fókuszban az elektronikai tervezés, beágyazott...

ELEKTRONIKAI INFORMATIKAI SZAKFOLYÓIRAT 2007. október

XVI. évfolyam 6. szám

Fókuszban az elektronikai tervezés, beágyazott rendszerek

Ára: 1197 Ft

National Instruments Hungary Kft.H-2040 Budaörs, Távíró köz 2. A7 ép. 2. em.Ingyenesen hívható telefonszám: (06-80) 204-704Tel.: (+36-23) 448-900. Fax: (+36-23) 501-589. E-mail: [email protected]

Megjelenik évente nyolcszor

XVI. évfolyam 6. szám2007. október

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

Nyomdai elôkészítés:Baranyai ZsuzsannaCzipott GyörgySára Éva

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

2007/6.

szerváltók nagy tévedése: a pusztán piac-gazdasági alapokra helyezett, azaz a„vadkapitalizmusba bekényszerített” cégek„törvényszerûen” tönkrementek. Miért?

A multinacionális nagyipart be kellettcsalogatni, a kormányzati (állami) intézke-dések nekik kedveztek, a kicsiknek nem.Akinek egyébként sem volt pénze fejletttermelôeszközre, attól adót kértek, aki kor-szerû gépekkel jött, adókedvezményt ka-pott. A multik kezdetben nem igényelték azalkotómérnököt, csak az olcsó munkáske-zet. (Mérnököt legfeljebb a technológiábaigényeltek.) Az egyetemi képzés is ennekmegfelelôen alakult. A tönk szélén álló kis-vállalkozó (mérnök) vagy eladta magát rend-szerint nem fejlesztô-konstruktôr területre,vagy belekezdett vállalkozása irányításába,amihez alapjában véve nem értett. És itt jöna címem: „A suszter maradjon a kaptafá-nál!” Az a konstruktôr, aki eddig (sikeresen)a technikával foglalkozott, megmérettetett avezetés tudományában, adóügyi-pénzügyirendelkezések tömegében próbált eligazod-ni, és hiányos kereskedelmi-marketing isme-retei következtében a készüléke paramétere-it meg sem közelítô „bóvli ketyerét” adtak elaz orra elôtt az igényes vásárlónak. Kevéskivételtôl eltekintve ez jellemzô volt a piac-ra. Mi hát a megoldás, ha van egyáltalán?

Van, csak körül kell nézni a világban, ho-gyan csinálják mások! A fejlett országokbanis vannak kkv.-k, és nem csupán az jellemzôrájuk, hogy eladják magukat a multiknak. Apiacnak ugyanis mindig van igénye egyedi,testreszabott megoldásokra, ahol megfizetika mérnöki gondolkodást. Ezt azonban mamár nem szabad „magányos farkasként” vé-gezni – társulni kell. Az elektronikai iparbanis meg kell szervezni a mérnökirodákat (ed-dig nálunk ez az építôiparban megy), aholjut pénz a marketingre, hiszen ennek hiá-nyában nincs piacralépés, és a konstruktôrmarad fejlesztôeszközeinél. A lehetôségek„végtelenek”, az elektronikai ipar nem igé-nyel nagy nyersanyagbázist, amerikai „fab-less” módon bárki tervezhet monolitikus IC-t,ASIC-et stb.: távol-keleti és egyéb gyártóksora várja a megrendelést. Szükséges perszeismerni az új tervezési módszereket (ehhezpl. a hazánkban elérhetô Mentor Graphicssegítôkész). Kell azonban még valami, hogya piacon ne vesszen el: az érdekvédelem!Ebben a tekintetben nagyon szomorú a hely-zetünk. Nincs ma Európában még egy olyanország, amelyben a prosperálásában alap-vetô fontosságú elektronikai iparnak ne len-ne egyesülete, kamarája, vagy egyéb érdek-védelmi szövetsége (mert ami névleg meg-van, az sokak véleménye szerint „gittegy-let”). Ma már a multik is igénylik a magyarfejlesztô-konstruktôr mérnököt: ne adjunksanszot az elgyarmatosítás szószólóinak,hogy a magyar mérnöknek még érdekvédel-me sincs! A szervezés alatt álló egyesületbemindenkit szertettel várunk!

„A suszter maradjon a kaptafánál!” – mond-ja a közmondás, ha valaki olyan dolgokbaüti az orrát, amelyhez nem ért, tôle idegen,sôt, cselekedetével még bajt is okozhat. A je-les közmondás aközben jutott eszembe, mi-kor a magyarországi elektronikai iparrólgondolkodtam.

Hazánkban az elektronikai ipar húzóága-zat. Mire alapozom állításomat? A nemzet-gazdaság valódi értékteremtôje a feldolgo-zóipar, amely a teljes gazdaság legnagyobb(38,3%-os) része (és ezzel nem akarom kiseb-bíteni pl. a szükséges közigazgatás, egészség-ügy, pénzügy stb. tevékenységét). A global-izált gazdasági átrendezôdést (és a rendszer-válást) követôen a feldolgozóiparban a gép-ipar és az összes többi osztozik mintegy fele-fele arányban. A „gépipar” név alatt ma már ahagyományos gépipart (forgácsolás, öntésstb.) csak mintegy 12%-ban számolhatjuk,több, mint a fele az elektronikai és mûszer-ipar, valamint a 35 … 40%-ot képviselô jár-mûipar, amelynek 30%-a szintén elektronika.Így elmondhatjuk, hogy a GDP mintegy10%-át az elektronikai ipar teremti meg: azaz elektronikai ipar, amely ma Magyarorszá-gon kb. 95%-ban multinacionális cégek ke-zében van, és elôszeretettel szeretünk beszél-ni a kkv.-k fontos szerepérôl, valamint a gaz-dasági mutatókból eredôen a „teljes elgyar-matosodásról”. Sajnos sokat beszélünk és ke-veset cselekszünk.

Állítom (és ez nemcsak magánvélemé-nyem), hogy a rendszerváltást követôen azipar (és fôként az elektronikai ipar) megte-remtése a multik becsalogatása nélkül nemmehetett volna végbe. Persze, ha a 90-esévekben a kormányzatban lett volna ipar-párti gondolkodó is, talán néhány jó nevû,és csak a rendszerbeli korlátok miatt nemprosperáló cég megmaradhatott volna (Ori-on, MMG, EMG, MEV, Remix stb.) (többsé-gi) magyar tulajdonú-vezetésû cégként, deezen ma már kár elmélkedni, a …ha nemfordítja meg az idô kerekét. A piacgazdaság-ra bízott iparformálódás ugyanis ebben atörténelmi és gazdasági helyzetben nem te-remtette meg a (többségi) magyar tulajdonúipart.

A jelen helyzetet tudomásul véve (elfo-gadva) még mindig azon gondolkodom,hogy 17 évvel a rendszerváltás után, hoválett a magyar fejlesztô-alkotó mérnök, a ma-gyar konstruktôr? Pedig könnyû levezetni…

Kezdjük azzal, hogy már a 70-es évektôlaz egyetemek egyre kevesebb konstruktôr-fejlesztô mérnököt képeztek, mert a pangóipar nem tudta õket foglalkoztatni. Intelli-gens, differenciálegyenletek megoldásáraalkalmas benzinkútkezelôkre pedig nemvolt szükség. De a régi emberek még ott ül-tek az EMG, Orion stb. tervezô asztalainál.Mi történt a rendszerváltást követôen? Ezenkonstruktôrök alól kicsúszott a talaj, ugyan-akkor megnôttek a lehetôségek. Nem volttöbbé alkatrészembargó, a világpiacra „sza-bad” volt kimenni és árulni termékeinket.Ehhez viszont tudás és pénz kellett. A tudásmegvolt, a pénzt is összekuporgatták, ésgomba módra alakultak a néhány fôs kft.-k.Ekkor jött viszont a közgazdászok és rend-

Suszter a kaptafánál!

[email protected]

2007/6.

4

Augusztus 22-én ünnepség részesei vol-tunk a Continental Napmátka utcai gyá-rában. Az ünnepség indoka, hogy a Sie-mens nagy sikerû beültetôgépeinek 500.magyarországi példánya ebben az üzem-ben mûködik, hozzásegítve az autósokata mind nagyobb biztonsághoz és kénye-lemhez. A Siemens beültetôgépekbôlmintegy 15 000 mûködik a világon.

A Conti-Siemens rendezésû ünnep-ségen a Siemens cég részérôl JohannLackner, a Siemens Österreich igazga-tója, valamint Galántai Eszter, a Sie-mens Österreich magyarországi és ro-mániai értékesítésért felelôs vezetôje ésEdgar Pall, a Siemens Österreich Conti-nentálért felelôs Account Managere vol-tak jelen. A Continentalt Walter Schaal

jelenlegi és Luc Quisthoudt, azoktóbertôl hivatalba lépô ügyvezetôigazgatók, valamint dr. Varga Béla IpariMérnökség-igazgató képviselték.

Az ünneplô közönség (képviselôk,meghívott vendégek és helyi vezetôk)annak rendje és módja szerint – ESD-védôöltözetbe öltöztek, majd irány a Büzemcsarnok, ahol az 500. Siplacebeültetôgép üzemelt. A gép a HF3-as tí-pus, ami az egyik legrugalmasabb, mo-duláris SIPLACE beültetôgép. Beül-tetôkapacitása a gyártási igényeknekmegfelelôen alakítható az adott termék-hez szükséges fejkonfigurációval és aflexibilis szállítószalag-rendszerrel rö-vid idôn belül. Például 3 db 12 pipettásrevolverfej alkalmazásával 40.400 al-katrész/óra teljesítménye van a beül-tetôgépnek, amennyiben azonban az

egyik 12 pipettás revolverfejet kicserél-jük egy ún. Twin Headre (2 pipettáspick-and-place) fejre, a gép beültetésiteljesítménye még mindig 30 100 alkat-rész/óra, azonban a beültethetô alkat-részspektrum a 0201-es alkatrészektöl a 125x10 mm (vagy 85x85 mm) nagy,25 mm magas és akár 100 g tömegû al-katrészekig terjed. Az alkatrészek ada-golása adagolóasztalokról, illetve auto-matikus tálcacserélôvel is megoldható.

A vendégeket Schaal úr üdvözölte,és beszédében kiemelte a technológiafolytonos fejlôdését, a ma és holnap újelvárásait, amelynek maximálisan megtudnak felelni, a Siemens gépkonstruk-tôreinek köszönhetôen. Lackner úr be-szédében elmondta, hogy a Conti a leg-

3. ábra. Az ünneplô csapat

2. ábra. A kapcsolatot jelképezôkôfaragvány

1. ábra. Az 500. Siplace beültetôgép

Az 500. Siplace Magyarországon!Ünnepség a Continental budapesti gyárában

LAMBERT MIKLÓS

kedvesebb partnerek közé tartozik,kapcsolataik élôk, szakmai támogatástnap mint nap adnak. Budapesten a cég szereléstechnológiája 100%-osanSiplace gépekre épül. A kapcsolat jel-képéül egy kôbôl faragott moebius-sza-lagot nyújtott át Schaal úrnak.

Az ünnepség végén alkalmam voltinterjút készíteni Schaal és Quisthoudturakkal a Conti tevékenységérôl, mely-rôl az elmúlt idôszakban keveset hal-lottunk.

A budapesti telephelyet – a Temic cé-get – 2002-ben felvásárolta a német Con-tinental, jól kiegészítve portfólióját a köz-ismert autóipari gumitermékek mellett ajövôben egyre dominánsabb autóelektro-nikai termékekkel. A Napmátka utcaiüzem és a most új elektronikai gyártóegy-séggel kiegészülô veszprémi üzem a világminden tájára szállítja termékeit az autó-gyáraknak (fôként a BMW, VW, Mercedesrészére). Schaal úr büszke csapatára. A Siemens gépekre költött mintegy 13 millió eurós beruházásban 29 Siemensgép mûködik, amelynek elsô tagját 1996-ban helyezték üzembe. Kérdésemre, hogy„Miért Siemens?”, Schaal úr sommásanválaszolt: „Mert jó! Ma kizárólag Siemensgép mûködik a gyártósorokon, mert aSiplace mind termelékenységben, mindpontosságban, megbízhatóságban messzefelülmúlja riválisait. A szoros gyári kap-csolat révén a szervizelés, karbantartásgyors és rugalmas, ami a kedvezô üzemel-tetési költségek alapját képezi.”

Az igazgatótól érdeklôdtem afelôlis, hogy milyen a magyar gyártógárda.Schaal úr a magyarok tevékenységévelmeg van elégedve, de nem gyôzi hang-súlyozni a folyamatos tanulás szüksé-gességét, amely a fejlôdés záloga. Amagyar mérnökök innovatívak, jól ve-szik az akadályokat, amelynek napmint nap ki vannak téve. A cég sokatkölt a tréningekre, amely a termelés so-rán meghozza hasznát.

Sok sikert a következô ünnepi aktusig!

5

2007/6.

www.elektro-net.hu

Suszter a kaptafánál! 3

Lambert Miklós: Az 500. Siplace Magyarországon – ünnepség a Continentalnál 4

Elektronikai tervezés

Fingeroff Mike, Gardner Dan, Hogan Matt: Top-down DSP-tervezés FPGA-kkal 6

Murgás Marcell: Band gap feszültség-referencia-áramkör n-zsebes CMOS-környezetben 12

Gruber László: Méretezzünk LED-es világítást! 14

Kovács Gyôzô: Klatsmányi Árpádra emlékezve 16

Nagy teljesítményû LED-meghajtóáramkörök 17

Havas Péter, Turi Gábor:Rabbit I/O, Rabbit 4000, RabbitCore 400000 család 18

Alkatrészek

Lambert Miklós: Alkatrész-kaleidoszkóp 20

Dr. Madarász László: Kapcsolóüzemû DC/DC konverterkialakítása IC-vel, modullal (4. rész) 23

ARM9-alapú flash-mikrokontroller nagymemóriával és ethernetcsatlakozással 26

ChipCAD-hírek 28

Mûszertechnika, mérések

Pástyán Ferenc:Kis méret, nagy teljesítmény 30

Tartalomjegyzék Meisel, Jeff: A LabVIEW 8.5 támogatja a többmagos processzorok lehetôségeinek kihasználását 32

Kovács Tamás: Újdonságok az AMTEST-TM Kft.-nél 34

Daróczi Dezsô: Újdonságok az ELTEST Kft. kínálatában 36

A National Instruments új PXI-termékei 600 MiB/s-os folyamatos merevlemezretörténô mentési sebességet biztosítanak 38

Becker Ákos: Mikrokontroller-alapú liftvezérlô rendszer 39

Automatika, folyamatirányítás

Hizó Imre: Siemens ipari kamerás rendszerek alkalmazási területei 42

Dr. Szilágyi Béla, Dr. Benyó Zoltán, Dr. Csubák Tibor, Dr. Juhász Ferencné: A túlvezérlés figyelembevétele azállapotirányítás tervezésében (1. rész) 47

Szilágyi István: Újdonságok a WAGO terepi buszrendszerében 50

Technológia

Horváth István: 3M címkeanyagok – teljes választék konvertálók és végfelhasználók részére 52

Regôs Péter: Forraszfürdôk mikroötvözése utólag és házilag – nem válik hulladékká a már meglévô forrasz 54

Cseh Csaba: BOS-Ecoline – alumíniumprofil mûszer-doboz-család sokoldalú felhasználásra 56

Varga Imre: Csomagolóanyagok 58

Varga Mátyás: Az I&J Fisnar legújabb asztali adagolórobotja 60

Új Bosch üzemcsarnok –töretlen a fejlôdés!

61Kokavecz László: Optikai szûrôk – kristálytiszta látvány 62

Informatika

Sipos Gyula: PC-s adataink biztonsága (4. rész) 63

Varsányi Péter: A jó, a rossz és a csúf (2. rész) 65

Távközlés

Nagy András: Optika a távközlésben (2. rész)

70Kovács Attila: Távközlési hírcsokor

72Stefler Sándor: A digitális tévé (9. rész) 73

Kilátó

Gyôrfi Zoltán: Az elektronikai ipar pénzügyi háttere (4. rész)

75Dr. Sipos Mihály: Van-e magyar elektronikai ipar?

77Németh Gábor: Erôs alapokra érdemes komoly váratépíteni… a mûszaki oktatásban is 78

Elektronikai tervezésElektronikaitervezés

Automatizálás és folyamatirányításAutomatizálás és folyamatirányítás

TávközlésTávközlés

AlkatrészekAlkatrészek

TechnológiaTechnológia

ifj. Lambert Miklós: Testreszabott áramkörök – hogy áll az ASIC-piac? 9Az idei Globalpress Electronics Summit egyiklegtöbb kérdést felvetô és legaktuálisabbvitaindító fóruma az ASIC-iparágról, illetve a végbement változásokról szólt. Egyesekszerint leáldozóban van az ASIC, másokszerint változást élnek át, és megerôsödés

elôtt állnak.Hogy mi is azigazság, annakvezetô elektro-nikai tervezô-cégek képviselôiáltal elmondot-tak alapján jár-tunk utána.

InformatikaInformatika

KilátóKilátó

Mûszer- és méréstechnikaMûszer- és méréstechnika

Három kívánság – teljesítve egy kuPACban(COM-FORTH Kft.) 45A korszerû irányí-tási rendszerekmegvalósítása so-rán sokszor egy-másnak ellent-mondó követel-ményekkel kellszembenézni. A fejlett algorit-musok, a hálózatiillesztések, az esz-közök összehangolt együttmûködése és avállalatot átfogó adatintegrálás a korszerûmegoldások esetében jelentôs követelmény-növekedést jelentenek. A cikk a PAC(Programmable Automation Controller)alkalmazását mutatja be.

Szombathy Csaba: A digitális kép- és hangmûsorszórás modulációs eljárásai (2. rész) 67Cikksorozatunk elsô részében áttekintettük a digitális modulációk elméleti alapjait. Mielôtt a további részek-ben ismertetnénk a digitális mûsorszórórendszereket és jellemzôiket, az alábbiakbanbemutatjuk a digitális modulációjú átvitel-technika gya-korlati jellemzôit is. Jelen cikkünkben elsôsorban az adástechnikai oldalt tárgyaljuk, a vételtechnikai kérdésekrecsak ott térünk ki, ahol ez különösen indokolt,ugyanis avevô felépíté-se és mûkö-dése az adótükörképe.

[email protected]

2007/6.

6

Elektronikai tervezésElektronikai tervezés

Az elmúlt néhány évben az FPGA-gyártókdedikált szorzó/összeadó/kivonó hardvertintegráltak eszközeikbe, a továbbiakbantehát nem szükséges az FPGA konfigurál-ható logikai részét feláldozni és annak fel-használásával például szorzót implemen-tálni. A dedikált, matematikai függvényekimplementációit tartalmazó blokkok se-gítségével a tervezôk egyszerûen párhu-zamosíthatják a számításigényes részeket.A leggyakrabban használt funkciók aszorzás és akkumuláció (MAC – multiplyand accumulate), valamint a szorzás és azösszeadás (MULT-ADD – multiply andadd). A dedikált DSP hardveren belüliroutolás1 lehetôvé teszi, hogy rendkívülmagas órajel-frekvenciákon fusson e mû-veletek végzése, nagy feldolgozási telje-sítményt biztosítva.

A legelônyösebb a funkciók tömegespárhuzamosítása és kaszkádosítása azFPGA-n belül: ezzel nemcsak egyszerûszûrôk építhetôk, hanem komplex algo-ritmusok implementálhatók akár video-tömörítési vagy titkosítási alkalmazásokrais. A tervezés legnehezebb része gyakranaz algoritmus leképzése a különbözôFPGA-erôforrásokra, valamint az órajel-késleltetések és egyéb hardverrészek ke-zelése az idôzítési követelmények szemelôtt tartásával. Sok algoritmust imple-mentáltak már magas szintû nyelveken(pl. C és C++), amelyet a tervezônek azFPGA-s implementálhatóság érdekébenle kell fordítania RTL-re. Cikkünk egytop-down2 módszert ismertet, amellyel amérnökök DSP-algoritmusokat C-ben de-finiálhatnak, amelyhez automatikusangenerálódik az RTL, végül pedig elkészülaz FPGA-szintézis3.

DSP algoritmusfejlesztés

Egy tipikus DSP algoritmustervezési mun-kafolyamatban a fejlesztô vagy rendszert-ervezô az algoritmust magasszintû nyel-ven definiálja (ilyen pl. a közkedvelt C++).A C++ lehetôvé teszi a modell sokkal ma-

gasabb absztrakciós szinten történô definí-cióját, így a tervezô többet törôdhet a kí-vánt funkcionalitás létrehozásával, és nemkell aggodalmaskodnia olyan implemen-tációs részletek miatt, mint a pipeline-szervezés, a teljesítménybeli követelmé-nyek betartásához szükséges FPGA DSPblokkok hozzárendelése stb.

Amint az algoritmus mûködôképes-sége bizonyítást nyert, specifikáció ké-szül a helyigényrôl és a teljesítménymet-rikáról, amely az RTL-tervezôhöz jut el.Az RTL-designer felelôssége a specifiká-ciónak megfelelô erôforrások típusánakés mennyiségének meghatározása (RAM,DSP blokkok, léptetôregiszterek stb.). AzRTL általánosan értelmezhetô formábantörténô lekódolása nehéz lehet az FPGA-gyártók dedikált hardvererôforrásai miatt.Az FPGA-gyártók úgy oldják meg, hogyaz RTL-kódban szemléltetésre DSP-mak-rókat adnak meg, amely hozzáférést biz-tosít a DSP blokkokhoz. Ennek az a hát-ránya, hogy a terv gyártóspecifikussá vá-lik miatta, amely megnehezíti az átállást,amennyiben másik FPGA- vagy ASIC-gyártó termékére lesz szükség. Rugalma-sabb megoldás, ha a C++ nyelvû kódbóltechnológiafüggetlen RTL-re automatizáltátjárás áll rendelkezésre. Az automatiku-san generált RTL általában kellôen általá-nos, a technológiától függetlenül történika leképzés a DSP blokkokra.

A magas szintû szintézis tervezési el-járása egy algoritmus leírásával és cél-technológia választásával kezdôdik. Azalgoritmus leírása idôzítési peremfeltéte-lek nélküli C++ forráskódban valósulmeg, amely kizárólag a szükséges funkci-onalitást írja le (a párhuzamosítást és in-terfészprotokollokat magas szintû szinté-zis folyamatában alkalmazott tervezésikényszerekkel implementálják). Az aláb-bi algoritmus egy véges impulzusválaszú(FIR) szûrôt reprezentál a Mentor Graph-ics Algorithmic C adattípusai segítségé-vel. Figyeljük meg, hogy ez a C++ imple-mentáció nem tartalmaz semmi utalást

arra vonatkozóan, hogy hány darab vagymilyen típusú szorzó szükséges a hard-ver realizálásához:

void fir_filter (ac_int<16> *input, ac_int<16>coeffs[NUM_TAPS],

ac_int<16> *output ) static ac_int<16> regs[NUM_TAPS];ac_int<32> temp = 0; int i;SHIFT:for ( i = NUM_TAPS-1; i>=0; i--)

if ( i == 0 )regs[i] = *input;

elseregs[i] = regs[i-1];

MAC:for ( i = NUM_TAPS-1; i>=0; i--)

temp += coeffs[i]*regs[i];*output = temp>>16;

A céltechnológia lehet ASIC vagy FPGAis, és független a forráskódos leírásától. Amagas szintû szintézis a céltechnológiá-ra optimalizált könyvtárleírás alapjánrészletesen optimalizált operátorkönyv-tárat állít elô, amely tartalmaz összeadó-kat, szorzókat stb. Ez a leírási eljárás azeszközspecifikus erôforrásokról (példáulDSP blokkokról) részletes információkatgyûjt. Ha megtörtént a céltechnológia ésaz órajel-frekvencia meghatározása, atervezô kezdhet elmélyülni a tervezés-ben, amely kompromisszumok megho-zatalával jár az eredeti tervezési célokatkielégítô területigény és teljesítménymeghatározásában. Mivel a magas szin-tû szintézishez használt tool4 részletescéltechnológia-ismerettel rendelkezik,az órajel-frekvenciára vonatkozó köve-telmények alapján az optimális operáto-rokat választja ki. Ezzel rendszerszintûpipeline-kihasználást valósít meg, és ga-rantálja, hogy az órajel-frekvenciára vo-natkozó megkötések sehol sem sérülnektervezés közben. A peremfeltételek lehe-tôvé teszik a fejlesztônek, hogy megis-merjen mikroarchitektúrákat, kezdve alegegyszerûbb szekvenciálistól a teljesenpárhuzamos implementációkig (lásd 1.és 2. ábra!).

A kiválasztott operátorok tehát gon-doskodnak az órajel-frekvencia-követel-mények sértetlenségérôl. Magasabb frek-venciák esetén automatikusan pipeline-ba szervezett komponensek kerülnek ki-

1. ábra. Szekvenciális FIR implementáció

Nem valós idejû jelek digitális szûrésére évtizedek óta van már megoldás.Napjaink nagy teljesítményû szilíciumchipjeivel a szükséges számításokvalós idôben végezhetôk, ha megfelelô hardvert és algoritmusokat alkal-mazunk. A DSP esetéhez hasonlóan kényelmes platformot jelent az FPGAa mai jelfeldolgozási algoritmusok implementálására…

Top-down DSP-tervezés FPGA-kkal

MIKE FINGEROFF, DAN GARDNER, MATT HOGAN

1 Hálózatos rendszerben útvonalak kiválasztása az adat- vagy egyéb fizikai forgalom lebonyolítására2 Információfeldolgozási stratégia. Top-down feldolgozásnál elõször rendszeráttekintést készítenek, amelyben specifikálják, de nem részlete-

zik az alrendszereket az elsõ szinten. Az egyes alrendszereket majd egyre nagyobb részletességgel írják le, amelyet egészen addig folytat-nak, amíg a teljes specifikációt alapelemekre le nem bontják

3 A (logikai) szintézis az elektronikai tervezésben azt az eljárást jelenti, amelynek során a hardveres leírónyelven (HDL – hardware descrip-tion language) megírt digitális rendszertervet alacsony szintû, logikai alapkapukból álló implementációba ültetik át

4 Software tool: részfeladat megoldására írt célszoftver

7

2007/6. Elektronikai tervezésElektronikai tervezés

www.elektro-net.hu

választásra. További pipeline-állomásokbeviteléhez ezenfelül magas szintû szin-tézis-erôforrás-peremfeltételek is alkal-mazhatók. Bár a magasszintû szintézis is-meri a technológiát, a végleges, automa-tikusan generált RTL netlista általánosnyelven íródik. A downstream RTL-szin-tézis alapján a netlistáról a megfelelôhardvererôforrásokra történik a leképe-zés. Tehát egy háromállomásos pipeline-nal felépített szorzó a magas szintû szin-tézis során a netlistába egy szorzási mû-veletként kerül be, amelyet három regisz-ter követ. Ezt a netlistát a downstreamRTL szintézis a megfelelô hardveres erô-forrásokra képezi le.

Komplexebb megoldásokhoz vagy na-gyobb szûrôstruktúrákhoz szükséges leheta C++ tömbök RAM-ba leképzésére. Fon-tos kihangsúlyozni, hogy a magasszintûszintézisben a felhasználó alkalmazhattervezési feltételeket nagyméretû tömbökleképzésére az FPGA memóriájába. Avégleges netlista tartalmaz viselkedésiRAM modelleket, amelyek dedikált hard-vererôforrásként felhasználhatók a down-stream RTL-szintézis-tool-okkal. A magasszintû szintézis erôforrás-feltételei szinténráhúzhatók a tömbökre, amely további re-giszterek beszúrását teszi lehetôvé a RAMbe- és kimeneteire (lásd 3. ábra!).

DSP algoritmus implementálása FPGA-ba

Amint a tervezô döntött valamelyikmikroarchitektúra mellett, az RTL-nek (le-gyen szó akár kézzel kódoltról vagy ma-gas szintû szintézissel generáltról) szük-sége lesz a kiválasztott megoldás leghaté-konyabb implementációját megvalósítószintézer-tool-ra. Szintézis közben a tel-jes adatáramlást figyelembe kell venni azoptimális implementáció megtalálásakor,mivel a legtöbb DSP-alkalmazás aritmeti-kai operátorok és memóriák kombináció-ját használja. A szintézisben a terület-igényre és sebességre vonatkozó komp-romisszumok a gyári FPGA-logika hasz-nálatával a dedikált erôforrások javára ismeghozhatók.

A fenti FIR-példa szorzókat alkalmaz,amelyeket a topológiában összeadók kö-vetnek. Gyakran a legjobb megoldás helyés sebesség tekintetében egyaránt az, haaz FPGA-ban ezt a két funkciót egyetlenMULT-ADD funkcióvá egyesítik, amelyközvetlenül a dedikált DSP blokkraképzôdik le. A következô Verilog kód egyMULT-ADD operátort definiál, amelybena szorzót pipeline-regiszterekre, az össze-adót egy szimpla DSP blokkra képezi le:

module mult_add (clk, load, dataa, datab, dat-ac, preg);parameter sub_in_width = 18;parameter sub_out_width = 48; input signed[sub_in_width-1:0] dataa;input signed[sub_in_width-1:0] datab;input signed[sub_out_width-1:0] datac;input clk, load; output signed[sub_out_width-1:0] preg; reg signed[sub_out_width-1:0] mult0_result;reg signed[sub_in_width-1:0] reg_dataa;reg signed[sub_in_width-1:0] reg_datab;reg signed[sub_in_width-1:0] reg_datab1;reg signed[sub_out_width-1:0] reg_datac;reg signed[sub_out_width-1:0] preg;wire signed[sub_out_width-1:0] result; always @(posedge clk)beginreg_datac <= datac;reg_dataa <= dataa;reg_datab <= datab;reg_datab1 <= reg_datab;mult0_result <= reg_dataa * reg_datab1;preg <= result;endassign result =load ? reg_datac : reg_datac + mult0_result; endmodule

A 4. ábra a MULT-ADD logikai funk-ciót reprezentálja, az 5. ábra pedig a Xilinx Virtex-5-tel készült hardveres imp-lementációt mutatja.

A dedikált DSP blokkok struktúrájaFPGA-gyártónként eltérô, a szintézistvégzô tool azonban strukturálhatja úgy alogikát (a perifériaregiszterekkel együtt),hogy kihasználják a beépített pipeline-szervezést is. Ez a funkció ismételten azta célt szolgálja, hogy a tervezô ne a cél-technológia-megkötésekre, inkább afunkcionalitásra összpontosítson (a mik-roarchitektúra változtatása nagy hatássallehet a helyigényre és a teljesítményre is).Az RTL kézi kódolása nagyon idô-igényes, és korlátozza a tervezôt abban,hogy minden erejével az optimalizálásrakoncentrálhasson. Értelemszerûen ez azegyik legnyomósabb érv a magas szintûtool-lal történô RTL-generálás mellett.

Akár így, akár úgy, szoros idôzítésekesetén a tervezônek lehetôsége van ma-gasszintû tool-ok bevetésére a szintézis-ben e probléma kapcsán. Az e célt szol-gáló tool-ok idôzítésalapú optimalizálást

2. ábra. Teljesen párhuzamosított FIR implementáció

3. Magas szintû szintézis utáni RAM modell

4. ábra. A MULT-ADD blokkdiagram

5. ábra. A MUTL-ADD implementációja egy Virtex-5-ben

[email protected]

2007/6.

8


végezhetnek a logikai részek és regiszte-rek kiegyensúlyozásával, a kritikus logi-kai útvonalak idôzítéseinek rendbetételé-re. A DSP blokk regisztereinek bôségesmennyiségével ez egyszerûen, a külsô re-giszterek DSP-be vagy memóriablokkok-ba behúzásával megtehetô.

Idôzítési problémák leginkább na-gyobb funkciók dedikált DSP-vel és me-móriablokkokkal, valamint standard logi-kával történô kombinálásakor jelentkez-nek. E funkciók elhelyezése és routolásamiatt elôállhat kritikus helyzet, azonbanhatékony tervezési analízissel a tervezôkgyorsan kiszûrhetik ezeket a problémákat,és megoldásokat fejleszthetnek ki rájuk.Mivel az idôzítési problémák az elhelye-zés és routolás elôtt legtöbbször nem is je-lentkeznek, fontos megadni a lehetôségeta designernek az elhelyezés és routolásmûveletét követô analízis és az RTL-kód…

Az újraidôzítés és egyéb, haladó RTL-szintézislehetôségek megadásával és azidôzítési feltételek és eszközjellemzôk ál-lításával a szintézis eredménye javítható.

Ha szorosak az idôzítési követelmé-nyek, de a standard RTL-szintézis nem ké-pes a probléma megoldására (és a kód átírá-sa nem lehet alternatíva), sok tervezô dönt afizikai szintézis mellett. A fizikai szintézis fi-gyelembe vesz a fizikai layout mellett egypontosabb idôzítési modellt is, amely RTL-szinten jobb idôzítési optimalizációt ad.

Az idôzítési optimalizációk (replikáció,újraszintézis és újraidôzítés) helyigény áránbiztosítanak nagyobb teljesítményt. A dedi-kált DSP-t és memóriablokkokat felvonulta-

tó, modern FPGA-k esetében ez az „opti-malizáció” ronthatja is a teljesítményt, ha-csak a fizikai layout jellemzôit is figyelembenem veszik. Számos esetben az idôzítésala-pú elhelyezés kedvezôbb idôzítési jellem-zôket biztosít a területigény növelése nélkülis. Az optimalizációk együttes használatávalátlagosan 10-15%-kal jobb idôzítés érhetôel azonos RTL-kód mellett.

Automatizált verifikáció

A bemutatott designfolyamat egyik leg-fontosabb követelménye az automatikusverifikáció, amely az idôzítési kényszereknélküli C++ forrásból generált RTL-t és azRTL-szintézis utáni netlistát veti össze. Mi-vel a magas szintû szintézis számosmikroarchitektúrát képes generálni –mindegyiket különbözô interfészproto-kollal –, nem praktikus RTL-tesztkörnye-zetet kézileg elôállítani minden egyesimplementációhoz. A nyers, idôzítési fel-tételek nélküli C++ kódból és az inter-fészszintézis megkötéseibôl kiindulva le-hetséges SystemC verifikálási infrastruktú-rát automatikusan létrehozni, amelylehetôvé teszi az eredeti C++ design éstesztkörnyezet használatát az RTL és RTL-szintézis utáni netlistájának tesztelésénél.Ez az automatikusan generált tesztkörnye-zet nemcsak a bemeneti gerjesztéseket ésa kimeneteket veszi figyelembe közvetle-nül a C++ tesztkörnyezetben, hanemSystemC tranzaktorokat is generál, amely-ben az RTL és a C++ egymáshoz képestszimulálható a szimulátorplatformon. Az

RTL-szimuláció kimenetét rögzítik, és azeredeti C++ designnal összevetve igazol-ják a funkcionalitást.

Konklúzió

A növekvô teljesítményigény, amely nap-jaink alkalmazásaira jellemzô, C++ nyel-ven megírt, komplex videós és vezetéknélküli átviteli algoritmusaira jellemzô,elavulttá tette a készletrôl kapható DSP-ket. Az algoritmusokhoz szükséges pár-huzamosítás és a folyton változó szabvá-nyok a C++ nyelvû szintézist és azFPGA-kat vonzó alternatívává teszik, lé-vén az átjárás a C++ és a már hardverenfutó RTL között gyorsan teljesíthetô.

A magas szintû C++ szintézis lehetô-séget ad a tervezôknek egy, a hagyomá-nyos RTL-nél lényegesen magasabbabsztrakciós szinten végzett munkavég-zésre. A technológiaalapú optimalizálásés a top-down RTL-szintézis tool-lekép-zési lehetôsége az FPGA-ba épített DSPblokkok teljes kihasználását támogatja,anélkül, hogy az egyes gyártók megoldá-saihoz, technológiáihoz kötôdni kellene.

Továbbá az ismertetett, magas szintûszintézistervezô környezet a tervezônekegy „gombnyomásra” mûködô verifiká-ciós munkakörnyezetet is szolgálatábaállít, amellyel a designt az eredeti C++nyelven írt algoritmussal össze tudja vet-ni a tervezés bármely szakaszában.

További információ: Rózsa SándorTel.: (+36-1) 887-2010 E-mail: [email protected]

Próbálja ki a Mentor Graphics integrált NYÁK-tervezõ rendszerét!

Teljesen constraints-alapú mûködés

Interaktív autorouter technológia

Microviák és beágyazott passzív elemek

Pre-layout jeltisztasági és EMC-analízis

Post-layout jeltisztasági és EMC-verifikálás

FPGA-specifikus tervezõi segédletek

Többszintû adatbázis-kezelés

Automatizálás és script interface

Gyártás-elõkészítés

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

9


www.elektro-net.hu

A problémák és a kockázatok

Akármi is az igazság, nem árt néhánytényt megismerni. 2006-ban az ASIC egy23 milliárd dolláros üzlet volt, 2008 és2010 közöttre pedig azt jósolják a nevespiackutató cégek, hogy az elektronikaiipar átlagos növekedéséhez képest gyor-sabb ütemben fog fejlôdni. 2000 környé-kén általános kutatási-fejlesztési büdzsé-csökkentés volt megfigyelhetô, amelyetaz ASIC-ipar nagyon megérzett, jelentõsvolt a visszaesés az innováció terén. Ezmég ma is érezteti hatását. A Gartner pi-acfelmérése és elôrejelzése alapján a fo-lyamat megfigyelhetô (1. ábra).

Az ASIC vonzereje még ma is ugyan-az, mint volt megalkotásakor: bárkinek,bármilyen funkciót, bármely alkalmazás-ra, gyors átfutási idôvel. A technológiaifejlôdés még a fejlesztést is lerövidítette.Felmerül a kérdés, hogy ha mégis ilyen jó,miért nem használja mindenki? Ahhoz,hogy az ASIC valóban nagy tömegek szá-mára korlátozás nélkül, elônyösen alkal-mazható legyen, le kell gyûrni bizonyoskorlátokat. Az ASIC fejlesztésének kétnagy akadálya ismeretes: az egyik a költ-ségek, a másik pedig az olcsóbb alternatí-vák rendelkezésre állása (a már említettFPGA1 ill. ASSP2). Az ASIC-ek utóbbiidôben produkált nevetséges költségvon-

zatainak és általános eredményeinek, acsapnivaló idôbeni kiszámíthatóságuk ésmegbízhatóságuk okán – amelyekért java-részt az ASIC-fejlesztô cégek a felelôsek –már el kellett volna tûnniük a sül-lyesztôben. Ám ez nem történt meg, még-hozzá azért nem, mert egyszerûen kelle-nek, szükség van rájuk, és túlságosannagyra nôttek ahhoz, hogy eltûnjenek.

Nem egyszerû feladat az egyedi igé-nyekre szabható architektúra megtalálá-sa. A teljesen integrált monolitikus chipvonzónak tûnhet, azonban a költségek ésegyéb korlátozó tényezôk miatt többnyi-re bölcsebb lépés egy olyan rendszertépíteni, amelynek csak az egyik része fix,a másik átkonfigurálható, így elkerülhetôa költséges, gyakran kivitelezhetetlen re-spin3. A legfontosabb ebben a kérdésbenaz architektúra megválasztása, illetve újtervezési módszerek használatba vétele.Az ismeretlen alkalmazási modellekellenôrzése nagyon bonyolult és költsé-ges, ezenfelül az eszközberuházás is koc-kázatos lehet, amely a chip egyedi meg-oldásainak számával egyenesen arányos.

A kockázat pedig egyszerû közgazda-sági ténnyel magyarázható: egy teljesenegyedi igények alapján megépített chipfejlesztési költségei több tízmillió dollár-ra is rúghatnak, egy ilyen befektetés meg-térüléséhez pedig óriási piac kell, amitma megszerezni nagyon nehéz. Ezzelszemben egy standard termék is kifej-leszthetô ugyanennyibôl, a megtérüléstilletôen a jóval nagyobb megcélzott piacmiatt pedig sokkal kecsegtetôbb a beru-házó helyzete (kiváló példa erre a Sony,ill. a Nintendo slágertermékei, a Playsta-tion® 3, ill. Wii® játékkonzolok). Legin-kább ez az, ami elriasztja a rendszerszál-lítókat az egyedi IC fejlesztésétôl. A költ-ségekrôl fontos tudni, hogy a fejlesztésrefordított 10 … 30 millió USD-ból mind-össze kb. 10% fordítódik a termék szilíci-umchipbe implementálására, a fennma-radó összeget az architektúra kiválasztá-sa, a kívánt funkciók megvalósítása, a ve-rifikálás, a szoftvertesztelés stb. viszi el. A költségekre és TTM4-re – amellett, hogyeldönthetik egy termék sikerét vagy bu-kását – egyaránt igaz, hogy változásuknemlineáris. A fejlesztések jelentôs ré-szében a költségek elszállnak, túl drágalesz a termék, amely miatt nagy piactólesik el a fejlesztô. A „timing effect” névenismert faktor az ASIC-eknél szintén1. ábra. A félvezetôpiac alakulása 2002 … 2011 között (Gartner)

Az idei Globalpress Electronics Summit egyik legtöbb kérdést felvetô éslegaktuálisabb vitaindító fóruma az ASIC-iparágról, illetve a rajta végbe-ment változásokról szólt. Az eredeti elképzelésekkel ellentétben az ASIC-ek mára olyan drágák lettek, hogy nem mindenki engedheti meg magánakhasználatukat. A technológia fejlôdésével és az évek múlásával kialakultegy képzeletbeli satu is, amely két pofájával, az ASSP-vel és az FPGA-valegyre erôsebben szorítja az ASIC-et, megnehezítve amúgy sem túl rózsáshelyzetét. Valóban leáldozóban van-e az ASIC napja, vagy épp ellenkezô-leg, változást él át és megerôsödés elôtt áll? A kérdésre az Actel,Cadence Design Systems, ChipX, eSilicon és Open-Silicon cégekképviselôi által elmondottak alapján próbálunk meg választ adni…

Testreszabott áramkörök – hogy áll az ASIC-piac?

IFJ. LAMBERT MIKLÓS

Ifj. Lambert Miklós okleveles villamosmérnök,szakújságíró

[email protected]

2007/6.

10


„megszokott” hátrányos velejáró, a késésesetén jelentkezik, amelynek hatása a pi-acvesztésben szintén nemlineárisan mu-tatkozik meg (lásd 2. ábra).

Sok probléma adódik a tervezési disz-ciplínák hiányából. A fejlesztéshez ren-delkezésre álló és használt IP5-k és szab-ványok puszta száma is ijesztô; szigorú-an behatárolt módszerekkel sokkal ha-tékonyabb tervezést lehet megvalósítani.

A lehetôségek

Friss adatok szerint az ASSP piaca ugyannagyobb, értékét tekintve az ASIC-hez ké-pest mintegy 3-szoros, ez utóbbi azonbanvárhatóan újra nagy fellendülés elôtt áll.Hatalmas lehetôség elôtt állnak azok a cé-gek, amelyek mindkét igénynek meg tud-nak felelni, és az ASSP mellett ASIC-meg-oldások szolgáltatására is képesek. A vár-ható fellendülés egyik legfôbb oka, hogyjavult a félvezetôipari cégek pénzügyihelyzete, így nôttek a tervezési kezdemé-nyezések. Az új technológiák adaptálása(pl. az utasítás-végrehajtó egységet, DSP-t,perifériákat, szabványos interfészeket, in-tegrált memóriát, valamint kötetlenül kon-figurálható logikai blokkot tartalmazó, ún.structured ASIC-ek) lehetôvé tették a koc-kázatok további csökkentését.

Mély partneri kapcsolatok és hatékonymegoldások születnek azokból az együtt-mûködésekbôl, amelyek a nagy áramkör-gyártók és félvezetôgyártók között köttet-nek. Bár ez egy jól mûködô rendszer, ezeka kapcsolatok nem tesznek sokat az ASIC-ekért, ellenben kizárja a kisebb cégek in-terakcióját, ettôl függetlenül azonban afabless, vagyis saját tulajdonú gyártóüzemnélküli ASIC-szolgáltató cégek igen jól jár-hatnak. Az egyik legfontosabb tényezô,

ami ez utóbbiak mellett szól, az nem is azegyedi megoldások szolgáltatása, sokkalinkább a számottevôen rövidebb TTM.Több olyan, rendkívüli lehetôségeket tar-togató piaci szegmens létezik, amelyekentúl gyorsan jelentkeznek változások ah-hoz, hogy a nagy játékosok, mint pl. aBroadcom beszállhassanak. Egy nagyobbcég tervezési ciklusa akár évekre nyúlhat,míg egy kisebbé (amilyen például azOpen-Silicon is) hónapokban mérhetô. A stabil, nagy darabszámú megoldások pi-acait tehát továbbra is a nagy cégek látjákel. Fontos terület továbbá azon alkalmazá-sok piaca, amelyeknél a darabszám és azár nem fontos, a rövid TTM viszont annálinkább (elsôsorban kutatási-fejlesztési fel-használások).

Az ASIC-ipar fellendítéséhez, hosszútávú megerôsítéséhez a szakértôk egybe-hangzó véleménye szerint elengedhetet-len az új szemléletmód, új felfogások ér-vényesítése. Ezek nyitja gyakran egy újcég alapítása, amelybe még egyszerûenbeépíthetô az a filozófia, amely biztosít-hatja az ASIC versenyképességét. Cik-künk befejezéseként áttekintjük háromolyan szilícium-völgyi cég tevékenységétés szolgáltatásait, akik felismerték a prob-lémákat, és fiatalságuk, friss szemlélet-módjuk révén igyekeznek életben tartaniés fellendíteni az ASIC piacát, megragad-va a kínálkozó lehetôségeket.

A versenyzôk

ChipX

Az X-Cell fantázianevû architektúránnyugvó CX6500 Embedded Array nevûtermékcsalád tagjai beépített, ipari szab-ványú I/O alrendszert, memóriákat tartal-maznak, gyártásuk pedig a tajvani UMCgyár 0,13 µm-es technológiája alapjántörténik. A ChipX mérnökeivel együttmû-ködésben a megrendelônek lehetôségevan a memória-architektúra, az I/O és ki-vezetéskiosztás, valamint az analóg meg-oldások kiválasztására és részletes defini-álására, mindamellett, hogy a rugalmas-ságot biztosító logikai konfigurálhatóságlehetôségét fenntartják. Ez a megoldáslehetôvé teszi, hogy az áramkör gyártásamég a logikai rész elkészülte elôttmegkezdôdjön. A logikai rész testre sza-bására akár négy fémréteg is felhasznál-ható, az újrakonfigurálás átfutási idejemindössze 4-5 hét. Az 1,2 V magfeszült-

ségû CX6500 maximális globális, ill. lo-kális üzemi frekvenciája 300 MHz, ill. 1GHz, a valós ASIC-kapuk száma max. 8millió. A nagy sebességû, beágyazottSRAM mérete akár 10 MiB is lehet, azáramkör pedig számtalan I/O opcióvalrendelhetô (a teljesség igénye nélkül:LVDS, PCI, PCI-X, LVTTL stb.). A tokozásaz 56 kivezetésû QFN-tôl a 896 golyósPBGA-ig változhat.

A szintén X-Cell-alapú CX6200 ter-mékcsalád (lásd 3. ábra) beépített fizikairéteget tartalmaz az USB 2.0 High-SpeedOn-The-Go interfészhez. A mindössze 4 … 5 hét alatt elkészülô prototípusokatakár 10 … 12 héten belül sorozatgyártotttermékek követhetik. A fizikai réteg aChipX szintetizálható processzoraival és

az USB gazda-, eszköz- és OTG-vezér-lôkkel komplett USB-alrendszer kiépíté-sét teszi lehetôvé, teljes összhangban aUSB Implementors Forum elôírásaival. A ChipX a CX6200-at set-top-box, video-kamerás, digitális televíziós, LCD-s, tesz-telési/mérési, gépvezérlési, nyomtatási,szkennelési, valamint szélessávú mode-mes és wireless routerek alkalmazások-hoz ajánlja. A CX6200-hoz hasonló, dePCI Express PHY-t tartalmazó megoldás aCX6100. A PCI Express v1.1 szabvánnyalkompatibilis CX6100 teljes PCI-E imple-mentációt kínál négy sávval, akár 850ezer kapuval és a CX6500-hoz hasonló,megannyi további lehetôséggel.

További információ: www.chipx.com

3. ábra. ChipX CX6200-alapú USB 2.0 HSOTG adóvevô- és makrocella-tesztkártya

1 Field-Programmable Gate Array: programozható logikát, ún. „logikai blokkokat” (kapukat vagy kombinációs hálózatokat) tartalmazó,félvezetõ-alapú áramkör

2 Application Specific Standard Product: speciális funkciót, megvalósító integrált áramkör. Az ASIC-kel ellentétben nem csupán ügyfelek kiscsoportjának igényeit kiszolgáló funkciókat valósít meg

3 Re-spin: az áramkör újragyártása, amire a sikertelen, vagy nem megfelelõre sikerült paraméterek, ill. azok változtatása miatti áttervezésmiatt volt szükség

4 Time To Market: a piacra kerülés átfutási ideje5 Intellectual Property: szellemi tulajdon. Gyûjtôneve a cégek által fejlesztett megoldásoknak, amelyeket egy specifikus probléma megoldá-

sára vagy egy feladat megoldására fejlesztettek ki

2. ábra. A timing effect: a termék késéseés a piacvesztés között nemlineáris az összefüggés (ábra: Open-Silicon) 2002 … 2011 között (Gartner)

11


www.elektro-net.hu

eSilicon

Korábban a fabless félvezetôipari cégek-nek kétféle lehetôségük volt a gyártásra:vagy nagy chipbeszállítókkal mûködtekegyütt, és megalkuvásra kényszerültek agyártást illetôen, vagy végezhettek min-dent egymaguk, amely hatalmas pénz-ügyi és szakmai kockázatokat tartogatott(késések, túlköltekezés, egyéb elôre nemlátott problémák). Az eSilicon 2000-benújfajta megközelítést dolgozott ki, amelya Fabless ASIC modell névre hallgat.

A Fabless ASIC modell lényege, hogyaz eSilicon saját tapasztalatokból ésfejlesztésekbôl származó tervezési ésgyártási szolgáltatásait kombinálja a vi-lágszintû ipari technológiai megoldások-kal. Ehhez elengedhetetlen az a nagymúltra visszatekintô, kedvezô viszony,amelyet a cég fenntart az egyes technoló-giai területek szakértô cégeivel. AzeSilicon fejlesztôeszközöket, IP-ket éstervezési szolgáltatásokat is biztosít amegrendelô számára (I. táblázat).

A Netlist nevû szolgáltatás lényege,hogy a megrendelô elkészíti a logikai ter-vet, az eSilicon pedig rendelkezésére bo-csátja a netlistát8, amely alapján vala-mennyi gyártási lépéshez szükséges fel-adatot (gyártás, tokozás és szállítás) elvég-zik, valamint a funkcionális blokkok elhe-lyezését és a routolást is végrehajtják. Eh-hez hasonló a SmartCOT™ szolgáltatás is:a hozzá eljuttatott, GDSII9 formátumúadatbázis alapján az eSilicon gondoskodika gyártás, tokozás, tesztelés és kiszállítás le-bonyolításáról. Az eSilicon teljes tudásbá-zisa és kiváló ipari kapcsolatai közvetettmódon a megrendelô rendelkezésére áll-nak, így a COT elônyeit úgy használhatjaki a megrendelô, hogy megússza a gyártás-sal kapcsolatos tényezôk miatti csúszáso-kat és elszálló költségeket.

A Netlist és és SmartCOT szolgáltatá-sok részét képezô XPressChip™ támoga-tási csomaggal gyorsan és olcsón juthat amegrendelô IC prototípusokhoz, méghoz-zá olyan speciális opciókkal, amelyek agyárak kínálatában nem szerepelnek. Azegyszerû IC chiptôl kezdve a végleges tokozású, tesztelt áramkörig mindenelérhetô (flip-chip, BGA, kivezetôkeretes,SIP/MCM tokozási változatokban). A ter-

vezés korai stádiumában is tesztelhetôk azegyes IP-k vagy alkatrészek is, amelyújabb technológiák kipróbálásánál felbe-csülhetetlen jelentôséggel bír, hiszen ezalapján a késôbbi re-spin tevékenységekminimalizálhatók, vagy mellôzhetôk.

További információ: www.esilicon.com

Open-Silicon

Az Open-Silicon nem fejleszt saját ter-méket, profilja az ügyfél megoldásainakjobbá, olcsóbbá, gyorsabbá, idôbenelérhetôvé tétele. A cég nagy hangsúlytfektet a rugalmasságra: OpenMODEL ne-vû, rugalmas mûködési koncepciójuk amegrendelôtôl elfogad belépési pontkéntspecifikációkat, RTL10-t, netlistát, GDSII-tvagy gyártásközeli állapotot is, szolgálta-tásai között az elektronikai tervezés, amegfelelô IP-k beszerzése, a tokozás,tesztelés, validálás és gyártatás átvállalá-sa is szerepel. Attól függetlenül tehát, hol

áll az ügyfél a fejlesztésben, az Open-Silicon át tudja venni a feladatot onnan-tól kezdôdôen. A végeredmény azonbanminden esetben ugyanaz a garantáltminôségû, tesztelt termék, bármelyikesetrôl is legyen szó. Az Open-Silicon ateljes tervezési fázist a hatékonyság,idôbeni kiszámíthatóság és megbízható-ság jegyében gondolta újra. A statikuscsapatfelosztás helyett a dinamikus mel-lett tették le voksukat. Minden egyes ter-vezési területért (DFT, szintézis, layout,tokozás, tesztelés, gyártás, logisztika stb.)kevésbé széles körû, ám annál mélyebbmûszaki szakértelemmel rendelkezôszakemberek/csapatok felelôsek, és felté-telezve, hogy ez minden szakterületnélfennáll, a végeredmény egy konziszten-sen kiváló minôségû rendszer. A teljestervezési ciklus alatt ugyanazon a megol-dáson ugyanaz a csoport dolgozik.

A kockázat- és költségcsökkentést azOpen-Silicon is az eSiliconhoz hasonló-an oldja meg. Az Open-Silicon irányításaalatt tart egy IP-k kvalifikálásával foglal-kozó csapatot, amely amellett, hogy azIP-ket hitelesíti, rendszerezi azokat „telje-sen kvalifikált”, „tervezésre kvalifikált” és„elôzetes kvalifikáción átesett” kategóri-

ákba, attól függôen, hogy az adott IP-t fel-használták-e már kereskedelmi forgalom-ba került áramkörben, vagy csak teszt-áramkörben alkalmazták, esetleg cégenbelül foglalkoztak vele, de tervezésbemég nem került. Ezek alapján a teljes ter-vezés kockázata sokkal hatékonyabbankézben tartható és megbecsülhetô. A költ-ségmérséklést az Open-Silicon a chip-gyártókkal, tokozásbeszállítókkal stb.kiválóan kiépített ipari kapcsolataialapján valósítja meg. Minden egyeschipre külön megkeresik a készre szerelésoptimális útját.

Az Open-Silicon sikerének több egyébtitka is van. Csak közepes komplexitásúASIC-ekkel foglalkoznak, ami manapság90 nm-es csíkszélességû gyártástechnoló-giát és 20 millió körüli kapuszámot jelent.Egyelôre nem foglalkoznak a 65 és 45 nm-es gyártástechnológiával és 100 millió kö-rüli kapuszámmal, hiszen ezek ebben apiaci szegmensben leginkább tudomá-nyos alkalmazásokhoz kellenek. AzOpen-Silicon rendkívül szigorú, 22 lépés-es tervezési metodológia alapján dolgozikminden egyes chipen, és csakis ipari szab-ványokat követô szoftvereket alkalmaz-nak, amelyeken keresztül rákényszerítik atervezôket arra, hogy az elôírt metodológi-át alkalmazzák. Ezen intézkedésekkel sok-kal egyszerûbben kézben tartható a fej-lesztés. Az idôbeni kiszámíthatóságotelôsegítendô, a cég saját, erre a célra fenn-tartott webportálján minden részletet meg-tekinthet az ügyfél megrendelésérôl az ak-tuális állás szerint.

Az Open-Silicon rendszerének egyiksarokköve az IC Catalyst szoftverrendszer.Ezzel a teljesen integrált tervezôi környe-zettel az Open-Silicon a chiptervezés és -gyártásirányítás minden lépését egyszerû-en, integrált környezetben felügyelheti. AzIC Catalyst szerves része annak az idôbenikiszámíthatóságnak és megbízhatóságnak,amely az Open-Silicon sikerét garantálja.A jelenleg elsô fázisában létezô szoftver atervezési konfiguráció-menedzsment, ter-vezési folyamatmenedzsment, eszköz- éshardverhozzárendelés-menedzsment, ter-vezési programmenedzsment ASIC-imple-mentációs feladatokban nyújt segítséget. A szoftvercsomag részei továbbá a tanítha-tóság és a tanultak továbbvezetése jövô-beni projektekbe, az adatkonzisztenciaellenôrzése, a statisztika- és riportkészítômodul, a tudás- és erôforrás-megosztás le-hetôsége, illetve a skálázhatóság a dinami-kus, változó méretû projektekhez.

További információ: www.open-silicon.com.

6 Customer-Owned Tooling: a vállalat saját tulajdonában lévõ, esetenként saját fejlesztésû fejlesztõeszköz7 Non-Recurring Engineering: egyszeri, vissza nem térülõ, mérnöki tevékenységvégzéssel kapcsolatos költség8 Elektromos összeköttetéseket leíró állomány a kapcsolási rajz alapján9 Graphic Data System II: a Cadence Design Systems tulajdonában lévõ adatbázis-formátum, amely az IC-iparág de facto szabványa az IC layout leírására10 Register Transfer Level: szinkron digitális áramkörök mûködésének leírása magas szinten. RTL-ben az áramkör mûködését a hardverregiszterek közötti

adatáramlás, valamint a jeleken végzett logikai mûveletek alapján írják le.

Hagyományos ASIC modell Közvetlen (COT6) modell Fabless ASIC modellNRE7-költségek alacsony magas alacsonyKockázat alacsony magas alacsonyFix költségek alacsony magas alacsonyEgység darabár magas alacsony alacsony

I. táblázat

[email protected]

2007/6.

12


Bevezetés

Analóg jelek precíziós feldolgozásáhozszükség van egy abszolút feszültségrefe-renciára. Mind az analóg/digitál, mindpedig a digitál/analóg átalakítás megvaló-sítható úgy, hogy a bázist a tápfeszültségképezi. Ebben az esetben a rendszer pon-tossága a tápfeszültség stabilitásán múlik.Bár az elektronikus berendezések tápel-látása többnyire stabilizált, állandóságuka változó hômérséklettel, terheléssel éskülsô tápfeszültséggel szemben nem ériel azt a mértéket, amire a precíziós jelfel-dolgozáshoz akár jelátalakítás, akár egyküszöbfeszültséggel való összehasonlításesetén szükség lenne . Erre a célra dol-gozták ki a feszültség-referencia áramkö-röket. Ezeknek más funkciójuk nincs, aterhelésük elhanyagolhatóan kicsi éskonstans. Feladatuk „csak” a tápfeszült-ség és a hômérséklet változásainak és agyártási szórás hatásainak a kivédése.

Precíziós referenciaként integráltáramkörökben szinte kizárólag a BandGap referencia áramkört használják,amely jól beválik mind a bipoláris, mindpedig a CMOS -technikában.

Az elméleti háttér két, ellentéteshôfokfüggéssel rendelkezô feszültségértékmegfelelô súlyozással történô összeadá-sán alapszik, amely mûvelet eredôje egyhômérséklettôl független feszültségérték,tipikusan 1,25 V, amely éppen a szilíciumtiltott sávszélessége, azaz Band Gap-je (in-nen az elnevezés). A pozitív hômérsékletikoefficienssel rendelkezô feszültségértéke-ket a szakirodalom gyakran „ProportionalTo Absolute Temperature” (továbbiakban:PTAT), azaz abszolút hômérséklettel ará-nyos feszültségértékként, a negatívhômérsékleti koefficiensû feszültségérté-keket pedig „Inverse Proportional ToAbsolute Temperature” (IPTAT) vagy„Complementary Proportional To Abso-

lute Temperature” (CPTAT), azaz abszolúthômérséklettel fordítottan arányos feszült-ségértékekként említi. Gondos tervezésselelérhetô, hogy az áramkör kimeneti fe-szültsége ne csak a hômérséklettôl, de atápfeszültségtôl és a gyártási technológiá-tól is független legyen.

A szakirodalomban sok megvalósításiformát találhatunk, azonban ezek abbanmind megegyeznek, hogy egy bias-áram-kört, a CPTAT és PTAT feszültségértékeketelôállító diódakapcsolású bipoláris, vagyesetleg MOS tranzisztorokat, s valamifélevisszacsatolást tartalmaznak. A jelen imple-mentációban a visszacsatolást megvalósítóáramkör egy egyszerû kétfokozatú, egy ki-menettel rendelkezô differenciális erôsítô.

Az áramkör leírása

Az áramkör kimeneti feszültsége, a fenti-ekben ismertetettek alapján, két megfelelôszorzótényezôvel súlyozott, egymással el-lentétes hômérsékleti-koefficiensû feszült-ségérték összeadásával képzôdik. A nega-tív hômérséklet-koefficiensû feszültségér-ték egy nyitó irányba elôfeszített p-n átme-net feszültsége, míg a pozitív hômérsékletkoefficiensû értéket két csoport különbözôfelülettel rendelkezô, ugyancsak nyitóirányban különbözô mértékben elôfeszí-tett p-n átmenetek diódafeszültségének akülönbsége adja, amely a következô kép-lettel fejezhetô ki:

(1)

ahol VT a termofeszültség, m pedig a di-ódák áramának az aránya. Ezt a PTAT ér-téket megfelelô súlyozással ellátva, hoz-záadva egy CTAT-értékhez, elôállítható ahômérséklettôl független kimenetirefe-rencia-feszültségérték.

A 2. ábrán látható a megtervezett referencia-áramkör egyszerûsített mû-ködési vázlata.

A PMOS tranzisztor áramgenerátor-ként szolgál, amelyet az erôsítô szabá-lyoz oly módon, hogy az A és B pontokfeszültsége azonos potenciálon legyen,azaz a diódák ágaiban folyó áramok ará-nya megegyezik R1 és R2 arányával, s azR3 ellenálláson a D1 és a D2 diódák fe-szültségének a különbsége esik. A két ág-ban folyó áramok arányára felírható te-hát:

Ez a cikk egy precíziós Band Gap-feszültség referencia áramkört ismertet, amely a Stuttgarti MikroelektronikaiIntézet 0,5 µm-es, n-zsebes technológiájával készült. Az áramkör a GFQ nevet viselô CMOS Mixed-Signal GateArray Master-chip családja számára szolgál referenciaforrásként. Az áramkör kimeneti feszültségének névlegesértéke 1,25 V, és mûködôképes mind 3,3 V, mind 5 V tápfeszültség mellett, mûködési hômérséklettartománya – 55 … +125 ºC, s kimeneti feszültségének ingadozása pedig a mûködési hômérséklet-tartomány teljes egészénkevesebb, mint 0,2% a kimeneti feszültség névleges értékére vonatkoztatva. Az áramkör tápfeszültség elnyo-mási tényezôje 58 dB, fogyasztása normál mûködési kondíciók mellett kevesebb, mint 2 mW

Band Gap feszültség-referencia áramkör n-zsebesCMOS-környezetben (1. rész)

MURGÁS MARCELL

1. ábra. PTAT-feszültségérték elôállítása

2. ábra. A feszültség-referencia áramköregyszerûsített mûködési vázlata

Murgás Marcell oklevelesvillamosmérnök, a BMGEElektronikus EszközökTanszékén a mikrorend-szerek szakirányonszerzett diplomát, amelyeta Stuttgarti Mikro-elektronikai Intézetben dolgozott ki. Jelenleg a Robert Bosch Kft.Budapesti FejlesztésiOsztályán dolgozik minthardverfejlesztõ mérnök

(2)

13


www.elektro-net.hu

D1 és D2 diódák csupán felületüknagyságában különböznek, ezek arányan, ami egyben a szaturációs áramuk, IS1és IS2 aránya is. Ezáltal (2) tovább egysze-rûsödik:

Ebbôl az összefüggésbôl könnyenkifejezhetô a diódafeszültségek különb-sége:

Mivel R3 ellenálláson pont ez a fe-szültségérték esik, így könnyen kiszámol-hatjuk a D2 diódán folyó áramot, ID2-t:

A kimeneti feszültség a D2 dióda nyi-tófeszültsége és az R3-on esô feszültségösszege:

A referenciafeszültség kifejezésébôllátszik, hogy a kimeneti feszültség egy di-ódafeszültség és egy konstanssal súlyo-zott termofeszültség összege. Ennek akonstansnak a megfelelô megválasztásá-val érhetô el a kimeneti feszültségértékhômérsékletfüggésének minimalizálása.

Az áramkör alapja a két dióda, melye-ket n-zsebes CMOS-technológiai környe-zetben kell megvalósítani. Ezen technoló-gia három p-n átmenetet alakít ki plusztechnológiai lépések beiktatása nélkül,mely alaposan megdrágítaná az alkalma-zást, s a már jól bejáratott technológiamegbízhatóságát is csökkentené, azonbanezek közül csak egy alkalmas a diódák ki-alakítására. Az elsô két átmenet, azNMOS tranzisztor Bulk-Source/Drain át-menete, illetve NMOS tranzisztor Bulk-n-zseb átmenet alkalmazhatóságát az aka-dályozza, hogy az NMOS tranzisztorBulk-ját a legnegatívabb pólusra kell kötni.

A harmadik lehetôség a PMOS tranzisz-tor Drain-Bulk és Source-Bulk átmenete,

amely abból kifolyólag kedvezô, hogy a p-csatornás MOS Bulk pontja a pozitív tápfe-szültségen kívül más potenciálra is köthetô,ha a tranzisztor önálló zsebben van.

Az áramkör részei

Az egész áramkör három kisebb rész-egységbôl tevôdik össze. Ezek egyrészrôlmaga a diódákat és ellenállásokat tartal-mazó hálózatból állnak, másrészt a dió-dák áramát szabályozó erôsítôbôl, s vé-gül egy bias-áramkörbôl, amely a szabá-lyozóerôsítô két fokozatának ágaiban ál-lítja elô az áramot.

A bias-áramkör

A bias-áramkör két p- és három n-csator-nás tranzisztort tartalmaz. Az áramkörtúgy tervezték, hogy 3,3 V és 5 V tápfe-szültség esetén is közel azonos mûködé-si feltételeket biztosítson az erôsítô szá-mára. A 3,3 V-os és 5 V-os üzemek kö-zötti kapcsolásról egy PMOS kapcsoló-tranzisztor gondoskodik, amely a 3,3 V-os üzem esetén két sorba kötött NMOStranzisztort rövidre zár.

A mûködési üzem kiválasztása lehet-séges digitális jellel, vagy a kapcsolótran-zisztor Gate elektródájának a tápfeszült-ség megfelelô vonalához való fix kötésé-vel. A harmadik NMOS tranzisztor kapu-elektródája felhasználható az egészáramkör ki-be kapcsolására, tehát a nor-mál mûködés és stand-by mód közöttikapcsolásra, így, ha a referenciafeszült-ség alkalmazása nem folyamatos, akkorjelentôs energia takarítható meg. Azáramkörben M1 és M2 tranzisztorok W/Laránya 10,5 µm/1,4 µm, míg M3, M4,M6 tranzisztoroké 1,6 µm/16 µm.

Az erôsítô áramkör

A mûveleti erôsítô egy soros R-C taggalfrekvenciakompenzált, kétfokozatú tran-szkonduktancia-erôsítô. Az elsô és egy-ben bemeneti fokozat egy p-csatornás be-menetekkel rendelkezô differenciál-erôsítô. A második fokozat egy aktív ter-heléses inverter erôsítôfokozat. Az erôsítô

a fenti bias-áramkörrel 80 dB körülierôsítésre képes, az „Unity Gain Band-width” 50 MHz körüli, míg a fázistartalék60 fok. Az áramkörben M1 és M2 8-8,M5 5, M6 2 párhuzamosan kötött tran-zisztorból áll. Az NMOS tranzisztorokW/L aránya egytôl egyig 8,8 /1,6 µm, a PMOS tranzisztoroké 10,5 /1,4 µm. A frekvenciakompenzáló soros R-C tagkondenzátorának értéke 560 fF, ellenállá-sának értéke pedig 2300 Ω.

Band-gap áramkör

A 6. ábrán látható a megvalósított BandGap referenciafeszültség kapcsolási raj-za. Látható, hogy az erôsítô áramkörbôlkettôt is tartalmaz az egyik végzi a szabá-lyozó- visszacsatolást, a másik pedig puf-ferként szolgál, ami az ellenállás-diódahálózattól elválasztott kimeneti feszült-ségértéket szolgáltat.

Mivel az áramkör mûködése – mintahogy a kimeneti feszültség kifejezéséneklevezetése is – már ismertetésre került, ígyitt csak az elemek paramétereinek ismer-tetésére szorítkozom: R1 ellenállás értéke9700 Ω, míg R2 78 200 Ω, s R3 10 100 Ωértékûek. D1 16, D2 pedig 32 paralel kö-tött PMOS tranzisztor Source-Bulk ésDrain-Bulk p-n átmenete, vagyis D2 diódakétszer akkora felülettel rendelkezik, mintD1. M1 és M2 tranzisztorok sorba kötésecsupán azt a célt szolgálja, hogy a szabá-lyozóerôsítô áramkör lineáris mûködésitartományában szabályozzon.

(folytatjuk)

4. ábra. Bias-áramkör kapcsolási rajza

5. ábra. A mûveleti erôsítô kapcsolási rajza

6. ábra. A Band Gap áramkör kapcsolásirajza.

3. ábra. n-zsebes CMOS-technológiábanfellelhetô p-n átmenetek

(3)

(4)

(6)

(5)

[email protected]

2007/6.

14


A kapcsolástechnika

A LED (nevébôl is kitûnôen) egy dióda-jellegû félvezetô eszköz, vagyis nyitó- észáróiránnyal rendelkezik. A záróirányról(világítóeszközként) nincs sok mondani-való, mindössze arra kell figyelni, hogy amegengedett záróirányú feszültséget (ti-pikusan 5 V) ne lépjük túl.

A LED-ek kapcsolástechnikája na-gyon egyszerû: egyenáramú körbe irány-helyesen kell õket bekötni. Ha váltakozóáramú a hálózat, a LED egyenirányító ha-tását nem szabad kihasználni, záróirányúelôfeszítéstôl óvakodjunk (azt bízzuk szi-líciumdiódára)!

A LED-eket árammal kell meghajtani,tipikus nyitóirányú feszültségük 2,4 …4,5 V, dinamikus ellenállásuk 1 … 2,5 Ω.Erre kell az áramgenerátort méretezni. Vi-lágítástechnikai célokra ez a megha-jtóáram 150 mA … 1 A között van. Az 1. ábrán láthatók az áramgenerátorosmeghajtás változatai.

Egyszerûbb esetekben elegendô egysoros elôtét-ellenállás (Re), feszültségge-nerátoros meghajtáshoz, de világítástech-nikai célra ez nem alkalmas, nagy vesz-teségû módszer [lásd a) ábra]. A b) ábrán

bipoláris tranzisztoros áramgenerátorkapcsolása látható egy meghajtótranzisz-torral. Az Rb emitterköri ellenállás egynegatív visszacsatolás, a rajta esô feszült-ség alakítja az áramgenerátort. Értéke Ωnagyságrendû. A munkapontot a meghaj-tótranzisztor állítja be.

A c) ábrán látható n csatornás teljesít-mény-MOS tranzisztoros megoldás a leg-jobb. A source-ba kötött Rb ellenállás itt isvisszacsatolás, amelyen esô feszültség amûveleti erôsítô invertálóbemenetét ve-zérli, a munkapont-beállító potenciomé-terrel pedig a tranzisztor ~5 V-os nyitásiküszöbfeszültségét kell beállítani.

Kézenfekvô megoldás a LED-enkéntiáramgenerátor, ez azonban nagyon költ-séges és veszteséges. Ezért a LED-eketsorba szokták kapcsolni, és egyetlenáramgenerátorral meghajtani. Sok LEDesetén azonban nagy forrásfeszültség kell(230 V-os hálózati táplálásnál ez több-nyire nem okoz gondot), ami a félvezetô-eszközök tekintetében nagy feszültség-tûrésû, azaz drága eszközöket igényel.Nagyszámú LED-et tartalmazó világító-test esetén kellô mûszaki kompromisz-szum a 6 … 10 sorbakapcsolt LED-ekbôlálló csoportok képzése, csoportonkéntiáramgenerátoros meghajtással. A LED-esvilágítás tehát járulékos elektronikai ter-vezést is jelent, mert a szabályozottáramforrások többnyire nem készen kap-ható modulok.

Az áramforrások modern, jó hatásfo-kú megoldásai a kapcsolóüzemû meg-hajtók. Kihasználva a modern félvezetô-eszközök nagy kapcsolási frekvenciaha-tárát, valamint az eszközök (különösen aMOS teljesítménykapcsolók) ideálishozközel álló kis bekapcsolási feszültségesé-sét és kikapcsolási szivárgási áramát, va-lamint a kapcsolási tranziens vesztesége-

it, impulzusszélesség-szabályozással le-het áramforrást építeni. Nagyobb világí-tótesteknél (akár több száz LED alkalma-zásához) ilyen rendszert célszerû alkal-mazni. A kisebb LED-es világításoknálcéláramköröket is gyártanak ilyen rend-szerben integrált formában. (Példakéntmutatunk négy megoldást a Linear Tech-nolgy LTC 3207 áramkörkínálatából.)

A 2. ábrán mobiltelefon billentyûze-tét és képernyôjét világító LED-ek, vala-mint a kamera vaku-LED-jének meghaj-tására szolgáló áramkör láthatók.

Az áramkört a mobiltelefon – célsze-rûen lítium-ion – áramforrására tervezték,többféle LED-csoportra (main, sub, RGB,aux), 12, egyéni ízlés szerint konfigurálha-tó formában, valamint a mobiltelefon ka-merájának spot-fényét képviselô fehérLED 400 mA-es villanófényének mûköd-tetésére. A szabályozó nem tartalmaz in-duktivitást. A sokoldalú programozható-ság (64 fokozatú fényerô-szabályozás, vil-logás) I2C buszon, két vezetéken lehetsé-ges. A kapcsolóüzemû mûködés követ-keztében 92%-os hatásfok érhetô el, és atervezôk megoldották, hogy – híradás-technikai készülék lévén – sugárzott zajaa megengedett határérték alatt marad. A 4x4 mm-es QFN-24 tokba szerelt áram-kör rövidzár és hômegfutás ellen védett.

Más esetben nagyszámú fehér LED-etkell megtáplálni. A Linear Technology-nak erre a célra is van áramköre. Az LT3591 áramkör egy 2x3 mm-es tokbanfoglal helyet. Mindössze két külsô kon-denzátor és egy induktivitás szükséges amûködéséhez: 1 MHz-es frekvenciávalmûködik a konvertere, amelyet egy líti-

2. ábra. Mobiltelefon-LED-ek meghajtóáramköre

3. ábra. 10 db fehér LED-et meghajtóáramkör

A LED felfedezése 40 évvel ezelôtt nagy szenzáció volt végre egyfélvezetô-alkatrész, amely fényt bocsát ki! A fizikusok már a kezdet kez-detén kimutatták, hogy a LED-ek fényhasznosítása minden eddigi eszköz-nél jobb, csak a technológia nem volt képes világítási célú eszközöketelôállítani. Az utóbbi években, miután a szuper-fényerejû LED-ek megszü-lettek, és egyszerû világítási feladatok ellátására alkalmassá váltak, né-hány cég elkezdett kifejezetten világítási célú eszközöket elôállítani,Ûintegrált hûtôfelületekkel. Ma már az alkatrészek széles választéka álla világításméretezôk rendelkezésére, viszont további akadályt jelent amegszokottól eltérô alkalmazástechnika. Cikkünkben ehhez kívánunktámpontot nyújtani…

Méretezzünk LED-es világítást!

GRUBER LÁSZLÓ

1. ábra. LED-ek meghajtása: a) elôtét-ellenállással, b) bipoláris tranzisztorosáramgenerátorral, c) MOSFET-es áram-generátorral

15


www.elektro-net.hu

um-ion cella 3,6 V-os feszültsége táplál.A 78% hatásfokkal mûködô áramforrás10 sorbakapcsolt fehér LED-et mûködtet(célszerûen pl. háttérvilágításként), és akonverter induktivitás-visszafutási Schott-ky-diódáját is beintegrálták a tokba.

Az impulzusszélesség-szabályozás át-fogása 80:1.

Más esetben (pl. mûszereknél) RGBLED-ek meghajtására is szükség van. Errefejlesztette ki a Linear Technology az LT3496 áramkörét, amely 3x8 R-G-B LEDmeghajtására alkalmas. A nagy teljesítmé-nyû áramkör 3 … 24 V-os tápfeszültségrôlmûködtethetô, és a három LED-meghajtókimenete külön-külön PWM-ben szabá-lyozható. A LED-ek 42 V-os tápfeszültsé-grôl üzemelnek, és áganként max. 500mA-ig képes az integrált áramkör a sor-bakapcsolt LED-eket meghajtani.

A 300 kHz … 2 MHz frekvenciávalkapcsoló impulzusszélesség-szabályozó-val 3000:1 fényerôállítás lehetséges.Túláram és túlhevülés elleni védelem azáramkörben található, amelyet külsô ol-dali áramérzékelô ellenállás mûködtet, ésa LED-körökbe épített MOS tranzisztorokfoganatosítanak. A hatásfok 96%, nagyonjó. Az IC-vel egy 50 W-os fényforrás épít-hetô, amely a színskála bármely pontjárahangolható.

Hasonló LED-meghajtó konverter azLT 3498 is, de két csatornájából az egyik6 db sorbakapcsolt, fehér LED-et, a másikOLED kijelzôt képes meghajtani. A páro-sítás ma már egyre több hordozható ké-szülékben (pl. MP3-as lejátszó) elôfordul.

A 2,3 MHz-en mûködô konverter afehér LED-oldalon PWM-, az OLED-ol-dalon PFM-szabályozott.

Ez az áramkör is védett túlterhelés és túlmelegedés ellen. Tápfeszültsége 2,5 … 12 V között választható, a közked-velt 3,6 V-os lítium-ion (vagy polimer)cellával jól mûködtethetô. 2x3 mm-es,12 lábú tokja alkalmassá teszi miniatûrkészülékekben való alkalmazásra is.

Nagyobb LED-es világítóeszközök-ben ezen integrált áramkörök leadott tel-jesítménye kevésnek bizonyul, de felépí-tésük és áramköri megoldásuk példaérté-kû lehet nagy teljesítményû áramforrásoktervezésére. Ez azonban világításmérete-zéshez kevésnek bizonyul.

Megszoktuk, hogy a mûszereket, szóra-koztatóelektronikai készülékeket elektroni-kai áramkörtervezôk tervezik, de a világítá-si célra gyártott LED-eket már világítástech-nikai mérnökök kezelik. Ebben a tekintet-ben adott az áramforrás, a megvilágítandótér fényerôszükséglete, a sugárzási szögstb. Megszokott dolog a hagyományostechnológia szerint a fényforrás élettarta-ma, ami a karbantartási költségek tervezé-séhez ad támpontot, a LED viszont – lévénfélvezetô eszköz – „végtelen” élettartamú.Ez persze nem igaz, de akkor hogyan kell

kezelni ezt a témát? A világ egyik vezetô világítástechnikai LED-gyártója, a Philips-csoporthoz tartozó LUMILED állásfoglalá-sát „White Paper”-ben fogalmazta meg. A LED-es világításméretezést ennek szelle-mében a következôkben mutatjuk be.

Világítóeszközök élettartama

Kezdjük a hagyományos fényforrással, azizzólámpával! Az izzólámpa fényerejeaz élettartama során nagyon keveset vál-tozik, viszont meghibásodása (félvezetôsszemléletben) „katasztrofális”, azaz izzó-szála kiég, megszakad.

A 6. ábrán az iparilag elfogadott élet-tartam-definíciókat ábrázoltuk. LáthatóanB10-zel a 10%-os kiesést jelöljük, B50-nel pedig az eszközök felének meghibá-sodását. Ezt nevezzük az eszköz átlagosélettartamának.

A helyesen méretezett világítás a términden pontján teljesíti a minimálismegvilágítási értéket, amelynek beruhá-zási és üzemeltetési költségei vannak. Azüzemeltetési költségek nagyobb része azenergiaköltség, de számolni kell a kar-

bantartási költségekkel és a felújítási ki-esô idôkkel is (amíg pl. kicserélik a ki-égett világítóeszközt).

Fénycsöveknél és fémgôzlámpáknálhasonló a helyzet, de a görbe nem annyi-ra meredek, sôt az esetet nehezíti, hogyújragyújtás teszi elviselhetetlenül villogó-vá a világítást. A kompakt fénycsöveknéla villogás nem áll fenn. A LED-es világí-tóeszközök viszont új mértékeket hoztaka világítástechnikába.

LED-ek élettartama

A LED (néhány kivételtôl eltekintve) nemkatasztrofálisan hibásodik meg, hanemveszti fényerejét élettartama során. Kimu-tatták, hogy az emberi szem mintegy 30%-ig nem veszi észre a fényerôcsökkenést.Ezért az ASSIST (Alliance for Solid-StateIllumination Systems and Technologies) a70%-ig csökkent fényerejû LED-es világí-tást még elfogadhatónak ítéli meg, de aján-lataiban a 80% szerepel kritikus helyeken.

Ennek megfelelôen az ASSIST kétélettartamértéket javasol, amelyet L70-

nel és L50-nel jelöl. A LED-ek fényere-jét a kristályhômérséklet okozta átkris-tályosodás csökkenti, melyet a kristály-hômérséklettel, ill. az átfolyó árammalindikálhatunk. Ezért két diagramotszoktak megadni az élettartamra.

LED-es világításméretezés

Ezekbôl, valamint a LED-ek adatlapjaibólmár méretezhetô a világítás. Megállapít-ható a szükséges LED-ek száma, a hozzátartozó hûtôbordák, amelyet a környeze-ti hômérséklet határoz meg az eszközök

4. ábra. RGB LED-meghajtó áramkör

5. ábra. Fehér LED–OLED-meghajtó áramkör

7. ábra. LUXEON K2 fehér LED-fényerôcsökkenése

6. ábra. Világítóeszközök élettartama

[email protected]

2007/6.

16


hôellenállása ismeretében, valamint mé-retezhetô az áramforrásból igényelt fe-szültség és áram, vagyis a meghajtó.

Az élettartamra való méretezés alap-ja, hogy elfogadjuk a B50-es meghibá-sodási rátát az L70-es fényerôcsökkent

pontnak. Ekkor egy kombinált diagramotkapunk, amelyet a 10. ábrán láthatunk.

A különbözô gyártók LED-élettarta-mát különféleképpen határozzák meg. A kiesett példányokat valamilyen elosz-lás-függvény szerint lehet meghatározni.A Philips LUMILED a Weibull-eloszlásthasználja. A Weibull-eloszlási függvény:

alakban írható, ahol x, k és λ kísér-leti adatokból származnak. Ezek az ér-tékek extrapolálhatók egy olyan tarto-mányra, amelynek periódusa hosszabb,mint a mért érték. A Philips több mint30 éves LED-es gyakorlata során az iparlegnagyobb adatbázisával rendelkezik,ezért mintegy 90%-os biztonsággal ké-pes a LED-ek élettartamát meghatároz-

ni. Jelenleg mintegy 60 000 óra fény-erô-diagramnál tartanak, így rendkívülmegbízható élettartamadatokkal ren-

delkeznek. Ugyanakkor feltételezhetô,hogy más gyártók hasonló gyártástech-nológiával állítják elô a LED-eket, és ígyélettartamadataik is közelítenek aLUMILED-ek adataihoz.

1 ASSIST, Alliance for Solid-State Illuminations and Technologies, egy független szervezet, amelyet a Boeing, GELcore, New York State Energy Researchand Development Authority, Nichia America Corporation, Osram Sylvania/Osram Opto Semiconductors, Philips Lighting és az US EnvironmentalProtection Agency szponzorál. További részletek: www.lrc.rpi.edu/programs/solidstate/assist/index.asp.

2 Waloddi Weibull 1951-ben dolgozta ki valószínûségi eloszlási függvényét, amelyet azóta sikeresen alkalmaznak az ipar számos területén

8. ábra. LED-élettartam az átfolyó árammal paraméterezve 10. ábra. LED-méretezés világításra

9. ábra. LED-élettartam a réteghômérsék-lettel paraméterezve

Irodalom:

[1] Herpy: Analóg integrált áramkörök.Mûszaki Könyvkiadó. 1973.

[2] Lambert: Optoelektronikai hobby.Mûszaki Könyvkiadó. 1982.

[3] www.linear.com[4] www.luxeon.com

Széles látókörû, kitûnô B szakos gépész-mérnök volt. Amikor kinevezték az EMGfôkonstruktôrének, hamarosan meglátta,hogy nem az analóg, hanem a digitálisméréstechnikáé a jövô, ezért a gyár pro-filját igyekezett a félvezetôs, digitálismérôkészülékek felé fordítani. Ennek azegyik korai eredménye az EDS logikaielemcsalád volt, amibôl az elsô – a Kis-és Nagykörutat vezérlô – profeszszioná-lis zöldhullámrendszer megszületett.

A gyár korai, igen jó bevételt hozóelektronikus terméke – ami a világpia-con is csak 1963-ban jelent meg – a HUNOR 131 és 158 elektronikus aszta-li számológép volt. Az utóbbi már termi-nálokkal mûködött.

1966-ban kezdték el az EMG 830-asnagyszámítógép tervezését, amikor aKGST elhatározta, hogy számítógépeketcsak a Szovjetunió gyárthat. Így – némicsellel – az EMG a fejlesztést „ipari auto-matizálás” címszó alatt végezte.

Az EMG „nagyszámítógépe” 1968-ban készült el, amikor még nem volt szóIBM-kompatibilitásról, a gép mégis na-gyon korszerû elvek szerint épült, ami-ket – Klatsmányi irányításával – a ter-vezôk találtak ki.

A számítógép egycímû volt, és – talánelsôként a világon – minden önálló funk-ciójú egység egy belsô BUS-rendszerenkeresztül tartotta egymással a kapcsolatot.Klatsmányi nem csak jól felkészült kon-struktôr volt, de gyakorlati szakember is,aki már a tervezés alatt gondolt arra, hogya számítógépeket üzemben kell tartani,ezért a gépben a hibás modulokat egysze-rûen ki lehetett cserélni. Egységes meg-szakítási és prioritási rendszert építettekbele, amirôl késôbb kiderült, hogy na-gyon hasonlított az IBM az éppen akkorfejlesztett rendszeréhez.

Az elsô EMG 830-as számítógépet az esztergomi Számítógéptechnika '68konferencián mutatták be.

1968-ban indult a szocialista országokEgységes Számítógép Rendszert (ESZR)fejlesztô programja, a magyar kormány arendszer legkisebb tagjának, az R10-neka kifejlesztését és gyártását vállalta.

A kormány francia licencvásárlás mel-lett döntött, a számítógép gyártójának pe-dig az EMG-t jelölték ki, de a gyárnak ab-ba kellett hagynia saját számítógépének agyártását. Az EMG felkészült az R10 foga-dására, 1970-ben – francia alkatrészekbôl– megindult a kísérleti gyártás.

Ekkor a Kohó- és Gépipari Miniszté-rium váratlanul úgy döntött, hogy nemaz EMG, hanem a VIDEOTON gyár leszfelelôs a gyártásért – ez már politikaidöntés volt –; ettôl kezdve az EMG meg-szûnt számítógépgyárként mûködni. A szakemberek többsége elment a gyár-ból, Klatsmányi Árpád is elhagyta számí-tógépes sikereinek színhelyét.

Kovács Gyõzõ

Klatsmányi Árpád az 1999-es 40 éves a magyar számítástechnika kiállításon

Klatsmányi Árpádra emlékezve2007. július 1-jén elhunyt Klatsmányi Árpád gyémántdiplomás, okl. gépészmérnök, címzetes egyetemi tanár

17


www.elektro-net.hu

Okos LED-meghajtó megoldások

Új világítástechnikai tervezôközpontot ho-zott létre honlapján a Microchip. A mindenrészletre kiterjedô weboldal széles skálájátkínálja technikai eszközöknek és források-nak, amelyek segítségével intelligens világí-tástechnikai alkalmazások hozhatók létre.Mindezt egy helyrôl, könnyen elérhetô for-mában. A tervezôközpont teljes eléréstnyújt a Microchip mintaalkalmazásaihoz éstermékdokumentációihoz, beleértve a ter-mékekhez és fejlesztôrendszerekhez kap-csolódó információkat, amelyek segítségé-vel a világítástechnikai alkalmazások haté-konysága és teljesítménye növelhetô.

Az új világítástechnikai megoldások,mint a LED-világítás, a szabályozható fény-csôinverteres megoldások és a nagy inten-zitású gázkisüléses lámpák (HID) megnö-velt teljesítményt igényelnek, nagyobb ha-tásfok mellett. A Microchip olcsó, digitális,analóg és memória-áramköreivel a világí-tástechnikai alkalmazások gyorsan, kis rá-fordítással intelligens eszközökké alakítha-tók. Az intelligens világítások elônye a na-gyobb energiatakarékosság, a meghosz-szabbodott élettartam, a javuló fényminô-ség és -biztonság, a kevesebb alkatrész, atávvezérelhetôség, a diagnosztikai lehetô-ségek, valamint a meglévô alkalmazásokgyors adaptációjának lehetôsége erre agyorsan fejlôdô piacra.

További információ: www.microchip.com/lighting

A ChipCAD Kft. a Microchip világí-tástechnikai megoldásainak megismerte-tésére október második felétôl félnapostervezôtanfolyamot indít. A tanfolyam te-matikája és a jelentkezés részletei akövetkezô oldalon elérhetôek: www.chipcad.hu/tanfolyam.htm

Néhány egyszerû minta a különbözôvilágítástechnikai igények kielégítésére

Microchip alkatrészekkel felépített LED-meghajtó áramkörökkel.

Költséghatékony RGB színvezérlés

3 … 12 V bemeneti feszültség3x6 bit RGB színkeverés256 000 színkombinációflexibilis analóg vagy digitális interfészalkalmazási területek: színeffektek já-tékokhoz, gépekhez, mûszerekhez,beltéri világításhoz, képernyô-háttér-világításhoz stb.

Nagy hatásfokú, okos LED-meghajtó

akár 95%-os hatásfokmaximum 10 db teljesítmény-LEDmeghajtása (@ 350 mA)12 VDC bemenet, 15 W kimenet750 kHz impulzussûrûség-modulációtúlmelegedés elleni védelemtúlfeszültség-védelemkommunikációs interfész

30 W-s, okos LED-meghajtó

maximum 10 db teljesítmény LEDmeghajtása (@ 700 mA)12 VDC bemenet, akár 50 V kimenet90%-nál nagyobb hatásfokprogramozható kapcsolófrekvencia(max. 1 MHz)

intelligens hôszabályozásnyitott áramkörös hibavédelemanalóg/digitális vezérlési lehetôség

Nagy bemeneti feszültségû LDO

Az alacsony, 2 µA nyugalmi áramnakköszönhetôen az MCP1703 nagyon kisáramot emészt fel a feszültségszabályo-záshoz, lényegesen csökkentve az elpaza-rolt energiát. A bemeneti feszültség akár16 V is lehet, így a nagyobb feszültségûDC, többcellás alkálielemes vagy Li-ionakkumulátoros alkalmazásokban is hasz-nálható. Az LDO-t túláramvédelemmel éshôvédelemmel is ellátták a rendszerhibákhatékonyabb megelôzéséhez. A nagypontosságú kimeneti feszültségszabályo-zásnak és a 2% pontosságú hôvédelem-nek köszönhetôen az MCP1703 zavarta-lan és megbízható mûködést garantál.

Fôbb tulajdonságok:2,0 µA nyugalmi árambemeneti feszültség-tartomány:2,7…16 V250 mA kimeneti áram 2,5 V-nál na-gyobb kimeneti feszültség esetén200 mA kimeneti áram 2,5 V-nál ki-sebb kimeneti feszültség eseténjellemzôen 625 mV feszültségesés (@ 250 mA, UR = 2,8 V)0,4% tipikus kimenetifeszültség-toleranciasztenderd kimenetifeszültség-opciók(1,2 V, 1,5 V, 1,8 V, 2,5 V, 2,8 V, 3,0 V, 3,3 V, 4,0 V, 5,0 V)stabil kimeneti szûrôkondenzátor ér-téke: 1 … 22 µFrövidzárvédelemhôvédelem

Az MCP1703 LDO további elônyei akimeneti kerámia-kondenzátorral biztosí-tott stabilitás és a jó hôleadó képességû

A LED-technológia gyors fejlôdésével mind szélesebb körben alkalmaznakszínes, ill. fehér LED-eket hagyományos világítástechnikai alkalmazásokbanis. A LED teljesítményének maximális kihasználásához és rendkívül hosszúélettartamának megtartásához elengedhetetlen a megfelelô meghajtó áram-körök használata. Ebben segít a Microchip új, interneten elérhetô világítás-technikai tervezôközpontja, ahol többek között LED-meghajtókhoz alkalma-zási segédletek is találhatók. A népszerû MCP170x sorozatú LDO-család leg-újabb, MCP1703 típusszámmal jelölt tagja a korábbinál még nagyobb beme-neti feszültségrôl képes mûködni, tovább bôvítve a lehetséges alkalmazásiterületeket…

Nagy teljesítményû LED-meghajtóáramkörök

[email protected]

2007/6.

18


SOT-223 teljesítménytok. Ezeknek a tulaj-donságoknak köszönhetôen kisebb ésköltséghatékonyabb rendszerek építhetôk.

Néhány alkalmazási terület, amelyjól kihasználja az MCP1703 nyújtottaelônyöket: hosszú telepélettartamotigénylô alkalmazások (füstérzékelôk,életmentô készülékek); nagy bemeneti

feszültségû eszközök (tûzjelzôk, termo-sztátok), telepes készülékek (digitális ka-merák, hordozható számítógépek).

Az MCP1703 3-lábú SOT-223, SOT-89 és SOT-23A tokozásban érhetô el.

További információk: www.microchip.com/mcp1703

ChipCAD Elektronikai Disztribúció Kft.1094 Budapest, Tûzoltó u. 31.Tel.: 231-7000Fax: 231-7011

[email protected] www.chipcad.hu

Rabbit I/O – Dinamikus perifériachip, Rabbit 4000 – Nagy teljesítményû, 8 bites mikroprocesszorRabbitCore 4000 család és Wireless Core modulok

HAVAS PÉTER, TURI GÁBOR

A Rabbit I/O (RIO) egy sokoldalú, prog-ramozható perifériachip, amely változa-tos portokkal való bõvítés lehetõségétnyújtja minden processzoros alkalma-zás számára, rendkívül rugalmas mó-don. Egymástól függetlenül konfigurál-ható nyolc csatorna mindegyike négyportot tartalmaz, így 32 IC-lábra azalábbi funkciókat állíthatjuk be:

32 digitális ki/bemenet32 PWM kimenet (Pulse WidthModulation )16 PPM kimenet ( Pulse PositionModulation )32 Triac jelgenerátor8 Számláló8 Impulzusbemenet8 Quadratura dekoder

Az IC órajele közvetlenül, vagy kívánságszerint leosztva alkalmazható bármelykimenetre, valamint szinkron bemenetijel használható portok idõzítésére globá-lisan, vagy csatornánként. Rendelkeziktovábbi négy fix digitális bemenettel. A RIO-t nem kell programozni! A szük-séges funkciók beállításához csupán akonfigurációs regisztereket kell feltölte-nünk. Erre három lehetõségünk van: egyhagyományos 8 bites busz 5 bit címzés-sel, az általánosan elterjedt SPI-busz,vagy az egyedi RabbitNet kapcsolat.Kommunikációs interfészei szinte min-den processzorhoz, mikrokontrollerhezjól illeszkednek, lehetõvé téve a RIOszámos rendszerbe történõ integrálását.

Tokozás: TQFP-64 10x10x1,4 mmMaximum 40 MHz-es órajel3,0 … 3,6 V tápfeszültség5 V toleráns I/O-k8 mA kimenetmeghajtás

A Rabbit 4000 egy nagy teljesítményûprocesszor a vezérlési, kommunikációs

és ethernetkapcsolati feladatokra tervez-ve. Felülmúlja a legtöbb 16 bites pro-cesszort, megõrizve a 8 bites arhitektúrátés annak hatékonyságát. A Rabbit 4000gyors, köszönhetõen a 60 MHz órajel-nek, a tömör szoftverkódnak és a haté-kony logikai és aritmetikai egységnek,amely 16 … 32 bites mûveleteket is vég-rehajt. Közvetlenül képes kezelni 8 vagy16 bites memóriákat, 24 bites címbusz-meghajtással. Számos perifériaeszközkonfigurálható:

5 db 8 bites I/O port (40 GPIO)6 soros port, 4 SPI, 2 SDLC/HDLC10 Mibit ethernet12 timer, 4 PWM kimenetReal Time Clock (backup-pal)

A Rabbit processzorokra készült DinamicC fejlesztõkörnyezet minden szükségeseszközt tartalmaz: C-compiler, Assemb-ler, editor, loader, debugger, teljes TCP/IPstack és forráskód. Támogatott a PPP,SNMP, UDP, FTP, HTTP, SSL ...

A kis és közepes fejlesztõ, gyártó cé-gek körében a Rabbit Core moduloknépszerûségüket a széles körû alkalmaz-hatóságuknak köszönhetik. Használatá-nak elõnye, hogy a fejlesztésre fordítottidõ lerövidül, ezzel együtt a költségekcsökkennek. A teljes körû fejlesztõi kör-nyezet pedig leegyszerûsíti a programo-zói munkát. Az RCM4000-es család rá-diós adottságokkal rendelkezõ Core mo-duljairól ejtünk szót a továbbiakban.

RCM4400W jelöléssel egy WiFiszabványnak megfelelõ 2,4 GHz-eseszköz készült és RCM4510W névenegy ZigBee/802.15.4 szabványt megtes-tesítõ modul. Mindkettõ a Rabbit 4000processzoron alapul.

Az elsõ sorozatot még a MaxStreamXbee moduljainak – mint rádiós eszkö-zök – felhasználásával gyártották. A je-

lenleg érvényes verzió egy alkatrész-szinten megépített rádiós szekciót tar-talmaz. Az elsõ minták programozhatóarray- és memóriachipek felhasználásá-val készültek, de a végleges verziókommunikációs processzoron alapul.Ez a technológiai váltás nem érinti afelhasználói felületet, csak az alkatré-szek száma csökken a modulon.

RCM4400W:58,98 MHz processzor órajel, Rab-bit 4000 processzorA WiFI/802.11 szerinti kapcsolatoklétrehozására képes512 K adat SRAM és 512 K gyorsprogram SRAM található a modulon35 általános I/O konfigurálható(3,3 V-os logikai szint)Kis áramfelvételû mód, akár 2 kHzis lehet az órajelSoros-WiFI átjáróként is használható47x72x13 mm méret, tüskesor-csat-lakozás

RCM4510W:29,49 MHz órajel, Rabbit 4000 pro-cesszorA ZigBee/802.15.4 szabványokszerinti protokollt tartalmazza512 K Flash és 512 K adat SRAMvan a modulon40 általános I/O konfigurálható, (3,3 V logika)4 csatornás A/D (10 bit felbontás)20 µA áramfelvétel sleep módban

Mindkét modulhoz kedvezõ árú fej-lesztõ eszközkészlet kapható, amelytartalmazza a Core modult, developerboard-ot, a Dynamic C 10 verzióját,USB-adaptert, egy dokumentációs CD-tés a licencjogokat a Rabbit szoftverekalkalmazásához.

A Microchip név és logo a Microchip Technology Incorporated bejegyzett védjegye az Amerikai Egyesült Államokban és minden egyéb országban. © 2007 Microchip Technology Inc. Minden jog fenntartva.

19www.elektro-net.hu

Macro Budapest Kft.

1115 Budapest, Tétényi út 8.

Tel.: (+36-1) 206-5701

(+36-1) 206-5702

(+36-1) 203-0277

Fax: (+36-1) 203-0341

www.macrobp.hu

[email protected]

BUDAPEST

www.digi.com www.rabbitsemiconductor.com www.maxstream.net

RCM4510W ZigBee

Rabbit 4000

RCM4400W WIFI

Európa legjelentősebb minőségielektronikai - és számítógép -alkatrész disztribútora

Magyarország a Distrelec-minőséget

választja:Tel.: 06 80 015 847

Amit a Distrelec Önnek kínál:Kiszállítás 48 óra alatt Magyarország egész területénMindössze 5,- EUR kiszállítási költségRendelés akár 1db-tólIngyenes cserelehetőségTanácsadás magyar nyelven, ingyenesen hívható telefonon: 06 80 015 847

Technikusok és felhasználók ezrei fordulnak már a gyors direktszállításhoz a Distrelec-nél!

Terjedelmes minőségi termék-programunkból pillanatok alatt rendelhet elektronikai, adattechnikai, számítástechnikai és háztartástechnikai alkatrészeket az interneten keresztül.Katalógusunk elérhető honlapunkon: www.distrelec.com

Látogasson meg az ElectroFair szakkiállításon

az A pavilonban, 22-es stand. Budapest 2007. október 11-13.

Elektronet_10-07_distrelec.indd 1 13.09.2007 10:19:42 Uhr

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.

Online Lapunk elôfizethetô azinterneten is:www.elektro-net.hu

Rabbit I/O RIO

[email protected]

2007/6.

20


Az Anadigm bemutatta elsô kisfrekven-ciás, analóg jelfeldolgozó processzor-technológián (dsASP) alapuló szûrôjét

Az Anadigm cég bemutatta azAnadigmFilter1™-et, az analóg jelfel-dolgozó processzoron alapuló szûrô-megoldását. Az AnadigmFilter1 (lásd 1.ábra!) legelsô tagja annak a termékcsa-ládnak, amely dinamikusan programoz-ható dpASP-t és állapotgépet tartalmazómegoldásokat gyûjt csoportba.

A dinamikusan programozhatóASP univerzális analóg szûrôarchitek-túrára épül, amely a tervezônek DC …600 kHz frekvenciatartományban adszabadságot a tervezésben, akár hato-drendû szûrômegoldással. Alul-/felül-áteresztô, valamint sávzáró/sávát-eresztô szûrôáramkörök villámgyorsanimplementálhatók D/A-átalakítás vagyDSP/mikroproceszszor programkód írá-sa nélkül. A tervezô az AnadigmFilter1-ben elérhetô könyvtár egyik elôre tároltbeállításának kiválasztásával kezdheti isa munkát. A szûrô-approximációs meg-oldások közül választható a Butter-worth-, Bessel-, Csebisev- és inverz-Csebisev-approximáció is.

Az AnadigmFilter1 kiválóan alkal-mas olyan alacsony, ill. ultraalacsonyfrekvenciás alkalmazásokhoz, mint pél-dául épületek, hidak és vasúti sínekmozgáskövetése, továbbá rendkívül ha-tékony ultrahangos, akusztikus és egyébkisfrekvenciájú jelek szûrésében (ilyenalkalmazások pl. a hallókészülékek,

audioszintézerek, szonárrendszerek, hal-radarok, RF-vevôk, mûholdvevôk, GPSstb.). A programozható analóg szûrôegyszerûségébôl, pontosságából és rugal-masságából számos távközlési alkalma-zás is profitálhat.

Az AnadigmFilter1 az elsô olyan kis-frekvenciás szûrô, amely négyféle appro-ximációs séma közül enged választani,és egyszerû, 16 bites vezérlôinterfészen,DIP kapcsolókon vagy huzalozott pull-up/pull-down ellenállásokon vezérel-hetô. A jelfolyam megszakítása nélkül,valós idôben állítható a frekvencia azerôsítési és zárási sávban. A szûrô erôsí-tése és a sarokfrekvencia pontosságajellemzôen jobb, mint 1%, amelyet a tel-jes ipari hômérséklet-tartományban meg-tart, közel nulla hômérséklet-drifttel. A chipkészlet tipikus fogyasztása 200mW, kisfogyasztású standby mód termé-szetesen elérhetô.

Az AnadigmFilter1 AN236K04 chip-készlet már elérhetô, amely azAN231E04 dsASP-t és az AN236C04 ál-lapotgépet tartalmazza. Az AN236K04lapkakészletet is tartalmazó AN236K04-EVAL2 AnadigmFilter1 fejlesztôkészletszintén kapható.

További információ: www.anadigm.com

Artesyn

Új, nyolcadtégla-méretû Artesyn DC/DCkonvertereket jelentett be az Emerson Network Power

Az Emerson Network Power négy, nyol-cadtégla-méretû Artesyn DC/DC átalakítótjelentett be (lásd 2. ábra!), amelyek máso-dik generációs teljesítménykonverziós ar-chitektúrája 93% teljes terhelési hatásfo-kot biztosít. Az Artesyn LES sorozatú kon-verterek legújabb típusai a következô kon-figurációkban érhetôk el: 22 A @ 2,5 V, 20 A @ 3,3 V, 13 A @ 5 V és 6,7 A @ 12 V.

A négy új konverter bemeneti feszült-ségtartománya 36 … 75 VDC, max. 100 Vtranziensnek 100 ms-ig képesek ellenáll-ni. A névértékhez képest a konverterek ki-menete 90 … 110% között állítható külsôellenállás segítségével. A konvertereknélnem elôírás a minimális szükséges terhe-lés, feléledési karakterisztikájuk teljesenmonoton. A tipikus feléledési idô 20 msrezisztív terhelés esetén.

Alkatrész-kaleidoszkóp

LAMBERT MIKLÓS

Az Artesyn LES DC/DC nyol-cadtégla-méretû konvertercsalád többitagjához hasonlóan a legújabb model-lek is ipari szabványú, 2,3x0,9 mm-eshelyigényûek, amely a hagyományosnegyedtégla-méretû eszközök helyigé-nyéhez képest 38%-kal kisebb. Az új-donságok felület- és furatszerelhetô to-kozási változatokban is kaphatók, a be-épített transzformátorstruktúra révén aprofilmagasság mindössze 8 mm, ígynagy alkatrész-sûrûségû alkalmazások-ban (pl. távközlési kapcsolók és high-end szerverek) is ideális a konverterekhasználata. A standard negyedtégla-méretû konverterekkel megegyezik azújdonságok kivezetéskiosztása, a régeb-bi alkatrészek az újakkal könnyûszerrelkiválthatók.

A konverterek mûködési hômérsék-let-tartománya -40 … +85 °C, a szabvá-nyos funkciók között megtalálható azalacsonyfeszültség-eseti kiakadásvéde-lem, valamint a rövidzár- és túlhevülés-védelem is, automatikus visszaállással.A termékek számos nemzetközi bizton-sági tanúsítvánnyal rendelkeznek, köz-tük az EN60950 TUV és UL/cUL60950tanúsítványokkal is.

További információ: www.gotoemerson.com,www.artesyn.com.

Epcos

Új, háromvezetékes tápvonalszûrôkmunkagépekhez az EPCOS-tól

Az EPCOS bemutatta B94143A*R106típusjelû terméksorozatát (lásd 3. ábra!).A család tagjai kompakt méretû, köny-nyû és költséghatékony eszközök, mun-kagépekhez fejlesztett, háromvezetékes

Anadigm

1. ábra. Az AnadigmFilter1szûrômegoldás

Artesyn

EPCOS

2. ábra. LES-sorozatú, nyolcadtégla-mé-retû DC/DC konverterek az Artesyn-tôl

21

2007/6. AlkatrészekAlkatrészek

www.elektro-net.hu

tápvonalszûrôk. A szûrôk névleges fe-szültsége 520 VAC, a munkaáram nagy-sága 10 … 100 A. A teljes termékvonalfel van szerelve mindkét oldalon ujjbiz-tos csatlakozóblokkokkal.

A termékcsalád alkalmazási lehetô-ségei széleskörûek: liftek, szivattyúk,tápegységek, szellôztetôrendszerek,szerszámgépek, konvejorrendszerekstb. kivitelezésében egyaránt elônyö-sen felhasználhatók. Tömören szólva:bárhol felhasználhatók, ahol a frek-venciakonverterek erôsáramú egyen-irányítókkal mûködnek. Az akkreditáltEPCOS EMC-laboratóriumban tipikusfrekvenciakonverterekkel végzett tesz-tek azzal az eredménnyel zárultak,hogy az EN 50370-1 C3 szerinti határ-értékeket 50 m-es motorkábelekkel,az EN 50370-1 C2 szerinti limiteket25 m-es motorkábelekkel nem léptéktúl. Az új termékcsalád raktárkés-zletrôl kapható.

További információ: www.epcos.com.

Erni

Bôvíti M8/M12 termékcsaládját az ERNI Electronics

Elsô M12 jelû, SMT-technológiás, körkeresztmetszetû csatlakozóját 2004-

ben jelentette be az ERNI nyomtatottáramköri elektronikai felhasználásra. Azelsô terméket további, eltérô kivezetés-számú, ipari ethernetre, terepi buszos al-kalmazásokra stb. specializált változatokkövették. Az ERNI most tartozékokkalbôvíti az M8/M12 termékcsaládokat(lásd 4. ábra!), amelyek között készreszerelt csatlakozókábeleket, elosztókatés gyorscsatlakozós adaptereket is kínál.Ezzel teljesebbé válik az ipari automati-zálásban mûködô, terepi buszokra csat-lakoztatott szenzorok és beavatkozókcsatlakoztatásának termékportfóliója.

Az M12 csatlakozók csaknem bár-mely terepi buszos alkalmazáshoz hasz-nálhatók, legyen szó Profibusról, Inter-busról vagy CANopenrôl. IP67 besorolá-sú védettségük garantálja hibátlan mû-ködésüket erôsen kedvezôtlen, nagynedvességtartalmú ipari környezetben is.Elsôdleges felhasználásuk automatizálásitechnológiai szenzorok és beavatkozókösszekötése.

Legújabb M8/M12 termékportfóliójá-nak könnyebb áttekinthetôsége okán azERNI Electronics új katalógust állítottössze. A katalógus minden terméke ki-elégíti az IP67 elôírásait, ellenállnak ráz-kódásnak és ütôdéseknek, nagyon meg-bízható összeköttetések létrehozását tá-mogatják. A készre szerelt kábelek anya-ga PVC, a kapcsolás állapotát és a mûkö-dési feszültséget különbözô színû LED-ek szemléltetik. Különösen nagy igénye-ket támasztó alkalmazások számára po-liuretán kábelek is elérhetôk, amelyeknemcsak hûtôfolyadékoknak és kenô-anyagoknak állnak ellen, hanem a dör-zsölésnek is, így földkábeleknek kimon-dottan alkalmasak. A standard kiépítésûkábelek önzárós csavaros rögzítô-me-chanizmussal rendelkeznek. A papa/ma-ma T-elosztók, M8 M12 és M12 M8adapterek, valamint a kapcsolószekré-nyes átvezetôk teszik teljessé a termékkí-nálatot.

További információ: www.erni.com.

Fairchild

A Fairchild Semiconductor legújabb n-csa-tornás MOSFET áramkörei akár 90%-kaljobb védelmet biztosítanak telepvédelmialkalmazásokban

A Fairchild Semiconductor nagy hatásfo-kú, n-csatornás MOSFET-ek új sorozatátmutatta be, amelyek akár 8 kV ESD(HBM) védelem biztosítására képesek, akonkurens piaci termékekhez képestakár 90%-kal nagyobbra (lásd 5. ábra!).Az FDS881xNZ támogatja a hordozhatószemélyi számítógépekben és mobiltele-fonokban alkalmazott legújabb védelmi

architektúrákat. A Fairchild PowerTrench®-technológiájával készülôMOSFET-ek, pl. így például azFDS8812NZ típusszámú tranzisztorRDS(be) ellenállása kisebb, mint 5 mΩ,amely értékes telepidôt takarít meg.Robusztus felépítésük révén a telep-csomagokra kritikus hatást gyakorló,váratlan feszültségtüskék ellen is hat-hatós védelmet biztosítanak.

A tervezett alkalmazás teljesítmény-menedzsment- és terhelési jellem-zôinek függvényében az FDS881xNZ-vel dolgozó tervezô mérnökök többfé-le lehetôséggel dolgozhatnak. AzFDS8812NZ a nagy funkcionalitású,high-end laptopokat célozza meg, azFDS8813NZ leginkább 15 hüvelyknélnagyobb kijelzôjû, szintén nagy funk-cionalitású noteszgépekhez ajánlható,míg az FDS8817NZ-t belépôszintûvagy szub-notebook termékekhezajánlja a Fairchild.

Az FDS881xNZ-sorozat fôbbjellemzôi:

kis RDS(be),integrált ESD-védelmi dióda (HBM)akár 8 kV ESD-védelemmel,robusztus felépítés, nagy csúcs-áram-terhelhetôség, váratlan fe-szültségtüskék ártalmatlanítására.

Az FDS881xNZ-sorozat SO8 tí-pusú tokozásban elérhetô. A teljesFDS881x család ólommentes tech-nológiával készül, az IPC/JEDEC J-STD-020 szerint teljesíti az ólom-mentes újraömlesztéses forrasztásrairányuló követelményeket. Az összesjelenleg futó Fairchild-termék RoHS-kompatibilis.

További információ: www.fairchildsemi.com

3. ábra. Kompakt méretû, költséghaté-kony tápvonalszûrôk munkagépekhez: az EPCOS B94143A*R106 sorozat

4. ábra. Az M8/M12 termékcsalád az Erni-tôl

Farchild

5. ábra. Az FDS881xNZ család a Fairchildtól: akár 8 kV ESD-védelem

Erni

[email protected]

2007/6.

22


A Satronik Kft. egy- és kétoldalas, lyukgalvanizált, nyomtatott áramkörök gyártásával foglalkozik, több mint 20 éves gyártási tapasztalattal.

1–5 napos gyártási határidõvel!1 db-tól a sorozatgyártásig

ÚJDONSÁG! ÓLOMMENTES, SZELEKTÍV ÓNOZOTT NYÁK!

1201 Budapest, Vágóhíd u. 55. Telefon: [email protected] • www.satronik.hu

Több ezerféle elektronikai alkatrész kapható raktárról, nagy sorozatúgyártáshoz szükséges mennyiségben is. Alkatrészkészletünkben megta-lálhatók az aktív és passzív elemek, SMD- és hagyományos kivitelben. Választékunk a teljesség igénye nélkül:

IC-k Diódák, tranzisztorok, FET-ekKondenzátorok Piezoelektromos jelzõkEllenállások FotoellenállásokKvarcok, oszcillátorok IC-foglalatokCsatlakozók KapcsolókLED-ek normál és nagy fényerõvel, különbözõ méretekbenHangszórók, ipari felhasználásra is

wwwwww..iinnccoommpp..hhuuOnline alkatrészáruház, óránként frissített készlettel!

VILÁGCÉGEK EEGY HHELYEN!

INCOMP Kft.Elektronikai alkatrész kis- és nagykereskedelem2120 Dunakeszi, Fõ út 35. Tel.: (27) 342-407 Fax: (27) 341-601. E-mail: [email protected]

Ferritmagok CsévetestekTranszformátor-alkatrészek FojtótekercsekFerritmagos transzformátorok Hagyományos transzformátorokSMD- és hagyományos induktivitások ZavarszûrõkPorvasmagok BalunmagokPlanár transzformátorok Áramváltók

Gyártás és forgalmazás:

TALI BT.2600 Vác, Rádi út 1–3.Tel.: (06-27) 501-220Fax: (06-27) 501-221E-mail: [email protected]

Postai utánvétellel is szállítunk.

… ez bbiztos!

Hajtástechnika – Szinkronmotorok

– Aszinkron motorok

– Léptetõmotorok

– DC szervomotorok

– Kefe nélküli motorok

– Hajtómûvek

– Encoderek

– Motorvezérlések

– Folyadékpumpák

– Mikrokontrollerek

Szenvedélyünk: az Ön sikere!

World Components Kft.Honlapunk: www.woco.huE-mail: [email protected]óvár, Gárdonyi u. 8.Tel.: (96) 578-070Fax: (96) 578-077

23


www.elektro-net.hu

mintázatot igényel, mint a beintegrált kap-csolóelemekkel készülô.

Az elektronikus alkatrészek között akezdetektôl megtalálhatók a kondenzátorok, akülönféle félvezetôk (tranzisztorok, diódák),de induktivitásokat sokáig nem készítettekbolti forgalom számára. A tekercseket azelektronikus készülékek tervezôi méretez-ték és a készülék gyártása során készítettékel. Az utóbbi idôben már jelentkeztek a piacon olyan alkatrészgyártók, amelyekugyanúgy katalógus alapján forgalmaznakinduktivitásokat, mint más cégek ellenállá-sokat vagy diódákat (TDK, Delta Electronics,BiTechnologies). E cégek termékeibôl választ-hatnak a konverterek tervezôi is, bár vannakolyan gyártók is, amelyek kifejezetten az in-duktivitásra épülô DC/DC konverterek számá-ra fejlesztettek ki tekercseket. A Taiyo YudenInc. cég pl. 3 x 3 mm alapterületû SMD induk-tivitásokat forgalmaz a konverterekhez, a ma-gasságuk 1 … 4 mm között változik. Az apró,1 … 47 µH induktivitású tekercsek 250 …1490 mA áramértékekre készülnek. Hasonlóméretû induktivitásokat gyárt a Wilco és aToko cég is. A kis méreteket elsôsorban a spe-ciális ferritanyagokkal érik el a fejlesztôk.

Különleges megoldásúak a Murata Manu-facturing Co. sokrétegû, SMD jellegû töm-binduktivitásai. A 3,2 x 1,6 x 0,85 mm befog-laló méretû LQM31P tekercssorozatot 1 …10 MHz kapcsolási frekvenciájú DC/DC kon-verterekhez ajánlja a gyártó, 100 … 200 mAáramerôsségekhez.

A kapcsolótranzisztorok kiválasztását agyártók széles választékkal és esetenként tran-zisztormodulok kifejlesztésével is segítik.Népszerûek pl. a Fairchild IGBT moduljai,melyek nagy sebességûek, jelentôs áramterhe-lést viselnek el és sok változatban készülnek.A beépített IGBT elemek száma 1 … 7 közöttváltozik. Egyes moduljaiba (pl. a Smart PowerModule változataiba) a Fairchild termisztort isbeépít, így a hômérséklet-korlátozás áramkörikialakítása is leegyszerûsödik. Bôséges tran-zisztorválasztékot biztosít a DC/DC konverte-rekhez az International Rectifier is.

Mint láttuk, az integráció egyik fontos ele-me az, hogy a kapcsolótranzisztorokat tartal-mazza-e a konverter-IC, vagy sem. Már az át-alakítótípusok bemutatásánál is találkoztunkolyan integrált áramkörrel, amely belsô elem-ként magában foglalta a tranzisztorokat. Azilyen IC-k használata általában nagyon le-egyszerûsíti a konvertertervezés munkálatait.Vegyük szemügyre pl. a Maxim MXL1074Buck áramkörének ajánlott felhasználását(25. ábra)! Az ellenállásosztó a kimenô-feszültséget állítja be, és a bemutatott kap-csolás 8 … 40 V bemenôfeszültségbôl 5 V stabilizált kimenôfeszültséget szolgáltat,a kapcsolási frekvencia 100 kHz. Az indukti-vitás értéke határozza meg a maximális ter-helôáramot, 2 A-hez 100 µH szükséges, 5 A-hez 50 µH. Az IC 5 kivezetéses TO-220tokozásban készül és valóban igen egysze-rûen építhetô vele konverter.

Jeff Falin egy tanulmányban [11] három igényszerint osztályozta az áramköröket: az ala-csony ár, a magas hatásfok és a kis kimenetihullámosság szerint táblázatban ismerteti akonverterek tulajdonságait (I. táblázat). Azegyes típusokat aszerint minôsíti jónak, köze-pesnek, ill. rossznak, hogy az adott szempon-tot (pl. alacsony ár) mennyire valósítják meg.

2. Integrálási lehetôségek a DC/DC konvertereknél

A kész, dobozolt tápegységek helyett számosalkalmazásban a tervezôk elôszeretettel hasz-nálják az elektronika paneljébe beültethetôkonvertervezérlô áramköröket és modulokat.(A modulokkal egy késôbbi fejezetben foglal-kozunk.) A konvertervezérlô áramkörök és ateljes konverter-IC-k közvetlenül a tápfeszült-ségigény helyénél helyezhetôk el, így na-gyobb megbízhatóságot, jobb villamos para-métereket lehet elérni.

A konverter integrált áramkörös megoldásamás szempontból is nyújthat elônyöket. Mivela DC/DC átalakítók topológiája sokszor igenhasonló, egyes konvertervezérlô áramköröktöbbféle kapcsolás kialakítására is alkalmasak.Az ST Microelectronics VIPer20 áramkörévelszigetelt (Flyback) és szigeteletlen (Buck, Buck-

Boost) konvertert is lehet építeni. Az AdvancedMonolithic Systems AMS36063 áramköre fel-használható Invertáló, Buck és Boost konverterépítésére egyaránt.

A töltéspumpás konverterek mindenesetben külsô kondenzátorokkal mûködnek,az átalakító további elemeit pedig egy IC-ben készítik el.

Az induktivitásra épülô DC/DC konverte-rek fô elemei a vezérlô- vagy szabályo-zóelektronika, a tekercs és a kapcsolótran-zisztorok, valamint a bemeneti és a kimene-ti szûrôkondenzátorok. Mindezt egyetlenmonolitikus integrált áramkörben nem lehetmegvalósítani. Hibrid áramkörként készíte-nek komplett feszültségátalakítókat, de mostaz egyetlen chipen megoldott integrálásilehetôségekkel foglalkozunk.

Ha az induktivitáson és a kondenzátoro-kon kívül a kapcsolótranzisztorok és -diódákis mind külsô elemek, akkor ezek helyesmegválasztása döntô lehet az átalakító para-

méterei szempontjából. Igaz, hogy így a táp-egység feszültségértékei és terhelôárama szé-les tartományban változtatható. A külsôáramköri elemek kiválasztásához a katalógu-sok többnyire részletes útmutatást adnak. Azígy kialakított DC/DC konverter természete-sen nagyobb helyet és bonyolultabb nyák-

Kapcsolóüzemû DC/DC konverterkialakítása IC-vel, modullal (4. rész)

DR. MADARÁSZ LÁSZLÓ

Kimeneti áram Típus Alacsony ár Magas hatásfok Kis hullámosság lehetôsége elérése kialakulása a kimenetenUbe > Uki

Alacsony Szabályozott töltéspumpás Jó Jó Közepeskonverter

Közepes Buck konverter Kitûnô Gyenge Kitûnô

Magas Buck konverter Gyenge Kitûnô Gyengekülsô tranzisztorokkal

Ube(min) < Uki < Ube(max)

Alacsony Szabályozott Közepes Közepes Közepestöltéspumpás + LDO

Közepes Boost konverter + LDO Gyenge Közepes Közepes

Közepes Buck-Boost, Közepes Közepes GyengeSEPIC konverter

Magas Buck-Boost, Gyenge Közepes GyengeSEPIC konverter + külsô tranzisztorok

Ube < Uki

Alacsony Szabályozott Jó Jó Közepestöltéspumpás konverter

Közepes Boost konverter Közepes Kiváló Gyenge

Magas Boost konverter Gyenge Kiváló Gyengekülsô tranzisztorokkal

I. táblázat. A szigeteletlen DC/DC konverterek összehasonlítása

[email protected]

2007/6.

24


A Vishay Siliconix SiP12502 konvertere isbeintegrált kapcsolótranzisztorral készül – ezegy Boost átalakító. A teljes kapcsolási rajz eb-ben az esetben is igen egyszerû (26. ábra). Akimenôfeszültség rögzített, az áramkör típus-jele utal rá, hogy 2,0 V, 3,3 V vagy 5 V stabi-lizált feszültséget állít-e elô. A kapcsolási frek-venciája 300 kHz, a kimenôárama 100 mA.Kikapcsolt állapotban a tápáramigénye 1 µA,

túlfeszültségvédelem, túláramvédelem éshômérséklet-határolás is be van építve,ezenkívül a helyes mûködésrôl tájékoztatókimenôjelet is szolgáltat. HatkivezetésesPowerPAK MLP33 tokozással készül.

Hasonlóan egyszerûen lehet felhasználnia Linear Technology LT507 Buck konver-teráramkörét, amely 8 kivezetéses SO ésPDIP tokozással készül, kapcsolási frekven-ciája 500 kHz, bemenôfeszültsége 4 … 15 V,terhelôárama 1,5 A. Van rögzített 3,3 V-os ki-menetû változata és beállítható kimeneti fe-szültségû is. De találunk ilyen jellegû, bein-tegrált tranzisztoros konvertert a többi gyártókészletében is, így pl. a Microchip MCP1612áramkörét. Ez az 1 A-es szinkron Buck kon-verter 2,7 … 5,5 V bemenôfeszültségbôl 0,8 … 5,0 V beállítható értékû kimenôfeszült-séget állít elô 1 A terhelés mellett, a kapcsolá-si frekvenciája 1,4 MHz. A gyártó 8 kivezeté-ses MSOP tokozással forgalmazza.

Az integrált áramköri felépítés továbbilehetôségeket is teremt a fejlesztôk számára.Több konverteráramkörbe pl. speciális inter-fészegységet építettek be, ezáltal a táp-egység/menedzselô rendszer intelligens ele-mévé válik ez az áramkör is. A Texas Instru-ments TPS62401 Buck (feszültségcsökkentô)konvertere két átalakítót tartalmaz egy 10 kive-zetéses QFN tokban. 2,25 MHz-es kapcsolásifrekvenciával mûködik, a bemenôfeszültsége2,5 … 6 V tartományba eshet, a kimeneti ter-

helôárama 600 mA. A beépített illesztôegységlehetôvé teszi, hogy az IC-t rákapcsolják azEasyScale-rendszerre, ami a Texas speciálisbuszrendszere. A konvertert ezután a sorosillesztôn át lehet vezérelni. Egy másik Texasáramkör, a TPS6235x pedig I2C illesztôvel ké-szül. A 800 mA-es, beintegrált kapcsolótran-zisztoros Buck konverter 2,7 … 5,5 Vbemenôfeszültségbôl akár 0,6 V-os stabilizált

kimenôfeszültséget iselôállíthat, 800 mA-esterheléshez. Az I2Cillesztôn keresztül be-kapcsolható és kikap-csolható a mûködés, akimenôfeszültség pedig12,5 mV-os lépésekbenbeállítható.A zöld számítógép(Green PC) koncepci-ója után egy újdonság– a zöld DC/DC kon-verter! Egyre több

gyártó integrál be ezekbe a vezérlôkbeGreen-funkciókat. A Philips TEA1507áramkör, amely 70 … 276 V hálózati váltako-zófeszültséggel mûködô tv és monitortápegy-ség kialakítására alkalmas, Flayback-konverterépítésére használható fel, a hálózati tran-szformátort zérus feszültségnél kapcsolja.Nagy terhelôáram esetén kvázirezonáns mû-ködésû, kis áramoknál (3 W teljesítmény alatt)automatikusan lecsökkenti a kapcsolási frek-venciát 6 kHz-re. A készülék standby állapotá-ban a konverter burst üzemmódban dolgozik,ami tovább csökkenti a teljesítményfelvételét,de a táplált készülékre felügyelô mikrovezérlôtápáramát még így is biztosítani tudja. Azáramkör nyolckivezetéses DBS, DIP, HDIP,SDIP és SIL tokozással készül.

Az ST Microelectronics VIPer100 soro-zatú áramköreivel is hálózati tápegységet le-het építeni. PowerSO-10 tokozású az IC, akapcsolási frekvenciája állítható (maximum200 kHz). Stand-by módban ez is automati-kusan burst módra vált át (1 W alatti teljesít-ménynél). Az IC-vel kialakítható hálózati táp-egység 700 V/3 A jellegû, áramkorlátozássalés hômérséklet-figyeléssel rendelkezik.

Az integrált vezérlôvel mûködô DC/DCkonverterekrôl nem beszélhetünk úgy,hogy megfeledkezünk egy sajátos építésilehetôségrôl, a mikrovezérlôk használatáról.A mikrovezérlôk többnyire nagyszámú dig-itális kimenettel és bemenettel rendelkezô,nagy hatékonyságú utasításkészletet kezelôprocesszorok, így jól felhasználhatók a konverterek vezérlôegységeként is. Többmikrovezérlôgyártó ismerteti is áramköreinekilyen jellegû alkalmazását.

A Microchip PIC mikrovezérlôinek ilyenfelhasználását ismerteti a gyártó AN216 alkal-mazási útmutatója [3]. Ez a leírás aPIC16C620 mikrovezérlôvel egy Buck-átala-kító megvalósítását ismerteti, 8 … 14 V beme-neti feszültséggel, 4,2 V kimenôfeszültséggel,520 mA terhelôárammal. A [4] cikk azt mutat-

ja be, hogy egy PIC16C781 mikrovezérlôvelhogyan lehet Boost-átalakítót felépíteni.

Tovább lehetne egyszerûsíteni az indukti-vitásra épülô DC/DC konverterek használatát,ha a tekercs is az IC belsô áramköre lehetne.A gyártók közül többen is foglalkoznak ezzela problémával, különféle utakon keresve amegoldást, sôt már eredményekrôl is be lehetszámolni.

Az induktivitás ferritmagra tekercselt hu-zalból készül. Annál kisebb lehet az értéke(és a mérete), minél magasabb a kapcsolásifrekvencia. A CMOS integrált áramkörök fe-lületén, IC-gyártási lépések alkalmazásávallehet induktivitást kialakítani, de az ilyen lég-magos, néhány menetes tekercs csak akkoralkalmas konverter kialakítására, ha a kap-csolási frekvenciát több nagyságrenddelmegnövelik. A gyakorlati kapcsolási értékekjelenleg többnyire 100 kHz–1 MHz közé es-nek, ezekhez az értékekhez viszonylag nagyméretû tekercseket kell használni.

Az Enpirion cég is célul tûzte ki, hogybeintegrált induktivitással mûködô DC/DCkonvertereket alakít ki. A kapcsolási frekven-ciát ehhez minimum 5 … 10 MHz értékrekívánják emelni. A magasabb frekvenciaegyúttal egyszerûbb kimeneti szûrést, kisebbkondenzátorokat is jelent, valamint dinami-kusabb belsô szabályozási lehetôséget. Afejlesztéshez a Buck-topológiát választottákki. A konvertervezérlô chip szilícium-dioxidréteggel passzivált felületére mágneses réte-get növesztenek, ezáltal az induktivitás érté-ke nagyobb lesz, mint légmagos tekercshasználatakor. A mágneses rétegre kerül atekercs vörösréz spirálja, majd ezt ismétmágneses réteg fedi be. A mikrominiatûr in-duktivitás tehát mikro-elektromechanikaigyártási technológiával (MEMS) készül.

Jelenleg már egy teljes sorozat készülbeintegrált induktivitással az Enpirionnál, azáramköröket 2006 decemberében jelentettékbe. Az EN5312Q 2,4 … 5,5 V bemeneti fes-zültséggel mûködik, kimenôfeszültsége 0,8 …3,3, V közötti lehet. A terhelôáram 1 A. A mûködés logikai jellel be illetve kikapcsol-ható. A 27. ábrán látható, hogy ezzel azáramkörrel valóban nagyon egyszerûen lehetkapcsolóüzemû DC/DC konvertert építeni! A konverter-áramkör tokmérete 4 x 5 x 1,1 mm.A kimenôfeszültség értéke programozással isbeállítható (a VS0–VS2 bemenetek felhaszná-lásával), vagy feszültségosztóval és referencia-feszültséggel is. Az áramkör QFN20 tokozás-sal készül. A hasonló feszültségértékekkel dol-gozó EN5366 nagyobb IC, 10 x 12 x 1,85 mmméretû, ennek kimeneti árama 6 A.

A SPEC (Semiconductor Power Electron-ic Center) kísérleti mûhelyében a DC/DCkonverterek kapcsolási frekvenciája 50 MHzkörüli, az ekkor szükséges 50 … 100 nH in-duktivitású tekercseket már elô lehet állítaniközvetlenül az IC felületén. Más cégek hib-rid IC-technológiával oldják meg a tekercsbeintegrálását a konverter tokjába.

(folytatjuk)

25. ábra. Beintegrált kapcsolótranzisztoros MXL1074 alkalmazása

26. ábra. Konverter az SIP12502 áramkörrel

25


www.elektro-net.hu

Csak kevés passzívalkatrész-gyártó

ismerte fel teljes mértékig a gyors

mintaszállítás jelentõségét.

A setron és a NIC közös erôvel új

szintre emelte a kondenzátorokra beve-

zetett mintaszállítási szolgáltatást. A si-

keres LT-DesignKit logikus kiterjesztése-

ként a setron immár passzív alkatrésze-

ket felölelõ mintaszállítási programot is

üzemeltet. A mintaszállítási program

mintegy 500 árucikket tartalmaz, és

gyors, egy héten belüli kiszállítást garan-

tál Európán belül. A speciális szolgálta-

tás elõnyeit a fejlesztõmérnökök

éppúgy élvezhetik, mint az ipar-

ban dolgozók.

A setron/NIC-DesignIn alkatré-

szeket áramellátó rendszerek fejlesz-

téstámogatására alkották meg, ennek

megfelelõen DC/DC átalakítókra, VRM-

ekre, POL konverterekre stb. terjed ki.

Próbálja ki Ön is a setron/NIC Quick

Kit szolgáltatását a

www.setron.de weboldalon!

sseettrroonn//NNIICC QQuuiicckk KKiitt mmiinnttaasszzáállllííttáássii sszzoollggáállttaattááss

NIC mintatermékek rendelése kényelmesen az interneten keresztül: gyorsan és ingyenesen

setron Magyarország Kft. · Törökvész út 59/C · 1025 Budapest · tel.: 06 1 345 0331 · fax: 06 1 326 1565 · [email protected] · www.setron.de

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

www.trafalgar2.com/regions/magyar

MMaaggyyaarroorrsszzáágg

1133 Budapest, Kárpát u. 48.(1) 339-5219, (1) 339-5198

[email protected] Kft.

32 bites ARM® Cortex-M3™ bázisú mikrokontrollerek

piacvezetô gyártója. 8–12 kB flash, 2–8 kB SRAM, 20–50 MHz,

UART, I2C, SSP(SPI). IEEE 1149.1 kompatibilis

[email protected]

2007/6.

26


Fô jellemzôk: nagy teljesítmény és ethernetcsatlakozás

Az új STR910F-családdal az STMicroelectronics kielégíti a be-ágyazott vezérlôalkalmazások fejlesztôinek a kontrollerek na-gyobb számítási teljesítményére és ethernetkapcsolatára irányu-ló követelményeit. Az STR910F összetevôk logikusan egészítikki az STMicroelectronics STR7xx szériát, amely az ARM7TDMI-magon alapul. Olyan alkalmazások, mint az ipari automatizálásLAN-hálózatba szervezése és vezérlése, meghajtótechnikaikontrollfunkciók a mûszaki adatok központi tárolásával, termi-nálok, árusítóautomaták, hálózatok, soros protokollok, épület-automatizálás, biztonsági és felügyeleti alkalmazások, valaminthordozható eszközök, gyakran nagyobb teljesítôképességet éshálózati kapcsolatot, valamint nagyobb beépített memóriákatigényelnek. Ezenkívül a programokhoz és adatokhoz flash-me-móriára, különösen SRAM-ra van szükség: 96 KiB-tal a STR910Fszéria az STMicroelectronics szerint a jelenlegi piacon az összesARM-alapú flash-mikrovezérlôegység (MCU) között a legna-gyobb SRAM-kapacitást kínálja. A flash-memória 544 KiB-ig ter-jedô kapacitással rendelkezik, és két, egyszerre írható és olvas-ható (read-while-write) memóriablokkból áll. Az ARM-magnakkét külön belsô busz révén egyidejû hozzáférése van a kódhozés az adatokhoz.

Az ARM966E maggal ellátott új kontrollerek az ARM7TDMImaggal szemben jelentôs elônyökkel rendelkeznek: Mindegyikmemória TCM-en (Tightly Coupled Memory Interface) keresztülkapcsolódik a maghoz. Az STR910F sorozatban ez az architektú-ra kerül felhasználásra, ha az Utasítás TCM-interfészre egy gyors

burst-flash memóriát, az Adat TCM-interfészre egy nulla késlelte-tésû (zero-latency) SRAM-ot csatlakoztatunk. Ez 96 MIPS maxi-mális utasításátvitelt tesz lehetôvé 96 MHz órafrekvencia mellett,és ezzel a legmagasabb maximális teljesítményt nyújtja vala-mennyi ARM-alapú flash-mikrokontroller között. Az architektúratámogatja az egyszerû ciklusú DSP-utasításokat (digital signal pro-cessing), és vezérlési és jelfeldolgozási feladatokra is alkalmas.

Az STR910F mikrokontroller-széria az ethernet MAC melletta perifériás funkciók széles palettáját támogatja (pl.: USB FullSpeed, CAN, három UART/IrDA, két SPI, két I2C, nyolc 10 bitesADC-csatorna, négy 16 bites idôzítô, egy háromfázisúmotorvezérlô egység, felügyeleti funkciók alacsony feszültségûvisszaállítással és feszültségesés-érzékelôvel, egy valós idejû óra,egy interfész külsô memóriákhoz, egy ETM9 hibaelhárító ésnyomkövetô interfész, valamint akár 80 5-V kompatibilis I/Oáramkör). Max. 9 DMA (direct memory access) csatorna támo-gatja az STR910F család kommunikációs csatornáit. A perifériaés a memória közötti adatátvitel ezáltal csaknem átláthatóvá vá-lik a CPU számára, így ez utóbbi a mindenkori valósidejû vezér-lési feladatokra tud összpontosítani. A DMA-kontrollereklehetôvé teszik a perifériás funkciók számára az Advanced-High-Performance buszon (AHB) és az Advanced-Peripheral buszon(APB), hogy a SRAM-memóriával szemben mesterként lépjenekfel, és az SRAM-ot egy speciális közvetítô révén a CPU-val együtthasználják a nagy teljesítményû adatátvitel érdekében.

Különleges opciót jelent az SRAM-tartalom puffereléseelemmel vagy Supercappel az elemcsatlakozón. Biztonság-kritikus alkalmazásokban az SRAM tartalma törlôdik, mi-helyst a STR910F rongálásérzékelôje aktiválódik. Továbbáegy készenléti állapot áll rendelkezésre, amelyben az áram-fogyasztás jellemzôen 55 µA-re csökken. Mihelyst a fôáramellátás kikapcsol vagy üzemzavar miatt leáll, azSTR910F automatikusan az elemcsatlakozó révén elemestáplálásra vált át, így a valósidejû óra üzemben tartható.

Az STMicroelektronics cég univerzális flash-mikrokontroller családot kínál ethernetcsatlakozással, amely nagyintegrált SRAM-mal és flash-ROM-mal ellátott ARM9E® processzormaggal rendelkezik. Ez a STR910F széria azARM-alapú flash-kontrollerek között új mércét állít az ár-teljesítmény arány és a csatlakozás területén. Afejlesztôk számára számos új lehetôséget nyújt arra, hogy a hatékony beágyazott vezérlôalkalmazásokat költ-ségkímélô LAN- (Local Area Network) és internetcsomópontokká alakítsák…

A beágyazott hálózati alkalmazások új generációjához:

ARM9-alapú flash-mikrokontroller nagy memóriával és ethernetcsatlakozással

1. ábra. STR911 912 kontroller

2. ábra. STR912F-mag tömbvázlata


Naptári és riasztási funkciók állnak rendelkezésre – arongálásérzékelô által észlelt események idôjelzést kapnak,és az elemcsatlakozón az áramfelvétel a – 40°C és +85°C kö-zötti teljes hômérsékleti tartományban 1 µA-nél kisebb.

Mûszaki segítségnyújtás a forgalmazótól

Az új mikrokontroller-család felhasználási területei sokrétûek,ezért az alkalmazás alapos mûszaki támogatást igényel a ter-mékkoncepciótól a sorozatgyártásra való érettségéig. A gyár-tók és a vevôk közötti együttmûködési felület létrehozása cél-jából a RUTRONIK Elektronische Bauelemente GmbH euró-pai szélessáv-forgalmazó komplett termékszolgáltatást nyújt,beleértve a mûszaki szakértôk általi helyszíni segítségnyúj-tást. A cél optimalizálni a gazdasági és mûszaki folyamatokat,és ezáltal lehetôvé tenni a vevôk részére, hogy termékeit rö-videbb idô alatt juttathassák a piacra. A gyártókkal folytatottintenzív párbeszéd és információcsere biztosítja, hogy a for-galmazó pontosan ismerje és meg tudja ítélni az egyes kom-ponensek elônyeit és hátrányait, valamint felhasználási terü-leteit. Ez a forgalmazót rutinos design-in partnerré teszi. ARUTRONIK-nál a tanácsadást és a segítségnyújtást jól felké-szült alkalmazási mérnökök és termékspecialisták végzik. Avevôkkel való mûszaki kapcsolattartást a helyszíni alkalma-zási mérnökök (field application engineers - FAE) tartják kéz-ben. Feladataik közé tartozik az összetevôk kiválasztásánaksegítése a tervezési fázis során a vevôk által megadott szem-pontok szerint az ártartomány figyelembevétele mellett, va-lamint a mûszaki kérdések megvitatása. A helyszíni alkalma-zási mérnökökbôl álló európai hálózat és a közvetlen gyár-tói kapcsolat gyors reakcióidôt, továbbá a fejlesztés szakér-telemmel történô figyelemmel kísérését biztosítja. A mikro-kontrollerrel és a gyártók fejlesztési környezetével kapcsola-tos részletes mûszaki kérdésekben ezenkívül a RUTRONIKEurópa-szerte mûködô Tool and Application centere áll ren-delkezésre.

Készletek, árak és rendelkezésre állás

A külsô Hitex, IAR, Keil és Raisonance cégek induló készletei199 USA-dollártól kaphatók. Ezek a fordítóprogramot és a hi-baelhárítót (korlátozott kódterjedelemben), egy JTAG-hibak-eresô- és programozókábelt, mintakódokat, valamint a terve-zés elkezdéséhez szükséges hardvereket tartalmazzák. Agyártótól 249 USA-dollárért az STR910-EVAL kiértékelôkártyakapható, amellyel az STR910F valamennyi interfésze és I/Omodulja tesztelhetô és kiértékelhetô. Az STMicroelectronicstérítésmentesen kínálja az Abstraction Layer (HAL) LibrarySource Files szoftvert, amely a következô helyrôl tölthetô le:www.st.com/mcu. Ez tesztelt szabványos ANSI C funkciókgyûjteménye, amely valamennyi alacsony szintû szilícium-funkció kezelésére alkalmas. Így a felhasználónak kevesebbadattal kell foglalkoznia, és teljes mértékben az alkalmazás-fejlesztésre összpontosíthat. A funkciókat csak az adott pro-jektbe kell bevonni, és ezt követôen a saját meghajtók, valós-idejû operációs rendszerek, kommunikációs adatstruktúrákvagy felhasználói szoftverek segítségével közvetlenülelôhívhatók.

Az STR910 család tagjai (STR910FM32, STR910FW32,STR911FM42, STR911FM44, STR912FW42, STR912FW44) ólom-mentes változatban állnak rendelkezésre. Van LQFP80- ésLQFP128-ház – ez utóbbi egy ethernet médiafüggetlen inter-fésszel (MII) és egy külsô memóriabusz-interfésszel van fel-szerelve. Az SRAM-kapacitás 64–96 KiB között van, a flash-memória összesen 288 és 544 KiB közötti kapacitással ren-delkezik. Az processzor üzemi feszültsége 1,8 V ±10%, azI/O áramkör pedig 2,7 és 3,6 V közötti feszültségen üzemel. A hômérsékleti tartomány –40 és +85 °C között van.

[email protected]

2007/6.

28


-hírek

A Labcenter folyamatosan fejleszti a Pro-teus áramkörtervezô programját. A vilá-gon elsôként megoldották az USB-szi-mulációt közvetlenül a kapcsolási rajz-ból. Teljesen megtervezhetjük az USB-perifériánkat a Proteusban a támogatottmikrokontrollerekkel, és aztán tesztel-hetjük a hard-vert és a szoft-vert is. A kom-

munikációt modellezték, egészen le aWindows-meghajtó szintjéig, az USBeszközbôl jövô minden kérés és választesztelhetô az USB Transaction Analysersegítségével, ami megjeleníti a jeleket aProteusban. Az USB-szabványban na-gyon sok perifériaprotokoll létezik,ebbôl jelenleg a Proteus kettôt támogat:a Mass Storage Device Class (MSD) és a

Human Interface Device Class (HID)protokollokat. A Proteusban az elsôt egyUSB stick, a másodikat egy USB-egérreprezentálja. Egy speciális alkatrészt, azUSB-csatlakozót kell az USB-vel ren-delkezô mikrokontrollerhez huzalozni akapcsolási rajzban, és ha rákattintunk a

csatlakozóra, akkor virtuá-lisan felcsatlakoztatjuk aPC-re a mikrokontrollert.A mikrokontroller végre-hajtja a programját, és akommunikáció létrejön aPC operációs rendszerévelugyanúgy, mintha fizikai-lag csatlakoztattuk volnaáramkörünket a PC-hez.A rendszer használatáhozszükséges az adott mikro-

kontroller VSM modelljének és azUSB Transaction Analyser modul-nak a megvásárlása a Proteus cso-maghoz. A Proteus VSM jelenleg akövetkezô USB PIC mikrokontrolle-

reket támogatja:

További információ: [email protected]

Az új, ET057003DM6 típusú 320 x 240 pixel felbon-tású ipari TFT LCD-modul a jelenleg kapható legna-gyobb, az EDT kínálatában. A gyártó elõállítja amûködéshez szükséges összes feszültséget a modulon,ezért elég egyetlen 3,3 V feszültségû táplálás. Ameghajtáshoz az EDT az EPSON S1D13xxx áramkör-családot javasolja . A háttérvilágítás LED meghajtású,és szintén a közös 3,3 V táplálja. Mintadarabok aChipCAD raktárából azonnal elérhetõek. Ára is ked-vezõ, közelít a monokróm modulokéhoz.


A Globalsat nemcsak komplett GPSkészülékeket, ha-nem kiváló mi-nôségû GPSmodulokat isgyárt. Az egyiklegújabb mo-dul az EM-406antennával egybeépítettGPS-vevô, amely kompakt méretével(30 x 30 x 10 mm antennával együtt)sok alkalmazásba jól illeszthetô. A SiRF3 chiptechnológia biztosítja akiváló érzékenységet és a kis fogyasz-tást. A modul a beépítés megkönnyí-téséhez csatlakozókábellel kerül for-galomba, bevezetô áron.


Új beépíthetô

GPSmodul antennával

USB-szimuláció

Proteus VSM segítségével

EDT 5,7 hüvelykes TFT modul

Új

PIC18F4450, PIC18F4553, PIC18F2450,PIC18F2455, PIC18F2458, PIC18F2550,PIC18F2553, PIC18F4450, PIC18F4455,PIC18F4458

[email protected]

2007/6.

30


Az új, elektromos életvédelmi méré-sekre alkalmas 400-as család azalábbi készülékekbôl áll:

ISO410 szigetelésvizs-gáló, Speed418 RCD- és hurokimpedancia-mérô, Geo416 földelésiellenállásmérô, vala-mint Combi 419/420többfunkciós mûszerek.

A készülékek azo-nos tokban (lásd fotó)foglalnak helyet, akezelôszervek, bár ké-szülékenként más-másfunkciókkal (is) ren-delkeznek, ugyan-olyan kivitelûek ésugyanott helyezkednekel. A készülékek kap-csolói nem részei azelektronikának, csakközvetetten vezérlik azelektronikus kapcsolókat.Ezzel a készülékek tartósságarendkívül megnô, a kapcsolók gya-korlatilag nem kopnak. Nem véletlen,hogy a ké-szülékekre 3 év garanciát ad agyártó cég.

A tokozás narancssárga része gumi-szerû felülettel rendelkezik, ami jó ta-padást biztosít, a készülék nem csúsz-kál sem a kézben, sem a tartó-felületen.

A háttámasz lehetôvé teszi a készü-lék asztalon vagy egyéb felületen tör-ténô döntött használatát.

A nagyméretû, háttérvilágítássalrendelkezô grafikus LCD a készülékfajtájától függôen jelzi ki a mért érté-ket, ill. a funkciókat és a kiegészítô információkat. A mért értékek jól olvasható, nagy karakterekkel jelennekmeg.

Az ISO410 szigetelésvizsgálóval50, 100, 250, 500 és 1000 VDC feszült-séggel mérhetünk szigetelési ellenállásta 0 … 1999 MΩ tartományban. Emel-lett lehetôség van védô- és kiegyenlítô

vezetôk folytonosságának mérésére>200 mA mérôárammal a 0 … 100 Ωtartományban.

A Speed418 RCD- és hurokim-pedancia-mérô segítségével az adottRCD mûködését ellenôrizhetjük, ill.hurokellenállás/impedancia méréseketvégezhetünk a lentebb megadott táblá-zat szerint a 0 … 100, ill. a 0 … 1000 Ωtartományban. Lehetôség van a hu-rokimpedancia mérésére az adott háló-zatban lévô életvédelmi relék mûkö-désbe lépése nélkül is.

A Geo416 földelési ellenállás-mérôvel két- és háromvezeté-kes elrendezésben mérhetünkföldelési ellenállást.

A Combi419/420 készülé-kek funkcióit a lenti táblázattartalmazza, lényegébenmindkettô komplett életvé-delmi mérésekre alkalmaskészülék.

A készülékek 500 mért ér-téktárolására alkalmas memóriá-val rendelkeznek, a mért érté-kek a képernyôre vissza-hívhatók, ill. egy optikailagleválasztott interfész és akészülékkel szállított szoftversegítségével számítógépreáttölthetôk, ahol azok ki-nyomtathatók, vagy egyébcélokra használhatók.A készülékek megfelel-nek a vonatkozó nem-zetközi méréstechni-kai és biztonsági szab-

ványoknak.

A nagy bonyolultságú, integrált áramkörök terjedése lehetôvé teszi kis-méretû, nagy tudású készülékek tervezését, miközben a termelési költsé-gek, és így a piaci árak is jelentôsen csökkenthetôk. Jó példa erre aHTItalia (olasz) cég legutóbbi fejlesztése, az új 400-as sorozat. Alábbiak-ban e családról adunk egy rövid keresztmetszetet…

Kis méret, nagy teljesítmény…

PÁSTYÁN FERENC

TípusMért paraméterek ISO410 Speed418 Combi419 Combi420Védô- és kiegyenlítô vezetôk folytonosságának mérése • • •Szigetelési ellenállás mérése • • •RCD-k mûködési ideje és árama (normál és szelektív, AC és A típusok) • • •Érintési feszültség Ut • • •Vonali impedancia (fázis-fázis, fázis-semleges) (felbontás 0,01 Ω) • • •Vonali impedancia (fázis-fázis, fázis-semleges) (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) • • •Fáziskeresés • • •Szivárgó áram • •Környezeti paraméterek •Feszültség, áram •Feszültség és áram harmonikus tartalom •Teljesítménytényezô (cos φ) •Hatásos, meddô és látszólagos teljesítmény •

További információ: RAPAS Kft.Tel.: 06 1 294-2900 Fax: 06 1 294 5837e-mail: [email protected]

1. ábra.

2007/6. Mûszer- és méréstechnikaMûszer- és méréstechnika

[email protected]

2007/6.

32


A processzorok sebességének növeléseaz elmúlt évek során elérte határait.

Moore törvénye, amely kimondja,hogy a chipekbe építhetô tranzisztorokszáma 18 … 24 hónap alatt megduplázó-dik, még jelenleg is megállja a helyét, ezazonban nem jelenti azt, hogy a procesz-szorok teljesítménye is ilyen aránybannövekedne. Eddig a gyártók az órajel-frekvencia megduplázásával növelhettéka teljesítményt, például 100-ról 200MHz-re, majd tovább a több GHz-es tar-tományba.

Manapság már a teljesítményfelvételiés hôdisszipációs korlátok miatt az órajel-frekvencia emelésével történô teljesít-ménynövelés nem jelent megoldást. Ehe-lyett a chipgyártók teljesen új, egy IC-bentöbb processzormagot tartalmazó archi-tektúrák fejlesztésébe kezdtek. A többma-gos processzorok használatával nagyobbszámítási kapacitás áll a programozók ren-delkezésére, mint az egymagos rendsze-rek esetében. Ahhoz azonban, hogy a ka-pott elônyt kihasználhassuk, újra kell gon-dolnunk az alkalmazások fejlesztésénekkoncepcióját. Herb Sutter, a Microsoftszoftverfejlesztô mérnökének a szavaivalélve, azok a programozók, akik a gyor-sabb processzorok használatával azonnaliteljesítménynövekedésre számítanak,„már hiába várnak a sült galambra”. Ezazt jelenti, hogy a többmagos procesz-szorok alkalmazása esetén a programo-zóknak meg kell dolgozniuk a teljesít-mény folyamatos növeléséért.

A szekvenciális programoknak a pro-cesszor órajelének növelésével arányo-san nôtt a futási sebessége, vagyis a prog-ram minden egyes utasítása rövidebb idôalatt futott le egy magasabb órajelû CPUhasználatával. Ahhoz, hogy a fejlesztôk atöbbmagos processzorok használatávaltovább növelhessék a teljesítményt, elkell osztaniuk az elvégzendô munkát aprocesszormagok között, azaz szekven-ciális alkalmazás helyett egy párhuzamosszálakat futtató programra van szükség.

Szerencsére a National InstrumentsLabVIEW szoftvere jól alkalmazhatófejlesztôeszköz a többmagos processzo-rok lehetôségeinek teljes kihasználásá-hoz, a következô három fô oknak kö-szönhetôen:

1. A LabVIEW grafikus, adatfolyam-programozású fejlesztôi környezet.A LabVIEW-ban könnyen megjeleníthet-jük a párhuzamosan futó szálakat, amiegyaránt megkönnyíti az új alkalmazásoklétrehozását és a régiek módosítását atöbbmagos processzorok adta elônyökhatékonyabb kihasználására. A LabVIEWmár az 5.0-ás verzió megjelenése óta al-kalmas több szálon futó (multithread) al-kalmazások fejlesztésére, de a jelenlegi8.5-ös verzió sok olyan újdonságot tartal-maz, amelyek tovább segítik az ilyen jel-legû feladatok elvégzését.

2. A LabVIEW többmagos támogatástnyújt a beágyazott, valós idejû hardve-rekhez.A LabVIEW 8.5 biztosítja a személyi szá-mítógépes operációs rendszerek, mintpéldául a Windows és a Linux multitaskszolgáltatását, az úgynevezett symmetricmultiprocessinget (SMP) a determiniszti-kus, valós idejû rendszerek számára.

3. A LabVIEW többmagos felhasználásraalkalmas szoftverrétegekre épül.A LabVIEW-alkalmazás minden egyes ré-tege (pl. a LabVIEW-alkalmazáskód, azalacsonyszintû funkciók és az I/O meg-hajtók) alkalmas a többszálas futtatásra ésa többmagos processzorok lehetôségei-nek kihasználására.

A LabVIEW grafikus, adatfolyam-progra-mozású fejlesztôi környezet

A LabVIEW-val történô programfejlesztéslegfôbb elônye maga a nyelv grafikus ter-mészete. A programozás során felmerülôfeladatok megoldá-sa a grafikus prog-ramozási módnakköszönhetôen ah-hoz hasonló, mintamikor papíron egyblokkdiagramotrajzolunk. Az, hogya modern, többma-gos processzoro-kon futó programo-kat a LabVIEW ké-pes párhuzamosanmegjeleníteni és

végrehajtani, még kedvezôbb válasz-tássá teszi a fejlesztôk szemében.

A LabVIEW „adatfolyam” jellegébôladódóan, ha a programkód vezetékelága-zásához vagy egy blokkdiagram párhuza-mos utasítássorozatához ér, a LabVIEWfordító gondoskodik az adott kódrész pár-huzamosan végrehajtásáról. Ezt szakszó-val „implicit parallelizmusnak” nevez-zük, mivel a program írásakor nem szük-séges, hogy tudatos párhuzamos szálakathozzunk létre, a LabVIEW grafikus pro-gramfejlesztôi környezete egy bizonyosfokig automatikusan gondoskodik a készkód párhuzamossá tételérôl.

Ha egy alkalmazásnál egymagosCPU-ról kétmagosra váltunk, akkor azelméletileg elérhetô teljesítményhatármegduplázódik. Az azonban, hogy eztaz elérhetô határt mennyire tudjuk meg-közelíteni, annak a függvénye, hogy a programunk mekkora részét tudjukmegírni úgy, hogy az valóban párhuza-mosan fusson. A LabVIEW-t használófejlesztôk számára magától értetôdô,hogy a feladatokat párhuzamos alkal-mazásokkal valósítsák meg. Mérésekigazolták, hogy a többmagos programo-zási technikák figyelembevétele nélkülkészített, egyszerû LabVIEW-alkalma-zásoknak a többmagos környezetbetörténô átvitele a kód megváltoztatásanélkül is 15 … 20 % teljesítménynöve-kedést eredményezett.

Az 1. ábrán látható egyszerû alkalma-zás egyik ágában a LabVIEW programkódkét feladatot hajt végre – az egyik egyszûrési mûvelet, a másik pedig egy gyorsFourier-transzformáció (FFT). A programfuttatása igen sok számítást igényel, ezért

1. ábra. Párhuzamos programfuttatás két magon

A LabVIEW 8.5 támogatja a többmagos processzoroklehetôségeinek kihasználását

JEFF MEISEL

Jeff Meisel a LabVIEWReal-Time Modul termék-mérnöke. Diplomáját a Kansasi Állami Egyete-men szerezte, szoftver-fejlesztô mérnök szakon

33


www.elektro-net.hu

ebben az esetben egymagos CPU helyettkétmagos használatával a rendszer haté-konysága 180%-kal nô.

Azoknak a fejlesztôknek, akik hagyo-mányos szövegalapú programnyelvekkelszeretnének létrehozni párhuzamos al-kalmazásokat, úgynevezett futási szála-kat (threads) kell használniuk. Ezeknek aszálaknak a használata a szekvenciálisprogramnyelvekkel elôállított kódbanösszetett programstruktúrát eredményez,amelynek a fejlesztése vagy késôbbi módosítása komoly feladatot jelenthet. A C programozási nyelvben például aszinkronizációt kölcsönös kizárásokkal,szemaforokkal, védett kódszakaszokkalés egyéb haladó programozási technikákhasználatával oldhatjuk meg. Ahogyegyre több szálat építünk be a program-ba, egyre nehezebb lesz a program szer-kezetében eligazodni, és így egyre gyak-rabban találkozhatunk olyan prog-ramozásbeli problémákkal, mint akövetkezôk:

túl sok futási szál alkalmazása a haté-konyság csökkenését eredményezi,két különbözô szál egymásra vár, ésígy lefagy a program (deadlock),versenyhelyzet, azaz idôzítésbeliprobléma miatt a beolvasandó adatnem érhetô el, amikor szükséges len-ne, vagy a kiolvasott adattároló értékemár korábban felülíródott,egyszerre több szál is próbálja azonosidôben elérni az adott memóriaterü-letet.A fejlesztés hatékonysága mellett a

LabVIEW-beli programozói munka ered-ményességének fontos összetevôi a hiba-keresést segítô eszközök, a szondák(probe) és a programfutás vizualizálása(highlight execution) (lásd 2. ábra).

A LabVIEW többmagos processzorraírt alkalmazásokhoz való felhasználásá-

val kapcsolatosan Scott Sirrine, azEaton Corporation vezetô termékmér-nöke jegyezte meg a következôket:„Maga a tény, hogy a LabVIEW egyadatfolyam jellegû programozási nyelvautomatikus, többszálas fordítási lehe-tôségekkel, két elônyt is biztosít az

egyéb nyelvekkel szemben – a fejlesz-tés hatékonyságát és a teljesítmény nö-vekedését a futtatás során.”

Bár a LabVIEW fordító a többmagosfejlesztési feladatok legtöbb aspektusátönállóan kezeli, vannak bizonyos esetek,amikor egyes optimalizációs stratégiákhasználatával további teljesítménynöve-kedést érhetünk el. Ezek közül nézzünkhárom példát:

szálak párhuzamosítása – a programfelosztása párhuzamosan futó szálakra,szekvenciális algoritmusok egyenlôrészekre való felosztása és a részek-nek az egyes magok közötti elosztása(pipelining),adatpárhuzamosítás – nagyobb adat-halmazok kisebb részekre való felosz-tása és párhuzamos használata.

Ezekre az optimalizációs stratégi-ákra további példákat találhatunka következô internetcímen: www.ni.com/multicore

A LabVIEW többmagos támogatást nyújt a beágyazott, valós idejû hardverekhez

A szakemberek hosszú idôn keresztülkénytelenek voltak olyan fejlesztôi eszkö-zökkel dolgozni, amelyeket nem készítet-tek fel a többmagos processzorral ren-delkezô beágyazott rendszerekre való op-timalizáláshoz szükséges párhuzamosprogramozásra. A LabVIEW 8.5 haszná-latával a determinisztikus valós idejû rend-szerek számára is elérhetôvé válik az SMPnéven ismert többszálas ütemezô (sched-uler). A LabVIEW 8.5 Real-Time Module akövetkezô, többmagos rendszereket támo-gató funkciókkal rendelkezik:

A beágyazott real-time rendszerekprocesszormagjai közötti automatikusterheléskiegyenlítés (SMP).

Az idôkritikus kódrészek számára fixidôre állított ciklusokat hozhatunk létre,és ezeket hozzárendelhetjük egyes pro-cesszormagokhoz (processor affinity).Ezzel a kiemelt kódrészeket az idôzítettciklusstruktúra használatával elválaszt-hatjuk az alkalmazás többi részétôl.

A szálak és processzormagok, ame-lyeken az egyes VI-ok futnak, megje-leníthetôk a Real-Time ExecutionTrace Toolkit 2.0 segítségével. Ígykönnyen elvégezhetjük a real-timerendszerek finomhangolását az opti-mális teljesítmény eléréséhez.

A LabVIEW többmagos felhasználásra alkalmas szoftverrétegekre épül

Az Intel meghatározása szerint ahhoz,hogy egy szoftverfejlesztôi környezetettöbbmagos rendszerek használatára al-kalmasnak nevezhessünk, az architek-túra négy különbözô rétegét is meg kellvizsgálni. Ezek az operációs rendszer, ahardvermeghajtó programok, az alkal-mazások és könyvtárak, továbbá a fej-lesztôeszközök. Hiába van párhuzamosprogramunk egy többmagos rendsze-ren, ha a használt könyvtárak és a meg-hajtóprogramok nem alkalmasak atöbbmagos használatra, vagy ha azoperációs rendszerünk nem képes a ter-helést kiegyenlíteni a szálak és procesz-szormagok között.

Vizsgáljunk meg egy példát a meg-hajtóprogram-rétegre, nevezetesen azNI-DAQmx drivert! A hagyományos NI-DAQ (Legacy) egy „thread-safe”szoftver, ami azt jelenti, hogy a meghaj-tó egy NI-DAQ-függvény futása soránminden más, erre a függvényre vonatko-zó hívást letilt. Ez a mûködési elv elsôrelogikusnak tûnhet, mivel az NI-DAQhardvereszközt vezérel, és az ilyen esz-közöket egyedi erôforrásként szoktuk ke-zelni. Az NI-DAQmx viszont egy újabbfejlesztésû meghajtóprogram, amely egymodernebb felfogás szerint egymás utántöbbször meghívható függvényeket tar-talmaz. Ez azt jelenti, hogy anélkül,hogy a szálak egymást akadályoznák,egyszerre több DAQ programfolyamatfuthat párhuzamosan. Ennek az új mód-szernek a használatával a meghajtó-program elôsegíti az alkalmazás haté-kony mûködését azáltal, hogy a DAQ-kártya egyszerre több feladattal is foglal-kozhat, például külön szálon kezelve azanalóg és a digitális jeleket.

LabVIEW – az ideális párhuzamos programozási nyelv

A legtöbb számítógép-felhasználó a többalkalmazás hatékonyabb, együttes hasz-nálatakor (pl. e-mail, videolejátszás,szövegszerkesztô stb.) élvezhetik bizo-nyos mértékben a többmagos rendszerekelônyeit. Önmagában azonban a több-magos architektúra nem sokat nyújtazoknak a fejlesztôknek, akik egy adottprogram mûködését optimalizálják.

Azoknak a szakembereknek, akik-nek a tesztidôn, vagy egy vezérléstech-

2. ábra. A programfutás vizualizálása

[email protected]

2007/6.

34


Klíma- és hôtesztberendezések teljes körûfelügyelettelWT3 és WK3 tesztkamrák a WeissUmwelttechnik GmbH-tól

A Weiss cég nemrég mutatta be új fejlesz-tését, a WT3/WK3 sorozatú, új hôteszt-és klímakamragenerációt, amelyet a le-hetô legtöbb tapasztalatot és vevôi visz-szajelzést összegyûjtve úgy terveztekmeg, hogy minden eddiginél megbízha-tóbb és felhasználóbarátabb berendezé-seket hozzanak létre. Az új WK3 mûkö-dési filozófiája, hogy a felhasználó szá-mára még több vezérlési és mûködésifunkcióhoz biztosítson gyors és kényel-mes hozzáférést (1. ábra).

E célnak eleget téve, a standardWK3-at egy nagy, 12 hüvelykes TFTérintôképernyôs monitorral szereltékfel. A színes, nagyméretû kijelzôn ke-resztül a felhasználó világos áttekintéstkap a mûködési paraméterekrôl, ill. aképernyô érintésével könnyen megadhat-ja a teszteléshez szükséges paramétere-ket (2. ábra). A kamrát rádiós távirányító-val is felszerelték, amelynek segítségévelelkerülhetô az illetéktelen beavatkozásegy éppen futó tesztfolyamatba.

A beépített hálózati interfész, ill. inter-netes webszerver segítségével lehetôségvan rá, hogy a berendezés egy távolipontról vezérelhetô legyen. Így a felhasz-náló úgy érezheti, mintha csak a gép elôttállna. Minden mûködési egységet azonosstruktúrával alakítottak ki, így a távoli el-

1. ábra. Az új WEISS – WT3/WK3 klímaszekrény

2. ábra. Érintôképernyô: a) nagyméretûérintôképernyôs vezérlôpanel, b) egyszerûkezelhetôség, c) elektronikus adatgyûjtésidôkorlát nélkül, d) grafikus mûködési-fo-lyamat-megjelenítés (process visualisation)

Cégünk a világ vezetô környezetszimulációs és méréstechnikai berendezé-seit gyártó vállalatainak, mint a Weiss Umwelttechnik GmbH, LDS-Group,Quadtech Inc., Symmetricom Inc. stb. magyarországi képviselete. A kör-nyezetszimulációs gyártmányfejlesztésben alkalmazott tesztberendezé-sek, mint klímakamrák, hôsokk-kamrák, sóköd-, por-, ill. esôztetô teszt-kamrák stb. és ezek egyedi igényeket kielégítô változatai (tesztalagutak,bejárható kamrák stb.) terén nem csak új berendezéseket kínálunk, hanemfoglalkozunk használt berendezések értékesítésével, bérbeadásával és al-katrészeladással is. Ezeken felül szakszervizzel, kalibrálási lehetôséggelés bérvizsgálatok elvégzésével állunk ügyfeleink rendelkezésére

Újdonságok az AMTEST-TM Kft.-nél!Teszt- és mérôberendezések a technológia 21. századi követelményeihez igazítva

KOVÁCS TAMÁS

a.)

b.)

c.)

d.)

nikai alkalmazás során a ciklusidôn kelljavítaniuk, párhuzamos futású progra-mok alkalmazásában kell gondolkodni-uk. A LabVIEW egy olyan szoftverfej-lesztôi környezet elônyeit kínálja szá-mukra, amely a nyelv adatfolyam jelle-ge miatt ideális a párhuzamos progra-mozásra. További elônyt jelent, hogy aLabVIEW Real-Time szoftvercsomaggala LabVIEW támogatja a többmagos pro-cesszorok használatát beágyazott plat-

formokon. Mindemelett a LabVIEW egyolyan szoftverrendszer része, amelynekminden egyes rétege alkalmas a több-magos processzorokkal való felhasz-nálásra.

Ha ez a cikk felkeltette érdeklôdéséta LabVIEW-megoldások iránt, továbbiinformációt találhat az ni.com/info web-oldalon, ha megadja az nsi7301-es kere-sési kódot.

National Instruments Hungary Kereskedelmi Kft. H-2040 Budaörs, Távíró köz 2. A7. épület 2. emeletIngyenesen hívható telefonszám: 06 80 204 704Tel.: (06-23) 448-900Fax: (06-23) 501-589

E-mail: [email protected]: www.ni.com/hungary

35


www.elektro-net.hu

mint kétszeres NTP-átvitellel mûködje-nek a korábbi modellekhez képest.

Pontosan szinkronizált órák különösenolyan területeken fontosak, mint a hálóza-ti log-fájlok pontossága, biztonsága, szám-lázórendszerek, elektronikus tranzakciók,adatbázisok integritása, VoIP- és számosegyéb újgenerációs alkalmazás.Az új SyncServer S300/S350 legfonto-sabb tulajdonságai:

NTP portok száma: 4 Hálózati protokolltámogatás: IPv4,IPv6, …Másodpercenként 7000 NTP-csomagkezelésére képesIdôfeldolgozása: nanoszekundumospontossággalA biztonság érdekében: RADIUS, SSL,Autokey, MD5, jelszavak, hozzáférés-lista, …Különbözô idôzítési konfigurációslehetôségek (pl. más idôszerverekkel)GPS hiányában AM rádióhullámokon anemzeti idôetalonnal szinkronizálhatóEgyszerû használat webes interfészvagy varázsló segítségévelA SyncServer S300/S350 modellek

2007 szeptemberétôl elérhetôek.

További információ:www.amtest.hu

3. ábra. Az új SyncServer

S300/S350 GPS-re épülô idômeghatá-

rozással mûködik

érés, ill. távoli megfigyelés egyaránt egy-szerû és gyors.

Mûszaki megoldások terén is sokatfejlôdött a WK3 – melynél vezérlôelvkénta megbízhatóságot és a teljesítményt vettékfigyelembe. A WK3 alkalmas arra, hogy ál-landó üzemben minden klímatesztnekmegfeleljen – így például 85 °C-on 85%relatív páratartalommal mûködjön kivéte-les körülmények között is, pl. a nyárra jel-lemzô környezeti hômérséklet mellett.

Az új lehetôségek mellett a Weissmérnökei nagy hangsúlyt fektettek arra,hogy a szükséges karbantartási és javításimunkákat jelentôsen csökkentsék. A pá-rásításhoz szükséges víz a rendszerbeépített tisztítási folyamat révén mindigtiszta marad. Ez azt jelenti, hogy a szeny-nyezôdés okozta gépállás immár a múlté.A tisztítási periódusok lényegesen meg-hosszabbodtak, már csak kb. minden 6.hónapban szükségesek.

A Weiss Umwelttechnik mára több,mint 50 éves tapasztalatot szerzett környe-zetszimulációs berendezések gyártásában,hogy minden vevôi igénynek/követel-ménynek megfeleljen. Az optimalizált le-vegôkeringtetés modern autoadaptív ve-zérléssel különösen homogén hômérsék-let-eloszlást eredményez a teszttérben –max. ±1,5 K hômérséklet-ingadozás mel-lett. A távolielérés-funkcióval arra is lehe-tôség van, hogy az interneten keresztül, jo-gosultságot adva a kapcsolat létrejöttéhez,a Weiss technikusai elérjék a berendezést,s így egy esetleges hiba esetén gyorsabb se-gítséget nyújthassanak.

További információ:www.amtest.hu

GPS-hálózati idôszerver újgenerációs gigabit ethernethálózatokhozA Symmetricom Inc. bemutatta az újSyncServer S300/S350 szervereket

Precíziós idô- és frekvenciatechnológiákterén a világ elsô számú gyártója, a Sym-metricom Inc. az elmúlt hónapban be-mutatta nagy teljesítményû GPS (GlobalPositioning System) NTS (Network TimeServer) S300/S350 szervereit. Ezek azultraprecíziós idôszerverek a legújabbNTP protokollt (Network Time Protokol)használják szerverek, munkaállomásokés számos hálózati eszköz idôszinkro-nizálásához. A jobb teljesítmény elérésé-hez az S300/S350 modellek gyorsabbNTP-csomag-feldolgozással és egybenkiterjesztett biztonsági eljárásokkal dol-goznak. Magas készenléti fok, biztonságés egyben gyors adatátvitel érdekében aszerverek gigabit ethernet-idôporttal ren-delkeznek, s emellett képesek több százvagy akár ezer hálózati kliensen mikro-szekundumos pontossággal fenntartani apontos idôt (3. ábra).

Az új idôszervereket az IT-technoló-gia profi felhasználói által támasztott igé-nyek szerint úgy alakították, hogy alehetô legkisebb erôforrástöbblettel, újbiztonsági tulajdonságokkal és több,

[email protected]

2007/6.

36


A LAMBDA cég GenesysTM 10 és 15 kW-osDC-laboratóriumi tápegységei 1000 A-ig

A LAMBDA cég által gyártott GenesysTM

programozható DC-tápegységcsaládkét új taggal bôvült, amely rugalmasságés megbízhatóság tekintetében mérték-adó a különbözô ipari és laboratóriumialkalmazásoknál.

Így több teljesítményszint (750 W,1,5 kW, 3,3 kW, 10 kW és 15 kW), ki-meneti feszültségtartomány (7,5 V-tól600 V-ig), és kimenôáram 1000 A-ig állrendelkezésünkre. A lehetséges beme-neti AC-tartományokat is egy hosszúlista tartalmazza.

A GenesysTM programozható kapcso-lóüzemû tápegységcsalád legújabb tag-jai nagy teljesítménysûrûséggel, kis hul-lámosságú kimenetekkel, felhasználó-barát, komplett interfészkészlettel és vi-lágviszonylatban elterjedt egy- és há-romfázisú bemeneti tápellátással ren-delkeznek, és az európai EMC-elôírá-soknak is megfelelnek.

A könnyen kezelhetô, átkapcsolhatóenkóderek (6 és 30 menet) és az elôlapi4 digites áram- és feszültségkijelzôklehetôvé teszik a tápegység gyors ésmegbízható vezérlését. Állítható túlfe-szültségvédelem (OVP), alsó kimenô-feszültség-limit (UVL) és visszahajló

áramleszabályozás fokozzák a flexibili-tást. A beállított értékeket megtekinthet-jük a kijelzôn. Az áramvisszahajlás sza-bályozása a kimenet lekapcsolását is le-hetôvé teszi a biztonság érdekében.

A GenesysTM család legújabb opció-ja a LAN interfész. Legfontosabbjellemzôi a gyors indítás, a fix és dina-mikus címzés, valamint a LAN hibade-tektálás. A lokális hálózatba kötött„master” készülék kommunikálni tud azMD „slave” (Multi Drop RS–485) opci-óval ellátott másik készülékkel. Az in-terfész kompatibilis a legtöbb szabvá-nyos számítógéphálózattal.

A GenesysTM 10/15 kW fontos újfunkciója, hogy négy tápegységet iskapcsolhatunk párhuzamosan, és a„master” programozni és monitoroznitudja a csoport teljes áramát, így látszó-lag egy önálló, akár 60 kW-os tápegysé-get hozhatunk létre, amely tovább nö-veli a tápegység flexibilitását a rend-szerfejlesztôk örömére.

Egy új digitális jellemzô az ún.Multi-Drop funkció, amely lehetôvé te-szi az IEEE Multi-Drop „master” számá-ra a Multi Drop „slave” vezérlésétRS–485 vonalon át. Így megtakarítható aköltséges GPIB interfész beépítése a„slave” egységekbe. 31 készülék címez-hetô ilyen módon az RS–485 interfészeksegítségével, amelyek alaptartozékok.

Lényeges biztonsági elem a bizton-ságos újraindítás-funkció, amelylehetôvé teszi a felhasználó számára,hogy kikapcsolás, vagy a hálózat kima-radása esetén a tápegység térjen visszaaz azt megelôzô állapotba, vagy 0 ki-menôfeszültség beállításával várjon akezelô utasítására, illetve az utolsóbeállításmemória használata, amely azutoljára beállított értékek visszaállításá-ra szolgál.

Mint a többi GenesysTM termék, a 3Umagasságú 10 és 15 kW-os modellek is

16 bites RS–232/RS–485 digitális inter-fésszel rendelkeznek. Ezen a digitálisinterfészen keresztül 31 tápegységprogramozható egymás után sorba kap-csolva (daisy chain). Analóg távvezérel-hetôség 0 … 5 V vagy 0 … 10 V tarto-mányban választható a hátoldali DIPkapcsoló segítségével. A GenesysTM ter-vezése során nagy hangsúlyt fektettek amoduláris felépítésre és az SMT-tech-nológiára a nagyobb üzembiztonságérdekében.

A Newtons4th PPA2500 precíziós teljesítményanalizátor-családja DC és 10 mHz … 2 MHz tartományban

Napjaink elektronikai fejlesztômérnö-kei – a tápegységfejlesztéstôl kezdve afénycsô-elektronikákon át a mikrohul-lámú és motorhajtás-vezérlésig – azzala problémával szembesülnek, hogy mi-nél kisebb méretû és jobb hatásfokútermékeket hozzanak létre. Ezek az elvárások olyan teljesítményanalizá-torokat igényelnek, amelyek lényege-sen pontosabb nagyfrekvenciás méré-seket tesznek lehetôvé.

Válaszolva erre a növekvô igényre,a Newtons4th kombinálta a nagyfrek-venciás méréstechnikában szerzett sok-éves tapasztalatait innovatív analóg ésdigitális fejlesztôi tudásával, és egy új-generációs, precíziós, a kategóriájábanvezetô helyet elfoglaló teljesítmény-analizátor-családot, a PPA2500 soroza-tot fejlesztette ki.

A PPA2500-sorozat számos technoló-giai elônye mellett nem csak kiváló telje-sítményével és minôségével tûnik ki, ha-nem rendkívül versenyképes árával is.

Mint a korábban kifejlesztett PSM(Phase Sensitive Multimeter) családnál,a PPA2500-nál is nagy hangsúlyt fek-tettek a flexibilitás mellett a készülékkönnyû kezelhetôségére.A mûszernek hat könnyen és gyorsanelérhetô funkciója van:

Teljesítményanalizátor-funkció: RMS,alapharmonikus és DC-teljesítménymérése minden egyes fázisra.Integrátorfunkció: RMS- és integráltalapharmonikus értékek valós idejûvagy háttérben történô összegzése. Harmonikus analizátorfunkció: áram-és feszültség-felharmonikusok egy-

1. ábra. A Genesys programozható tápegység

Az ELTEST Kft. az amerikai LeCroy termékeinek kizárólagos magyarországiforgalmazójaként oszcilloszkópok és kiegészítôik (speciális célszoftverek,logikai állapotanalizátor-opciók, mérôfejek, lakatfogók stb.) széles skálá-ját kínálja. Mindemellett további 15 cég termékeivel is ügyfelei rendelke-zésére áll, amellyel az elektronikai méréstechnika teljes vertikumát fel-öleli. Ebbôl most három jelentôs beszállítónk újdonságait szeretnénk be-mutatni

Újdonságok az ELTEST Kft. termékkínálatábanÚj DC-tápegység, teljesítményanalizátor és ESD-generátor

2. ábra. Precíziós teljesítményanalizátor a Newtons4th cégtôl

37


www.elektro-net.hu

idejû kijelzése, valamint a valós ide-jû „THD” grafikus vagy táblázatosmegjelenítése.Multiméter-funkció: RMS (DC- össze-tevôvel vagy nélküle), DC, csúcsér-ték, „crest factor-” és „surge-” értékekkijelzése.Impedanciaanalizátor-funkció: tel-jes impedancia, ohmos és reaktívösszetevôk, továbbá az összes fázis-szög mérése.Oszcilloszkópfunkció: valós idejû fe-szültség- és áramhullámalakok meg-jelenítése, amplitúdó-, idôalap- éstriggerállítási lehetôséggel, valamintkurzoros mérésekkel.

Az EMC PARTNER ESD3000 típusú kéziESD generátora

Az ESD3000 egy akkumulátoros táplá-lású, könnyû kézigenerátor. Modulárisfelépítése és számtalan kiegészítô tarto-zéka révén lehetôvé válik több külön-bözô szabvány szerinti tesztelés egy-szerû modulcserével, mind kontaktu-sos, mind levegôn keresztül történô ki-sülések vizsgálata esetén. Az egysze-rûen cserélhetô kisütômodulok (DM)révén gyorsan alkalmassá válik azESD3000 egy új alkalmazás vizsgálatá-ra. Minden újonnan beillesztett modult

az ESD3000 automatikusan felismer, ésa hozzá tartozó programot aktiválja. Amodulok konfigurálhatóak a speciálisalkatrészértékeknek megfelelôen, de

lehetôség van arra is, hogy a hullám-alak a meghatározott kalibrálási elôírásszerint alakuljon. Minden nagyfeszült-ségû áramkört a modulok tartalmaznak,így az ESD3000 az egyetlen olyan ESD-rendszer, amely teljesen megfelel a sok-féle különbözô szabvány követelmé-nyeinek.

Szintén egyedülálló osztályában,hogy újratölthetô akkumulátorok táplál-ják, amelyek 30 kV vizsgálófeszültség

esetén 8 óra mûködési idôtartamot biz-tosítanak 1 Hz kisütési ciklus mellett.

Az elektronikus polaritásváltás, csak-úgy, mint a váltakozó polaritás állandófunkció minden ESD3000 modellben. Azalapkiépítésû 16 kV-os készülék könnyenbôvíthetô 30 kV-ig egy relémodul (RM)segítségével. Az ESD3000 távvezérléséreaz EMC PARTNER „TEMA” nevû szoft-vercsomagjával nyílik mód, amely a je-lentések készítését is lehetôvé teszi. A hosszú idôtartamú vizsgálatokat az op-cióként beszerezhetô állvány segíti.

A fentiek alapján is elmondhatjuk,hogy az ELTEST Kft. piacvezetô beszállí-tóinak köszönhetôen folyamatosan meg-újuló termékkínálattal várja ügyfeleit,hogy méréstechnikai feladataikat egyremagasabb szinten tudják megoldani.Most ráadásul bizonyos LeCroy-termé-kek (pl. logikai állapotanalizátor-opció)esetében akciós árakkal várjuk ügyfele-inket! Amennyiben kérdései merülnénekfel, kérjük, hívja Daróczi Dezsôt!

További információ: ELTEST Kft.1015 Budapest, Hattyú u. 16.Tel.: 202-1873. Fax: 225-0031

[email protected]

3. ábra. Kézi ESD generátor az EMC PARTNER-tôl

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]

2007/6.

38


A legújabb National Instruments (Nasdaq:NATI) PXI-termékek segítségével a merev-lemezre történô folyamatos adatmentés,valamint -visszaolvasás (data streaming)során nagyobb adatátviteli sebességérhetô el, mint eddig bármely ipari szab-ványnak megfelelô teszt- és méréstechni-kai platformmal. Az új PXI Express-specifi-káción alapuló PXI-termékek kombináció-ja, amely moduláris mûszereket, beágya-zott vezérlôt és RAID merevlemezcsopor-tokat foglal magában, akár 600 MiB/s-osfolyamatos adatátviteli sebességet képesbiztosítani a merevlemez és az eszköz(modulok) között az adatgyûjtés és -visz-szajátszás során. Az új eszközökkel a mér-nökök növelhetik a folyamatos adatgyûj-tés és jelgenerálás sebességét, csökkenthe-tik a tesztidôt, és használatuk során telje-sen új alkalmazási lehetôségekkel találhat-ják szemben magukat. Eddig a hasonlójellegû streamer alkalmazásokhoz többtíz-, sôt akár többszázezer dolláros egyedi,dedikált rendszerekre volt szükség.

Az új NI PXIe-5442 típusú 16 bites hul-lámforma-generátora tetszôleges jelalakoklétrehozására alkalmazható. A jelgenerálássebessége elérheti a 100 megaminta/s-os(200 MiB/s) sebességet, a hullámformákhossza pedig akár több terabájt is lehet. Haa hullámforma továbbítása – a modul teljessebességét kihasználva – közvetlenül amerevlemezrôl történik, az tesztidô-megta-karítást tesz lehetôvé ahhoz képest, minthaa hullámformát lassú mûszervezérlô bu-szokon keresztül kellene feltöltenünk. A National Instruments meglévô NI PXIe-5122-es 100 megaminta/s-os digitalizálójaés NI PXIe-6536/7 típusú 25/50 MHz-es,32 csatornás digitális I/O modulja az új NIPXIe-5442-vel kiegészülve immár teljeskörû adatfolyam-megoldást biztosítanak aKF/alapsávi és kevert jelek világában. Mi-vel a PXI Express kompatibilis minden ed-digi PXI modullal, az új NI PXIe-5442 mo-dul együttmûködhet az NI PXI-5610-es 2,7 GHz-es RF keverôvel is. Ez lehetôvé te-szi a teljes 20 MHz-es valós idejû sávszé-lesség merevlemezre mentését, illetve visz-szajátszását a kommunikációs, katonai ésûrkutatási RF-alkalmazásokban.

Az adatfolyam-alkalmazásokban anagy átviteli sebességû PXI moduláris mû-

szereken kívül nagy sávszélességû rend-szervezérlôkre és RAID adattárolókra isszükség van. Az új NI PXIe-8130-as be-ágyazott vezérlô x4 PCI Express-felületé-vel maximálisan 4 GiB/s sávszélességetbiztosít a PXI Express rendszerek számá-ra. A vezérlô a 2,3 GHz-es AMD Turion64 X2 típusú kétmagos processzorral,ExpressCard kártyahellyel és Gigabit ethernetkapcsolattal rendelkezik. Az újNI 8262 modul a NI HDD-8263-as ésHDD-8264-es külsô RAID tömbökkel600 MiB/s sebességet elérô folyamatos,hosszú idejû adatátviteli sebességet biz-tosít. Az NI 8262 modul egy x4 PCIExpress felülettel rendelkezik, amelyenkeresztül összeköthetô a 3U magasHDD-8264 egységgel vagy pedig az 1Uméretû HDD-8263-mal. A HDD-8264tizenkettô, a HDD-8263 pedig 4 db250 GiB-os SATA merevlemezt tartal-maz (3 TiB, ill. 1 TiB összkapacitás).

A PXI Express, amely a PXI-specifiká-ció kiegészítése, a PC-s technológiáraépülve az iparban kínált legnagyobb sáv-szélességet, legkisebb késleltetési idôt éslegjobb idôzítési/szinkronizációs lehetô-ségeket nyújtja a jelenleg is használatbanlévô, nagyszámú PXI-rendszerrel valóhardveres és szoftveres kompatibilitásmegôrzése mellett. Az új PXI Express-ter-mékek együttmûködnek minden eddigiPXI modullal és szoftverrel. Az új termé-kek szoftvereszközök széles válasz-tékával használhatók, köztük a LabVIEW8.5 grafikus fejlesztôkörnyezettel is. ALabVIEW 8.5 párhuzamos programstruk-túrát és többszálúságot biztosít a nagysebességû, PXI Express-alapú streamer-alkalmazások számára. Az új modulok a

meglévô LabVIEW programokkal, vala-mint az NI LabWindows™/CVI ANSI C-ben és az NI Measurement Studio forMicrosoft Visual Studioban írt szoftverek-kel is használhatók.

Néhány szó a PXI-rôl és a moduláris mûszerekrôl

A PXI a PXI Systems Alliance (ww.px-isa.org) gondozásában álló, nyílt specifi-káció, amely egy robusztus, PC-alapú,tesztelési, mérési és vezérlési feladatokraoptimalizált platformot alkot. Az 1997-ben létrehozott PXI-specifikációt ma már70 cég támogatja, és a kompatibilis ter-mékek száma meghaladja az 1500-at. A PXI moduláris mûszerezési technikáthasználó mérnökök a számukra szüksé-ges alapvetô funkcionalitást a rendelke-zésre álló mérômodulok, jelgenerátorok,RF, tápegység és kapcsolómodulok szé-les választékából válogathatják össze. Eztkövetôen az egyedi feladathoz szükségesmûszerszolgáltatások kialakítása szoftve-resen történik. A PXI és a moduláris mû-szerek az ipari szabvány PC-s technikaés PXI a magas szintû idôzítési/szinkro-nizációs lehetôségeinek együttes kihasz-nálásával nagy sebességû tesztelést tesz-nek lehetôvé.

A CVI, a LabVIEW, a MeasurementStudio, a National Instruments, az NI, azni.com és az NIWeek a National Instru-ments védjegyei. Minden más feltünte-tett termék- vagy vállalatnév az adottvállalat védjegye vagy termékneve. A LabWindows megjelölés használata aMicrosoft Corporationnal kötött megálla-podás alapján történik.

National Instruments Hungary Kereskedelmi Kft. H-2040 Budaörs, Távíró köz 2. A7. épület 2. emeletIngyenesen hívható telefonszám: 06 80 204 704Tel.: (06-23) 448-900Fax: (06-23) 501-589

E-mail: [email protected]: www.ni.com/hungary

1. ábra. A National Instruments új PXI-termékei

A National Instruments új PXI-termékei 600 MiB/s-os folyamatos merevlemezre történômentési sebességet biztosítanakAz új, PXI Express-alapú termékek kibôvítik az NI kínálatát az KF/RF/alapsávi adatrögzítés és -visszajátszás területén

39

2007/6. Automatizálás és folyamatirányításAutomatizálás és folyamatirányítás

www.elektro-net.hu

A jelenlegi felvonóvezérlõ áttekintése

A jelenlegi rendszer a 80-as években ke-rült kifejlesztésre a BME-ETT gondozá-sában. Maximálisan 18 emelet kezelé-sére képes, amelyet hat vezérlôkártyávalvalósít meg. Ezek rendre: CPU, ECC,DLC, PU1, PU2 és PU3. A 64 pólusúszimpla EUROPA- [1] kártyák mindegyi-ke a központi vezérlôben kapott helyet,amelyek a környezettel 4 vagy 5 darab30 pólusú csatlakozón tartják a kapcso-latot (1. ábra).

Vezérlôkártyák funkciói

A CPU-kártya a vezérlô lelke, amelyZ80-as mikroprocesszor köré épül. Ezfuttatja a liftvezérlô programot. Az ECCfeladata a motorvezérlés, míg a DLC-kártya felelôs az ajtómûködtetésért és afülkevilágításért. Az emeleteken elhe-lyezett 7 szegmenses kijelzôk, nyomó-gombok és azokat nyugtázó LED-ek ve-zérléséért a PUx-kártyák felelnek.

A jelenlegi vezérlés hátrányai

Minden egyes jel kiértékelése a központivezérlôben zajlik. Ez azt jelenti, hogy azelsô emeleten jelentkezô felhasználói ké-rés elôször a központi vezérlôbe jut. Ittmegtörténik a jelfeldolgozás, majd enneka visszajelzése ugyancsak az elsô emele-ten realizálódik. Ez a felépítés azt ered-ményezi, hogy minden egyes nyomó-gombnak, kijelzônek, kapcsolónak,érzékelônek és visszajelzô fénynek kap-csolatban kell állnia a központi vezérlô-vel. Ez rengeteg csatlakozási pontot ésvezetéket jelent. Mindkettô a megbízha-tóságot csökkenti, továbbá a rendszerösszköltségét is jelentôsen emeli.

További hátrányként említhetô a rend-szer zártsága. Nincs lehetôség továbbiPUx-kártyával való bôvítésre, vagy a ve-zérlôprogram módosítására, a kiszolgál-ható emeletek számának növelésére.

Az új rendszer koncepciója

A fejlesztést az motiválta, hogy a nagy-számú vezetékezés kiváltható mindösszenégy vezetékszámú buszrendszerrel, ez-zel csökkentve a csatlakozási pontok szá-mát, amelyek önmagukban is óriásihibalehetôséget hordoznak. Másfelôlolyan rendszer kialakítása volt a cél,amely a felhasználói igények szerint kel-lôen rugalmas és alakítható. Fontosszempont volt, hogy az emeleti szintekenmegjelenô I/O jelek feldolgozása hely-ben történjen, azokat ne kelljen a vezér-lôbe eljuttatni.

Szem elôtt tartva az idôbeli korláto-kat, mindezen változtatások a jelenlegiliftvezérlô algoritmus megôrzése mellettvoltak elvégezhetôk. Ehhez viszont szük-ség volt a CPU- és ECC-kártyák megôrzé-

sére. Az így kialakított rendszer blokksé-máját a 2. ábra szemlélteti.

EIF, FIF és IF jelzésû vezérlôkártyák

Az EIF emeleti vezérlôkártya. Megléteminden emeleten szükséges. Feladata aliftvezérlô gombok kezelése, a hétszeg-menses kijelzôkön a fülke aktuális pozí-ciójának kijelzése, a felhasználó számá-ra a visszajelzések megjelenítése, továb-bá az IF-kártyával való kommunikációmegteremtése, a lekérdezô üzenetekreelôírt idôn belüli válaszküldés.

A FIF fülke interfész-kártya. Feladataa fülkében található gombok kezelése, akabin oldalán lévô mozgásérzékelôszenzorok jeleinek feldolgozása. Segítsé-gükkel utasítható a motor megállásra, in-dulásra, gyorsításra, lassításra. Ebben azesetben a gyorsaság szignifikáns. A FIF ésaz IF között kellôen gyors kommunikáci-ónak kell fennállnia, hogy a vezérlô a ka-bint a megfelelô pozícióba tudja hozni.Míg az EIF-kártyák esetén elegendô 'Soft

2. ábra. Az új rendszer blokksémája: a) az új koncepciójú vezérlés, b) a lift sematikus ábrája

A cikk témája a konvencionális pont-pont kapcsolatú felvonóvezérlô továbbfejlesztése buszalapú, intelligens,mikrokontrolleres vezérléssé. A fejlesztés a Budapesti Mûszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Méréstechnikaés Információs Rendszerek Tanszékén dr. Szegi András vezetésével zajlott. Az újfajta vezérlés és felépítés céljaa nagyszámú vezetékezés drasztikus csökkentése, a javíthatóság és modularitás növelése, az eddigi struktúraleegyszerûsítése és a költségek lefaragása. A munka elsô fázisában elkészült mini liftrendszer három darabemeleti interfész- (EIF) kártyából áll, amelyek közül az egyik szimulálja a központi interfész- (IF) kártya szere-pét. A kártyákra újfajta, C-nyelvû program került megírásra, amelynek segítségével reprezentálhatóak a leendôrendszer képességei, és a hagyományos megoldásoknál hatékonyabb liftvezérlési algoritmusok kifejlesztésétteszi lehetôvé

Mikrokontroller-alapú liftvezérlõ rendszer

BECKER ÁKOS

1. ábra. A jelenlegi felvonóvezérlô blokksémája: a) a vezérlés, b) a lift sematikus rajza

Becker Ákos szigorló villamosmérnök-hallgató a Budapesti Mûszaki és Gazdaságtudo-mányi Egyetemen. Tanulmányait 2007szeptemberétôl az Elektronikai Technoló-gia Tanszéken Ph. D.-hallgatóként folytatja

[email protected]

2007/6.

40


Real Time' rendszerre tervezni, ebben azesetben csak a 'Hard Real Time' megol-dás az elfogadható.

Az IF interfészkártya a régi rendszerûvezérlô és az új rendszer között. A háromkártya közül a legkomplexebb. Egyikirányban szimulálja a megmaradó kár-tyák felé a régi rendszert (CPU, ECC), má-sik irányban megteremti a lehetôséget kétkülönálló buszrendszer kialakítására azEIF- és FIF-kártyák felé.

A kártyák tervezése

A tervezés az OrCAD tervezôrendszersegítségével zajlott. Elsô lépésként elké-szült az EIF-kártya prototípusa. Az emele-ti vezérlô két nyomtatott áramkörön ka-pott helyet. Az egyik tartalmazza a mik-rokontrollert, a szükséges tranzisztorokat,címkiválasztó jumpereket, ICSP (In-Circuit Serial Programming [2]) csatlako-zót, CAN (Controller Area Network [3])szintillesztôt és a tápellátáshoz szükségesDC/DC konvertert (3. ábra), míg a másikhordozón hétszegmenses kijelzô és négynyomógomb kapott helyet (4. ábra).

A kétrétegû hordozók az ElektronikaiTechnológia Tanszék Kutató Laboratóriu-mában készültek. A furatok direkt furatfé-mezéssel készültek. Néhány szó az emlí-tett technológiáról:

Hagyományos megoldás a kémiai fu-ratfémezés. A hordozót megfelelô elôké-szítés után palládiumfürdôbe merítik.Hatására az epoxigyanta-szöveten pallá-diumcsírák jelennek meg. A csírák felüle-tén történik a 0,3 … 1 µm vastagságú réz-réteg kémiai, azaz árammentes (electro-less) úton történô kialakítása. Ezt köve-tôen galvánfürdôbe helyezve a lemezt, arézréteg vastagsága a kívánt szintrenöveszthetô. Ez tipikusan 35 µm, de nemritka a 100 µm-es érték sem.

Ezzel szemben a direkt furatfémezéssorán már a palládiumfürdôben – amelyfürdô összetétele eltér a korábban emlí-tettôl – kialakításra kerül egy palládium-szulfid vezetôréteg a furatok felszínén.Ugyan ennek vezetési tulajdonságai rosz-szabbak, mint a rézé, ez mégis elegendôahhoz, hogy a galvanizálás során meg-felelô vastagságú rézréteg felvitelét tegyelehetôvé. A két technológia különbségetovábbá az, hogy az elôbbi esetben ké-miai, míg utóbbinál fizikai kötésrôl be-szélünk.

Kommunikáció

A buszrendszer kiválasztásánál fontosszempont volt annak egyszerûsége, to-vábbá az, hogy az egyénileg kialakítottprotokoll ráültethetô legyen. Hasonlóanlényeges szempont a zavarvédelem, hi-szen a kábelnek az épület teljes hosszá-ban végig kell futnia, ami 20 emelet ese-tén 100 m-es kábelhosszt jelent. Ilyen tá-

volságon pedig a megfelelô sebesség el-érése sem egyszerû.

Mindezeket figyelembe véve az opti-mális választás a CAN busz volt. Sajátprotokollja ugyan nem nevezhetô egy-szerûnek, de azt elhagyva, kizárólag a fi-zikai réteget használva, a fentebb felso-rolt követelmények mindegyikének meg-felel, az elôírt távolságon pedig 250Kibit/s-os sebességre képes.

A protokoll

Az IF- és EIF-kártyák között master-slavealapú kommunikációt alakítottunk ki,ahol az IF tölti be a master szerepét, az

üzenetcsere polling-rendszerû, tehát azIF adott idôközönként lekérdezô üzene-tet küld a soron következô emeleti kártyaszámára. Amint azt az emeleti egység ve-szi, válaszüzenetet küld, amely tartal-mazza a visszajelzô LED-ek állapotát és afülkehívásra vonatkozó kérést. Az IF a vá-laszt feldolgozva módosítja az adottemeleti kártyához tartozó rekordot, ésvégrehajtja a szükséges változtatásokat.A következô lekérdezés során, felhasz-nálva a korábbi választ és a fülke aktuálispozícióját, küld majd utasításokat az EIF-kártyának, hogyan módosítsa a kijelzôkés visszajelzô fények állapotait. Ez azt je-

lenti, hogy minden egyes lekérdezô üze-net az elôzô válaszüzenet nyugtája.

Ha valamilyen hiba folytán az IF nemkap választ az adott EIF-tôl, maximum azelôírt késleltetési ideig vár, utána akövetkezô kártyához fordul. A hiba nyug-tázásra kerül, és a legközelebbi lekérde-zés során ezt jelzi is az EIF felé, így az azazóta érvényben lévô változásokat fogjaa válaszüzenetben elküldeni. Ha az IFtöbb próbálkozás után sem kap üzenetetegy adott emeletrôl, hibát jelez a vezér-lôben, de az adott szintet kihagyva a töb-bi emeletet továbbra is kiszolgálja.

A biztonságos adatátvitelt segíti azüzenetek végén található ellenôrzô ösz-szeg. Ha a vevôoldalon számolt új ösz-szeg nem egyezik a csomagban küldöttel,akkor az adott üzenet nem kerül feldolgo-zásra. Függetlenül attól, hogy ez az IF-vagy EIF-oldalon következik-e be, mind-két eset eredménye az, hogy az IF nemkap idôben választ. Tehát visszavezethetôa korábban említett hibaállapotra, így azmindenképpen detektálásra kerül.

6. ábra. Válaszüzenet

5. ábra. Lekérdezô üzenet

3. ábra. EIF központi modul topológiai rajza

4. ábra. EIF kijelzômodul topológiai rajza


Üzenetek struktúrája

A lekérdezô üzenet hossza 7 bájt (5. áb-ra), míg az erre adott válasz mindössze-sen 3 bájt hosszú (6. ábra).

A hétbájtos lekérdezô üzenet egy spe-ciális karakterrel indul. Innen tudják azemeleti egységek, hogy az üzenet a ve-zérlôegységtôl származik. Ezt követi azéppen lekérdezés alatt álló emelet címe.Csak az a kártya fogja feldolgozni a to-vábbi bájtokat, amelyiknek ténylegesenszól. Ezek után a négybájtos adatrész jön,amelynek elsô két bájtja a hétszegmenseskijelzôn megjelenítendô érték. A soronkövetkezô bájt felsô négy bitje a LED-ekállapotát (ki- vagy bekapcsolt), míg alsónégy bitje a villogó vagy normál üzem-módot jelöli. A vezérlôbájt legalsó bitjeutal a korábbi üzenet vételének sikeressé-gére. A többi bit különbözô hibakódokattartalmazhat, de ez jelenleg nem imple-mentált a szoftverben. Mindezek után azellenôrzô összeg következik.

A válaszüzenet az EIF saját címévelkezdôdik. Ez két szempontból is elônyös.Egyrészt az IF tudja, hogy a lekérdezettegységtôl jött-e válasz, vagy sem. Más-részt, mivel a címek a speciális bájttal nemegyezhetnek meg, így nem veszik egymásüzeneteit, csökkentve ezzel a hibáklehetôségét is. Ezt követi az adat, majd azellenôrzô összeg. Az elôbbi a nyomó-gombok és LED-ek állapotát tükrözi.

Szoftver

Két programot most fejlesztettünk ki. Egyikaz emeleti egységekre, másik pedig – en-nek egy módosított változata – az ideigle-nes IF-kártyára. Annak ellenére, hogy agépközeli assembly hatékonyabb kóddalkecsegtetett, a magasabb szintû C-nyelvreesett a választás. Ennek oka, hogy a fejlesz-téshez szükséges idô jelentôsen csökken-thetô, továbbá a program még terjedelme-sebb kód esetén is átláthatóbb marad.

Mindkét algoritmus struktúrája azo-nos. A fô függvény inicializálja a hardvertés a változókat, majd engedélyezi a meg-szakításokat. A vezérlés többi részét azegyes megszakítások valósítják meg. Azadatok küldésérôl és fogadásáról egy-egy

függvény gondoskodik. A kijelzôk multi-plexelését egy önálló megszakítást gene-ráló idôzítô valósítja meg (7. ábra).

Összefoglalás

A munka eredményeként felmutatható azelkészült tesztrendszer (8. ábra).

Ez három darab EIF-kártyából áll, me-lyek közül az egyik ideiglenes IF-szerepettölt be – a képen legfelül. A meglévôszoftver- és hardveregyüttessel tesztel-hetôk a rendszer képességei, és szimulál-ható a valós liftmûködés.

A specifikációban elôírt maximális 12,5 ms-os lekérdezési idô a jelenlegi meg-oldással tovább csökkenthetô, egészen 10 ms-ig. Ez azt jelenti, hogy az IF 10 ms-onként kérdezi le az egyes emeleti vezér-lôket. Ez 20 emelet esetén mindössze 200ms-os periódusidôt jelent, azaz egy egységmásodperceként ötször kerül lekérdezésre.

Gyakorlati alkalmazásban, 20 emeletesetén, a hívógomb megnyomásának ki-értékeléséhez és az annak visszaigazolá-sát nyugtázó LED kigyújtásához keve-sebb, mint fél másodperc szükséges.

Irodalom:[1] Eurocard, Wikipedia, 2007 April

www.en.wikipedia.org/wiki/Eurocard[2] In-Circuit Serial Programming,

Microchip Technology Inc. 2003 Mayww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/30277d.pdf

[3] Controller Area Network, RobertBosch GmbH, 1980www.semiconductors.-bosch.de/en/20/can/index.asp

7. ábra. Fô program és a megszakításkezelô rutin

8. ábra. Az elkészült tesztrendszer

[email protected]

2007/6.

42


Fény mint mérôeszköz

A kamerák mérôeszköze a fény, így an-nak milyensége nagyon fontos a kame-rák számára.

A fényforrások legalább annyira kü-lönböznek egymástól, mint mi, emberek.A megvilágítást mindig az adott feladat-hoz kell kiválasztani. Mindenre jó meg-oldás nem létezik. A mérôeszköz lehetinfravörös fény (belsô anyagjellemzôkmérése, pl. zárványok) látható fénytarto-mány és ultraibolya fény (pl. anyag-jellemzôk, gázösszetevôk mérése).

Siemens képfeldolgozó rendszerek

A kamerás rendszerek utat törnek ma-guknak az ipar minden területén, ésma már a vezérléstechnikai eszkö-zökkel való teljes integráció a cél,amelyet a legszélesebb körben a Sie-mens valósított meg. Ma a képfeldolgozó eszközök legszé-lesebb skálájával szintén a Siemensrendelkezik. A Siemens eszközökszinte minden alkalmazást kiszolgál-nak, legyen az kézi vagy telepített, fel-

adatspecifikus vagy általános rend-szer – a korszerû feladatmegoldásoktucatjai alkalmazhatók

A képfeldolgozó eszközök két nagycsoportra oszthatók, amelyet a legköny-nyebben az 1. ábrán szemlélhetünk.

Természetesen nagyon fontosak a ka-merás rendszerek tulajdonságai, sebessé-gük, flexibilitásuk, tudásuk stb., azonbanmindenekelôtt nézzük meg, mire képesek!

Az alkalmazások száma megszámlál-hatatlan. Kísérletet teszünk egyfajta cso-portosításra, azonban egy adott csopor-ton belül is az alkalmazások tömege lé-tezhet az egyszerûtôl a bonyolultig.

Felhasználási területek

Termékválogatás

Hasonlóan az emberhez, a kamerásrendszerek képesek tárgyak alakjait felis-merni, így alkalmasak sérült, nem odaillô, más típusú termékek szétválogatásá-ra. A tárgyak felismerése történhet egy-szerû tanítással (egyszerûbb alakzatok), atárgyra jellemzô program összeállításá-val, vagy akár CAD-fájlból vett adatokkal(2. ábra).

Tulajdonságfelismerés

A termékek, a környezetük általában ösz-szetettek. Egy termék tartalmazhat ide-gen anyagot, kerülhet nem megfelelô po-zícióba, változhat az anyagáramlása,vagy akár önmaga is. Az alapjában töké-letesen jó termék hagyományos jó-rosszértelemben nem megfelelô, mivel ren-delkezik plusztulajdonságokkal. A kame-ra képes szétválogatni a termék tulajdon-ságait, és dönteni felôle.1. ábra. Képfeldolgozó eszközök

2. ábra. Termékválogatás

Az angol nyelvrôl fordított „image processing”, vagyis képfeldolgozás alattgyakran egy gyûjtôfogalmat értünk, amely egy kép bármilyen manipulációjátfoglalja magában. Jelen esetben egy ennél szûkebb szegmens, a kamerák által szolgáltatott képek elemzését értjük alatta. Ez önmagában is hatalmasterület, amelynek egyik ága az ipari rendszerek. Az ipari képfeldolgozó rend-szerek alapvetô eleme a kamera. Alkalmazási területei a látható és infravö-rös fényben érzékelhetô objektumok és azok paramétereinek meghatározá-sa. Szorosan vett alkalmazási területei: felismerés, mérés, olvasás,ellenôrzés, vagyis mindaz, amire mi, emberek a „szemünket” használjuk. Azemberi szemmel való összehasonlítás helytálló is meg nem is. A különbségektermészetesen óriásiak (gondoljunk arra, hogy a szemünk által szolgáltatottinformációkat az emberi agy elemzi, amelyet egyelôre egyetlen számítógépsem képes megközelíteni, másrészt a képfeldolgozó rendszerek olyan mate-matikai apparátussal rendelkeznek, amelyek egzakt számszerûsítésben messze felülmúlják az emberi agyat.)

A képfeldolgozás egy teljesen új tudományággá fejlôdik, mind újabb kuta-tási eredmények segítik ebben. Az utóbbi évek technológiai fejlôdése tettelehetôvé olyan eszközök létrehozását, amelyek már elegendô erôforrást szol-gáltatnak a képfeldolgozó rendszerek számára. A megfelelô erôforrásháttérutat nyitott a komolyabb matematikai modellek és módszerek alkalmazásá-ra, amely egy mai, modern képfeldolgozó rendszert automatikus, érintés-mentes, pontos, gyors, következetes és jól kezelhetô mérôrendszerré tesz

Siemens ipari kamerás rendszerek alkalmazási területei

HIZO IMRE

Hibás termék

Idegen termék

Más típusú termék

[email protected]

2007/6.

44


A gyártáshibás és megmenthetô ter-mékeket képes különbözôen kezelni, ez-zel nemcsak a selejtet, hanem az elôál-lítási költséget is csökkenti (3. ábra).

Rajzolat- és nyomatfelismerés

Általában valamilyen nyomdai munkálat-ra gondolunk, azonban a legtöbb termék

rendelkezik valamilyen rajzolattal, mintá-val, legyen az nyomtatott, öntött, gravíro-zott vagy egyéb úton létrehozott. A komp-lex alakzatok ellenôrzése az ember szá-mára meglehetôsen nehéz feladat, nemígy a kameráknak, amelyek forma, alak,szín, pozíció, minôség, olvashatóság ésegyéb más kategóriák szerint részletesen,pontról pontra végigkövetik, ellenôrzikazokat. A spektrum roppant széles, az egy-szerû formaellenôrzéstôl a komplex mate-matikai mûveleteket igénylô, bonyolult,precíz ellenôrzésekig (4. ábra).

Tárgyak felismerése. Összeszerelés

Tárgyaink többsége több darabból, egy-ségbôl áll. Ezek összeszerelése nem min-dig sikerül úgy, ahogy szeretnénk. A ka-mera képes elkülöníteni egymástól azegyes tárgyakat, megvizsgálni azok pozí-cióját, figyelembe venni a különbözôrészelemek egymáshoz való helyzetét,dönteni azok megfelelôségérôl, vagy márösszeszerelés folyamatában képi infor-mációk alapján vezérelni egy robotkart,és módosítani annak pályáját (5. ábra).

Olvasás

A termékeket a legtöbb esetben jelöljükvalamilyen módon. Legyen az egy egy-szerû név, vagy egy teljes termék-vissza-követési rendszer, a jelöléseinket olvas-nunk kell. A kamerák számára a karakter,a vonalkód, vagy az utóbbi idôben széleskörben alkalmazott data matrix kód olva-sása nem jelent problémát (6. ábra).

Geometriai mérések

A kamerák nemcsak látnak, hanem meg-mondják a tárgyunk geometriai méreteit.Lehet az mérôszalag, tolómérô, mikro-méter vagy szögmérô, a kamerák mind-egyik eszköz feladatát ellátják. A kame-rák számítástechnikai erôforrása lehetôvéteszi egyszerre több tucat mérés elvégzé-sét (7. ábra).

Szubjektív mérések

A gyártási hibák nem csupán egzaktproblémákból állnak. A repedés, felületiminôség, karc, beszívódás stb. nehezendefiniálható hibajelenségek. A kameraezen jelenségeket matematikai szám-sorokra fordítja, egzakt értékekké alakítjaa számunkra sokszor szubjektív jelensé-geket (8. ábra).

Háromdimenziós mérések

A tárgyak legnagyobb része háromdi-menziós. Hagyományos eszközökkelegyrészt nem egyszerû, másrésztidôigényes feladat a háromdimenziós

3. ábra. Tulajdonságfelismerés

Idegen anyag felismerése

Töltöttségpozíció felismerése

4. ábra. Rajzolat- és nyomatfelismerés

Rajzolatok finomsága, sûrûsége

Szín és alak

Pozíció és minõségOlvashatóság

5. ábra. Tárgyak felismerése

Szín, érték, pozíció,össszeszerelés

Pontosság, meglét és pozíció

Alkatrészek egymáshoz viszonyított helyzete

7. ábra. Geometriai mérések

Átmérõ, formahûség,

szög

Rádiusz- egyenletesség,

-távolság

Párhuzamosság, elhajlás, távolság

Data matrix olvasás

Karakterolvasás

6. ábra. Olvasás

45


www.elektro-net.hu

mérések elvégzése. A kamerák ezt a fel-adatot is gyorsan és pontosan látják el. Akamera megalkotja a tárgy háromdimen-ziós képét, és azon matematikai eszkö-

zökkel, korlátok nélkül, akár olyan térbe-li paraméterek, alakzatok mérését is el-végzi, amely egyetlen más mérôeszköz-zel sem mérhetô (9. ábra).

Háromdimenziós mérések és lézer

A harmadik dimenzió meghatározásanem mindig könnyû feladat. Bonyolultgeometriájú tárgyak esetén szükség van alézer segítségére, amely a harmadik di-menziót leképezi a kamera képére, ahon-nan csak ki kell olvasni (10. ábra).

Furatellenôrzések

A furatok, lyukak belsejét általában csakakkor látjuk, ha szétvágjuk azokat. A ka-merák speciális optikákkal képesek be-menni a furatokba, és azokat roncsolás-mentesen ellenôrizni. A furatban folya-matosan haladó optikai eszköz képeit akamera összeilleszti, majd a belsô palás-tot matematikai módszerekkel kiteríti. Azeredmény a furat belsô palástja síkbanábrázolva, ahol a mérések és ellenôrzé-sek ugyanúgy történnek, mint bármilyensík tárgyon (11. ábra).

További információ:Hizo Imre, AMIVISION Kft.1161 Budapest, Madách u. 3Tel.: +36 1 401-0638Fax: +36 1 401-0639

E-mail: [email protected]/simatic-sensors

8. ábra. Szubjektív mérések

BeszívódásRepedés mérése Felületi elváltozás

9. ábra. Háromdimenziós mérések

A forrasztásellenõrzése

Méretek, szögek, hajlítási sugarak stb. X, Y, Z méretei

Alak, felületi hibák, méretek

10. ábra. Háromdimenziós mérések lézer segítségével

Felületminõség, távolság,átmérõ, sorja, ovalitás,egyenetlenség geometriaiparaméterek stb. mérése

Bonyolult formák mérése

Evolvens felületek minõsége

11. ábra. Furatok ellenôrzése

Belsõ felület-ellenõrzés, osztályokba sorolt hibák, furatátmérõk,letörések mérete, ovalitása, sérülések, kónuszok szögei stb.

Három kívánság: teljesítve egy kuPACbanA korszerû irányítási rendszerek megvalósítása során sokszor egymásnak ellentmondó követelményekkel kell szembenézni. Míga hagyományos irányítórendszerek egyszerû érzékelôkkel és beavatkozószervekkel voltak kapcsolatban, a legtöbb modern alkal-mazás esetén ez csupán a kezdet. A fejlett algoritmusok, a hálózati illesztések, az eszközök összehangolt együttmûködése és avállalatot átfogó adatintegrálás a korszerû megoldások esetében jelentôs követelménynövekedést jelentenek. Képzeljük el,hogy egy komplex aritmetikai mûveletet (PID-szabályozó, lebegôpontos öntanuló algoritmus) létradiagrammal kell megvalósíta-ni, vagy adatot kell cserélni OPC-felületen keresztül! Elég nehézkes. Vagy a PC-n megszokott vizuális felülettel szeretnénk mul-titaszkos, pontos idôzítést kívánó sorrendi vezérlést megvalósítani. Ahogy mondják: bármit meg lehet oldani akármivel, de…

Legyen a PLC inkább PC!

Amikor Önnek PLC-t kell használnia egykorszerû rendszerben, azonnal felmerül ahálózati kapcsolatok, különbözô eszközökprotokollillesztésének, a vállalati üzletirendszer illesztésének és más kívánságokkielégítésének problémája. Az ilyen típus-

feladatok inkább a PC képességeihez il-leszkednek. PLC-alapú alkalmazásokbanilyen esetekben további processzorokra(mint eseménysorrend-elemzô kártya), há-lózati átjárókra vagy konverterekre, elkü-lönült PC-n futó „middleware” szoftverre,és a vállalati rendszerekhez történô integ-rálást megoldó szoftverekre van szükség.

1. ábra. Afelhasználódilemmája

[email protected]

2007/6.

46


Legyen a PC inkább PLC!

Másrészt viszont az ipari környezetben aPC – bár a legkorszerûbb képességeketnyújtja az adatfeldolgozás és a hálózatikommunikáció terén – mégiscsak igenvédtelen, még ipari PC használatakor is.Ahogy egy PLC is csak nehézkesen oldjameg a PC-szerû feladatokat, a PC sem ké-pes teljesíteni a PLC-szerû feladatokat:például az idôkritikus, determinisztikusütemezésû lefutóvezérlés megvalósításaelég kilátástalan. (A külsô I/O-egységekrôl, -bôvíthetôségrôl nem is beszélve.)

Legyen integrált, mint egy DCS!

A DCS-rendszerek használói nagyra érté-kelik a hardver és a szoftver integráltságát.Mivel egyetlen pontból látható a fejlesztôikörnyezetben minden I/O pont, változó ésérték, a megjelenítések szorosan kapcso-lódnak az algoritmusokkal, a fejlesztés, abeüzemelés és üzemeltetés során egyszempontrendszer szerint kell eljárni.

Legyen akkor PAC!

Az automatizálási rendszerek gyártóinakmeg kell felelniük a fenti elvárásoknak. A PLC-stílusú, determinisztikus gép- és fo-lyamatvezérlés kombinálása rugalmasankonfigurálható, és az üzleti rendszerekhezintegrálható PC-alapú megoldásokkal újkorszakot teremtett: eljött a PAC (Program-mable Automation Controller) kora!

Az elv persze itt is régebbi, már koráb-ban is megjelentek az úgynevezett „add-on” típusú megoldások, azonban igen ala-csony integráltság mellett. A PAC sokkalszélesebb spektrumot fog át, hiszen már atervezése is ezek szerint történt. (Példáulaz olyan feladatok, mint számlálás, táro-lás, PID-szabályozás, adatgyûjtés és fel-dolgozás, egy tipikus PLC-rendszerbennagyon sok kiegészítôt igényel.) A PAC-bamindezt beépítették.

A PAC alapvetôen moduláris felépíté-sû, nyílt architektúrát használ, így bôvít-hetô, és a más rendszerekkel történô kom-munikáció is beépített. Pontosabban szól-va, a PAC-rendszerek egyszerre képesekhatékony feldolgozásra és I/O-mûveletek-re. A PAC többfunkciós, egyszerre kérdezile az analóg és digitális jeleket, és vezérliazokat, mialatt akár soros jeleket fogadhatmás eszközökbôl is.

A SNAP PAC-rendszer

Az OPTO 22, az Ethernet-alapú irányító-rendszerek innovatív gyártójának rendsze-re teljes mértékben kielégíti a fenti elvárá-sokat.1. A SNAP PAC System™ négy kompo-nensbôl épül fel: szoftver, vezérlô-egységek, fejegységek és I/O. Az alkalma-zások fejlesztése, belövése és hibakeresé-

se lényegesen egyszerûbb egy integráltrendszer esetében, drasztikusan csökkentia ráfordított idôt, pénzt és fáradságot. 2. Alacsony bekerülési és hosszú távúköltségek. A SNAP PAC-rendszer keveseb-be kerül, mint a legtöbb általános célúPLC-rendszer. A szoftver ingyenes, ezértindulási költségei alacsonyak. Mivel a tré-ning és a támogatás is ingyenes, így ahosszú távú karbantartási költségek is ala-csonyak maradnak. 3. Egyetlen rendszer sok automatizálásiprojekthez. A SNAP PAC-rendszer többcélú. Ön egy olyan rendszerrel kezelhetiösszes projektjét, amely jól illeszkedik afolyamatirányítás, gépvezérlés, hajtásve-zérlés, adatgyûjtés, sôt a távoli monitoringés SCADA-rendszerek megvalósításáhozis. Ma egy kis projekttel kezdhet, késôbbbôvítheti azt. Nem dob ki pénzt az abla-kon, a flexibilis hardver megmaradhathosszú évekig. 4. Fejlett programozási eszközök. A SNAPPAC-rendszer grafikus folyamatábrákkal,vagy a kifinomultabb, Basic-szerû scriptnyelvvel, vagy akár a kettô kombinációjá-val programozható. Mindkét módszer tar-talmazza az összes irányítástechnikai funk-ciót, sôt a lebegôpontos matematikát, astring-kezelést, tömböket, szubrutinokat,mutatókat és más fejlett eszközöket is. 5. Egyetlen, integrált tagnév-adatbázis.Amikor Ön létrehozza a PAC Control-al-kalmazást, tetszôleges emlékeztetetô né-ven nevezheti el változóit. Ezután a PACDisplay HMI fejlesztôkörnyezetben ugyan-ezeket a neveket használhatja, nem kell új-ra begépelnie azokat, nincs szükség ke-resztreferencia-táblázatra sem. Ezzel ahibalehetôségek és a fejlesztési idô is jelen-tôsen csökkenthetô.6. A világ legjobb I/O eszközei. Nem túlzás,hiszen a legtöbb SNAP I/O™ modult életreszóló garanciával szállítjuk. Minden modulegyedileg tesztelt, nincs szükség statisztikára.

A SNAP PAC-rendszer a néhány I/Opontostól több ezerig alkalmazható. Önmegbízható analóg, digitális, soros vagyspeciális I/O modulokból választhat alegkülönbözôbb ipari jeltartományokra.Áram, feszültség, AC, DC, hôelem, ellen-állás-hômérô, RS–232 és RS–485,Profibus®, hajtásvezérlô modul, nyúlás-mérô bélyeg, teljesítménymérô és még sokmás modul – és mindegyik együttmûködika SNAP PAC-rendszerrel.

A beépített Ethernet-hálózati illesztôtminden SNAP PAC-elem tartalmazza, ígynem kell azzal törôdnie, milyen kommu-nikációs processzort (CP modult) – és mi-lyen áron – válasszon. Emellett mindensoros eszközzel, mint vonalkódolvasó,RFID-olvasó, soros kijelzôk és mérlegek,modemek, képes kommunikálni. Mivel astandard Ethernet-hálózatot használja,minden natív protokollt ismer, ideértve aTCP/IP, UDP/IP, SMTP (e-mail), SNMP (há-lózatmenedzsment) és a Modbus®/TCPprotokollt is.

+1: Legyen a szoftver ingyen!

A PAC Project™ Software Suite – egyszerû-en használható, folyamatábra-alapú vezér-lôegység-programozó eszköz, a HMIfejlesztô- és futtatószoftver, valamint az op-cionális OPC szerver és adatbázis- illesztôszoftver adja meg a szoftveralapokat.

Mindez (opciók nélkül) ingyenes. Nemhiszi? Járjon utána, próbálja ki! És hogy nekelljen hardverre sem költenie, használjaaz ingyenes SNAP PAC szimulátort!

Próbálja ki még ma ingyenesen:www.comforth.hu/PAC/

További információ: COM-FORTH Kft. E-mail: [email protected] www.comforth.hu/PAC/

2. ábra. SNAP PAC:

integrált fejlesztôi szoftver és felhasználói felület

47


www.elektro-net.hu

Jelölések:A,B,C,D a folyamat paramétermátrixai,u(t), x(t), y(t) a folyamat bemenôjele, állapot-

változója, kimenôjele,yA alapérték, az y szabályozott jellemzô

elôírt értéke,Wp(s) = mp(s)/np(s) a folyamat átviteli függvénye,n a folyamat rendszáma,kp = yo/uo=-CA-1B a folyamat dc erôsítése (átviteli tényezôje),Co=[B AB … An-1B] állapotirányíthatósági mátrix,Ob=[C AC … An-1C]T állapotmegfigyelhetôségi mátrix,pi=λi a folyamat pólusai, A saját értékei,

az np(s) = 0 gyökei,det(λI-A) = np (λ) a folyamat karakterisztikus polinomja,ni (i = 1, 2, … n) a karakterisztikus polinom együtthatói,ua(t) a rendszer alapjele,Wc(s) a szabályozó átviteli függvénye,kc, TI, TD, T a PID-szabályozó paraméterei,F = [0 0 … 0 1]Co-1nR(A) az állapotváltozókat visszacsatoló mátrix,

sorvektor,A-BF a visszacsatolt rendszer állapotmátrixa,pRi = λRi a visszacsatolt rendszer pólusai,

A-BF saját értékei,det(λI-(A-BF)) = nR(λ) a visszacsatolt rendszer karakterisztikus

polinomja,

nRi (i = 1, 2, … n) a karakterisztikus polinom együtthatói,nR (A) a karakterisztikus polinom

λ = A helyettesítéssel,[0 0 … 0 1] az nxn méretû egységmátrix utolsó sora,kc=[C(A-BF)-1B]-1CA-1B erôsítési tényezô,kR = yo/uao = -C(A-BF)-1Bkc a visszacsatolt rendszer eredô

dc erôsítése,ut = u(0)/u(8) = [1+F(A-BF)-1B]-1 túlvezérlési arány,x*(t) az állapotmegfigyelô állapotváltozója,A-GC a megfigyelôállapotmátrixa,pMi = λMi az állapotmegfigyelô pólusai,

az A-GC saját értékei,det[λI-(A-GC)]=nM(λ) az állapotmegfigyelô karakterisztikus

polinomja,nMi (i=1, 2, … n) a karakterisztikus polinom együtthatói,G az állapotmegfigyelô visszacsatoló mátrixa,AR, BR, CR, DR az állapotmegfigyelôvel rendelkezô

rendszer paramétermátrixai,yR(t) = [y(t) u(t) h(t)]T a rendszer kimenôjelei, xR(t) = [x(t) x*(t)]T a rendszer állapotváltozói,h(t) = x(t)-x*(t) a folyamat és a megfigyelô állapotváltozói

közötti eltérés.

A lineáris, idôinvariáns, n-ed rendû SISO-folyamat u(t) irányítójele, x(t) állapotváltozó-ja és y(t) kimenôjele közötti kapcsolatot leíró állapotegyenlet dx/dt = Ax+Bu, y = Cx+Du. A folyamat kimenôjele és irányítójele között értelmezhetô átviteli függvényy(s)/u(s) = Wp(s) és ebben az energiatárolók okozta jelkésleltetésekre jellemzô idôál-landók az A állapotmátrix saját értékeibôl származnak. A klasszikus visszacsatolt sza-bályozási rendszerben a szabályozó az irányítójelet u(s) = Wc(s)[ua(s)- y(s)] kifejezés-nek megfelelôen képzi. A folyamat jelkésleltetésének mérséklése azáltal valósul meg,hogy a Wc(s) átviteli függvénnyel leírt PID-algoritmus az irányítójelnek egy adott mér-tékû túlvezérlésével gyorsítja a visszacsatolt rendszert. A folyamat jelkésleltetésénekmérséklésére az x állapotváltozóknak az irányítójelre történô negatív visszacsatolásá-val is megoldható. Ha a folyamatállapot irányítható, és az irányítójelet u = kcua–Fx al-goritmus szerint állítjuk elô, akkor F és kc megfelelô megválasztásával a visszacsatoltrendszer idôállandói szabadon elôírhatók. Az F visszacsatolás méretezése az Acker-mann-formula alapján történhet, és a rendszer gyorsításának eszköze ekkor is az irá-nyító jel megfelelô mértékû túlvezérlése. A dolgozat tárgya annak bemutatása, hogy azerôsítés kc = [C(A–BF-1B]-1CA-1B szerint választható meg, illetve az irányítójel túlvezér-lési aránya az u(0)/u(∞) = [1+F(A–BF)-1B]-1 összefüggéssel számítható. Ez a túlvezérlésiarány a pólusáthelyezések mértékével analitikusan kifejezhetô kapcsolatban van. Gya-kori helyzet, hogy a folyamat x állapotváltozói az irányítójel elôállításakor nem kap-hatnak szerepet, mert az állapotváltozók nem érzékelhetôk. Ilyenkor egy állapotmeg-figyelô x*(t) állapotváltozóiról lehet létesíteni az állapot-visszacsatolást u = kcua–Fx* ki-fejezés szerint. A dolgozat bemutatja, hogy az állapotmegfigyelô alapján megvalósulóállapotirányítás – eltérôen a szokásos felfogástól – a folyamatmodell-állapot visszacsa-tolásaként is értelmezhetô, amelynek feladata a gyorsítási követelményeket kielégítôirányító jel elôállítása. Az így elôállított irányítójelet kell mind a folyamatmodell, mindpedig a tényleges folyamat bemenetén mûködtetni.

A túlvezérlés figyelembevételeaz állapotirányítás tervezésében(1. rész)

DR. BENYÓ ZOLTÁN, DR. SZILÁGYI BÉLA,DR. CSUBÁK TIBOR, DR. JUHÁSZ FERENCNÉ

Benyó Zoltán okl. villamosmérnök(1961), mûszaki tud. kandidátusa (1976),mûszaki tud. (MTA) doktora (1993), egyetemi tanár (1994)

Dr. Csubák Tibor egyetemi docens a BMEIrányítástechnika ésInformatika Tanszékéndolgozik. Szakterülete:Szabályozástechnika,Ipari irányítástechnika,Energetikai mérõ – elszá-molási és távinformatikairendszerek fejlesztése ésipari alkalmazása

Dr. Szilágyi BélaBudapesti Mûszaki ésGazdaságtudományiEgyetemIrányítástechnika és Informatika Tanszék

Dr. Juhász Ferencné okleveles matematikus.1974 óta a BudapestiMûszaki Egyetemenkutató, oktató.Kutatási területei:Szabályozáselmélet ésoktatási módszerei.Programozási módszerekés nyelvek

[email protected]

2007/6.

48


Bevezetés

Az n-ed rendû lineáris SISO-folyamat le-gyen állapotirányítható és állapotmegfi-gyelhetô. A folyamat fizikai mûködésé-nek ismerete, vagy a rajta végzett méré-sek alapján a folyamat matematikai mo-dellje meghatározható. Ha ez a modellaz (1) állapotegyenlet, akkor ennek para-métermátrixai ismertek, értékeik rendreA(nxn), B(nx1), C(1xn) és D(1x1).

(1)

Az energiatárolók által okozott jelkés-leltetések miatt, a folyamat állapotegyen-letében a D = 0 a meghatározó jelleg. Ezazt jelenti, hogy az ugrásszerûen megvál-tozó u bemenôjel hatására az y kimenô-jel nem ugorhat. Az y kimenôjel ugyanisD=0 esetében csak az x állapotváltozóhatására változhat, az x pedig – miutánaz állapotváltozó az integrálótag kime-nôjele – ugrásszerûen megváltozni elvi-leg nem képes. Mindez végsô soron aztjelenti, hogy az y kimenôjel és az u ger-jesztés között késleltetés keletkezik. A SISO-folyamat átviteli függvénye Wp(s) = y(s)/u(s) = C(sI-A) -1B+D =mp(s)/np(s). A D=0 következményekéntaz átviteli függvény mp(s) számlálójánakm fokszáma az np(s) nevezôjének n fok-számánál szükségszerûen kisebb (m<n),a vp(t) átmeneti függvény t = 0-ban felvettértéke vp(0) = 0. A folyamat hatásvázlata:

Ha a folyamat önbeálló, akkor állan-dó u = uo bemenô jel mellett – állandó-sult állapotban – az x állapotváltozó ál-landósult értéke xo = –A-1Buo, illetve azállandósult kimenô jel yo=Cxo=–CA-1Buo. A jelátvitelt leíró tag dc átviteli tényezôjekp=yo/uo= –CA-1B. Az állandósult állapotegy tranziens folyamat végére (elvileg at=∞ idôpontra) alakul ki, és a tranziensekexp(pit) szerint „csengenek le”, ahol pi= λi

(i=1,2,…n) az A állapotmátrix negatív,vagy negatív valós részû saját értékei, a rendszer átviteli függvényének pólusai.

Egy aszimptotikusan stabilis, átmene-ti függvényében csillapodó lengésekettartalmazó harmadrendû folyamat eseté-

ben például az állapotmátrix λi saját ér-tékei, illetve az átviteli függvény pi pólu-sai λ1 = p1, λ2 = p2, λ3 = p3.

Általános esetben a pólusok a komp-lex síknak vagy a valós tengelyén, vagypedig a valós tengelyre szimmetrikusanhelyezkednek el. A folyamat karakterisz-tikus egyenlete:

det(λI-A) = np(λ) = λn+n1λn-1+…+nn-1λ+nn = (λ-p1)(λ-p2)…(λ-pi)…(λ-pn) = 0

Ennek az egyenletnek a pi (i=1,2,…n)gyökei szabják meg a folyamat tranziensviselkedését, stabilis vagy labilis voltát,önbeálló tulajdonságát. Figyeljük meg,hogy az nn együttható értékét a folyamatpólusainak szorzata határozza meg:

nn = (-1)np1p2…pi…pn

Megjegyzés:

A hagyományos szabályozási struktúrá-ban a folyamat u irányítójelét a szabályo-zó a szabályozott jellemzô yA alapértékétreprezentáló ua alapjel, és a szabályozottjellemzô y tényleges értékének az ua–ykülönbségébôl – a szabályozási algorit-musnak megfelelô eljárás alapján – állítjaelô. Ez a szabályozási algoritmus igengyakran egy PID-tulajdonságokat kifejezôWc(s) átviteli függvénnyel jellemzett, és aszabályozó PD-fokozata hozza létre az ujel túlvezérlésével azt a hatást, aminekeredményeként a rendszer mintegy fel-gyorsul. A soros kompenzációs szabályo-zó rendszertechnikai méretezése jól kidol-gozott. Az u irányítójel elôállításánakklasszikus szabályozási algoritmusa, és azirányítójel túlvezérlési aránya:

A soros kompenzációs szabályozórendszertechnikai méretezése a Wc(s), kc,TI, TD és T paramétereinek a meghatáro-zására irányul. A klasszikus visszacsatoltrendszer hatásvázlata mindezek figye-lembevételével:

Állapotirányítás

A rendszer tranziens folyamatainak fel-gyorsítása a folyamat állapotváltozói-nak visszacsatolásával is megvalósítha-tó. Az x(t) állapotváltozóknak az F visz-szacsatoló mátrixal (sorvektor) ren-delkezô tagon keresztüli negatív vissza-csatolásával és egy skalár kc erôsítés beiktatásával kialakított struktúrában a visszacsatolt rendszer bemenôjele az ua(t) alapjel, a folyamaté pedig azu(t) = kcua(t)–Fx(t) algoritmus szerintelôállított irányítójel. Ezzel az eljárással– az F és kc alkalmas megválasztásaesetén – a tranziensek lerövidíthetôk,ami olyan látszatot kelt, mintha a folya-mat p1, p2, … pi, … pn pólusait a vissza-csatolt rendszer pR1, pR2, … pRi, … pRnpólusaira cserélnénk fel. A gyorsítás mi-att ekkor real(pRi) < real(pi) < 0 kellhogy legyen, mivel ez eredményezi azexp(pRit) szerint változó tranziensekgyors eltûnését. Az állapot-visszacsato-lás létrehozásával kialakított irányításistruktúra mindezek alapján:

A visszacsatolt rendszer állapotegyenlete:

illetve:

Az eredôrendszert leíró hatásvázlataz állapotegyenlet alapján:

Az eredôrendszer állapotmátrixa A-BF, így ennek pRi=λRi saját értékei F megfelelô megválasztásával szabadonelôírhatóak (méretezés elôírt saját értékek-re). Ha a visszacsatolt rendszer önbeállótulajdonságát (aszimptotikus stabilis voltát)is megköveteljük, akkor az eredôrendszerállandó uao bemenôjelre és állandósult állapotban xo = –(A-BF)-1Bkcuao, illetve yo = Cxo = –C(A–BF)-1Bkcuao választ ad.Az eredô visszacsatolt rendszere dc erôsítéseennek megfelelôen kR = –C(A–BF)-1Bkc.

1. ábra. A folyamat állapotegyenleténekmegfelelô hatásvázlat

2. ábra. Az önbeálló SISO-folyamat ugrásjelre adott válasza

4. ábra. Soros kompenzációs visszacsatoltszabályozási rendszer hatásvázlata

6. ábra. Az állapotvisszacsatolt rendszerhatásvázlata

5. ábra. Az állapotvisszacsatolás hatásvázlata

3. ábra. Az A állapotmátrix saját értékei, a folyamat pólusai

(2)

49


www.elektro-net.hu

Az elôírt póluseloszlás (pl. harmad-rendû rendszer esetében):

Az állapot-visszacsatolt rendszer ka-rakterisztikus egyenlete:

det[λI–(A–BF)]=nR(λ)=λn+nR1λn-1+..nRiλn-i+..nR(n–1) λ+nRn = (λ–pR1)(λ–pR2)..(λ-pRi).. (λ–pRn)=0

Ennek az egyenletnek minden nRiegyütthatója adott, ha a pRi pólusokatméretezési elôírásnak tekintjük. Figyeljükmeg, hogy – hasonlóan a folyamat karak-terisztikus egyenleténél látott összefüg-géséhez – az nRn együttható értékét avisszacsatolt rendszer pólusainak szorza-ta szabja meg, vagyis:

nRn=(–1)npR1pR2 … pRi … pRn.

A méretezés F és kc meghatározásátigényli. A folyamat A állapotmátrixánakpi saját értékei ismertek, a rendszer A–BFállapotmátrixának pRi saját értékei pedigméretezési követelményként adottak. AzA, B és pRi ismeretében F értékét kell úgymegválasztani, hogy a visszacsatolt rend-szer A–BF állapotmátrixának λRi saját ér-tékei az elôírt pRi értékek legyenek. Az Fvisszacsatoló vektor az A, B és pRi adatokismeretében az

Ackermann-képlettel [1] határozhatómeg.

Ha a visszacsatolatlan és az állapot-visszacsatolt rendszer dc erôsítésére azo-nos értéket követelünk meg, akkorkp=–CA-1B=–C(A–BF)-1Bkc=kR kell legyen.Ebbôl – az F visszacsatoló mátrix kiszá-mítását követôen – a kc erôsítés meghatá-rozható.

(3)

A számításokat a MATLAB acker függ-vénye is hatékonyan támogatja:

A rendszer tranziens jelenségeinek ál-lapot-visszacsatolással történô felgyorsí-tása a fizikai mûködés szempontjából aztjelenti, hogy például a nyugalombanlévô rendszer bemenetén ható és ugrás-szerûen változó ua alapjel hatására a fo-lyamat közvetlen bemenetén a t = 0idôpontban u(0) = kcua(0) jel hat, hiszenekkor még az x állapotváltozók mind-egyike azonosan zérus: x(0) = 0. Ez a for-szírozott u jel gyorsítja fel a rendszertranzienseit. Az átmeneti folyamat végéreaz u jelet a visszacsatolás u(∞) = kcua(∞)-Fx(∞) értékre visszaveszi. Az u(0)/u(∞)túlvezérlési arány mértéke a pólusát-helyezés mértékével fejezhetô ki. ua(t) == uao1(t) bemenô jel mellett a folyamatu(0) és u(∞) jelei:

u(0) = kcua(0) = kcuaou(∞) = kcua(∞)–Fx(∞) = kcuao–Fx(∞)

Figyelembe véve, hogy az x állapotvál-tozó egyensúlyi értéke

x(∞)= –(A–BF)–1Bkcuao kapjuk:u(∞)=kcuao-Fx(∞)=kcuao+F(A-BF)–1Bkcuao=[1+F(A-BF)-1B]u(0)

Ebbôl az ut túlvezérlési arány: (4)

Az u(t) irányítójelnek ez a túlvezérlé-se, és a túlvezérlés alkalmas módontörténô visszavétele hozza létre azt a ha-tást, ami a folyamat felgyorsulásának lát-szatát kelti. A fizikai mûködés szempont-

jából a túlvezérlés eredménye a gyorsí-tás, az állapot-visszacsatolás ennek a for-szírozott beavatkozásnak a mértékét ve-szi vissza. Ilyen típusú beavatkozást nemcsupán az állapot-visszacsatolást tartal-mazó struktúra eredményezhet, a PD tí-pusú tagok soros kompenzációjával ishasonló gyorsítások valósíthatók meg [7].

Abban az esetben, amikor a SISO-fo-lyamat állapotegyenlete az irányíthatósá-gi kanonikus alakban áll rendelkezésre,akkor az állapot-visszacsatolás méretezé-se – az F, a kc és az ut adatok meghatáro-zása – a komplikált és nehézkes mátrixmûveletek helyett igen egyszerû össze-függések segítségével is elvégezhetô [7].

Harmadrendû SISO-folyamat állapotirá-nyítása (példa )

A harmadrendû, három energiatárolós,önbeálló SISO-folyamat átviteli függvé-nye:

Állapot-visszacsatolás alkalmazásá-val – a tranziens jelenségek lerövidíté-sének céljából – tervezzünk olyan rend-szert, melynek elôírt pólusai: pR1=-3,pR2= –6 és pR3= –9, karakterisztikus po-linomja pedig det[λI–(A–BF)]=nR(λ)=(λ–pR1)(λ–pR2)(λpR3)=λ3+nR1λ2+nR2λ+nR3=λ3+18λ2+99λ+162. Ezen túlmenôenaz állapot-visszacsatolt rendszer dcerôsítése legyen azonos a folyamat dcerôsítésével: kR=kp=m3 /n3=6/6=1. Szá-mítsuk ki az ut túlvezérlési arányt:(n1=6, n2=11, n3=6, m3=6, nR1=18,nR2=99, nR3=162).

(folytatjuk)

8. ábra. A folyamat u bemenôjelének túlvezérlése ugrásszerûen változó ua(t) = uao1(t) alapjel hatására

7. ábra. Az állapot-visszacsatolt rendszerA–BF eredô állapotmátrixának elôírt saját-értékei, a visszacsatolt rendszer pR pólusai

OnlineLapunk elôfizethetô azinterneten is:

www.elektro-net.hu

[email protected]

2007/6.

50


A WAGO Linux vezérlôje egy szabadonprogramozható terepi buszkontroller. A készüléket az uClinux programmalszállítják, amely kiváló lehetôséget nyújta felhasználó által fejlesztett legkülönfé-lébb alkalmazásokhoz. A korrekt fel-használói alkalmazások létrehozásáhoza kontrollerben rendelkezésre áll egyAPI-, illetve egy CGI-csatlakozófelület,mint webszerver, amely lehetôvé tesziaz adatok gyors elérhetôségét.

A WAGO Linux-kontroller a WAGOI/O System része, amely az egyik leg-kompaktabb kialakítású I/O rendszer apiacon. A termékcsalád mind mechani-kai, mind elektromos tulajdonságait te-kintve megfelel az ipari alkalmazás fel-tételeinek. A 750-es és a 753-as sorozat iscsomópontonként akár 64 ki/bemenetimodult képes fogadni, könnyedén integ-

rálható hálózatba, és természetesenethernet- vagy akár soros csatlakozásifelületen elérhetôk az adatok. A kon-troller „szíve” egy 44 MHz mûködésifrekvenciájú 32 bites processzor. Azadattároláshoz 16 MiB RAM, 32 KiBNOVRAM és 4 MiB-ra bôvíthetô flash-memória áll rendelkezésre. A rendszerrésze egy valós idejû (RTC) óra is.

A kontroller a Basis-Image platformottartalmazza, amely ideális számtalan fel-használói alkalmazáshoz. Ez lehetôvé te-szi a gyors kapcsolódást a Linux-konzol-hoz etherneten vagy soros csatlakozón ke-resztül. A Basis-Image része a Linux Board-Support-Packages (BSP)-nek (1. ábra).

Az „órakapocs” rendelkezésre áll

A WAGO I/O System egy újabb eleme,az órajelmodul is rendelhetô.

A 750-640 jelû RTC (real time clock) mo-dul bármely 750/753 sorozató WAGOterepi buszcsomópontba beilleszthetô,valós idejû szabályozás kialakításához.

A külsô antenna csatlakoztatásaután az órajelet a DCF77 (közép-euró-pai idô, beleértve a nyári idôszámítást)vagy a WWVB (Észak-Amerika) vagyaz MSF (Brit-szigetek) adóitól kaphat-ja. Az RTC-modul a külsô antenna nél-kül is mûködôképes. Feszültségkima-radás esetén még hat napig problémanélkül üzemel.

A beépített idôkapcsoló-funkció 32csatornás és minden csatorna önállóan,egymástól függetlenül mûködik. Azelôre beépített funkcióblokkokkal a fel-használó programozási idôt takaríthatmeg (2. ábra).

RJ45 csatlakozó – szerszám nélkül

Az új RJ45 csatlakozót szerszám nélkül lehet összeszerelni.A nyolcpólusú csatlakozó IDC (csupa-szolás nélküli) technikát alkalmaz. Ön-nek csak a megfelelô hosszúságú veze-

tékre van szüksége, minden további elô-készület nélkül. Egyszerûbbé teszi amunkát a nehezen szerelhetô helye-ken. A felhasználó akár a kábeldobrólis dolgozhat.

A csatlakozás bontható, gáztömör ésrezgésálló rugós kötés. Ezzel a csatlako-zóval megvalósítható a géphez lehetôlegközelebbi szerelés. Alkalmazható azUTP- és az STP-kábel is 8 mm átmérôig,az átviteli tulajdonságai a Cat.5e elôírásszerinti. (ISO/IEC 11801 és EN 50173-1)(3. ábra).

További információ: WAGO Hungária Kft. 2040 Budaörs, Gyár u. 2.Tel.: (23) 502-171. Fax: (23) 502-166

www.wago.com

Újdonságok a WAGO terepi buszrendszerébenWAGO I/O System – Linux-alkalmazás integrálva a rendszerbe

SZILÁGYI ISTVÁN

1. ábra. WAGO Linux-kontroller

2. ábra. Valós idejû óramodul

3. ábra. Szerszám nélkül szerelhetô vízmentes RJ45 csatlakozó

Egyre több Linux-alapon mûködô szabályozást alkalmaznak automatizálási rendszerekben, de alig található azolyan korrekten megoldott, jól „beágyazott” eszköz, mint a WAGO szabadon programozható 750-860 jelû kont-rollere…

[email protected]

2007/6.

52


Mindenekelôtt a tartós fogyasztási termé-kekkel szembeni alapkövetelmény, hogyazok beazonosíthatósága, mûszaki ésgyártási paramétereik jól látható jelölésea termék teljes élettartama során maxi-mális mértékben biztosítva legyen. Ebbea körbe tartoznak elsôsorban az elektro-nikai és autóipari késztermékek és alkat-részek, a különbözô háztartási gépek éskészülékek, valamint számtalan ipari sza-bályozó- és mérôberendezés.

Nyomtatási fajták

A címkeanyagok nyomtatása többféletechnológiai eljárással is megoldható.Ezek a nyomtatási eljárások különbözômûszaki jellemzôkkel bírnak, így külön-bözô elônyöket biztosítanak, mint pl. akönnyû kezelhetôség, gyorsaság, tartós-ság, a nyomtatási kép élessége, rugalmas-ság vagy hatékonyság!

Vegyük sorra ezeket a nyomtatási el-járásokat!

Hônyomtatás (termál transzfer)

A hônyomtatás vezetô technológiánakszámít a termékek azonosítására ésminôségük biztosítására szolgáló olyaninformációk elhelyezésére, mint pl. a vo-nalkód-, garancia-, gyártási dátumot jelzô

címkék. Hônyomtatásnál a festékszalag-ról hôtranszferrel kerül a nyomtatási kép acímkeanyagra. Sokféle típusú szalag léte-

zik, több alapszínben. A festékszalag és acímkeanyag megfelelô kiválasztásávaligen tartós nyomtatási képet kapunk (pl.az igen agresszív közegnek, mint példáula jármûiparban használatos fékfolyadék-nak is ellenálló nyomtatás) (1. ábra).

Lézeres gravírozás

A gyártási folyamatokon belüli fokozottrugalmasság a hatékonyság javításának

és a költségcsökkentésnek létfontosságúeszköze. A 3M lézerrel gravírozható cím-keanyagai ebben fontos szerepet kapnak.Ezek az anyagok két különbözô színûösszeragasztott polimerrétegbôl állnak.Mindkét réteg lézersugárral gravírozhatóés vágható, ami azt jelenti, hogy igényszerinti egyedi címkék elôállítását tesziklehetôvé a megfelelô lézergravírozó be-rendezés segítségével. Az egész folyama-tot számítógép vezérli, ami maximális ru-galmasságot és minimális raktárkészleteteredményez (2. ábra).

A 3M lézerrel gravírozható címke-anyagok nyomtatása közben a lézersugármegsemmisíti az anyag felsô rétegét a

nyomtatási kép által megkövetelt része-ken, ezáltal elôtûnik az alsó réteg, és egynagyon tartós, vegyszerálló nyomat (pl.vonalkód) jön létre. A lézert a két összela-minált réteg elvágására, és így a kívánt mé-retû címke elôállítására is használhatjuk.Ez azt jeleni, hogy az információt, vala-mint a címke méretét és formáját a számí-tógép segítségével közvetlenül a gyártóso-ron módosíthatjuk. A lézerrel gravírozhatócímkeanyag halogénmentes akrilfilm, amijelzi a hamisítási kísérletet, mivel eltávolí-tása csak roncsolódással lehetséges.

Lézeres nyomtatás

A 3M címkeanyagok nyomtatásáhoztöbbféle eljárás használható. Ezek nemmindegyike igényel speciális berende-zést, a helyszíni nyomtatás is biztosított.Ha Önnek például már van lézerprinterevagy dot matrix nyomtatója, a 3M-nél ta-lál ezekhez megfelelô címkeanyagot.Mind a papír-, mind pedig a szintetikusalapanyagból (PET) készült címkék

nyomtathatóak a normál irodai berende-zéseken. Ehhez természetesen íves kisze-relésben is rendelkezésre állnak a külön-bözô nyomathordozó alapanyagok.

2. ábra. Lézergravírozás

1. ábra. Hônyomtatás

3M címkeanyagok Teljes választék konvertálók és végfelhasználók részére

HORVÁTH ISTVÁN

További információ:

3M Hungária Kft.1138 Budapest, Váci út 140.Telefon: 270-7777Fax: 320-0951

[email protected]: www.3m.hu

[email protected]

2007/6.

54


Mikroötvözés… Miért is?

Elsôsorban azért, mert segít mérsékelniaz ólommentes forrasz egyik legna-gyobb hátrányát, más fémek intenzívbeoldódását a megömlött forraszba. A beoldott fémek közül fôként kettôokozhat napi gondot a gyártóüzemek-nek:

A réz beoldódása miatt a for-raszfürdôk (mártó, hullám-, szelek-tív forrasztásnál, nyomtatott huza-lozású áramköri lapok tûzi ónozásá-nál [HAL vagy HASL eljárás]) réztar-talma viszonylag rövid idôn belülfeldúsul. 1% Cu-tartalom felett aCuSn intermetallikus összetevôk(hosszú tûs kristályok) drasztikusannövelik a zárlatveszélyt. Mivel a for-raszötvözetekben szükségszerûenmár eleve 0,5 … 0,7% réz található,a veszélyes anyagmennyiségheznem sok hiányzik. A használhatatlanforraszfürdôt vagy le kell cserélni,vagy egy részét eltávolítani, és a hi-ányt rézmentes ötvözettel pótolni,vagy a normál ötvözettel való feltöl-

tés után a kihordás pótlására réz-mentes ötvözetet használni. Mind-egyik költséges, és egyik sem bizto-sítja a kívánt összetétel pontos tartá-sát. Mikroötvözéssel elérhetô, hogy

a réz beoldódása kevesebb, mint fe-lére csökkenjen (1. ábra), feldúsulá-sa a forraszban (a kihordást is figye-lembe véve) csaknem megszûnjön,az utántöltést a feltöltéssel mege-gyezô ötvözettel lehessen végezni.Veszélytelenül alkalmazhatunk hosz-szabb forrasszal való érintkezésiidôket a technológiában.A vas beoldódását (amely a rézénélsokkal lassabb) elsôdlegesen a pá-kacsúcsok gyors elhasználódása és a forraszkádak eróziója jelzi. A mikro-ötvözés akár megháromszorozhatjaa pákacsúcsok élettartamát, meg-hosszabbítja a forraszkádakét és aforrasszal érintkezô bevonatlanacél alkatrészekét (pl. forraszszi-vattyúk, fúvókák), miközben maga-sabb hômérsékletek alkalmazásátteszi lehetôvé.

Vannak a mikroötvözésnek továbbielônyei is:

fényesebb felület – SnCu ötvözetekesetén kifejezetten fényes – a vizuá-lis ellenôrzés megkönnyítésére,

a finomabb szemcseszerkezet (2. ábra) kedvezôbb tulajdonságo-kat biztosít a forrasztási csomó-pontoknak, csökkenti a mikrorepe-dések veszélyét,

javítja a nedvesítést,bármilyen (kézi-, hullám-, szelektív,reflow-, HAL/HASL) forrasztási fo-lyamathoz alkalmazható,teljességgel megfelel az RoHS- ésWEEE EU-direktíváknak.

Cégünk, a Microsolder Kft. a németStannol cég FLOWTIN® márkanevûmikroötvözött forraszait forgalmazza,tömör rúd és huzal, töltött huzal formá-jában. A FLOWTIN® ötvözetek mikro-ötvözô-tartalma (nikkel, kobalt és céri-um, együttesen) nem haladja meg a0,05% (500 ppm) értéket, nem változ-tatja meg az ötvözet olvadáspontját ésegyéb jellemzô tulajdonságait.

A FLOWTIN® TSC (ón-ezüst-réz) öt-vözetek felhasználóinak nem kelllicencdíjat fizetni, ha termékeiket azUSA-ba, vagy Japánba exportálják.

Semmit sem kell kidobni!

„Késô! A mi forraszkádjaink már felvannak töltve normál ólommentes for-rasszal!” – halljuk gyakran az elsô reak-ciókat.

„Sohase mondd, hogy késô!” – juteszembe mindjárt a sláger szövege.Talán a Stannolnál is ismerik ezt? Egybiztos: a takarékosságot, az ésszerû-séget mindenképpen! A mikroötvözöttforraszok gyártói közül elsôként –tudtunkkal egyetlenként – a Stannol álltelô olyan mikroötvözô csomaggal, aFLOWTIN® Upgrade Pack-kal, amit ameglévô, hagyományos forraszfürdô-höz adva FLOWTIN® mikroötvözöttfürdôt kapunk. Semmit sem kell tehátkidobni!

Az Upgrade ötvözet tiszta ónt és –magas koncentrációban – mikroötvö-zôket tartalmaz. A FLOWTIN® Up-grade Pack-ben található ötvözetbôlmindössze 2 kg-ot kell a fürdô minden100 kg-jához adni. Az eljárás alkal-mazható ón-réz és ón-ezüst-réz (akár305, akár 387) ötvözetekhez is. A fürdô 2%-ának cseréje következté-ben az alapötvözôként szereplô réz,illetve ezüst aránya az egész fürdôbencsak elhanyagolható mértékben válto-zik. A FLOWTIN® ötvözetek összes

2. ábra. A mikroötvözött FLOWTIN forraszfinomabb, homogénebb szemcseszerke-zet, egyenletesebb intermetallikus réte-get mutat

1. ábra. A beoldódás csökkenésének demonstrálása: 1,7 mm átmérôjû rézhuzal átmérôjé-nek csökkenése az idô függvényében, 300 oC-os normál, illetve FLOWTIN Sn-Ag-Cu fürdô-ben. Látható, hogy a teljes feloldódáshoz normál esetben kb. 1200 s elég, míg FLOWTIN-fürdôben csaknem 4000 s-ig tart

Forraszfürdôk mikroötvözése utólag és házilag– nem válik hulladékká a már meglévô forrasz

REGÔS PÉTER

2007/6. TechnológiaTechnológia

elônyös tulajdonsága a feljavított für-dôben azonnal élvezhetô.

Az eljárás nemcsak az anyagköltség-gel takarékoskodik, de a szükségesmunkaráfordítás is minimális.

Mi a teendô?

Elôször is dönteni. A döntés elôkészí-téséhez igénybe vehetôk a Microsol-der Kft. mérnökei, akik további infor-mációkkal, részletekkel, magyaráza-tokkal, költségelemzéssel segíthetnek.

Ha az elhatározás megszületett, a lépé-sek a következôk:1. A megrendelést a Microsolder Kft.-

nek kell feladni, aki mint a Stannolhazai képviselete az egész folyama-tot koordinálja.

2. Forraszmintát kell küldeni a Stan-nolnak a jelenlegi fürdôbôl, és megkell adni a fürdôben felolvasztottforrasz mennyiségét, típusát. (A he-lyes mintavétel módját lásd keretesírásunkban!)

3. A Stannol a minta analízise és az adatok alapján elkészíti aFLOWTIN® Upgrade Pack-ot, és el-küldi a felhasználónak.

4. Az átállásra kijelölt idôben (kb.

2 órát kell számítani), amely lehetegy szokásos karbantartás alatt is:

a.) Vegyük ki az Upgrade ötvözetmennyiségének megfelelô forraszt(2 kg Upgrade/100 kg forrasz) afürdôbôl, és helyette olvasszuk be aFLOWTIN® Upgrade ötvözetet!

b.) Homogenizáljuk a fürdôt a forraszkádbaépített szivattyú segítségével forgatva,kb. 270 °C-on, 1,5 … 2 óra hosszat!

c.) Ellenôrzésképpen vegyünk 3 mintáta fürdô 3 különbözô pontjáról, ésküldjük ki a Stannolnak!

5. A Stannol elemzi a minták összeté-telét, és megerôsíti az átállás sikerét.

6. A forrasz fogyásának utántöltését akádban használt alapösszetételnekmegfelelô Stannol FLOWTIN® for-rasszal végezzük!

A Stannol a fentieken kívül, ebbôl a fürdôbôl további fél évig havi for-raszanalízist biztosít díjmentesen aFLOWTIN® Upgrade Pack felhasználói-nak. Az eredményekbôl nyomon köve-thetô a fürdô összetételének stabilitása.

További információ:[email protected]

Hogyan vegyünk helyesenforraszmintát ?A forraszmintának mindig reprezentál-nia kell a teljes forraszfürdõ összetéte-lét. Ezért forraszmintát több órai folya-matos üzemelés után, áramló forrasz-fürdõbõl, járó szivattyú mellett, a hul-lámból vegyünk! Szerszámként rozs-damentes acélból készült, tiszta, ide-gen anyagtól mentes, fa-, vagy mû-anyag fogantyús kanalat használjunk!Ha statikus forraszfürdõbõl veszünkmintát, elõször távolítsuk el a salakot,és a lehetõségekhez mérten mélyremerítsük a mintavevõ kanalat! A mintátaz elemzõlabor kérésének megfelelõformába öntsük, és hagyjuk megszilár-dulni! Borítsuk ki, és ha eléggé kihûlt,tegyük mûanyag tasakba! A tasakra ír-juk rá, mikor, milyen fürdõbõl, milyentípusú forraszból származik a minta!Egyes laborok nyomtatott kísérõlapot iskérnek, az azon megadott adatok kitöl-tésével. Magára a mintára ne írjunkfilctollal vagy más eszközzel!

[email protected]

2007/6.

56


A Phoenix Mecano Kft., mint a Bopla-mûszertokozatok magyarországi képviselôje, már évek óta sikerrel forgalmaz-za és kecskeméti üzemében gyártja azalumíniumprofilból készült ALUBOStokozatcsaládot. Ez idô alatt a tokozatsokoldalú hasznosíthatósága az ALU-BOS-t mára szinte „klasszikus” mûszer-tokká változtatta.

A termékválaszték kibôvítéseként a kö-zelmúltban megjelent BOS-ECOLine pro-filcsalád egyesíti az eloxált aluprofilok és akedvezô ár-érték arányú mûanyag véglezá-ró elemek elônyeit (1. ábra).

A négy különbözô keresztmetszetûprofiltípus mindegyike (60x20, 80x40,100x50, 120x40 mm) zárt kivitelben,vagy az egyszerûbb szerelhetôséget biz-tosító osztott, ill. nyitott (U-alakú) kivitel-ben igény szerinti hosszban áll rendelke-zésre. A profilkialakítás lehetôvé teszi anyomtatott huzalozású szerelôlapok köny-

nyû becsúsztatását a meglévô kártya-vezetô hornyokba.

A rendelhetô tömítéskészlet alkalma-zásával a mûszerház víz elleni védettsé-ge IP40-rôl IP54-re növelhetô. A falra

szerelendô készülékekhez a rögzítôfüllelegybeépített mûanyag véglezáró elemeknyújtanak segítséget.

Ezeknek a kiegészítôknek az alkalma-zásával a fejlesztôk könnyen találhatnakkínálatunkban az egyedi elképzelésük-nek megfelelô tokozatot az elektronikaszinte minden területén (2. ábra).

A bemutatott BOS-ECOLine doboz-családon kívül az egyedülállóan szélesválasztékunkból az ügyféllel közösenkészek vagyunk további egyéni meg-munkálásokkal, az igény szerinti mû-szerház kialakítására. Termékeink teljesválasztékáról szívesen nyújtunk bô-vebb felvilágosítást. Kérje részletes ka-talógusunkat!

1. ábra. A BOS-ECOLine mûszerdobozcsalád

2. ábra. BOS-ECOLine doboz egyéni megmunkálással

BOS-Ecoline – alumíniumprofilmûszerdoboz-család sokoldalúfelhasználásra

CSEH CSABA

6000 Kecskemét, István király krt. 24.Tel: (06-76) 515-500 Fax: (06-76) 515-547Mobil: (06-30) 9-686-220E-mail: [email protected]

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

57www.elektro-net.hu

[email protected]

2007/6.

58


eredményeket csak laboratóriumban,szabályozott hômérséklet és páratarta-lom mellett kapunk.

Az árnyékoló csomagolóanyagoknakmár két elôírásnak is meg kell felelniük.Az egyik, hogy alacsony triboelektromosfeltöltôdésûnek kell lenniük, amelyet úgyérnek el, hogy a belsô és külsô felületekdisszipatív anyagból készülnek, míg aköztes anyag fémfólia, és ez a fémfóliabiztosítja az árnyékolóképességet. Így amérési eljárás is két részbôl tevôdik ösz-sze. Elôször felületi ellenállást mérünk adisszipatív anyagok elôírása szerint, majdelvégezzük az energiatesztet. Ez utóbbimérés csak laboratóriumban kivitelez-hetô, mivel egy speciális mérôrendszertkell hozzá kialakítani. Magyarországonilyen berendezéssel a Rondo ElectronicKft. ESD-laboratóriuma rendelkezik.

Acsomagolóanyagok méréseit rendsze-resen el kell végezni. (Ez a rendszerességnem havi vagy éves ismétlôdést jelent, ha-nem folyamatos vizsgálatot az eltelt idô ésa gyárakba beérkezô áruk érkezési idôpon-tjai függvényében.) Mint ismeretes, a disszi-patív anyagok többségének élettartamacsak néhány hónap vagy egy-két év, amelya használt adalékanyagoktól, a felhasználásmódjától és az anyagvastagságtól függ.

A fentiekben ismertetett háromfajtacsomagolóanyagnak különbözô felhasz-nálási területei vannak.

Ezek közül néhány: vezetôképes anyagok: ládák, dobo-zok, szivacsok, zacskók, raklapok…(3. ábra)disszipatív anyagok: zacskók, fóliák,szivacsok…árnyékoló anyagok: zacskók, dobo-zok… (4. ábra) Az ESD-védett csomagolóanyagokon

természetesen fel kell tüntetni a megfele-lô jelzéseket is, hogy minden felhasználókönnyen meg tudja különböztetni a nemmegfelelô anyagoktól. Ezek a jelek a so-kak által ismert ESD logó, a gyártó jelzé-

se, a gyártási idôpont, és az újrafelhasz-nálhatóság.

Azok a felhasználók, akik a fentiek-ben megjelölt mérések és elôírások alap-ján megfelelô anyagokat használnak,biztosak lehetnek abban, hogy akár agyártóterületen, akár a szállítások során acsomagolás nem károsítja az elektroszta-tikus kisülésre érzékeny alkatrészeket,eszközöket (5. ábra). További információ:Rondo Electronic Kft.Varga Imre, Tel.: 96-513-800

[email protected] www.rondo.hu

4. ábra. Árnyékolt zacskó

2. ábra. Felületi ellenállás mérése

3. ábra. Vezetôképes dobozok

5. ábra. ESD védelmi termékek

Csomagolóanyagok

VARGA IMRE

Az elektronikai termékgyártás elektro-sztatikus kisülés elleni védelemének leg-színesebb termékskálával bíró, és így ta-lán az egyik legtöbb problémát, félreér-tést és hibát okozó területe a csomagoló-,szállítóanyagok. Ennek okaként említhet-nénk a sok megnevezésbeli különbséget,a bonyolultabb mérési eljárásokat, agyakran változó csomagolási igényeketés nem utolsósorban a legkisebb csoma-golási költségekre való törekvést.

Legelôször az elnevezéseket tekintsükát! Az anyagok felületi ellenállása alap-ján megkülönböztetünk vezetôképes,disszipatív és szigetelôanyagokat. Ezekenkívül még árnyékolóanyagok ismeretesekaz ESD-védelemben. (Az antisztatikusszó szerencsére már több éve kikerült aszóhasználatból, az alacsony feltöltôdésûanyagok elnevezést pedig a közelmúlt tö-rölte a listáról, használatuk értelmetlen.)

A mai ESD-védelemben tehát háromféleanyag használható:

a vezetôképes, amelynek felületi el-lenállása 100 Ω és 100 kΩ között vana disszipatív, amelynek felületi ellen-állása 100 kΩ és 100 GΩ között vanés az árnyékoló, amelynek az 1000 VHBM szerinti kisülésébôl származóenergiamennyiségbôl a csomagoló-anyagon belülre kevesebb mint 50 nJkerülhet.Az elôzôekbôl az következik, hogy a

100 GΩ felületi ellenállás feletti elektro-sztatikusan szigetelô anyagok és a 100 Ωfelületi ellenállás alatti anyagok (pl. fémek)kerülendôk.

Az elnevezésekbôl következôen aszükséges mérési eljárásokat is háromrészre kell osztani, bár ezek közül kettô,a vezetôképes és a disszipatív anyagokfelületi ellenállásmérése között csak né-hány kisebb különbség van, és a szüksé-ges mérômûszer is egyforma mindkétesetben. E felületi ellenállásméréseketkönnyen elvégezhetjük a gyártási terüle-ten vagy raktárban is, viszont pontos

1. ábra. Besorolás afelületi ellenállásfüggvényében

59


www.elektro-net.hu

- - ESDESD--LABORALABORATÓRIUMTÓRIUM-- AKKREDITÁLAKKREDITÁLT OKTT OKTAATÁSTÁS

-- MÉRÉSEKMÉRÉSEK-- SZAKTSZAKTANÁCSADÁSANÁCSADÁS

- IONIZÁ- IONIZÁTOROKTOROK- CSOMAGOLÓANY- CSOMAGOLÓANYAGOKAGOK

- BÚTOROK, SZÉKEK- BÚTOROK, SZÉKEK- MUNKARUHÁZA- MUNKARUHÁZATT, CIPÕ, CIPÕ

- MÉRÕMÛSZEREK- MÉRÕMÛSZEREK

9027 Gyõr, Kõrisfa u. 13. Tel.: 96/513-800 e-mail: [email protected]

2316 Tököl, Aradi u. 8. · Tel.: 24/517-490 · Tel./fax: 24/517-491www.auszer.hu · [email protected]

tisztító-, kenõ-, antisztatizáló spray-k, stencil törlõkendõk

Weller Pace Hakko Edsyn pákahegyek

American Iron & Metal CorporationA világ egyik vezetõ minõségi forrasztóón-, flux- és pasztagyártója

A hivatalos magyarországi viszonteladótól

Mérnöki fórumA Microsolder Kft. megújult honlapján Mérnöki fórumotindított az elektronikai iparban, elsõsorban az áramkörilapok szereléstechnológiájában dolgozó folyamat- és mi-nõségbiztosítási mérnökök számára. A Fórum kötetlen le-hetõségeket teremt egymás tapasztalatainak megismerésé-re, nem egyértelmû jelenségek okainak kiderítésére, for-rasztási problémák, megítélési kérdések felvetésére – egy-általán szakmai beszélgetésre. Látogassák minél többen,tegyék fel kérdéseiket, mondják el véleményüket!

www.microsolder.hu

[email protected]

2007/6.

60


A HAKKO kizárólagos képviselõje:

Pro-Forelle Bt.1188 Budapest, Rákóczi u. 53/B. Tel.: 296-0138Tel./fax: (06-1) 294-1558. Mobil: (06-20) 934-7444www.forrasztastechnika.huE-mail: [email protected]

Az I&J Fisnar Inc. (USA) folyamatos ter-mékfejlesztésének eredményeként ez évelején jelent meg a piacon a 7000-es szé-riájú robotcsaládjának legújabb tagjával,a 7900-LF típussal.

A berendezés kifejlesztését az a célmotiválta, hogy az egyre kisebb alkat-rész- és panelméretekkel dolgozó elekt-ronikai ipar számára egy – az RoHS-kö-vetelményeknek teljes mértékben meg-felelô –, viszonylag kis munkaterületû, derendkívül gazdaságos (2007-es bevezetôára csupán 4400 euro!) folyadékadagolórobotot kínáljon a gyár.

Az I&J7900-LF 200 x 200 x 50 mmmunkaterületû 3-tengelyes, mozgóaszta-los robot. Asztalterhelhetôsége 3 kg, szer-számterhelhetôsége 1 kg, amely a folya-dékadagolási alkalmazások döntô több-ségénél teljesen elegendô.

Az x és y tengelyeken a maximálismozgási sebesség 500 mm/s, a z tengely

mentén pedig 250 mm/s. Mindháromtengely 3-fázisú léptetômotoros meghaj-tással rendelkezik, bordásszíjon keresztülmozgatott csúszósínes pályával. A fel-bontás minden tengelyen 0,02 mm, az is-métlési pontosság ±0,04 mm.

A robot teljes vezérlését a beépített 32 bites processzorra épülô kontroller vég-zi. A rendszer 100 egyedi munkaprogramfuttatására, illetve tárolására képes, munka-programonként 4000 pont programozható.

A rendszerprogram és az adatok táro-lását beépített Compact Flash memória-kártya végzi.

Az integrált rendszerprogram pontrólpontra való mozgást, illetve folyamatosútvonalú mozgást támogat, 3 térkoordi-náta szerinti lineáris és körív-interpoláci-ót képes megvalósítani.

A robot a külsô vezérlések megvalósí-tására rendelkezik egy 8 vezetékes, pár-huzamos ki/bemeneti porttal (4-4 opto-csatolóval leválasztott kimenet és beme-net), továbbá soros kommunikációhozRS232 porttal, valamint USB porttal,utóbbiakon keresztül lehetôség nyílik azopcionálisan rendelhetô – Windows alattfuttatható – PC-program segítségével amunkaprogramok elkészítésére, javításá-ra, robotra feltöltésére, illetve robotból le-töltésre mentés céljából. Ugyanezenszoftver használatával lehetôség vanCAD-file-okból adatkonverzióra is.

Alapkiépítésben a robot egy nagyfényerejû, LCD-képernyôs tanítóbillen-tyûzetrôl programozható, közvetlen ko-ordináta-bevitellel vagy kontúrkövetô ta-nítási módszerrel.

A berendezés rendkívül helytakaré-kos, mindössze 440 x 320 mm helyetfoglal el a munkaasztalon, tömegekiegészítô szerelvények nélkül 13 kg.Szállítási készlete a robotból, tanítóbil-lentyûzetbôl, angol nyelvû kezelési út-mutatóból és kábelkészletbôl áll. A robotCE-tanúsítvánnyal kerül szállításra, a CE-megfelelôséghez a robotot védôburkolat-tal szükséges ellátni. A magyarországiforgalmazó teljes körû mûszaki támoga-tást, szervízellátást és díjmentes alkalma-zási tanácsadást biztosít.

Az érdeklôdôket szeretettel várjuk azoktóber 11–13. között megrendezésrekerülô ElektroFair kiállításon a SYMArendezvényközpontban.

www.dispensertech.com

1. ábra. A Fisnar 7900-LF adagolórobotja

2. ábra. A robot programozókészüléke

Az I&J FISNAR Inc. legújabb, I&J7900-LF típusú,RoHS-kompatibilis asztali adagolórobotjaVARGA MÁTYÁS

61


www.elektro-net.hu

A Bosch-csoport a gépjármû- és ipa-ri technológia, fogyasztási cikkek ésépülettechnológia piacvezetô nem-zetközi gyártója. A 2006-os pénz-ügyi évben kereken 260 000 munka-társa 43,7 milliárd euró forgalmat értel. A Robert Bosch (1861–1942) által1886-ban Stuttgartban alapított fi-nommechanikai és elektrotechnikaimûhelybôl létrejött Bosch-csoportma a gyártó, forgalmazó és a vevô-szolgálati hálózatot a világ 140 or-szágában közel 280 leányvállalatá-val, valamint a kereken 13 000Bosch-szervizzel fogja át. A Bosch-vállalatcsoport speciális tulajdonosiszerkezete szavatolja a vállalat pénz-ügyi függetlenségét és üzleti szabad-ságát. Ez lehetôvé teszi a cég számá-ra jelentôs, a jövô biztosítása érdeké-ben történô befektetések megvalósí-tását, valamint a vállalatalapító szel-lemiségének megfelelô és végrende-lete szerinti társadalmi szerepvállalá-sát. A Robert Bosch GmbH részvé-nyeinek 92%-a a Robert Bosch Ala-pítvány tulajdonában van. A vállalattulajdonosi jogait a Robert BoschIndustrietreuhand KG gyakorolja.

Szeptember 6-án új, 12 000 m2-esüzemcsarnokkal bôvült a RobertBosch Elektronika Kft. hatvani gyára. A 200 000 m2-es területen eddig 3 üzemcsarnokban, 69 000 m2-en folyta termelés, ami egy 4. üzemcsarnokkalés ennek megépítése kapcsán összesen20 000 m2-rel bôvült. Az új üzemcsar-nok kialakítása egy 90 millió eurósberuházási program részeként valósultmeg, amely a Bosch legnagyobb hazaigyárának bôvítését célozta meg 2006és 2008 között.

„Az új üzemcsarnok egy rendkívülfontos bôvítés a Bosch világszintû gyár-tási hálózatában. Ennek egyik oka a ki-váló hatvani infrastruktúra és a remekelhelyezkedés.

Jelen pillanatban kiváló felszerelt-séggel rendelkezünk ahhoz, hogy part-nereink növekvô igényeinek megfelelô-en a legmodernebb autóelektronikaifelszereléseket szállítsuk a világ mindentájára” – mondta Dr. Volkmar Denner, aBosch GmbH menedzsmentjének tagja.

Amint azt Thomas Schönenberggazdasági gyárigazgató elmondta:„Azért építettük az új csarnokot, hogyaz elektronikus motorvezérlô egységekgyártását kibôvíthessük, ugyanis ez alegdinamikusabban növekvô termék-szegmens.” Thomas Schönenberg azt iselmondta, hogy a Robert Bosch Elektro-nika Kft. jelenleg 250 országot lát el vi-lágszínvonalú termékekkel.

„A új 4. üzemcsarnok a jövôbenmotorvezérlôkkel látja el partnereinketszerte Európában” – fejtette ki Dr. SvenOst, technikai gyárigazgató. „A hatvaniBosch-gyárban fôként elektronikus mo-torvezérlô egységeket gyártunk, ame-lyek számítógépként irányítják a motor-ban mûködô különbözô funkciókat,mint a befecskendezés vagy fordulat-

szám. Ezekkel a termékekkel sikeresentudunk hozzájárulni a CO2 kibocsátáscsökkentéséhez.”

A megnyitó ünnepségen a kormány-zatot Garamhegyi Ábel, a GKM állam-titkára képviselte. Beszédében méltattaa Bosch átlagon felüli szerepvállalását amagyarországi foglalkoztatás, kutatás-fejlesztés és szakmai oktatás területén.A cég tervei szerinti hamarosan egymil-liárd eurós forgalom mind magyaror-szági, mind európai méretekben kima-gasló teljesítmény. Az ünnepségen résztvett és a cég kimagasló mûszaki tevé-kenységét méltatta Walter Hassman né-met nagykövet is. Az egyetértést cso-portos kézfogás jelképezte.

A Robert Bosch Elektronika Kft.megnyitott üzemcsarnokába már az év-elejétôl veszi fel és képezi a munkaerôt.Eddig 120 kollégát alkalmaztak, akik azúj gyártósoron álltnak munkába az ün-nepség napján.

A Bosch hatvani gyárában azonbanennél jóval több lehetôség kínálkozik akörnyék munkavállalói számára, hiszenez év végéig összesen 300 új munka-vállalót várnak még, eltérô képzettség-gel. A diplomás munkakörökbe fôlegmérnököket keresnek, akik minôségbiz-tosítás, folyamatirányítás, teszteléstech-nika, gyártástervezés területén dolgoz-hatnak, a többi diplomás pedig a logisz-tika és beszerzés területén tud munkábaállni. A középfokú végzettségûek közötta cég a Német Kereskedelmi és Iparka-marával együttmûködve képezi a tech-nikusokat, a képesítés nélküli munka-vállalók pedig egy rövid betanításiidôszak után a gyártósorokon tudnakálláslehetôséghez jutni Hatvanban.

A Robert Bosch Elektronika Kft.3100 dolgozójával a térség legnagyobbmunkáltatója. Tavalyi forgalma elérte a

650 millió eurót, ami az idei év végérevárhatóan a 850 millió eurót is megha-ladja. A legyártott termékek száma napiszinten 120 000 db, ami 2009. év végé-re eléri a 160 000-es darabszámot.

A Bosch-ssoport Magyarországon2006-ban mintegy 6300 fôt foglalkoz-tatott, amely szám 2007-re elérte a7300 fôt.

1. ábra. Az ünnepélyes szalagátvágás

2. ábra. A csoportos kézfogás az egyetértés jele

Új Bosch üzemcsarnok – töretlen a fejlôdés!

[email protected]

2007/6.

62


Az optikai szûrôk alapanyaga akril éspolikarbonát. A polikarbonát nem gyúlé-kony, ami néhány alkalmazásban köve-telmény. Szabványos színekben kapha-tók, de adott rendelési mennyiség felettkülönleges színek is rendelhetôk. Azakrilt folyékony monomerbôl (a kôolaj-ipar melléktermékébôl) állítják elô.Ezek az anyagok kiváló optikai tulaj-donságokkal rendelkeznek. A szabvá-nyos termékek nagy száma mellett a kü-lönleges alkalmazások sem jelentenekgondot. Az optikai szûrôk csúcsminôségûtermékek, és fôként a high-end eszközök-ben kerülnek alkalmazásra.

Fô alkalmazási területek a repülô-gépipar, autóipar (high-end), ipari elekt-ronika (high-end), tengerészet, orvosimûszertechnika, hadiipar, ûrkutatás, tele-kommunikáció (high-end) és jármûipar.

A szûrôk típusai

Kontrasztszûrôk – az olvashatóság javítá-sára, illetve a nem kívánt színkomponen-sek kiszûrésére szolgálnak.LCD-szûrôk – növelik a kontrasztot.VFD-szûrôk (VFD = Vacuum FluorescentDisplay) – az olvashatóság javítására és akívánt szín elôállítására alkalmasak.IR-szûrôk (infravörös) – kizárják a láthatófényt (pl. távvezérlôkben)

EMC-szûrôk – elektromágneses terekcsillapítására. Ezt egy újszerû, akrilbaágyazott rézszövet teszi lehetôvé – fôlega kijelzôknél jelent nagy segítséget.

Felületkezelések

AR-bevonatok (Antireflex) – csökkentik a felületi tükrözôdést, és növelik afényáteresztô képességet. A PSC cég AR-Finish elnevezésû antireflex-rétege a mo-dern vákuum-bevonattechnikának kö-szönhetôen kiemelkedô optikai tulajdon-ságokkal rendelkezik. Ez a bevonat ott al-kalmazandó, ahol rendkívül szigorú követelményeknek kell megfelelni, ígypéldául bankautomatáknál, navigációsrendszereknél, PDA-k és egyéb különle-ges berendezések esetében, illetve olyankritikus kijelzôknél és jelzôtábláknál,ahol a tükrözôdés biztonsági kockázattaljár. Az AR-Finish reflexiós tényezôje ki-sebb, mint egy százalék (vagyis áteresztô-képessége 99%), emiatt a hordozóanyagszinte láthatatlannak tûnik.

A PSC cég AFP-Finish (ujjlenyomat-mentes – antifingerprint) rétegével kom-binálva még jobb eredmények érhetôkel. Ezenkívül nagymértékben kopás- ésütésálló, valamint szennytaszító tulaj-donságú.

AR + AFP: 99% fényáteresztés, 1% reflexióMarine AR: 99% fényáteresztés, 1% reflexió, sótûrô képességûWet AR: 98% fényáteresztés, 2% reflexió

Mat-Finish (csillogásmentesítés) – 5 foko-zata létezik. A PSC egy olyan felületkeze-lést fejlesztett ki, amely hatékonyan csök-kenti a mûanyagok felületi csillogását,ugyanakkor megszünteti a zavaró reflexi-ókat, mindezt fényveszteség és a láthatófény torzítása nélkül. A PSC Mat-Finishminden színt átenged, a kívánt hullám-hossztartomány csökkentése nélkül. Egyoptikai mikrorészecskéket tartalmazó,speciális bevonatról van szó, amely a

porra érzéketlen, mivel a bevonatotképezô anyag polimerizációja felhordás-kor azonnal végbemegy. Ez a gyártás-technológia teljesen egyenletes felüle-tet eredményez, függetlenül annakméretétôl. Mindemellett exkluzív meg-jelenést is ad a terméknek.

Hard-Finish (karcvédelem) – növeli a felü-let ellenálló képességét. A Hard-Finish egyreflexiómentes UV-bevonat, amit a zava-ró reflexiók kiküszöbölésére és az akril, il-letve polikarbonát védelmére, azaz akijelzôk karcállóságának és kémiai ellen-álló képességének növelésére fejlesztett kia PSC. A gyakorlatban sokféle alkalmazás-nál a karcállóság még az optikai kritériu-moknál is fontosabb tényezô. A PSC Hard-Finish éppen az ilyen speciális területekenalkalmazható, kiváló fizikai és kémiai tu-lajdonságainak köszönhetôen. A Hard-Finish-sel kezelt felületen ragasztás vagyszitanyomat készítése már nem lehetséges.

Könnyebb, keményebb, átlátszóbb – Cleartech

CLEARTECH – egy új, nagy teljesítményûbevonat a PSC-tôl

Az új és innovatív kemény bevonatúCLEARTECH-akril a PSC tökéletes megol-dása az igényes környezet kialakítására.Felületi keménysége egyike a legjobbak-nak, amelyet a mûanyagoknál valaha is el-értek, és ütôszilárdsága messze meghalad-ja az üvegét, noha a CLEARTECH fajsúlyakisebb, mint az üveg fajsúlyának a fele. A CLEARTECH a látás védelmét látja elipari vagy szabadtéri alkalmazásoknál, ott,ahol a tartósság is fontos szerepet játszik.

A CLEARTECH-akrilt 0,8, 1,0, 1,5,2,0 és 3,0 mm vastagságban szállítjuk.

A CLEARTECH-akril gépileg és/vagymechanikusan csaknem minden alakravagy nagyságra megmunkálható. A ma-ximális felületméret kb. 1,5 m².

Kívánságra beépítésre kész, a vevôiigények alapján kialakított szitanyomá-sos CLEARTECH-bevonatú ablakok isrendelhetôk.

ElônyökNagy karcállóságNagy anyagszilárdságKifogástalan optikai minôség

Amennyiben az optikai szûrôkkelvagy azok alkalmazásával kapcsolatbankonkrét kérdései vannak, keressen megbennünket a +36-1-372-7700 telefon-számon, vagy a [email protected] címen!

Jól képzett munkatársaink a kijelzôkoptikai tulajdonságainak javításáról min-denkor megbízható tájékoztatást tudnaknyújtani.

1. ábra. A PSC színszûrôi

A dániai PSC által kifejlesztett optikai szûrôk jelentôsen javítják akijelzôk láthatóságát, olvashatóságát, amely elsôsorban a közlekedés-ben, nem utolsósorban pedig az iparban kap fontos szerepet. Kiegészítôfelületkezelésekkel bôvítve a kínálatot, speciális követelményeknek ismeg tudunk felelni…

Optikai szûrôk – kristálytiszta látvány

KOKAVECZ LÁSZLÓ

63


www.elektro-net.hu

A szünetmentes tápegységekhez a gyár-tók honlapján méretezési segédletek, táb-lázatok, varázslók találhatók, amelyek se-gítségével kiválasztható az alkalmas típus,eldönthetô egy beruházás nagysága. A rendelkezésre álló választék elsôsorbana teljesítménykategória (üzemi kapacitás)szerint lépcsôzött. Ugyanekkor a szolgál-tatások színvonala (intelligenciája) példáula jelalaktorzítás, szoftverellátottság,távvezérelhetôség stb. szerint is kiválaszt-ható a megfelelô típus. A 13. és a 14. áb-rán hasonló Powerware gyártmányok, il-letve a 15. ábrán és a 16. ábrán XP-Energytípusok láthatók. Az említett gazdag ár- ésminôségi választékból kellô megfontolá-sok után eldönthetjük, hogy mely típusrabízzuk számítógépeink és adataink védel-mét.

A gyakorlat arra mutat, hogy a szünet-mentes tápegységek kiválasztásánál vala-melyes túlméretezésre célszerû törekedni.A PC-s rendszerek indítása ugyanis az elsôpillanatban jóval nagyobb terhelést jelent

a tápegység számára, mint egy márüzemelô PC által felvett átlagteljesítmény.Sôt, az egyes gyártmányok (monitorok ésPC-tápegységek), rendszer-konfigurációkközött is jelentôs különbségek adódnak, ésakár egy konkrét statikus teljesítménymé-rés útján is nehéz pontosan megjósolni atényleges indulóáram- és teljesítmény-szükségletet. Attól függôen lesznek prob-lémáink, hogy a táphálózatra történô csat-lakozás a váltakozó áram periódusidejénbelül melyik szakaszon történik. Ha az 50 Hz-es hálózati feszültség pillanatnyicsúcsértékénél kapcsolódunk a fogyasztóihálózatra, áramfelvételünk maximálislesz, és ebbôl automatikusan következik,hogy pillanatnyi teljesítményfelvételünk,

PC-s adataink biztonsága (4. rész)

SIPOS GYULA

13. ábra. Kisebb kapacitású, Powerwareszünetmentes tápegység

15. ábra. Kisebb kapacitású, XP-Energygyártmányú, szünetmentes tápegység

14. ábra. Nagykapacitású, azelsô hat védelmi felté-telt teljesítôPowerware szünetmentestápegység

[email protected]

2007/6.

64


indulóáramunk is maximális lesz. A ta-pasztalatok arra utalnak, hogy a statikusmérés során nyert átlagteljesítményhez(W-értékhez) képest legalább 1,5 … 2-sze-res névleges teljesítményû szünetmentestápegységre van szükségünk, különben ál-landósult rendszer bekapcsolási gondjainklesznek. Az induláskor a PC-ben, a moni-torban található nagy kapacitású szûrô-kondenzátorok, az induló inverterek szin-te rövidzárat jelentenek a hálózat számá-ra, így a pillanatnyi teljesítményfelvétel azüzemi teljesítményfelvétel többszöröse islehet. Példa: 1 darab, kb. 250 W teljesít-ményfelvételû PC-alapgép és a hozzá tar-tozó, a gyári címke szerint 230 V-nál 1 Aáramfelvételû 19 hüvelykes monitor a 10 A-es kismegszakítót a bekapcsolásnálgarantáltan kioldja, noha tartósan két ilyenkonfigurációt és számos perifériáikat is ké-pes gond nélkül ellátni (15., 16. ábra)

A típus kiválasztásánál zavaró tényezôa különféle gyártmányoknál eltérôen vagyhiányosan megadott terhelhetôségi adat,ahol a többnyire jóval kedvezôbb (na-gyobb) VA-értékkel kínálják a terméket,miközben a W-ban mérhetô, a valóság-hoz közelebb álló terhelhetôség jóval ki-sebb, és esetleg az adatlap nem is tartal-mazza az értékét. Ez utóbbi alapvetô fon-tosságú, mert ha a beépített akku kapacitá-sa aránytalanul kicsi, és nem ad elég idôta gép tervszerû kikapcsolására, akkor nemnyertünk semmit. Fontos szempont tehát aszünetmentes tápegység kapacitásának (tí-pusméretének) kiválasztásához a hálózatkimaradásakor a rendelkezésünkre álló,akkumulátoros üzemidô.

Ahhoz, hogy egy éppen végzett mûve-letet képesek legyünk befejezni, idôre vanszükség. Ezek az idôtartamok a végzettmunka természetétôl és fontosságátólfüggnek. Ha az áramkimaradás során egy-szerû mûveletek futnak a gépen, ezektöbbnyire néhány másodperc, legfeljebbfél perc alatt befejezhetôk, és a munka-programból, továbbá az operációs rend-szerbôl történô kilépés sem tarthat néhány

percnél tovább. Mindösszesen általábanerre 3 … 5 perc idô elegendônek bizo-nyulhat. Ha viszont a gépet tartósan igény-be vevô számolási, tömörítési, kódolási,renderelési vagy egyéb, hosszadalmasmûvelet fut, akkor felvetôdik az a kérdés,hogy keletkezik-e jelentôs kár a munkamegszakításából, vagy sem. Ilyenkor azképezi mérlegelés tárgyát, hogy mi kerültöbbe: egy aránytalanul nagy kapacitásúszünetmentes tápegység beszerzése, vagya munka újbóli elvégzése. Általában ezutóbbi a kedvezôbb alternatíva.

Egy szokásos irodai/otthoni PC-kon-figurációval többnyire elboldogul egy300 … 500 VA-es névleges teljesítményûszünetmentes tápegység, ha a másodla-gos fontosságú eszközöket nem vonjukbe a táplált körbe. Ha azonban a konfigu-ráció a nagyméretû monitor, a bôvít-ményekkel, merevlemezekkel alaposankitömött, modern, gyors asztali PC követ-keztében a szokásosnál nagyobb áram-felvételû, akkor nagyobb teljesítményûszünetmentes tápegységet kell választa-nunk, illetve szóba kerülhet táplálásiszempontból az alapgép és a monitorszétválasztása.

A kapcsolatos perifériák (pl. nyomtató,szkenner stb.) szünetmentes tápegységrôlvaló táplálása általában szükségtelen, hi-szen pl. egy félbehagyott nyomtatási mûve-let többnyire bármikor könnyen folytatható.

A termék kiválasztásánál további fon-tos szempont annak tényleges megbízha-tósága. Az elektronikai piacon feltûnôenolcsón kínált, a neten agyonreklámozottszünetmentes tápegységek beszerzése semrövid, sem hosszú távon nem kifizetôdô,pedig nem ritka a beszerzési áraknál ta-pasztalható 1:2 vagy az 1:4 arányú eltérés.A jó minôségû termék gyártója általábankomoly hosszú távú anyagi garanciákat adaz esetleges meghibásodások következ-ményeire, az akkumulátorok minôségére,és egyáltalán a termék üzembiztos hasz-nálatára. Egy jó minôségû termék eseténjoggal reménykedhetünk a 3 … 5 éves ak-kumulátor élettartamában, a széles körûvédelmi rendszerben, a stabil mûködés-ben. Hiába olcsó a termék, ha évente kellbenne akkut cserélni.

A kapható termékek magasabb árkate-góriájú hányadát képezik a közel kifogás-talan szinuszjelet elôállító szünetmentestápegységek, míg az olcsóbb árkategóriájútáp kimenetén lépcsôzött, kváziszinusz jeltapasztalható. Az ilyen, relatíve eléggétorz szinuszjel azonban a legtöbb számí-tástechnikai berendezéshez probléma-mentesen alkalmazható, és egy közepesvagy kisvállalkozás számára nincs értelmea jóval drágább, szinte kifogástalan szi-nuszjelet elôállító tápok használatának.

A szünetmentes tápegységek az alap-funkció mellett számos olyan szolgáltatás-sal rendelkeznek, amelyek végeredmény-

ben megóvnak minket a táphálózat külön-féle anomáliáitól, például a hálózati fe-szültség emelkedésétôl, csökkenésétôl. A legtöbb tápegység tartalmaz túlfeszült-ségvédelmet is, így akár az energiaháló-zatról, akár a telefonvonalról stb. érkezônagyfeszültségû impulzus ellen továbbivédelmet kapunk. A gyakorlat azt mutatta,hogy erre esetenként valóban szükség islehet. Példa: egy kábelzárlat következté-ben kb. 400 V-ra emelkedett hálózati fe-szültség a túlfeszültségvédô eszközönmég akadálytalanul átjutott, és csak a szü-netmentes tápegység (APC Back-UPS 500)védte meg – önfeládozó módon – a PC-t ameghibásodástól. A szerviz pedig a tönk-rement tápegységet garanciában kicserél-te. A beszerzés elôtt célszerû tanulmá-nyozni a mûködési és garanciafeltételeket.A szünetmentes tápegységeket gyártó cé-gek száma alig néhány, viszont a szolgál-tatások színvonala között igen jelentôs kü-lönbségek tapasztalhatók. Ebben a körbenis igaz a mondás, hogy a legolcsóbbnaktûnô lesz utólag a legdrágább megoldás.

A szünetmentes tápegységek úgyszól-ván valamennyi kategóriája ma márszoftverrel menedzselhetô. Ez alapszol-gáltatásban az áramkimaradás esetén be-következô adatmentést, a futó programokbezárását és a gép tervszerû kikapcsolásátjelenti. Nagyobb értékû rendszerekben,szervereknél stb. többnyire a lehetôségekszéleskörû választéka áll rendelkezésre,beleértve a netes távmenedzselést is.

Kisebb rendszereknél, például a csu-pán néhány, magában álló vagy kis háló-zatba kötött gépet üzemeltetô vállalkozá-soknál és otthoni konfigurációknál a java-solható, optimális biztonságot ered-ményezô felépítés két alapvetô szerkezetielemet tartalmaz. A beérkezô hálózati táp-feszültséget, telefonvonalat stb. feltétlenültúlfeszültségvédô eszközzel kell fogad-nunk, ennek védett köréhez csatlakoztatvaszámítástechnikai berendezéseinket, tekin-tet nélkül arra, hogy PC-n vagy laptopondolgozunk. Áramkimaradás esetére pedigszünetmentes tápegységgel kell éppen ke-zelt adatainkat, munkáinkat megvéde-nünk. A meglepetések elkerülésére célsze-rû a laptop töltôjét/hálózati tápegységét is aszünetmentes áramforrásra kötni. Mind-ezeken felül napi vagy heti bontásbankötelezô ütemtervet kell életbe léptetnünkadataink rendszeres archiválására. A hosz-szú távon várhatóan bekövetkezô hardve-res vagy szoftveres géphibák kivédésérecélszerû valamely, erre alkalmas program-mal a gondosan felkonfigurált operációsrendszerrôl és a munkaprogramokról le-mezképmentést készíteni, ami egy gyorsanlebonyolítható másolási mûvelet segítségé-vel megkímél bennünket a hosszadalmas,akár egy-két munkanapot is kitevô bootle-mez-helyreállítástól.

(folytatjuk)

16. ábra. Nagy kapacitású, XP-Energygyártmányú, szünetmentes tápegység

65

2007/6. InformatikaInformatika

www.elektro-net.hu

Az új gépekrôl...

Ahogy a bevezetôben már utaltam rá, aglobalizáció egyik kellemetlen következ-ménye, hogy a nagy darabszámú széria-gyártás miatt minden cent megtakarításdollárok tízezreit jelenti a gyártónak. Így bi-zony egyre gyakrabban elõfordul, hogy azésszerû takarékoskodás már átcsap azeszetlen spórolásba, és a vadonatúj, mo-dern készülék a garanciaidô lejártánakmásnapján tönkremegy, vagy éppen üzem-szerû használat mellett az irreálisan elvé-konyított háza széttörik, ami innentôl ter-mészetesen nem garanciális hiba. Bizo-nyítsa be a vevô, ha tudja, hogy az a házabból a mûanyagból nem felel meg a szab-ványokban leírt erôhatások elviselésének!Ugyanez a mindenki által már tapasztaltjelenség megjelent a PC-k világában is,amire könnyû legyinteni azzal, hogy: „mertez kínai” – de én úgy gondolom, hogy ez atendencia súlyosabb és komolyabb annál,semhogy birkamódra hagyjuk magunkatmegetetni. Ezért az alábbiakban – amolyan„kontrasztképpen” – összeszedtem pár jel-legzetes hibát, amely a mai PC-ket érinti.Sajnos jogi és egyéb okok miatt nem tehe-tem meg, hogy gyártókat és cégeket nevez-zek meg, vagy konkrét terméktípusokat leír-jak, holott hosszú listát tudnék ilyen hibák-ról összeállítani; általánosságban azért leírokpár jellegzetes, de konkrét cégekkel nemösszefüggô tipikus hibaszituációt.

Az ATX-es tápok jelentôs része hullott,mint az ôszi légy az 1 éves üzemidô végén,mert az ATX-es tápokban lévô, folyamato-san mûködô készenléti tápegység szûrô-kondenzátora kiszáradt, és megfutott a táp,magával rántva a PC összes részegységét.Ez ellen nem tudunk mit tenni; az olcsóbbtápok ilyen esetben mindig tönkretették ateljes számítógépet is, annak minden perifé-riájával együtt, mert az 5 V helyett 7…9 V-ot, a 12 V helyett 15…20 V-ot adtak le rö-vid idôre, míg végképp fel nem robbant(szó szerint!) a bennük lévô hibás konden-zátor. A közepes minôségû tápegységekbenegy védô Zener-dióda van a kritikus helyen,így bár azok is tönkremennek, de a tápmegszaladása már nem következik be, és aszámítógép maga nem károsodik. Védekez-ni szerencsére egyszerûen lehet ellenük:kb. bruttó 3000 Ft-ért kapható tápvédôáramkör, amely az 5 V vagy 12 V megemel-kedése esetén zárlatba viszi a tápegység ki-

meneteit, így a számítógép maga nem tudkárosodni, csak a tápegység. Érdekes dolog,hogy az összes tápban ugyanaz a hiba – ta-lán szándékosan? A készenléti tápot egypárwattos ellenállással állítják elô, ami melléteszik azt a 22 … 47 µF-os kondenzátort,ami a folyamatos meleg miatt kiszárad, ez-zel kapacitása a töredékére csökken, majdaz ennek következtében megnövekedô bú-gófeszültség a felelôs a tápegység és ezzelaz egész számítógép haláláért. Ha a kon-denzátor cseréje után azt a bizonyos párwattos ellenállást odébb rakjuk – pl. hossz-abb lábút teszünk be helyette –, az így meg-javított tápegység még több évig hibátlanulmûködik tovább...

Ugyancsak kondenzátorhibák miatt azújabb alaplapok egy részénél egy-két évalatt kiszáradtak a processzor kapcsolóüze-mû tápjánál lévô nagy áramú kondenzáto-rok, így a processzor tápfeszültsége hul-lámzani kezdett, rejtélyes lefagyásokat, in-stabilitásokat okozva. Ezt néhányan ipar-szerûen javítják is, felvásárolva a hibásalaplapokat, majd újra piacra dobva ôket;ami mûszakilag ugyan korrekt megoldás,bár átlaghalandónak nem biztos, hogyugyanez a véleménye. A PC-felhasználósajnos ezzel sem tud mit kezdeni szaktudáshiányában, max. szemrevételezéssel tudjaellenôrizni, hogy az alaplapon, ill. avideokártyán van-e felpúposodott tetejû,vagy a szerelôlapon foltot hagyó konden-zátor. Ha van ilyen, akkor annak az alap-lapnak már csak hetei vannak hátra.

Az egyre nagyobb sebesség és növekvômemóriaméret egyre nagyobb teljesít-ményfelvételt, és ezzel együtt disszipációteredményez. Míg valaha régen egy486DX2-66-os processzoros számítógéphûtôventillátor nélkül is mûködött, így semzajt okozó, sem meghibásodó alkatrésznem volt benne, ezzel szemben a mai gé-peken gigantikus processzorhûtô ventilátormellett már alaplapi hûtôventilátor, VGAhûtôventilátor, memória-hûtôborda ésdupla táp-hûtôventilátor van, rengeteg po-tenciális hibalehetôséget (megszorul, leáll,vagy nem érintkezik megfelelôen a csatla-kozója) és kopó alkatrészt jelentve. Bár ahômérséklet- és fordulatszám-figyelô alap-lapok a meghibásodás ellen védettek, a ko-pást és az egyre növekvô zajokat kiküsz-öbölni azok sem tudják. Ennek a hibának arealitását amúgy mi sem jelzi jobban, minthogy az ipari célra készült számítógépek-

nél ma már minden lehetséges módonigyekeznek a hûtôventilátorok alkalmazá-sát elkerülni, és ha kell, drága hôcsöves el-vezetésekkel és alaplapméretû, passzívhûtôbordákkal, megoldják, hogy az ipariszámítógép ne tartalmazzon egyetlen ven-tilátort sem!

Ugyancsak a fejlôdés hátránya, hogymíg egy régebbi merevlemezen házilag le-hetett elektronikát cserélni, mert szériánbelül kompatibilisek voltak, addig manap-ság már mindenféle szervo-információkvannak a panelekre töltve. Egyes Maxtormerevlemezeken pl. olyan titkosak voltakezek az információk, hogy még az erreszakosodott Kürt Kft. sem tudta elvállalniegy idôben ezen típusú, nagy kapacitásúmerevlemezekrôl az adatmentést!

A korai, ill. olcsóbb CD-meghajtók pe-dig túl nagy árammal hajtották meg a gyen-gébb lézerdiódákat, ami ettôl túlmelegedik,így tovább rontja a paramétereit, tehát méggyorsabban öregszik. Így egy idô után a CD-meghajtók lassan „megvakulnak”. Ez ellensemmit sem lehet tenni; van ugyan utánál-lítási lehetôség a CD-ken, de ahogy azt máremlítettem, a megindult folyamatot vissza-fordítani már nem lehet: cserélni kell!

Anyomtatók mechanikája is egyre gyön-gül; régen elképzelhetetlen volt, hogy pl.több papír behúzása esetén magától eltörjönegy mûanyag fogaskerék, vagy hogy 4…5 évalatt annyira elporladjon (nincs rá jobb szó!)egy mûanyag alkatrész, hogy spontán töréskövetkezzen be. A legismertebb nyomtató-gyártó legújabb termékeirôl külön fórumokvannak az interneten, van pl. olyan vállalko-zó, aki szériában gyárt alumínium fogaskere-ket az eredeti mûanyag helyére, és úgy rek-lámozza magát, hogy javítás után soha töb-bé nem megy tönkre a nyomtató. Neki megyaz, ami a milliárdos multinak nem: strapabí-ró alkatrész készítése?

Ugyancsak a tintasugaras nyomtatók bû-ne, hogy mûködésükbôl adódóan van ben-nük egy festékgyûjtô szivacs, ami a fej tisztí-tása során kiköpött tintát szívja fel. Érdekesváltozás, hogy ennek a szivacsnak a méreteegyre kisebb, holott tényleg filléres alkatrész;néhány gyártó odáig merészkedett, hogy anyomtatója le is áll megadott számú oldal ki-nyomtatása után, és csak a szakszervizbentudják újraindítani a szivacs egyszerû cseré-je után. Persze közel sem ingyen...

És bár a tintasugaras nyomtatók tinta-patronjainak újratöltése nagy üzlet lett, amia környezet védelme szempontjából min-denképpen üdvözítô, sajnos a nyomtató-gyártók mindenféle trükkel próbálják ezt le-hetetlenné tenni. Pl. mûszakilag teljesen in-dokolatlanul sorozatszámmal látják el afestékkazettákat, és ha ugyanazt a sorozat-számú kazettát kiveszik és visszateszik –vélhetôen közben újratöltötték –, akkoridegesítô és irreális hibaüzenetekkel bosz-szantják a felhasználót, aki végül megunjaa dolgot, és áttér a „dobd el és vegyél újat!”

A jó, a rossz és a csúf – avagy az új, a régi és a hibák (2. rész)

VARSÁNYI PÉTER

[email protected]

2007/6.

66


módszerre. A lézernyomtatók esetébenmég ennél is tovább mentek: a nagy értékû– esetenként 25 … 30 000 Ft-os – tonere-ken található utántöltô nyílást egyszerûenmegszüntették, így csak a toner oldalát fúró-géppel kifúrva lehet az utántöltést elvégez-ni. Erre is külön iparág alakult, macska-egérjátékot játszva a nyomtatógyártókkal: a ton-erpor mellé már külön memória-chip-et islehet (és kell is!) vásárolni bizonyos nyom-tatókhoz! (Lásd: www.tonerbolt.hu)

Végezetül, ha kezébe vesz az emberegy régebbi modemkártyát vagy hálózatikártyát meg egy mait, akkor már ránézésreszembetûnô különbség, hogy a régiekenvolt túlfeszültség-védelem „combos” szik-raközök és varisztorok képében, továbbámind a hálókártya, mind pedig a modemáramköre méretes leválasztótranszformá-torral és biztos galvanikus leválasztást biz-tosító DC/DC konverterrel kezdôdött. A maitechnikák mellett ilyenek nincsenek, ígysem a túlfeszültségeknek, sem a földelési hibáknak nem tudnak ellenállni. Nem ritka,hogy egy-egy közeli villámcsapás utánegész hálózatok romlanak el egy csapásra.Így viszont külön üzlet lett a villámvédelemés a túlfeszültségvédô dugaljak, különféleadapterek forgalmazása. Régebben ez szer-ves része volt magának a készüléknek.(Olyan ez számomra, mint külön adni a te-jet, meg hozzá külön a fehér színt...)

A számítógépek karbantartása...

Akár új, akár használt számítógépünk isvan, idôvel arra is ráfér a karbantartás.Nézzük, milyen kötelezô karbantartásoklennének egy átlagos gépen!

A számítógép belsejének portalanítása,különös tekintettel a földön álló toronyhá-zas gépekre. A PC-kben ugyanis befelé irá-nyuló légáram van, ami a magasban elhe-lyezkedô tápon keresztül megy ki a sza-badba. A földön álló gépek mint valaminonstop porszívó, folyamatosan szívjákmagukba a lépéseinkkel felkavart port. Ez apor és szösz, ha nedvességet kap (pl. esôsôszi–tavaszi idôben), azonnal megbolon-dítja a PC-t; de még száraz állapotában isképes a hûtôbordákat eltömni, ventilátoro-kat eldugaszolni. Legalább évente (a föl-dön állókat félévente) ki kellene porszívóz-ni; ennél is jobb kompresszorral kifújni aport az udvaron. (A vákuum max. 1 barnyomáskülönbséget okoz, a kompresszormeg akár 10 bar-t is.) Különösen igaz ez aflopikra, amelyek ajtaja nem zár jól, így na-gyon sok port tudnak magukba szívni. A sok flopihiba nem a meghajtók miattvan, hanem attól a sok szösztôl, amit aflopi szívott magába. (Ipari PC-ken ponto-san ezen okból fordított a levegôáramlásiránya: egy nagy szûrôn keresztül beszívjaa levegôt, így a dobozban túlnyomás ala-kul ki, tehát por nem tud bemenni.) A má-sik fontos pont, ahol megül a por, a hûtô-bordák apró rései. Onnan szinte csak a

nagy nyomású levegô tudja kibányászni. Hûtôventilátorok kenése. Gyakorlati ta-

pasztalat, hogy az olcsó ventilátor már ne-gyed-fél évvel, a minôségi 1 … 1,5 évvel alegyártás után már zajos, mert kifogy belôlea gyári kenôanyag. Egyszerûen le kell szed-ni róla a címkét, alatta van egy felhasítottmûanyag alátéttel rögzített tengely. Ebbekell pár csepp varrógépolajat cseppenteni,és újabb fél évet adtunk a ventilátornak,meg pár hónap csendes munkát magunk-nak. A bátrabbak akár szét is szedhetik, ek-kor a fémport is ki lehet belôle törölni, ígymég tovább bírja. Érdekes módon 2 … 3szétszedés után már annyira összekopik,hogy nem romlik tovább az állapota.

Merevlemezes meghajtókon lévô hibásfájlok/allokációk rendbe rakása, learchivá-lása, majd az adatok kompresszálása (töre-dezettségmentesítés): ennek akkor vanjelentôsége, ha a merevlemezen bármilyenokból adatvesztés lépne fel. A töredezettsé-geket nem, vagy csak kismértékben tartal-mazó merevlemezekrôl szinte az adatok99%-a házilag, mindenféle tudás nélkülvisszahozható kész szoftverekkel, manuáli-san pedig akár a 100% is helyreállítható.Rendezetlen merevlemezen, ami ráadásultele van régebbi, már törölt anyagokkal, ezszinte lehetetlenül bonyolult folyamat. Azadatmentést minimum 3 havonta meg kelltenni, majd rögtön utána a töredezettség-mentesítést is meg kell ejteni, hogy ha az hi-bázik, akkor az elôbb készített mentésbôlmindent vissza tudjunk állítani. Nagyonfontos továbbá egy S.M.A.R.T. tesztprog-rammal kiíratni a merevlemez adatait, hogyhány „reallocated” szektor van. Ez egy me-revlemez legfontosabb paramétere: a leme-zen mindig van néhány hiba, ami gyártásihibákból adódik, így van egy tartalék adat-terület is, ahova automatikusan „áthelyezi”a meghajtó a hibás területek adatait, ha a hi-bák aránya egy bizonyos szintet túllép. Haez a tartalék adatterület kezd kifogyni, ak-kor az azt jelenti, hogy a merevlemez el-kopott, öregszik, így le kell cserélni. Haugyanis a tartalék adatterület elfogy, hirtelennem javítható hibák tucatjai jelennek meg alemezen, és rövid idôn belül „fejreáll” aszámítógép operációs rendszere.

Háttérelemek ellenôrzése. A régebbi gé-peken 3,6 V-os NiCd akkumulátor van azalaplapokon, melyek kb. 4 … 5 év után el-kezdenek kívül „virágzani”: kis fehér hópi-hék formájában kikristályosodik az olda-lukon a lúg. Ha nem forrasztjuk ki, a lúg le-jut a panelra, és szétmarja a vezetôsávokat,végképp tönkretéve az alaplapot. Talánezért az újabb gépekben már CR2032-esgombelem van, amely már nem töltôdiküzem közben, így 1,5 … 2 év alatt akkor iskimerül, ha a gépet folyamatosan használ-juk. Elôbb az óra kezd el késni, majd meg-állni, aztán egyik reggel arra ébredünk, hogya számítógép CMOS Memory Error-ral fo-gad, és se kép, se hang, mert elfelejtette alegalapvetôbb beállításokat is. Ezt meg tud-

juk akadályozni, ha a féléves/éves szétsze-désnél egy multiméterrel rámérünk, és 2,8 Valatt azonnal cseréljük. (Elvileg 1,5 … 0,7 V-nál is még mûködik néha, de 2,8 V alatt azelem már a kimerülô fázisában van, és na-gyon gyorsan esik a feszültsége.)

zA UPS-ek akkumulátora a folyamatoskészenléti üzem miatt elszulfátosodik, ígypont, amikor szükség lenne rá, a UPS nemfog mûködni. Ezért min. félévente érdemesa gépet leállítani olyan állapotba, aholnem lesz baja – pl. bemenni a CMOSSetup-ba a <DEL> gombbal, majd a UPS-nek kihúzni a bemenôtápját, és a teljes le-kapcsolást kivárni. Ekkor a UPS akkumulá-torai kimerülnek, mi meg le tudjuk mérni,hogy az eredetileg meglévô, mondjuk, 30perces áthidalási idô mikor csökken felére.Ekkor már érdemes az akkumulátorokatcserélni. Ez a félévente elvégzett kisütéshosszú távon az akkumulátorok élettarta-mát minimum megduplázza! Laptopokesetén is ugyanez javasolt, bár azok akku-mulátora Li-ion, amely szulfátosodásra ésmemóriaeffektusra nem képes, de atöltésvezérlô elektronikának tudnia kel-l(ene), mikor van teljesen kimerült állapot-ban, ugyanis a Li-ion akkumulátorokkapocsfeszültségébôl ez nem derül ki tel-jes biztonsággal, márpedig ma már elvá-rás, hogy a laptop kijelezze a hátralévôüzemidôt. Ezért a laptopok számolják a ki-vett és betöltött töltést, és ebbôl próbálnakélettartamot számolni. Ez az integrálásazonban sok ciklus után elmászik, nem avalós helyzetet mutatja, ezért kell idônkéntnullára kisütni, hogy ezzel „újrakalibrál-hassa” magát. A Li-ion élettartama amúgymindössze 2 … 300 töltés-kisütés ciklus;ha ezt eléri, akkor kapacitása elkezd egyrejobban csökkenni. Ekkor ki kell cserélni azakkumulátorkazettát, vagy erre szakoso-dott céggel ki kell cseréltetni az elörege-dett akkumulátorcellákat. (Ez utóbbi lé-nyegesen olcsóbb út.)

A nyomtatók – mint mechanikus esz-közök – minden esetben karbantartásraszorulnak. A mátrixnyomtatók a fejetmegvezetô fémrúd vazelinnel megkené-sének örülnek, bár az árt(hat) a mûanyagalkatrészeknek, így jobb a direkt erreszolgáló szilikonalapú kenôzsír. A tinta-sugaras nyomtatókban is megtalálhatóugyanez az alkatrész, de emellett mégfontosabb a bennük lévô használtfesték-felszívó szivacs kimosása, a fejszerel-vény lemosása. Így nem fogja elkenni afestéket a késôbbiekben. A lézernyomta-tókban a fogaskerekek örülnek a zsírnak,továbbá azok is tartalmaznak hasz-náltfestékpor-összegyûjtô részt; néha kü-lön alkatrészként, néha a tonerhengerrelintegrált kivitelben. Ez utóbbit nem kellcserélni, mert az új tonerrel automatiku-san üres tartó kerül bele, de a másik eset-ben célszerû azt is kitisztítani a lézer-nyomtató dokumentációja alapján.

(folytatjuk)

67

2007/6. TávközlésTávközlés

www.elektro-net.hu

A digitális modulációk gyakorlati formái

A digitális átviteltechnikában alapvetôenhárom jelátviteli szintet különböztethe-tünk meg. A végfelhasználó egy digitálisrendszer bementére valamilyen – hang-és/vagy képkódoló által elôállított – adat-folyamot juttat, a vevôoldalon ugyaneztveszi le. Az adó a bemeneti adatok fel-használásával belsôleg elôállít közbensôvezérlôjeleket (lásd késôbb!), ezek a digi-tális alapsávi jelek, amelyek a modulátortvezérlik. Ez utóbbi kimenetérôl vehetjükle az immár rádiófrekvenciás digitális je-let. Beszélhetünk tehát átvitt adatokról(ezek átviteli sebessége az adatsebességvagy jelsebesség), alapsávi jelalakokról ésmodulált hullámformákról.

A digitálisan modulált vivô csak

diszkrét állapotokat vehet fel, így egy-egyvivôállapothoz az adatátviteli szintenmeghatározott bitkombináció tartozik.Funkcionálisan tehát a következô törté-nik az adóban (1. ábra).

A továbbiakban példaként olyan mo-dulációt választunk, amely négy darab,egymáshoz képest 90°-kal eltolt vivôál-lapotból áll, azaz egy állapot két bittel ír-ható le. Ennek jelalakjai és adatkombiná-ciói a következôk (lásd I. táblázat!).

A vivôállapotokat szimbólumoknakhívjuk, amelyek tehát meghatározottidôközönként, az ún. szimbólum-idônkét követik egymást (az idôegységalatt átvitt szimbólumok száma a szim-bólumsebesség, amit az irodalombanjelzési vagy baud-sebesség néven isemlítenek). Mivel egy szimbólum több

bitet képvisel, az adatsebesség és szim-bólumsebesség éppen az egy szimbó-lumra esô bitek arányában különbözikegymástól.

A fenti jelkészlettel elôállított, digitálismodulációjú vivôre mutat példát a 2. áb-ra, melyen referenciajelként a 0° kezdô-fázisú (képzeletbeli) vivôt is feltüntettük,így könnyebben nyomon követhetôk azállapotváltozások.

Az analóg kvadratúra-modulációmintájára a digitálisan modulált vivôkúgy is tekinthetôk, mintha két összetevô-bôl állnának: egy szinuszos és ehhez ké-1. ábra. A digitális modulátorok funkcionális szemléltetése

I. táblázat. Négyállapotú, digitális moduláció szimbólumai

Cikksorozatunk elsô részében áttekintettük a digitális modulációk elmé-leti alapjait (lásd ELEKTROnet 2007. szeptemberi szám!). Mielôtt a továb-bi részekben ismertetnénk a – hazánk és Európa vonatkozásában lénye-ges – digitális mûsorszóró rendszereket és jellemzôiket, az alábbiakbanbemutatjuk a digitális modulációjú átviteltechnika gyakorlati jellemzôitis. Jelen cikkünkben elsôsorban az adástechnikai oldalt tárgyaljuk, a vé-teltechnikai kérdésekre csak ott térünk ki, ahol ez különösen indokolt,ugyanis a vevô felépítése és mûködése az adó tükörképe.

A híradástechnikához kapcsolódó villamosmérnöki tudományokatképviselô legrangosabb hazai szakmai szervezeten, a HTE-n belül mûködôDigitális Rádió Kör egyik alapküldetésének tekinti, hogy a digitális rá-diózással kapcsolatos ismereteket, információkat a lehetô legszélesebbkörben terjessze. Ez a feladat napjainkban különösen idôszerû, az elmúltegy évben ugyanis mind hazai, mind nemzetközi szinten határozott lépé-sek történtek a digitális (rádió- és televízió-) mûsorszórás bevezetésénekfelgyorsítására. Magára vállalva a feladatot, hogy a szakemberek számá-ra világossá és egyértelmûvé tegye a különféle digitális rádió-mûsorszó-ró rendszerek szolgáltatásait és képességeit, a DRK úgy döntött, hogytöbbrészes cikksorozat keretében ismerteti e rendszerek mûködését,jellemzôit, az alapoktól a mély szakmai részletekig

A digitális kép- és hangmûsor-szórás modulációs eljárásai (2. rész)

SZOMBATHY CSABA

Szombathy Csaba, okleveles villamosmérnök, angol–magyar szakfordító, tolmács, emellett a BME Szélessávú Hírközlô Rendszerek és Villa-mosságtan Tanszéken a Rohde & Schwarz Referencialaboratórium vezetôje. Szakterülete az analóg és digitális mûsorszórás, továbbá a rádiófrekvenciás áramkörtechnika. A Híradás-technikai és Informatikai Tudományos Egyesület-ben (HTE) a Digitális Rádió Kör (DRK) elnevezésûmunkacsoport elnöke

2. ábra. Négyállapotú, digitális modulációjú vivô

3. ábra. A digitális modulációjú vivôk matematikai leírása

[email protected]

2007/6.

68


pest 90°-kal eltolt hullámból. Mivel ez aszemlélet megegyezik a matematikai két-dimenziós vektoros leírással, szokás vek-tormodulált jeleknek is hívni a digitálisanmodulált vivôket (3. ábra).

A digitálisan modulált vivôk elôál-lítása a fentieknek megfelelôen történik:egy bemeneti fokozat fogadja a bejövôbiteket, majd azokat két ágra osztva egyleképezôfokozatba juttatja. A leképezôegy-egy valódi, négy síknegyedes szorzót(Gilbert-cellás keverôt) vezérel. Ez utób-biak másik bemenetére a két, egymáshozképest 90°-os fáziskülönbségû vivô jut. A két ág jelét végül egy összegzôfokozategyesíti. Az így elôállt, rendszerint kö-zépfrekvenciás digitális vivôt egy újabb,immár „hagyományos” keverôfokozattalkell feltranszponálni a kisugárzandóvivôre. A vektormodulátorok blokkvázla-ta tehát a következô (4. ábra).

Tekintettel arra, hogy az eredô-jeletténylegesen két, egymástól függetlenvivôbôl állítjuk elô, az alapjellel fázisbanlévô („in-phase, I”) és erre „merôleges”(„quadrature, Q”) jelösszetevôkrôl ésjelutakról szokás beszélni (rendre fázis-és kvadratúrajel).

A leképezôfokozat a fenti példábanmindkét jelútban két-két amplitúdószin-tet hoz létre, így összesen négyállapotúmoduláció adódik. Az állapotok számatermészetesen növelhetô, összetettebbmodulációkat eredményezve.

Az eredôkonstelláció alakja szerint kétnagy jelcsoportot különböztethetünkmeg:

fázisbillentyûzött (PSK-) jelek: a vivôcsak fázismodulációt tartalmaz, az ál-lapotok a fazorábrán kör mentén he-lyezkednek el. A jelamplitúdó torzu-lásaira kevésbé érzékeny ez a modu-láció;kvadratúra-amplitúdómodulált jelek(QAM-) jelek: a vivô amplitúdó- ésfázismodulációt is tartalmaz, az álla-potok téglalap vagy négyzet menténhelyezkednek el. A jelamplitúdó tor-zulásaira igen érzékeny ez a fajta mo-duláció (5. ábra).

A jeltípus neve elôtti szám mindig amodulációs állapotok számát jelöli.

Egyes modulációknak külön nevük van,a következôk szerint:

2 PSK = BPSK, a bináris („binary”) el-nevezés alapján 4 PSK = 4 QAM = QPSK, a kvadratú-ra- („quadrature”) fázisbillentyûzésalapján

A digitális modulációjú jelek spektrumaés szûrôi

A digitális adások spektruma elvileg vég-telen kiterjedésû, ha sem az adóban, sema vevôben nem szûrjük a jeleket.

Szûrésre azonban két döntô ok miatt isszükség van:

az adóoldalon spektrumgazdálkodásiokok miatt és a végfokozat feleslegesterhelésének elkerülése végett kell ajelek sávszélességét korlátozni,a vevô bemeneti sávszélességét alehetô legnagyobb érzékenység bizto-sítása érdekében kell behatárolni.

Célszerû, ha sem az adó, sem a vevôszûrôje nem szélesebb, illetve keske-nyebb sávú a „kelleténél”. Ebbôl adódó-an rendszerszinten az optimális megol-dás az, ha e két szûrô karakterisztikájamegegyezik.

A fentiek mellett a Nyquist-feltétel ér-telmében elegendô a szimbólumsebes-séggel megegyezô (vivô ± fél szimbólum-sebességnek megfelelô) tartományban to-vábbítani a jelenergiát ahhoz, hogy avevô egyértelmûen dekódolja az informá-ciót. Ehhez azonban az is szükséges,hogy az alkalmazott szûrô impulzusvála-sza 0 tartókkal rendelkezzen a szomszé-dos szimbólumok kezdeti pontjaiban.Mindez – például a gyakorlatban legtöbb-ször alkalmazott – emelt koszinuszos ka-rakterisztikájú szûrôkkel biztosítható.

E két feltételbôl egyenesen követke-zik, hogy mind az adó-, mind avevôszûrô négyzetgyök emelt koszinu-szos kell hogy legyen. Ideális esetbenezek sávszélessége éppen a szimbólum-sebességgel egyezik meg, a gyakorlatbanmegvalósított szûrôk azonban ennél azideális értéknél kismértékben szélesebbsávúak. Az a lekerekítési tényezô írja le,hogy a szimbólumsebesség arányábanmilyen mértékben haladja meg a szûrôtényleges sávszélessége az ideális határ-értéket, azaz

A leírtakat az alábbi szimulációs pél-dán keresztül szemléltetjük, ahol a vizs-gált jel 27,5 MHz szimbólumsebességû,QPSK modulációjú vivô, az átviteli csa-torna pedig ideális, azaz nincs zaja éssemmiféle torzítása sem.

Szûrés nélküli jel spektruma (fent) és avevô által dekódolt konstelláció (lent). A vevô (értelemszerûen) tökéletesen de-kódol. A kisugárzott jel spektruma 0,35lekerekítési tényezôjû, négyzetgyök-emelt koszinuszos szûrôvel szûrve (fent).A dekódolt konstelláció (lent), a vevô-oldali, szintén négyzetgyök-emelt koszi-nuszos szûrés után. A megfelelô eredô6. ábra. Digitálisan modulált vivôk spektruma és szûrése

5. ábra. Példa 8-állapotú, fázisbillentyû-zött (8PSK) és 16-állapotú, kvadratúra-amplitúdó-modulációjú (16QAM) jelre

4. ábra. A digitális modulátorok elvi mûködése

69


www.elektro-net.hu

szûrôkarakterisztika miatt a vétel szinténhibátlan. A kisugárzott jel spektruma azelôzôvel megegyezô sávszéles ségû, hetedfokú Butterworth-szûrôvel szûrve(fent), és a dekódolt konstelláció (lent).Jól látható, hogy a szûrô szimbólumköztiáthallása miatt torzul a vett konstelláció(6. ábra).

Külön hangsúlyozzuk, hogy a vivôteljes spektrumát hibátlanul, lineáris ésnemlineáris torzításoktól mentesen át kellvinni ahhoz, hogy a vevô helyesen dekó-dolja az információt. Minél jobban sérüla spektrum, annál nagyobb a vevôoldalitévesztés valószínûsége. Mindezeknek ahullámterjedési jelenségek és ebbôl adó-

dóan a mûsorszóró rendszerekben alkal-mazott modulációk szempontjából vankiemelt jelentôsége, amelyeket cikksoro-zatunk következô részeiben ismertetünk,az eddig tárgyalt fogalmakra építve.

(folytatjuk)

Amtest Associates Kft.1116 Budapest, Sopron utca 64.

Tel.: 422-1608 · Fax: 422-1609

www.amtest.net

ÚÚJ SEHO GOSELECTIVE LIGHT J SEHO GOSELECTIVE LIGHT SZELEKTÍV FORRASZTÓBERENDEZÉSSZELEKTÍV FORRASZTÓBERENDEZÉS

Maximális teljesítmény, minimális áron• nagy pontosságú, szelektív minihullám

• Micro Drop Jet fluxer• szelektív elõfûtés

A A SEHO SEHO kizárólagos magyarországi kizárólagos magyarországi viszonteladójaviszonteladója

Közismert, hogy minden szûrônek szüksége van egy bizo-nyos idôre ahhoz, hogy egy adott gerjesztés hatására abelsô tranzienseinek lecsengésével állandósult állapotbakerüljön a kimenete. Amikor a digitális szimbólumokat át-visszük, a demodulátornak elvileg minden egyes szimbó-lumváltást követôen meg kellene várnia, hogy beálljon aszûrô, ellenkezô esetben a pillanatnyilag veendô és leg-alább az elôzô szimbólumidôben kisugárzott szimbólumeredô jelalakját érzékeli, ami vételi hibákhoz vezethet. A„várakozással” kapcsolatos követelmény lazítható, haolyan szûrôt alkalmazunk, amelynek impulzusválasza a 0idôpillanat kivételével minden szimbólumidô közepén, az-az a demodulátor döntéspillanataiban 0 értéket vesz fel,ekkor ugyanis egy adott szimbólum jelalakjára nincsenekhatással a megelôzô szimbólumok. Többek között a frek-venciatartományban emelt koszinuszos amplitúdómenet-tel rendelkezô szûrôk teljesítik ezt a követelményt. Elneve-zésükben az „emelt” jelzô azért szerepel, mert a matema-tikai értelemben vett koszinuszfüggvény negatív értékeketis felvesz, ami valóságos szûrôk amplitúdómenete eseténnem értelmezhetô; pozitív irányba, függôlegesen eltolt ka-rakterisztikával írhatók tehát le az ilyen jellegû szûrôk.Jellemzô amplitúdómenetük és impulzusválaszuk akövetkezô (7. ábra).

Általánosítva afentieket, elmond-ható, hogy a digi-tálisan moduláltjeleket továbbító,sávkor lá tozo t trendszerek eredôamplitúdómenetekell, hogy emeltkoszinuszos ka-rakterisztikájú le-gyen, azaz azadó- és vevôszûrôszorzatának kellilyen jellegû frek-venciamenetetadnia.

(Megjegyezzük,hogy emelt koszi-nuszos karakte-risztika digitálisszûrôkkel valósít-ható meg.)

Néhány szó az emeltkoszinuszos szûrôkrôl…

7. ábra

MMaaggyyaarroorrsszzáágg

www.trafalgar2.com/regions/magyar

[email protected]

2007/6.

70


A kábelek jelentôs része az ITU-T G652-esszabványnak megfelelô szállal rendelkezik.Manapság vannak korszerûbb szálak, ame-lyeket pl. a második és harmadik ablak kö-zötti csillapításra optimalizálták (vízcsúcs-mentes), ill. vannak olyan szálak, amelyeka diszperziót kompenzálják. Fontos para-méter ugyanis a diszperzió, amelybôl meg-különböztetünk kromatikus, illetve polari-záció-módus diszperziót. A kromatikusdiszperzió szintén egyfajta futásidô különb-séget eredményez a különbözô hullám-hosszú komponensek között. Ez akkorproblémás, hogyha az aktív eszköz lézer-adója spektrálisan nem keskenysávú, ha-nem a nominális hullámhossz mellettegyéb komponensek is jelen vannak. Egyszabályos impulzus hosszú szakaszonspektrálisan kiszélesedik (4. ábra) azáltal,hogy az egyes hullámhosszkomponensekkülönbözô idôk alatt futják be a távolságot(5. ábra) és ezáltal jelfeldolgozási problé-mát okozhat a jelenség vételi oldalon elhe-

lyezkedô áramkör komparálási folyamata-iban. A technikai fejlôdés abban az irány-ban haladt, hogy kezdetben a 850 és1300 nm-es alkalmazásoknál még széles-sávú LED-et használtak, az 1310 és 1550nm-es alkalmazásoknál már lézereket al-kalmaztak az aktív berendezésekben,amelyeknek spektrális szélessége egyre ki-sebb lett. Manapság egy DFB-lézer például

<1 nm sávszélességû, ami lehetôvé teszi anagy távolságú átvitel megvalósítását (4., 5.ábra).

Diszperzió esetén arról sem szabadmegfeledkeznünk, hogy az átviteli rend-szer összes diszperziós paraméterét együttkell vizsgálni, hiszen az optikai szál csakaz egyik tényezô, de mind az optikai adó,mind az optikai vevô paraméterei fontosszerepet játszanak a diszperziótûrésselkapcsolatosan, az áthidalható távolság ésaz átviteli sebesség tekintetében is.

Amióta az optikai erôsítôk megjelen-tek a piacon, azóta nem a csillapítás akorlát, hanem a diszperziós jelenségekleküzdése, azok kompenzálása jelentettea nagyobb kihívást.

Az említett csillapításértékek a szá-lakra vonatkoznak. A valós hálózatoknálfajlagosan magasabb értékekkel számol-hatunk. Ennek oka, hogy a bontható ésnem bontható optikai kötések csillapítá-sát is figyelembe kell venni.

Diszperziót kompenzálni akár egyadott hullámhosszra is lehet Bragg-szûrôsegítségével, de szélesebb körben alkal-mazzák a teljes hullámsávon kompenzálónegatív diszperziós tényezôvel rendelkezôüvegszálat tartalmazó DCM (DispersionCompensating Modul) modulokat.

Gyakorlati értékeket tekintve néhányszáz kilométer probléma mentesen áthi-dalható 2,5 GiB/s esetén, de 10 GiB/s ese-tén már kompenzációs modulok alkalma-zása szükséges a 100 … 200 km-es tarto-mányban is, ha nem a legkorszerûbb szá-lakat tartalmazó kábeleket alkalmazzuk.Természetesen minél nagyobb sebességetszeretnénk elérni, annál rövidebb távolsá-got tudunk áthidalni.

A csillapításértékek tekintetében szin-tén érdemes egy kis figyelmet fordítani azelemek és a rendszer összes csillapításáravonatkozóan. A szerelt hálózat csil-lapításértékét az egyes hálózati elemek, abontható és nem bontható optikai kötésekemelik. A cél nyilván az, hogy a lehetô

legminimálisabb beiktatási és reflexióscsillapítást érjük el.

A beiktatási csillapítás alatt azokat aveszteségeket értjük, amelyek a szál fajla-gos csillapításán túl a szálhegesztésekbôlés a csatlakozókból eredô veszteségekbôladódnak. A szálhegesztésekre manapságnagyon komoly precíziós eszközök van-nak, amelyek a szál elôkészítését követôenautomatikusan elvégzik az optimális illesz-tést és szálhegesztést. Természetesen ezena területen is nagy a választék, attól füg-gôen, hogy milyen területen (gerinchálóza-ti, helyi hálózati) kívánunk hegesztéseketvégezni, hisz a hegesztés beiktatási csilla-pítási értékei egy helyi hálózatban nyilvánnem annyira kritikusak, mint egy nagy tá-volságú gerinchálózat esetén. Ne felejtsükel, hogy egyrészt a kábel gyártási hossza (ti-pikusan 2 km), másrészt a hálózat topoló-giája is befolyásolja azt, hogy egy vonal-szakaszon hány optikai kötés valósul meg.A 80-as évek végén, 90-es évek elején jó-

nak számított egy kötés, ha 0,1 dB volt azértéke. Manapság ez egy nagyságrenddeljavult, tipikusan 0,01 dB, vagy az alatti kö-tések végezhetôk. Az optikai kötéseket errea célra kialakított kötéslezárókban kell el-helyezni, amelyek többnyire hermetikusanzáródnak, de magukra az optikai kötésekreis ún. hegesztésvédô zsugorcsô kerül, amimechanikailag védi a kötést. Az öregedés-sel szemben is véd, ha a tömítés tökéletes,és nem jut pára vagy nedvesség a kötésközvetlen környezetébe.

A bontható optikai kötések még jelen-tôsen hozzá járulnak az összcsillapításalakulásához. A hálózatban üzemszerûenalkalmazott csatlakozások mindig csap-hüvely-csap felépítésûek (lásd 6. ábra). Azüvegszálat egy kerámiacsapba ragasztjákbe, majd a felületét a szabványi elôírások-nak megfelelôen csiszolják. Az adapte-rekben levô hüvely vezeti meg a két csap-ba ragasztott üvegszálat és a csatlakozó-ban elhelyezett rugóerô nyomja össze akét csatlakozó homlokfelületét. A cél az,hogy minimális veszteséggel jöjjön létrefizikai kontaktus (PC: Physical Contact) azüvegfelületek között. Ha belegondolunk,ez nem is annyira egyszerû feladat, hiszenmonomódus esetén a 9 µm magátmérôtkell a másik csatlakozó 9 µm-es magát-mérôjére illeszteni. A multimódusú csat-lakozóknál a csap ugyanúgy kerámiábólkészül, de költségcsökkentés miatt azadapterben elhelyezkedô hüvelyt bronz-ból készítik a monomódusnál alkalmazott

4. ábra. A fényimpulzus spektrális kiszélesedése

6. ábra. Csap-hüvely-csap rendszerû bontható optikai kötés

5. ábra. Hullámösszetevôk futásiidôkülönbsége

Optika a távközlésben (2. rész)

NAGY ANDRÁS


kerámiahüvely helyett. A vonatkozó szab-vány monomódus esetén max. 0,4 dBcsillapítást enged meg, de valójában ma-napság ez az érték tipikusan 0,2 dB alattvan (6. ábra).

A csatlakozók másik fontos ismérve acsapátmérô, amelybôl kétféle méret léte-zik: 2,5 mm, illetve 1,25 mm. Tipikus2,5 mm-es csatlakozók: FC, SC, E2000, ST.Tipikus 1,25 mm-es csatlakozók: LC, MU.

A csatlakozók – beiktatási csillapításonkívüli – fontos paramétere a reflexiós csilla-pítás. Egy PC-csiszolás esetén ez tipikusan45 … 55 dB körül van, ami a felületi meg-munkálástól függ. Vannak gyártók, akikkülönbséget tesznek PC- és UPC- (Ultra-polished Physicak Contact) csiszolás kö-zött. A reflexiós csillapítás jelentôsége ab-ban van, hogy megmutatja a csatlakozóbaérkezô és a homlokfelületrôl visszaverôdôteljesítmény arányát. Ha ez az érték ab-szolút értékben nagy, azt jelenti, hogy ke-vesebb fényteljesítmény jut vissza a jelfo-lyammal szemben. Ez analóg átvitel ese-tén a szellemképhez hasonló jelenséget,digitális jelfolyam esetén bithibát okozhat.

A reflexiós csillapítás csökkentése érde-kében kitalálták a ferdén csiszolt csatlako-zó csiszolási módszerét. Ennek lényege,hogy a csatlakozót 8°-ban csiszolják (APC:Angle polished Physical Contact) a hom-lokfelülethez képest (7. ábra) . Ennek az ahatása, hogy az érkezô fény visszaverôdésután kilép a claddingbe (az üvegszálat al-kotó külsô üvegrétegbe), és nem a jelterje-dés vonalán kezd el terjedni visszafelé. Ti-pikus érték 65 … 75 dB között van.

Fontos megemlíteni, hogy a monomó-dusú csatlakozókat szokták ferdén csiszol-ni. Így a csatlakozók korrekt meghatározá-

sánál a típuson túl két dolgot kell meghatá-rozni: SM vagy MM, illetve a csiszolás típu-sát SM esetén, ami PC vagy APC lehet. MMesetén PC-csiszolást alkalmaznak csak.

Az optikai kábeleket csatlakozóbanvégzôdtetik többnyire úgy, hogy elôreelkészített pigtaileket (0,9 mm-es optikaiszálra szerelt csatlakozó) a kábelhezhozzáhegesztenek. Az erre a célra kiala-kított rendezôk alkalmasak az adapte-rek, pigtailek, valamint a kifejtendô opti-kai kábel fogadására. Míg kültéren a kö-téslezáróban, úgy beltéren a rendezôbentörténik a szálak hegesztésének elhelye-zése (8. ábra).

Az utóbbi idôben egyre nyilvánvalób-bá vált, hogy a csatlakozók felülete, az al-kalmazott anyagok és a csatlakozók felüle-tének tisztasága fontos szempont. Ennekoka, hogy részben az optikai erôsítôk,részben a több hullámhosszas rendszerek(CWDM, DWDM Coarse, Dense Wave-length Division Multiplexing) miatt a fajla-gos teljesítménysûrûség a csatlakozó hom-lokfelületén jelentôsen megnôtt. Abban azesetben, hogyha nem abszorbens szeny-nyezôdés kerül a csatlakozó homlokfelüle-tére, akkor szélsô esetben lokálisan a magfelületén a hômérséklet az üveg olvadás-pontja fölé emelkedhet, ami irreverzibiliskárosodást okozhat a csatlakozókban.

Összefoglalva, a vezetékes optikai há-lózatok kis és nagy távolságú összekötte-tésekhez egyaránt alkalmasak, pillanatnyisávszélesség-igényeinket az optikai esz-közökbôl építhetô rendszerek kielégítik,amelyeket még nem mindenhol tudunkkihasználni. Megfigyelhetô, hogy a távköz-lési és adatátviteli rendszerek ezen fontosközege egyre közelebb kerül az elôfize-tôkhöz is, ami azt jelenti, hogy egyre többeszköznek kell alkalmasnak lennie arra,hogy optikai interfésszel is rendelkezzenek.

7. ábra. APC: ferde csiszolású csatlakozásifelület

8. ábra. Optikai kábelrendezôk

Optikai patchordok, pigtailek,

optikai rendezôk,

CWDM, DWDM add,

drop multiplexerek,

optikai osztók gyártása

(ISO 9000 és 14000)

Kábelek, optikai szerelési anyagok,

médiakonverterek,

SFP forgalmazása

Elérhetôség: www.atl-fo.eu

Tel.: 26/540-261, fax: 26/341-093

ATL Kft.Advanced Technology of Laser

Optikai patchordok, pigtailek,

optikai rendezôk,

CWDM, DWDM add,

drop multiplexerek,

optikai osztók gyártása

(ISO 9000 és 14000)

Kábelek, optikai szerelési anyagok,

médiakonverterek,

SFP forgalmazása

Elérhetôség: www.atl-fo.eu

Tel.: 26/540-261, fax: 26/341-093

Online Lapunk elôfizethetô azinterneten is:

www.elektro-net.hu

[email protected]

2007/6.

72


Távközlési hírcsokor

KOVÁCS ATTILA

Indul a digitális átállás

A Nemzeti Hírközlési Hatóság (NHH) augusztusban nyilvá-nos konzultációra bocsátotta a digitális átállást megalapozó,országos földfelszíni televízió (DVB-T) és rádió (T-DAB) mû-sorszóró pályázatok kiírási dokumentációját. A végleges pá-lyázatok megjelenési határideje 2007. október 31. Az ered-ményhirdetés 2008 elején várható, és a digitális földfelszínimûsorszórás már jövôre beindulhat Magyarországon. A nyer-tesek 12 évre szóló, egyszer 5 évvel meghosszabbítható üze-meltetési jogosultságot nyerhetnek el. Az NHH két pályázatotír ki: az egyiket öt digitális televízió-mûsorszóró hálózat (mul-tiplex) üzemeltetési jogosultságának megszerzésére, a mási-kat pedig egy, a VHF-sávban mûködô digitális rádió-mûsor-szóró hálózat üzemeltetési jogosultságára. A kiírás szerint aföldfelszíni televíziós mûsorszórásnak három multiplexen2008-ban kell beindulnia, és ezek közül a másodikon a nyer-tes pályázó mobil-tv (DVB-H) szolgáltatást is nyújthat. A rádi-ós multiplexen szintén jövôre kell megkezdeni a mûsorszó-rást. A pályáztatásra kerülô további két televíziós multiplexena mûsorszórás a jelenlegi analóg földfelszíni országos mûsor-szórás leállítása után indulhat be. A televíziós multiplexekneka hálózatok teljes kiépítése után a lakosság 94 százalékát, arádiósnak pedig 85 százalékát kell elérnie. A tv-mûsorszórópályázaton az egyszeri díj minimálisan 300 millió Ft, az árbe-vétel-alapú pályázati díj pedig legalább az éves árbevétel 3 százaléka. A rádiós pályázaton az egyszeri díj minimálisan50 millió Ft, az árbevétel alapú pályázati díj pedig legalábbaz éves árbevétel 0,5 százaléka. Az NHH felmérése szerint je-lenleg a magyarországi háztartások 99 százaléka rendelkeziktelevízióval, fele legalább kettôvel; 23%-a kizárólag (analóg)földfelszíni vétellel rendelkezik (ezt a technológiát összessé-gében 31% használja). 2007 tavaszán a háztartások 61,3 szá-zaléka kábeltelevízió-elôfizetô volt, és már mintegy 450 ezer-ben volt elôfizetéses mûholdas szolgáltatás. Az egyedi para-bolás, illetve tetô- vagy szobaantennás háztartások számaerôteljesen csökkent, mégis közel 1 millióban csak ezekenmódokon lehet „venni” a tévémûsorokat. Az NHH szerint adigitális átállás növeli majd a versenyt a televíziós piacon a platformok között, és hozzájárulhat az árak csökkenéséhez,a szolgáltatások minôségének javításához, a választék növe-léséhez, új digitális szolgáltatások elterjedéséhez.

Univerzális számjegyes távkijelzôk folyamatidõ mûszerekhez

A Siemens Automatizálás és Hajtások (A&D) ágazatának újkijelzôi a folyamatok adatait a mérés helyétôl távol jelenítikmeg. A két készülék (Sitrans RD100 és Sitrans RD200) min-den „terepi” folyamatmûszerrel összeköttetésben használha-tó, különféle folyamatkörülmények között. Beállításuk ésprogramozásuk könnyû. Az RD 100 kéthuzalos technikávalmûködik; a feszültséget az áramhurokból kapja. Beállításáhozkét kalibrációs lépés szükséges, és az áramhurok megszakítá-sa nélkül elvégezhetô. Az 1 hüvelyk magas kijelzôt IP67 vé-delmi fokozatú Nema 4X házba építették, amely FN- és CSA-engedélyekkel rendelkezik, és extrém körülmények között isalkalmazható. A panelbe építhetô RD200 univerzális folya-matmûszerezési készülék különféle bemenôjelek, pl. áram-,

feszültség-, termoelem- és ellenálláshômérô-jelek fogadásárais alkalmas. Két opcionális kiegészítô relé révén riasztások ki-jelzésére és folyamatirányítási alkalmazásokra is használható.

Távirányítású portkapcsolás

A KVM kapcsolók vezetô gyártója, a tajvani ATEN két újabbtaggal (CS62D, CS62DU) bôvítette belépôszintû, otthoni kap-csolócsaládját. A Petite-sorozat legújabb tagjainak legfonto-sabb jellemzôi a távirányítású portkapcsolás, a DVI csatlako-zó és azt, audioátvitel. A két kapcsoló fejlesztésénél az ATENelsôdleges célja a hang- és képátvitel minôségének javítása, aKVM kapcsolóval is kompromisszummentes hangzás és lát-vány volt. Jól mutatja ezt, hogy teljes basszusská-lával kiváló, 2.1-es hanghatást biztosítanak. Mi-vel a KVM és az audiofunkció külön kapcsol-ható, így például az egyik szá-mítógépen tárolt zenékethallgathatjuk vagy játszha-tunk rajta, míg a másikonpl. Office-alkalmazástfuttathatunk. A CS62D ésCS62DU segítségével kétPS/2 vagy USB számítógépet ke-zelhetünk egyidejûleg egy DVIvideokonzolról, amellyel egymástólfüggetlenül választhatjuk ki a KVM ésaudio funkciót a számítógépek között. A távirányítású portkapcsolót aCS62D/CS62DU-hoz csatlakoztatva, aszámítógép mellôl választhatjuk ki a kí-vánt portot, míg a KVM switch-et a helymegtakarítás céljábólegy másik helyre tehetjük.

TomTom: navigáció

Megjelent a hazai forgalomban az új TomTom GO 720 készülék, amely karcsú formatervezéssel és a TomTom navi-gációs szoftverének legújabb változatával rendelkezik. Tar-talmazza Nyugat-Európa, Magyarország, Csehország, Len-gyelország, Szlovákia, Szlovénia, Lettország, Litvánia és Észt-ország elôre telepített, legfrissebb térképeit és Horvátországnagyobb városait, valamint a tengerparti régiót. A készülékajánlott kiskereskedelmi ára 127 990 Ft. Jellemzôi: TomTomMap Share-technológia, amely lehetôvé teszi a felhasználókszámára, hogy azonnal javíthassák térképeiket és felhasznál-hassák a többi felhasználó által végrehajtott frissítéseket;

1. ábra. Sitrans RD100 és RD200 készülékek

2. ábra. ATENCS62DU típusúKVM kapcsoló

73


www.elektro-net.hu

4,3 hüvelykes érintôképernyô;átfogó iparvezetô biztonsági jel-lemzôk; továbbfejlesztett Hands-free hangrendszer készlet; be-épített FM Transmitter, amely ahangot az autó sztereoberende-zésére irányítja át; új Smart&Funextrák, mint pl. a vezetô saját na-vigációs instrukcióinak rögzítése,dokumentumok megtekintése,értesítés az aktuális pozíciórólBluetooth-tal.

EISA-díjas mobilok

A Samsung Electronics az Európai Kép- és Hangszövetség(EISA) döntése nyomán megkapta az Európa legjobb mobilte-lefonjának (SGH-U700), házimozijának (HT-TXQ120) és HD-kész LCD-tv-jének (LE40R81B) járó EISA- díjat. A gyönyörûformatervezésnek és innovatív megoldásoknak (HSDPA)köszönhetôen lett a Samsung SGH-U700 Európa legjobb mo-biltelefonja. Sorozatban negyedszer választották a Samsungházimozirendszerét Európa legjobbjának. A HT-TXQ120 a dí-jat kiváló minôségû 5.1-es hangzásáért, elegáns megjelenésûhangfalaiért, illetve az eltérô video- és audioformátumok ru-galmas kezeléséért nyerte el. A Samsung LE-40R81B tévé azelismerést kimagaslóan éles képével, élénk, illetve mélyfeke-te színeivel, valamint a gyors mozdulatok elmosódását haté-konyan kiküszöbölô MoviePlus-technológiájával vívta ki. AzEISA a Nokia N95 multimédiás (mobil) számítógépet is Euró-pa legjobbjának ítélte, a médiatelefon kategóriában. A zsûrikiemelte az N95 szolgáltatásait, többek között a GPS-t, az 5

megapixeles, Carl Zeiss optikával rendelkezô fényképezô-gépet, a másodpercenként 30 filmkockát rögzítô MPEG4 vi-deokamerát, továbbá a készülék akár 3,5 Mibit/s-ot is elérôadatsebességét, fejlett internetböngészôjét, Wi-Fi-képességét,microSD-kártyabemenetét és a többféle audioformátum leját-szására képes hangszolgáltatását.

Hibaigazítás: 5. számunk 21. oldalán megjelentettük MiodragSundic úr képét, aki a Telsey kelet-európai cégének vezetôje,nem a magyarországi irodáé!

3. ábra. TomTom GO 720

4. ábra. ATEN CS62DU típusú KVM kapcsoló

A HDTV Európában

A szélesvásznú, surround-hanggal ellá-tott, nagy felbontású televízió már rend-szeresen sugárzott Amerikában, Japán-ban és Ausztráliában, az élvezetéhezszükséges nagyméretû, HDTV-felbontásúplazma- és LCD-megjelenítôk is forga-lomban vannak ott, növekszik népszerû-ségük, és folyamatosan csökken az áruk.Mi tartja vissza Európát mindettôl?

Úgy látszik Európában , nem a felhasz-nálókon múlik a HDTV-boom beindulása:a lapos képernyôk már egészen elfogadha-tó áron is kaphatók, ami arra készteti anézôket, hogy készek legyenek lecserélnia meglévô nagyméretû, ormótlan CRT-skészülékeiket a falra akasztható, vagy lá-bon álló karcsú változatokra. A DVD-le-mezek robbanásszerû elterjedése és hasz-nálata átalakította a felhasználók eddigi el-képzelését a kép- és hangminôségrôl, samit a DVD-n látnak-hallanak, azt szeret-nék kapni a sugárzott mûsoroknál is.

Tehát a mûsorszórókon van a sor,hogy mindezt megvalósítsák.

A DVB-S, a DVB-C és a DVB-T egyrenagyobb mennyiségû mûsorcsatornát kí-nál, de ez lassan már feleslegessé válik, akülönféle reklámokból és bevásárlásraösztönzô mûsorokból lassan elege vanaz embereknek, tehát a hirdetési piac isbetelik, így egyre kevésbé válik kereske-delmileg vonzóvá.

Az USA-ban az analóg tv 4:3képoldalarányú, minôsége nem túl jó, ahang nem Dolby-rendszerû, így tehát azátállás a HDTV-re ott óriási ugrást jelen-tett a szolgáltatásminôségben, a mûsorokélvezhetôségében. Európában azonbansok helyen már ma is elérhetô a jóminôségû és szélesvásznú analóg tv, né-hány prémiumcsatorna már Dolby-hang-gal is rendelkezik, ami azt jelenti, hogy anézôk megszokták az egészen elfogadha-tó mennyiségû és minôségû képet éshangot mûholdról, kábelrôl és földi su-gárzásról egyaránt. Ezért aztán a HDTV

A digitális tévé (9. rész)STEFLER SÁNDOR

Európában nem jelent olyan nagy minô-ségi ugrást, mint másutt. De a nagymére-tû megjelenítôk fokozatos terjedéselehetôséget biztosít a mûsorszolgáltatók-nak arra, hogy az igazán igényesek szá-mára egy értéknövelt szolgáltatással áll-janak elô, és ez lehet a HDTV vonzereje. A HDTV egyúttal a szolgáltató mûszakikiválóságának is a bizonyítéka.

Tehát a technika (az MPEG-2 kódo-lás) már jól ismert és rendelkezésre is állazon vállalkozó kedvû szolgáltatók szá-mára, akik elég bátrak és tôkeerôsek ah-hoz, hogy végre Európában is elindítsáka kereskedelmi méretû HDTV-sugárzástakár mûholdon, akár KTV-n. Ismeretes,hogy mindeddig az Euro 1080 nevû mû-holdas szolgáltató az egyetlen, amelyikrendszeresen sugároz HDTV-t.

Elôretekintve, bármelyik újfajtavideokodek is kerül alkalmazásra, annaka hatékony kódolás mellett nyílt és szab-ványos forráskóddal kell rendelkeznie, ésvisszafelé kompatibilisnek kell lennie azalacsonyabb felbontású szintekkel, hogybiztosítsák a HD-képek SD-szintû megje-lenítését a régebbi készülékeken is. Ha-sonlóan fontos, hogy a szabadalmi ésroyalty-kérdések is megnyugtatóan tisz-tázódjanak. Úgy néz ki, lassan haladástörténik mindezen témákban, és az új

[email protected]

2007/6.

74


kodekek (pl. a H.264-es) egyszerûbbé te-szik a HDTV-szolgáltatást.

Amit azonban nem szabad elfelejte-nie a HDTV-szolgáltatónak, az az, hogy ateljes HDTV-élvezethez nem elég csak ajó kép! Nem szabad elfelejtkezni a ha-sonlóképpen kiváló, térhatású hangrólsem, ami hasonlóképpen fontos – hanem fontosabb! Enélkül elvész a nagyképernyô mozit idézô élménye.

A német Premiere egy közelmúltbankészült tanulmánya szerint a Dolby Digi-tal 5.1 surround-hang és a 16:9-es képol-dalarány volt az elsô számú indoka an-nak, hogy elôfizetôik igénybe vették aPremiere fizetôs csatornáit.

A tartalomszolgáltatókat megnyugtat-hatja az, hogy ma már a legtöbb, azUSA-ból importált anyag HDTV-formá-tumban és 5.1-es Dolby-hanggal kerülforgalomba. Már több mint 2 tucat USA-beli csatorna kínál válogatott nagy fel-bontású mûsorokat a sport, a díjnyertesfilmek és a speciális események körébôl.

Összefoglalva tehát az elmondotta-kat: Európa is készen áll a rendszeresHDTV-sugárzások beindítására, a mûso-rok is rendelkezésre állnak, de még csaknéhány országban (UK, Németország,Franciaország) és fôleg kísérleti jelleggelvannak ilyen sugárzások. (Magyarorszá-gon az AH kísérletezik vele.)

A siker érdekében semmi esetre semszabad megfeledkezni a HDTV-nél szin-te kötelezô, 5.1-es térhatású hangról!

A HDTV jelene

Mostanában úgy tûnik, világszerte meg-újult optimizmus kíséri a HDTV-fejleszté-sek és próbaüzemek bevezetését. Az el-múlt évtizedek meg-megújuló próbálkozá-sai és kudarcai után most – a digitális adás,vétel- és megjelenítési technikák kifej-lôdése után – nagy esély van arra, hogyvégre közönségsikerre számíthasson.

A plazma- és LCD-megjelenítôk egyrejavuló minôsége és csökkenô ára komolyhúzóerô a HDTV irányába. A 2005. évbenpiacra dobott ilyen eszközök nagy részemár képes volt a nagy felbontású tv kijel-zésére is. Az áruházi katalógusok tömvevannak a jobbnál jobb ajánlatokkal a régitv-készülék lecserélésére buzdítva, de csakkevesen figyelmeztetnek arra, hogy akiilyen újfajta, közel 1 millió forintos készü-léket vásárol, az gondoljon arra, hogy akészülék élettartamán belül már reális esé-lye van a HDTV-adások vételének (mamég csak kevés számú, de egyre több) mû-holdas (késôbb pedig már földfelszíni)szolgáltatótól, ill. HD-DVD mûsoros le-mez gyártótól. A HDTV-vételre is alkalmaskészüléknek azért van már most is létjogo-sultsága, mert már piacra került a HD-DVD (a 2. zónaszabvány szerint is), amimegteremti a minôség iránti igényt, és az

összehasonlítási alapot is. Ez utóbbitényezô fogyasztói igényeket is generál, ésezen keresztül szolgáltatói fejlesztési terve-ket hoz magával. Ez lehet a jövô záloga aHDTV számára!

Európán kívül több ország nemcsakkörvonalazta, de be is vezette a HDTV-szolgáltatásokat. Japánban, az USA-banés Ausztráliában ezek közül több mármeg is valósult és kereskedelmi szolgálta-tást nyújt. Sôt Kína is komoly megvalósí-tási tervekkel állt elô a 2008-as pekingiolimpia idejére. Brazília pedig (bár dá-tum nélkül) bejelentette komoly szándé-kát egy rendszeres HDTV-mûsor beindí-tására.

Európában a Europe 1080 nevûHDTV-sugárzás indult meg 2004-ben,mûholdról, 2 csatornával, Astra-platfor-mon. A német fizetôs csatorna, a Premie-re 2005 végére szándékozott HD-szol-gáltatást indítani, míg az angol BSkyB2006-ra tervezte a hasonlót. Franciaor-szág is jelezte ebbéli szándékát, egyközeljövôi idôpontra datálva.

A 2004-es IBC-n még komoly vita voltarról, hogy melyik HD videoformátumlenne a legalkalmasabb Európa számára,különösen a földi mûsorszolgáltatókszempontjai alapján. Egy EBU-nyilatko-zat kétségét fejezte ki az esetleges eltérésta mai televízióknál általános váltottsorosletapogatástól a progresszív letapogatásirányába, bár ez utóbbi jobban illeszke-dik a számítógépes LCD-monitorok rend-szeréhez. A leginkább költséghatékonymódozat Európa mûsorszolgáltatói szá-mára a 720p/50 opció, bár az ideális az1080i lenne, de ennek megvalósítása je-lenleg még túl költséges lenne.

A legutóbbi idôben felmerült az a gon-dolat, hogy az 1080p-rendszer is komo-lyan szóba jöhet Európa földfelszíni televí-ziózása számára, miután egy pilot-projekt-ben megkezdték annak a tanulmányozá-sát, hogy ez milyen következményekkeljárhat. Ez az EU által is támogatott projekt30 partnert mozgatott meg, köztük tarta-lomszolgáltatókat, mûsorszórókat, kutató-intézeteket és készülékgyártókat is. Az1080p-rendszer esetleges beindítására vo-natkozó idôtengely valahol 2008 és 2012között kezdôdne. Ezért az igazi kérdés az,hogy vajon a szolgáltatók ennél hamarébbkívánnak-e elindulni a HDTV irányába, aHD-DVD-vel való versenyben való jó he-lyezés biztosítása miatt.

Érdekes, hogy pl. a Sky elhatározta,hogy 2006-tól kezdve 2 HD-formátum-ban fog sugározni: 720p és 1080i válto-zatokban, hogy jobban illeszkedhessen akülönbözô mûsoranyagokhoz. Még nemvilágos, hogy ez a mûsorstruktúra ponto-san mibôl is fog állni, de az bizonyos,hogy sport- és mozimûsorok lesznek azelsô fecskék, amikhez a Discovery is ha-marosan csatlakozni fog.

Ami a tartalom-elôállítást illeti, az ér-dekeltek már döntöttek. Az USA, Japánés más országok nemzetközi orientáltsá-gú HD-mûsor koprodukciós igényeinekmegfelelôen feltétlenül kompatibilis jel-formátumra van szükség. A BBC márolyan messzire ment, hogy elhatározta,2010-tôl kezdve minden produkciójátHD-formátumban fogja elôállítani, és aztreméli, hogy ezzel olyan piacokat fogmegnyerni, amelyek jelentôsen megnö-velik a mûsorértékesítésbôl származó be-vételeiket (a „Planétánk, a Föld” címû11 órás produkció esetében ez akár 3 millió € pluszt is jelenthet – mondják).

Vannak azonban, akik óvatosságra in-tenek a minden mûsornál HD-formátumhasználatával kapcsolatban. Több esetetis felhoznak arra nézve, hogy egyes pro-ducerek nem egészen világos okokbólegy bizonyos HD-formátumot használtakmûsoraik felvételénél, és késôbb rendkí-vüli költségekbe verték magukat az utó-munkálatok során.

Nagy-Britanniában egy 2004 végénmegtartott szeminárium során az ottaniszabályozóhatóság (az Ofcom) kiemelte,hogy a legfontosabb tényezô a HD-rend-szerválasztásnál a rendelkezésre állóspektrum meghatározása, ill. engedélye-zése.

Várhat-e a HDTV 2012-ig? – tették fela kérdést a HD Fórumon, és az az általá-nos vélemény alakult ki, hogy válaszul aHD-s tartalmak bôvülésére, a nagyképer-nyôs tv-piac gyors növekedésére és aHD-DVD-k megjelenésére gyorsan rea-gálnia kell a földfelszíni mûsorszórásnakis. Persze ez nem változtat azon a té-nyen, hogy ezen a területen a rendelke-zésre álló spektrum szûkössége jobbanfennáll, mint bármely más mûsorterjesz-tési módszernél. Ezen a helyzeten azanalóg adások kikapcsolása jelenthet né-mi segítséget (a UK-ban pl. 2 … 3 új mul-tiplex lehetôségét, 80%-os lefedés mel-lett). 6 … 8 Mibit/s-os bitsebesség mellettígy az UK-ban 3 HD-mûsor képzelhetôel multiplexenként, azaz összesen 9, demindez csak az analógkikapcsolás, azaz2012 után.

Egyes vélemények szerint azonban aHD-mûsorok iránti igény Európábangyorsabban nôhet. Ezért a frekvenciagaz-dálkodóknak sürgôsen egyeztetniük kella mûsorszórókkal a HD számára szüksé-ges spektrum megfelelô idôben történôbiztosítása érdekében.

Az EBU vezetôi szerint nagyon való-színû, hogy a megjelenítôk és a set-top-boxok Európában lehetôvé fogják tenni a720p és az 1080i vételét egyaránt, így atartalomelállítók választhatnak, hogy me-lyik rendszert támogatják. Ezek után – aválaszték növelése érdekében – követel-mény lehet az 50 Hz-es és 60 Hz-es va-riációk elfogadása is. Tehát túl késô lehet

75

2007/6. KilátóKilátó

www.elektro-net.hu

2012-ig várni, azaz a földi HDTV-sugár-zások beindításáig. Ma mindenesetre amûholdas HDTV (DVB-S2-vel) a legreá-lisabb alternatíva a magánfelhasználókszámára, bár hamarosan az IPTV, ill. aHD-DVD is elérhetô lesz.

Külön kérdés a mobilfelhasználók esete.Ezek a szolgáltatók nagyon igyekeznek azanalóg tv-adások leállítása után felszabadu-ló spektrum megszerzésére a 3G (éskövetkezô) rendszerek sávszélesség-igényé-nek kielégítése céljából. Ugyanis a lassan

telítôdô mobil távközlési piac nagy remé-nyeket támaszt a videos szolgáltatás iránt, azúj bevételi források keresése közben. Erre aDVB-H szabványosítása és (legalábbis pró-baüzemi szinten történô) megjelenése nagyesélyt is ad, és egyes piacelemzôk szerintmegismételheti az SMS sikerét.

Meg kell azonban jegyezni, hogy aDVB-H spektrumhatékonysága komolykihívást jelent a HD irányába a majdanmegszerezhetô spektrumrészek haszno-sítása területén.

Fennáll az eshetôsége annak is,hogy a HDTV eljut a fogyasztókhozmindennemû sugárzás nélkül is, pl. azADSL, ill. ennek javított változatai (pl.ADSL2+ és a VDSL) jóvoltából. Leg-alábbis a távközlési szolgáltatók na-gyon dolgoznak ezen. A BBC pl. 2004során sikeres próbaüzemet folytatott leaz IPTV-vel, ill. az interaktív médiale-játszóval (IMP), és az eredményekkelnagyon meg voltak elégedve.

(folytatjuk)

A Széchenyi-kártya kondíciói

A hitelkeret egy évig (365 nap) áll a vál-lalkozás rendelkezésére. A bankkártyá-hoz kapcsolódó hitelkeret 500 000 …25 millió forint között lehet.

A bankok kamatperiódusonként vál-tozó mértékû hiteldíjat számítanak fel,melynek mértéke egy kamatperiódusonbelül nem változik. A hiteldíj alapkamat-ból (kamatbázis), kamatfelárból és kamatmódjára számítandó kezelési költségbôláll. Az alapkamatláb (kamatbázis) az elsôkamatperiódusban a hitelszerzôdésbenmeghatározott napon jegyzett 3 haviBUBOR mértékével egyezik meg. A ban-kok jogosultak az alapkamatláb (kamat-bázis) mértékét minden kamatperiódus-ban (negyedévben), az új kamatperióduskezdônapjára jegyzett 3 havi BUBOR ér-tékének megfelelôen módosítani.

A kamatfelár mértéke: évi 4%.A kamat módjára számítandó kezelé-

si költség mértéke: évi 0,8%.

Néhány szó a BUBOR-ról

A BUBOR (Budapest Interbank OfferedRate) a budapesti bankok által jegyzett,különbözô futamidôkre vonatkozó, refe-rencia jellegû bankközi pénzpiaci kínála-ti oldali kamatlábak. Az MNB állapítjameg és teszi közzé naponta, 8 kereske-delmi bank ajánlatai alapján. A bankokvállalják az üzletkötést is, amennyibenhasonló ajánlataik vannak. Az egy és három hónapos BUBOR-ra ügyletek isköthetôek a Budapesti Értéktôzsdén.

A BUBOR értékét számos változó ka-matozású hitel árazásakor használják ahazai pénzintézetek.

(A cikk írásakor a 3 hónapos BUBOR ak-tuális értéke: 7,56%).

Fedezettel: ingatlanfedezetes hitel

A kis- és középvállalkozások gyorsan, vi-szonylagosan kevés adminisztrációvaljuthatnak szabad felhasználású hitelhez,amennyiben rendelkeznek magánsze-mély (magáningatlan-fedezetes hitel)vagy a vállalkozás tulajdonában lévô for-galomképes ingatlannal.

Ezt a hitelformát már induló vállal-kozások is igénybe vehetik, amelyekmég nem rendelkeznek gazdaságimúlttal.

Az ingatlanfedezetes hitel elônye,hogy gyorsan hozzájuthat a vállalkozás,a hitelkeret szabadon felhasználható, acélt nem kell megjelölni. Nem szükségesüzleti tervet készíteni, és a hitel elkölté-sét sem kell számlákkal igazolni a finan-szírozó pénzintézet felé. A hitel költsé-gei a vállalkozásban költségként elszá-molhatók.

Ingatlanfedezetes hitel szinte mindenhazai pénzintézetnél rendelkezésre áll,ám a kondíciók tekintetében érdemes kö-rülnézni az ajánlatok dzsungelében,vagy szakértô hitelközvetítôt igénybevenni, aki segít eligazodni a kondíciók ésdíjak között és kiválasztani a vállalkozásszámára legmegfelelôbb konstrukciót.

Forint- vagy devizaalapú hitel?

A jelentôsen növekvô magyar kamat-szint hatására 2004-tôl ugrásszerûenmegugrott a devizahitelt felvevôk szá-ma, és mára szinte uralják a piacot afôleg svájcifrank- (és euró-) alapú hitel-

konstrukciók. A devizaalapú eladóso-dás jelentôs volumene nem kizárólag alakosság hitelfelvételeiben jelent meg,hanem a vállalkozások is elôszeretettelnyúlnak a forinthitelek helyett a devi-zaalapú termékekhez. Érdemes tehát rö-viden áttekinteni a forint- és deviza- (fô-leg CHF-) alapú hitelek közötti különb-ségeket, elônyöket, hátrányokat és koc-kázati tényezôket.

Svájcifrank-alapú hitelekÁrfolyamkockázat

Az ügyfél a hitel futamideje alatt jelentôskockázatot visel a devizaárfolyam esetle-ges kedvezôtlen alakulása (forint gyengü-lése a svájci frankkal szemben) esetén.

1. ábra. A jegybanki alapkamat alakulásaforrás: portfolio.hu

Az elektronikai ipar pénzügyi háttere (4. rész)Hitellehetôségek a kkv.-k számára

GYÕRFI ZOLTÁN

Elônyök Hátrányok/kockázatokA forinthiteleknél Árfolyam- (CHF/HUF)

alacsonyabb kamatszint kockázat Kamatkockázat

(CHF-kamat emelkedése)Vételi-eladási árfolyam

különbség költsége

II. táblázat. A svájcifrank-alapú hitelekelônyei és hátrányai

[email protected]

KilátóKilátó 2007/6.

Természetesen az árfolyamkockázat akárkedvezôen is érintheti a hitel felvevôjét,hiszen egy esetleges forinterôsödés ese-tén alacsonyabb árfolyamon törleszthetisvájcifrank-alapú hitelét.

Az ábrán jól látható, hogy az elmúltévben boldogok voltak a CHF-hiteltfelvevô magánszemélyek és vállalkozá-sok, hiszen az árfolyam kedvezô iránybamozdult az év során. Míg tavaly ilyenkor176 Ft-ot kellett fizetni egy svájci frankért,addig jelenleg 150 Ft körül jár a kurzus,amely több mint 15%-os forinterôsödéstjelent a frankhoz képest. A hiteltörleszté-sek így az elmúlt év során csökkentek akedvezô árfolyam-alakulás miatt.

Kamatkockázat

A dinamikus gazdasági növekedésokán a svájci irányadó kamatszint fo-kozatos emelésérôl döntöttek az el-múlt idôszakban, amely várhatóan to-vább folytatódik.

A svájci irányadó kamat emelkedé-sének a svájcifrank-alapú devizahitele-zés magyarországi elterjedtsége miattvan fokozott jelentôsége. A svájci ka-mat emelések ugyanis két csatornán ke-resztül is emelhetik a hazai hiteladósokhavi törlesztôrészleteit: egyrészt a sváj-cikamatszint emelkedése miatt drágul ahitelforrás költsége, másrészt az emel-kedô svájcikamat-tartalom a frankerôsödését idézi elô. Mindezek mellettnem szabad elfeledkezni arról sem,hogy a magyar jegybank kamatcsök-kentési sorozata folytatódik (jelenleg7,75% az alapkamat, de év végére akár7%-ra is csökkenhet), így a magyar ka-matfelár a frankkal szemben is olvadnifog, ami a forint sérülékenységét, gyen-gülését hozhatja. Azaz a svájcikamat-emelések két oldalról is sújthatják afrankban eladósodott vállalatokat ésmagánszemélyeket.

Átváltás költsége

A devizában meghatározott és nyilvántar-tott hitelösszeg folyósítása és törlesztéseáltalában forintban történik. Folyósításkora hitelintézetek jellemzôen devizavételiárfolyamot alkalmaznak, a törlesztôrész-letek megfizetésekor devizaeladási árfo-lyamon számolnak. Forintban történô fo-lyósítás és törlesztés esetén ezért számol-ni kell a devizavételi és -eladási árfolyamközötti különbséggel is. Ennek mértéke hi-telintézetenként változó, akár a 2 … 3%-otis elérheti.

(folytatjuk)

3. ábra. A svájcikamatszint alakulása 2000–2007

forrás: penzcentrum.hu

2. ábra. A CHF/HUF-árfolyam alakulása azelmúlt 1 évben (2006 aug.–2007. aug.)

forrás: portfolio.hu

A könyv bizonyos mértékig a „Fejezetek a magyar mikro-elektronika történetébõl” címû munka folytatásának tekint-hetõ, a rendszerváltás elõtti és az azt követõ idõszakot dol-gozza fel. Szerzõi a szakma kiválóságai, cégek vezetõi, kor-mányzati képviselõk, egyetemi oktatók, a K+F-ben tevé-kenykedõ tudósok. Korabeli, eredeti dokumentumok színe-sítik a kiadványt. A magyar szilíciumegykristály-gyártástól azEMG mûszergyártásáig, azoktatási kérdésektõl a mi-niszterekig, nagyon sokol-dalú olvasmánnyal talál-kozunk.

Ajánlható azoknak is,akik „csak” nosztalgiázniszeretnének, de nagyonhasznos azoknak a jelen-legi vezetõknek is, akik tenni szeretnének elektro-nikai iparunk fellendítésé-ért, mert a múlt tévedései-bõl sokat lehet tanulni, ésfélbehagyott eredményeitérdemes feltámasztani ésfolytatni.

A magyar elektronikai ipar – múlt és jelen: Szerkesztette: dr. Mojzes Imre

Mûegyetemi Kiadó, 2004. 320 oldal

Az elektronikus kereskedelem az elektronikus gazdaságegyik legdinamikusabban fejlõdõ területe. Ez technikai,technológiai megoldásaira, az egyre újabb szakterületekentörténõ megjelenésére, valamint az alkalmazható üzletpoli-tikákra is igaz. Jelen könyv az e-kereskedelem helyét, szere-pét, típusait és lehetõségeit kívánja bemutatni, a hazai ésnemzetközi tendenciákon, a konkrét mûszaki megoldáso-kon és lehetõségeken, valamint az üzleti megfontolásokon,jogi vonatkozásokon keresztül. A könyv alapgondolata,hogy az e-kereskedelem ma már gazdasági-társadalmi éle-tünk szerves részévé vált, így a folyamatok megértése ésmegismerése mellett fontos átlátni az érdekviszonyokat,amelyek a folyamatokat mozgatják, mind a beruházók,mind a szolgáltatók és al-kalmazók esetében.

A könyv 9 fejezetét 8szerzõ írta, az informatika,a gazdaság és a távközlésterületeirõl. A könyv hasz-nos ismereteket tartalmazaz egyetemi oktatásbanrészt vevõk és az e-keres-kedelmet alkalmazók ré-szére, illetve az e területenfejleszteni kívánó szerve-zetek közép- és felsõveze-tõi számára, döntéseikmegalapozásához.

Az elektronikus kereskedelemTalyigás Judit, dr. Mojzes Imre

Mûegyetemi Kiadó, 2004. 240 oldal

KÖNYVISMERTETÉS

77


www.elektro-net.hu

Az iparág helye a gazdaságban

Mekkora szerepet játszik ez az iparág anemzetgazdaságban? A 2005. évi KSH-adatok szerint a bruttó hazai termék32%-a származott a termelésbôl (a többita szolgáltatások állították elô). Ezen belülaz ipar 74, a mezôgazdaság 11, az építôi-par 15%-kal részesedett. Az ipar termelé-sének 92,6%-át a feldolgozóipar adta,amelynek legjelentôsebb ágazata a villa-mos gép, mûszer gyártása, 28,2%-os ré-szesedéssel (a másik legnagyobb iparág ajármûgyártás, súlya csak 14,3%). Ösz-szességében az elektronikai ipar állítjaelô a teljes magyarországi termelés mint-egy egyötödét, az ipari export 42-43%-át. Ezek tekintélyes részarányok, és egy-ben olyan látszatot keltenek, hogy min-den rendben van az ágazattal. Érdemesazonban megkapirgálni a felszínt, meg-nézni a belsô struktúrát.

Az iparág gyakorlatilag kivétel nélkülmagántulajdonban van – ami jó dolog (1. ábra).

Az már kevésbé, hogy a vállalatmé-retre a dualitás a jellemzô. A foglalkozta-tottak 90,6%-a a 112 nagyvállalatnál dol-gozik, amelyek termelésének 94,9%-aexportra megy. Ezek többsége kft.-kéntmûködik, de található néhány rt. is kö-zöttük. Ezzel szemben a belföldi értékesí-tésnek csak 57%-a ered innen, a többit8771 mikro-, kis és közepes cég állítjaelô (2. ábra). Ezek túlnyomó többségemagyar tulajdonú. Meghatározó társaságiformája a bt. és a kft., de jelentôs az egyé-ni vállalkozók száma is.

Az iparági K+F

Az elektronikát világszerte jelentôs érté-ket és hasznot elôállító (lukratív) iparág-nak tartják. Az is, de csak akkor, ha fo-lyamatosan fejlesztenek, és rendre újtermékkel jelennek meg. Vagyis kie-melkedô fontosságú a K+F megléte. AzMTA fôtitkára, Meskó Attila szerint mígaz EU Magyarországoz hasonló nagysá-gú tagországai közül Dánia, Belgium,

Ausztria, Finnország több mint 5 milli-árd eurót fordít évente K+F-re, nálunkez az összeg 2004-ben csak 693 MEURvolt, 2005-ben 830 MEUR, a GDP0,95%-a (207,8 MrdHUF). Az összegtúlnyomó többségét állami pénzek tet-ték ki (102,7 MrdHUF). Jellemzô mó-don ebbôl a pénzbôl a feldolgozóiparivállalatok csak 70,9 MrdHUF-tal vettékki a részüket. Ezen belül (az elektroni-kai ipart is magában foglaló) gépiparivállalatok 23,87 MrdHUF-ot fordítottakK+F-re, a számítástechnikai cégek 1,75Mrd-ot.

A KSH az említett évben 2516 olyanhelyet, intézményt tartott számon, aholteljes munkaidôre átszámolva K+F-etvégzett összesen 23 239 fô. A fejlesz-tôhelyek leginkább az oktatási és az in-gatlanszektorhoz tartoztak (1558, ill.447). A villamosgép- és készülékgyártóiparban 21, a mûszeriparban pedig 46

helyen fejlesztgetett-kutatgatott 349, ill.319 ember. Ezek nem túl nagy számok…Különösen nem, ha összevetjük az ipar-ágnak a nemzetgazdaságban betöltöttsúlyával.

Mi szûrhetô le mindebbôl? Elsôsor-ban az, hogy a magyar tulajdonú cégek – kényszerbôl? alkalmatlanság miatt? –inkább a belföldi piacot részesítik elôny-ben, ide gyártanak, szolgáltatnak. Bár so-kan megpróbálták már, a kkv-k képtele-nek a külpiacra termelô cégek beszállító-ivá válni. Úgyszintén nem alakult ki agyártási kooperáció klaszternek nevezettformája. A Flextronics ugyan megpróbáltegyet létrehozni, azonban a kezdemé-nyezés gyorsan elhalt.

A jelentôs export nem jár együtt a ter-mékfejlesztéssel. Az alacsony K+F-ráfor-dítási volumen is azt mutatja, hogy az er-re nagyságuknál, tôkeerejüknél fogvaleginkább képes, külföldi kézben lévôvállalatok az innovációs lánc idevágóelemeit inkább másutt mûvelik. Szinteegy kézen meg lehet számolni, hogyhány multi tart fenn kutató-fejlesztô bá-zist hazánkban. A magyar tulajdonú cé-gek többségének pedig nincs elegendôtôkéje a termékfejlesztéshez.

Mindebbôl az következik, hogy igazielektronikai ipar egyre kevésbé létezikMagyarországon.

Kell egy fórum…

A még meglévô értékek életben maradá-sához és fejlôdéséhez mindenképpenszükség van arra, hogy az ágazat dualitá-sa oldódjon. Ez nem megy magától vég-be, kell tehát egy mediátor. Egy olyanszervezet, amely a közös cél érdekébenle tudja ültetni egy asztalhoz a nagy mul-tikat és a kis magyarokat, amely képesmegfogalmazni nem csak a közös célo-kat, de javaslatot is tesz a célok elérésé-nek hogyanjára. Egy ilyen együttmûkö-désre azért is szükség van, mert az államnem képes és nem is akarja kezelniegyenként a kisebb cégek egyedinek lát-szó felvetéseit. De ha a nevükben egyolyan szervezet szólal fel, amely mögöttérzékelhetô tömeg van, rögtön kezel-hetôvé válnak a problémák.

Mindennek megvalósítása nem egy-szerû, de nem is lehetetlen. Az autóipar-nak már sikerült: van közös szervezete ajármûalkatrészeket készítô, beszállító, ál-talában kisebb méretû vállalkozásoknak,van a nagyoknak is. Felkérték a Gazdasá-gi és Közlekedési Minisztériumot, hogyközösen hozzanak létre egy AutóipariVersenyképességi Munkacsoportot, amelyajánlásokat fogalmaz meg az iparág vál-lalkozásai üzleti környezetének javításá-ra stb. A vegyiparunk is elindult már ezenaz úton. Az elektronika miért ne kövesseôket?…

1. ábra. Az állami, a külföldi és hazaimagántôke aránya a jegyzett tôkébôl2003 (%)

2. ábra. A termelés és az értékesítésmegoszlása létszám-kategóriák szerint2005 (%)

Mielôtt többen a fejükhöz kapnának, szükséges egy-két dolgot tisztázni. A vonatkozó hazai és nemzetközi jogi szabályozás szerint magyarnak tek-intendô minden olyan vállalkozás, amelynek székhelye a hiteles cégnyil-vántartás adatai alapján Magyarországon található. Vagyis magyar cég-nek minôsülnek a Philips, a Nokia, a Samsung stb. itteni gyárai éppúgy,mint a 100%-ban külföldi tulajdonban lévô, legendás emlékû Orion

Van-e magyar elektronikai ipar?

DR. SIPOS MIHÁLY

[email protected]

KilátóKilátó 2007/6.

A mûszaki társadalom (is) tele van kérdé-sekkel a jövôvel kapcsolatban. A képzés je-lenlegi struktúrája nem igazán megfelelô. Astatisztikák a magyarországi oktatás/képzésáltalános szintjérôl kedvezôtlen képet mu-tatnak (s nem vigasz, hogy pl. nemrégibenNémetországban is hatalmas visszaesést re-gisztráltak). A mûszakiak anyagi-erkölcsimegbecsülése általában nem éri el a meg-érdemelt szintet. Sem a középszintû, sem afelsôoktatásba nem folynak be a szükségespénzek; az európai pénzekbôl néhány in-tézményi szintû, nagyobb beruházás ugyanmegvalósult, de tanszéki szinten sokszoralapvetô dolgokra, mint például egy tante-rem kifestése s új mûanyag padló lerakása,úgy kell (elnézést!…) „összetarhálni” apénzt külsô forrásokból.

A magyar állami K+F-ráfordítás a töre-déke a nem feltétlenül fejlettebb, deelôregondolkodásból jelesre vizsgázómás országokénak. Közben jó sokat hal-lunk „élethosszig tartó tanulásról”, „több-ciklusú mérnökképzésrôl”, „tudásalapútársadalomról”, a „magyar szürkeállo-mány képességeirôl” és – kicsiny, ezértgazdaságilag kiszolgáltatott ország lévén– ez utóbbi hatékony kihasználásánakégetô szükségességérôl.

Túl sok idônk nincs már a gyökeresváltoztatásra,különben vég-zetesen lema-radunk. Csak

remélni tudjuk, hogy a döntéshozóksürgôsen növelik az oktatásban az anya-gi lehetôségeket, s akkor olyan, mind kö-zépfokú, mind felsôfokú képzésben hasz-nálható oktatástechnikai eszközöket is belehet majd vonni a leendô mûszaki szak-emberek felkészítésébe, amelyekrôl azalábbiakban ejtünk néhány szót.

„Learning by doing” – avagy – a gyakorlat teszi a mestert

A mûszaki oktatásban az elméleti tudásmellett nagyon fontos a megfelelô szem-lélet kialakítása. Egyszerûsítve: azt, amia fizikai törvényekben, az elvégzett szá-mításokban, a tervekben, rajzokon, azaz„a papíron” van, el kell tudni képzelnimegépítve, mûködés közben, összesze-relt állapotban. Sôt, sokszor összeszere-lés és szétszerelés közben is (lásd:konstrukció, gyártástechnológia, javításitechnológia stb.). A szemlélet jól fej-leszthetô didaktikusan jól felépített, át-gondoltan megalkotott, megfelelôensokrétû dokumentációval ellátott, mû-ködô mûszaki modellekkel.

A hamburgi Gunt éppen ilyeneket al-kot, több mint 1000(!) félét. A fizikai törvé-nyeket, mechanikai alapegységeket,anyagvizsgálati módszereket, ipari mûve-leteket, technológiai folyamatokat, szabá-lyozórendszereket stb. bemutató összeállí-

tások, ill. kisberendezések öt kate-góriában készülnek: 1. Mechanikairendszerek és az anyagok tulaj-

donságai; 2. Mechatronika; 3. Termodina-mikai HVACR (ami a Heating, Ventilla-tion, Air Conditioning, Refrigerating angolszavak rövidítése) rendszerek; 4. Áramlás-tan, hidrológia; 5. Folyamatszabályozás,folyamattervezés.

A felsorolásból látható, hogy gyakor-latilag bármilyen iparági szakképzésrôllegyen is szó, lesz olyan szemlél-tetôeszköz, amely a közép- és/vagy a fel-sôszintû oktatás valamilyen szakaszábanhaszonnal alkalmazható. A készülékek

Erôs alapokra érdemes komoly várat építeni……a mûszaki oktatásban isHûtôkör az asztalon – a szemlélet s az elsô gyakorlati tapasztalatok biztosítása mûködô mûszaki modellekkel…

NÉMETH GÁBOR

1. ábra. Anyagmozgatás és ipari robot, vákuumos megfogó rendszerrel

2. ábra. Szakítógépes-vizsgálat diagrammja

3. ábra. Buszvezérelt épületvillamosságirendszerek oktatótáblái

79


www.elektro-net.hu

eset-elhárítási szabályokon át a didakti-kai célok megvalósulását segítô oktatásisegédanyagokig (pl. feladatlapok) terjedôigényes dokumentáció biztosítja a biz-tonságos és hatékony alkalmazást.

Adottak tehát ezek, és sok más hasz-nos eszköz a mûszaki fôk megfelelô szin-tû kimûveléséhez. Várjuk tehát, min-denekelôtt a magyarországi technikai ok-tatás színvonalának emelése, a nemzetkö-zi élvonalhoz való felzárkóztatása érdeké-ben, hogy ezekre a beszerzésekre a reálislehetôség meglegyen – s akkor szabad(lesz) a vásár – többféle értelemben is…

kezelése, mûködtetése egyszerû. Kialakí-tásuknál külön gondot fordítottak a biz-tonságra (hiszen bizonyos értelemben„kezdô” felhasználók kezébe kerülnek,méghozzá rendszeresen). A felépítés sok-szor moduláris, például van olyan család,amely a folyamatirányításban leggyakrab-ban elôforduló szabályozóköröket mutat-ja be, vagy van olyan, amely egy-, több-fajta anyagvizsgálatot elvégezni képes,komplett kis anyagvizsgáló labort tud ké-pezni. De elképzelhetô az is, hogy egyfaj-ta berendezés többféle megvalósítási

szinten hozzáférhetô. Ilyenkor az alap-szint csak az alapmûködést mutatja be, afelsô szinten pedig bonyolultabb, több-funkciós rendszer mûködik, teljes számí-tógépes irányítási, mérési és ellenôrzésilehetôségekkel. Ezen a szinten már sok-szor hibákat is elô lehet idézni, s ezáltal ahallgatók rendszerismeretét és probléma-megoldó képességét tesztelni.

Hasonló színvonalon és filozófiával –a szintén németországi – Elabo-TrainingSystems is készít szemléltetôeszközöket a mûszaki oktatás számára. Az ô válasz-tékukban mechatronikai, robot-, IT- ésbuszrendszerek megismeréséhez találha-tunk segédeszközöket. Meglehetôsen ki-dolgozott és jól használható például azépületelektronikai rendszereket (az épü-letek üzemeltetését megvalósító, beépí-tett szabályozó-, vezérlô- és riasztóáram-körök, mint például fûtésszabályozás, vi-lágításvezérlés stb.) bemutató oktatómo-duljuk.

Mindkét említett gyártmánycsaládotjellemzi, hogy nagy megbízhatóságú,márkás ipari alkatrészekbôl épülnek föl,tehát a tanulók az iskolát elhagyva ésmunkájukat megkezdve sok esetben márismerôs elemekkel találkoznak.

A biztosított háttértámogatás is hason-lóan magas szintû, az elméleti és készü-lékleírásoktól kezdve a vonatkozó bal-

4. ábra. PLC-s vezérlõ – kivezetett csatlakozási pontokkal

5. ábra. Többfunkciós anyagvizsgálóvázlatos rajza

[email protected]

2007/6.

80

Mind your own work! 3Many times the economical management ofsmall- and medium-scale enterprises is alsodone by design engineers. However, largeexperience and success in design does notcouple every time with leader capabilities andeconomical approach, meaning one of thepossible causes of the failure of such compa-nies.

Miklós Lambert: The 500th Siplace in Hungary – celebration at Continental 4ELEKTROnet was invited to a celebration atthe Budapest factory of the automotive suppli-er Continental, 22nd August. The reason forthe celebration was the installation of the500th Siplace placement machine in Hungarythat will do its duty in this facility by produc-ing high-quality automotive controllers. Thereare around 15,000 of such Siemens placementmachines all over the world.

Electronics Design

Mike Fingeroff, Dan Gardner, Matt Hogan: Top-down DSP design for FPGAs 6Digital filtering of non-real-time signals hasbeen performed for decades. The increasedperformance in today's silicon allows for thesecalculations to be accomplished in real-time, if the right hardware and algorithms are used.Much like the specialization that occurredwhen digital signal processing (DSP) was ini-tially introduced, FPGAs provide a convenientplatform for today's signal processing algo-rithms. The article presents how you can docertain DSP functions with FPGAs more effi-ciently.

Miklós Lambert Jr.: Ideally suited circuits – situation of the ASIC industry 9One of the most intensive and timely paneldiscussion of this year's GlobalpressElectronics Summit was dedicated to the ASICindustry, telling about its recent changes. Somethink that ASIC is about to vanish, but othershave a different opinion, namely they aregoing through some changes and begin tostrengthen soon. To find out what the truth is,we have put together a review, based on theopinions of leading electronics design com-pany representatives.

Marcell Murgás: Band gap voltage reference circuit in n-pocket CMOS environment 12The article presents a precision, band gap voltage reference circuit, developed using the0.5 µm n-pocket technology of the StuttgartMicroelectronics Institute. The circuit serves asa reference source for the CMOS Mixed-signalGate Array Master-chip family, called theGFQ.

SummaryLászló Gruber: Let's design LED lighting applications! 14The invention of the LED, a semiconductordevice that can emit light, was a real sensation40 years ago. In the past years super-bright LEDswere born and became usable for simple lightingtasks. Some companies started to produce light-ing devices with integrated cooling appliances.For lighting designers, a whole range of compo-nents stand ready to be used, but the non-usualapplication technology still sets a barrier. Seeour article for a point of reference.

Gyõzõ Kovács: Árpád Klatsmányi 16The excellent Hungarian mechanical engineer,the honorary university professor, ÁrpádKlatsmányi has passed away July 1st, 2007.Our article gives a commemoration of the bril-liant expert.

Microchip site: High-performance LED-driver circuits 17The rapid evolution of LED technology haslead to the extending traditional lighting engi-neering application of both color and whiteLEDs. Microchip's new, Internet-based lightingengineering design center aids you in choos-ing and using the most appropriate LED drivercircuits. The article also presents the newestmember of the popular MCP170x LDO family,the model MCP1703.

Péter Havas, Gábor Turi: Rabbit I/O, Rabbit 4000, Rabbit Core 4000 18The article features the Rabbit I/O peripheralcircuit, the high-performance Rabbit 4000processor and the RabbitCore RCM4000 coremodule.

Components

Miklós Lambert: Component kaleidoscope 20The kaleidoscope feature discusses active, passive and electro-mechanic componentsand module circuits from the offering of manygreat international manufacturers.

Dr. László Madarász: Designing switching mode DC/DC converter with IC and modules (Part 4) 23The fourth part of our series review the integra-tion possibilities of DC/DC converters.

Rutronik Kft.: ARM9-based flash microcontroller with largememory and Ethernet connectivity 26The article features the STMicroelectronicsSTR911/912 type flash microcontroller.

ChipCAD Kft.: ChipCAD news 28ChipCAD company's regular heading featuresthis time a new GPS module from Globalsat, anew TFT display from EDT, and the USBTransaction Analyser module for the Proteuscircuit design tool.

Measurement Technology

Ferenc Pástyán: Small dimensions, large performance 30The rapid spread of high complexity integratedcircuits enable the design of small, yet very

powerful devices, while reducing productioncosts and market street prices. A very goodexample is the Italian HTItalia company'srecent development, the new 400 Series. Thearticle gives a short review on the new productfamily.

Jeff Meisel: LabVIEW 8.5 supports proper use of multi-core central processor units 32Nowadays raising the clock frequency ofmicroprocessors does not result in increasedperformance because of power use and ther-mal dissipation problems. So instead, the chipdesigner companies prefer integrating moreprocessor cores in the same IC package. Multi-core processors offer larger computationalcapacity to software developers, who thoughhave to do some additional work to exploit thepower of such CPUs. The National InstrumentsLabVIEW software is a proper developmenttool for using the capabilities of multi-coreprocessors.

Tamás Kovács: News from AMTEST-TM Kft. 34AMTEST-TM Kft. is the official Hungarian rep-resentation to the world's leading environmentsimulation and measurement technologyprovider companies, such as WeissUmwelttechnik, LDS-Group, Quadtech,Symmetricom etc. The offer includes not onlyenvironment simulation test systems used forproduct development, but used machine sale,system leasing, component sales, professionalservice and calibration services as well.

Dezsõ Daróczi: New products in ELTEST's range 36The article reviews new products from ELTESTcompany's three important suppliers, includ-ing new DC power supply, power analyzerand ESD generator from companies LAMBDA,Newtons4th and EMC partner, respectively.

National Instruments Hungary Kft.: National Instruments' new PXI product allow 600 MiB/s continuous data streaming speed 38The newest National Instruments PXI productsallow for larger continuous hard disk savingand reading back transmission speeds thanany other standardized test and measurementplatform so far. The article presents the new,PXI Express-based solutions.

Ákos Becker: Microcontroller-based elevator controller system 39The purpose of the new type of elevator con-troller and system construction is to dramati-cally reduce the cabling, to improve maintain-ability and modularity, to simplify the structureand reduce costs. The article presents theadvanced design of the conventional point-point connection elevator controller to anintelligent, bus-based microcontroller opera-tion.

Automation, process control

Imre Hizó: Application types of Siemens industrial camera systems 42The basic component of industrial image pro-cessing systems is the camera. Application

Measurement technology and instrumentsMeasurement technology and instruments

Automation andprocess controlAutomation and process control

Elektronics designElektronicsdesign

ComponentsComponents

81

2007/6.

www.elektro-net.hu

types are defining objects and their parametersin the visible and infrared range. To be moreprecise, the application types include recogni-tion, measurements, reading, verification, sobasically everything that we, human beingsuse our eyes for. Although there are similari-ties, there are quite large differences. The arti-cle presents the SIMATIC Machine Vision solu-tions.

COM-FORTH Kft.: Three wishes – finished 45When realizing modern control engineeringsystems, many times you have to face require-ments that contradict each other. Theadvanced algorithms, network connections,synchronized device operation and corporate-size data integration demand noticeableincreases in requirements most of the time.The article features the application of the PAC (Programmable Automation Controller).

Dr. Béla Szilágyi, Dr. Zoltán Benyó, Dr. Tibor Csubák, Dr. Ferencné Juhász: Taking overdriving in state controlling design into account (Part 1) 47The article explains, how state controlling(based on state observer) can be used – unlikethe conventional concept says – as the feed-back of flow model, the task of which is togenerate the signals for acceleration purposes.The signal generated this way has to be usedon the inputs of the flow model and the actualflow.

István Szilágyi: Novelties in the WAGO field bus system 50More and more Linux-based control solutionsare applied in automation systems, but correct-ly realized, “well-embedded” devices such asthe freely programmable WAGO 750-860controller are rare to find. Besides the 750-860controller, the article also features the 750-640real-time clock, and a tool-less RJ45 connectorsolution.

Electronics Technology

István Horváth: 3M label materials – complete range for converters and end-users 52Proper identification, technical and manufac-turing parameter marking in maximal extentfor the whole life cycle of long-lasting con-sumer goods are basic requirements. Suchproducts include electronics and automotiveend-products and components, various elec-tronic household machines and devices, andthe myriads of industrial controllers and mea-surement solutions. The article features print-ing solutions.

Péter Regõs: Micro-alloying solder baths afterwards and house-made – not trashing the existing solder 54Micro-alloying reduces one of the lead-freesolders' largest disadvantages, the intensivedissolution of other metals into the molten sol-der. The article features Stannol company'sFLOWTIN Upgrade Pack product which youcan add to the solder bath, resulting in aFLOWTIN micro-alloyed solder bath and notrequiring you to trash the already existing sol-der.

Csaba Cseh: BOS-Ecoline – aluminium profile instrument housing family for versatile use 56Phoenix Mecano Kft. has been manufacturingand trading successfully the ALUBOS housingfamily for years. To enhance the offering, thecompany recently released the BOS-Ecolineprofile family, presented in the article. Thenew family combines the advantages of theanodized aluminium profiles and the goodprice-performance ratio plastic components.

Imre Varga: Packaging materials 58One of the most diverse and controversialareas of electrostatic discharge protection ofelectronics manufacturing is the packagingand transportation materials. One of the rea-sons are for example the tons of naming mis-understandings and differences, the complicat-ed measurement processes, the constantlychanging packaging needs and of course thestrong intentions of reducing the packagingcosts. The article provides a completeoverview on the issue.

Mátyás Varga: The newest benchtop dispenser from I&J Fisnar 60On of the most recent results of the AmericanI&J Fisnar's ongoing product development isthe newest member in the 7000 Series robotfamily, the 7900-LF. The article gives detailedpresentation on the new robot.

New Bosch plant hall – unstoppable expansion 61The facility in the city of Hatvan of RobertBosch Elektronika Kft. was extendedSeptember 6, 2007 with a brand-new, 12 000sqm. plant hall. The establishment of the newfacility unit was part of a 90 million Euroinvestment program, created for the expansionof the largest Hungarian Bosch plant between2006 and 2008.

László Kokavecz: Optical filters – crystal-clear view 62The optical filters developed by the Danishcompany PSC improve the visibility and read-ability of displays, that both have a veryimportant role in navigation and in the indus-try of course. The article features PSC's solu-tions.

Information Technology

Gyula Sipos: PC data security (Part 4) 63The fourth part of the series features uninter-rupted power supplies.

Péter Varsányi: The good, the bad and the ugly (Part 2) 65The second part of the series carries on withpresenting the evolution analysis started in theprevious part, featuring a detailed run-downon personal computers.

Telecommunications

Csaba Szombathy: The modulation techniques of digital video and audio broadcasting (Part 2) 67The first part of the series gave a review ofbasic principles of digital modulations. Beforewe carry on with reviewing the digital broad-casting systems and their features and charac-teristics, first we present the practical featuresof digital modulation transmission technique.This article discusses mostly the transmissionside, detailing reception side only when it isreally important, since the architecture is basi-cally a mirror of the transmitter's build-up.

András Nagy: Optics in telecommunication (Part 2) 70The final part of the series further discusseswhat you need to know about connectingwired optical networks. This time the connec-tors, various types of losses and cable systemsare presented.

Attila Kovács: Telecommunication news 72The author reports briefly on the news of thetelecommunications market.

Sándor Stefler: The digital television (Part 9) 73The ninth part of the series discusses theEuropean situation of HDTV and the presentconditions of the technology.

Outlook

Zoltán Gyõrfi: Financial background of the electronics industry (Part 4) 75The fourth part review credit options and allthe main relevant information for the small-and medium-size enterprises.

Dr. Mihály Sipos: Is there a Hungarian electronics industry indeed? 77The article reviews the place of the electronicsindustry in the Hungarian economy, analyzesthe R&D and puts some arguments in a linesupporting the establishment of an organiza-tion, working for common goals.

Gábor Németh:Build only upon strong foundations – in technical educationas well 78

The article discusses the necessity of technicaleducation and training, also by presenting therelating demonstration products of Gunt andElabo-Training Systems.

TechnologyTechnology

TelecommunicationTelecommunication

InformaticsInformatics

OutlookOutlook

[email protected]

2007/6.

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

3M Hungária Kft. 52., 53. old.

Amtest Associates Kft. 69. old.

Amtest-TM Kft. 34., 35. old.

ATL Kft. 70., 71. old.

ATYS-Co Irányítástechnikai Kft. 25., 37. old.

AUSZER Bt. 59. old.

BALVER ZINN GmbH 51. old.

C+D Automatika Kft. 78., 79. old.

ChipCAD Elektronikai Disztribúció Kft. 17., 28., 84. old.

COM-FORTH Kft. 45. old.

Dispenser Technologies Ltd. 58., 83. old.

Distrelec GmbH. 17. old.

ElektroFair 2007 2. old.

Eltest Kft. 35., 37. old.

Folder Trade Kft. 31. old.

GLYN GmbH 41. old.

HT-Eurep Electronic Kft. 25. old.

INCOMP Kft. 22. old.

Kreativitás Bt. 56. old.

MACRO Budapest Kft. 18., 19. old.

Mentor Graphics Hungary Kft. 6., 8. old.

Microchip 29. old.

Microsolder Kft. 54., 55. old.

MSC Vertriebs GmbH 31. old.

National Instruments Hungary Kft. 1., 32., 38. old.

OK International 59. old.

Percept Kft. 17. old.

Phoenix Contact Kereskedelmi Kft. 57. old.

Phoenix Mecano Kecskemét Kft. 56. old.

PRODUCTRONICA 2007 57. old.

Pro-Forelle Bt. 60. old.

RAPAS Kft. 30., 31. old.

Rondo Electronic Kft. 58., 59. old.

Rutronik GmbH 26., 27. old.

Satronik Kft. 22. old.

Setron Magyarország Kft. 25. old.

Sicontact Kft. 5. old.

Siemens Rt. 42., 43. old.

Silveria Kft. 22. old.

SOS PCB Kft. 82. old.

Tali Bt. 22. old.

Thonauer Kft. 62., 63. old.

WAGO Hungária Kft. 50., 51. old.

World Components Kft. 22. old.

Magyarországi disztribútor:

DISPENSER TECHNOLOGIES LTD.H-2310 Szigetszentmiklós, Pelikán u. 3.Telefon/fax: 36-24-475-305, mobiltelefon: 36-30-252-6253 www.dispensertech.com • E-mail: [email protected]

A PONTOKTÓL… A KIÖNTÉSEKIG…

A VONALAKON ÁT…

Új – RoHS-kompatibilis – diszpenzer-robot az I&J Fisnar Inc.-tôl

Új – RoHS-kompatibilis – diszpenzer-robot az I&J Fisnar Inc.-tôl

Az EDA-technológia úttörôje 1988 óta.Mûszaki támogatás közvetlenül a program íróitól.Rugalmas csomagok és árak a felhasználó igényének megfelelôen.

Hatékony kapcsolásirajz-szerkesztô. A mai mérnöki igényeknek megfelelôen tervezték az össze-tett kapcsolások gyors bevitelére a szimulációhoz és a nyomtatottáramkör-tervezéshez.

Az ipari standard Berkeley SPICE 3F5 szimulációs mag kiegészítése széles körû optimalizáció-val, és továbbfejlesztése valós kevert módú áramkör-szimulációval és -animációval.

A világ elsô és legjobb kapcsolásirajz-alapú mikrokontroller-szimulációs szoftvere. A ProteusVSM lehetôvé teszi a mikrokontrolleren futó program és a hozzá kapcsolódó analóg- és digitá-lisáramkör-együttes szimulációját. Ez lerövidíti a tervezési ciklusokat, és feleslegessé teszi a drága hardver-tesztáramköröket.

Korszerû és professzionális nyomtatottáramkör-tervezô program közvetlenül kapcsolódva azISIS kapcsolásirajz-szerkesztôhöz. Az olyan funkciók, mint az automatikus elhelyezés és huza-lozás, az interaktív DRC és az intuitív kezelôfelület, mind a hatékonyság növelését és a terve-zési idô csökkentését szolgálják.

1094 Budapest, Tûzoltó u. 31.Tel.: (+36-1) 231-7000.Fax: (+36-1) 231-7011www.chipcad.hu

fókuszban az elektronikai tervezés, beágyazott...

Documents