül.A közös viszont szinte mindenhol ugyan-az: lokális, vezeték nélküli hálózatot sze-retnénk létrehozni, minél olcsóbban, mi-

Az elmúlt években a vezeték nélküli kommunikáció látványos elõretöré-sének lehettünk tanúi. A rádiós adatátvitel kezd egyre inkább a beágya-zott rendszerek szerves részévé válni, ezért e cikkben átfogóan foglalko-zunk vele. Most induló cikksorozatunk a beágyazott rendszerekben alkal-mazott rádiós technológiákat és megoldásokat kívánja bemutatni

Beágyazott rendszerek és a rádiós kommunikáció (1. rész)

HEGEDÜS ISTVÁN

Hegedüs István a BME V. éves villamos-mérnök-hallgatója. Szakterülete a beágyazottrendszerek

[email protected]

2007/1.

58


nél kisebb méretben, úgy, hogy a telepí-tés után hosszú ideig ne igényeljen kar-bantartást a rendszer. Ehhez nagyon nagytételben, olcsón gyártható, apró, auto-nóm egységek, ún. „mote”-ok, azaz „por-szemcsék” kifejlesztésére van szükség.Ezeknek hosszú idõn keresztül kell mû-ködniük a saját áramforrásukról, továbbákiépített infrastruktúrát sem szabad, hogyigényeljenek (mint pl. a mobiltelefonok-nál adótornyok, cellakezelés stb.). Így amote-okkal szemben támasztott követel-ményeket a következõ pontokban foglal-hatjuk össze:

SoC (System on a Chip) koncepcióvalkészülõ beágyazott rendszerek legye-nek (ár, méret),a felhasznált technológiának megfele-lõen a lehetõ legolcsóbb legyen (fõlegCMOS),teleprõl, vagy saját, miniatûr energia-forrásról hosszú ideig, akár több évigmûködjenek,megbízható kommunikációt biztosít-sanak beltérben és dinamikusan vál-tozó környezetben is (mobilitás!).

Ezen követelmények kielégítése szük-séges tehát ahhoz, hogy a mote-rendszerûvezeték nélküli beágyazott rendszerek ahétköznapi gyakorlatban széles körben al-kalmazhatóvá váljanak. Jelen cikksorozata probléma rádiós részével foglalkozik, amote-ok többi részével (processzor- archi-tektúrák, memóriák, A/D és D/A konverte-rek, szenzorok stb.) nem, vagy csak érintõ-legesen, ehhez bõséges irodalom áll ren-delkezésre. Elsõsorban olyanoknak ajánl-juk ezt a cikksorozatot, akik a beágyazottrendszerek rádiókommunikációs részévelis szívesen foglalkoznának.

Vázlatos felépítés, tápellátás

Az 1. ábra összefoglalja egy tipikus motevázlatos felépítését. Az eszköz rendelke-zik egy feldolgozóegységgel, ami tulaj-donképpen egy kis teljesítményû, nagyonkis fogyasztású mikrokontroller. Az adat-gyûjtéshez szenzorokra is szüksége van.Ezek túlnyomó része ma már integráltformában is megvalósítható, tehát tartha-tó a SoC-koncepció. Néha beavatkozóperifériák is kellenek (l. lámpát vezérlõmote!), ezt sajnos nem mindig lehet in-tegrálni.

A számunkra legérdekesebb blokk azRF adó-vevõ. Ez teszi igazán újdonsággáa mote-okat. Feladata nemcsak a jelekfel- és lekeverése az RF-tartományba, ill.tartományból az alapsávra, hanem a

spektrumkiterjesztés megvalósítása és amegfelelõ redundancia bevitele is, úgy,hogy ebbõl maga a mikroprocesszorosrendszer, ill. a rajta futó szoftverrendszersemmit se vegyen észre. A rádióadás azengedély nélkül használható ISM-sávok-ban történik. Ezekben a sávokban azadóteljesítmény-limit és néhány határér-ték (pl. felharmonikus emisszió mértéke)betartása mellett gyakorlatilag bármit kilehet sugározni, nincsenek megkötések,sem a modulációra, sem a protokollra,sem másra. A kiosztott sávokat és teljesít-mény-határértékeket az I. táblázat mutat-ja. A teljesítmények legfeljebb 6 dBi an-tennanyereségig érvényesek, felette csök-kenteni kell.

Bár nem tartozik szorosan a cikk té-májához, mégis érdemes egy bekezdéstszentelni a tápellátásnak. Mivel nagyonkis méretû eszközökrõl van szó, amelyekráadásul hosszú idejû mûködéssel kellrendelkezzenek elemcsere nélkül, talánez a legkritikusabb rész. A jelenlegi elem-választékból a gombelemek felelnek meglegjobban a célnak. Sajnos azonban ezekkapacitása kicsi, és feszültségük is mind-össze 1,2 … 1,5 V körüli. Ilyen megköté-sek mellett nem könnyû áramköröket (fõ-leg analóg RF front-endet) készíteni.

Mértékadó elõrejelzések azt mutat-ják, hogy az elemet fel fogják váltani sok-kal korszerûbb megoldások. Ma már le-hetséges napelemeket is gyártani kis mé-retben, amelyek elegendõ teljesítmény-nyel tudnak ellátni egy komplett SoCáramkört. Ezek használhatósága azonbana fényviszonyoktól való függés miatt kor-látozott. A jelenleg gyerekcipõben járóüzemanyagcellák miniatûr változatai vi-szont nagyon ígéretesek, kis méretbennagy energiát képesek tárolni, és az önki-sülésük is elhanyagolható mértékû. Devannak ennél sokkal merészebb elképze-lések is, egyesek például MEMS-techno-lógiával készített, integrált mikrofon se-gítségével a környezetbõl kinyert akuszti-kás energiát használnák fel az áramkörökmûködtetéséhez, míg mások a környe-zetbõl hõelvonással nyernék ki a szüksé-ges teljesítményt.

Homodin vevõstruktúrák

Mint azt már említettük, a mote-ok atechnika mai állása szerint SoC-koncep-cióval épülnek fel. A beágyazott rendsze-rek területén manapság ez már nem je-lent újdonságot, azonban a rádiófrekven-ciás adó-vevõ rész egyetlen IC-n való lét-rehozása eddig nem látott problémákatvet fel, amelyeket a szükséges alacsonyfogyasztás és az alkalmazandó olcsó (ti-pikusan CMOS) technológia még inkábbfelnagyít.

A 30-as és 40-es években a szuper-heterodin vevõk egyeduralkodókká vál-tak, és máig azok maradtak. A szuper-heterodin mûködési elvet a 2. ábra szem-lélteti. A vett RF-jelet egy vagy több köz-bensõ KF, azaz középfrekvenciás (IF,Intermediate Frequency) sávon keresztülkeverjük le az alapsávra. Ehhez a szagga-tott vonallal bekeretezett részt annyiszorkell venni egymás után, ahány KF-frek-venciát vezetünk be. Így rendkívül pre-cíz, kiszajú, keskenysávú vételt és jó ér-zékenységet lehet biztosítani. Ez a struk-túra azonban számtalan szûrõt igényel,ki kell választani a kommunikációrahasznált sávot, majd azon belül a csator-nát. Ennél nagyobb baj, hogy a keverõknemcsak a hasznos sávot keverik le, ha-nem a hasznos sávtól éppen kétszeresKF-frekvencával feljebb található spekt-rumrészletet is. Ez a spektrumrészlet azún. tükör (Image). Emiatt a számunkrahasznos sávot egy sáváteresztõ szûrõvelki kell választani még a keverés elõtt, vagyis minden KF-frekvenciához leg-alább egy sáváteresztõ szûrõt kell rendel-ni (l. 3. ábra, szaggatott vonal). A felhasz-nált szûrõ meredeksége határozza megazt, hogy frekvenciában mennyit tudunklefelé „ugrani”, tehát minél nagyobbmeredekségû, azaz minél jobb minõségûsávszûrõt tudunk beépíteni, annál keve-sebb KF-frekvenciát kell bevezetni.

A tükör szûrését a gyakorlatban cél-szerûen kerámiaszûrõkkel szokták meg-oldani. Ez azonban nem illik bele a ko-

1. ábra. Egy tipikus mote felépítése 2. ábra. Szuperheterodin vevõ felépítése

3. ábra. Tükör elnyomása

Frekvenciasáv Európa USA868 … 868,6 MHz 25 mW (+14 dBm) –902 … 928 MHz – 1000 mW (+30 dBm)

2400 … 2483,5 MHz100 mW (+20 dBm) 1000 mW (+30 dBm)5725 … 5875 MHz 100 mW (+20 dBm) 1000 mW (+30 dBm)

I. táblázat. Az ISM-sávok kiosztásaEurópában és az USA-ban

rábban meghatározott SoC-koncepcióba,mert ezeket nem lehet integrált formábanlétrehozni. Ezért egy teljesen új vevõ-struktúrát kell alkalmazni.

Igazság szerint a következõkben is-mertetésre kerülõ homodin (zero IF,direct conversion) elv nem mondható újnak, mert eredetileg a 20-as évek köze-pén találták ki, de a szuperheterodinstruktúra sikere miatt hamar feledésbe ke-rült. Az elv az, hogy ne vegyünk köztesfrekvenciákat, hanem rögtön az alapsáv-ra keverjük le az RF-jelet. Így nem jön lét-re a tükörprobléma (hiszen a KF-frekven-cia most 0 Hz, azaz DC), és a frekvencia-sávot, valamint a csatornát is rögtön kivá-lasztjuk. Ezzel már számos külsõ szûrõtmegtakaríthatunk.

A 4. ábra egy homodin kvadratúrake-verõt mutat be. Az antennán vett RF-jelelõször egy elõerõsítõre kerül, majd a két (Iés Q) keverõ lekeveri a kívánt frekvencia-sávot az alapsávra, azaz DC-re. Az adatát-vitel két, egy I (fázisban lévõ) és egy Q(kvadratúra, vagyis az I-hez képest 90 fok-kal eltolt) komponens segítségével történik,ezeket a lokáloszcillátor jelébõl állítják elõ.A két komponens két bitsorozatot visz át,amit a demodulálás után összefésülnek.

A demodulálást digitális jelfeldolgo-zással végzik, ami fogyasztás és lapka-méret szempontjából sokkal elõnyösebb,mint egy analóg demodulátor. Ezért a ve-

võ analóg része egy A/D átalakítóval vég-zõdik. Természetesen az átalakítás elõttbe kell iktatni egy antialiasing szûrõt. (Ezegy viszonylag egyszerû KF szûrõ, amiintegrált formában megvalósítható.)

Felmerülhet a kérdés, hogy ha úgyisdigitalizálunk, és a digitális tartománybandemodulálunk, akkor miért kell elé a ke-verõ? A frekvencia nagyon magas (többGHz), de alul-mintavételezéssel elvilegmegoldható lenne a probléma, hiszen ma-gának a csatornának a sávszélességemindössze MHz-nagyságrendû. Ám eh-hez nemcsak a frekvenciasávot, hanem avenni kívánt csatornát is igen precízen kel-lene kiválasztani, ami komoly követelmé-nyeket támasztana az antialiasing szûrõvelszemben, ez pedig nem megengedhetõ,hiszen éppen a drága, külsõ szûrõk hasz-nálatát szeretnénk mellõzni.

Természetesen a homodin struktúrá-nak is számtalan problémája van. A leg-fontosabb talán az ún. DC ofszet, ami tu-lajdonképpen az analóg áramkörökbõljól ismert DC-problémákat jelenti. Mivela bejövõ RF-jelet DC-re keverjük le, DC-,vagy nagyon alacsony határfrekvenciájúAC-csatolást kell alkalmazni, különbenjelentõsen csökkenni fog az A/D átalakí-tóra kerülõ jel energiája, ami a bithiba-arány romlásához vezet. Ám integrált for-mában nem lehet elég nagy kapacitásúkondenzátort megvalósítani, ezért ezt aproblémát csak különleges „trükközések-kel” lehet megoldani (pl. olyan DC-visz-szacsatolás, ami beszabályozza a KF-egység DC ofszetjét; olyan moduláció al-kalmazása, amely DC-n nem visz át je-lentõs energiát stb.), ami viszont bonyo-lítja az analóg és vagy a digitális részt, va-lamint növeli a fogyasztást.

A SoC-koncepcióból eredõ korlátozásmiatt további problémák jelennek meg.Mivel sehol nincs szûrõ, minden jel beke-rül a vevõbe, amit az antenna összeszed.Ez komoly linearitási követelményeket tá-

maszt az analóg áramkörökkel szemben.Mivel a linearitás szorosan összefügg azáramfelvétellel, a fogyasztásnak sajnosvan egy alsó határa, aminél alacsonyabbszintre nem lehet lemenni. Ezért alkal-mazzák azt a fogást, hogy az analóg részcsak akkor van bekapcsolt állapotban, hafeltétlenül szükséges. (Pl. egy adatgyûjtõhálózatban ezt úgy lehet megoldani, hogynincs folytonos rádiókapcsolat, hanemelõre definiált idõintervallumonként azegységek bekapcsolják az analóg részt,elküldik az összegyûjtött adatokat, majdismét kikapcsolják az adó-vevõt. Ezdrasztikusan megnöveli a telep élettarta-mát. Egy ilyen hálózatban azonbanszinkronitási problémák lépnek fel, hi-szen néha utasításokat is kell küldeni amote-oknak, amelyek a vételéhez a vevõ-nek bekapcsolt állapotban kell lennie.)

Még nem esett szó az adóról. Ez ke-vésbé kritikus pontja az analóg résznek,ezért közel sem jelent akkora problémát,mint a vevõ. A folyamat az elõbb felvá-zoltnak épp az ellenkezõje, vagyis a digi-tális adatfolyamot szétválogatják, majdegy I/Q keverõ segítségével felkeverik azRF-sávba, végül egy teljesítményerõsítõ-vel a kívánt szintre erõsítik, mielõtt kisu-gároznák. A folyamatról részletesebben akövetkezõ részben lesz szó.

A homodin struktúra még számosproblémát vet fel, aminek ismertetése je-lentõsen meghaladná ezen cikksorozatkereteit. Alkalmazása tehát valójábankompromisszum. Ez az eredményen ismeglátszik. Egy ilyen SoC RF áramkörnagyságrendileg 10–3…10–4 bithiba-arány-nyal (BER, Bit Error Rate) rendelkezik,ami összehasonlítva pl. egy UTP-kábelesLAN-hálózatban mérhetõ kb. 10–9 BER-értékkel, meglehetõsen gyenge érték.Ezért ezekbe a rendszerekbe jelentõs re-dundanciát és robusztus hibajavító kó-dokat kell beépíteni.

(folytatjuk)

59


4. ábra. Homodin kvadratúrakeverõ (vevõoldal)

www.trafalgar2.com/regions/magyar

Magyarország

[email protected]

2007/1.

60

TávközlésTávközlés

Távközlési hírcsokor

KOVÁCS ATTILA

Távközlés korlátok nélkül

2006. november 14–15-én tartotta soron következõ éves PKITudományos Napok rendezvényét a Magyar Telekom PKITávközlés-fejlesztési Intézete (TI). A „Távközlés korlátok nélkül"mottóval rendezett konferencián elõadások hangzottak el a táv-közlés fejlõdésével legyõzhetõ földrajzi, kulturális, társadalmikorlátokról, az egyes technológiai megoldások összeolvadásá-ról, valamint a távközlési platformok és szolgáltatások konver-genciájáról. Hét szekcióban összesen 25 elõadást és egy kerek-asztal-beszélgetést („Távközlés korlátok nélkül”) hallgattak mega résztvevõk (kb. 200 … 250 fõ/nap). Néhány elõadás témája:A hírközlés legnagyobb paradigmaváltása és következményei(IP-alap szinte mindenütt); Korszakváltás a távközlés geográfiá-jában; Az információszerzés korlátai; Természetes beszédjelbõlszintetikus arc (azaz a szájmozgás leírása); Igény szerinti videó(VoD) és hálózati igényei; Sávszélesség-növelés a felhasználó-nál (GPON az elérési hálózatban); Együttmûködés a fix és mo-bilhálózatok tervezésében és fejlesztésében; fotonikus kristá-lyokra alapozott új, fényvezetõ szálak a láthatáron.

GSM-mobilok az üzleti kommunikációban

A NextiraOne Magyarország hazai vállalati rendszerekbe il-lesztette az Alcatel Cellular Extension (ACE) IP-kommunikációsszerverszolgáltatását. A megoldás mûszaki hátterét a GSM-technológiában és az Alcatel OmniPCX Enterprise-rendszerek-ben rejlõ lehetõségek biztosítják. A vállalati üzleti kommuniká-ciós rendszerbe integrálandó GSM-telefonokba (a SIM Applica-tion Toolkit-technológia alapján feltöltött) speciális SIM-kártyátkell helyezni. A SIM-en tárolt parancskészlet a mobil típusátólés a hálózattól függetlenül egy menürendszert vezérel a telefo-non. Az OmniPCX Enterprise alatt mûködõ megoldással mobilkörnyezetben, a (bármely típusú) GSM-telefon menüvezéreltalkalmazásából érhetõk el a vállalati alközponti (pl. belsõ hang-posta, hívásátirányítás, továbbkapcsolás, telekonferencia stb.)szolgáltatások. Az egyetlen hívószámmal mûködõ megoldás-nál a felhasználó dönti el, hogy az egyszerre csörgõ irodai ve-zetékes és a mobil-telefonja közül melyiken kívánja lefolytatnia beszélgetést.

Ericsson-hírek

2006. november 15-étõl Éry Gábor az Ericsson Magyarországúj vezérigazgatója. Éry a vállalat vezérigazgatói tisztjét StaffanPehrsontól vette át, akit az Ericsson amerikai leányvállalatánakvezérigazgató-helyettesévé és ágazati igazgatójává neveztek ki.Éry 1991 óta dolgozik az Ericssonnál, az elmúlt 15 évben a vál-lalat szinte minden területén szerzett tapasztalatokat a mérnökitervezéstõl a projekt-me-nedzsmenten át a marke-ting- és értékesítési terü-letekig. Az Ericsson,együttmûködve az IntelCorporation vállalattal,felgyorsítja azon mobil-számítógépen igénybevehetõ szolgáltatások ésalkalmazások bevezeté-sét, amelyeket az Erics-son szélessávú mobil- ésIMS-megoldása, ill. amobilkliensek és szerve-rek számára kifejlesztettIntel Core mikroarchitek-túra tesz lehetõvé.

Erõegyesítés

Az Európai Bizottság jóváhagyta a Nokia Networks üzletágá-nak és a Siemens mobil- és vezetékes hálózatokkal foglalkozórészlegének tervezett összeolvadását. Az egyesülés révén létre-jövõ új vállalat a Nokia Siemens Networks, leendõ vezérigaz-gatója Simon Beresford-Wylie. 2005-ben 15,8 milliárd euróspro forma bevételt produkált az új cég a konvergáló távközlésipiacra szánt termékeivel és szolgáltatásaival. Idõközben beje-lentették, hogy a fúziót 2007 elsõ negyedében zárják le. Idõtadnak ugyanis a Siemensnek az elõírásoknak, szabályoknakvaló megfelelési vizsgálat lefolytatására a tranzakció lezárásaelõtt. Ebben a Nokia is aktívan részt kíván venni.

Új elnök-vezérigazgató az MT élén

A Magyar Telekom (MT)2006. december 21-éntartott közgyûlése Chris-topher Mattheisent (45) aMagyar Telekom Igazga-tóságának tagjává válasz-totta, megbízatása a2006. gazdasági évet le-záró közgyûlés napjáig,legkésõbb 2007. május31. napjáig szól. A köz-gyûlést követõ ülésén aMagyar Telekom igazga-tósága Christopher Matt-heisent, a 11 év után, de-cember 5-én lemondottStraub Elek helyébe lé-pett MT-vezérigazgatót az igazgatóság elnökévé választotta.

UWB vezeték nélküli technológia

Rövidesen megjelenik Európában is az új, Ultrawideband(UWB) vezeték nélküli technológia, illetve kommunikációsplatform, hiszen az EU illetékes bizottsága (RSC) jóváhagyta

1. ábra. Balról jobbra: Winkler János (Magyar Telekommobilszolgáltatások üzletág vezérigazgató-helyettes), BodaMiklós (NKTH-elnök), Piller András (T-Kábel vezérigazgató),Koós Attila (PKI TI) a kerekasztal-beszélgetésen

2. ábra. Éry Gábor

3. ábra. Christopher Mattheisen

61

2007/1. TávközlésTávközlés

www.elektro-net.hu

bevezetését. Az UWB elméletileg maximálisan 1 Gibit/s-osadatátviteli sebességet biztosít 10 méteres körzeten belül, ésami igen fontos, kompatibilis a számtalan készülékben hasz-nált Bluetooth-szal is. Megoszlanak a vélemények, hogy azUWB jelent-e majd konkurenciát a WiFi számára. Egyértelmûviszont, hogy az Intel, Texas Instruments, HP, Nokia és másokáltal támogatott új platformnak van jövõje. Példa erre azonmegállapodás is, amely alapján 2008-ig, az UWB lehetõsége-it felhasználva, olyan Bluetooth-képes készülékeket fejleszte-nek ki, amelyek akár 100 Mibit/s-os sebességgel tudnak egy-más között tartalmakat cserélni. Ez a legtöbb mostani Blue-tooth eszköz sebességének százszorosa. (Prím Online)

Bíróság elõtt a magyar kábeltelevíziós szabályozás? Az Európai Bizottság az Európai Bírósághoz fordul, mivelMagyarország elmulasztotta a kábeltelevíziós szolgáltatá-sok korlátozásának megszüntetését – jelentette be 2006 de-cemberében a brüsszeli testület. Magyarország nem szün-tette meg a médiatörvény azon rendelkezését, amely sze-rint a kábeltelevíziós szolgáltatók a magyar lakosság legföl-jebb egyharmadának nyújthatnak kábeltelevíziós szolgálta-tásokat. A hatályban levõ szabályozás továbbra is akadá-lyozza a magyarországi kábeltelevíziózás konszolidációját,mely elõmozdítaná a beruházásokat és a jobb minõségûszélessávú szolgáltatások nyújtását.

Skype webkamera

A USRobotics Skype-hoz optimalizált termékcsaládját az audioheadsettel is rendelkezõ USR9640 USR Mini Cam webkamerá-val bõvítette. Az USR Mini Cam 1,3 megapixeles felbontássalés élõ, másodpercentként 30 kép rögzítésére képes videofel-vételi lehetõséggel rendelkezik. Támogatja azokat az újkodekeket, amelyek csúcsminõségû videofelvételeket teszneklehetõvé kisebb készülékek használatával. Automatikusan al-kalmazkodik a rossz fényviszonyokhoz, és lehetõvé teszi a fel-vételek fényerejének, telítettségének és képélességének módo-sítását, valamint függõleges és vízszintes tükrözését. Az arckö-vetõ autofókusz, a digitális zoom és a 70 fokos látószög jellem-zi az elsõsorban PC-hez, notebookhoz ajánlott videokom-munikációs eszközt. Az USR Mini Cam akár lapos mo-

nitorokra is csíptethetõ, de az asztalonönmagában is megáll. Ajánlott fo-

gyasztói ára bruttó 10 és 11ezer forint közötti.

Környezetfelismerés, joystick

A Nokia olyan mobiltelefonos szoftvert mutatott be, amely ké-pessé teszi maroktelefonunkat, hogy környezetünk egyes tár-gyait felismerje és azok képét szöveges információval egészítseki. Az ún. MARA (Mobile Augmented Reality Applications)platformot egy globális helymeghatározó rendszerrel, gyorsu-lásmérõvel és iránytûvel felszerelt Nokia 6680 készüléken de-monstrálták. A prototípus éttermeket, hotelokat és nevezetesépületeket tudott azonosítani, és képernyõjén a „bemért” ob-jektumokhoz kapcsolódó alapinformációkat, illetve web-linkeket jelenített meg. A három beépített érzékelõvel a telefon

képes meghatározni a saját helyzetét és irányát. A készülék ez-után felméri egy, a saját memóriájában található vagy onlinehozzáférhetõ adatbázisban, hogy milyen tárgyak lesznek látha-tók a kamerája számára.

A Samsung Electronics bemutatta az elsõ optikai joystick-kel felszerelt mobiltelefont, az SCH-V960-at. Az új Samsungmodell a legmodernebb technológiával könnyíti meg és gyor-sítja a telefon menüjében történõ navigálást. Az optikai joystickkurzora, a PC-k egerének kurzorához hasonlóan, 360 fokbanaz ujjmozgást követi. A PC-k mûködéséhez hasonlóan, a mo-biltulajdonos köz-vetlenül a kijelzõikonjaira irányít-hatja a kurzort, ígyegyszerûen elérhe-ti az egyes menü-pontokat, mint afotóalbum vagy azüzenetek, de akára zenelistában isfolyamatosan vá-logathat a zene-számok hallgatásaközben.

Csökkenhet a telefonhívások ára

A Nemzeti Hírközlési Hatóság (NHH) következõ három év-re szóló decemberi határozatával kiszámíthatóvá és átlátha-tóvá kívánja tenni a piaci folyamatokat, és fokozatosan meg-szünteti a jelentõs piaci erejû szolgáltatók által alkalmazottdíjak közötti különbséget. Az NHH Tanácsa nem fogadta ela szolgáltatók által benyújtott költségmodelleket, és kihirdet-te a most februártól érvényes mobil végzõdtetési díjakat. A Magyar Telekom/T-Mobile-nak a hálózatába irányuló ve-zetékes és mobilhívások végzõdtetési díját a jelenlegi átlago-san 27,17 Ft/percrõl 23,17 Ft/percre, a Pannonnak percen-ként 29,44 Ft-ról 24,44 Ft-ra, a Vodafone-nak pedig 32,61Ft/percrõl 26,16 Ft/percre kell csökkentenie. Az NHH Taná-csa kimondta, hogy 2009. január elsejére három lépésbenmindhárom hazai mobilszolgáltató hálózatában költségala-pú szintre kell csökkenteni a szolgáltatók közötti elszámolásalapját jelentõ nagykereskedelmi végzõdtetési díjat.

Távolságok áthidalása

A tajvani ATEN International, a kvm (billentyûzet-monitor-egér)kapcsolók vezetõ tervezõjének, gyártójának és forgalmazójá-nak két legújabb terméke a CE-252 Audio KVM Extender ésCE-300 Audio KVM Extender. Ezek lehetõvé teszik, hogy szá-mítógépekhez vagy meglévõ kvm-kapcsolókhoz egy távolikonzolon (billentyûzet, monitor, egér) férjenek hozzá. Mindkétmodell rendelkezik Cat 5 kábellel, amely a helyi és a távoliegységek kapcsolatát oldja meg, így az átviteli távolság a szá-mítógép és a konzol között300 (CE-252) ill. 100 m-ig(CE-300) növelhetõ. Azeszközök nemcsak azoptimális képminõsé-gért felelõs AutomaticGain Control-funkcióttámogatják, de extraPC portot (CE-252) ésbeépített audiotámoga-tást (CE-300) is kínál-nak.

4. ábra. USRobotics USR9640 webkamera

5. ábra. Samsung V960 mobil joystickkel

6. ábra. ATEN kvm-kapcsoló

[email protected]

2007/1.

62


HD-jel-struktúra

A HDV színes videojel 3 összetevõjét, avilágosságjelet (Y) és a két színkülönbségijelet (CR és CB) úgy rendezték el a digitá-lis adatfolyamban, hogy tartozik hozzávezérlõkód és kioltási terület is. A vezérlõ-kód jelzi az aktív videotartalom kezdetét(SAV) és végét (EAV). Ezek a kódok olyanértékeket is tartalmaznak, amelyek a füg-gõleges képkioltási intervallum hosszát,valamint azonosítóját (ami sohasem vál-tozik a progresszív letapogatású rendsze-rekben) mutatják. Az EAV vezérlõkód tar-talmaz egy sorszámláló mezõt és CRC-t is(a checksum egy fejlett formáját) az adat-integritás ellenõrzésére az átvitel során.

A videojel aktív része mindig egy CBösszetevõvel kezdõdik. A szekvencia ez-után a következõ: Y, CR, Y. Ez ismétlõdik,és sohasem szakadhat meg. (Megjegyez-zük, hogy mivel két Y komponens vanminden CR és CB pár számára, ezért az Y jel adatsebessége kétszerese a CB/CRjelekének.)

Eltérõen az SD-rendszerektõl, a HD-rendszerek az Y- és a multiplexált CB/CR-jeleket két különálló adatfolyamként ke-zelik. Így mindegyiknek megvan a magaEAV- és SAV-, valamint CRC-jele. Ez a kétadatfolyam kerül végül is kombinálásra asoros átvitel során.

A 6. ábra illusztrálja a HD-struktúrát avideo-sorfrekvenciával. A 7. ábra pedigazt mutatja, hogy a két önálló adatfolyam(Y és CB/CR) hogyan egyesül egy sorosadatfolyamba. (Megjegyezzük, hogy ezaz adatfolyam két EAV és SAV-vezérlõ-kód-készletet tartalmaz.)

HDV-sávszélesség, tömörítés

Egy 1920x1080/50i (25p) HD felbontású,tömörítetlen RGB videó adatátviteli se-bessége 1246 Mibit/s. A DV bitsebessége25 Mibit/s (mínusz 1540 Kibit/s audió).

A HDV-felvevõk (egyelõre mini-) DV-szalagra rögzítik a nagyfelbontású videót1280x720p és 1440x1080 50i/25p fel-bontásban.

Az egyszerûség kedvéért a továbbiak-ban a számítások alapjául a 1080/50ivagy az ezzel megegyezõ információtar-talmú, 1080/25p nagyfelbontású videóthasználjuk.

Nézzük át, hogyan csökkentették eztaz irdatlan méretû adatmennyiséget:

a vízszintes felbontás csökkentése(csak a 1080i HDV-nél) Az 1920x1080i teljes HD-video-fel-bontás helyett a HDV a rögzítéshezcsak 1440x1080 pixelt alkalmaz, az-az a videoképet vízszintesen „össze-nyomja” 1440 pixelre: a tömörítendõadatmennyiség ekkor 933 Mibit/s-ra csökken (1440x1080x24bitx25/s).A vízszintes irányú felbontáscsök-kentés megszokott mód a videóksávszélességének csökkentése érde-kében. A képminõség ezt bizonyoshatárokon belül jól viseli (lásd pixel-oldalarány!)RGB 4:4:4 → YCbCr 4:2:2 → YCbCr4:2:0 színtér-átalakítás A 24 bites RGB-jel a DV-tömörítésnélleírtakhoz hasonlóan átalakításra ke-rül: látható, hogy a DV/HDV-színtér atárfoglalás szempontjából azonos (itt

A digitális tévé (4. rész)

STEFLER SÁNDOR

mindegy, hogy YUV 4:2:0 vagy4:1:1). A 4:4:4 RGB-jel (24 bit) → 4:2:2YCbCr (16 bit) → 4:2:0 YCbCr (12 bit) átalakítás eredményeképp azinformációtartalom a felére, ~467Mibit/s-ra csökken. Ekkora bitrátát aDV-nél szokásos intra-frame tömörí-téssel nem lehet élvezhetõ minõség-ben a DV-vel azonos mértékûre, azaz~25 Mibit/s-ra „összenyomni” (a DV-videónál ugyanez „csak” 124 Mi-bit/s). Inter-frame, MPEG-2 videó- és MPEGaudiókódolás A videó IBP frame-es, hosszú GOP-os tömörítésû MPEG-2 MP@H-14Transport Stream (TS) formátumú, ál-landó 25 Mbit/s bitrátával. Az audióMPEG-1 Layer II tömörítésû 2 csator-nás 16 bit/48 kHz sztereó, állandó384 Kibit/s bitsebességgel.

HDV–DV-kompatibilitás

FelvételA HDV kamkorderek a felvétel szintjénDV-formátum-kompatibilisek: egyarántképesek DV (némelyik DVCAM) és HDVformátumban is rögzíteni. A HDVkamkorder ekkor normál DV (DVCAM)

7. ábra. Az Y és a CR/CB jelek multiplexálása

6. ábra. A HD videó sorfrekvenciás struktúrája

63

2007/1. TávközlésTávközlés

www.elektro-net.hu

kamkorderként viselkedik, és FireWireportján keresztül a DV formátumú felvé-tel is kijátszható, vagy áttölthetõ számító-gépre, természetesen natív DV formá-tumban. A rögzítés DV formátumban le-het 4:3-as és 16:9-es képoldalarányú. A „szélesvásznú” rögzítés valódi 16:9-es(nem 4:3-ból letakart), ami nagyon kevésDV kamkorderrõl mondható el.

KijátszásA HDV kamkorderek a kijátszás szintjén isDV-kompatibilisek: képesek a HDV mel-lett az SDV-felvételt is) ugyanazon FireWireinterfészen keresztül (nem csak HDV, ha-nem DV formátumban is) kijátszani, vagyátjátszani számítógépre, tehát a HDV-fel-vételek a meglévõ DV (esetleg DVCAM)eszközökkel, nemlineáris szerkesztõ (NLE)rendszerekkel is „lefelé” kompatibilisek. A HDV-felvételek DV formátumú kijátszá-sa a kamerán egyszerûen beállítható,ilyenkor a kamera alakítja át valós idõben,„röptében” a HDV-felvételt DV formátum-ra. A DV formátumú szerkesztés tehátHDV-felvételnél is megoldott, ráadásul ek-kor megmarad a sokat emlegetett nagyfel-bontású forrásanyag. Fontos szempont le-het ez pl. kameravásárlás elõtt, ha csakDV-editálásra alkalmas rendszer áll ren-delkezésünkre, vagy egyelõre csak SD-fel-bontásra dolgozunk, de ugyanakkor a ké-sõbbi feldolgozás miatt szempont a nagy-felbontású archív is. A HDV-DV-átalakí-tásból származó SD videó képminõségeáltalában jobb, mint az eredetileg is SD-ben forgatott anyagé, de ne felejtsük el,hogy a HDV kamkorder HDV formátum-ban csak 16:9-ben „dolgozik”, tehát a leg-jobb minõségû SD-képet is 16:9-ben adja.A HDTV 4:3-as SD-kijátszása a szélek le-vágásával vagy teljes szélességû fekete sávhozzáadásával történhet.

HDV-szerkesztésA HDV egy közönséges IBP-tömörítésûMPEG-2 videó rövid GOP-val, TransportStreambe rendezve. Az IBP frame-esMPEG natív editálásához még SD-mód-ban is erõs hardver szükséges, a HDV-realtime, natív szerkesztése rendkívülinagy számítási teljesítményt igényel.Emiatt a legtöbb, számítógépes HDVszerkesztésre megoldást kínáló cég a na-tív HDV-editálás helyett valamilyen eny-he (akár szabályozható) tömörítésû, intra-frame HD-tömörítést (kodeket) ajánl aszerkesztéshez. A digitalizálás egyFireWire porton keresztül történik, amegfelelõ HD kodekkel tömörített for-mátumra. Jól jellemzi a szükséges számí-tási teljesítményt, hogy egy hosszabbHDV videó valós-idejû HD formátumúdigitalizálása (átalakítása) alig lehetségesegyprocesszoros rendszeren (legfeljebbDualCore CPU-val), és ekkor még nembeszéltünk realtime HD-editálásról.

Az eredetileg 25 Mibit/s-os HDV-bitse-besség ilyenkor felszaladhat akár 100 Mi-bit/s fölé is: az ideális CPU-teljesítmény iskevés lehet a HD formátumú szerkesztés-hez, ha nem áll rendelkezésre nagy telje-sítményû háttértárrendszer. Valós idejûHDV/HD NLE eszközöket, rendszereketaz ismertebb gyártók közül az Avid-Pinnacle, Canopus, Leitch-DPS, Matrox,Quantel stb. kínál. A nagy számítási telje-sítményigény ellenére ma már elfogadha-tó áron lehet hozzájutni realtime HD vi-deó-szerkesztõ megoldásokhoz, amelye-ket megtalálhat HD utómunka-rendszer-kínálatunkban is.

HD, HDV kamerák felbontásáról

A hagyományos, SD videofelvételek 720(4:3 képoldal-aránynál, 1:1-es pixel-ol-dalarány mellett 768) effektív képpontottartalmaznak soronként. Ha egy nem túl-ságosan nagy, 70 cm széles tv-n SD vide-ót nézünk, a pixelek középpontjai csak-nem 1 mm távolságra vannak. Ebbõlnyilvánvaló, hogy viszonylag kis távol-ságból értékelve a képminõséget, a látha-tó képméret már nem növelhetõ szembe-szökõ minõségromlás nélkül, ugyanis„széthullik a kép”. Ezen túl a gyenge mi-nõségnek számtalan oka lehet, a felvételieszköztõl a gyenge világításon át a rosszminõségû videokódolásig, de ezek meg-

felelõ ráfordítással, szakértelemmel orvo-solhatók lennének. Alapvetõen tehátnem a kamerákkal vagy a teljes felvételi,illetve mûsorszóró lánc valamelyik ele-mével van a baj, hanem a PAL/NTSCszabvány felbontáskorlátjába futottunkbele, és ezen semmi sem segít.

Pixel-oldalarány

A fotótól eltérõen a videokép, a többnyireváltottsoros megjelenítés miatt, kevésbéérzékeny a vízszintes irányú képössze-nyomásra/széthúzásra – és ezt elõszere-tettel ki is használják a gyártók, mert azösszenyomott képpel bármilyen mûveletcsak a kevesebb pixelszámra (képterület-re) vonatkozik, így gyorsabb vagy keve-sebb számításiteljesítmény-igényû feldol-gozást tesz lehetõvé, illetve tömörítéskor,rögzítéskor kevesebb sávszélességet igé-nyel. Már az SD formátumoknál sem voltez másképp: a 768x576 képpontos (SQ –négyzet alakú – pixellel számolva) 4:3arányú PAL videóképet 720x576-ra torzít-ja a DV vagy DVD-videó felbontása, azSVCD 480x576-ra; az 1024x576-os 16:9-es DV formátumnál a torzítás még dur-vább; szintén 720x576-ra történik. Ekkora torzítási arány (vagy pixel-oldalarány)már 1,42x-es(!) – a képminõségnek még-sem ez a gyenge pontja. Nincs ez más-képp a HD/HDV kameráknál sem, a gyár-

Rendszerjellemzõ Soronkénti Aktív Képfrekvencia Y-jel Teljes Összes soraktív sorok (Hz) mintavételi Y-minták képenként

Y-jel minta száma frekvencia száma képenként (MHz) soronként

1280x720/60 1280 720 60,00 74,25 1650 7501280x720/59,94p 1280 720 59,94 74,18 1650 7501280x720/50p 1280 720 50,00 74,25 1980 7501280x720/30 1280 720 30,00 74,25 3300 7501280x720/29,97 1280 720 29,97 74,18 3300 7501280x720/25 1280 720 25,00 74,25 3960 7501280x720/24 1280 720 24,00 74,25 4125 7501280x720/23,98 1280 720 25,00 74,18 4125 750

I. táblázat. Az 1280 x 720-as HDTV-rendszerek fõbb jellemzõi

Rendszerjellemzõ Soronkénti Aktív Képfrekvencia Y-jel Teljes Összes soraktív sorok (Hz) mintavételi Y-minták képenként

Y-jel minta száma frekvencia száma képenként (MHz) soronként

1920x1080/60p 1920 1080 60,00 148,5 2200 11251920x1080/59,94p 1920 1080 59,94 148,35 2200 11251920x1080/50p 1920 1080 50,00 148,5 2640 11251920x1080/60i 1920 1080 30,00 74,25 2200 11251920x1080/30sF1920x1080/59,94i 1920 1080 29,97 74,18 2200 11251920x1080/29,97sF1920x1080/50i 1920 1080 25,00 74,25 2640 11251920x1080/25sF1920x1080/30p 1920 1080 30,00 74,25 2200 11251920x1080/29,97p 1920 1080 29,97 74,18 2200 11251920x1080/25p 1920 1080 25,00 74,25 2640 11251920x1080/24p 1920 1080 24,00 74,25 2750 11251920x1080/24sF1920x1080/23,98p 1920 1080 23,98 74,18 2750 1125

II. táblázat. Az 1980 x 1080-as HDTV-rendszerek fõbb jellemzõi

[email protected]

2007/1.

64


tók játszanak a vízszintes, de idõnkéntsajnos a függõleges felbontással is.

A HD-jelek formátuma

Noha a HD-rendszerek számára csakkétféle videoletapogatási formátumotspecifikál a szabvány, ez a két alapforma20-szoros variációban létezik, ha afélkép-váltást és a letapogatási rendszere-ket is figyelembe vesszük.

A két alapvetõ HD formátumot durvánaz aktív videosorok számával lehet jelle-mezni: az egyikben 720, a másikban pe-dig 1080 sor van. A 720 soros változatban1280 mintából áll össze a világosságjel,míg az 1080 sorosnál 1920-ból. Ezért azelsõ változatot 720x1280-as rendszernekis nevezik, a másikat pedig 1080x1920-asnak. A két formátumnak sok különfélevariánsa van, a másodpercenkénti képekszámától és attól függõen, hogy a letapo-gatás tradicionálisan váltottsoros-e (interla-ced), vagy a monitoroknál szokásos prog-resszív (segmented frame).

Az alábbiakban (II. és III. táblázat) be-mutatjuk a két legfontosabb, ma haszná-latos, digitális HDTV formátum fõ para-métereit.

Ám pusztán a formátumokon kívültöbb más dolog is van, ami kiolvashatóezekbõl a táblázatokból. Az elsõ az, hogya 720-as formátumok mindegyike prog-

resszív letapogatású, míg az 1080-as for-mátumnak vegyesen vannak progresszív(p) és váltottsoros (i), ill. szegmentált kere-tes (sF) változatai. Ezek a letapogatási rend-szerek lényegében abban különböznekegymástól, hogy milyen algoritmus szerintrakják össze a képet az egyes sorokból.

A váltottsoros rendszerben a kép(frame) két félképbõl (field) áll. Az egyikfélkép tartalmazza a páros számú soro-kat, míg a másik a páratlanokat. A HD-rendszerek video-adatfolyamainak ve-zérlõszavaiban indikátorok vannak el-helyezve, melyek azonosítják, hogy azilletõ sor páros vagy páratlan. Ezek a ké-pek félképidõs gyakorisággal elõál-lítottak. A letapogatórendszerek ugyan-olyanok, mint amit az SD-rendszerek,vagy az analóg komponens rendszerekhasználnak.

A progresszív rendszerek nem osztjáka képet páros és páratlan sorokra, min-den sor egymás után következik, és ígyhelyezkednek el a képben is. Ez a mód-szer teljesen kiküszöböli a képek közti(intraframe) mozgást zavaró termékeket.Minden 720-as rendszer ilyen.

A szegmentált képes rendszer prog-resszív képet továbbít képváltásos mód-ban, azaz két félképben, de – szembenegy valódi félképváltásos rendszerrel, akét félképet ugyanabban az idõpillanat-ban állítja elõ, ezért a mozgás közbennincsenek zavaró jelenségek.

A mintavételi frekvencia a világosság-jelre nézve két különbözõ értékû lehet, afélképváltási frekvenciától függõen. Az alapvetõ mintavételi frekvencia 4,25 MHz, de ezt csökkentik egy 1/1,001-estényezõvel olyan rendszerek esetén, ame-lyek NTSC-kompatibilis kamerákat alkal-maznak (23,98, 29,97 vagy 59,94 MHz).Meg kell jegyezni, hogy ez végül is ugyan-ilyen arányban csökkenti a soros adatátvite-li sebességet, 1,485 rõl 1,4835 Gibit/s-ra.

Minden HD-rendszernek azonos aképoldalaránya: 16:9. A képelemek pedignégyzet alakúak, ami azt jelenti, hogy asoronkénti nem aktív pixelek számának azaránya az aktívokéhoz ténylegesen 16:9.

Az SMPTE által javasolt HD formátu-mok a következõk:

(folytatjuk)

Letapogatás Képfelbontás Tv-sorok száma Képismétlési frekvencia (Hz)sorváltásos (i) 1920x1080i 1125 – – 50i 59,94i 60i – –

progresszív (p) 1920x1080p 1125 23,98p 24p 25p – 30p 50p 59,94p

III. táblázat. Az SMPTE által javasolt HDTV formátumok

EV-DO (EVolution Data Optimized)Vezeték nélküli, szélessávú adatokra vo-natkozó szabvány, amelyet a világ na-gyon sok CDMA mobiltelefon-szolgálta-tó vállalata (pl. az USA-ban, Dél-Koreá-ban, Japánban, Oroszországban, Romá-niában, a Cseh Köztársaságban stb.)adoptált. A szabványosítást a 3GPP2 vé-gezte, az EV-DO része a CDMA szab-ványcsaládnak. Az USA-ban a legismer-tebb EV-DO-szolgáltatók a Sprint és aVerizon. EV-DO képes mobilkészüléke-ket többek között az LG, Motorola, No-kia, Palm, Samsung, Sanyo stb. gyárt.

PoE (Power-over-Ethernet) A Power-over-Ethernet technológia lé-nyege, hogy a különbözõ hálózati esz-közök – elsõsorban vezeték nélkülihozzáférési pontok, VoIP-telefonok –elektromos áramellátását a meglévõadatkábeleken keresztül biztosítja aközponti kapcsoló- (switch) berende-zés. A kevesebb kábel alacsonyabbhálózatépítési költségeket és nagyobb

rugalmasságot eredményez. A legtöbbgyártó ezt a funkciót csak legmagasabbszintû eszközeinél biztosítja, néhány is-mert vezetõ hálózatieszköz-gyártó vál-lalat azonban elérhetõvé tette a költség-takarékos hálózatok legfontosabb ha-szonélvezõi, a kis- és középvállalatokszámára is.

UMA (Unlicenced Mobile Access)A funkciókban gazdag UMA(Unlicenced Mobile Access – engedély-mentes mobilhozzáférés) technológiapofonegyszerûvé teszi az IP-s telefon-használatot. Az UMA révén a felhasz-nálók ugyanarról a két üzemmódú ké-szülékrõl kezdeményezett hívásai zök-kenõmentesen közlekedhetnek a helyi(WLAN) és a nagy területet lefedõ(GSM) hálózatok között. Az UMA nemkommunikál folyamatosan a bázisállo-mással, hanem megengedi, hogy a tele-fon a hívásokhoz a helyi WLAN inter-nethálózatot használja. Így a szolgálta-tók költséges bázisállomások helyett ol-

Új fogalmak vonzásábanKOVÁCS ATTILA

csóbban és könnyebben kiépíthetõWLAN hotspotokkal is bõvíthetik há-lózatukat.

NFCA Nokia 2007. januárjában mutattabe a világ elsô kereskedelmi forga-lomban megjelenô NFC mobiltele-fonját (6131 NFC). Mûködése, funkci-ói a „közeli (kis hatótávolságú) rádió-frekvenciás kommunikációs techno-lógián” (Near Field Communications)alapulnak. A készülék egyetlen érinté-sével lehetôvé teszi az információkmegosztását, a szolgáltatások eléré-sét, a fizetést és jegyvásárlást. Az NFCtechnológia specifikációja: 13,56MHz-es RF sáv; 0–20 cm mûködésitávolság; 106, 212 vagy 424 Kibit/ssebesség; passzív és aktív kommuni-kációs mód; Bluetooth- és WiFi-kapc-solatok konfigurálására és kezdemé-nyezésére is szolgál. NFC-képesmobilokkal a felhasználóknak tökéle-tesen interaktív élményben lehet ré-szük. Ha ilyen készülékkel megérin-tünk pl. egy NFC-képes plakátot vagyinformációs pultot, akkor az automa-tikusan az internet-alapú informáci-ókhoz kapcsol minket, megnyit egyaudio állományt, vagy közvetlenül atelefonra tölti az új tartalmat.

– Ergonomikus ter-vezésû slim-billetyûzet

– 36 gyorsbillentyû(böngészô ésMessenger-vezérlés)

– Beépített mikrofon ésfejhallgató-kivezetés

– 300k pixe-les internet-kamera

– Tartozék:mikrofonosfülhallgató

– Fejpántossztereófejhallgató

– Zajszûrôvelellátottmikrofon

– 28 watt kimenetiteljesítmény

– Bemeneti (line-in) jack csat-lakozó MP3 leját-szókhoz

– Vezetékestávirányító

– Professzionális lézertechnológia– Ergonomikus tervezés és kényelmes

kezelhetôség– Egy gombbal állítható pontosság

(400, 800, 1600, 2000 dpi)– 6,4 megapixel/s sebesség– Fényes és egyenetlen felületen

egyaránt használható– Kéttengelyû görgetési lehetôség– Egyéni igények szerint programozható

multimédiás gombok

GG. NNeettwoorrkk KKfftt. a Genius hivatalos márkaképviselete1131 Budapest, Béke u. 129-135.Tel.: (36-1) -239-7020, Fax: (36-1) -452-0720Web: www.genius.hu

Ergo 525 lézeres egér

ErgoMedia 700 Trek 310 HS-04SU SW-i1100

GeniusÉlvezd a kényelmet!

[email protected]

2007/1.

66


Mi az egér, és kinek kell?

Az egeret – köztudottan – a Genius talál-ta fel, bár manapság sok cég palettájánszerepel, alkalmasint keményen meg-mérkõzve a feltalálóval, újabb és újabbmércét állítva a KYE Systemsnek.

Az egeret a grafikus képernyõfelülethívta életre, a kurzor szabad mozgatásá-nak eszköze mindennapos számítógépesmunkánk nélkülözhetetlen eszközévévált. Aki csupán szövegszerkesztésselfoglalkozik, kevéssé használja, sõt, a bil-lentyûzethez szokott kezek sok esetbenkerülik is használatát. Aki viszont grafikaiés mûszaki munkát végez, annak nélkü-lözhetetlen. A kurzormozgatással a kép-ernyõn kószálhatunk, a mikrokapcsolósgombokkal pedig egy sor mûveletet vé-gezhetünk, egérkattintással utasítva a gé-pet parancsok végrehajtására.

Az egér kezelhetõsége az ember-gépkapcsolat tipikus esete: egy sor ergonó-miai szempontot kell figyelembe venni kialakításánál. Legyen jól „tenyérbe má-szó”, könnyû, kézre álljanak a gombok, alapozó-pergetõ görgõ (ami az eredetiegérben nem szerepelt, de manapság tel-jesen elterjedt) legyen jól kezelhetõ stb. A géppel való kapcsolata hagyományo-san 4 eres kábellel valósul meg, de sokvezeték nélküli (cordless) típus is kaphatórádiós összeköttetéssel, ami viszont a tele-pes mûködést igényli, maga után vonvaaz elemcsere, akkutöltés problematikáját.A géphez való kapcsolódás sem mindegy,az kezdeti hagyományos soros port(COM PORT) után elterjedt a kényelme-sebb PS2, majd az USB. Mûködési rend-szerét tekintve azonban sokáig a mecha-nikus mûködés volt az egyeduralkodó…

Hogyan mûködik az egér?

A hagyományos egérben a kurzor pozici-onálását két, egymásra merõlegesen elhe-lyezett útérzékelõ szenzor végzi. Az útér-

zékelés inkrementális szögadóval törté-nik, egy fényt áteresztõ és záróoptotárcsa elforgatása egy fénysorompó(nyílt optocsatoló) adó-vevõje közöttifénysugarat megszaggatja, amely im-pulzusokat számláljuk. Ezek az impul-zusok adják a kurzor mozgáskvantuma-it. Az optotárcsát pedig -– súrlódásoskapcsolattal – egy gumírozott golyóhajtja, a golyót egy alkalmas befogó-szerkezettel – az egér házával – egy sík-felületen mozgatjuk (ajánlatos az ún.egérpad a jó súrlódáshoz). Az 1. ábránegy ilyen hagyományos egér golyósmeghajtórészét látjuk, a derékszögetbezáró két súrlódó görgõvel.

Ennek az egérnek két hibája van: amechanika adta pontosság határt szaba felbontásnak, a golyó pedig szennye-zõdést szed fel a felületrõl, és azt rápré-selve a görgõkre, elõbb-utóbb a moz-gás akadozni kezd. A golyós egerek fel-bontása 100 … 200 dpi-nél nagyobbnem lehet. A szennyezõdés ellen pedigrendszeres tisztogatással kell védekez-ni, ezért készítik a gyártók kiszedhetõ-vé a golyót. Tovább kellett hát lépni!

Ahogy a mechanikus hanglemeze-ket felváltották a lézerlemezek, úgy azegereknél is a fény segített a korszerûsí-tésben, amely felváltotta a mechanikaimozgóelemeket. Elõször megjelentek aLED-es egerek, amelyek kezdetben ahagyományos mûködési elvet követték,majd késõbb elterjedtek a ma is hasz-nálatos képfeldolgozással mûködõk,

2. ábra. Nyílt optocsatolók: a) optovilla, b) reflexiós optocsatoló

1. ábra. Hagyományos egér golyós meghajtása

Elszennyezte a golyó a görgõt az egérben? Ugrál a kurzor, mire végre meg-mozdul? Váltsunk lézerre, mint ahogy a sztrádán is jó autót használunk,ahol ma már nem illõ ökrös szekérrel száguldani. De miért mindjárt lézer-re? Nincs olyan érzésünk, hogy ágyúval verébre…? Bizony nincs, mert a2000 dpi pontosságot nem lehet más technikával megvalósítani. Cikkünk-ben a Genius Ergo 525 típusú egerén keresztül bemutatjuk a tech-nológiát…

Lézeregér a mûszaki munkákban

GRUBER LÁSZLÓ

a)

b)

67

2007/1. InformatikaInformatika

www.elektro-net.hu

amelyek már teljesen új filozófiávalmûködtek. Az „optikai egér” elnevezésmegtévesztõ, hiszen a golyós egér is„opto”, azaz a kurzormozgatás inkre-mentumait fénysorompó által képzettimpulzus végzi, de mechanikai mûköd-tetés által. Ha viszont az optotárcsát azegérpadon x és y irányban kiterítve ké-szítjük el (polár-Descartes koordináta-transzformáció), a közvetlen mûködte-tésû nyílt optocsatolót pedig reflexiósracseréljük, a mechanikai elemeket mel-lõzhetjük a rendszerbõl. Így mûködteka korai optoegerek. A kétféle nyitottoptocsatolót a 2a) és 2b) ábrák mutat-ják.

A hagyományos felépítésû (ma mármúzeumi darabként ismert) optikai ege-rekben reflexiós nyílt optocsatolókathasználnak. Ezt 1985-ben fejlesztette kia Xerox. Ezeknél az adó és vevõ optikaitengelye nem azonos, egymással szögetzár be, és az átvitel egy reflexiós felületközbeiktatása révén jön létre. (lásd 2.b.) ábra). A megfelelõ átvitel a reflexi-ótól függ, ami a fókusztávolság betartá-sára és a reflektáló felület minõségéread megkötéseket. A fókusztávolságotkönnyû tartani, a felület minõségévellehet az átvitelt vezérelni.

Ezeknél az optikai egereknél azegérben x és y irányú reflexiós opto-csatolókat helyeztek el, az egérpadotpedig speciális raszteres vonalhálóvallátták el. Ezeket a (drága) egereket aprofesszionális CAD-es, DTP-s, grafikaimunkákhoz használták. Felbontást te-kintve 400 … 500 dpi-ig lehetett eljut-ni. Sokáig úgy tûnt, hogy ezen az érté-ken már nem lehet javítani.

A képfeldolgozás elvén mûködõ op-tikai egeret a Hewlett-Packard utódcé-geként mûködõ Agilent Technologiesfejlesztette ki 1999-ben, ma már egyharmadik „utódcég”,ny2005 decembe-rétõl az Avago Technologies gyártja (ésfejleszti tovább). Az új elv elsõként aMicrosoft IntelliMouse-ában nyert al-kalmazást, és a szakmai köztudatba ismint Microsoft-megoldás vonult be. Az Agilent szakított a hagyományokkal,nem egyszerû optocsatolót használ, ha-nem egy integrált képszenzort. Ez a ko-rábbi években elképzelhetetlen lett vol-na, hiszen csak a modern félvezetõtechnológia teszi elérhetõ árúvá ezt arendszert. Megjegyzendõ, hogy a kép-feldolgozási technika más szakterületenis terjed, olyan megoldások születnek,amelyek a hagyományossal elképzelhe-tetlenek lettek volna.

A képfeldolgozás elvén mûködõ op-tikai egér mûködésének tömbvázlatát a3. ábra mutatja. Lényege egy integráltképszenzor, amelynek jelét egy DSP fel-dolgozza, és a számítógép számáraszükséges soros vonali adatot szolgál-tat. A képszenzor lényegében egy kis-felbontású kamera, a pixelek száma ki-hatással van az egér felbontására is.

A képfeldolgozáshoz a munkafelületet(az egérpadot, az asztal felületét stb.) le-fényképezzük, amihez megvilágítás kell.

A megvilágítást LED adja, amely oldalrólbesugározza a felületet. A lehetõ jó fel-bontáshoz a felület elegendõen kis részétkell lefényképezni, erre szolgál az optikailencse. Az elrendezést a 4. ábra mutatja.

Az ábrán piros LED látható, a legtöbbgyártó (a Genius is) piros LED-et használ,bár találkozhatunk infravörös LED-es

egérrel is, amely láthatatlanul mûködik.A piros LED elõnye, hogy látható az ak-tivitása. Az egér mozgatásakor a kamerafolyamatosan felvételeket készít, a DSP akét egymás után következõ képet össze-hasonlítja, az x és y irányú változásokbólpedig kurzoreltolási jelet generál. A mû-ködést az 5. ábra szemlélteti.

A képfeldolgozás alapján mûködõoptikai egér lényeges része tehát a

minikamera, amelyet a világon egyedülaz Avago (korábban Agilent, az elõttHewlett-Packard) gyárt „mouse sensor”néven. Az optikai elven mûködõ szer-kezet gyártásának megkönnyítésére acég mûanyag prizma-lencse-rendszertis gyárt, amelyet a szenzorhoz kell azegér szerkezetébe beépíteni. Az egyedialkalmazás miatt az egérgyártók ezt akészletet át is veszik, így nem kell meg-lepõdnünk, hogy a legtöbb gyártmány-ban ezzel találkozunk. Egy LED-es opti-

kai egér lencsekészletét és vázlatos be-építését mutatja a 6. ábra.

Az egér áramköri felépítése már erõ-sen gyártófüggõ, bár a csipfejlesztõk ittis könnyítik a konstruktõrök munkáját.Az Avago-képszenzorhoz pl. a Cypressfejlesztett kontrollert, a Genius is ezthasználja.

A LED-es optikai egérrel 1600 dpi-sfelbontásig lehet elmenni. Ezt használja

5. ábra. A képszenzor mûködése

4. ábra. A LED-del megvilágított képszenzor vázlatos elrendezése

6. ábra. LED-es optikai egér a) lencsekészlete és b) beépítése

3. ábra. A képfeldolgozás elvén mûködõegér tömbvázlata

a)

b)

[email protected]

2007/1.

68


pl. a Genius Ergo520 típusú egerében,amely 1600/800/400 dpi-s felbontásraállítható. A LED-es optikai egér haszná-latának egyéb korlátja is van: tükörsima(üveg, tükör, polírozott fémlap stb.) fe-lületen nem mûködik. A megoldás afényforrás javítása. A választás a lézerreesett…

A lézeregér

Az optikai egerek alkatrészeinek vezetõfejlesztõjénél, az Agilent Technologies-nál már 2004-ben megindultak a kísér-letek. A LED-et lézerre cserélték, ezáltala megvilágító koherens fény lényegesennagyobb kontrasztot adott, növelni le-

hetett tehát a letapogatás finomságát, ésmegoldódott a „tökéletesen sima” felü-letek letapogathatósága is.

Az Agilentnél végzett kísérletekbena lézeregér hússzor akkora érzékenysé-get mutatott a felületi részletek iránt,mint a LED-del mûködõ optikai egér. A LED-hez hasonlóan használnak vörösszínû és infravörös lézerdiódákat is. A fejlesztési eredményeket és a teljesgyártást 2005-tõl az Avago vette át, mamár komplett alkatrészszettek kaphatókLED-es és lézeres egerekhez, mert aképszenzort a fényforráshoz kellett il-leszteni. A Genius Ergo 525-ös típusúlézer egerében például ADNV-6340-eslézerdióda és ADNK-6010-es képszen-zor található, a megfelelõ polikarbonátanyagú lencserendszerrel. Az 1. és 2.táblázatok tartalmazzák a LED-es és lé-zeres mûködésre ajánlott képszenzorokadatait vezetékes és rádiós kivitelre.

7. ábra. Lézeres egér kapcsolása

vezetékes vezeték nélküliSzenzor típus ADNS 2610 ADNS 2620 ADNS 2051 ADNS 3060 ADNS 3080 ADNS 2030 ADNS 3040Adatok Mértékegység alapszintû alapszintû középkategória felsõ szintû nagy érzékenységû kis áramigényû extra kis fogyasztásúáramfelvétel mA 15 15 15 40 40 13 2,9Max. sebesség ips1 12 (@1500fps) 12 (@1500fps) 14 (@1500fps) 4 (@6400fps) 40 (@6400fps) 14 (@1500fps) 20képfrissítés fps2 1500 500 … 2300 500 … 2300 500 … 6469 500 … 6469 500 … 2300 autofelbontás cpi3 400 400 400/800 400/800 400/1600 400/800 400/800Gyorsulás alvó g 0,25g @ 1500fps 0,25g @ 1500fps 0,15g @ 1500fps 15g @ 6469fps 0,25g @ 6469fps 0,15g @ 1500fps 8güzemmódból

I. táblázat. LED-es képszenzorok adatai

vezetékes vezeték nélküliSzenzor típus ADNS 6000 ADNS 6010 ADNS 6030Adatok Mértékegység felsõ szintû nagy érzékenységû extra kis fogyasztásúáramfelvétel mA 50 53 2,5Max. sebesség ips 20 45 20képfrissítés fps 500 … 6469 2000 … 7080 autofelbontás cpi 400/800 400/800/1600/2000 400/800Gyorsulás alvó g 8 20 8üzemmódból1 ips = inch per second, azaz másodpercenként megtett hüvelyk, SI-ben 1 ips = 25,4 mm/s2 fps = frame per second, azaz másodpercenkénti kép 3 cpi = counts per inch, azaz hüvelykenként megkülönböztetett képelemek száma. A nyomdatechnikában

ismeretes még a vele egyenértékû dpi (dot per inch), amelynek SI-mérõszáma nem használatos (1 dpi = 3,94 ·10-2 pont/mm).

II. táblázat. Lézeres képszenzorok adatai

69

2007/1. InformatikaInformatika

www.elektro-net.hu

A 7. ábrán az Avago ajánlásakéntegy egyszerû lézeregér kapcsolását lát-hatjuk.

Az Avago ADNS-6000 képszenzoraellátja egyúttal az ADNV-6330 lézerdi-óda meghajtását is. 24 MHz-es órajellelmûködik, ami megfelelõ gyorsaságotbiztosít a rendszernek. Az USB-csato-lást egy Cypress-mikrokontroller végzi,a mintakapcsolás egyszerû 3 gombosváltozat. A beállítási értékeket EEPROMtárolhatja, szaggatott keretben láthatóaz opcionális alkatrész. Kérdés, hogy alézerdióda meghajtására milyen áram-körre van szükség?

A lézerdiódát kétféle üzemmódbanszokás mûködtetni: folyamatosban,egyenáramú megtáplálással, és szaka-szosban, impulzusmeghajtással. A fo-lyamatos üzemmódot egerekben nemhasználják, mert az impulzusüzemnektöbb elõnyös tulajdonsága van. Nincsugyanis szükség a folyamatos üzemel-tetésre, hiszen adatot a számítógép feléúgyis csak a megszakítások pillanatá-ban ad. Ekkor viszont nagyobb teljesít-mény leadására képes, ami javítja aképminõséget, és egyébként energia-takarékosabb is. A számítógéppel 125 Hz-es szkennelési frekvenciávalkommunikál, és az egérpad felületét(vagy bármilyen asztalfelületet) néhányezerszer lefényképezi. A képfeldolgo-zás a LED-es változathoz hasonló, csaka képszenzorfelület kialakítása illeszke-dik a megvilágításhoz.

A Genius lézeregere

A Genius nem az elsõk között jött ki lé-zeregerével, de egy sor kedvezõ kiala-kítással nyûgözi le használóját, ára pe-dig a versenytársakéhoz mérve nagyonkedvezõ. Az N-network jóvoltából tesz-telhettük az Ergo 525 típusú csúcskate-góriás egeret, mennyire alkalmas a mér-nöki munkában. Az egér ugyan ma mártöbbnyire „közfogyasztási” cikknek szá-mít, mert a számítógépes játékosok ké-pezik a fogyasztók nagyobb százalékát,de ami ergonómiailag fontos a játékos-nak (hogy ne fáradjon el a lövöldözés-ben, és pontosan tudjon célra tartani),az hasonlóan fontos a mérnöki, grafiku-si és egyéb professzionális munkábanis. Nézzük hát az eszközt!

Az Ergo 525 valódi csúcskategóriásegér. 8 gombos eszköz, amelybõl hétszabadon programozható. A 8. ábránláthatjuk, a gombokkal és jelentései-vel. A hagyományos jobb oldali és baloldali gombok nem kívánnak magya-rázatot. A görgetõkerék elõtt és mögöttlévõ gombokkal ugrálhatunk (pl. inter-netezés közben) a megelõzõ és követ-kezõ oldalra, ábrára stb. A hüvelykuj-jal, kezelhetõ gombokkal szélen a

hangerõt növelhetjük, vagy csökkent-hetjük, a középsõvel pedig az egér ér-zékenységét, felbontását állíthatjuk400…800…1600…2000 dpi között. Ezutóbbit kivéve a többi gomb progra-mozható a mellékelt CD-n lévõ meg-hajtóprogram telepítésével.

A görgetõkerék funkciója hármas:megnyomva középsõ gombként mûkö-dik, simán görgetve arretálva le-fel gör-geti a képernyõt, balra vagy jobbranyomva a görgetés jobb-bal irányú. Ezt

a rendszert hívják angolul tilt-wheel-nek. Ezzel könnyen barangolhatunk

nagy kapcsolási rajzokon, ábrarészlete-ken, de széles exceltábláknál is nagyhasznát lehet venni.

Az egér Avago-Cypress csipszetreépül (ADNK 6010 képszenzor, ADNV6340 lézerdióda, CS6575AA USB-kon-troller), a számítógéphez USB-vel vagya mellékelt átalakítóval PS2-vel csatla-kozhatunk. A legkorszerûbb felületsze-relt technológiával készül, a katicabo-gárhéj alatt szemet gyönyörködtetõelektronika látványát kelti (lásd 9. ábra).

Az egér optikai szerkezete adja a ké-szülék legizgalmasabb részét. A 10. áb-rán látható az Agilent (Avago) csip és akiszerelt lézerdióda a) ábra, valamint amûanyag lencse b) ábra.

A képfeldolgozó IC hasán van az„optikai bemenet”. Egy lyukkal ellátottvédõlap gondoskodik arról, hogy a szi-líciumszelet ne kapjon hamis fényt, ésvédje mechanikai behatástól, szennye-zõdéstõl. Ezt eltávolítva látható a mo-nolitikus áramkör, amelyet a 11. ábránláthatunk.

A lapka bal alsó sarkában található aképszenzor CCD felülete (30×30 kép-pontra), tõle jobbra a képponttároló, ésa feldolgozó DSP többi eleme.

A komplett egér a fejlett precíziósmûanyag-technológia és elektronikaiszereléstechnológia remekmûve.

Munka a lézeregérrel

A lézeregérrel a munka ugyanolyan, minta hagyományossal, csak könnyebb, ke-vésbé fárasztó és pontosabb. Aki dolgo-zott vele tudja, hogy nem szabad a nagyfelbontás kábulatába esni, nem mindig

van szükség arra, hogy csekély mozgás-sal átsöpörjük a képernyõt. Erre szolgál afelbontás-beállító gomb, szövegszerkesz-tésnél pl. ritkán van szükség 400 dpi-nélnagyobb felbontásra. Ha viszont egy áb-rát kozmetikázunk, nem ugrik át három-szor a kurzor a törlendõ pixelen, hanemegyszerre eltaláljuk.

Összegzésképpen elmondhatjuk,hogy a lézeregér jól használható a mû-szaki gyakorlatban, aki éppen váltanikészül, semmiképpen se hagyja figyel-men kívül az új technikát.

8. ábra. Az Ergo 525 egér és a gombok jelentése

10. ábra. A lézeregér optikai szerkezete: a) képfeldolgozó csip, b) lézerdióda

9. ábra. A kidobozolt egér

11. ábra. Az optoszenzor-IC

[email protected]

2007/1.

70


1. Üzemanyag-ellátó berendezések alapelvei

A benzinmotorok teljesítménye, fajlagosfogyasztása, a kipufogógázok összetételea keverék összetételétõl függõen jelentõ-sen változik. A teljesítmény és a fajlagosfogyasztás változásának jellegét az 1. áb-ra szemlélteti. Az ábrából az látható,hogy a legnagyobb teljesítmény elérésé-hez kissé benzinben dús (α ~ 0,9) keve-rék szükséges, míg a legkedvezõbb fo-gyasztást a benzinszegény keverék eseté-ben (α = 1,1 … 1,3, a motortól és a gyúj-tóberendezéstõl is függõen) kapjuk. E kétjellemzõ változásból az a konklúzió von-ható le, hogy ha a motor teljes teljesítmé-nyére (részterhelési tartomány) nincsszükség, akkor a kedvezõ fogyasztás ér-dekében benzinszegény keverékre vanigény. Ellenkezõ esetben, amikor a legna-gyobb teljesítményt akarjuk elérni, a ke-veréket dúsítani kell.

Az 1. ábra szerinti görbe közelítõ szá-

mítására, modellezésére, szimulációjára,szukcesszív approximációs eljárással, abelsõ égésû motor P teljesítményének és

a b fajlagos fogyasztásának, α légviszonyfüggvénykapcsolatának megvalósításáraDELPHI programnyelven szoftvert készí-tettem. Futtatását követõen, a legfonto-sabb végeredményeket az I. táblázatbanfoglalom össze [1], [2], [4].

Összehasonlításként a II. táblázat,egy AM 180 típusú Oleo-Mac karburá-toros üzemanyag-adagolású háti per-metezõgép adatait tartalmazza, gyárikatalógus adatai alapján [5].

Az általam készített szoftver végered-ményei 4800 ford./min. üzem közben,ill. 2500 ford./min. alapjárati fordulat-számokon: Fordulatszam fordsz = 4800 ford/minUzemanyag mennyiseg vuz = 1,059 · 10-3 m3/hLevego mennyiseg vlev = 9,341 m3/h

Kétütemû, belsõ égésû motorok benzinbefecsken-dezõinek tervezése és kialakítása, valamint vezérlése digitális jelprocesszorral

DR. GÁRDUS ZOLTÁNA kétütemû, belsõ égésû motorok üzemanyag-adagolásának (hideg- és melegindítás, hatékonyabb és jobb mû-ködés) kutatására, megoldási alternatíváira, valamint a cikk megírására az inspirált, hogy a hagyományos fel-építésû karburátorok csak korlátozott pontossággal képesek a motorok különbözõ üzemállapotaihoz optimáli-san szükséges összetételû benzin-levegõ keveréket elõállítani. A jó hatásfokú, energiatakarékos mûködés a ke-verék-összetétel pontos szabályozását igényli, ám ilyen pontosság karburátorokkal nem érhetõ el. Az üzemanyagpontosabb adagolását benzinbefecskendezõ alkalmazásával célszerû megoldani…

Aktualis levego cso keresztmetszet,faktualis = 5,189 · 10-4 m2

A pillangoszelep szogelfordulasa, szogelffok = 36,86 fok

Fordulatszam fordsz = 2500 ford/minUzemanyag mennyiseg vuz = 5,518 · 10-4 m3/hLevego mennyiseg vlev = 4,865 m3/hAktualis levego cso keresztmetszet,faktualis = 2,703 · 10-4 m2

A pillangoszelep szogelfordulasa, szogelffok = 65,37 fok.

A fentiekbõl az következik, hogy azindítás pillanatában a pillangószelep ál-lása a vízszintes síkhoz képest 65,37°.

A porlasztók kialakításuk szerintnyitott és zárt kivitelûek lehetnek, amiazt jelenti, hogy a fúvókának nincs, ill.van szeleptûje. Én az egyszerû és biz-tonságos üzem érdekében, valamint anyomócsõ-légtelenítési problémái ki-küszöbölésére a nyitottfúvóka-kivitelt

Hengerûrtartalom 74,2 cm3

Maximális fordulatszám 6000 ford./min.Alapjárati fordulatszám 2500 ford./min.Fogyasztás 1,3 l/h1 ciklusban a munkaközeg 4,232 · 10–2 gtömege a hengerben1 ciklusban az üzemanyag 2,796 · 10–3 gtömege a hengerbenBeszívott levegõmennyisége 11,6 m3/hÜzemanyag kilépési sebessége 29,9 m/sa fúvókánÜzemanyag-fúvóka átmérõje 1,25 · 10–4 mAz üzemanyagra számított Reynolds-szám 1,09 · 104

Az üzemanyag tápnyomása 4,5 bar

I. táblázat

Hengerûrtartalom 72,4 cm3

Maximális fordulatszám 6100 ford./min.Alapjárati fordulatszám 2600 ford./min.Fogyasztás 1,4 l/hÜzemanyag-fúvóka átmérõje ~ 3,10–4 m (karburátoros) (mérés alapján)Teljesítmény 2,6 kW

II. táblázat

1. ábra. A belsõ égésû motor P teljesítmé-nyének és b fajlagos fogyasztásának vál-tozása az α légviszony függvényében

2. ábra. Az üzemanyag-fúvóka kialakításának alternatívái

3. ábra. Az üzemanyag-fúvóka véglegeskialakítása

71

2007/1. Jármû-elektronikaJármû-elektronika

www.elektro-net.hu

választottam. A lehetséges fúvókakiala-kításokat a 2., a végleges kialakítást pe-dig a 3. ábra szemlélteti [4].

2. Vezérelt funkciók és érzékeltjellemzõk

A különbözõ befecskendezõrendszerekvezérlési követelményeibõl adódik az,hogy az alábbi jeladókra van szükség:1. a beszívott levegõ mennyisége,2. az üzemanyag mennyisége,3. a levegõágban elhelyezett

fojtószelep helyzete,4. a motor fordulatszáma.

A motor fordulatszámának függvényébenaz 1. fejezetben említett szoftver kiszá-mítja az üzemanyag és a hozzá tartozólevegõ mennyiségét. Tehát a megoldás-hoz elegendõ a fordulatszám érzékelésé-re és meghatározására egy inkrementálisjeladót felszerelni a motor fõtengelyére.A pillanatnyi fordulatszám függvényé-ben, ami a gázkar állásától függ, számíta-ni kell az üzemanyag és a levegõ meny-nyiségét. Ezt egy TEXAS INSTRUMENTSMSP 430 FG-439 típusú digitális jelpro-cesszor végzi [3]. A vezérlés blokkvázla-ta a 4., a befecskendezés folyamatábrájaaz 5., a szimulációs eredmények pedig a6. ábrán láthatók.

2.1. A levegõ-pillangószelep korrekció-jának számítási algoritmusa

Méretezés:Vlevegõ max = wlevegõ (állandó)·Alevegõ, m3/s,

Alevegõ = dlevegõ2π/4, m2,

Apillangószelep = dlevegõ2π cos α/4, m2,

α: a levegõ-pillangószelep szögelfordulása,

Alevegõ aktuális = Alevegõ – Apillangószelep, m2,

cos α = 2.b/dlevegõ,

α = arc cos 2.b/dlevegõ, a levegõ-pillan-gószelep aktuális szögelfordulása.

2.2. A/D konverter, a fordulatszám- számláló (inkrementális jeladó) impulzusainak fogadására

A mikrokontroller öt bemenete 12 + 2 bi-tes A/D konvertert tartalmaz, amelyek akonverzió végén az interrupt bitet állítják.A fenti feladat megoldására, az aktuálisfordulatszám meghatározására egy A/Dkonverterbemenetet használok fel.

3. Üzemanyag-ellátó rendszer

Az üzemanyag-ellátó rendszer elemei:1. üzemanyagtartály,2. üzemanyag-tápszivattyú,

3. üzemanyagszûrõ,4. befecskendezõszelep.

Az üzemanyagtartály az eredeti ki-építésben megfelelõ. Az üzemanyagszû-rõ (papírszûrõ, kereskedelemben kapha-tó) ~ 10 µm finomságú, ami a befecsken-dezõszelep kifogástalan mûködéséhez

tökéletes. Az üzemanyag-tápszivattyúfelépítését a 7. ábra szemlélteti.

A tápszivattyú felépítése [1]:1. szívóoldal,2. nyomáshatároló biztonsági szelep,3. tápszivattyú,4. a villamos motor forgórésze,5. visszacsapó szelep,6. nyomóoldal,7. a szivattyú forgórésze,8. görgõk.

4. Megoldási alternatívák

Jelenlegi és újabb kutatási lehetõségek:1. a Single Point központi, szívócsõbe

befecskendezõ rendszert választot-tam, mivel eddigi kutatásaimban ki-zárólag egyhengeres, kétütemû, bel-sõ égésû motorok üzemanyag-ada-golási rendszereivel foglalkozom,

2. ebben a kialakításban a befecsken-dezés a motor egy forgási ciklusaalatt zajlik le,

3. a befecskendezés elvi vázlatát a 8. ábra szemlélteti.

4. újabb kutatási lehetõségeket kínál amotor kenési rendszerének tervezé-se, kialakítása,

5. üzemanyag-kenõolaj keveréket fecs-kendezünk be,

6. benzint fecskendezünk be: ebben azesetben a forgattyúsházat félig olaj-jal töltjük fel, és a legmélyebb pont-ján olajleeresztõ nyílást alakítunk ki,

7. a 6. pontban említett módszer:a forgattyústengely és a hajtókarközötti siklócsapágy,a dugattyúcsapszeg és a hajtókarközötti siklócsapágy,a dugattyú külsõ palástjának és ahenger falának kenését oldjameg,

8. az egyre szigorodó környezetvédel-mi és üzemanyag-fogyasztási köve-telmények megkövetelik a benzin-befecskendezõk alkalmazását, me-lyekkel ~10 … 20%-os fogyasztás-megtakarítás érhetõ el.

5. ábra. A befecskendezés folyamatábrája

7. ábra. A villamos motorral egybeépített tápszivattyú kialakítása

4. ábra. A vezérlés elvi kialakításánakhatásvázlata

6. ábra A mérési és a számítási eredmények szimulációja

[email protected]

2007/1.

72


5. Konklúziók

A fentiekben közölt kutatási, számítási,szimulációs és vizsgálati eredményeimegyértelmûen bizonyítják a következõket:

az MSP 430 FG-439 típusú, TEXASINSTRUMENTS-gyártmányú digitá-lis jelprocesszor alkalmas az eddigiszéles körben felhasznált alkalma-zásokon kívül pl. belsõ égésû moto-rok üzemanyag-adagolási rendsze-reit megvalósító vezérlési/szabályo-zási feladatok ellátására,a kétütemû motorok karburátorai-nak problémái (hideg/melegindítás)kiküszöbölhetõek automatizált mû-ködésû befecskendezõ szeleprend-szer (üzemanyag/levegõ) együttesalkalmazásával.

Irodalom:

[1] Dr. Hodvogner László: Autóvilla-mosság. Autóelektronika-benzinbe-fecskendezõk, elektronikus gyújtás.Katalizátorok. Szolgáltatások.Mûszaki Könyvkiadó, Budapest,1993

[2] Dipl.-Ing. Christian Müller,Doz. Dr. sc. techn. Friedrich Müller:Kraftfahrzeugvergasser und Benzineinspritzung 4., stark bearbeitete AuflageVEB VERLAGTECHNIK BERLIN,1989–296 S. 299 BilderISBN 3-341-00280-4NE: Müller, Friedrich

[3] www.ti.com//TEXAS cég honlapja

[4] Dr. Farkas Ottóné: Ipari kemencék tüzeléstani számításaiISBN 963 18 2614 7Tankönyvkiadó Budapest, 1990

[5] Oleo-Mac AM 150, AM180 gépkönyvMod. 365200123C-Lug/2000-CENTROFFSET R.E.-Printed in Italy

Dr. Gárdus Zoltán automatizálási üzemmérnök(1987), diplomáját a Nehéz-ipari Mûszaki EgyetemVegyipari Automatizálási

Fõiskolai Karán, Kazincbarcikán szerezte. Közben a BVK-nál, majd az Energiagazdálko-dási Intézetnél szerkesztõ, tervezõ és kutató,izzító- és hõkezelõ kemencék tervezése és automatizálása témakörben. Ezt követõen1991-tõl a Miskolci Egyetem jelenlegi Automatizálási Tanszékén tanszéki mérnök. 1996-ban kohómérnöki oklevelet szerez a Miskolci Egyetemen. 2004-ben megvédiPhD-disszertációját „Hõkezelõ harangkemen-cék falazatkorszerûsítése” témakörben, majd egyetemi adjunktusi beosztásban tevékenykedik. 2004 decemberétõl az MTA tagja. Kutatási területe a vezérléstech-nika, valamint a mikroprocesszorok és digitális jelprocesszorok alkalmazása ipari folyamatok vezérlésére és irányítására

[email protected]/~gardus

8. ábra. 1 levegõ, 2 fojtószelep, 3 szívó-csõ, 4 befecskendezõszelep, 5 motor, 6 benzin

CompactRIO

A CompactRIO a nagy teljesítményt ésmegbízhatóságot igénylõ alkalmazások-hoz kifejlesztett nagy sebességû vezérlõ-és adatgyûjtõ rendszer. A rendszer a nyi-tott illesztésû architektúrát ötvözi a kismérettel, a rendkívüli teherbírással és a mûködés közben cserélhetõ I/O mo-dulokkal. A CompactRIO-rendszer a

LabVIEW FPGA-technológiáján alapul,amelynek segítségével a fejlesztõk a plat-formot különféle tervezõ-, adatgyûjtõ ésvezérlõalkalmazásokhoz konfigurálhat-ják. Emellett a speciális I/O- és kommuni-kációs feladatokhoz kialakíthatják a szá-mos vállalat számára létfontosságú alkal-mazásspecifikus CompactRIO modulokatis. A CompactRIO FPGA-architektúrájá-hoz a National Instruments, illetve más

gyártók moduljai közvetlenül is hozzá-kapcsolhatóak, lehetõvé téve a modulokközötti, akár 40 MHz-es szinkronizálást,illetve minden I/O-esemény egyéni idõzí-tését és kiváltását.

S.E.A.

Az ipari automatizálás és méréstechno-lógia terén számos terméket és szolgál-tatást kínáló S.E.A. forgalomba hozta aCompactRIO számára tervezett másodikgenerációs GPS monitoring, valamintGSM és GPRS vezeték nélküli kommuni-kációs hálózati modulokat. A fejlesztõk a S.E.A. modulok segítségével megha-tározhatják a beépített GPS-funkcióvalrendelkezõ CompactRIO-rendszer hely-zetét, adatátvitelt hozhatnak létrea CompactRIO-rendszeren, valamint100 ns-os gyakoriságú szinkronizálástvalósíthatnak meg. A S.E.A. modulokmegkönnyítik a nem elérhetõ vagy mobilCompactRIO-rendszerek távoli vezérlé-sét és monitorozását GSM és GPRS tele-fonhálózaton keresztül. A S.E.A. ezen új

A mérnökök és szakemberek tervezési és vezérlõalkalmazás-fejlesztésilehetõségei kibõvültek a jármûvekben található buszok és érzékelõk kö-zötti vezeték nélküli kommunikációval. Az olyan vezetõ ipari cégek, mintaz AVIAOK International Company, a Drivven és a Science & EngineeringApplications Datentechnik GmbH (S.E.A.) egyedi modulokat fejlesztettekki a National Instruments CompactRIO platformjához, ezáltal széles körûfunkcionalitást biztosítva a gépkocsikban, a repülõgépekben és a kato-nai gépjármûvekben található platformok, a vezeték nélküli kommuniká-ció és a mobil helymeghatározó alkalmazások számára. Mindemellettközvetlen összeköttetést biztosítanak az elektronikus vezérlõegységek(ECU) jármûveken belüli érzékelõi számára a tervezéshez és a prototípu-sok gyors legyártásához

A National Instruments partnercégei általfejlesztett moduloknak köszönhetõen a cRIO most új, vezeték nélküli változatban

73


www.elektro-net.hu

moduljai emellett új funkciókkal is rendelkeznek, beleértve az RCC rádióve-zérlésû órát és az IRIG-B kimenetet is – amely lehetõvé teszi, hogy aCompactRIO mûholdas órajelvezérlésselállítható legyen. Ezáltal a fejlesztõk aCompactRIO-rendszerek vezeték nélküliszinkronizálását távolról is elvégezhetik.

„Az ipari, ill. a jármûveken belüli mo-nitorozást végzõ alkalmazások számáraszámos ügyfelünk keres teherbíró, mobilmérõeszközt” – nyilatkozta WolframKoelver, a S.E.A. vezérigazgatója.

„Minden vezeték nélküli modulunk a LabVIEW szoftvert használja aCompactRIO-rendszerrel való könnyûintegrálhatóság érdekében, ezáltal ideálisplatformot teremtve a távoli adatfogadástés -vezérlést megvalósító alkalmazásokszámára.”

Drivven

A gépjármûvek vezérlõ- és adatfogadórendszereinek vezetõ forgalmazója, aDrivven számos, gyorsan prototípussáalakítható CompactRIO modult fejlesz-tett ki a motorvezérlõ rendszerek számá-ra. A Drivven modulokkal a fejlesztõk aCompactRIO- vagy PXI-rendszereketközvetlenül összeköthetik a gépjármû-vekben található számos érzékelõvel ésvezérlõvel, mint például a vezérmûten-gely forgásérzékelõjével, az oxigénszen-zorokkal, a termisztorokkal, a nyomás-át-alakítókkal, a beömlõ üzemanyag be-fecskendezõivel, a közös vezetékes be-fecskendezõrendszerrel, a gyújtáste-kerccsel, az elektronikus fojtószelepek-kel, valamint sok más érzékelõvel vagyvezérlõvel. A Drivven minden egyénimodulja üzemkész LabVIEW-ban írtprogrammal rendelkezik, megkönnyít-ve ezzel a gépjármûipari mérnökök szá-mára a fejlesztést. A Drivven egyéni

CompactRIO moduljaival a fejlesztõkgyorsan létrehozhatják a jármûvek motor-vezérlõ egységeinek prototípusát aCompactRIO valamint a PXI-hez használtLabVIEW FPGA és LabVIEW Real-Timeszoftver eszközöket használatával.

AVIAOK

Az AVIAOK International Company a re-pülõgép- és ûrrepülõgép-gyártás számárakifejlesztette az ARINC-429 és a MIL-1553 CompactRIO modulokat. A fejlesz-tõk az ARINC-429 modult a kereskedel-mi légi szállításra jellemzõ egyirányú PTPadatbuszként használhatják a repülõgépalrendszerei és érzékelõi közti kommuni-káció során.

A MIL-1553 egy nagy teljesítményûmultiplex adatbusz, amelyet az adatok in-tegritására és a kifizetõdõ megoldásokrafókuszáló hadiipar széles körben használkülönféle alrendszerek összekapcsolásá-ra. A MIL-1553 széles körben használha-tó, mint például a légierõ, haditengerészetvagy a szárazföldi erõk gépjármûparkjai.Ezenkívül az ipar számos más területénszintén használható, mint például reakto-rokban, metrókocsikban vagy olajfúrók-ban. Az AVIAOK International CompanyARINC-429 és MIL-1553 moduljai lehe-tõvé teszik a mérnökök számára, hogy be-ágyazott rendszerként az ideális megol-dást jelentõ CompactRIO-rendszert alkal-mazzák a repülés, az ûrkutatás és a kato-nai alkalmazások vezérlõ- és adatfogadórendszereinek kialakítása során.

Az NI-felhasználó partnerek által létrehozott CompactRIO modulok közé tartoznak az alábbiak

Vezeték nélküli és mobilmodulokS.E.A. Gxxx Combo modul (beépített GSM és GPS)

S.E.A. GSM General Packet Radio Service vezeték nélküli modul S.E.A. GPS Globális helymeghatározórendszermodul S.E.A. GPSIBplus modul (beépített IRIG-B, szinkronizálható ésprogramozható impulzus) S.E.A. GPSplus modul (kiegészítõ szinkronizálható és programozható impulzussal) S.E.A. GPRSplus modul (EDGE-támogatással) S.E.A. Gxxxplus Combo modul (beépített GSM, EDGE, GPS, szinkroni-zálható és programozható impulzus)

Kommunikációs busz és protokollmodulokAVIAOK ARINC-429 vevõmodulAVIAOK MIL-1553 modul AVIAOK ARINC-429 adómodul

Gépjármûtervezõ és -prototípus- készítõ modulokDrivven VR/Hall modul (beépített VR-és Hall-jelenség-érzékelõ bemenetek)Drivven beömlõ üzemanyag-befecskendezõ-meghajtó modul Drivven alacsony oldalfalú meghajtómodul Drivven gyújtószikra-vezérlõ modul Drivven oxigénszenzor-modul Drivven Diesel-injektor meghajtómodul Drivven Motorvezérlõ egység HIL(Hardware In the Loop)-modul Drivven elektronikus fojtószelep- és IAC-szelepvezérlõ modul

A CompactRIO, a LabVIEW, aNational Instruments, a NI és a ni.com aNational Instruments védjegyei. Mindenegyéb névvel jelölt termék és társaságvédjegyét az adott társaság engedélyévelhasználjuk.

1. ábra. NI CompactRIO modulok

[email protected]

2007/1.

74


A megfelelõ hajtómû-szimulátor fejlesz-tése létfontosságú volt abban, hogy az ál-talunk fejlesztett gázturbinás sugárhajtó-mû vezérlõegységének megbízható ésbiztonságos mûködését tesztelhessük.Egy biztonságos és nagymértékben töké-letesített hajtómûvezérlõ megvalósításá-hoz ki kellett fejlesztenünk egy, a vezér-lõeszköz ellenõrzésére szolgáló eljárástés a hozzá tartozó algoritmust, mielõttazt az adott hajtómûbe építhettük volna.

A célunk egy olyan virtuális hajtómû(illetve hajtómû-szimulátor) megépítésevolt, amely eléri a vezérlõhöz tartozóhajtómû teljesítményét. A nagy és nehéz-kes adatfeldolgozó rendszerek helyett aszemélyi számítógépen futó NI LabVIEWprogramozási környezetet használtuk, akicsi és erõteljes NI CompactRIO hard-verfelületettel kombinálva a teljes szimu-lációs és tesztkörnyezet létrehozásához.Az így létrehozott, az eredetivel mege-gyezõ ki- és bemeneti jeleket fogadni,illetve generálni képes virtuális hajtómûoptimális megoldást jelent a szoftveres éshardveres integritás ellenõrzésére.

A gázturbinás hajtómû matematikai

modellezésével ki tudtuk számolni ahajtómû teljesítményadatait. Ezután azeredményeket fizikai jelekké alakítottuk,amelyeket a gázturbinás sugárhajtómûvezérlõjének be- és kimeneteire küld-tünk. A kísérleteknek és hibáknak kö-szönhetõen a hajtómûvezérlõnek mind ahardverét, mind a szoftveres algoritmusátleteszteltük, növelve annak megbízható-ságát és csökkentve a hibakeresésre (ka-librálásra) fordítandó idõt, valamint ki-

küszöbölve a vezérlõ használata soránváratlanul fellépõ hibalehetõségeket.

Fejlesztéstörténet

A vezérlõalgoritmus kifejlesztése során azNI LabVIEW, The LabVIEW SimulationInterface Toolkit 2.0 alkalmazását, a TheMathWorks, Inc. MATLAB® és Simulink®

programjait, valamint a Visual C++-rend-szert használtuk. A teljes tervezési munkakilenc és fél hónapnyi programozói idõ-egységet vett igénybe. Ebbõl két és felet ahardver megtervezésére és implementálá-sára fordítottunk; valamivel több, mint há-rom hónap kellett a LabVIEW program

megírásához; három és fél a hibakeresés-re és ellenõrzésre; valamint 10 nap a cso-magolásra. A hajtómûvezérlõ 150-féle el-lenõrzõ vizsgálatának közel felét sikerült aszimulációs jelentéssel kiváltani. (Össze-hasonlításképp: a jelenlegi hajtómûtesz-tekkel az ellenõrzés több mint egy évetvenne igénybe!)

Rendszer-összeállítások

A gázturbinás sugárhajtómû szimulátor-rendszerének összeállítása a virtuális haj-tómû-szimulátort, a hajtómû vezérlõjét,a vezérlõalgoritmust (az alkalmazásokat)és a szimulátor szerverét foglalja magá-ban. A virtuális hajtómû-szimulátor tar-talmazza a hajtómû dinamikus karakte-risztikájának kiszámításához, a valós ide-jû mûveletek végrehajtásához, az álla-potszámításokhoz és a kimeneti paramé-terek generálásához szükséges matema-tikai modelleket. A szimulátor a kimenõparamétereket a nyomást/hõmérsékle-tet/fordulatszámot jelentõ fizikai jelekkéalakítja még a kibocsátás elõtt, egy füg-getlenül tervezett és kialakított jelkon-verter segítségével. A szimulátorszerverfelé valós idejû mûködést, I/O-mûvelete-ket és kommunikációt értünk el a 8kártyahellyel rendelkezõ NI CompactRIOkeret FPGA-programozásával, amely ajelkonverter kialakítását tette lehetõvé.

A hajtómû vezérlését ténylegesenvégrehajtó hardveres egység a hajtómû-vezérlõ. Nagy teljesítményû CPU-val lát-tuk el, és a hajtómû kábelezésével csatla-koztattuk a szimulátorhoz. A vezérlõal-goritmus a hajtómû mûveleti logikai ésvezérlõkiegyenlítõje. (A hajtómûvezérlõlegfontosabb részét jelentõ algoritmustúgy kellett beprogramozzuk, hogy az al-kalmazás által elõírtaknak tökéletesenmegfeleljen.) Végezetül, a szimulátor-szerver az a számítógép, amely kapcso-latban áll a virtuális hajtómû-szimulátor-ral, tárolja az adatokat, és felhasználói

1. ábra. A teljes számítógépes szimulációs környezet létrehozása során a SamsungTechwin kihasználja a virtuális mûszerezés nyújtotta elõnyöket.

A gázturbinás hajtómû olyan, változatos technológiákat egyesítõ hajtómû, amelynek átlagos teljesítményét igennehéz kiértékelni. Gyakran már a mérési nehézségek meghiúsítják az adott hajtómûvel kapcsolatos pontoselemzést. Éppen ezért nagy kihívást jelent a gázturbinás hajtómûvek vezérlõinek és a hozzá tartozó programok-nak a fejlesztése

ÜgyfélmegoldásokA Samsung Techwin az NI LabVIEW és a CompactRIO segítségével fejleszti valós idejû hajtómûszimulátor-rendszereit

MOON SOHK CHAE

75


www.elektro-net.hu

felületet is biztosít.A szimulátorunk a CompactRIO

hardvernek mind az FPGA-, mind a va-lós idejû programozását tartalmazza. A nagy sebességû szûrést és az I/O-mûveleteket a LabVIEW FPGA szerintprogramoztuk, majd FPGA-ként letöl-töttük õket a CompactRIO-ra. Ezután – a valós idejû feldolgozáshoz – rátöl-töttük az algoritmust a CompactRIO ve-zérlõre.

Eredetileg az NI cRIO-9102 8kártyahelyes, 1M kapuval rendelkezõkeretet használtuk, de kicseréltük a 3M-kapus cRIO 9104 keretre, miután rájöt-tünk, hogy az 1M kapu kevés. A jelkon-verter-modulhoz emellett analóg puffer-áramköröket is hozzáadtunk, mivel akülsõ irányítású feszültség az eredeti

NI cRIO-9263 analóg modulon csakpár mA volt.

A szimulátor szerverprogramjának se-gítségével a felhasználók olyan, a felüle-ten keresztül vezérelhetõ tevékenysége-ket érhetnek el, mint a hajtómû állapotá-nak ideiglenes módosítása, a szimulációsbeállítások módosítása, a szimuláció el-indítása, szüneteltetése vagy leállítása, il-letve a hajtómû állapotának véglegesmódosítása. A hajtómûállapot monitor-programja tájékoztatja a felhasználókataz alkalmazások szoftveres integritásáról,ideértve a hajtómûben történt változá-sok megjelenítését és az adattárolást. Alegtöbb idõre a teljes rendszer kifejleszté-se során a hajtómûállapot monitorprog-ramjának kifejlesztése és az ezzel kap-csolatos hibakeresés során volt szükség.

A korábbi PXI-alapú rendszerekméret- és súlykorlátai némi nehézségetokoztak a hordozhatóság terén. Arendszer Windows-alapú volt, így nemvolt alkalmas determinisztikus mûve-letek elvégzésére sem. A CompactRIOnagyon vonzó platformot jelent azolyan fejlesztõk számára, akik túl akar-nak lépni az ilyen korlátokon, vala-mint új vezérlési és monitorozási eljá-rásokat szeretnének megvalósítani. Azúj rendszerben található valós idejûoperációs rendszer lehetõvé teszi a de-terminisztikus mûködést, a LabVIEWpedig az FPGA-programozást, levéveezzel a mûködtetés és a monitorozásszétválasztásának terhét a fejlesztõkválláról.

Üzemmódok és korrekciók

Az Otto-motor üzemvitele igen bonyo-lult, ezért egyszerû szabályozással szintelehetetlen valamennyi üzemállapototközvetlenül, bármiféle elõzmények nél-kül kézben tartani.

Az elõzmények többfélék is lehetnek.Számtalan elõzetes információ szerezhe-tõ a fékpadi és próbapályás mérések so-rán; ezek – mint statikus, állandó háttér-adatok, akár több készletben is – a gép-jármû üzeme során a rendelkezésünkreállhatnak. Azért tekinthetjük ezeket azadatokat statikusnak, mert elõzetes méré-sek átlagaira vonatkoznak, de szinte soha-sem azonosak a pillanatnyi élethelyzettel(idõjárás-helyszín-pilóta). Ki kell tehátegészíteni a háttéradatbázist olyan több-letinformációkkal, amelyek a pillanatnyihelyzetre vonatkoznak, például a szélsõ-séges légnyomás vagy környezeti hõmér-séklet értékeivel. Minél jobban felkészí-tettek egy menedzsmentet, annál keve-sebb pótlólagos adatra van szükség, to-vábbá feltétlenül lehetõvé kell tenni,hogy egyes adatok a terepen megtanul-hatók, korlátozott idõtartamra megõriz-hetõk is legyenek.

Jó példa a tanulásra a magashegység-ben történõ autózás. Amennyiben na-gyobb magasságban autózunk, a jelentõstengerszint feletti magasság folytán a be-

szívott levegõ tömege aránytalanul le-csökken, noha a légmennyiség változat-lanul jelentõs. Tartósabb autózás során amenedzsment ismét és ismét ugyanazt akorrekciót hajtja végre, így azt kellõ szá-mú ismétlés után – mint átmenetileg ja-vasolt adatot – megjegyzi, a RAM-ban tá-rolja és használja. Az átmenetileg rögzí-tett, hasznos korrekciós értékek így más-nap reggel az induláskor is rendelkezésrefognak állni és a motor már az elsõ pilla-nattól kezdve a korábbi környezeti ada-tok ismeretében fog üzemelni. Normálkörülmények közé visszatérve, a korrek-ció sorozatosan ellenkezõ elõjelû lesz, éskellõ számú mérés után a korábban ta-nult és rögzült, de már szükségtelen adat-csoport törlõdik.

Minél magasabb kategóriájú egy gép-jármû és menedzsmentje, annál inkábbtanulékony, beleértve ebbe a vezetésiszokásokhoz való igazodást is! Amennyi-ben átmenetileg valaki a kölcsönkapottgépkocsit a tulajdonoshoz képest jelentõ-sen eltérõ vezetési stílussal használja (ag-resszívabb vagy éppen jóval nyugodtabbstílusban), a menedzsment egy meghatá-rozott idõ után alkalmazkodik ehhez azúj helyzethez. Amikor pedig ismét a tu-lajdonos kezdi használni a visszakapottgépkocsit, meglepõdve tapasztalhatja,hogy jól ismert jármûve átmenetileg kissémásképp reagál a gázadásra stb., mint

korábban. Voltaképp pedig az történt,hogy a kölcsönidõszak alatt a menedzs-ment a korábbi helyett egy másik adat-halmazcsoportot használt gyakrabban, ésezt az állapotot – átmenetileg – „megta-nulta”.

A tanulási folyamattól eltekintve, arendszert a konstruktõrök számos rutin-helyzetre felkészítik azáltal, hogy a fék-pados/próbapályás mérések tapasztalatiadatait korrekciós tényezõk, korrekciósgörbék, adathalmazok formájában a me-nedzsment (nem felejtõ) memóriájábantárolják. Sõt ezen adatcsoportot egymotortuning során új adatokra is lecserél-hetik pl. EPROM-cserével, vagy ha ez le-hetséges, a régi adatok felülírásával.

A Motronic-rendszer három fõ adat-csoporttal rendelkezik. Az elsõ csoportbatartoznak az alapadatok, a meghatározottautótípusra jellemzõ és szabványkörül-mények között felvett – szabályozásiszempontból statikusnak tekinthetõ – tér-görbék (felületet alkotó görbeseregek)egy-egy jellemzõre vonatkozóan. Ezekrenéhány példát láthatunk az 52. ábrán.

A második csoportba tartoznak a sta-tikus korrekciós tényezõk, vagyis egy-egygörbe valamely más tényezõ – rendsze-rint az idõtényezõ vagy a motorhõmér-séklet – haladványa szerint tekintett el-sõdleges korrekciók. Ez pl. azt jelenti,hogy az adott tényezõt (korrekciót, kom-

Gépjármûmotor-menedzsment (7. rész)

SIPOS GYULA OKL. IC-SZAKMÉRNÖK

[email protected]

2007/1.

76


penzációt) egy kezdeti fázisban teljes ér-tékében, majd a továbbiakban egyre in-kább csökkentett mértékben kell figye-lembe venni. A korrekciós tényezõk márfigyelembe veszik a motor valamely pil-lanatnyi állapotát.

A harmadik csoportba tartoznak azún. levezénylési tényezõk, amelyek akorrekciók dinamikus, helyzetfüggõ, pil-lanatról pillanatra változó igényû, má-sodlagos módosítását végzik el.

Belátható, hogy a motor-menedzs-ment kidolgozását hallatlan mennyiségûkísérleti, mérési munka elõzte meg, amivégül is többszörös haszonnal jár. Egy-részt a rendszer a korrekciók által képesarra, hogy a legminimálisabb technikaiérzékkel sem rendelkezõ, kétbalkezesvagy teljesen kezdõ „pilóta” motorkeze-lési melléfogásait jórészt kivédje. Más-részt viszont egy rutinos vezetõ keze alattlehetõség van a motorteljesítmény teljeskiaknázására. Továbbá ez azt is jelenti,hogy a rendszer értelemszerûen tartal-mazza mindazon mûszaki tartalékokat,amelyek pl. egy mozgássérült számáraszinte nélkülözhetetlenek.

Hidegindítás

A csikorgó hidegben alaposan lefagyottautó megindítása a kézi szívató segítségé-vel – minden gyakorlatlanabb autós rém-álma. A motor elsõ vagy hidegindításakora befecskendezett üzemanyag számáranagyon kedvezõtlen körülmények jelent-keznek. A hideg alkatrészekre lecsapódóüzemanyag elszegényíti, gyulladásra al-kalmatlanná teszi a keveréket, így azt je-lentõsen dúsítani kell. A szükséges befecs-kendezési idõtartamok azonban a klímá-zott próbapadi mérések során kialakítha-tók, és amennyiben ismerjük a motor (fõ-leg a szívócsõfal) hõmérsékletét, egy kor-rekciós tényezõvel könnyen optimalizál-hatjuk az indítási üzemanyagszükségletetaz adott motortípusra vonatkozóan.

Az indítás legelsõ idõszakában – ahõmérséklet függvényében – sok üzem-anyag csapódik le a hideg alkatrészekre.Ez a filmképzõdés azonban gyorsan be-fejezõdik, és ekkor az indításhoz kezdet-ben rendkívül dús levegõ-üzemanyagkeverék dúsítását hamarosan mérsékelnikell. Az indításnál érvényes befecsken-dezési idõket (a dúsítás aktuális értékeit)a motorhõmérséklet függvényében a ve-zérlõegység egy korrekciós tényezõ for-májában megadja (53.a ábra).

Az indítózás alatt a lecsapódási haj-lam csökken, ha a motor fordulatszámabármely okból emelkedik (pl. megtörik ahideg olaj), tehát magasabb indítási for-dulatszám mellett csökkenteni kell a be-fecskendezett üzemanyag mennyiségét.A fordulatszámfüggõ mennyiségi ténye-

zõt egy korrekciós görbével lehet figye-lembe venni (53.b ábra).

A gyors, biztos indításhoz rövid idõalatt meglehetõsen sok üzemanyagot kellbeadagolni, másrészt feltétlenül el kellkerülni a túladagolást, hogy a motor ne-hogy „megszívja” magát.

Ezt úgy lehet elkerülni, hogy az indí-tás folyamata alatt a befecskendezettüzemanyag mennyiségét az idõ függvé-nyében is folyamatosan csökkentjük. Azidõfüggõ mennyiségi tényezõt is egy kor-rekciós görbével vehetjük figyelembe(53.c ábra).

Az indítást befejezettnek tekinthetjük,ha a motor fordulatszáma elérte az ún.startvégi fordulatszámot, amelynek maga-sabb környezeti hõmérsékleten kisebb (pl.800/min), nagyon hideg idõben magasabb(pl. 1300/min) fordulatszámnak kell len-nie. Ezt a körülményt a környezeti, ill. mo-

52. ábra. A Motronic-rendszer adatcsoportjai

53. ábra. Az indításnál érvényes befecskendezési idõ: a) hidegindítás, b) fordulatszámfüggõ korrekció, c) idõfüggõ korrekció, d) fordulatszámfüggõ melegedési tényezõ

77

2007/1. KilátóKilátó

www.elektro-net.hu

A konszolidálódás és az erõgyûjtés évei(1993–1995)

Az erõgyûjtés évei az elõzõ szakaszhozhasonlóan rövid, három évet átfogó pe-riódust alkotnak, azonban a lejátszó-dott események teljesen különbözõek.A gyökeres politikai átalakulások után atársadalom és a gazdaság már kezd egykissé lecsillapodni, az államigazgatás ésa cégvezetõk egyre jobban beletanul-nak az új körülményekbe. Ez egy olyanidõszak, amelyben a forradalmi válto-zások háttérbe szorulnak, a revolúciótaz evolúció váltja fel.

Még jelentõs a privatizálásra váróállami tulajdonú vagyon nagysága, demár láthatók a kezdeti tétova lépésekegyes hibái is. A zsákutcának bizonyu-ló, sokak által csak szabadrablásnak ti-tulált spontán privatizációt leállították.

Ezt követõen a vezetõk a managementbuy-out (MBO), a dolgozók pedig amunkavállalói résztulajdonosi program(MRP) révén válhattak tulajdonossá. Ígya magyar dolgozók is részt kaphattakmunkahelyük javaiból, azonban frisspénz, igazi tõke nem élénkítette a vál-lalkozást, amely – különösen eleinte –fuldoklott a kor pénzügyi feltételei kö-zött [2]. A körbetartozás feloldására1991 végén megszületett és 1993-banmár hathatós jogi eszköznek bizonyulta XLIX. számú, a csõdeljárásról, a fel-számolási eljárásról és a végelszámo-lásról szóló törvény.

Változott a külgazdaság állapota is:a világgazdaságban, de még inkább azeurópai gazdaságban kifejezett élénkü-lés volt tapasztalható, az elõzõ évekhezképest javult a folyó fizetési mérleg. Ezta gazdasági helyzetet kihasználva a ko-

Jelenkori elektronikai iparunk kialakulása, eredményei (3. rész)DR. SIPOS MIHÁLY

moly befektetõk egyre jobban figyelem-be vették az országunk kínálta kedvezõkörülményeket: relatíve olcsó, jól kép-zett munkaerõ, jó földrajzi fekvés, be-fektetési kedvezmények. Ekkor a multi-nacionális cégek a bõvülõ piaci igé-nyek kielégítésére nem a már meglévõ

6. ábra. Az állami és a külföldi tulajdonrészaránya a jegyzett tõkébõl az elektronikai iparban

torhõmérséklet ismeretében egy újabb,fordulatszámfüggõ melegedési tényezõvelvehetjük figyelembe (53.d ábra).

Ha most végiggondoljuk, hogy egyhagyományos, elektronikus vezérlõ nél-küli autóban milyen hallatlan nehézsé-gek adódhatnak egy hideg téli éjszakán„lefagyott” motor indításánál még egygyakorlott, ügyes vezetõnél is, nem isemlítve a kezdõket vagy tájékozatlanab-bakat, akkor belátható, hogy a korszerûmenedzsment szinte verhetetlen elõnyö-ket kínál az indítás során. A gyakorlatbanezt azt jelenti, hogy egy négyhengeres,üzemképes motor esetén 1 … 1,5 fõten-gelyfordulat, azaz 1, 2 vagy 3 sûrítési cik-lus után az indítózás – a klimatikus körül-ményektõl szinte teljesen függetlenül –sikeres!

Indítás utáni és melegedési fázis

Az indítás után megkezdõdik a lambda-szabályozás, de a motor a hideg alkatré-szekre történõ üzemanyag-lecsapódásmiatt továbbra is dús keveréket igényel.Közvetlenül az indítás után azonban amotor egy rövid, átmeneti idõszakban

még további, ún. melegedési dúsítást igé-nyel. Ettõl eltekintve azonban a további-akban a dúsítás már csak a motor (emel-kedõ) hõmérsékletétõl függ, amíg el neméri az üzemi hõfokot. Az indítás utánikorrekciós tényezõvel a lambda-térme-zõbõl számított befecskendezési idõketkell korrigálni. A korrekciós tényezõ azidõ függvényében hamarosan 1-re csök-ken (54. ábra), ez a korrekció megszûnikés a dúsítás a továbbiakban már csak amotor hõmérsékletétõl függ.

Levegõ-hõmérsékleti korrekció

Az égéshez szükséges légtömeg a beszí-vott levegõ hõmérsékletétõl függ, a hi-deg levegõ viszont sûrûbb, tömege na-gyobb, mint a meleg levegõé. A beszí-vott levegõ hõmérsékletét mérve alkal-mas irányban korrigálható a keverék-arány a hõmérsékletfüggõ korrekciós té-nyezõvel (55. ábra).

(folytatjuk)

54. ábra. Indítás utáni lambda-szabályozás 55. ábra. Indítási beszívott levegõ hõmérséklet-kompenzálása

[email protected]

KilátóKilátó 2007/1.

kapacitásaikat bõvítették, hanem az ol-csóbb bérû, átmeneti gazdaságú orszá-gokban hoztak létre új kapacitásokat[3] [10]. Ez az anyaországokban nemjelentett gyárbezárásokat, vagyis nemütközött az ottani szakszervezetek el-lenállásába.

1991–92-ben kezdõdtek el azok atárgyalások az (1993. november 1-ig ér-vényes régi nevén) Európai Közössé-gekkel, amelynek eredményeként az1994. évi I. törvény értelmében hazánkaz Európai Unió társult országává vált.Ekkor szûntek meg a volt szocialista országok irányában addig alkalmazottpreferenciális vámok. Ugyanakkor avámtarifajegyzékbe új oszlop került: azEK/EU-relációban alkalmazott import-vámok. Ez annál is indokoltabb volt,mivel ebben az idõszakban már az EKországai – elsõsorban az NSZK ésAusztria – voltak a legfontosabb külke-reskedelmi partnereink. A társult orszá-gi státus a vámok terén elõnyöket,ugyanakkor kötelezettségvállalásokat ishozott. Mindkét fél kötelezte magát ar-ra, hogy – kevés kivétellel (pl. élelmi-szeripar) – a vámokat 2000-ig fokozato-san lebontják, megszüntetik. Ez a vám-lebontás hazánk felé gyorsabb volt,mint a tõlünk elvárt ütem. Az aszim-metrikus módszer alkalmazásával azEU elismerte nemzetgazdaságunk ala-csonyabb teljesítõképességét, részbenifejletlenségét, és átmeneti idõre egyfaj-ta elõnyt biztosított számunkra [9].

Az 1993. évi LXXXIII. törvénybenfoglaltak szerint tagja lettünk az Euró-pai Szabadkereskedelmi Társulásnak(EFTA), illetve az 1995. évi XIII. tör-vénnyel létrejött a Közép-európai Sza-badkereskedelmi Megállapodás, amely-nek tagjai elõbb csak a Visegrádi Né-gyek voltak, majd tovább bõvült. Ké-sõbb szabadkereskedelmi megállapo-dásokat írtunk alá Törökországgal, Iz-raellel stb.

A fenti hazai és nemzetközi jogi ak-tusoknak köszönhetõen nemzetgazda-ságunk elkezdett egyre jobban beinteg-rálódni a nemzetközi gazdasági folya-matokba. Ennek egyik mércéje a külföl-di mûködõ tõke (FDI) beáramlása anemzetgazdaságba. Az iparági külföldidirektinvesztíciók bõvülésének követ-keztében megváltozott a tulajdonosi (éstermék-) struktúra (6. ábra).

Itt meg kell jegyezni, hogy 1994-etmegelõzõen a KSH nem közöl adatokataz egyes iparágak jegyzett tõkéjére vo-natkozóan. A 6. ábrából azonban jóllátható, hogy a privatizáció az elektro-nikai ipar vonatkozásában nagy léptek-kel haladt elõre: az elemzett idõszak-ban az állami tulajdon részaránya már16% alá csökkent, a külföldi pedig 25%fölé nõtt. A feldolgozóipari állami tulaj-

don lebontásának elve az ezredforduló-ra gyakorlatilag el is érte célját. Ezzelegy idõben a külföldi mûködõtõke rész-aránya 72 … 73% körül állandósult.(Mivel a tulajdonosi struktúrában to-vábbi érdemleges változások a 2000.utáni években nem történtek, ezértazon évek adatait nem közlöm.) A fel-dolgozóipari ágazatok között éppen azelektronikai volt az, amelyben az álla-mi tulajdon lebontása a leggyorsabbanhaladt [8].

Az idõszak egy további, el nem ha-nyagolható eseménye volt, hogy az1994. évi választásokon az addig ellen-zékben lévõ liberális-szocialista koalí-ció gyõzött. Az új kormány folytatta azalapvetõ gazdaságpolitikai célok meg-valósítását, és a szabályozókon keresz-tül érvényesülõ állami akarat továbbrais egyrészt (a társasági adó leszállításá-val, a nagybefektetõknek adott kedvez-ményekkel) a befektetések ösztönzését,másrészt (az árfolyam-politika és avámszabad-területi társaságok engedé-lyezése révén) az export bõvítését szol-gálta. A velük szemben külföldön meg-nyilvánuló bizalmatlanság jelentõsenvisszavetette a mûködõtõke beáramlá-sát, komoly pénzügyi nehézségekhezvezetve. Erre válaszként 1995-benmegszületett az akkori pénzügyminisz-terrõl elnevezett Bokros-csomag, ame-lyet már megalkotásakor is sok kritikaért, azonban nemzetközi pénzügyi kö-rökben mégis pozitív fogadtatásra lelt.A megszigorítások hatással voltak azimportra is: az alkalmazott vámtétele-ken felül 8% vámpótlék, 2% vámkeze-lési díj és 1% statisztikai illeték kerültkirovásra. A Horn-kormány indokait a

Világkereskedelmi Szervezet (WTO) el-fogadta, azzal a kitétellel, hogy a pótté-teleket meghatározott idõ alatt meg kellszüntetni – ez 1995–97. között fokoza-tosan meg is történt.

Az intézkedések hatására javuló bel-és külpiaci egyensúly mellett folytató-dott a gazdaság és azon belül az iparitermelés növekedése. Bár ez a bõvülés1995–96-ban lassú volt, az elektronikaiiparban már határozott fejlõdés figyel-hetõ meg, amely már a késõbbi dinami-kus növekedést megalapozó állapot.Bár az iparág 1994–95-ben képes voltkihasználni a szerény nyugat-európaikonjunktúrát, de mind a termelési,mind a termékszerkezeti váltás folya-matában még csak a kezdeti lépéseknéltartott. A versenyképesség növelését to-vább segítette a reálbér csökkentésénkeresztül a munkaerõ árának leértékelé-se, a beruházásoknak nyújtott államikedvezmények pedig gyorsították az újmunkahelyek teremtését [4].

Tény, hogy ekkortájt még nem do-mináltak a magas mûszaki színvonalatképviselõ beruházások. Bár a termékekszínvonala elég magas volt, azonban agyártási láncból csak az alacsonyabbhozzáadott értéket jelentõ, relatíve ma-gas élõmunkahányadot igénylõ lépések(alkatrész-beültetési szalagmunkák,összeszerelés, kábelkorbácsok, indukti-vitások gyártása) kerültek át hozzánk. Afentiek dacára az ún. „bizalmi cikkek”gyártása azért honosodott meg viszony-lag hamar hazánkban, mert a magyarmunkaerõnek a minõség iránti elkötele-zettségérõl már korán pozitív tapaszta-latokat szereztek. A minõségbiztosításirendszerek bevezetését az Ipari Minisz-térium anyagilag is támogatta.

7. ábra. Új csomópontok kialakulása kezdõdik meg a privatizáció hatására

79

2007/1. KilátóKilátó

www.elektro-net.hu

Ezekben az években a hitelekkelterhelt magyar nagyvállalatok tipikuspróbálkozása volt, hogy a cégközpon-tot holdinggá alakítva az ágazatokatönálló kft-kbe szervezték. Az ingatla-nokat és a hiteleket a holdingbanhagyták, és a saját kft.-ik által fizetettbérleti díjakból tartották fenn magukat(MOM). Ez elvileg mûködõ modell islehetett volna, de inkább csak a koráb-bi nagyvállalati központok továbbélé-sét célozta. A bankok a behajthatatlanhiteleket – mentve a menthetõt – elõb-b-utóbb vállalati tulajdonrésszé kon-vertálták. Így került például az MBFB(késõbb MFB) portfoliójába a Híradás-technikai Szövetkezet (HírSzöv, majdHT Rt.), a Hi-Te-Lap Rt., vagy a 30 fõs-re zsugorodott, félvezetõgyártássalpróbálkozó Intermos Kft.

Az iparág fejlõdését az új FDI-beru-házások generálták, amelyek helyszíné-nek kiválasztásakor új szempontokatérvényesítettek. Korábban a legfonto-sabb ipartelepítõ tényezõ a szabadmunkaerõ mennyisége volt. Mivel jel-lemzõ módon az iparágban felhasználtnyersanyagok, illetve a késztermékeksúlya relatíve alacsony, viszont árukmagas, ezért a vízi vagy vasúti helyett alegjellemzõbb szállítási mód a közúti(autópálya), esetenként a légi lett. A ter-mészeti tényezõktõl kevéssé függ, ezértviszonylag széles földrajzi határok között mûvelhetõ – a gyártási technoló-giához tartozó esetenkénti szigorúbbtisztasági, hõmérsékleti feltételek arány-lag könnyen betarthatók. Ezzel szem-ben fokozottabb követelményeket tá-maszt a munkaerõ képzettségi szintjé-vel, valamint a jó minõségû mûszakiinfrastruktúrával szemben. Ez utóbbiakközül kiemelendõ a jó infokommuniká-ciós szolgáltatói háttér, a gyors határát-lépés feltételeinek biztosítása, a zavar-talan elektromosenergia-ellátás.

A mindinkább erõsödõ külföldimûködõtõke-bevonás elõször az oszt-rák határ mentén éreztette hatását. En-nek okai az alábbi ipartelepítõ ténye-zõk dominanciájának tudhatók be:

– Az infrastruktúra ebben az idõbenMagyarországon meglehetõsen fejletlenvolt. Az M1-es gyorsforgalmú út Buda-pesttõl még csak Tatabányáig épült ki,emiatt nyugat felõl nehézkes volt az or-szág keletebbi területeinek megközelíté-se. Az M3-as is csak Gyöngyösig épültmeg és nem létezett még az M5-ös [13].

– A többször említett telefonhálózat-fejlesztési program is éppen csak elkez-dõdött, ekkor informatikai hálózatunkmind sûrûségi, mind minõségi szem-pontból az európai rangsor sereghajtóiközé tartozott. Ugyanakkor Szombathe-lyen és körzetében helyezték üzembe(1989. február 27-én) az ország elsõ tá-

rolt programvezérlésû [TPV] digitális te-lefonfõközpont-rendszerét.

– Országunk nyugati határai környé-kén történelmi, gazdasági okok (l. be-vásárló- és fogászati turizmus) miattmindig jelentõs volt a német nyelv ismerete.

– Az iparág esetében a vasúti vagy avízi szállítási lehetõség megléte nemkritikus. A termelési költségek minima-lizálása a raktározási kiadások lefaragá-sán keresztül is érvényesül, ezért is ter-jedt el a just in time módszere: mindigcsak annyi áru érkezik be a telephelyre,amennyi a gyártáshoz éppen szükséges.A közúti szállító jármûvek ennek foko-zott pontossággal tudnak eleget tenni, a visszaúton pedig el tudják szállítani a késztermékeket. Mivel egyes elektro-nikai cikkek esetében jellemzõ még a szezonalitás (pl. a kis képernyõs tv-vevõket inkább a nyáron használt hét-végi házakba vásárolják, a hûtõszekré-nyek iránt a nyár elején megnõ a keres-let, õsszel visszaesik, majd karácsony-kor újra megélénkül), illetve a divat-cikkjelleg (mobiltelefonok), ezért a sû-rûn változó piaci igények nem is tesziklehetõvé nagy raktárkészletek kialakítá-sát. Vagyis nyugati határunk körzete te-lephelyként elméleti szempontból azértis vonzó volt, mert ez van a legköze-lebb az uniós piachoz, ami a közútiszállítás során fontos tényezõ. A külföl-di és hazai beruházók tehát meghatáro-zó módon a piaci viszonyokból indul-tak ki, az állami akarat ebbe a folyamat-ba csak kismértékben avatkozott be –pl. a távközlés állami fejlesztéséhezkapcsolódó beruházások esetében aszállítók számára elõírta a minimálismagyar résztulajdonhányadot, ezzelpróbálva elõsegíteni az egyes cégek túl-élését, ami talán csak a Telefongyár ese-tében sikerült.

A vázolt folyamatok eredményekéntterületi elhelyezkedésében is bõvülõiparág képét látjuk. A legfontosabb vál-tozások a Budapest–Székesfehérvár–Nagy-kanizsa-vonaltól nyugatra (részben érint-ve a Közép-Dunántúlt is), a Buda-pest–Gyõr növekedési tengely mentén,valamint a központi térségben mentekvégbe (7. ábra).

A nyugati határ közelében elõszöraz osztrák és német érdekeltségû, kap-csolatú cégek zöldmezõs beruházásaijelentek meg, ugyanis az elõzõ rend-szerbõl örökölt és az új technológiákközötti barrier leküzdésére ezek ígértéka legjobb megoldást [1]. Így jöttek létreolyan városokban, ahol korábban egy-általán nem, vagy csak nem meghatáro-zó módon volt jelen az iparág, az újelektronikai termelõcégek: l. Kõszeg,Szombathely, Gyõr! De más országokérdeklõdési körébe is bekerült hazánk

pl. Philips (Hollandia), Flextronics(szingapúri bejegyzés), amelyek az évti-zed végére az iparág jelentõs tényezõi-vé váltak.

Szombathely központtal egy új, ki-sebb ipari centrum csíráját látjuk. A Phi-lips gyára révén Gyõr is bekapcsolódotta folyamatba – különösen azért, mert aholland cégnek mindkét városban voltmár ekkortájt üzeme. Ebbe a körzetbetartozik Sárvár is, ahol a Flextronics ala-pított új céget, amit késõbb újabb gyá-ruk követett Tabon.

A tárgyalt idõszakban kezdõdött mega Samsung nagy sorozatú tévégyártásaJászfényszarun. A hely kiválasztásánakoka egyszerû: a telephely eredetileg azOrioné volt, amellyel közös vállalatothoztak létre telefonfõközpontok gyártá-sára. A MATÁV TPV-rendszerválasztótenderén való sikertelen szereplés után acsõd felé tartó Orion eladta tulajdonré-szét a koreai partnerének, amely a szak-képzett munkaerõbázison önálló tevé-kenységbe kezdett.

Mint azt az elõzõ részben láttuk, aVideoton az évtized elejére teljesentönkrement, gyakorlatilag a felszámoláshatárára került. A teljes összeomlástól aprivatizáció és az ezzel járó szervezet-átalakulás mentette meg. Egyre ígérete-sebbé vált a termelési szolgáltatásokatnyújtó (electronic manufacturing ser-vices, EMS) tevékenysége, ami a vidékitelephelyek újbóli életre keltéséhez isalapot biztosított – l. a 7. ábra újra bõ-vülõ számú sárga nyilait!

Budapest tovább marginalizálódott.1994–95-re a régi nagy cégek sorra meg-szûnt. Gyakorlatilag ekkor tûnt el aMOM, a Gamma, a BHG, BRG, EMG, azFMV. A megszûnõ nagyvállalatok helyettújak gyakorlatilag nem jöttek létre (ritkakivételként ekkor kezdtek el dolgozni aSiemens és az Ericsson vegyesvállalatai).Részben a fõvárosfejlesztési koncepciók-nak köszönhetõen ekkor már a szolgálta-tások erõteljes bõvülése jelentette a fõhajtóerõt. A 7. ábrán ezt a folyamatot akapcsolatrendszert bemutató nyilak szá-mának csökkenése érzékelteti.

A kevés számú, mélypontot túlélt,magyar kézben lévõ jelentõsebb (háztar-tási elektronikus eszközöket, kisgépeketgyártó, illetve hadiipari) vállalkozás hely-zete stabilizálódott, sõt néhányuk revital-izálódott. Ezek Budapest tágabb körzeté-ben és a Tisza mentén összpontosulnak.A pozitív folyamatok eredményekéntnem csak a termelési érték kezdett el nõ-ni, de megállt a foglalkoztatottak számá-nak csökkenése is. (Lásd az ELEKTROnet2006/8. 78 oldalán a 4. ábrát!)

A következõ részben a gazdaságunkhajtómotorjává váló iparág helyzetétmutatom be.

(folytatjuk)

[email protected]

2007/1.

80

Why measures the engineer? 3The editorial discusses the historical trans-formation and importance of measure-ment. Today’s measurement data andmethods are formed by the engineers,whose work is discussed in depth in thisissue.

Professional exhibition of leading industry branches: ElectroSalon 4HUNGEXPO Zrt. will organize theIndustry Days at the Budapest Fair Centerfor the second time May 8–11. This yearElectroSalon waits for its visitors withexhibitors showcasing solutions in electri-cal engineering, electronics and automa-tion, while Mach-Tech attracts the visitorswith mechanical engineering novelties.

Measurement technology

Rohde & Schwarz Kft.: Rohde & Schwarz spectrum analyzers:20 years on the world market 6The spectrum analyzer product offeringfrom Rohde & Schwarz (including small,portable analyzers and state-of-the-art,microwave systems, 33 devices altogeth-er) suits practically everyone’s needs. Thearticle presents the company’s develop-ments and also a special discount offer.

Hong Kong Electronics Fair SpringEdition 7The Hong Kong Electronics Fair SpringEdition will be held in the always busyWanchai district, at the Hong KongConvention and Exhibition Center, April14–17. 2007. The organizers are sure that the several thousand products at the exhibition will satisfy the visitors’needs this time as well, and everyone will find the products suited for theirneeds and profile.

Tibor Pálinkás: Measurement signal transformer systems of a profile scanning roughness instrument 8The author presents the analogue signal conditioning circuit part of hisown-developed, scientific roughness measurement system. The article isrestricted now to the presentation of themain and auxiliary circuits of the signal-transformer subsystem.

Filippo Neri: LeCroy adds entry level oscilloscope with WaveScan function to WaveSurfer Xs series 10The new WaveSurfer 24Xs offers a band-width of 200 MHz on 4 channels with asample rate of 2.5 GS/s. Like all othermembers of the WaveSurfer Xs family, the

Summary24Xs provides a large 10.4" touch-screendisplay, a user-friendly Windows userinterface and the WaveScan function set.

Gábor Németh: The world of clamp meters – needs and ways leading to customer satisfaction 12Measuring direct or alternating electrical current flowing through a wire is today a really simple task: using a clamp meter or a clamp adapter coupled with a reliable, conven-tional multimeter, it is no challenge. The global offering includes dozens ofdevices coming from Western and Easternmanufacturers. The article reviews someviewpoints that can help you in selectingthe appropriate device, and also featuressome devices from two renowned manufacturers.

ProMet Kft.: Keithley Instruments introduced PXI products for hybrid test systems in production applications 15Keithley is now the only major instru-mentation manufacturer enabling electronic production test users to buildoptimal hybrid systems with both precision instruments and high-speed data acquisition products, having tobrowse the products offering of only onemanufacturer. The article features the new Keithley Instruments product scale of high-speed, automated production testing PXI products.

Ferenc Pástyán: Small dimensions, high performance 16The spread of highly complex integrated circuits enables the design of small devices with high functionality,while the production costs and marketprices can be lowered. A good examplefor this is the Italian HTItalia company’slatest development, the new 400 series.

Ferenc Kusztos: Level metering in tank parks, levelswitching, monitoring 18The appearance and spread of the ISO9001:2000 standard at the large chemi-cal and pharmaceutical industry plantssets requirements for the accurate reviewand monitoring of materials stored inexisting and ready-to-be-deployed tankparks. NIVELCO Ipari Elektronika Zrt.offers a complete system for businesspartners, containing devices for accuratemeasurements, signal processing andmonitoring.

MagyarRegula 2007 – with novelties suited for professional needs 19This year the international exhibition on control engineering, MagyarRegulawill be organized March 20-23. at a new location, the SYMA Event Center,remaining the season opening programamong the domestic events. The articlecontains an interview with the managing

director of the organizer Congress Kft.,Mrs. Judit Stefkóné.

Kvalix Automatika Kft.: Touch-free temperature metering on tiny components 20The touch-free infrared thermometers are ideal for manufacturing process supervision, maintenance of machinesand plants, and also for checking automotive and electric systems. The article features the Optris Lasersightsolution.

Jumo Kft.:Temperature sensor for vacuum ovens 22Technologies implemented at automotive industry suppliers often causeserious headaches for measurement technology experts and companies. The article reports on a such case study,for which the jointly developed thermounit of JUMO Hungary and DICONTROLprovided the solution.

Components

Miklós Lambert: Component kaleidoscope 23The kaleidoscope feature discusses active, passive and electro-mechaniccomponents and module circuits from the offering of many great internationalmanufacturers.

Microchip site: Ethernet and USB communication solutions with 8-bit devices 28These days the Ethernet and USB solutions (already popular in consumerdevices for a long while) aggressivelymake their way in embedded systems.The reason for this popularity is the every-where-available computer infrastructure.Microchip has multiple microcontrollerhardware support offerings for Ethernetand USB communication applications.The article gives a taste of the offering.

ChipCAD news 30ChipCAD Elektronikai Disztribúció Kft.was founded ten years ago, and the electronics distributor company was ableto present a steady evolution. Besides theannouncement of the anniversary, youcan also read about new distributionagreement and product news.

István Borbás: Integrated modulator-demodulator circuits (Part 7) 32Transmission of one base signal on thegiven channel is not enough if you wantto solve certain practical tasks.Theoretically, the use of another channelwould solve the issue, but the separatetuning to another frequency and the co-running of tuned circuits would causeproblems. A special mono-frequencymodulation system is needed, which iscapable of transmitting multiple signals in

Measurement technology and instrumentsMeasurement technology and instruments ComponentsComponents

81

2007/1.

www.elektro-net.hu

parallel, simultaneously. The articlereviews these methods.

Technology

Bálint Medgyes: Conformal coating of assembled circuits 35Certain domains of electronics industryrequire the advanced protection of assem-bled circuits. The legislatives for profes-sional electronics devices force the manu-facturers to assure the fault-free operationof electronics devices even in harsh envi-ronments. The author presents a possiblemethod, the addition of protective lacqueror coating.

Enikõ Kósáné, Sándor Misák, Imre Mojzes: Production, analysis and manipulation of nano-objects (Part 2) 37In the second, final part the author pre-sent the handling of micro-sized particlesand manipulation of carbon nanotubesthrough an excitingly interesting example.

Microsolder Kft.: Entry level AOI – top-of-the-grade quality assurance for small volume, high-mix production, experimental manufacturing and prototyping 40One of the most effective systems of pro-duction quality control, and the mostsecure way of quality assurance is theautomatic optical inspection of products.There is no need to give an explanation tolarge factories for this, but the small andmedium enterprises simply do not noticeor are just dreading because of thechance of losing their work. The articlepresents the solution of the GermanViscom company.

ELEKTROkonstrukt – Three-dayInternational Electronics DeviceConstruction Symposium 42The editorial office of ELEKTROnet orga-nizes a three-day conference with the title“Electronic Device Construction” to beheld at the ELECTROSalon exhibition in2007. The purpose of the conference is tosupport the Hungarian electronics designand production, including small andmedium enterprises and multinationalcompanies as well.

Electronics design

Béla Dobó: Engineering testing – basics of rational testing 44The purpose of our article is the modernand unique interpretation of testing andits positioning in manufacturing. Thereviews included in the article should beunderstood as theoretical solutions,thoughts about testing, but the article’spurposes include the review of testingsequences and personnel requirements.

Josef Neubauer: Silicon vs. quartz: A new approach to addressing timing requirements in general purpose and high-performance applications 48As clock frequencies continue theirupward spiral and applications require anincreasing number of different frequen-cies, the performance of conventionalquartz oscillators is being tested to thelimit. Integrated Device Technology’srange of silicon timing generators arecompelling alternatives to crystal oscilla-tors for low-cost, general-purpose applica-tions and high-performance datacom,optical networking and storage systemapplications.

Tibor Pálinkás Jr.: µCMC, the microcontroller-based modular controller (Part 3) 50In the third, final part of the series theauthor writes about the electronic realiza-tion, the processor and I/O modules, elec-tronics and eventually the hardware andsoftware upgrade options.

Dr. László Kónya: Programming of Propeller (Part 2) 54After the summarizing presentationincluded in the first part, the author writesabout the programming of Propeller andtries to demonstrate its capabilities using asample application.

István Hegedüs: Embedded systems and the radio communication (Part 1) 57In the past years wireless communicationshowed a spectacular advance. RF datacommunication tends to be an importantpart of the embedded system, therefore itshould not be neglected. This series ofpapers will present the new RF technolo-gies and solutions.

Telecommunication

Attila Kovács: Telecommunication news 60The author reports briefly on the news of the telecommunications market.

Sándor Stefler: The digital television (Part 4) 62The fourth part features the HD signalstructure, the HDV compression, HDV-DV compatibility and HD signal formats.

Attila Kovács: Telecommunication notions 64The article reviews some telecommunication-related notions you can meet nowadays.

Information Technology

László Gruber: Laser mouse in engineer work 66Even the world of computer mice wasconquered by laser technology, 2000 dpi

accuracy cannot be realized with othertechniques right now. Our article presentsthe technology using the Genius Ergo 525mouse as example.

Vehicle electronics

Dr. Zoltán Gárdus: Design, construction and DSPcontrol of fuel injectors for two-strokeinternal combustion engines 70The inspiration of the author to doresearch and find alternatives for ICE fuelsupply, and write the article was the factthat says the conventional carburetors cancreate the optimal fuel-air mixtures (need-ed for various operating states of engines)only with limited accuracy. The good effi-ciency, energy-saving operation requiresaccurate regulation of the mixture composition that cannot be achieved withcarburetors. The more precise fuel supplyshould be realized with fuel injector.

National Instruments: The National Instruments cRIO in wireless networks with modules developed by new partner companies 72The engineers’ and scientists’ design andcontrol application development optionswere extended by wireless communica-tion between in-vehicle buses and sensors. Leading industrial companies,such as AVIAOK International, Drivvenand Science & Engineering ApplicationsDatentechnik GmbH (S.E.A.) have devel-oped individual modules for the NationalInstrument CompactRIO platform, thusensuring wide functionality for platformsin passengers cars, airplanes and militaryvehicles, for wireless communication andmobile positioning system applications.

Moon Sohk Chae: Client solutions: Samsung Techwin devel-oping real-time engine simulator systemswith NI LabVIEW and CompactRIO 74A gas turbine engine’s general performanceis very hard to evaluate, since it combinesvarious technologies. Even the measure-ment difficulties foil sometimes the exactanalysis on a given engine. Thus, the devel-opment of gas turbine engine controllersand connecting programs hides a greatchallenge. The article features the develop-ment of an engine simulator system.

Gyula Sipos: Vehicle engine management (Part 7) 75The seventh part carries on with the pre-sentation of engine management systems.

Outlook

Dr. Mihály Sipos: Evolution and results of our electronicsindustry of today’s (Part 3) 77The third part of the series presents theevents of the years of consolidation andconcentration of energies.

TechnologyTechnology

TelecommunicationTelecommunication

Elektronics designElektronicsdesign

InformaticsInformatics

OutlookOutlook

AutomotiveAutomotive

[email protected]

2007/1.

82

Robog a NYÁK-EXPRESSZ!Vevõszolgálat: 1047 Budapest, Thaly K. u. 7. Tel.: 369-2444.

Tel./fax: 390-6120. E-mail: [email protected] • Honlap: www.nyakexpressz.hu

Nyomtatott Tervezés • Filmkészítés • Egy darabtól a nagyobb sorozatig

ÁramkörEgy- és kétoldalas kivitel • Forrasztásgátló bevonat

GyártásPozíciószitázás • Expressztõl a kéthetes határidõig

Gyorsszolgálat

Hirdetõink

Amtest-TM Kft. 14. old.

Arrow Electonics Hungary Bt. 31. old.

Atys-co

Irányítástechnikai Kft. 17., 33. old.

Balluff Elektronika Kft. 21. old.

C+D Automatika Kft. 12., 39. old.

ChipCAD Elektronikai

Disztribúció Kft. 28., 30., 84. old.

Distrelec GmbH 34. old.

EFD Inc.

Precision Fluid Systems Kft. 41. old.

ElectroSalon 2., 4. old.

Eltest Kft. 10., 11. old.

Ferking Kft. 43. old.

Folder Trade Kft. 14. old.

G. Network Kft. 65. old.

Hongkongi

Kereskedelemfejlesztési Tanács 7. old.

Human Solutions Hungary Kft. 43. old.

InterElectronic Hungary Kkt. 26. old.

JUMO HUNGÁRIA Kft. 22. old.

Kreativitás Bt. 40. old.

Kvalix Automatika Kft. 20., 21. old.

MATIC Ipari Szolgáltató Kft. 33. old.

Mentor Graphics Hungary Kft. 43. old.

Microsolder Kft. 40., 41. old.

MSC Budapest Kft. 33. old.

National Instruments

Hungary Kft. 72., 74., 83. old.

Nivelco Ipari Elektronika Rt. 17., 18. old.

Percept Kft. 22. old.

Profitech Kft. 11. old.

Promet Méréstechnika Kft. 14., 15. old.

RAPAS Kft. 16., 17. old.

Rohde & Schwarz

Budapesti Iroda 1., 6. old.

Rutronik GmbH 29. old.

Sharp Microelectronics

Europe GmbH 27. old.

Sicontact Kft. 5. old.

Silveria Kft. 53. old.

SOS PCB Kft. 82. old.

16 bites PIC24 típusúMCU és dsPIC®

digitális jelvezérlôáramkörök

Egységes, 16 bites architektúra• PIC24F: költséghatékony,

belépô-szintû megoldás• PIC24H: 40 MIPS-es,

nagy teljesítményû megoldás• dsPIC30F/33F: DSP-funkciók

tökéletes integrációja

Kiskockázatú tervezés• Egyszerû áttérés a 8 bites

MCU áramkörökrôl• Közös utasításkészlet és

architektúra• Periféria- és lábkiosztás-

kompatibilis családok• Egyetlen, közös fejlesztôplatform

valamennyi termék számára• Ingyenes MPLAB® IDE integrált

fejlesztôkörnyezet• Egyéb fejlesztõeszközök:

C-fordító, programozó és in-circuit emulátor

Minden képzeleten túl: 16 bites mikrokontrollerek a 32 bitesek teljesítményével

és a 8 bitesek egyszerûségével

Adatlapokért és további információkért látogasson el a www.microchip.com/16bit címre!

16 bites mikrokontrollerek

Napjaink beágyazott rendszerei egyre nagyobb követel-ményeket támasztanak. A Microchip 16 bites PIC® mikro-kontroller-családjai megadják mindazt a teljesítményt ésrugalmasságot, amire szükség van, bonyolultságuk ehhezképest mindössze a 8 bites eszközökével vetekszik. Láb-és kódkompatibilitásuk csökkenti az átállási és tervezési

kockázatokat, és lehetôvé teszi az addig használt fejlesztô-eszközök, valamint szoftver- és hardvertervezések eredmé-nyeinek felhasználását a továbbiakban. A legnagyobbigényeket támasztó alkalmazásokhoz a dsPIC-sorozatú digitális jelvezérlôk tökéletesen integrálják a nagy teljesít-ményû DSP-funkciókat a PIC mikrokontrollermaggal.

1094 Budapest, Tûzoltó u. 31.Tel.: (+36-1) 231-7000.Fax: (+36-1) 231-7011www.chipcad.hu

Fókuszban a méréstechnika, mûszerek,...

Documents

Transcript of Fókuszban a méréstechnika, mûszerek,...