ElektroNet Magazine, 2019/02

REFLEKTORBAN A LED-ES VILÁGÍTÁS

ELEKTRONET ELEKTRONIKA ÉS ÜZLET

WWW.ELEKTRO-NET.HU

XXVIII. ÉVFOLYAM 1. SZÁM – 2019. FEBRUÁR

ELECTROSUB KONFERENCIA ÉS KIÁLLÍTÁS A LED JELENE ÉS JÖVÔJE A VILÁGÍTÁSTECHNIKÁBAN LEO MÛHOLDAK TELEMETRIAI RENDSZERÉNEK OPTIMALIZÁLÁSA HÛTÔVENTILÁTOROK AZ ENDRICH KÍNÁLATÁBAN HÁROMDIMENZIÓS OPTIKAI VIZSGÁLATI MEGOLDÁS HÁROMDIMENZIÓS FÉMNYOMTATÓ HIGH-TECH ALKALMAZÁSOKHOZ PRECÍZIÓS KÖRFÛRÉSZ SZÖGVÁGÁSI FELADATOKHOZ

TÖBB FÉNYT!

Ára: 1200 Ft Fotó: Journey of Inspiration ©Shutterstock

ELEKTRONET – ÜZLET ÉS ELEKTRONIKA

MERRE TOVÁBB…

MERRE TOVÁBB A LED-ES VILÁGÍTÁSBAN?

Fotó: www.pexels.com

MIRE TÖNKREMEGY, ÚGYIS MÁSFAJTÁT SZERETNÉNK…

Azt a tényt, hogy a LED-es világítás egyre nagyobb szeletet hasít ki a világítástechnika tortájából, senki sem vitatja. A retrofiteszközök fejlesztése töretlen, a chipek, a fényforrások egyre fejlettebbek, mindjobban az igényekhez igazodnak.

Sajnos, a világítástechnikai üzletek polcait még mindig inkább a kommersz, nem a megfelelő paraméterekkel rendelkező fényforrások foglalják el, ám üdítő kivételként egyre többször találni jó minőségű termékeket is a fényforrások között. Nehéz az egyszeri vásárlók „átképzése” az általuk nem ismert paraméterek figyelésére, hiszen a legtöbb, a LED-es fényforrások alapvető tulajdonságait meghatározó paraméter nem szerepelt – és most sem szerepel – az iskolai tananyagban. A gyártók már rég rájöttek arra, hogy egyszerű ábrákon keresztül magyarázzák el, hogy milyen szénszálas-halogén-egyéb fényforrás helyett lesz jó az éppen a kezünkben lévő termék, ám a dobozon lévő többi adat a balladai homály ködébe vész, még az eladók sem mindig tudnak segíteni az értelmezésükben. Ám a megszokás nagy úr! Megnézzük az ábrát, ez pont jó lesz a nappali csillárjába a 60 W-os izzók helyére. Meg is vesszük belőle rögtön mind a hatot – esetleg hetet, nyolcat, hogy legyen rögtön tartalék –, hazavisszük, betekerjük – és nem jó. Hideg a fénye, nem oda világít, vacak az egész, csalódunk. Az már egész szépen elterjedt a vásárlók között, hogy 100 lm/W alatti eszközt ne nagyon válasszon, azonban például a színhőmérsékletre még most sem figyelnek. Sajnos, több paramétert kellene egyszerre figyelembe venni, hogy a megfelelő fényforrást válasszuk. Ez még egy szakembernek sem egyszerű feladat, hiszen minden helyiség más, még otthonra sem biztos, hogy elsőre tudunk jó eszközöket választani. Ezen az sem segít, hogy a fényforrások egy része szabályozható, mivel például a világítás szögét általában csak a világítótest kisebb-nagyobb megerőszakolásával lehet változtatni.

Más a helyzet a világítótestekkel. Lassan az üzletekben nem is lehet másfajta világítótesteket vásárolni, csak a LED-ekkel egybeépítetteket. Ez egyrészt előny, hiszen általában ezeknek a világítótesteknek a fényereje, színhőmérséklete szabályozható, távirányíthatóak – akár ténylegesen távirányítóval, vagy WiFi-n, Bluetooth-on keresztül szabályozhatók –, gyorsan, egyszerűen az okosotthon rendszerébe illeszthetők, másrészt hátrány, mivel, ha rosszul választunk, sokba kerülhet a kísérletezés, mire megtaláljuk a megfelelőt. Ha sikerül kiválasztani a jót és eltettük a számlát, jótállási jegyet, 15 évig nyugodtak lehetünk, nem kell izzót cserélni, a pozitív felhasználói élmény végig megmarad. Mire tönkremegy, úgyis másfajtát szeretnénk…

Többé-kevésbé a világítástechnika volt az utolsó rendszer az otthonokban, amely ténylegesen eszközszinten igényelte a hálózati feszültséget. Kíváncsi vagyok, mikor jutnak el az eszközgyártók arra a következtetésre, hogy érdemes lenne kiszámítani, mekkora költségmegtakarítás érhető el azzal, hogy nem eszközönként alakítjuk át a működtetőfeszültséget, hanem először a gondolkodásmódot, majd a komplett energetikai rendszert átalakítva 24–48 Vdc lesz házon belül az egyes konnektorokban?! Így nemcsak energia spórolható – hiszen egy-egy házon belül elhanyagolható a különbség a váltakozó és az egyenfeszültség továbbítása során keletkező veszteség tekintetében –, hanem az egyes eszközökbe épített tápegységek is szükségtelenné válnak. Ezzel jelenősen csökkenthető lenne a termelődő e-hulladék mennyisége is. Természetesen az első – és talán a legnagyobb – akadály a szabványosítás lesz.

A hálózati feszültségnél, a csatlakozóknál sem sikerült soha világszabványt bevezetni, de egy ilyen új területen talán megvalósítható.

Hány ilyen eszközünk van? Nem sok, háztartásonként maximum 50-60 darab…

Talán megérné… Legalább utánaszámolni…

Valamint rögtön alkalmassá válik a rendszer az elektromos autókból származó betáp kezelésére is. Ezzel a lépéssel pedig az áramszünetek száma csökkenhetne kb. a nullára.

Kovács Péter

WWW.ELEKTRO-NET.HU 3

ÜZLET > [RENDEZVÉNY]

TELT HÁZ AZ ELECTROSUBON Az elektronikai ipar legjelentôsebb üzleti és szakmai eseményén, az Electrosub Konferencia és Kiállítás 2019 rendezvényen 12 nemzet kiállítói várják az érdeklôdôket, nettó 1200 m2-en

ELECTROSUB KONFERENCIA ÉS KIÁLLÍTÁS SZAKEMBEREK ÉS MEGOLDÁSOK SZEMTÔL SZEMBEN BUDAÖRS, 2019. MÁRCIUS 26–28.

Az Electrosub létrehozásának legfőbb célkitűzése a hazai elektronikai ipar versenyképességének fokozása, annak érdekében, hogy Magyarország megőrizhesse vezető szerepét ebben az ágazatban a kelet-közép-európai térségben. Ezek a törekvések szoros összhangban állnak a Kormány és egyben az ágazat piaci szereplőinek céljaival. Prof. Dr. Palkovics László innovációs és technológiai miniszter fővédnökséget, Dr. Birkner Zoltán, a Nemzeti Kutatási, Fejlesztési és Innovációs Hivatal elnöke vállalt védnökséget az Electrosub felett.

Az esemény nemzetközisége növekszik, a látogatókat 12 nemzet kiállítói várják, nettó 1200 m2 kiállítási területen.

ELECTROSUB SZERVEZÔBIZOTTSÁG

4 ELEKTRONET

A kiállításhoz konferencia kapcsolódik, mely kedvező részvételi feltételek mellett díjköteles. Naponta, két szekcióban, összesen 6-8 előadásblokk kerül meghirdetésre. Az idei év újdonsága, hogy minden látogató a belépője mellé kap egy ún. konferencia-bonuszjegyet, aminek felhasználásával látogatása napján ingyenesen meghallgathat egy általa tetszőlegesen kiválasztott előadásblokkot.

Továbbá a szponzorok és előadók meghívására érkezők azon a napon, amikor az adott cég előadását tartják, nem látogatói, hanem konferenciabelépőt kapnak, ami a kiállítás megtekintésén túl feljogosítja őket nemcsak az adott cég, de valameny-

nyi, azon a napon zajló konferencia díjmentes meghallhatására is.

A kiállítás és a konferencia kísérőeseménye az ágazat tekintélyes nemzetközi szervezete, az amerikai székhelyű IPC (Association Connecting Electronics Industries) által szervezett forrasztási verseny, amit a kiállítótérben mindenki megtekinthet.

Ingyenes látogatói belépőért februárban már lehet regisztrálni a honlapon: www.electrosub.hu Önt is várjuk!

Találkozzunk az Electrosubon!

WWW.ELECTROSUB.HU | INFO@ELECTROSUB.HU

XXVIII. évfolyam 1. szám

TARTALOM

ÜZLET > [RENDEZVÉNY] > Electrosub Konferencia és Kiállítás > [IRÁNYTÛ] > Dr. Sipos Mihály: Az emberek elleni, halált nem okozó elektronikai hadviselés egyes eszközei

> [PRESSZÓ] > Új chipkészletet mutatott be a Huawei > Dr. Sipos Mihály: Bővített a 77 Elektronika > Dr. Sipos Mihály: Zalaegerszegen elindult az első magyarországi 5G tesztállomás

4

6 8 9 10

> Dr. Sipos Mihály: Szomorú tény: 2018-ban 50 Mrd t új e-hulladék keletkezett!

> Dr. Sipos Mihály:

10

Jó évet zártak

2018-ban a chipgyártók

> Új elektronikai szakkönyv és cikkgyűjtemény

12 12

REFLEKTORBAN A LED-ES VILÁGÍTÁS > Lambert Miklós: A LED jelene és jövője a világítástechnikában

13

KONSTRUKTÕR > [NAPRAKÉSZEN] > Dorian Johnson: LEO műholdak telemetriai

17

rendszerének optimalizálása korszerű, sugárzásálló logikai eszközökkel

19

> Kiss Zoltán: Hűtőventilátorok az Endrich kínálatában (2. rész)

> [NAPRAKÉSZEN]

20 23

A LED a világítástechnikában elfoglalta helyét, szinte valamennyi alkalmazásból kiszorítva a hagyományos fénykeltô eszközöket.

Minek köszönheti páratlan sikerét ez az alapjában véve egyszerû (vagy mégse) félvezetô eszköz? Hol tart a jelen alkalmazástechnika és mi várható a jövôben? Cikkünkben e kérdéseket szeretnénk elemezni, figyelemmel a piaci trendekre épülô jóslatokra – ahogy a konstruktôr villamosmérnök látja.

13. OLDAL

A hûtés korunk elektronikájának egyik legfontosabb kérdése, mert felhasznált aktív és passzív komponenseink élettartama nagyban függ attól, hogy az átfolyó áram keltette hôt milyen hatékonyan vezetjük el a külvilág felé. A helyesen megválasztott hûtôbordák és maga a nyomtatott áramköri lemez kialakítása is nagyban hozzájárul a kielégítô hôelvezetéshez, azonban bizonyos esetekben aktív hûtésre, például kényszerített légmozgatásra van szükség.

20. OLDAL

GYÁRTÓSOR > [NAPRAKÉSZEN]

25

RENDSZERINTEGRÁTOR > [NAPRAKÉSZEN] > Jelek radomba való behatolásának képi

27

megjelenítése és jellemzése a Rohde & Schwarz egyedülálló, R&S®QAR jelű radomvizsgáló berendezésével

> [NAPRAKÉSZEN] > Jákó Péter: Hangjeltovábbítás stúdión belül és kívül (15. rész)

> [NAPRAKÉSZEN] > Dr. Madarász László: A kvantuminformatika küszöbén (9. rész)

28 29 30 33 34

Az autóradarokat sokszor ütközôk vagy márkaemblémák mögött helyezik el. A burkolatok anyagának (a radomoknak) a lehetô legegyenletesebben, minimáliss akadályt képezve kell átengedniük a radarjeleket.

A Rohde & Schwarz által kifejlesztett, R&S®QAR jelû, képalkotó autóradar-vizsgáló berendezés segítségével mind a fejlesztés, mind a gyártás során könnyedén és megbízhatóan, s ha szükséges, automatizált vezérléssel mérhetôk be a radomok tulajdonságai.

28. OLDAL

ÜZLET > [IRÁNYTÛ]

AZ EMBEREK ELLENI, HALÁLT NEM OKOZÓ ELEKTRONIKAI HADVISELÉS EGYES ESZKÖZEI 2018 nyarán a világsajtót bejárta a hír, hogy az Egyesült Államok havannai, illetve pekingi nagykövetségén a diplomatákat rejtélyes kór támadta meg. Ez fülzúgással kezdôdött, látás- és hallászavarokkal, valamint szédüléssel folytatódott, végül tartósabb idegrendszeri károsodásokkal járt együtt. Biológiai fertôzést, kórokozót nem találtak a szakemberek, ezért felvetôdött annak lehetôsége, hogy az elektronikus hadviselés egyik halált nem okozó eszközét alkalmazhatták. De mi is tartozhat ide?

Napjainkra a városi környezet már a katonai műveletek természetes velejárójává vált, ezért a műveleti erők a polgári környezettel is közvetlen érintkezésbe kerülnek – azzal a környezettel, amelyet az ellenség is szívesen használ egyidejűleg saját céljaira, és amelyben ráadásul fokozottan számítani kell a média jelenlétére is. A média közvetíti, a hazai és a nemzetközi közvélemény pedig elvárja, hogy a (pl. békefenntartó) műveletek minimális emberi és anyagi veszteséggel járjanak. Ezért van szükség halál nem okozó, ugyanakkor hatékony támadó-védekező eszközökre. (Meg kell jegyezni azonban, hogy maga a „nem halálos fegyver” elnevezés ellentmondást rejt magában.

Minden ilyen eszköz is okozhat kivételes esetben maradandó sérülést, vagy halált, ezért az eszköz használatára való megfelelő kiképzés elengedhetetlen. Például a nyakon végrehajtott elektromos sokkolás légzőizomgörcsöt, gerincvelő-károsodást okozhat, a szemet érő elektródatalálat a célszemély vakságához vezethet.) Ismertetőnk összeállítása során Dr. Ványa László Irányított energiájú fegyverek c. egyetemi jegyzetére is támaszkodtunk.

Mikrohullámú sugárzás A megbetegedetett személyek tünetei a mikrohullámú sugárzás egy évtizedekkel ezelőtt leírt ritka mellékhatására utalnak.

Az amerikai Journal of Applied Physiology hasábjain 1961-ben jelent meg Allan H. Frey cikke arról, hogy egy bizonyos frekvenciatartományban a másodperc töredékéig ismételt mikrohullámú sugárzás zajként jelentkezik az emberi fülben, és az elektromágneses hullám mintegy hanghullámmá transzponálódik. Frey kifejtette

6 ELEKTRONET

azt is, hogy a mikrohullámot meghallók rövid idő után szédülésre, dekoncentráltságra, fejfájásra panaszkodtak. Az csak alig egy évtizeddel ezelőtt derült ki, hogy csupán az agy értelmezi jobb híján hangnak azt, hogy elkezd melegedni. A Frey-effektust kiváltó hullámhosszon a sugárzás ugyanis áthatol a sűrűbb bőr- és csontszöveteken, és pontszerűen hevíteni kezdi a belső szervek vízben gazdag állományát. A szakértők között azonban tartja magát az olyan álláspont is, hogy előbb forrna fel a célszemély agya, mintsem elkezdene hangokat hallani.

Ugyanakkor tény, hogy létezik egy Active Denial System (ADS) nevű, hőtermeléssel operáló eszköz. Ezt azért fejlesztették ki, hogy tüntetések, zavargások esetén a civil lakossággal szemben olyan berendezés álljon rendelkezésre, amely nem okoz maradandó egészségkárosodást, ugyanakkor mégis képes feloszlatni a zavargó tömeget – vagyis nem halálos hatású, de ellentmondást nem tűrő eszköz legyen a hatalom birtokában. A berendezés kis teljesítményű, 95 GHzes elektromágneses sugárzást bocsát ki, amely hőt generál a célterületen tartózkodó emberek bőrfelületén, ezáltal a terület mielőbbi elhagyására kényszerítve őket.

A közel 3 mm-es hullámhosszú sugárzás a ruhán áthatolva 0,3-0,4 mm mélyen hatol a bőrbe, ahol a fájdalomérző idegvégződések találhatók. A bőrfelszínen 2 másodperc alatt égető fájdalomérzetet kelt, és ennek következtében a besugárzott személy kényszerűen menekül a sugárzás útjából. A 2 méter átmérőjű antenna egy keskeny sugárba fókuszálja a mikrohullámú sugarakat, így a tömegből egyetlen alany is célba vehető, akár még nagyobb, 500–1000 méteres távolságból is.

Active Denial System

Infra- és ultrahangok alkalmazása Már sok évtizede megfigyelték, hogy az infrahanghullámok félelemérzetet, menekülési reakciókat, dezorientációt váltanak ki, az ultrahangok pedig agresszivitást. Az infrahang hat az agy bioáramára és az idegrendszerre. A közel 7 Hz-es sugárzás megegyezik az agy alfa-ritmusainak frekvenciájával. Még a leggyengébb, 7 Hz-es infrahang is erős fejfájást, látási zavarokat, figyelmetlenséget okozhat, ráadásul szinte mindenen áthatol. Az ember egyes szerveivel interferenciába lépve ritmuszavarokat, pánikérzetet, menekülési ösztönt, tudatzavart, vagy súlyosabb esetben halált okozhat. A 7-8 Hz frekvenciájú infrahang gyakorlatilag megegyezik a belső szervek saját rezgésszámával, így könnyen bekövetkezhet a rezonanciajelenség, melynek fellépésekor a belső szervek sérülnek, valamint a vérkeringés saját rezgésszáma is 8 Hz körül van, ezért a rezonancia, illetve a fellépő interferencia révén az érrendszer károsodhat. A nagy teljesítményű infrahanggal történő besugárzás a belső szerveket erős rezgésbe hozza, melynek következtében a szív és az érrendszer jelentős mértékben túlterhelődhet. Előállítása nagyon egyszerű: két piezoelektromos sugárzó egymástól 7 Hz-cel eltérő, 200 Hz körüli, veszélytelen hangrezgést bocsát ki magából, amelyek a nemlineáris karakterisztikájú emberi hallószervben éppen a kívánt hatást kiváltani képes frekvenciává állnak össze (pontosabban vonódnak ki).

A célszemély csak azt érzi, hogy furcsa dolgok történnek a testében. (Itt kell még

XXVIII. évfolyam 1. szám

ÜZLET > [IRÁNYTÛ]

megemlíteni az Izrael által kifejlesztett, „Sikoly” nevű akusztikus eszközt, amely már bevetésre is került. Az eszköz által kibocsátott hanghullámok rövid időn belül szédülést, hányingert, egyensúlyzavart okoznak, de hosszabb ideig tartó hatás esetén az egyének halláskárosodást is elszenvedhetnek.)

A titkosszolgálatok arzenáljában nagy teljesítményű ultrahangos lehallgatásgátló berendezések is találhatók. Ezek az emberi fül számára hallhatatlan hullámai a fent említett karakterisztika miatt „összekuszálódhatnak”. Ezért szakértők szerint a diplomaták megbetegedésének oka az is lehet, hogy több, akusztikai szempontból nem megfelelően elhelyezett, lehallgatást gátló, hatalmas hangerővel működő szerkezet interferált egymással.

A hallható hangok tartományában dolgozik a SpeechJammer, melynek feladata a tüntetések hangadó személyiségeinek elhallgattatása. A kézi traffipaxhoz hasonlító készülék ötlete azon a tényen alapszik, hogy akkor vagyunk képesek normálisan, összeszedetten beszélni, ha halljuk, amit mondunk. A hallottakhoz igazítjuk következő szavainkat, mondatainkat – ezt a jelenséget hívja a tudomány késleltetett hallási visszacsatolásnak. (Ez az oka annak, hogy az énekesek jobban énekelnek, ha fejhallgatóról vagy színpadi monitorról hallják saját magukat fellépés közben.) A gondok akkor kezdődnek, amikor a szavak kiejtése és azok észlelése között viszonylag hosszabb idő telik el. Amikor ez megtörténik, a beszélő általában összezavarodik és elhallgat. (Ezt bárki tapasztalhatja, ha visszhangos telefonvonallal találkozik.) A SpeechJammer ezt használja ki, amikor 0,2 másodperces késleltetéssel játssza viszsza a beszélőnek saját szavait. A készülék egy iránymikrofont és egy irányítható hangszórót tartalmaz, és beprogramozható rajta a késleltetési idő a beszélőtől való távolság függvényében. Csak rá kell irányozni a zavaró szövegelőre a beépített lézerpointer segítségével és meghúzni a ravaszt. Harmincméteres távolságig működik…

SpeechJammer

Kis energiájú lézerek Ha túllépünk az amerikai külképviseleti dolgozók sajnálatos esetén, számtalan egyéb, hadrendbe vett, halált nem okozó elektronikus eszközt találunk. Ezeknek az állampolgárok felé kommunikált célja például a békefenntartókkal ellenségesen viselkedő tömeg oszlatása, vagy egy adott célszemély (rosszember) semlegesítése.

A kis energiájú lézerek, dazzlerek (dazzling – káprázás) elsősorban a szem kápráztatására szolgálnak. Ezen lézerek teljesítményük alapján technikai eszközök ellen nem alkalmazhatók, csupán az emberi látás zavarására, kimondottan figyelemelterelésre szolgálnak. [Itt kell megjegyezni, hogy a lézeres, szemet roncsoló sugárzók harctéri alkalmazását hadijogi egyezmények tiltják (ettől függetlenül feljegyzett már a történetírás ilyen jellegű súlyos sérüléseket is).] A célszemély megvilágítása esetén önkéntelenül behunyja a szemét, elfordul vagy fedezékbe húzódik, de mindenképpen zavar keletkezik a harca közben. A SaberShot típus a kézifegyverekre illeszthető, zöld színű félvezető lézer. Gombnyomásra bekapcsolható, és megvilágítja a célt.

A gyakorlatban komoly pszichés hatást tapasztaltak az alkalmazása során, hiszen a célszemély a besugárzásra rejtőzködéssel reagál. A kézi változata 500 m-ig, a járműre épített pedig 2000 m-ig hatásos.

Társa, a Saber–203, egy félvezető lézeren alapú dazzler, amelyet a szokványos M–16 puska 40 mm-es gránátvetőjének

csövébe lehet egy gránáttöltési mozdulattal behelyezni. A hatásos távolsága eléri a 300 m-t.

Az emberek ellen készült lézeres alkalmazások egy speciális csoportját alkotják az ún. elektrolézerek. A LIPC (laser-induced plasma channel – lézer által indukált plazmacsatorna) olyan sokkolóeszköz, amely az elektromos sokkolóhoz (taser) hasonlítható, céljában és módszerében szinte azonos vele, technikailag azonban másképp működik. A klasszikus, személyi használatú elektromos sokkoló a célszemélyre irányuló nagyfeszültségű áramütéssel teszik, mozgásképtelenné a szemben álló felet. Ilyenkor az áramütés a bőrhöz érintett tüskék vagy a taserből kirepülő, maga után vékony huzalt húzó tűk/ lövedékek révén lép fel. A vezetékek miatt ez az eszköz többszöri egymás utáni használatra nem igazán alkalmas. Az Ionatron cég által kifejlesztett LIPC egy olyan, lézeralapú, irányított energiájú fegyver, amely „mesterséges villámcsapás” útján bénítja az embert, vagy rongálja meg az elektronikus eszközöket, áramköröket. Ebben a lézerindukált plazmacsatorna a sokkolóból kirepülő vezetéket testesíti meg.

Működésének alapelve az, hogy a fegyver elsütésekor rendkívül rövid idejű (10-15 s), nagy energiájú, speciális hullámhosszú lézersugár ionizálja a levegőt, amely egy plazmacsatornát nyit meg. Ez a plazmacsatorna mint valami virtuális vezeték vezeti a céltárgyig a „villámcsapást” – skálázható, alkalmazható nem halálos, de akár halálos energiaszinttel is.

A GPS megzavarása A GPS-jelek vételének megzavarása (jamming) már több éve a valóság része. Mégis, az egész világsajtót bejárta a hír, mely szerint szakértők két, látszólag összefüggéstelen esemény alapján feltételezik: Oroszország az amerikai GPS helymeghatározó rendszert összezavarni képes technológiát

Saber–203

Lézerdazzler

WWW.ELEKTRO-NET.HU 7

ÜZLET > [IRÁNYTÛ]

fejlesztett ki! A két esemény: egy balti-tengeri tájékozódási anomália, illetve egy megmagyarázhatatlan koordinációs hiba a Pokémon Go mobiljátékban. De mi közük ezeknek egymáshoz?

2017. június 22-én egy hajó navigációs rendszere rettentő furcsa hibát produkált az oroszországi Novorosszijszk közelében.

A GPS helymeghatározó rendszer azt mutatta, hogy a hajó nem a Fekete-tengeren halad, hanem a szárazföldön, több mint 30 kilométerre a parttól, a Gelendzsik Repülőtér közelében. A kapitány először arra gyanakodott, hogy a fedélzeti GPS hibásodott meg, de kapcsolatba lépett a közelben lévő hajókkal. Az automatikus azonosítórendszer, az AIS azt mutatta, hogy a hajók szintén a reptér közelében vannak. Az incidens legalább 20 hajót

Hajó eltérített GPS-jellel

érintett, így kizárható volt a navigációs rendszer hibája.

A jelenség oka egy jó darabig megoldatlan lett volna, ha nincs a Pokémon Go! A Nintendo mobiljátéka a GPS-alapú helymeghatározásra épít. Egyes csaló játékosok azonban bevetik az ún. „GPS spoofing”-ot (spoofing: átejtés, svindli). Ennek lényege, hogy megzavarják a GPS-vevőt, és így elhitetik a telefonnal, hogy máshol vannak. Így olyan ritka pokémonokat gyűjthetnek be, amilyeneket a lakóhelyük közelében nem találhatnának. Moszkvában azt már korábban is megfigyelték, hogy a belvárosban a GPS hajlandó meghülyülni, de a Pokémon Go népszerűvé válásával tömegjelenséggé fajult a dolog. Az orosz pokémonvadászok arra panaszkodtak, hogy bár a Kreml közelében játszottak, a helymeghatározó szerint 30 kilométernél is távolabb, a vnukovói repülőtéren voltak. Vagyis ugyanazokat a tüneteket írták le, mint amiket a fekete-tengeri incidensnél tapasztaltak: rossz GPS-koordináták, >30 kilométerrel eltájolt geolokáció, repülőtérként megadott tartózkodási hely…

Mivel a drónok, okosbombák, célkövető rakéták, illetve a szárazföldi egységek is a GPS-t használják a tájékozódáshoz,

Anti spoofing a rendszer eltájolása lehetetlenné teszi a precíziós csapásmérést és a navigációt.

Szakértők feltételezik, hogy az oroszok a GPS spoofinggal kísérleteznek, valószínűleg így védekeznének a NATO irányított csapásmérő eszközeivel szemben. Ennek hardveroldala egyébként nem kell, hogy bonyolult legyen. Mivel a GPS jeleit sugárzó műholdak a Földtől 20 000 km-re keringenek és adóteljesítményük mindöszsze kb. 20 W, így a földfelszín közelében a venni szándékozott jel megzavarására elegendő akár 1 W is. Az Inside GNSS elemzése szerint Oroszország-szerte legalább 250 ezer adótornyot szereltek föl hasonló védelmi eszközökkel. Bár megfelelő antennaelrendezéssel, elektronikával ez ellen is lehet védekezni, nem árt odafigyelni, hogy mi várhat a GPS-alapon tájékozódó, vezető nélküli autókra!...

DR. SIPOS MIHÁLY

ÚJ CHIPKÉSZLETET MUTATOTT BE A HUAWEI A Huawei bemutatta az infokommunikációs iparág legnagyobb teljesítményû ARM (Advanced RISC Machine)-alapú processzorát, a Kunpeng 920-at. Az elsôsorban energiatakarékossága és feldolgozási sebessége okán kiemelkedô 7 nm-es chipkészlet fô feladata a Big Data, a megosztott tárhelyek és a natív ARM-alkalmazások fejlôdésének gyorsítása. A Huawei a Kunpeng 920 megalkotásával egy olyan ICT (információs és kommunikációs technológiák) iparági együttmûködés részese lett, amelynek fô célkitûzése egy kölcsönösen elônyös ökoszisztéma létrehozása a számítási teljesítmény eddig nem látott mértékû megnövelésével

A processzorok új generációja Szuperchipet fejlesztett a Huawei. A Kunpeng 920 az infokommunikációs iparág legnagyobb teljesítményű ARM-alapú szerverprocesszora. A gyártó a legmoder-

8 ELEKTRONET

nebb 7 nm-es technológiával készült, 64 magos chipkészletét az ARMv8 architektúrára építve tervezte, és jelentősen javította a processzor teljesítményét is, többek között a memória-alrendszerek fejlesztésével és az előrejelzési algoritmusok optimalizálásá-

val. Az ARM-alapú CPU-k (Central Processing Unit – központi feldolgozóegység) egyik legfontosabb jellemzője az energiahatékonyság, amely a Huawei új chipjének fejlesztése során szintén nagy hangsúlyt kapott; a Kunpeng 920 processzor 30 százalékkal több energiát takarít meg, mint az ICT-iparág eddigi kínálatában található társai. A Kunpeng 920 az adatközpontok számára sokkal nagyobb számítási teljesítményt kínál, az energiafogyasztás jelentős csökkentése mellett. A Huawei új, 64 magos processzora a nyolccsatornás DDR4 RAM segítségével 46 százalékkal növelte a memória sávszélességét. A Kunpeng 920 támogatja a PCIe Gen4 és CCIX-felületeket, mindezek mellé pedig 640 Gibit/s-os sávszélességet biztosít.

XXVIII. évfolyam 1. szám

ÜZLET > [PRESSZÓ]

A Kunpeng 920 CPU tipikus frekvencián több mint 930 pontot ért el a SPECint Benchmark kifejezetten a processzorok feldolgozási teljesítményét minősítő teszten, ami 25%-kal magasabb, mint a szektor többi szereplőjéé. A vállalat olyan ipari szervezetekkel működik együtt, mint a Green Computing Consortium (GCC), a Linaro, az Open Edge és a HPC Initiative (OEHI), annak érdekében, hogy nyitott, kooperatív ipari ökoszisztémát alakítson ki olyan partnerekkel, mint a Hortonworks, a Microsoft, a Red Hat, a SAP, a SUSE, az Ubuntu vagy a China Standard Software.

Nagy teljesítményû szerverek A Kunpeng 920 mellett a gyártó további két TaiShan-sorozatú szervert is bemutatott. A Huawei három, a szériához tartozó szervermodelljében teszi elérhetővé az új chipkészletet, melyek mindegyike különböző feladatok ellátására specializálódott; míg az első a tárhelyre fókuszál, a második

a nagy sűrűségre, a harmadik pedig a kettő kiegyensúlyozására helyezi a hangsúlyt.

A TaiShan szervereit szintén a Big Data, a megosztott tárhely és a natív ARM-alkalmazások kezelésére alakították ki.

A Huawei két új szervere továbbá lehetővé teszi a nagy teljesítményű és alacsony energiafogyasztású számítástechnikai platformok használatát a vállalatok számára; a TaiShan úgy ütemezi az erőforrásait, hogy akár 20%-kal is képes legyen megnövelni a számítási teljesítményt. A TaiShan Huawei Cloud továbbá elasztikus felhő-szolgáltatásokat, dedikált, saját fizikai szervermegoldást és felhőalapú telefonszolgáltatást is kínál.” „A Kunpeng 920-szal a diverzifikált számítástechnika új korszakába léptünk, melyet a többmagosság és a heterogenitás jellemez. A Huawei kiemelt fontosságúnak tartja a számítási innovációkba való intenzív befektetést, hogy a területen folyamatosan áttöréseket érhessen el. Fogyasztóinkkal és partnereinkkel továbbra is azon leszünk, hogy egy teljesen össze-

kapcsolt, intelligens világot építhessünk ki” – mondta William Xu, a Huawei Igazgatótanácsának elnöke és vezető stratégiai marketingigazgatója. „A Huawei már régóta áldoz a számítástechnikai fejlesztésekre és dolgozik partnerségben az Intellel, hogy együtt nagy dolgokat érhessünk el az ICT-ipar fejlesztését tekintve. A jövőben is folytatjuk cégeink hosszú távú stratégiai együttműködését, és együtt visszük tovább az innovációt” – tette hozzá.

WWW.HUAWEI.HU

BÔVÍTETT A 77 ELEKTRONIKA Új üzemegységet adott át Balatonfüreden az egészségügyi elektronikai termékeket gyártó cégcsoport Zettwitz Sándor, a vállalat ügyvezetője az ünnepségen elmondta: az eredetileg 1000 m2-es gyártóterületet 2900 m2esre bővítették, három gyártósorral, öt megmunkáló központtal, valamint két esztergagéppel bővült a kapacitás. A dolgozók létszáma pedig 32-vel 90-re nőtt.

A százszázalékosan magyar tulajdonú cég laborkészülékekhez szükséges, egyszer használatos műanyag laboratóriumi edényeket gyárt.

Varga Mihály a vállalatról szólva elmondta: a teljes egészében hazai tulajdonban lévő cégcsoport már a világ 90 országába viszi el magyar ipar jó hírét. A pénzügyminiszter ismertette, hogy a vállalat 1,5 Mrd Ft-os beruházását a kormány több mint 350 M Ft-tal támogatta. A tárcavezető rámutatott, hogy az egészségiparban és ennek részeként az orvosi berendezések és eszközök gyártásában világviszonylatban is komoly verseny zajlik. Magyarország ugyanakkor jó alapokra építhet, ugyanis a szektor és azon belül a gyógyászat,

a gyógyszergyártás és a biotechnológia adja a bruttó hazai termék mintegy 10 százalékát. A magyar orvostechnikai ipar élen jár az innovációban, és a hazai vállalatok minden kontinensre eredményesen exportálják termékeiket, ezért érdemes kiemelten foglalkozni ezzel a területtel.

A miniszter felhívta a figyelmet, hogy a következő időszak gazdaságpolitikájában a minőségi változásokra, a hatékonyságra és a termelékenységre kell helyezni a hangsúlyt. Ennek megfelelően a Kormány a program keretében olyan

beruházásokat támogat, amelyek új technológiák bevezetésével emelik a vállalat versenyképességét, növelve a költségvetés számára is mérhető adó- és járulékbevételeket. A tárcavezető kitért arra is, hogy a Nagyvállalati Beruházás Támogatási Program keretei között eddig mintegy 160 Mrd Ft összértékű fejlesztés valósult meg, és a program idén is folytatódik, a támogatott fejlesztéseknek köszönhetően pedig összesen 2345 új munkahely jön létre az országban.

DR. SIPOS MIHÁLY

WWW.ELEKTRO-NET.HU 9

ÜZLET > [PRESSZÓ]

ZALAEGERSZEGEN ELINDULT AZ ELSÔ MAGYARORSZÁGI 5G TESZTÁLLOMÁS A Magyar Telekom 5G tesztállomása informatikai, elektronikai és járműipari hamarosan csatlakozik az épülô jár- cégeket összefogó Zalai Önvezető Jármű Klaszter megalakításában is. mûipari tesztpálya technológiájához is Rékasi Tibor, a Magyar Telekom A Zalaegerszeg belvárosában található állomás valós körülmények között működő, gigabites sebességre képes teszthálózat a 3,7 GHz-es tesztspektrumot használja, szabványosított 5G-rendszerrel valósul meg, és kereskedelmi bevezetésre érett 5G-hálózati eszközöket használ. A tesztüzem célja, hogy a Telekom megismerje az új technológia meglévő hálózatokkal való együttműködésének kihívásait, és ezzel időben felkészüljön a majdani integrációjára. Palkovics László innovációs és technológiai miniszter szerint hamarosan a tesztpálya környezetében is megvalósul a kísérleti 5G-hálózat, amely – Európában is egyedülállóan – a hagyományos mellett az önvezető autók fejlesztésére, tesztelésére is alkalmassá teszi a tesztpályát.

A Magyar Telekom és leányvállalata, a T-Systems Magyarország 2017. június elején írt alá együttműködési megállapodást a kormányzattal, Zalaegerszeg városával és az Autóipari Próbapálya Zala Kft.-vel, ennek keretében kezdte meg az 5G mobilkommunikációs teszthálózat kiépítését a városban létesülő járműipari tesztpályán. A tesztpályához kapcsolódóan a T-Systems tevékeny részt vett az

vezérigazgatója a cég közleménye szerint elmondta, küldetésüknek tekintik, hogy korszerű hálózati infrastruktúrával segítsék az emberek, a települések és az ország egészének fejlődését, előrejutását, és ezáltal hozzájáruljanak „a gigabittársadalom” felépítéséhez.

A közlemény kitér arra is, hogy az 5G-mobiltechnológia – a jelenlegit lényegesen meghaladó kapacitásának köszönhetően – több tízmillió eszköz hálózatra való kapcsolódását teszi lehetővé egy időben. A merőben új hálózati koncepció a vezetékes és a mobilkommunikáció előnyeit egyesíti, lehetőségei nemcsak a sebességben rejlenek, hanem a beépített hálózati intelligenciában és a más technológiákkal történő együttműködésre való képességben is. Mindennek köszönhetően az 5G számos új megoldást hoz majd az ipar, az energetika, a mezőgazdaság, a közlekedés, az egészségügy, az oktatás és szinte az élet minden területén, és várhatóan néhány éven belül válik általánosan elérhetővé Európában.

A közlemény emlékeztet arra, hogy a társaság már több sikeres tesztet bonyolított le az 5G-technológiával: 2017 októberében az Ericssonnal laboratóri-

umi körülmények között létrehozta az első magyarországi 5G-kapcsolatot, illetve 2018 júliusában elsőként mutatott be valós körülmények között működő 5G-hálózatot. A Magyar Telekom és a T-Systems Magyarország az 5G Koalíció alapító tagjaiként azon dolgoznak, hogy a koalíció céljaival összhangban Magyarország az 5G-fejlesztések egyik európai központjává váljon, és akár régiós szintű vezető szerepet játsszon az új hálózati technológia és a ráépülő okosmegoldások tesztelésében.

DR. SIPOS MIHÁLY

SZOMORÚ TÉNY: 2018-BAN 50 Mrd t ÚJ E-HULLADÉK KELETKEZETT! A davosi Világgazdasági Fórumon is sürgették a körkörös gazdasági rendszer felépítését. ge. A feldolgozás korábban említett, 20% körüli elméleti arányát pedig további öszA gyártók ne tervezzenek szántszándékkal gyorsan elromló, javíthatatlan termékeket!

A most januárban megtartott davosi Világgazdasági Fórumon ismertették az ENSZ és az Üzleti Világtanács a Fenntartható Fejlődésért (WBCSD) közös tanulmányát, mely szerint az összesfajta hulladék között az elektronikai szemét mennyisége növekszik a leggyorsabb ütemben. Ez a tö-

10 ELEKTRONET

meg ma már akkora problémát okoz, hogy csak nemzetközi összefogással lehet bárhogyan is kezelni!

Becslések szerint 2018-ban majdnem 50 Mrd t új e-hulladék keletkezett, ami több, mint a Földön valaha legyártott utasszállító repülőgépek együttes töme-

szefüggésbe helyezi, hogy a maradék 80%ról nem is igazán lehet tudni, pontosan mi lett a sorsa. Ugyanakkor maga a bontás sok országban komoly veszélyt jelent a környezetre vagy az iparágban dolgozókra. Egyedül Kínában 600 ezer, világszerte pedig több millió ember él az e-hulladék bontásából, akik jellemzően az egészségre is ártalmas körülmények között dolgoz-

XXVIII. évfolyam 1. szám

ÜZLET > [PRESSZÓ]

nak. Mindeközben a szeméttel együtt 62,5 Mrd USD is megy a kukába, amenynyiben ekkorára becsülik az újrahasznosítással kinyerhető értéket. Nagyobb öszszegről van szó, mint a Föld nagyjából 120 országának nominális GDP-je! Egy t ehulladék százszor több aranyat tartalmaz, mint az aranybányászat során kitermelt érc 1 t-ja.

A „körkörös gazdaságnak" is nevezett rendszerek megvalósítása nem mellesleg több millió, emberhez méltó munkahelyet is teremtene. Ehhez azonban a szabályozóktól és befektetőktől az alapanyag- és eszközgyártókon át a kereskedőkig és a fogyasztókig mindenkire új szerep hárul-

ELEKTRONET

REFLEKTORBAN

na. Itt alapvetően két dolgot emelnek ki: egyrészt a hulladékproblémát könnyű a fogyasztókra és a hulladékgazdálkodással foglalkozó szervezetekre kenni, de az alapvető probléma a mindenki által használt elektronikai termékek alacsony élettartamával van. Másrészt a termékek életciklusának feltornászása mellett a javíthatóságot és a könnyebb újrahasznosíthatóságot is szem előtt kellene tartani már a tervezéskor.

A környezetvédelemért felelős európai miniszterek egy csoportja már dolgozik egy sor olyan előterjesztésen, ami éppen erre kényszerítené rá a gyártókat, első körben a világítástechnikai termékek, a

televíziók és a háztartási nagygépek vonatkozásában. Eközben az USA közel 20 államában számítanak hasonló célú törvénymódosításokra.

DR. SIPOS MIHÁLY

WWW.UNENVIRONMENT.ORG

ÍTÁS A LED-ES VILÁG

XXVIII. ÉVFOLYA

WWW.ELEKTRO-N

ELEKTRONIK A ÉS

M 1. SZÁM – 2019.

Nincs ideje kivárni

FEBRUÁR

ET.HU

ÜZLET

ELECTROSUB KONFERENCIA ÉS KIÁLLÍTÁS

következo lapszámunk megjelenését?

A LED JELENE ÉS JÖVÔJE A VILÁGÍTÁS TECHNIKÁBAN LEO MÛHOLDAK TELEMETRIAI RENDSZERÉNEK OPTIMALIZÁLÁSA

Látogassa meg naponta frissülo portálunkat!

HÛTÔVENTILÁTO ROK AZ ENDRICH KÍNÁLATÁBAN HÁROMDIMENZIÓS OPTIKAI VIZSGÁLATI MEGOLDÁS

www.elektro-net.hu

HÁROMDIMENZIÓS FÉMNYOMTATÓ LHIGH-TECH ALKA MAZÁSOKHOZ ÛPRECÍZIÓS KÖRF SI RÉSZ SZÖGVÁGÁ FELADATOKHOZ Ára: 1200 Ft

TÖBB FÉNY T! Fotó: Journey of

Inspiration ©Shutters

tock

WWW.ELEKTRO-NET.HU 11

ÜZLET > [PRESSZÓ]

JÓ ÉVET ZÁRTAK 2018-BAN A CHIPGYÁRTÓK Nincs változás az elsô négy helyen álló cég sorrendjében 2017-hez képest Az amerikai Gartner informatikai piackutató vállalat szerint a világ chipgyártóinak együttes bevétele tavaly 13,4 százalékkal, 476,7 milliárd dollárra emelkedett. A tíz vezető chipgyártó közül tavaly csak a Qualcomm bevétele csökkent: 4,5 százalékkal, 15,380 milliárd dollárra.

A tavalyi bevételeredmények alapján a chipgyártók listáját a Samsung Electronics vezeti, bevétele 26,7 százalékkal, 75,854 milliárd dollárra emelkedett, a

DR. SIPOS MIHÁLY

piaci részesedése 15,9 százalék volt. A második helyen az Intel áll, 65,862 milliárd dollár bevétellel, ami 12,2 százalék emelkedés 2017-hez viszonyítva. Az Intel piaci részesedése 13,8 százalék volt. A harmadik helyen az SK hynix áll, amelynek a bevétele az összes versenytársénál nagyobb mértékben, 38,2 százalékkal, 36,433 milliárd dollárra nőtt. A piaci részesedése 7,6 százalék volt. A negyedik helyezett a bevételét 33,8 százalékkal, 30,641 milliárd dollárra növelő Micron Technologies volt, melynek a piaci részesedése 6,4 százalék.

A lista ötödik helyén a Broadcom áll, a hatodik a Qualcomm, a hetedik a Te-

xas Instruments, a nyolcadik a Western Digital, a kilencedik az ST Microelectronics és tizedik az NXP Semiconductors.

Az összes többi ágazati cég együttes bevétele 98,648 milliárd dollárt volt tavaly, ami 3,6 százalék növekedés 2017-hez viszonyítva, a piaci részesedésük pedig 20,7 százalék volt 2018-ban.

WWW.EENEWSANALOG.COM

ÚJ ELEKTRONIKAI SZAKKÖNYV ÉS CIKKGYÛJTEMÉNY „ELEKTRONIKAI TÉMÁJÚ MÛSZAKI PUBLIKÁCIÓK GYÛJTEMÉNYE 2015–2019” Az Endrich Bauelemente Vertriebs GmbH – Európa egyik legjelentôsebb elektronikaialkatrész-disztribútora – a mûszaki értékesítést segítô, a képviselt gyártók termékeinek használhatóságát és mûködési elvét bemutató, saját kiadású elektronikai szakkönyvsorozatot gondoz évek óta, melynek immáron az ötödik részét adta ki az év elején

Az értékesítés műszaki jellegének erősítésére szükségesnek tartották a pusztán jellemzőkre szorítkozó, katalógusjellegű támogatás kiegészítését témába vágó szakkönyvvel.

A most megjelent kiadványt megelőzően a korábbi négy rész legfontosabb cikkeit aktualizálva és gyűjteményes formában megjelenítő magyar nyelvű kiadvánnyal együtt került bemutatásra a tavaly novemberi

12 ELEKTRONET

müncheni Electronica kiállításon az angol nyelvű, összefoglaló kötet is.

A könyvsorozatban szereplő írások az elektronika több területét érintik, alkatrészek és megoldások is nagyító alá kerülnek.

A cél kettős: egyrészt a partnerek számára készülnek folyamatosan olyan írások, melyek segítik őket a tervezési munkájuk során az Endrich által kínált megoldások részletes bemutatásával és az adott célra rendelkezésre álló egyéb technológiákkal való összehasonlítás útján. A másik fontos cél, hogy a szerte Európában tevékenykedő értékesítőmérnökök számára egy egyedi eszköz álljon rendelkezésre a cég műszaki kompetenciájának alátámasztására.

A Magyarországon készült könyvsorozatban szereplő cikkeket hazai folyóiratokban, illetve német, angol, bolgár és spanyol nyelvterületen is publikálta az End-

rich. Írásaik folyamatosan jelennek meg az Elektronet, a Jövő gyára, a New Technology Magazin és a Magyar Elektronika nyomtatott és online kiadásaiban, valamint a SouthEast European Industrial Market, az Industrial Products and Applications Magazine, a Revista Española de Electrónica és a Bodo's Power hasábjain, tavaly óta pedig Nagy-Britanniában is olvashatóak az EngineerLive.com oldalon. A sorozat és az általa képviselt koncepció a HungExpo Ipar Napjai nagydíját nyerte el korábban.

A kiadvány online változata a http:// electronics-articles.com oldalon magyar és angol nyelven szabadon hozzáférhető bárki számára.

Reméljük, hogy a magyar mérnöktársadalom is hasznosnak találja ezt a könyvet, és az érdeklődők rendszeresen látogatják majd az új online felületet is!

XXVIII. évfolyam 1. szám

REFLEKTORBAN A LED-ES VILÁGÍTÁS

A LED JELENE ÉS JÖVÔJE A VILÁGÍTÁSTECHNIKÁBAN A LED a világítástechnikában elfoglalta helyét, szinte valamennyi alkalmazásból kiszorítva a hagyományos fénykeltô eszközöket. Minek köszönheti páratlan sikerét ez az alapjában véve egyszerû (vagy mégse) félvezetô eszköz? Hol tart a jelen alkalmazástechnika és mi várható a jövôben? Cikkünkben e kérdéseket szeretnénk elemezni, figyelemmel a piaci trendekre épülô jóslatokra – ahogy a konstruktôr villamosmérnök látja

Retrofit fényforrások – az izzólámpa helyettesítése Fényforrások terén visszanyúlhatunk az őskorba, amikor fosszilis anyagok elégetésével jutott az ember fényhez. Nagy események megvilágítására tábortüzek voltak alkalmasak, kisebbekére a fáklyák, majd a kultúra fejlődésével felváltották őket az olajmécsesek, petróleumlámpák és gyertyák. Valaha forradalmian újszerűnek tűnt fosszilis anyagként a gáz, akár vezetékesen, akár helyi előállítással (bányászati karbidlámpák), amelyek – sok hátrányuk ellenére – sokkal jobb, stabilabb és nagyobb fényáramot adottak. Ezután jött Edison óriási felfedezése, hogy a fény előállításához szükséges termikus energiát nem fosszilis anyagok elégetésével, hanem villamos árammal izzított anyag (kezdetben szénszál, majd volframhuzal) biztosítsa. Ezzel kezdetét vette az izzólámpa élete, amely mintegy 100 évig kitartott, és bár eredeti egyszerű felépítése az évtizedek során sokat fejlődött, sok eleme ma is él. Az izzólámpának az elődeinél hosszabb élettartama volt, elhasználódását követő cseréje egyre nagyobb szakértelmet igényelt, ezért Edison egyszerű, zsinórmenetes csatlakozást alkotott meg: ez az Edison-foglalat, amely ma is él. Az eredeti 27 mm-es fej (ahogy ma nevezzük a lámpacsatlakozásokat) mellett később igény mutatkozott kisebbre, így 14 mm-es fej is létezik, sőt, nagy teljesítményű lámpákhoz a 40 mm-es fej, még ma is használatos. Pusztán a teljesség kedvéért említjük, hogy főként autóipari felhasználásra, vagy egyéb ipari, rázkódásnak kitett alkalmazásokhoz fejlesztették ki a bajonett-, GU10 és egyéb foglalatokat, amelyeket a LED-es fényforrások szintén alkalmaznak.

Formáját tekintve ezeket a fényforrásokat nevezte a köznyelv „villanykörtének”, és a hagyományos világítótestekbe (csillárokba) való csereszabatos alkalmazásának érdekében már a fénycsövekbe is bekerült

(kompakt fénycsövek), így a LED-es fényforrások is ezzel a formával kezdődtek.

Ezeket hívjuk retrofitlámpáknak.

Ezek a hagyományos fényforrások – néhány kivételtől eltekintve – pontszerű sugárzók, a lámpatestek tervezői ezt figyelembe véve tervezték a lámpákat. Az optika törvényeit felhasználva reflektáló, fényterelő és fényszűrő eszközökkel tették alkalmassá a pontszerű fényforrást a kívánt megvilágítási cél elérésére. Lámpabúrák, tányérok, csillárok készültek és készülnek még ma is, ill. maradtak ránk – az elmúlt évtizedekből, hiszen élettartamuk sokkal hosszabb, mint a fényforrásoké.

A fénycsöves átállás viszonylag egyszerűbb volt. A rúd alakú fénycső abszolút nem volt kompatibilis az izzólámpákkal: a hagyományos világítótestekbe nem illett bele, sőt, esztétikai szempontból sem volt összemérhető egy fénycsőarmatúra egy kristálycsillárral – de megszületett a kompakt fénycső, amely már Edison-foglalattal csatlakoztatható, és sugárzási karakterisztikája hasonló volt az izzólámpáéval, sőt némi kompromisszum árán még a hagyományos csillárok fényforrásaként is elmegy.

De jött a LED a maga különleges, a hagyományostól messze eltérő kiviteli formában! Míg az izzószál térben vékony, a sugárzást nem takaró, vékony tartószálon van felfüggesztve, vagy a kompakt fénycső – hengeres alakjának köszönhetően – gyakorlatilag majdnem 360 fokos sugárzási szöggel rendelkezik. A viszonyokat az 1. ábra szemlélteti.

1. ábra. Izzólámpa és kompakt fénycsô fénysugárzása

A LED-nél más a helyzet. A kristályból – a chip felépítésétől függően – a rekombinációs térből kilépő fény sugárzási szöge keskeny, amelyet a tokozási elrendezés hoz specifikálható formára. A LED-ek sugárzási térszöge 25 … 135° között van, bár van keskenyebb sugárzási szögű LED is a piacon – gyártmánya válogatja. Szélesebb sugárzási szögűt (elvileg „gömbsugárzót”) viszont csak optikai trükkökkel lehet létrehozni (mint pl. a karácsonyfaégők apró LED-jei, amelyek oldalra is sugároznak). Egy átlagos LED sugárzási diagramját a 2. ábrán láthatjuk.

2. ábra. LED sugárzási diagramja Az optikai trükkök közé tartozik a kristályból kilépő fénysugár tükrözgetése, prizmán való törése és a szórás. Jó hatásfokkal keskeny fénysugár keletkezik, azonban annak ára van. A keskeny sugárzási szög ugyanis nemcsak a tér egyenletes megvilágítását nehezíti, hanem erősen kápráztathat, a zavaró kápráztatáson túlmenően még rontó káprázást is okoz, amely az emberi szem számára veszélyes, de legalábbis nemkívánatos [1].

LED-ek készülnek színes fény sugárzására is, de tömegesen, világítási célokra fehér fényt sugároznak. Mint tudjuk, a fehér fény egy összetett fény, spektruma a három alapszín (R, G és B) megfelelő arányú keveréke. A fehér LED-ben egy kéken (esetleg ultraibolya hullámtartományban) sugárzó LED sugarába (fotolumineszcencián alapuló) szekunder sugárzó fényport helyeznek, ezek keveréke adja ki a fehéret.

A fényport célszerűen a LED tokjában, a kristály közelében helyezik el, és (többnyire átlátszó szilikon) ágyazással burkolják, amely jó optikai tulajdonsága révén akár a keletkező sugárnyaláb fénytörése révén konvex-konkáv lencseként is működhet.

WWW.ELEKTRO-NET.HU 13

REFLEKTORBAN A LED-ES VILÁGÍTÁS

LED-ek többféle méretben készülnek.

Kezdetben a 20 mA-es munkaponti áramú LED-ekből építkeztek a lámpagyártók.

Egy-egy lámpába több mint száz ilyen LED kell, akár furatszerelhető, akár SMD formában. Ilyen egyes LED-ek ma már készülnek 350 mA-es munkaponti áramú, 1 W-os kivitelben, és integrált, COB LED formában. Közös hátrányuk, amely a hagyományos fényforrások egyszerű kiváltását gátolja, hogy csak egy irányban, viszonylag keskeny térszögben sugároznak, megfelelő lencseelőtéttel megközelítőleg 180°-ig, de a kereskedelemben kapható főbb típusok sugárzási szöge 120°.

A sugárzási szögre való tekintettel igénytelen felépítésű retrofit LED-es fényforrás tehát egy lapos panelre szerelt LED-együttes, ami egy irányba sugároz, a külvilág felé diff úz bevonatú búrán keresztül, amely gátolja a kápráztatást és egyenletesebb megvilágítást ad, de a fényáram jelentős részét (akár több mint 30%-át) elnyeli. Izzólámpa vagy kompakt fénycső helyébe csavarva a megvilágításhoz szükséges fényáramot leadja, de a környezetet másképpen világítja meg, amit komfortérzetünkön érezhetünk. Ezt érzékelteti a 3. ábra: láthatóan a csillárba csavart retrofit LED-fényforrások révén a falak reflexiója is megváltozik, ezzel pedig az egész megvilágítás.

Ahhoz, hogy retrofit, azaz a hagyományos Edison-foglalatú fényforrást kapjunk, a LED-eket olyan felületre kell szerelni, amellyel a sugárzási karakterisztikát megközelítőleg gömb formájúra alakítjuk. Erre többféle kísérlet történt a gyártók részéről.

A 4. ábrán egy korai kialakítású, az azóta széles körben elterjedt „kukoricalámpa”, és egy gömbformát legjobban megközelítő, de bonyolultan gyártható lámpa látható.

b a

6. ábra. COB „izzószálas” LED-lámpák: a) normálbúrás, b) gyertyaégô csillárba, falikarba b

4. ábra. a) kukoricacsô-lámpa, b) gömbsugárzó lámpa A retrofitlámpák gömbsugárzóvá tételére más megoldás is létezik. A lapra szerelt LED-ek fénykévéjének útjába ügyesen megtervezett prizmatikus testet helyezve a max. 180°-os sugárkévét közel 360°-os térszögbe lehet irányítani. Veszteségként jelentkezik a prizma-transzparencia tényezőjéből adódó veszteség. Ilyen megoldást mutat az 5. ábra.

5. ábra. Prizmás gömbsugárzó lámpa a

a

Az utóbbi években újszerű megoldással robbant be a piacra a „LED-es izzószál”, amely külső megjelenésre és felépítésre a hagyományos izzólámpára hasonlít – erre illik legjobban a „retrolámpa” elnevezés. A 6. ábra négy-, ill. kétszálas lámpát mutat. a

b

Az izzószálat ezeknél zafírfóliára telepített LED-sor képezi. Az alkalmazott LED-ek színhőmérséklete elvileg tetszőleges lehet, a gyakorlatban azonban többnyire a 2700 … 2800 K-es változatok kaphatók: ezek sárgás fénye a hagyományos izzólámpás világítás hangulatát idézi, főként olyan alkalmazásokban, ahol nem a helyes színfelismerés, olvasás stb. a cél, hanem inkább a hangulatvilágítás illúziója. De hogyan is működik ez az új lámpa?

Integrálási (a COB-hoz hasonló, COG, azaz Chip on Glass) LED-technológiával speciális kerámiaszalag mindkét oldalára ültetett sorbakapcsolt LED-ek körkörös fényporbevonattal a hagyományos izzószál hatását keltik.

A LED-es „izzószál” felépítését és működését a tajvani LeDiamond cég fejlesztésén át mutatjuk be, bár az iparban más is foglalkozik vele. A 7. ábrán a Tesla elnevezésű gyártmányt mutatjuk be.

A gyártás során egy átlátszó kerámiafóliából indulnak ki, amelynek kiváló hővezető képessége van (~40 W/m·K).

Hőtágulási együtthatója a zafír és egyéb félvezető szubsztrát anyagokéhoz hasonló (6 … 10·10 –6 K–1), így a ráintegrált chipek hasonlóan stabilak, mint az egyéb COB szubsztrátokon. Jó hővezető képessége folytán a LED-modulnak nem kell külön hűtőborda, a veszteségi hőt el tudja diszc

b

3. ábra. a) hagyományos izzóval, b) 180°-os LED-lámpákkal mûködtetett csillár

14 ELEKTRONET

7. ábra. LED-es „izzószál” felépítése: a) a LED-csík, b) gyártás, c) fénysugárzás képe

XXVIII. évfolyam 1. szám

REFLEKTORBAN A LED-ES VILÁGÍTÁS

szipálni. A kerámia fóliacsík mindkét oldalát beültetik, és körkörösen bevonják a fényporos szilikonmasszával (conformal coating). A bevonat speciális antireflexiós adalékot tartalmaz, amelynek folytán a fényáram kb. 20%-kal megnő. A b) ábrán látható, hogy egy nagy fólián egyszerre 8×25 LED-modul gyártható és darabolható, a c) ábrán pedig egy LED-modul fénysugárzását láthatjuk, kétoldalasan.

Az antireflexiós bevonatot kezdetben az adatátvitel technikai LED-eknél is alkalmazták, de előnyösen használható a világítástechnikai célú LED-eknél is.

Működésének megértéséhez tekintsük a 8. ábrát!

8. ábra. Antireflexiós réteg alkalmazása félvezetôkristály-levegô határfelületnél A félvezető kristály a levegővel érintkezik, a kilépő fénysugár az eltérő törésmutatók szerint törik, belső reflexió a hasznos kilépő fényáramot az összefüggés szerint csökkenti:

ahol nf -fel a félvezető kristály, nl -lel pedig a levegő törésmutatóját jelöltük. A reflexiót egy ún. antireflexiós réteg alkalmazásával elvileg nulla értékűre redukálhatjuk, amelynek vastagsága:

a modul járulékos diffúz előtét nélkül sem kápráztat, a fényhasznosítást maximálisan ki lehet használni.

Világítótestek A néphagyomány, hétköznapi szokásaink okán erősen ragaszkodunk a „jól bevált”, régi dolgokhoz: a 100 éve megszokott Edison-foglalatú „villanykörte” így kényszerítette rá a konstruktőröket a retrofitlámpák megalkotására, az ipart pedig azok gyártására, holott ennél sokkal jobb kiviteli formák is léteznek. Az Edison-foglalat mellett a legfőbb érv a fényforrás egyszerű cserélhetősége volt, a hétköznapi felhasználó is biztonságosan kicserélhette, átlagosan mintegy 1000 óránként. A LED-es fényforrás viszont gyökeres változást hozott, az átlagosan 50 000 órás élettartam többéves zavartalan üzemet biztosít – felgyosult világunkban a világítótest dizájnja esetleg hamarabb lejár – tehát a könnyű cserélhetőség többé nem szempont. Annak ellenére, hogy a boltok ma még tele vannak becsavarható LED-fényforrásokkal, szakboltok, áruházak egyre bőségesebben kínálják a dizájnos, modern világítótesteket, amelyben a LED-ek nem láthatók, fényük világító felületeken jut a térbe.

A közvilágítási kandeláberekben is gyökeres változás állt be. A kezdeti, olcsó próbálkozások, hogy a higanylámpát, nátriumlámpát tartalmazó lámpatestbe LED-es „adaptert” építsünk be, hamar megbuktak, hiszen hűtésük, fénytechnikai viszonyaik nem voltak összeegyeztethetőek a hagyományossal. Néhány új köz-

ahol  -val a LED domináns hullámhoszszát (fehérnél a kék LED-ét) jelöltük, törésmutatója pedig: A modulból sokféle fényforrás készíthető.

A 6. ábrán látható „izzószálas” felépítés egy eleme a két oldalon 2×12 LED-chipet tartalmaz, energiafogyasztása 3,4 W, amely 90 mA árammal 500 lumen fényáramot kelt, min. 80-as Ra -val, 2700 K színhőmérsékleten (ami egy melegfényű retro izzólámpa benyomását kelti). A ráintegrált LED-ek 5700 K színhőmérsékletig választhatók. Az antireflexiós felépítésnek köszönhetően a fényhasznosítás 150 lm/W körüli érték, a laboratóriumi fejlesztési darabok ennél jóval nagyobbak. A jó értéket Epistar és Formosa Epitaxy chipekkel érik el. A COB technológiának köszönhetően

a

b

9. ábra. a) Samsung kültéri AC-lámpa, b) Icepipe 800 W-os fényszóró

világítási, üzemrész-világítási kandelábert mutat a 9. ábra, a Samsung, ill. Icepipe megoldásaiban.

Cikkünkben itt nem térünk ki a kapcsolódó, különleges megvilágító lámpatestekre, amelyeket pl. a növénytermesztésben (horniculture) vagy az egészségügyben (szoláriumágyak, festékszárítók stb.) használnak.

Fejlesztési irányok A közeljövő fejlesztési irányai mind a felhasznált anyagokban, mind a világítótestek konstrukcióiban jelentős változásokon fognak átesni. A retrolámpák lassan a feledés homályába merülnek, kiegészítő világítások (olvasólámpák, bútorzati belső terek, munkaeszközök stb.) még sokáig épülnek a jó öreg villanykörtére, de a lakásvilágítások, teremvilágítások, csillárok, falikarok stb. új LED-es fényforrásokat kapnak, amelyek nemcsak a világítótestek dizájnjában különböznek a hagyományostól, hanem vezérlésükben is. Lassan elfelejthetjük a „villanykapcsolót”, helyét az intelligens vezérlés veszi át: ma már a KNX szabvány szerint működtethető világítóeszközök széles választéka kapható.

A fényforrások változása is várható.

Ma még annak örülünk, hogy a LED az izzólámpa-villanyszámlánk tizedét vagy a kompakt fénycső harmadát fogyasztja, ám holnap már az is számít, hogy az új világítótest ugynakkora fényáramát 20 …

30%-kal olcsóbban kapjuk. Mire építjük ezt az optimizmust?

A LED-ek folyamatosan fejlődnek. Az elvi 681 lm/W határértéket ugyan nem fogjuk elérni (fizika!), de az érték folyamatosan növekszik. A kereskedelemben ma kapható LED-es fényforrások fényhasznosítása 80 … 120 lm/W érték körül mozog, a LED-chip-gyártók bőven 250 lm/W érték körüli eszközöket fejlesztenek. Hol a határ? És tulajdonképpen minek köszönhető a fejlődés? Tisztább kristályokból indulnak ki? Vagy egyéb trükkel is lehet számolni?

Az első lehetőség a félvezető-gyártástechnológiában van, hiszen a rekombináció során foton mellett fonon is keletkezik, amit ügyes felépítéssel tudunk minimalizálni. Kristályhibák, szennyező atomok beépülésének elkerülése a minőségi gyártástechnológia betartásával kellő szinten tartható, javítható.

A második lehetőség a fénypor anyaga, összetétele és minősége, de talán még több múlik az elhelyezésétől. Itt említjük meg a szekunder sugárzás fontosságát, amelyen a

WWW.ELEKTRO-NET.HU 15

REFLEKTORBAN A LED-ES VILÁGÍTÁS

fehér LED működése alapul. A fényport az eszközgyártó a LED-chip közelébe helyezi el, a tokozás rögzíti. Ezzel viszont a lámpatestgyártó konstruktőr keze meg van kötve: a LED-eket úgy kell elhelyezni, hogy a kívánt fényáramot a kívánt irányban adja, amelyet gyakran további optikai elemekkel (tükrökkel, prizmákkal, lencsékkel, diffúz panelekkel) kell igazítani.

Ez további veszteségekkel jár: hogyan lehet ezen segíteni? Ennek megoldásakor a „távoli fénypor” (remote phosphor), azaz az eredeti kék LED-ből (esetleg UV-LEDből) indulnak ki: a fényport a lámpatestgyártó a lámpa kívánt fénysugárzó elemébe helyezi el, a LED-től kissé távolabb, zárt optikai rendszerben. Az amerikai Intematix cég az általa ajánlott fényporokkal 2700 … 5000 K színhőmérsékletű fehér fényre konvertálja a tipikusan 455 nm-es hullámhosszú kék fényt, 180 …

220 lm/Wrad hatásfokkal, annak ellenére, hogy a szekunder sugárzással előállított fény elvileg hatásfokcsökkenéssel jár (ahol Wrad alatt a kék LED kisugárzott teljesítményét értjük W-ban). Fényporaiból szekundersugárzó panelek, héjszerkezetek készíthetők. Kereskedelmi célú gyártmányai (ChromaLit XT) polikarbonát, vagy üveglemezre felvitt bevonatot tartalmaznak, kör-, négyszögletes vagy szalagformára vágva, így a lámpagyártó mélysugárzó lámpát vagy nagy felületű panel-világítótestet gyárthat egyszerű módon, olcsó, kék LED-ekkel beültetett panellel. Az előre gyártott előtétlapokat színhőmérsékletre a LED-ekhez hasonló módon katalógusban rögzített csoportokban (bin-ekben) lehet kapni, színvisszaadási indexük a felső kategóriában van. [2] Az adatokra példát a 10. ábra mutat.

Vezető gyártók gyártmányaiban megtalálhatók a „villanykörte”-fényforrások távoli fényporos megoldással is, a búrát speciális szekunder sugárzó anyaggal vonják be. A megoldás a költségesebbek közé tartozik, de felettébb elegáns, a hagyományos izzók kiváló kiváltója (11. ábra). a

a

b

c

11. ábra. Távoli fényporrendszerû, szekunder sugárzóbúrájú LED-es „villanykörték”: a) Sylvania, b) Philips, c) GE A távoli fényporos technológia új lehetőségeket nyit meg a belső terek világítótestei tervezésében is, hiszen fényszigetelten tokozott kék fényforrás fényét alkalmas fényvezetőkkel tetszőleges, akár dizájnos, művészi formára kiképezett, szekunder sugárzós felületekre lehet vezetni, elrugaszkodva a hagyományos fényforrás-megvilágított területelrendezéstől. Új hangulati elem lehet a fény-árnyék felépítés, a munkaterület célszerű megvilágítása, a kellemetlen reflexiók, kápráztatás elkerülése.

Nevesebb gyártók (egyelőre drágább) világítótestei mind a lakásvilágítás, mind a professzionális világítás terén már a jövőt jelzik. A 12. ábrán néhány példát mutatunk be, amelyek a távoli fényporos technológiával már jórészt kivitelezhetők.

A LED-lámpák konstrukciójánál hajlamosak vagyunk megfeledkezni az optikai részek fontosságáról. A fény keletkezésének kvantumhatásfoka szép dolog, megfelelő félvezetős technológiával lehet javítani, a tokozás és fényporelhelyezés megfelelő kialakításával pedig a lámpára jellemző lm/W fényhasznosítás javítása is komoly megfontolá-

13. ábra. Fénydiffúzorok hatékonysága sok eredménye, aminek utolsó tényezője a fény kilépésének hatásfoka. Lehet ugyan 150 lm/W LED-chipeket beépíteni a lámpába, ha a búra diffúziós tényezője okozta veszteség 100 alá viszi az értéket. A hagyományos mattüveg-, tejüveg-diffúzorok 20 … 30%-ot vesznek el a fényáramból, a mikroprizmás, holografikus diffúzorokkal 10 … 15%-ra mehetünk, de manapság a leghatékonyabb a térfogati diffúzor (Fusion Optics [3]), amellyel 5%-ra is csökkenthetjük a veszteséget. A viszonyokat a 13. ábra diagramja szemlélteti.

A másik optikai befolyásoló tényező a fényvető anyagon belüli reflexió, amely jelenséget a TIR eszközök (Total Internal Reflection) hasznosítják, szintén többek között a Fusion Optics gyártmányaiban.

12. ábra.

LED-es csillárok b

10. ábra. ChromaLit XT fényporos elôtétlapok adatai: a) színhômérséklet, b) spektrum

A jövő LED-es lámpáiról természetesen még sok lehetőséget említhetnénk, célunk csupán ízelítő adása volt a témában.

FELHASZNÁLT IRODALOM 1. KÁPRÁZTATÁS: SCHANDA PREZENTÁCIÓ: HTTP://WWW.GOOGLE.HU/URL?SA=T&RCT=J&Q=&ESRC=S&FRM= 1&SOURCE=WEB&CD=2&VED=0CC8QFJAB&URL=HTTP%3A%2F%2 FVISION.VEIN.HU%2F~SCHANDA%2FVILAGITASTECHN%2F09-%25E1PR %25E1ZTAT%25E1S.PPTX&EI=X2VBUSQFEO3ZYAOT6OHYCQ&USG= AFQJCNH-NOYZPRIRATG9FFSIDQURFEC7SW 2. HTTP://WWW.INTEMATIX.COM/CHROMALIT 3. HTTP://WWW.FUSIONOPTIX.COM/

LAMBERT MIKLÓS

16 ELEKTRONET

XXVIII. évfolyam 1. szám

KONSTRUKTÔR > [NAPRAKÉSZEN]

ÚJ DC/DC KONVERTEREK KIS TELJESÍTMÉNYÛ RÁDIÓFREKVENCIÁS ALKALMAZÁSOKHOZ A Flex Power Modules bemutatta PKU4611A és PKU4617A típusszám alatt két legújabb, izolált, 1/16 formatényezőjű DC/DC konverterét. Az új konvertereket a Flex mindenekelőtt kis teljesítményű, rádiófrekvenciás teljesítményerősítőkhöz ajánlja, amelyeket többnyire mikrohullámú és kis cellaméretű rádiós távközlési alkalmazásokban használnak. Az új modulok kimeneti hangolási lehetőségei gazdagok, optimalizálhatók minden olyan kis teljesítményű rádiós rendszerhez, amelyeknél 5 … 7 V bemeneti feszültségre van szükség.

A költségérzékeny és nagy darabszámú alkalmazásoknál az új konverterek legfőképp kiváló ár/teljesítmény arányukkal hódítanak. Sajátos kialakításuk révén a beültetett áramköri hordozón a többi alkatrész közül magasság tekintetében nem lógnak ki, amely a zárt burkolatú rendszerekben a hűtőfelületek alkalmazásával egyszerű termikus menedzsmentmódszerek alkalmazását teszi lehetővé. Ezenfelül a gyártás során is egyszerűséget és költséghatékonyságot ígérnek, elősegítve a komplett rendszer versenyképességét árak tekintetében.

A konverterek hatásfoka magas, jellemzően 94% körül van félterhelés és 5 V kimeneti feszültség mellett. A 36 … 60 V bemeneti feszültségtartomány mellett mindkét új modul 60 W kimeneti teljesítményt szolgáltat, amely a PKU4611A esetében max.

5 V/12 A-ig, a PKU4617A esetében 6 V/10 A-ig terjedhet.

Az új konvertereket olyan kis méretű cellás rádiós távközlési és mikrohullámú alkalmazásokhoz ajánlja a Flex, ahol 5 … 7 V tartományú buszfeszültségre van szükség 60 W teljesítményig, 2250 V izoláció mellett, zárt burkolatú rendszerben. Az új modulok kifejezetten ideálisak olyan kiscellás alkalmazásokhoz, amelyek egységeit épületen belül helyezik el, vagy olyan mikrohullámú alkalmazásokhoz, amelyek mobil szélessávot szolgáltatnak (3G, 4G, 5G). Az új konverterek fejlesztése során a Flex elsődleges célja minden lehetséges területen a költségoptimalizálás volt, ugyanakkor ez nem járt együtt semmilyen áldozattal a minőség, termikus teljesítmény vagy megbízhatóság vonatkozásában.

A konverterek kis profilmagasságú, 1/16 méretű formatényezőjű burkolatba kerülnek, 33,02×22,86×8,4 mm befoglalóméretekkel. Az új modulok bemenet/kimenet közötti izolációjának névértéke 2250 VDC, és kielégítik az IEC/EN/UL 62368-1 biztonsági előírásokat. A Flex Power Modules magas fokon automatizált gyártási folyamatai ISO 9001/14001 szerint tanúsítottak, amely egyenletes minőséget garantál. A konvertereknél a meghibásodások között átlagosan eltelt idő 5,2 millió óra, és a teljes PKU-A-sorozat OEM-ügyfeleknek megfelelő mennyiségekben is elérhető.

WWW.FLEX.COM

WWW.ELEKTRO-NET.HU 17

KONSTRUKTÔR > [NAPRAKÉSZEN]

PMBUS-TÁMOGATÁSÚ, 600 W-OS DC/DC KONVERTEREK Új sorozatú, DOSA-kompatibilis, 12 V kimenetű, 600 W teljesítményű, digitális 1/4 brick formatényezőjű DC/DC konvertereket mutatott be a Murata Power Solutions. Az új sorozatot olyan 32 bites ARM processzorokra épülő, nagy megbízhatóságú alkalmazásokhoz fejlesztette a cég, amelyek a digitális vezérlést és telemetriafunkciókat a legfrissebb PMBus-parancsokkal oldják meg. A DSQ, DCQ és DAQ konverterek támogatják a teljes „TNV” bemeneti feszültségtartományt 36 … 75 V között, jellemző hatásfokuk 96% teljes terhelés és 48 V bemenet mellett.

A sorozat tagjai több modul között árammegosztás is támogatnak, amely nagyobb teljesítménykimenet elérését teszi lehetővé. Az I/O szigetelés névértéke 2250 VDC, és természetesen a vonatkozó UL/CSA biztonsági ügynökségek jóváhagyásával is rendelkeznek. A modulok opcionálisan a legfrissebb PMBus-utasításkészletet is támogató, digitális interfésszel is felszerelhetők, felvértezhetők párhuzamos terhelésmegosztás támogatásával, pozitív vagy negatív be-/kikapcsolási logikával, illetve a standard „analóg” DOSA kivezetésekkel és az 5-tűs buszkonverter-interfésszel is. A Murata Power Solutions az új DC/DC konvertereket olyan alkalmazásokhoz ajánlja, mint például távközlési hálózati berendezések, számítástechnikai

rendszerek, vezeték nélküli bázisállomások, PoE- és MicroTCA-rendszerek, méréstechnikai eszközök stb.

A DSQ modell tartalmaz PMBus interfészt, amely egy I2C kompatibilis busz formájában lehetőséget ad a kimeneti feszültség, lágystartparaméterek, bemeneti és kimeneti túlfeszültség-védelmi korlátok, bemeneti alacsony feszültség elleni védelem, áramkorlát és termikus probléma esetén életbe lépő vészleállítás konfigurálására. A telemetriai szolgáltatások között kimeneti feszültség és áram, bemeneti feszültség, hőmérséklet figyelésére, illetve „teljesítmény OK” és be-/kikapcsoltság monitorozására nyílik lehetőség. A DSQ modul lelke egy 32 bites processzor, amely minden funkciót vezérlése alatt tart. A PMBus támogatásához a Murata Power Solutions egy opcionális fejlesztőkártyát is kínál, amelyhez letölthető szoftverek és egy felhasználóbarát grafikus felhasználói interfész is járnak, illetve természetesen dokumentáció is elérhető.

A DSQ modulokat a megbízhatósági követelmények tekintetében az IPC9592 ipari szabványnak megfelelően tervezte, tesztelte és kvalifikálta a Murata.

A modul elektromos teljesítménye kiváló, hatásfoka 600 W kimenet mellett, 55 °C-on 96%, hűtőborda alkalmazása nélkül, szűk szabályozási keretek, kis

mértékű kimeneti hullámzás és zaj mellett, gyors tranziensválaszokkal, és mindezt természetesen az ipari szabványú DOSA ¼ brick formátumban. Az optimális termikus teljesítmény érdekében minden variáns tartalmaz alaplemezt is, amely kiváló felületet szolgáltat további hűtőbordák felszerelésére olyan esetekre, amelyekben a termikus igénybevétel extrém. A modulok biztonsági tanúsítványai között megtalálhatók a vonatkozó UL/ EN/IEC 60950-1 és CAN/CSA-C22.2 No 60950-1 második kiadás tanúsítványai, illetve mindegyik modul kompatibilis az EN55022/CISPR22 elektromágneses kompatibilitási szabványokkal is, minimális bemeneti szűrés mellett.

WWW.MURATA.COM

ÚJ REED-RELÉK NAGY BEÜLTETÉSI SÛRÛSÉGÛ ALKALMAZÁSOKHOZ

A Series 120 szériás reed-reléi minimális kártyahelyet igényelnek, ezért elsősorban nagy beültetési sűrűségű alkalmazásokhoz ajánlja felhasználásukat a gyártó Pickering (pl. A.T.E. kapcsolómátrixok, multiplexerek). A relék helyigénye mindössze 4×4 mm, amely jelenleg a gyártó szerint ebben a kategóriában csúcsot

18 ELEKTRONET

jelent az elérhető beültetési sűrűség tekintetében.

Jelenleg kétféle relé érhető el ebben a 120-as szériában. Az egyik egy általános célú, porlasztott ruténiumos kapcsoló 15 W névleges teljesítménnyel és 1 A árammal (3 V feszültségű változat), vagy pedig 20 W névleges teljesítménnyel és 1 A árammal (5 és 12 V feszültségű változatok). A másik egy kis jelű, porlasztott ruténiumos kapcsoló 10 W névleges teljesítménnyel és 0,5 A árammal.

A Series 120 sorozatú reed-relék mûszaki jellemzôi: kialakítás: egypólusú reed-relék,  akár 1 A kapcsolási áram,  nagy beültetési sűrűség lehetősége, 

4×4 mm helyigény,  SoftCenter® felépítés,  csúcsminőségű, műszerosztályú  kapcsolók, műanyag tokozás,  nagyobb, mint 1012 Ω névértékű  szigetelési ellenállás, 3, 5 vagy 12 V-os tekercsek,  100 százalékos tesztelés dinamikus  kontaktellenállás tekintetében a garantált teljesítményért, vezérlőfeszültség: 5, 12 vagy 3 VDC,  kontaktuskonfiguráció: 1 Form A,  felhasználási mód: nyomtatott áramkö ri kártyára ültetve, kapcsolási áram: 0,5 vagy 1 A.  WWW.LITTELFUSE.COM

XXVIII. évfolyam 1. szám

KONSTRUKTÔR

LEO MÛHOLDAK TELEMETRIAI RENDSZERÉNEK OPTIMALIZÁLÁSA KORSZERÛ, SUGÁRZÁSÁLLÓ LOGIKAI ESZKÖZÖKKEL Az utóbbi idôben az alacsony Föld körüli pályán (LEO – Low-Earth Orbit) keringô mûholdak népszerûsége a kereskedelmi alkalmazásokban megnôtt, mivel több szempontból is nagyon kedvezô megoldását jelentik a különbözô kis késleltetésû, szélessávú szolgáltatások, vagy akár gépközti kommunikáció és képalkotási rendszerek implementálásának. A földfelszín felett 180 … 2000 km magasságban keringô LEO mûholdak fellövése és pályára állítása relatíve sokkal kedvezôbb a 12 000 km-en keringô, közepes Föld körüli pályára (MEO – Mid-Earth Orbit), illetve 36 000 km-en keringô geostacionárius (GEO) pályára állított mûholdakhoz képest, ráadásul üzemeltetésük az alkalmazott rádiófrekvenciás teljesítmény szempontjából is gazdaságosabb Mivel kereskedelmi alkalmazásról van szó, kiemelten fontos szempont az anyagköltség, így a figyelem mostanában egyre inkább erre a kérdésre, illetve az üzemeltetési költségek visszaszorítására és a hosszú távú megbízhatóság növelésére összpontosul. A sugárzásálló, analóg és kevert jelű integrált áramkörök a sugárzásbiztos, RISC-V nyílt utasításkészletet támogató mikroproceszszormagokkal erősített FPGA-kkal karöltve ebben a feladatban kiváló támogatást nyújtanak.

A telemetriai rendszer helyigényének csökkentése Egy tipikus LEO műholdban a telemetriáért felelős áramkör jelentős helyigénnyel bír, emellett elektromos fogyasztása is számottevő. A telemetriai rendszer nem csupán állapotmonitorozásra és hibaérzékelésre használatos, hanem alkalmas leválasztási és helyreállítási műveletek végrehajtására is, amelyre a parancsok a földi vezérlésből érkeznek. Ezenfelül a műhold összfogyasztásának és termikus disszipációjának kézben tartása is a telemetria feladatkörébe tartozik.

A telemetriáért felelős áramköri kártyák (amelyeket gyakran hívnak I/O kártyáknak is) nagyszámú analóg multiplexert, analóg-digitális átalakítót, áramgenerátort és feszültségreferenciát tartalmaznak, lehetőséget biztosítva a feszültségszintek, áramfelvétel, hőmérséklet, mechanikai deformálódás, nyomás, mágneses térerősség stb. mérésére, amelyek mind kritikusak a hasznos teher állapotának monitorozása szempontjából. A telemetriai rendszer helyigé-

nye akár az 1100 cm2-t is meghaladhatja, és egy korszerű, nagy bonyolultságú hasznos teher (ami lehet például egy digitális kommunikációs frekvenciasáv-kiosztó, képalkotó vagy radaros jelfeldolgozó rendszer) működéséhez több ilyen kártyára is szükség lehet, amelyek nemcsak helyet foglalnak, de elektromos energiát is fogyasztanak, hőt generálnak, és a teljes rendszer szempontjából jelentős költségtöbbletet is okoznak. Hovatovább az átlagos I/O kártyák olyan diszkrét alkatrészeket tartalmaznak, amelyek fix beépítésűek és funkcionalitás tekintetében rugalmatlanok, ezáltal csak drága és körülményes fejlesztést tesznek lehetővé.

A Microchip eredendően sugárzásállóra tervezett, LX7730 típusnevű telemetriai vezérlőjében extenzív, kevert jelű áramköri integrációt valósítottak meg, ezáltal multiplexerek, erősítők, szűrők, A/D-átalakítók és D/A-átalakítók kombinált rendszerét tartalmazza egyetlen integrált áramkörbe építve, amely egy FPGA gazdavezérlő kisegítőrendszereként alkalmas felhasználásra.

A kompakt méretű, 132 csatlakozós, kerámiaanyagú QFP tokozásba épített vezérlő Class Q és Class V környezeti feltételek mellett is rendelkezik QML-kvalifikációval.

A központi egység megmentése Egy lépéssel tovább is mehetünk a legújabb, RISC-V utasításkészlet-architektúra lehetőségeinek kihasználásával. Ennek köszönhetően a rendszer részét képező FPGA-ban „szoft CPU-t” lehet megvalósítani a dedikált fizikai eszköz helyett, amely rendkívül költséghatékony, és a telemetria forrásánál

DORIAN JOHNSON, NAGY MEGBÍZHATÓSÁGÚ RENDSZEREK TERMÉKMENEDZSER, MICROCHIP TECHNOLOGY

lokális információfeldolgozást tesz lehetővé. Az FPGA és telemetriai vezérlő kombinációja minden műholdfedélzeti hasznos teherben gazdaságosan implementálható, lehetőséget teremtve autonóm adatnaplózásra, állapotmonitorozásra és vezérlési feladatok ellátására, valamint a támogatott buszprotokoll (ami lehet MIL-STD-1553, SpaceWire, CAN vagy egyedi implementáció is) jeleinek megfelelően adatküldésre a műhold központi számítógépe felé. Mindez jelentősen tehermentesíti a műhold központi vezérlő számítógépét, amely ez idő alatt más feladatokat láthat el.

Az új Microchip „Six Sensor” demó rendeltetése ezen összeállítás nagyszerűségének bizonyítása. A demó képes szemléltetni, hogyan képesek a LEO műholdak a telemetriát hatékonyabban kezelni az LX7730 telemetriavezérlő és az RTG4 sugárzásálló, RISC-V szoftprocesszorral implementált FPGA együttes alkalmazásával. A két kulcsalkatrész együttműködve képes a szenzorhálózatból adatokat kinyerni, és a mérési eredményeket egy grafikus felhasználói interfészen egy laptopkijelzőn megjeleníteni.

A demó tökéletesen bemutatja, hogyan lehet az I/O-feladatokat jelentős mértékben leegyszerűsíteni és a központi műholdprocesszort tehermentesíteni, illetve a nagy mértékű, kevert jelű integrációt kihasználva az adatnaplózó/állapotmonitozoró alrendszer méretét és tömegét visszafogni úgy, hogy közben a megbízhatóság rendszerszinten nő. Mindezek a kereskedelmi LEO műholdas rendszerek további elterjedésének kulcsfontosságú összetevői.

WWW.MICROCHIP.COM

WWW.ELEKTRO-NET.HU 19

KONSTRUKTÔR

RENDSZERHÛTÉS MÉRETEZÉSÉNEK KÉRDÉSEI AXIÁLIS DC HÛTÔVENTILÁTOROK ALKALMAZÁSAKOR HÛTÕVENTILÁTOROK AZ ENDRICH KÍNÁLATÁBAN A hûtés korunk elektronikájának egyik legfontosabb kérdése, mert felhasznált aktív és passzív komponenseink élettartama nagyban függ attól, hogy az átfolyó áram keltette hôt milyen hatékonyan vezetjük el a külvilág felé. A helyesen megválasztott hûtôbordák és maga a nyomtatott áramköri lemez kialakítása is nagyban hozzájárul a kielégítô hôelvezetéshez, azonban bizonyos esetekben aktív hûtésre, például kényszerített légmozgatásra van szükség. Ennek pontos méretezésével a tervezômérnökök sok esetben nem bajlódnak, mert csak a funkcionalitásra fókuszálnak, és egy találomra kiválasztott ventilátorral megoldják a kérdést, ami a mechanikai méretek szükségtelen növelését, vagy rosszabb esetben a hûtés alulméretezését vonja maga után. A mai miniatürizálási trendek nem engedik meg a felesleges térfogatot, a verseny pedig kikényszeríti a megbízhatóságot. Így a hûtés tervezésére már a tervezés korai fázisában sort kell keríteni. Szem elôtt kell tartani, hogy nemcsak az elsôdleges funkció a fontos, hanem a teljes rendszer, hiszen csakúgy, mint áramkörvédelem nélkül, hûtés nélkül ez a funkció sem biztosítható hosszú távon, megbízhatóan és takarékosan. Cikkünk a kielégítô hûtési megoldás néhány fontos szempontját tárgyalja Amikor egy eszköz hűtéséről kell gondoskodni, a keletkezett hő háromféleképp távozhat: 1. Hővezetés útján, amikor a hőforrás érintkezik a hővezető anyaggal, például a nyomtatott áramköri lemezzel vagy a direkt csatolt hűtőbordával.

2. Hősugárzás útján, amikor a hőenergia elektromágneses hullám formájában távozik.

3. Hőáramlás (konvekció) útján, mely során a hőelvezetés egy, az elektronikai komponenst körülvevő közeg felmelegedő részecskéinek tovaáramlásával biztosított.

Ez utóbbi mód játssza a legfontosabb szerepet az elektronikai rendszerek aktív hűtésében. A konvekció lehet természetes, amikor a légáramlást a hőmérséklet-különbségek hozzák létre, és kényszerített, amikor az áramlást külső erő, például egy impellerlapát forgása kelti. Ez utóbbi mód rendkívül hatásos lehet elektronikai alkatrészek hűtésekor, akár a nagy mennyiségű levegőt szállítani képes axiális, akár a sűrűn beépített áramköri lap nagy légellenállását legyőzni képes, nagy statikus nyomást biztosító radiális hűtőventilátort alkalmazunk.

A legfontosabb tervezési szempont, hogy hagyjunk elegendő helyet a lég-

20 ELEKTRONET

áramlás számára a hőkeltés szempontjából kritikus komponensek körül, kiemelt figyelmet fordítva legalább a légbeömlés és a légkieresztés megoldására, és természetesen álljon rendelkezésre elegendő hely és tápellátás a ventilátor számára is.

Ha ezekre a szempontokra a tervezés korai fázisában odafigyelünk, már nagy lépést tettünk a rendszer ideális működtetéséhez, és nem kell majd később kompromisszumokat kötni a funkcionalitás és a hűtés egymás ellen ható igényei terén.

Amikor kényszerített légáramlásos hűtést alkalmazunk, a komponenseken keletkező hő nagy része a következő úton távozik a készülékházból: 1. Komponens melegedése.

2. Hőátadás a komponensről a környező levegőrészecskék felé.

3. A hő kiáramlása a távozó levegővel.

A második tényezőt kedvezően befolyásolhatjuk, ha nagy hőleadási felületet biztosítunk a komponens számára, vagy ha növeljük a légáramlatot.

Előbbi esetben nagyobb méretű alkatrészt választunk, vagy hűtőbordát

(2. RÉSZ) illesztünk hozzá, utóbbi pedig vagy jobb alkatrész-elrendezéssel, vagy nagyobb légbeömlő nyílás, esetleg további ventilátor vagy nagyobb forgási sebesség alkalmazásával lehetséges.

Aktív léghűtés esetén választhatunk olyan módszert, amikor a hűtőventilátor a meleg levegőt kiszívja a készülékházból, vagy olyan megoldást is, amikor hideg levegőt fújunk a melegedő alkatrészekre, és bár mindkét esetben közel azonos légmennyiség használható hűtésre, mégis mindkét elrendezésnek vannak előnyös és hátrányos tulajdonságai. A ventilátorba lépő levegő laminárisan áramlik, azaz a légáram keresztmetszetén rétegesen eltérő sebességgel, de azonos irányba mozognak a levegőrészecskék. Emiatt meleglevegő-kiszívás esetén viszonylag egyenletes hűtés valósul meg, nem jellemző a megrekedt levegő miatt kialakult hot-spot. Az impeller kilépőoldalán turbulens áramlás alakul ki, mely ugyanolyan légmennyiség mozgatása esetén akár kétszer jobban hűt, mint a lamináris légáramlat, azonban ez a nagyon aktív zóna a recirkuláló levegő miatt közvetlen a ventilátor kiömlőnyílása elé koncentrálódik, és távolabb nagy légmennyiség-veszteség léphet fel, ami befúvásos hűtés esetén gyenge diszszipációt jelent a készülék belsejében.

Emiatt nagyon kell ügyelni arra, hogy

1–2. ábra. Meleglevegô-kiszívásos és -befúvásos, kényszerített konvekció

XXVIII. évfolyam 1. szám

KONSTRUKTÔR

a teljes készülékházhosszon megfelelő legyen a légáramlat. A tervezéskor a lehető legjobban ki kell használni a természetes konvekciót is, ügyelve arra, hogy a jobban melegedő komponenst egy kevésbé kritikus ne akadályozza a hőleadásban, a nagy alkatrészek ne fogják fel a légáramot a melegedő kis komponensek elől.

A meleg levegőt kiszívó ventilátor csökkenti a készülékházban lévő légnyomást, ami azt eredményezi, hogy poros környezetben a levegőben lévő részecskék a beömlőnyílásokon és a készülékház repedésein keresztül bejutnak és lerakódnak a komponenseken. Ebből a szempontból előnyösebb a befúvásos hűtés alkalmazása, ahol a ventilátor elé szűrőt helyezve megakadályozható a por behatolása, és mivel a készülék belsejében enyhe túlnyomás uralkodik, a por a repedéseken, szűretlen beömlőnyílásokon sem fog bejutni. Természetesen a szűrőket időnként cserélni kell, mert eldugulás esetén nem fog a diszszipációhoz elegendő levegő áramolni a készülékbe. A befúvásos hűtés másik előnye, hogy a szobahőmérsékletű levegő sokkal kisebb mértékben terheli a csapágyzatot, mint a szívóventilátoron átáramló meleg levegő, ez pedig akár kétszer-háromszor hosszabb élettartamot is jelenthet.

A cikksorozat előző részében bemutattuk a radiális (blower) és az axiális ventilátorok közti különbségeket, természetesen a hűtési megoldás választásánál elsődleges a geometria megválasztása. Nagyobb légáram eléréséhez axiális ventilátort, nagyobb légnyomás esetére pedig radiális blowert célszerű választani. Mivel jelen írásunkban axiális DC ventilátorokkal foglalkozunk utóbbiak méretezési kérdéseitől eltekintünk, és nagyobb nyomás eléréséhez – ha szükséges – több soros elrendezésű, axiális ventilátort használunk.

A helyes ventilátorválasztás egy sor tényezőtől függ, de elsősorban a rendszer teljes hőtermelése, termikus egyensúlya, a maximálisan megengedhető hőmérséklet-emelkedés befolyásolja.

A szükséges légmennyiség Q [m3/min] számításához a következő értékeket kell meghatároznunk: Az alkatrészeken disszipáció formájában  elvesztett összteljesítmény: Ploss [W].

A légáramlatnak ellenálló alkatrészek  sűrűségét jellemző k konstans (k = = 80–95 ritka elhelyezéskor, k = 60 sűrűn elhelyezett alkatrészek esetén).

A maximálisan megengedhető hőmér séklet-emelkedés, amit a komponensek üzemi hőmérséklet-tartománya határoz meg (ΔT)

ahol: Q: a szükséges légmennyiség [m3/min], cp: a levegő hőkapacitása állandó nyomáson, értéke 1007 J/(kgK), : a levegő sűrűsége 1,2 kg/m3 @ 25 oC. A konstansok szokásos gyakorlati értékét figyelembe véve, a szükséges légmennyiség az alábbi egyszerűsített formában is megadható:

Ez a gyakorlatban azt jelenti, hogy egy 200 W hőveszteséget termelő rendszer számára 20 oC-ot meg nem haladó hőmérséklet-emelkedést 0,5 m3 percenkénti légárammal biztosíthatunk. Sajnos, ez az elméleti számítás annak ellenére, hogy pontos képet ad a hűtésigényről, önmagában semmire sem használható, mert nem veszi figyelembe sem a ventilátor, sem a hűteni kívánt rendszer geometriai sajátos-

3. ábra. Tipikus axiális ventilátor-légáram–statikusnyomás-jelleggörbék

WWW.ELEKTRO-NET.HU 21

KONSTRUKTÔR

ságait, így sokkal bonyolultabb annak kiszámítása, hogy egy valós rendszerben egy adott hűtőventilátor által biztosított légáram mennyire közelíti meg ezt az értéket.

Ehhez szükséges ismernünk a ventilátorra jellemző nonlineáris összefüggést annak légárama és statikus nyomása között, melyet a 3. ábrán bemutatott jelleggörbék reprezentálnak. Maximális statikus nyomás lép fel, ha a ventilátorból kilépő levegő útja teljesen el van zárva, azaz a szállított légmennyiség nulla (Y tengely). A ventilátor által maximálisan szállított levegőmenynyiség a jelleggörbe X tengellyel való metszéspontjából olvasható le, ekkor a statikus légellenállás 0, a levegő szabadon áramlik.

A hűtendő elektronika valós viszonyok közti, a légárammal szembeni ellenállóságát leíró jelleggörbe a rendszerimpedancia-görbe (system impedace curve – SIC).

Kiolvasható belőle a hűtött készülékház légárammal szembeni ellenállása (statikus nyomásérték) a rákényszerített levegő térfogatiáram-függvényében, ami egy közel másodfokú egyenlettel írható le: Ps ~ Q1.75… 2. Maga a görbe gyakorlati úton vehető fel, különböző térfogati légmenynyiségek áramoltatásakor fellépő nyomás mérésével.

4. ábra. Elektronikai készülékház szokásos impedanciagörbéje A hőáramoltatással hűtött rendszerben a fenti két jelleggörbe, a ventilátorra jellemző P-Q légszállítási görbe és a hűtött rendszerre jellemző impedanciagörbe metszéspontja adja a ventilátor adott applikációban való működésére jellemző munkapontot.

Az 5. és 6. ábrán látszanak a ventilátor jelleggörbéjének nevezetes pontjai.

A „nyomás” (Y) tengellyel való metszéspont a maximális légnyomásértéket mutatja meg, feltételezve, hogy a légáramlat akadályba ütközik, a szállított

22 ELEKTRONET

5. ábra. A munkapont meghatározása

terferenciát keltenek az AC változatoknál, és nem kell számolni a földrészenként eltérő hálózatifeszültség- és frekvenciaértékekkel. Ezért írásunkban a DC ventilátorok kiválasztásával és jellemzésével foglalkoztunk.

A szükséges légáram meghatározása után a készülék statikus nyomás–légáram (rendszer impedancia)-görbéjének ismeretében kijelöljük azt a statikus nyomástartományt, amit a hűtéshez minimálisan szükséges légáram biztosításához a ventilátornak le kell győzni.

Ezután a ventilátorgyártó katalógusából olyan eszközt választunk, ami az adott légmennyiséget ezen nyomás feletti értéken képes szállítani. Érdemes a munkapontot úgy megválasztani (szükség esetén a térfogati légáram felülméretezésével), hogy a ventilátor jelleggörbéjén megfigyelhető, az alábbi ábrán pirossal jelölt területet kerüljük el!

6. ábra. A munkapontot adott típus esetén, adott fordulatszámon az alkatrészsûrûség határozza meg légmennyiség nulla. Az X tengellyel való metszéspont a szabad, akadálymentes, maximális térfogatú légáramlatot határozza meg. A két példaként bemutatott munkapont közül az egyik a nagy alkatrészsűrűségű, míg a másik a szellősebb elrendezést jellemzi. Előbbi esetben a rendszer nagyobb légellenállását csak nagyobb nyomással tudja a ventilátor legyőzni és kevesebb levegőt képes átpréselni a rendszeren, míg utóbbi esetben a szabadabb áramlás miatt kisebb nyomás is elegendő nagyobb légmennyiség átáramoltatásához. Mindkét esetben ugyanaz a hűtőventillátor került alkalmazásra, de a hűtendő készüléket leíró rendszerimpedancia-görbék eltérőek.

A fentiek ismeretében már elkezdhetjük a megfelelő hűtőventilátor kiválasztását.

Ma többnyire DC ventilátorokat használunk, mert sokkal kisebb az energiafogyasztásuk, hosszabb az élettartamuk és fordulatszámuk arányos a kapocsfeszültséggel, ami fordulatszám-szabályzásukat könnyíti meg. Minél kisebb a fordulatszám, annál halkabb a ventilátor, annál kisebb a fogyasztás, és a gyengébb csapágykopás miatt az élettartam is nő.

Ráadásul kevesebb elektromágneses in-

7. ábra. A kritikus és az optimális munkaponti terület Ez a terület az ún. „stall”-zóna, amikor is a légáramlat „megakad” az impeller kilépőéle mögött: ez turbulenciához, vibrációhoz vezet, ami jelentős negatív hatással lesz a működésre. Az első legjellemzőbb ilyen negatívum a zaj azonnali megjelenése, de hosszabb ideig ezen a területen lévő munkapont anyagfáradáshoz és élettartam-csökkenéshez vezet. Érdemes a munkapontot az optimális zónában tartani.

A kiválasztás további szempontja lehet a halk működés az optimális területen lévő munkapontban, ehhez érdemes a lehető legnagyobb geometriai méretű ventilátort választani. A nagy méret alacsonyabb fordulatszámmal párosul, a zaj tehát kicsi marad. Ez azonban ellene hat a mai kor miniatürizálási igényeinek: ma kis méretű, vékony hűtőventilátorral szeretnénk megvalósítani a feladatot, ez pedig magasabb fordulatszámigényt jelent, ami

XXVIII. évfolyam 1. szám

KONSTRUKTÔR > [NAPRAKÉSZEN]

növeli a zajt. Ha egy ilyen kis ventilátor nem elegendő, de nincs hely nagyobb átmérőjű változat számára, akkor több, egymás mellé vagy mögé helyezett ventilátor megoldást jelenthet, de ez is a zaj, valamint a meghibásodások valószínűségének növekedésével jár, igaz, a redundancia akár növelheti a megbízhatóságot is.

Ezért fontos, hogy a méret kérdését jól vizsgáljuk meg, mert ez nemcsak dizájn és technológiai trend kérdése, de hosszú

távon befolyásolni fogja a termék árát is. Sorozatunk következő részében áttekintjük, hogy miként lehet befolyásolni a hűtést több ventilátor egyidejű alkalmazásával, hogyan módosul ilyenkor a P-Q jelleggörbe, miként lehet nagyobb nyomást vagy nagyobb térfogati légáramot elérni. Áttekintjük az axiális DC hűtőventilátorok fordulatszám-szabályzásának lehetőségeit is. (folytatjuk)

FELHASZNÁLT IRODALOM [1] CLAUDIUS KLOSE – ELEKTROMECHANIKUS KOMPONENSEK TERMÉKMENEDZSERE – ENDRICH BAUELEMENTE VERTRIEBS GMBH. – „ PROPER FAN SELECTION” [2] NMB-MAT FAN CATALOGUE – „FAN ENGINEERING”

KISS ZOLTÁN, Z.KISS@ENDRICH.COM KELET-EURÓPAI ÉRTÉKESÍTÉSI VEZETÔ, ENDRICH BAUELEMENTE VERTRIEBS GMBH WWW.ENDRICH.HU

BEÁGYAZOTT MESTERSÉGES INTELLIGENCIÁT ALKALMAZÓ HIBADETEKTÁLÁSI MEGOLDÁSCSOMAG WWW.RENESAS.COM

A Renesas Electronics bemutatta Failure Detection e-AI Solution nevű termékét villanymotoros otthoni alkalmazások számára. Az új megoldás alapját a Renesas RX66T 32 bites mikrokontroller adja, a beágyazott mesterséges intelligenciának (e-AI – embedded AI) köszönhetően pedig a rendszer támogatja a háztartási készülékek (pl. hűtőgépek, légkondicionálók, mosógépek stb.) meghibásodásnak felismerését a beépített motorjaik abnormális működésének felismerése által.

A háztartási gépek működési rendellenességének felismeréséhez a rendszer

monitorozza a motorok áramfelvételét és/vagy fordulatszámát, és a rendszer egyetlen mikrokontrollerének felhasználásával, illetve az integrált motorvezérlés és e-AI kihasználásával támogatás valósul meg a hibafelismeréshez. Az RX66T miatt további szenzorok beépítésére nincs szükség, ezáltal az anyaglista összetettsége és az összköltség is csökkenthető.

A villanymotoros háztartási készülékekhez fejlesztett Renesas Failure Detection e-AI Solution egyszerre legfeljebb 4 motor vezérlésére alkalmas a nagy teljesítményű RX66T mikrokontroller jóvoltából. Napjaink mosógépeiben jellemzően 3 motor dolgozik: az egyik forgatja a mosódobot, a másik a vízpumpát hajtja, míg a harmadik a szárítóventilátort vezérli. A Renesas Failure Detection e-AI Solution tehát az egyetlen, beleintegrált RX66T mikrovezérlővel egymaga képes mindhárom motorvezérlést felügyelet alatt tartani, egyúttal hibafelismerést is végezve.

Az új megoldáscsomag a Renesas Motor Control Evaluation Systemre és egy RX66T CPU-kártyára épül. Ehhez a hardverhez mintaprogramok is tartoznak, amelyek természetesen az RX66T mikrokontrollerre íródtak, továbbá grafikus felhasználói interfészek is elérhetők, amelyeken keresztül az adatgyűjtés és adatelemzés végezhető el, lehetővé téve a motorok állapotmegfigyelését.

A hibadetektálás érdekében mindenképpen szükséges ismerni a motorok normál üzemállapotát. A rendszer grafikus felhasználói interfészében a fejlesztőmérnökök azonnal hozzáfoghatnak a rendszer által támogatott gépi tanulás fejlesztésének és a hibadetektálás optimalizálásának.

Amint a gépi tanulási modellek megvannak, az e-AI fejlesztőkörnyezetben (amely áll egy e-AI fordítóból, egy e-AI ellenőrzőből és egy e-AI importeszközből) a modellek egyszerűen feltölthetők az RX66T mikrovezérlőbe.

HTTP://FLEX.COM

WWW.ELEKTRO-NET.HU 23

KONSTRUKTÔR > [NAPRAKÉSZEN]

KOMPAKT MÉRETÛ, KÉTÁRAMKÖRÖS ÉRINTÔKAPCSOLÓK Kétáramkörös technológiájú érintőkapcsolóval erősíti KSC termékcsaládját a C&K. Az új KSC-DCT-sorozatú érintőkapcsolók egypólusú, kétáramkörös (SPDT – Single-Pole Double-Th row), alapesetben zárt–alapesetben nyitott (NC-NO – Normally Closed–Normally Open) funkcionalitást valósítanak meg, amely két kimenetet szolgáltat egyetlen bemenetről. A csak 6,2×6,2×2,9 mm méretű, nyomtatott áramköri kártyára szerelhető kapcsolók szilikon 70SH beavatkozója a nyomtatott áramköri kártya felszínéhez képest 5,2 mm magasságban teszi elérhetővé a működtetőszervet, amely egyszerű kezelhetőséget és kedvező integrálási lehetőségeket biztosít.

A nem kevesebb, mint 300 ezer működtetési ciklusra hitelesített KSCDCT-sorozatú kapcsolók működteté-

sierő-szükséglete 4,75 N, névleges működtetési úthosszuk 0,85 mm. A C&K iparszerte elismert visszajelzési technológiáját alkalmazó KSC-DCT kapcsolók működtetési visszajelzése minden igénynek megfelel.

Az új KSC-DCT kapcsolók burkolati védettsége IP67-nek felel meg, működési hőmérséklet-tartományuk –40 …

85 °C, így komoly környezeti igénybevétel mellett is felhasználhatók (pl. jármű-elektronikai, ipari, orvostechnikai alkalmazások). Az ólommentes újraömlesztéses forrasztási folyamatokkal kompatibilis KSC-DCT kapcsolók 1000 darabos tekercseken érkeznek, és maradéktalanul kompatibilisek az automata pick & place alkatrész-beültetési folyamatokkal. A fejlesztőmérnökök értékelik majd a különböző fájlformátumokban

elérhető háromdimenziós műszaki modelleket, amelyek a C&K weboldaláról elérhetőek.

WWW.CKSWITCHES.COM

TELJES ÉRTÉKÛ ASIL B TANÚSÍTVÁNNYAL RENDELKEZÔ, ÚJ ÁTVITELISEBESSÉG-MÉRÔ, INTEGRÁLT ÁRAMKÖRÖK Az Allegro MicroSystems Europe bejelentette eddigi legfejlettebb átvitelisebesség-szenzorait, amelyek teljes értékű ASIL B tanúsítvánnyal rendelkeznek. Az A19520, A19530 és A19570 típusnevű mágneses szenzor IC-k nem kevesebb, mint közel 20 év alkalmazásspecifikus fejlesztés tapasztalatait és technológiai újítások eredményeit kamatoztatják [beleértve az óriás mágneses ellenállás (GMR – Giant Magnetic Resistance) és a Hall-effektus vonatkozó fejlesztési és alkalmazástechnikai eredményeit], ezáltal minden tekintetben a legjobb minőségű megoldást szolgáltatják napjaink átvitelisebesség-méréssel kapcsolatos alkalmazásaiban.

Az A19520, A19530 és A19570 mágneses szenzor-IC-k sebességet és irányt mérnek, illetve integrált kondenzátorokat is tartalmaznak, amelyek az elektromágneses kompatibilitásért felelnek.

A szenzorok az Allegro saját fejlesztésű, SolidSpeed Digital Architecture™ nevű architektúrájára épülnek, amely egy kevert jelű architektúra, széles légrés-dinamikatartományt támogat, lehetővé teszi a vibráció és rotáció megkülönböztetését, immunitást ad a szórt mágneses erőtérrel szemben, illetve kiváló teljesítményszempontú adaptációt biztosít.

24 ELEKTRONET

Mindhárom újdonság egyedi előnyös tulajdonságokkal rendelkezik. Az A19520 fő erénye a jelenlegi átvitelisebesség-mérési rendszerekkel való kompatibilitás, amelyet a kategóriaelső teljesítményének és választható kimeneti protokolljainak köszönhet. Az A19520 a Hall-effektus elvén működik, és kétvezetékes interfésszel rendelkezik. Az A19530 fejlett jelfeldolgozási képességekkel, üresjárat/rövidzárlat érzékelési képességgel bír, illetve esetében választható a sebesség vagy sebesség és forgásirány kimeneti protokoll. Az A19530 is a Hall-effektus elvén működik, és háromvezetékes interfésszel rendelkezik.

A sorozat harmadik darabja, az A19570

a GMR elvén működik, és kétvezetékes interfésszel bír, és a két Hall-effektusra épülő testvéréhez hasonló, jelentős algoritmikus teljesítményű. Különlegessége a lényegesen nagyobb légrések támogatása és a rugalmas eszközorientáció lehetősége.

A mágneses szenzor-IC-k területén vezető Allegro évente mintegy 900 millió mágneses szenzor IC-t szállít partnerei számára. A cég magát a kiváló minőség, világszínvonalú alkalmazástámogatás, a félvezetőalapú tervezés és gyártástechnológiák egyedülálló szakértőjeként aposztrofálja.

WWW.ALLEGROMICRO.COM

GYÁRTÓSOR > [NAPRAKÉSZEN]

NAGY SEBESSÉGÛ, PRECÍZIÓS TISZTÍTÓGÉP FELÜLETKEZELÉSI ALKALMAZÁSOKHOZ Az új MecanoFAST működésének lényege, hogy a célterületet rendkívül nagy áramlási sebességgel permetezi, amelyet sűrített levegős fújás, zsírtalanítás, tisztítás és szárítás követ néhány másodperc leforgása alatt.

A MecanoFAST mindenekelőtt gyors, hiszen ciklusideje mindössze 30 másodperc. A kis helyigénye könnyű integrációt tesz lehetővé a gyártóüzemi cellában, üzemeltetéséhez pufferre sincs szükség. A betöltés és kitöltés egyszerű, manuális és automatizált esetben egyaránt, az átállás egyik munkadarabról a másikra rendkívül gyors.

A MecanoFAST kompakt méreteit tökéletesen illusztrálja, hogy helyigénye mindössze 2 m2, a 700 mm-es szélessége pedig

a gyártóüzemi munkacellák méretének tökéletesen megfelel. A betöltést/kitöltést a három oldalról is hozzáférhető kialakítás segíti elő, a biztonságért fényfüggöny kezeskedik. A MecanoFAST támogatja a robotos automatizálást, és elérhető forgóasztallal, konvejorszalaggal és raklapcserélővel is.

A MecanoFAST működési hatásfoka kiváló. A mosóeszközök térben modellezettek, és háromszintű szűrőrendszer működik a gépben, 150 … 600 μm részecskeszűrési képességgel. Az energiatakarékos gép ütemezett fűtés ki-/bekapcsolást, automatikus alvó módba állást támogat, és általánosságban is gazdaságos üzemre van kialakítva. A széles paneleken keresztül a karbantartásra szoruló részek könnyedén hozzáférhetők, a gép általános megbízhatóságát pedig a legjobb minőségű felhasznált alkatrészek garantálják.

A MecanoFAST-et a gyártó MecanoLav munkadarabok zsírtalanítására, mosására és részecskeszintű tisztítására ajánlja.

WWW.MECANOLAV.COM

VÁKUUMOS FIZIKAI GÔZFÁZISÚ LEVÁLASZTÁSOS BEVONATKÉSZÍTÔ A svájci PLATIT cég π411PLUS típusnevű megoldása egy nagy teljesítményű, kompakt, keménybevonat-készítő berendezés, amelynek technológiai alapját a PLATIT LARC® (LAteral Rotating Cathodes), CERC® (CEntral Rotating Cathodes) és SCiL® (Sputtered Coatings induced by LARC-GD®) technológiák szolgáltatják. Az új gép szerszámacélon 230 °C-on, gyorsacélokon 350 … 500 °C-on, wolfram-karbid acélokon 350 … 550 °C-on visz fel keménybevonatot. A gép az alábbi különböző katódkonfigurációs beállításokba konfigurálható át a felhasználó által: a) 3 LARC® katód és 1 CERC® katód, b) 3 LARC® katód, c) 3 LARC® katód és 1 SCiL® katód.

A π411PLUS szimpla- vagy többrétegű bevonat, nanogradiensek, nanorétegek, nanokompozitok, TripleCoatings®, QuadCoatings®, SCiL® bevonatok és ezek kombinációinak felvitelére képes.

A főbb standard bevonatok az AlCrN3®, nACRo4®, AlTiCrN4® és ALLeco, további minden TripleCoatings® és QuadCoatings® támogatott, végezetül pedig minden SCiL®- és LACS® bevonat is elérhető.

A ô411PLUS részletes hardverspecifikációja az alábbi: helyszükséglet (sz×m×m): 2720×1721×2149 mm, vákuumkamra belső méretei (sz×m×m): 650×670×675 mm, használható plazmatérfogat (átm×m): 500×460 mm, maximális terhelhetőség: 200 kg, turbómolekuláris szivattyú, forgó (csöves) katódrendszer 3 LARC® / CERC® katóddal: Magnetic Coil Confinement (MACC) az ARC® vezérléshez, LARC®: akár 200 A névértékű ARC áram, átállási idők szakképzett operátornál: kb. 15-30 perc/katód, CERC®: akár 300 A névértékű ARC áram, SCiL®: akár 30 kW porlasztási teljesítmény,

VIRTUAL SHUTTER® és TUBE SHUTTER® minden LARC® katódhoz, ionos plazmatisztítás: maratás gázzal (Ar/H2), parázsfénykisülés, fémionos maratás (Ti, Cr), LGD: LARC® parázsfénykisülés, 6 (+1) gázcsatorna, 6 MFC vezérléssel, speciális porszűrők a fűtőegységeknél (24 kW), elektromos csatlakozás: 3x400 V, 160 A, 50 … 60 Hz, teljes körű továbbfejlesztési lehetőség a felhasználó telephelyén, teljes energiafelvétel: <76 kVA.

Szoftver és elektronika: új fejlesztésű ember-gép interfész, vezérlőrendszer érintőkijelzőn kezelhető menükkel, a vezérléshez programozási tapasztalatra nincs szükség, adatnaplózás és folyamatparaméterek valósidejű megjelenítése, távdiagnosztika és távvezérlés lehetősége.

WWW.PLATIT.COM

WWW.ELEKTRO-NET.HU 25

GYÁRTÓSOR > [NAPRAKÉSZEN]

HÁROMDIMENZIÓS OPTIKAI VIZSGÁLATI MEGOLDÁS A gyártási folyamatokban az automatikus optikai vizsgálat (AOI – Automated Optical Inspection) minőségirányítási szempontból rendkívül fontos volt eddig is és ezután is az lesz a végtermék működőképessége, illetve a nulla hibaarányú gyártás elérése szempontjából. Azonban a legtöbb minőségirányítási rendszer kétdimenziós kamera által szolgáltatott információkra épül, amely miatt minta- vagy színfelismerésre korlátozódik az információ pontossága. Sok alkalmazáshoz (mint például forrasztási minőségvizsgálat) ez nem elegendő.

A szelektív forrasztási technológiák egyik vezető szolgáltatója, a Unitechnologies teljes értékű és egyben nagyteljesítményű, háromdimenziós optikai vizsgálati megoldást fejlesztett ki minőségirányítási

célokra. A háromdimenziós szenzor, az mta® nevű platform és a MotionEditor szoftver egy háromtengelyes, Descartes-féle koordinátarendszerben működő robotban egyesül, ami új távlatokat nyit meg a teljes minőségirányítás elérésében.

dedikált ember-gép interfészen keresztül vezérlési szekvenciák implementálása és programozás lehetősége, egyszerű kezelhetőség vizuális receptalapú szekvenciákkal.

Az új megoldás fôbb funkciói:

a forrasztott kötések reprodukálása térben, objektumok precíziós megmérésének lehetősége, keresztcsiszolat és elemzés, mindössze egy szenzor kettő helyett a forrasztási meniszkusz analíziséhez, standard szoftverek minden alkalmazáshoz.

nagy pontosságú és gyors, háromdimenziós képalkotás és kétdimenziós monokróm képalkotás egy időben egyszerre, minden vizsgálattípushoz elérhető, háromdimenziós és kétdimenziós eszközök széles választéka, mintaprojekció lehetősége két különböző irányból a minimális árnyékhatás érdekében,

Az új megoldás fôbb elônyei a hagyományos kamerás megoldásokhoz képest:

WWW.UNITECHNOLOGIES.COM

ÚJ, NAGY SEBESSÉGÛ, RUGALMASAN ALKALMAZHATÓ PICK & PLACE BEÜLTETÔGÉP-CSALÁD WWW.EUROPLACER.COM

Az Atom fantázianevű, nagy sebességű, multifunkciós beültetőgép a Europlacer gépek által szolgáltatott legendás rugalmasságot új magasságokba emeli. A számos alkatrésztípussal kompatibilis géppel az akár 104 ezer alkatrész/óra beültetési sebesség sem elképzelhetetlen. A több mint 5 évig fejlesztés alatt álló géppel tehát olyan új platform született, amely a rendkívül nagy beültetési sebességet a Europlacer megoldásokra jellemző rugalmassággal kombinálja, kompromisszumok nélkül. Az Atom beültetőgép-család jelenleg két tagot tudhat magáénak:

Atom 3: 264×8 mm-es adagolók, akár 5 belső JEDEC tálca, alkatrész-kompatibilitás: 01005 méretkódtól 99x99 mm méretig, 35 μm (QFP-k), 50 μm (chipek) @ 3 sigma, nyomtatott áramköri hordozó, max. méret: 2059×715 mm, alkatrésztömeg és -magasság, max.: 300 g ill. 34 mm, kalibráalkatrész-tesztelési képesség függetlenül ellenőrizhető kalibrá cióval (UKAS, NIST, PTB stb.), gy levegő/idő alapú, ragasztóhoz adagolás: arkhimédészi vagy vagy forraszpasztához, ibilis az összes alkatrésztípussal, mindegyik pipetta kompatibilis erhe er helé lésk skie iegy gyen enlílíté tést st megvalósítva, meg egva való lósí sítv tva, a, korlátozások nélkül, ideális tterheléskiegyenlítést májú és intelligens változatokhoz, pipettasorok különleges formájú eültetési sebesség. akár 65 ezer alkatrész/óra beültetési Az Atom 3-ban két Pulsar sorozatú zatú beültetőfejnek jutott hely, amelyek a Europlacer Tornado fejével vel együtt képesek az akár 65 ezer alkatrész/óra trész/óra beültetési sebességet megvalósítani, tani, az akár 34 mm magasságú alkatrészektrészekkel kompatibilitást biztosítani, vagy a csipeszes kialakítású pipetták támogatásával akár furatszerelhető alkatrészeket et is kezelni.

26 ELEKTRONET

Atom 4: 264×8 mm-es adagolók, alkatrész-kompatibilitás: 01005 méretkódtól 13x13 mm méretig, 50 μm (chipek) @ 3 sigma, nyomtatott áramköri hordozó, max. méret: 2059×715 mm, alkatrészmagasság, max.: 7 mm, alkatrész-tesztelési képesség függetlenül ellenőrizhető kalibrációval (UKAS, NIST, PTB stb.), adagolás: arkhimédészi vagy levegő/idő alapú, ragasztóhoz vagy forraszpasztához, mindegyik pipetta kompatibilis az összes alkatrésztípussal, korlátozások nélkül, ideális terheléskiegyenlítést megvalósítva, pipettasorok különleges formájú és intelligens változatokhoz, akár 104 ezer alkatrész/óra beültetési sebesség.

Az Atom 3-ban akár négy Pulsar-sorozatú beültetőfejnek jutott hely, amelyek képesek az akár 104 ezer alkatrész/óra beültetési sebességet megvalósítani.

Mindez pedig lehetséges úgy is, hogy egyetlen ada adagolót is el kellene távolítani a 264×8 mm-es pozíciókból. Az új Atom-sorozatú A beültetőgépek ugyanazokat az intelligens adagolók adagolókat használják, mint amelyeket a Europlacer iineo+ platformjai is, ezáltal a rugale masságukról méltán híres eszközök mass ma sság águk ukró róll és ssebességükről ebes eb essé ségü gükr kről ől m éltá él tán n hí híre ress es eszk zköz özök ök is felhasználhatók. A Europlacer korábbi felhasználói számár számára ismerős lesz a grafikus és intuitív felhasználói interfész, az úúj felhasználók pedig megelégedéssel tapasztalják majd az új, töb többmagos adatfeldolgozó feldolgoz rendszer teljesítményét az akár jesítmé 2059 m mm hosszúságú ára áramköri hordozókkal zókka is elbíró gép operációs operác rendszerében.

XXVIII. évfolyam 1. szám

RENDSZERINTEGRÁTOR > [NAPRAKÉSZEN]

HÁROMDIMENZIÓS FÉMNYOMTATÓ HIGH-TECH ALKALMAZÁSOKHOZ A SonicLayer™ 4000 nevű újdonságot az optimális funkcionalitás, gyártásminőség és teljesítmény szempontjából tervezték meg. Az új nyomtató rendelkezik egy háromtengelyes, automatikus adagolóegységgel épített CNC-esztergával, illetve a több mint 1130 kilogrammos terhelhetőséghez 4,5 vagy 9 kW teljesítmény tartozik.

A Fabrisonic gyártóberendezései életpályájukat hagyományos, háromtengelyes CNC marógépként kezdik, amelyhez a Fabrisonic saját szabadalma által védett hegesztőfejet ad hozzá az additív gyártás megvalósításához. A CNC szerszámcsere szempontjából a nyomtatófej külön szerszámként van kezelve, az additív gyártást megvalósító fej pedig arra szolgál, hogy

anyagot adjon úgy hozzá a gyártmányhoz, hogy az már közelítsen a végleges elvárt formához. Ezt követően a marófunkcióval a CNC képes a valódi, végleges forma létrehozására. Ez a hibrid rendszer lehetővé teszi tükörsima végleges felületek kialakítását, mindössze ±0,0127 mm toleranciával. A tűrés még jobb lehet, ha a munkadarab az adott gépet sosem hagyja el, de járulékos plusztűréssel akkor sem kell számolni, ha a munkadarab két vagy akár három gépet is megjár.

A SonicLayer™ 4000 hibrid rendszere javítási feladatokhoz is hibátlan. A gépbe az elhasználódott részegységek, szerkezeti elemek elhelyezhetők, amely aztán eltüntetheti a megsérült felületeket, vagy

az additív fejjel vissza is építheti a lekopott részeket. A SonicLayer™ 4000 fűtése ultrahangos, a nyomtatás anyaga fém, x/y/z irányban a munkavégzési úthossz 101,6/101,6/60,96 cm.

WWW.FABRISONIC.COM

PRECÍZIÓS KÖRFÛRÉSZ SZÖGVÁGÁSI FELADATOKHOZ A Nuova Mondial Mec gyártó Manta JR Basic modellje lje az első olyan megoldás, amelyet kifejezetten a rendkívül ül precíz szögvágásra fejlesztettek ki. A masszív, robusztus us kialakítású fűrészgép olyan precíziós sínrendszerrel renndelkezik, amely kivételes vágási pontosságot és minőséget et garantál.

A munkaasztal alatti vágómotor pozíciója lehetővé teszi, eszi, hogy a munkadarab a fényes felületével ne érintkezzen n a gépasztallal. A gép négy pneumatikus munkahengerrel van felszerelve, amelyek lyek a munkadarabot egy helyben tartják (a munkahengerek teherbírása egyenként 80 kg), a vágás pedig mindkét irányban, állítható sebességgel lehetséges. A vágópenge döntése és a munkadarab-határolás manuálisan támogatott, a megvezetőket gumival tartják rtják védelem alatt. A körfűrész pengeátmérője 400 mm.

WWW.NUOVAMONDIALMEC.COM

HÕBONTÁSOS KEMENCÉK PRECÍZIÓS TISZTÍTÁSI ALKALMAZÁSOKHOZ Az EPO-sorozat a fejlesztő ECON hőbontásos (pirolízises) kemencéiből éiből épül fel, amelyeket alaksajtolásos és szűrőalkatrészek gyengéd tisztítására ra fejlesztettek ki. A kemencék vákuum alatt képesek továbbá hőre lágyuló műanyagok és kevert műanyagok eltávolítására is, különböző munkapontii hőmérsékletek mellett és tisztítószerek használata nélkül. A kemencék precíziós hőmérséklet-kalibrációja elősegíti az érzékeny alkatrészek védelmét, továbbá a teljes sorozat rendelkezik TÜV-bizonyítvánnal, kialakításuk pedig ig környezetbarát.

WWW.ECON.EU

WWW.ELEKTRO-NET.HU T 27

RENDSZERINTEGRÁTOR

JELEK RADOMBA VALÓ BEHATOLÁSÁNAK KÉPI MEGJELENÍTÉSE ÉS JELLEMZÉSE A ROHDE & SCHWARZ EGYEDÜLÁLLÓ, R&S®QAR JELÛ RADOMVIZSGÁLÓ BERENDEZÉSÉVEL Az autóradarokat sokszor ütközôk vagy márkaemblémák mögött helyezik el. A burkolatok anyagának (a radomoknak) a lehetô legegyenletesebben, minimális akadályt képezve kell átengedniük a radarjeleket. A Rohde & Schwarz által kifejlesztett, R&S®QAR jelû, képalkotó autóradar-vizsgáló berendezés segítségével mind a fejlesztés, mind a gyártás során könynyedén és megbízhatóan, s ha szükséges, automatizált vezérléssel mérhetôk be a radomok tulajdonságai.

milliméteres hullámsávú képalkotó rendszere E-sávú, planáris adó- és vevőentennasorokkal működik. A rendszer helyfüggő reflexiómérést végez, másodpercek alatt megbízhatóan feltérképezve egy minta jellemzőit. A visszaverődési tényező nagy felbontású ábrázolása révén egy radom szerkezetének még a legkisebb mértékű hibái is könnyedén felfedhetők.

Mivel maga a berendezés is a 77 GHz es, illetve 79 GHz-es, autóradarok számára kijelölt sávban működik, a milliméteres hullámsávú képen megjelenő hibák közvetlenül a radarjeleket zavaró tényezőket tükrözik.

A radarérzékelők elhelyezése során gyakran kell kompromiszszumot kötni a járművek kialakítása és a szenzorok működési jellemzői között, ezért ez utóbbiakat sokszor márkaemblémák vagy ütközők mögött helyezik el, illetve visszapillantó tükrökbe vagy egyéb műanyag elemekbe építik be. A burkolatok ellenére is megbízhatónak kell lennie a radarjelek átvitelének, ezért a radomok anyagának elegendően „átlátszónak” és homogénnek kell lennie a 77 GHz-es, illetve 79 GHz-es sávban – ellenkező esetben reflexiók és átviteli csillapítások lépnek fel, jelentősen lerontva az érzékelők képességeit. Kritikus jelentőségű a radomon áthaladó rádiófrekvenciás összteljesítmény: a nagy veszteségek következtében lerövidül a radar érzékelési hatótávolsága.

R&S®QAR: újszerû, képalkotó autóradar-vizsgáló berendezés Az előbbiekben vázolt jelenség elkerülése érdekében az autóradarokban alkalmazott radomok vizsgálatára tervezett berendezés a különféle burkolatok és ütközők anyagának radarjelekkel való összeférhetőségét méri, elemzi és jeleníti meg képileg, bevált képalkotó eljárást alkalmazva. Az R&S®QAR

Az R&S®QAR segítségével tetszőleges anyagú és nagyságú minta vizsgálható be, 30×50 cm-es méretig terjedően. A teljes mértékben távvezérelhető és magas szinten automatizált mérőrendszerekbe is beépíthető berendezés részéletes, akár más rendszerekbe is átexportálható eredményeket szolgáltat.

Az R&S®QAR jelű berendezés már megrendelhető a Rohde & Schwarz-tól.

WWW.ROHDE-SCHWARZ.COM/AD/PRESS/QAR

28 ELEKTRONET

XXVIII. évfolyam 1. szám

RENDSZERINTEGRÁTOR > [NAPRAKÉSZEN]

REFLEKTORBAN

A LED-ES VILÁG ÍTÁS

ELEKTRONET ELEKTRONIK A

Nincs ideje kivárni

ÉÉS ÜZLET

WWW.ELEKTRO-NE

ELECTROSUB KONFERENCIAA ÉS KIÁLLÍTÁS

következo lapszámunk megjelenését?

Látogassa meg naponta frissülo portálunkat! www.elektro-net.hu

T.HU

XXVIII. ÉVFOLYAM

1. SZÁM – 2019.

FEBRUÁR

A LED L JELENE ÉSS JJÖVÔJ JÖV ÔJEE A VIL VILÁG ÁGÍT ÍTÁS TÁS-TECHN TTEC TE ECHN CHNIK IKÁBA IKÁÁBANN LLEO M MÛHO ÛHO HOLD LDAK TELEM TTE EEL ELEM L ETRIA ET ETR TRIA IAII RREND EENNNDSZ DDSZE SZER EERRÉNEK ÉÉNE NEKK OPTIM OOPT OP PPTTI TTIM IIM MALI MAL M ALIZÁ ALIZÁLÁ ZÁLÁS ÁLÁSA ÁSAA HHÛTÔ ÛTÔVENT VVEEENTIL ENNNTILÁ ILÁTO LÁT ÁTORROK RO OOKK AZ AZ ENDR ENDRI DRICH ICH CHH KÍNÁ KÍ KKÍN ÍÍN ÍNÁ NNÁ NÁL ÁLAT ÁÁLLATÁB LLATÁ LAAT AATÁ TTÁÁBAN BAN BA HÁRO HÁR HÁ ÁROM ÁÁR RRO ROM OM OOMD MDIM MDIIM MENZIÓ ENNZIÓÓS OPTIK OPTI OPT OP PPTTTI PTI TIK IIKA IKAI IK KAI KKA AI AI VIZSG VIIZ VI IZSG IZSGÁ Z Á-LATI LA AATTTII MEGO ATI MEEG MEG M EGOOLDÁ LDÁS LLDÁS HÁRO HÁR HHÁ ÁÁRRROM ROMD RO OOMD OM MDIM MDI MD M DDIM DIIM IMENZIÓ ENZIÓÓSS ENZ FFÉMN FÉ FÉM ÉÉM M MNNNY MNY NYO NYOM YYO YOMT OOM MTTAATÓ M TÓ HIG HIGHHHI IGH IIG GH GGH-T GHHHH-TE H-T -TE --T TE TTECH EECCH ALKA ALKAL ALLMAZÁ MAZ MA M AZÁS AZÁ AAZ ZZÁ ZÁS ÁSSO ÁS SOKH O OZZ PREC PPRE PR RE REEC ECÍZI CÍZIÓ CÍZIÓS Í ÓS KÖR KÖRF KÖRFFÛÛ-RÉSZ RÉS RRÉ É SZÖ SSZÖG ÖGV GVÁG GVÁ VÁGÁ GÁSI ÁSI SII FELAD FEL LADA DATO ATOK ATO TOKH KHOZ KHO HOZ OZ Ára: 1200 Ft

TÖBB FÉNY T! Fotó: Journey

of Inspiration

©Shutterstock

FOLYADÉKSZÛRÔK TÖBBFÉLE CSATLAKOZÁSI LEHETÔSÉGGEL, LABORATÓRIUMI FELHASZNÁLÁSRA A Varidisk®-sorozatú szűrők folyadéktisztításra, gépvédelemre és steril szellőztetési feladatokra szolgáltatnak első osztályú megoldást. Az egészségügyi, laboratóriumi, nyomdai és gázipari alkalmazásokban egyaránt használható szűrők kis tömegű, ámde robusztus megoldást nyújtanak.

A 25 és 50 mm-es szűrők további különlegessége, hogy sokféle csatlakozóval/adapterrel elláthatók, így a szükséges célalkalmazásra felkészíthetők. A Varidisk®-sorozatú szűrők javasolt felhasználása elsősorban a kis darabszámú termelés-kutatási-fejlesztési alkalmazásokban.

A felhasználást a gyártó szakértői segítik alkalmazott közeg és csatlakozók tekintetében, amelyek minden esetre megoldást nyújthatnak. A Varidisk® szűrők emellett saját elképzelés szerinti logóval is elláthatók, továbbá vevőhöz kiküldés előtt áramlási sebesség és buborékpont tekintetében is tesztelésnek vetik alá őket.

WWW.HELAPET.CO.UK

WWW.ELEKTRO-NET.HU 29

RENDSZERINTEGRÁTOR

HANGJELTOVÁBBÍTÁS STÚDIÓN BELÜL ÉS KÍVÜL Audio Video Bridging Az Audio Video Bridging (AVB) egy IEEE szabványokon alapuló, nyílt forráskódú Layer 2 hálózati rendszer. Segítségével a vezetékes és vezeték nélküli helyi hálózatban kis késleltetési idővel, csomagvesztés nélkül továbbíthatók stúdióminőségű audió és videó jelek, illetve egyéb, időzítésre érzékeny adatfolyamok. Az eredetileg kommersz A/V használatra fejlesztett AVB alkalmazása jelen van a személyautók infotainment rendszerében, illetve ipari robotok vezérlésénél is.

Az Audio Video Bridging munkacsoport szakemberei által kidolgozott AVB-szabványokat az IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) ratifikálta. Ez annyit jelent, hogy az AVB nem csak egy újabb, szabványos, Layer 2 rendszer, hanem az Ethernet szabványcsalád része. Az AVB és a régebbi hálózati megoldások (például a CobraNet) közötti lényeges különbség, hogy mivel az Ethernet szabványosításáért az IEEE felel, a munkacsoportnak lehetősége volt az Ethernet szabvány bővítésére is, alkalmassá téve ezzel az eredetileg csak aszinkron adatáttovábbítást biztosító hálózat pontos időzítést igénylő audió és videó jelfolyamok problémamentes szállítására.

Nyílt szabvány lévén, az AVB-hez nem kapcsolódnak licencdíjak. Az AVB konform switchek1 tulajdonsága, hogy automatikusan le tudják foglalni a szükséges sávszélességet, illetve gondoskodnak a forgalomszabályzásról (traffic shaping), hogy az időérzékeny A/V streamek továbbítását más adatforgalmak ne veszélyeztethessék. Az AVB ennek megfelelően jól együttműködik egyéb hálózati forgalmakkal, nincs szükség dedikált hálózatra vagy bonyolult adminisztrációt igénylő VLAN

(15. RÉSZ)

alkalmazására. Jól mutatja az egyszerű kezelhetőséget, hogy egy egyszerűbb (pl. otthoni) hálózat plug and play switch-csel (107. ábra) is létrehozható. Az AVB egyetlen – nem elhanyagolható – hátránya, hogy az alkalmazásához szükséges AVB konform switchek széles körben nem terjedtek el, jóllehet a több gyártó (Cisco, Extreme Networks, Motu, Netgear, PreSonus) terméke is megtalálható a piacon.

Az eszközök maximális be- és kimeneti kapacitása készülékfüggő, 100 megabites összeköttetésen irányonként akár 64, gigabites összeköttetésen több száz csatorna jelei is közlekedhetnek.

A rendszert alkotó protokollok rétegmodellbeli elhelyezkedését a 108 ábra mutatja.

A jelforrásként működő végpontok az AVB terminológia szerint a „talker”-ek, a fogyasztók a „listener”-ek. Az összefogott csatornák neve stream. A streamenkénti maximális csatornaszám, illetve a streamek maximális száma készülékfüggő.

Az AVB multicast adattovábbítást használ. Egy jelfolyamot egy vagy több végpont is fogadhat. Több listener végpont esetén valódi multicast adattovábbítás valósul meg; a jelfolyamok csak az arra „előfizető” végpontokhoz jutnak el, nem árasztják el indokolatlanul a hálózatot.

A vezetékes AVB hálózat alapértelmezett késleltetése 2 ms („A” forgalmi osztály). Egyes készülékek támogatják az ennél kisebb késleltetési értéket is. Switchenként 325 μs késleltetéssel számolva a 2 ms 2 késleltetés a talker és a listener közti útvonalban legfeljebb 6 switch beiktatását teszi lehetővé (109. ábra). A lényegesen nagyobb késleltetésű WiFi hálózatok esetén 50 ms alapértelmezett késleltetést („B” forgalmi osztály) lehet választani.

109. ábra. Legfeljebb 7 hop-os útkülönbség mellett a hangszórók azonos fázisban sugároznak 107. ábra. Plug and play AVB switch

108. ábra. Az AVB protokoll stack

30 ELEKTRONET

Forgalomszabályzás Mivel a hálózat túlméretezése (over-provisioning) nélkül, kizárólag prioritáson alapuló forgalomszabályzási módszerekkel nem garantálható az A/V streamek kis késleltetésű, csomagvesztésmentes továbbítása, az AVB-nél kredit alapú forgalomszabályzást alkalmaznak. Ez az egyébként szintén prioritásos módszer úgy biztosítja az időzítés érzékeny média streamek megszakításmentes, rögzített késleltetési idejű továbbítását, hogy közben a best effort adatfolyamok számára is garantál sávszélességet.

A kreditalapú forgalomszabályzó algoritmus (110. ábra) a szivárgó vödör algoritmusra emlékeztet. A kimeneti portok előtt elhelyezkedő forgalomszabályzó – hasonlóan az egyszerű prioritásos szabályzóhoz – a kereteket prioritásuk szerint várakozási sorokba rendezi. Az A és B forgalmi osztályú streamek

XXVIII. évfolyam 1. szám

RENDSZERINTEGRÁTOR

keretei két külön sorba rendeződnek. A harmadik sorba a best effort alapon továbbított, nem AVB keretek kerülnek. Legmagasabb prioritása az „A” osztályú kereteknek van. Ennél alacsonyabb a „B” osztályú keretek prioritása, legalacsonyabb a nem AVB adatoké. Az AVB sorhoz ún. kreditek tartoznak, melyek összege az adott sor kereteinek továbbítása függvényében folyamatosan változik.

Egy keret AVB osztálysorból történő továbbítása csak akkor engedélyezett, ha az adott forgalmi osztályhoz kapcsolódó kreditek száma nagyobb vagy egyenlő nullával, és más sorokból nem történik kerettovábbítás. Amikor a forgalomszabályzó egy AVB-keretet eltávolít a sorból és továbbítja azt, az osztálysorhoz tartozó kreditek sendSlope sebességgel csökkennek. Ha az AVB sor nem üres, de folyamatban lévő más sorokból történő kerettovábbítás miatt a kereteknek várakozniuk kell, akkor a megfelelő AVB osztály várakozási sorhoz tartozó kredit az idleSlope paraméternek megfelelő sebességgel növekszik. Az algoritmus korlátozza az összegyűjthető kreditek maximális és minimális számát (hiCredit és loCredit paraméterek).

A kreditszámítás szabályai a következôk: 1. Ha a kredit pozitív, de nincs továbbítandó AVB stream keret, akkor a kredit nullázódik.

2. Az AVB stream keretek továbbítása során a kredit sendSlope sebességgel fogy.

3. Amikor a kredit negatív, és éppen nem történik AVB adatfolyam-továbbítás, a kredit értéke az idleSlope paraméternek megfelelően addig növekszik, amíg értéke nulla nem lesz.

4. Ha van a sorban AVB keret, de azt egy éppen továbbított nem AVB keret miatt nem lehet elküldeni, akkor a várakozás ideje alatt a kredit az idleSlope paraméter értékének megfelelően nő.

Ebben az esetben a kreditfelhalmozás nem korlátozódik nullára, és pozitív kredit is felhalmozódhat.

5. A kredit csak a lowCredit és hiCredit határok közti értékeket vehet fel.

Stream foglalás Az egyes adatfolyamok számára szükséges sávszélesség allokációt az IEEE 802.1Qat stream foglalási protokoll (Stream Reservation Protocol, SRP) biztosítja. Működésének lényege, hogy a forrás végpontok (talkerek) folyamatosan hirdetik a hálózaton adatfolyamaik rendelkezésre állását. Ha a hallgatók (listener végpontok) szeretnék megkapni valamelyik streamet, akkor válaszképpen jelzik igényüket („előfizetnek” rá). A hirdetések és hallgatási igények alapján, a forrás és a hallgató végpont(ok) közti switchek ellenőrzik, hogy a szükséges sávszélesség rendelkezésre áll-e. Ha igen, akkor a végpontok közti teljes útvonalon megtörténik a foglalás, és indulhat a stream továbbítása. Ha az összeköttetés valamely pontján nem áll rendelkezésre elegendő sávszélesség, akkor a két végpont közti foglalási kérelem elutasításra kerül. Alapértelmezés szerint a port sávszélességének 75%-a foglalható le az audió és videó streamek számára (111. ábra), mely érték a tényleges igényeknek megfelelően módosítható.

A nem AVB adatfolyamok számára alapesetben a foglalásokon felüli sávszélesség áll rendelkezésre. Ezen túlmenően, a lefoglalt, de a streamek által aktuálisan nem használt sávszélesség is a nem AVB keretek továbbítására fordítható.

111. ábra. Az AVB adatfolyam sávszélességének akár 75%-a lefoglalható az audió és videó streamek számára

Szinkronizálás

110. ábra. A kreditalapú forgalomszabályzás elve A rendszer automatikus finomhangolása – többek között – az idleSlope és sendSlope paraméterekkel történik.

A forgalomszabályzó gondoskodik az AVB keretek időben periodikusan történő továbbításáról, egyrészt megakadályozva ezzel a nagyméretű adatburstök kialakulását, másrészt biztosítja, hogy az AVB keretek továbbításának szakaszos szüneteltetése révén a nem AVB keretek is áthaladhassanak a hálózaton.

Az AVB eszközök (végpontok és AVB switchek) szinkronizálása a generalizált precíziós idő protokollal (generalized Precision Time Protocol, gPTP) történik. A gPTP a széles körben használt IEEE 1588 PTP egyszerűsített változata. Szemben a PTP 1. és 2. verziójával, melyek a 3. rétegben is működnek, a gPTP csak a 2. rétegeben használható. (A PTP működési elve a keretes szövegben olvasható.)

A gPTP teszi lehetővé, hogy a hálózat összes végpontjának média-órája szinkron járjon. A szinkron működés eredményeként – az egymástól akár távol elhelyezkedő – végpontok is egyidejűleg tudják az összetartozó média részleteket megszólaltatni, megjeleníteni. Az összetartozó hang és videó adatfolyamok egymás közti szinkronizálásának érdekében az AVB kereteket időbélyeggel látják el. Az időbélyeg a keret első mintájának pontos lejátszási idejét jelzi.

AVB transzport protokoll Az AVB szabvány két szállítási protokollt is definiál; a 2. rétegbeli IEEE P1722-t, és a 3. rétegben használható IEEE P1733.

WWW.ELEKTRO-NET.HU 31

RENDSZERINTEGRÁTOR

Gyakorlati jelentősége egyelőre csak a P1722-nek van, az RTP továbbfejlesztésének számító P1733-at nem implementálják a gyártók.

A P1722 szállítási protokoll Ethernet keretbe csomagolt Firewire csomagokat továbbít. A továbbítás izokrón módon történik. Az IEEE 1394 / IEC 61883 szabványnak megfelelően, a legkülönbözőbb audió és videó formátumok (LPCM, SPDIF, AES3, AM824, 32 bit FP, MpegTS …) adatai helyezhetők az IEC 61883 csomagokba. A Firewire csomagformátum választásának előnye, hogy az AVB végpontok interfészeiben nincs szükség formátumkonverzióra.

A streamek sorszámát és az időbélyeget a P1722 csomag fejléce tartalmazza, a prioritási osztály jelölésére pedig az Ethernet fejléc VLAN tagjének 3 bitjét használják. Az „A” prioritási osztály izokrón ciklusideje 125 μs, a „B” osztályé 250 μs. Az állandó adatsebességű streamet szolgáltató végpontoknak a ciklusidő vagy a ciklusidő többszörösének periódusában kell a kereteket küldeniük.

Változó adatsebességű streamek esetén a ciklikus kerettovábbítás nem kötelező.

Az AVB a formátumok tekintetében igen rugalmas. A hálózatban egyidejűleg különböző formátumú hang és videó streamek is továbbíthatóak. Eltérhet az adatfolyamok mintavételi frekvenciája, a felbontása, kódolása (LPCM, adatredukált) és csatornaszáma is. A mintavételi frekvencia maximális értéke 192 kHz, a felbontásé 32 bit3.

Az időbélyeg a különböző jelfolyamok (pl. kép és hang) egymáshoz történő szinkronizálására, illetve a különböző kimeneteken egyidőben való megjelenítésére szolgál.

112. ábra. Az AVBPT keret szerkezete

PRECISION TIME PROTOCOL Az IEEE 1588 precíziós óra szinkronizációs protokoll (PTP) helyi hálózatokba kapcsolt eszközök óráinak szigorú együttfutását biztosítja. Egyaránt használható swichelt és route-olt hálózatokban. Az IEEE 1580 protokoll alkalmazása esetén, a szinkronizált órák közti eltérés ±500 ns alatt tartható. A rendszer master-slave módban mûködik automatikus, speciális esetben kézi master választással.

A referencia órainformációt a hálózati eszközök közül választott grandmaster biztosítja. Az automatikus referencia kijelölést a Best Master Clock (BMC) algoritmus végzi. A BMC lényege, hogy az eszközök saját óráik paraméterinek összehasonlítása alapján eldöntik, melyikük órája a legpontosabb, és azt választják referencia órának. A grandmaster az idôbélyeget tartalmazó üzenet periodikus szétküldésén túl, bizonyos idôközönként saját paramétereit is szétküldi, hogy a hálózathoz újonnan csatlakozó eszköz eldönthesse, slave-ként szinkronizálja óráját a hálózathoz, vagy nekik kell átvennie a grandmaster szerepet. A slave eszközök folyamatosan figyelik a grandmastertôl érkezô Announcement üzeneteket, és azonnal reagálnak annak kimaradása esetén, vagy ha az abban küldött paraméterek változása azt indokolja. Ilyen helyzet, amikor az aktuális grandmaster eszköz valamilyen okból kilép a hálózatból, vagy referenciaforrásának elvesztése miatt pontatlanná válik. Ilyen esetekben igen rövid idô alatt, automatikusan a legpontosabb órával rendelkezô eszköz válik grandmasterré. Ha kettô vagy több azonos paraméterekkel rendelkezô óra közül kell grandmastert választani, akkor az eszközök MAC címe alapján történik a döntés. Manuális órareferencia kijelölést például a hálózat külsô órajelhez való szinkronizálása esetén lehet indokolt alkalmazni.

A slave-ként mûködô eszközök óráinak pontosításához a grandmaster rövid idôközönként multicast üzenetekben küldi szét az idôinformációt. (A szabvány 1. változatánál 1 másodperc, 2. változatánál a másodperc törtrésze a periódusidô.) A kerettovábbítási késleltetés miatt, az órák együttfutásának biztosításához a keretben érkezô idô késleltetéssel korrigált értékére kell a slave-ek óráját állítani. Ehhez a slave-ek kézfogásos üzenetváltásokon keresztül folyamatosan mérik a késleltetés nagyságát, és annak figyelembevételével pontosítják óráikat.

Az óraszinkronizáció folyamata a 114. ábrán követhetô végig. Leegyszerûsítve a folyamat a következô. Elsô lépésben a slave értesül a hálózati idôrôl.

Az információ a Sync üzenetben vagy azt követô Follow up üzenetben érkezik a mastertôl. A slave pontosítja saját óráját, de tudja, hogy az hálózati késleltetés miatt a Sync üzenet beérkezésekor a hálózati idô valójában már nem annyi volt, mint amit a master küldött neki. Ezért a második lépésben egy Delay Request üzenetet küld a masternek, amire a master visszaküldi neki a Delay Request üzenet vételének idejét. A slave most már ismeri a master és a közte lévô út kétszeri megtételéhez (Sync + Delay Request üzenet) szükséges idôt.

Feltételezve, hogy a késleltetés mindkét irányba azonos, ennek az értéknek felével pontosítja óráját.

Megj.: Az IEEE 1588 szabvány két változata (PTPv1 és PTPv2) nem kompatibilis egymással.

113. ábra. Az 1. és 3. végpont között – az útvonalban lévô nem AVB switch miatt – nem jöhet létre AVB kapcsolat

32 ELEKTRONET

114. ábra. Újonnan csatlakozó eszköz órájának szinkronizációja

XXVIII. évfolyam 1. szám

RENDSZERINTEGRÁTOR> [NAPRAKÉSZEN]

Vezérlés

AVB hagyományos switcheket is tartalmazó hálózatban

Az eszközök konfigurálására, vezérlésére, az eszközök közti kommunikációra, a streamek felfedezésére (discovery) dolgozták ki az alkalmazási rétegben működő IEEE 1722.1 protokollt. A felsorolt funkciókra a gyártók az IEEE 1722.1 mellett más protokollokat (pl. SIP, RSVP, Zeroconf …) is implementálnak.

Az AVB streamek továbbításához a végpontoknak közvetlenül, vagy AVB switcheken keresztül kell csatlakozniuk. A foglalás hagyományos switch(ek)en keresztül nem jön létre, mivel a nem AVB konform switchek nem tudják értelmezni a stream foglalási protokollt. Ha a hálózatban hagyományos switchek is vannak, akkor egymástól elszigetelt AVB tartományok alakulnak ki, az AVB eszközök pedig csak saját tartományukon belül tudnak egymással kommunikálni (113. ábra). (folytatjuk)

[1] AZ ELNEVEZÉSSEL SZEMBEN AZ AVB HÁLÓZATOKBAN NEM HÁLÓZATI HIDAKAT (BRIDGE), HANEM SWITCHEKET ALKALMAZNAK. [2] A „BûVÖS” 2 MS-OS ÉRTÉK AZ ELôADÓK MAXIMUM 10 MS-OS KÉSLELTETÉS TOLERANCIÁJÁBÓL SZÁRMAZIK. EGY ZENÉSZ ÁLTAL MEGSZÓLALTATOTT HANG NEM HAT ZAVARÓLAG, HA MÉG 10 MS-ON BELÜL ELJUT A FÜLÉBE. A JELFELDOLGOZÓ ELEKTRONIKÁRA, VAGY A KÉSLELTETÉSÉRE 8 MS-OT HAGYVA A 10-BôL 2 MS MARAD A HÁLÓZATI JELTOVÁBBÍTÁSRA. [3] 32 BITES LEBEGôPONTOS, ILL. 24 BITES FIXPONTOS LPCM + 8 BITES META-ADAT ÁBRÁZOLÁS.

JÁKÓ PÉTER

EGYFÁZISÚ GÁZNYOMÁS-SZABÁLYOZÓ OXIGÉNHEZ EGÉSZSÉGÜGYI ALKALMAZÁSOKHOZ Az OxyReg egy membrános működtetésű nyomásszabályozó oxigénhez. A nyomásérték gyári beállításból származik, amely nem megváltoztatható még erőszakos próbálkozás útján sem. Ez nagy pontosságú és állandó kimeneti nyomást biztosít, kiküszöbölve a rongálási szándékból adódó eseteket.

Az olyan kiváló minőségű anyagok, mint a rozsdamentes acél vagy az FDA tanúsítvánnyal is rendelkező Grivory® GV-5

FWA szavatolják, hogy a kulcsfontosságú alkatrészek kompatibilisek az egészségügyi felhasználással, legyen az egy komplex lélegeztetőkészülék vagy egy oxigénellátó rendszer nyomáscsökkentő egysége.

Az OxyReg fôbb mûszaki jellemzôi röviden: kompatibilitás oxigénnel és inert gázokkal, membrános technológia, egészségügyi alkalmazásokhoz,

kompakt, robusztus, vegyszereknek ellenálló kialakítás, min. 1 bar, max. 8 bar nyomás, kifolyónyílás átmérője: 0,635 cm, áramlás: 400 liter/perc, 600 liter/perc, 700 liter/perc, 800 liter/perc.

WWW.PROTECT-AIR.COM

IPARI GÁZTURBINÁK GÁZFELDOLGOZÓ ÜZEMEKNEK A Siemenst választották ki két SGT-300 ipari gázturbina szállítására egy, a kanadai Alberta tartománybeli Montney városában működő termelőüzem számára. A berendezésekre szóló megrendelés, amelyet a vevő fővállalkozója (EPC) adott, az SGT-300 turbina első alkalmazását jelenti Kanadában.

A gázfeldolgozó üzem az Edmontontól északkeletre található Grande Prairie régióban működő ügyfél termelésének növelését segíti és a vállalat meglévő víztelenítő és sűrítőlétesítménye mellett épül fel. A 2020. évi átadása után az üzem az ügyfél számára további napi 50 millió köbláb földgázfeldolgozási kapacitást és napi 30 000 hordó kondenzátumstabilizálási kapacitást biztosít majd.

A két SGT-300 ipari gázturbina, amely együtt 12 megawatt villamos energiát termel, megfelel a projekt minden követelményének és kompresszorokat fog hajtani a létesítményben. Az SGT-300 egy robusztus, bevált gázturbina, amelyet áramtermelésre és mechanikus hajtási alkalmazásokhoz használnak a világ különböző tájain. A

gázturbina hírnevét leginkább az olaj- és gáziparban szerezte kompakt felépítésével, egyszerű helyszíni karbantartásával és megbízhatóságával.

A gáztermelő üzem számára összeállított turbinacsomag ház nélküli kivitelben készült, ami lehetővé teszi, hogy az egész üzemet átfogó tűzriasztó és tűzoltó rendszer gondoskodjon a dolgozók biztonságáról ságáról az egész létesítményben. E megoldáss akadálytalan hozzáférést tesz lehetővé a karbantartási és szemrevételezéses ellenőrzések ések során. „A nagyfokú hatékonyságának, k, innovatív száraz, alacsony kibocsátású égőrendszegőrendszerének, és a globális szinten felhalmozódott mozódott több mint 4,5 millió órányi üzemeltetési zemeltetési tapasztalatnak köszönhetően az SGT-300 egység logikus választás volt ehhez hez a projekthez – mondta Matthew Chinn, nn, a Siemens New Equipment Solutions ns Worldwide részlegének ügyvezető alelnöke.

– Ezek a szolgáltatások végső soron ron a vevő üzemeltetési és karbantartási költségeit tségeit minimalizálják az üzem élettartamaa során.”

A két SGT-300 egység szállítására várhatóan 2019 nyarának vége felé kerül sor, mindössze 10 hónappal az első megrendelés után. Az egységeket a tervek szerint 2019 őszén helyezik üzembe. „A Siemens gázturbináit továbbra is előnyben részesítik Kanada északnyugati részén az olaj- és gázipari alkalmazások széles körénél – mondta Patrice Laporte, a Siemens America Oil and Gas üzletágának alelnöke. – Ez lesz az SGT-300 első alkalmazása az országban, és örömünkre szolgál, hogy együttműködhetünk az ügyféllel és EPC-jével a termelés jövőbeli növelésének támogatása érdekében a Grande Prairie régióban.”

WWW.SIEMENS.HU

WWW.ELEKTRO-NET.HU T 33

RENDSZERINTEGRÁTOR

A KVANTUMINFORMATIKA KÜSZÖBÉN A KVANTUM-ÖSSZEFONÓDÁS A kísérteties távoli hatás A kvantumrészecskék összefonódása (entanglement) egy újabb olyan jelenség, ami a matematikai leírásból nyilvánvaló, de elfogadása, magyarázata sokszorosan megosztotta a kvantumtechnika kutatóit. A történet, amint már említettük, 1935-ben kezdődött az EPR gondolati kísérlettel. Einstein és munkatársai kiszámítottak néhány, szerintük elfogadhatatlan, az ismert makrofi zikai törvényeknek, az okság elvének, a relativitáselméletnek, a fénysebességnek mint sebességkorlátnak ellentmondó kvantumviselkedést. A hullámegyenletekből levezették, hogy amennyiben a kvantumszámításokat elfogadják, a kvantumelmélet nem lehet egyszerre lokális, realista és teljes elmélet.

Az eredmények azt fejezték ki, hogy az egy rendszert alkotó részecskék között valamilyen kapcsolat van a továbbiakban, akkor is, ha azok sok ezer fényévnyi távolságba kerülnek egymástól. Ha az egyik részecske spinjét valamilyen hatás megváltoztatja, a másik spinje is változik.

Már önmagában a különleges kapcsolat, amit rövidesen összefonódásnak neveztek el, megdöbbentő, de még inkább az, hogy ez a kölcsönhatás bármilyen nagy távolság esetén is fennáll (nonlokalitás, non-locality). A lokalitás elve szerint, ha egymástól olyan távol kerülnek objektumok, hogy már fénysebességű kapcsolat is kevés lenne egymás befolyásolására, akkor közöttük nincs is hatáskapcsolat. A részecskék közötti tetszőleges távolság ellenére fennálló kapcsolatot nevezte Einstein kísérteties távoli hatásnak.

Mivel a számítások az egymásra hatás megvalósulásának időtartamát nem tartalmazták, elvileg azonnalinak kellene lennie. A matematikai formalizmus szerint az összefonódott részecskék alkotta rendszer állapotát nem lehet a részrendszerek állapotának független megadásával leírni.

Mindezt az EPR paradoxon megfogalmazói úgy értékelték, hogy íme, bizonyítást nyert, hogy a kvantumelmélet nem helyes, de legalábbis nem teljes, valami alapvető ismeret, valami rejtett paraméter hiányzik belőle.

34 ELEKTRONET

(9. RÉSZ)

Mivel egyelőre nem álltak rendelkezésre olyan technikai eszközök, amik lehetővé tették volna az összefonódás jelenségének kísérleti tanulmányozását, a kvantumvilágot kutatók egyre újabb gondolatkísérletekkel, majd magyarázatokkal próbálták feloldani a paradoxont. Mindenesetre a Stern–Gerlach-kísérlet, amiről később szólunk, reményt adott arra, hogy az elektronok és fotonok mellett akár atomok kvantumviselkedését is meg lehet figyelni, de az összefonódott részecskék megtalálása vagy felismerése, esetleges mesterséges előállítása az 1930-as években még nem volt lehetséges.

Az összefonódást és a nonlokális egymásra hatást tehát az 1930-as években gondolatkísérletek során szemléltették.

Az 58. ábrán vázoltuk egy ilyen kísérlet eseménysorát. Valamilyen, egyelőre technikailag nem kivitelezhető módon előállítanak egy részecskepárost (1), melyek egy rendszert alkotnak, kvantum-összefonódott állapotban vannak. A páros két tagja (2 és 3) természetes vagy mesterséges módon eltérő utakat jár be (4 és 5).

Mint kvantumrészecskék, tulajdonságaik szuperpozícióban vannak, s hullámként terjednek a térben (6 és 7). A 3 jelű részecske egy mérőkészülékkel (8) találkozik, ami a jellemzőinek meghatározza az értékét, összeomlasztva a szuperpozícióját (9). És ezzel az eseménnyel azonos időben, az eddigi történések „hatására” (10) az 1 jelű részecske szuperpozíciója is összeomlik (11), s a mérhető tulajdonságai a 3-nál mért értékekkel összhangban alakulnak.

Kicsit konkrétabban pl. elektronokkal lehet lejátszani az eseményeket. Az összefonódott, egy rendszert alkotó elektronok

" "

eredő spinértéke zérus, egy adott pillanatban az egyik elektroné pozitív (+½), a másiké negatív (–½). Mindkét elektronnál az állapotukat leíró hullámfüggvény szerint változik a kifejlődésük során a spinérték (a két spinállapot szuperpozíciójában vannak), de a kettőé előjelben mindig eltér, hogy az eredő zérus legyen. Így terjednek hullámként a térben, akármilyen hosszú ideig, egyre távolodva egymástól. Amikor aztán az egyiknek megmérik a spinértékét (összeugrasztva a szuperpozícióját), abban a pillanatban a másiknál is összeomlik a szuperpozíció, és az ettől kezdve korpuszkulaként viselkedő elektron a műszeres mérésnél kapott spinértékével ellentétes spinértéket vesz fel. A szuperponált állapot megszűnésekor az összefonódottság is megszűnik.

Ez a hatás, egymás ilyen módon történő pillanatszerű, tetszőleges távolról történő befolyásolása valóban kísértetiesnek tűnik: a makrovilágban nincs analóg viselkedés! Feltételezték, hogy a természetben az összefonódás rövid idő alatt megszűnik, akár spontán módon is, ezért nem sikerül ráakadni ilyen részecskékre. A kvantum-összefonódás létrejöttét koherenciának vagy koherens szuperpozíciónak nevezik, a megszűnése a dekoherencia jelensége, más kifejezéssel élve ez az addig összefonódott részecskepáros szinkronizációja.

Mára egyértelművé vált, hogy az öszszefonódás a kvantummechanika egyik alapjelensége. Összefonódott párt alkothat két elektron, két foton, de két, egyéb kvantumrészecske, akár atom is. Ám összefonódott állapotba kerülhet két különböző részecske is, sőt, egyetlen részecske két állapotváltozója között is lehet ilyen kapcsolat. Mára már makroszkopikus testek között is kimutatták a jelenséget!

A Stern–Gerlach-kísérlet

58. ábra. Összefonódott részecskék egymásra hatása

A kvantum-sszefonódás jelenségével foglalkozók mérési sorozatokat végeztek elektronok és fotonok vizsgálatára, de úgy tűnt, nem lehet összefonódott részecskékre „véletlenül” rábukkanni: csak akkor lehet előbbre lépni, ha ilyeneket elő tudnak majd állítani.

XXVIII. évfolyam 1. szám

RENDSZERINTEGRÁTOR

A kísérleti munka sokszor sötétben tapogatózás, példa erre Otto Stern és Walther Gerlach német fizikusok 1922-ben elvégzett kísérlete. Igazolták, hogy az ezüstatomok impulzusmomentuma kvantált, valójában pedig közvetlenül észlelhetővé tették az elektron spinértékét!

Az ezüstatomok elektromosan semlegesek, homogén mágneses tér ezért nem hat rájuk. Inhomogén mágneses térben viszont eltérülnek. Egy hevített „kályha” bocsátotta ki az ezüstatomokat, azokat blendén keresztül, sugárként inhomogén mágneses téren vezették át (59. ábra). Az atomok mágneses momentuma következtében történt kölcsönhatás. Ha a momentum bizonyos értéktartományon belül tetszőleges értékű lehet, a felfogóernyőn egy szétkenődő, foltszerű kép jelenik meg.

Ehelyett két határozott, jól elkülönülő, kis folt volt az eredmény, ami arra utalt, hogy a momentumnak csak két, diszkrét értéke létezik az atomokban. A kísérlet idején még az elektron spinjét nem fedezték fel, így csak később derült ki, hogy a kísérlet lényegében a spin közvetlen megfigyelését tette lehetővé (az ezüstatom legkülső elektronhéján lévő elektronét). Az ezüstatomban 47 elektron található, 46 az alsóbb energiaszinteken, a legfelsőn pedig egy. A belső 46 elektron spinje páronként kiegyenlíti egymás hatását, az atom mágneses viselkedését a külső pályán lévő elektron határozza meg.

1927-ben T. E. Phillips és J. B. Taylor hidrogénatomokkal is megismételte a kísérletet (ugyanolyan eredményt kapva), s így egyértelművé vált, hogy a tapasztalt jelenség nem az ezüstatom különleges tulajdonsága, hanem az atomok általános kvantumtulajdonsága. Később derült ki, hogy tulajdonképpen az elektron spinjét sikerült megmérniük.

A Stern–Gerlach-kísérlet jelentőségét emléktábla fejezi ki a Frankfurti Egyetem Elméleti Fizikai Intézetének falán (60. ábra), ahol a két kutató híressé vált kísérletét végezte. Ugyanakkor, a Stern– Gerlach-készülék azóta is a kvantumrészecskék mágneses momentumának vizsgálatára és esetenként manipulációjára szolgáló eszköz maradt.

Újabb gondolatkísérletek az összefonódottsággal kapcsolatban A részecskék viselkedésének értelmezésére kialakult az a két alapvető nézet, ami ma is két csoportra osztja a kutatókat.

Az ún. koppenhágai interpretáció (támogatói pl. Heisenberg, Bohr) szerint a részecskék jellemzőinek statisztikai értéke kiszámítható ugyan, de egy konkrét részecske állapotát csak valószínűségekkel lehet leírni. Ez az értelmezés a mérésnek kitüntetett, különleges szerepet tulajdonított, hiszen a kvantumelméleti valószínűségi világból ez „váltja át” a részecskét adott, mért értékekkel jellemezhető makrovilági szereplővé. Ezzel a nézettel szemben állt Einstein, Planck, de Broglie, Schrödinger is, akik az egyes részecske jellemzőinek mindenkori meghatározottságát állították. Szerintük az összefonódott részecskék tulajdonságai kiindulási helyzetükben eleve adottak, egy későbbi időpontban, helyen fellépő értékeik kiszámolhatóak (determinisztikusak). Ők ugyanis folyamatosan arra törekedtek, hogy makrovilágbeli tudással megmagyarázhatóvá, kiszámíthatóvá tegyék a kvantumvilágot, de legalábbis összhangba tudják hozni azokat.

Einstein és munkatársai cikkére, amiben ismertették a felfedezett paradoxont, Niels Bohr válaszcikkben reagált. Ebben az EPR paradoxon keltette feszültséget

oldotta azzal, hogy a kvantumrészecskék kettős tulajdonságait nem vagylagos lehetőségeknek, egymást kizáró viselkedéseknek írta le, hanem egymás kiegészítőinek, komplementereinek. A komplementaritás elve többek között azt jelenti, hogy a részecskék vizsgálatánál bármikor át lehet térni az egyik fajta leírásról a másikra és viszont, aszerint, ahogyan a vizsgálat, az értékelés megkívánja. A határozatlansági egyenletekben szereplő mennyiségeket is komplementereknek tekintette, ezzel magyarázta, hogy egyszerre mindkettő nem határozható meg abszolút pontosan. A nemlokalitást pedig egyszerűen a részecskék alaptulajdonságának tekintette. Arra pedig semmi szükség, hogy a kvantumeseményeket és a makrovilágot összhangba hozzuk – az két, elkülönült területe a valóságnak.

Az EPR paradoxon igazolására vagy esetlegesen cáfolatául javasolta David Bohm amerikai fizikus (61. ábra) azt az egyszerűsített kísérletet 1951-ben, ahol két elektron szerepel párként, melyek egyesített spinje zérus. Sürgette a kísérlet valóságos lefolytatását (ami 1982-ig váratott magára), ő egyelőre gondolatkísérletként foglalkozott vele. A háttérben egy nemlokális, rejtett változót feltételezett.

John Bell (62. ábra, következő oldalon) ír fizikus az EPR paradoxon és annak Bohm által javasolt kísérleti vizsgálatának gondolatsora alapján foglalkozott a kísérteties távoli hatás és a nonlokalitás kérdéskörével.

1964-ben egy statisztikai jóslatot ismertetett (Bell-egyenlőtlenség), ami teljesülése esetén kizárja egy rejtett paraméter létezését is (ami az egyik részecske mérésekor a másik részecskét „értesíti” az eseményről), és a determinisztikus, eleve meghatározott értékek létét is (amit a lokális rendszerek kiterjesztése sugallna).

59. ábra (fent). A Stern–Gerlach-kísérlet vázlata 60. ábra (jobbra). Stern–Gerlach-emléktábla

WWW.ELEKTRO-NET.HU 35

RENDSZERINTEGRÁTOR

61. ábra. David Bohm

62. ábra. John Stewart Bell

63. ábra. Alain Aspect

Az elsô kísérleti eredmények, értelmezések

szerint: „Az összefonódás a kvantummechanika egyik legbizarrabb, ugyanakkor legfontosabb tulajdonsága!”

Kialakult az a nézet, hogy az összefonódott kvantumrészecskék valójában egyetlen kvantumfizikai objektum, így értelmetlen a sokat idézett távolságról beszélni, annak nincs jelentősége. Lényegében a kvantum-összefonódás kísérleti megvalósításai, melyek azóta egyre nagyobb távolságok mellett mutatják ki ezt a különös hatást, folyamatosan igazolják a kísérteties távolbahatás működését.

regényekből és filmekből ismert teleportálás megvalósításának kapujában állunk – olvasható. Természetesen valójában szó sincs semmilyen anyagi objektum átviteléről, a távoli hatás révén kvantumállapot jelenik meg a kísérlet eredményeképpen egy távoli részecskén. Ha az egyik fotonon mérést végzünk és megállapítjuk a polarizációja irányát, a foton addigi szuperponált állapota megszűnik, összeomlik. De ugyanekkor a másik, vele összefonódott állapotban lévő foton szuperpozíciója is öszszeomlik, s annak a polarizációja is felveszi konkrét értékét. Ez a hatás került átvitelre, ha úgy tetszik, a polarizációs állapotot teleportálták a kísérletben.

Mindenesetre a teleportáció során nagy (akár sok fényévnyi) távolságra, zérus terjedési idő alatt alakul ki egy válaszlépés a kísérletezők által végrehajtott változásra.

Ez az esemény sokakban a végtelen nagy sebességű információátvitel képzetét keltette fel. De a kvantumfizikusok hamar kimutatták, hogy önmagában a kvantum-teleportáció nem alkalmas információ továbbítására.

Kidolgoztak egy egybites adatátviteli, tehát kommunikációtovábbítási esemény-

Bell sürgette az egyenlőtlenség kísérleti igazolását. Csak a kvantumoptika megjelenése teremtette meg a kísérleti munka lehetőségét. 1972-ben John Clauser munkacsoportja kísérelte meg az összefonódás bemutatását, de a fizikustársadalmat csak Alain Aspect (63. ábra) francia fizikus 1982-ben elvégzett párizsi kísérlete győzte meg. Tulajdonképpen ezek voltak az első olyan, ténylegesen végrehajtott fizikai kísérletek, melyekben összefonódott kvantumrészecskék szerepeltek. A kísérletekben mesterségesen állítottak elő összekapcsolódott részecskéket, majd szétválasztották azokat, s egy meghatározott távolságban a keletkezési helytől megmérték az egyiket, s ugyanekkor megfigyelték a másik összefonódott viselkedését. Maga az összefonódottság és az egymásra hatás tehát igazolódott a kísérletekben! Ezeket a kísérleteket azóta mások is elvégezték, hasonló pozitív eredménnyel. Az eredmények értékelése ismét meghökkentette a fizikusokat: A spect kimutatta, hogy a Bell-egyenlőtlenség a kísérletben sérül! Sokak szerint ez az eredmény – Einstein magyarázataival szemben – a koppenhágai értelmezés igazát bizonyítja. A nemlokális egymásra hatás, az ismeretlen jellegű kapcsolat pedig igazolt módon fellép a részecskék között.

Ez ugyan a mindennapi gondolkodásunkkal nincs összhangban, de úgy tűnik a kvantumvilág így működik!

Az összefonódott állapotok egyik viszszafogott értelmezése a következő: térben elválasztott kvantumobjektumokon elvégzett mérések eredményeiben olyan fokú statisztikus korreláció mutatkozik, ami klasszikus valószínűségekkel nem értelmezhető. Kristian Jensen amerikai fizikus

36 ELEKTRONET

A kvantum-teleportáció fogalma

A kvantumfizikusok az összefonódottság kísérletei kapcsán bevezettek egy új fogalmat, ez a kvantum teleportáció (quantum teleportation). Azt az eseményt illetik ezzel az elnevezéssel, amikor az összefonódott részecskék egyikén végzett beavatkozás (többnyire mérés) hatására a tőle jelentős távolságban lévő társa is változáson megy át, mégpedig olyan változáson, melynek kimenetelét az elsőn végbement változás determinálja. Rövidebben szólva: az egyik részecskén végzett művelet eredménye a másik részecske állapotát meghatározottá teszi. Ha 64. ábra. Információtovábbítás az 7RYiEEtWRWW $

úgy tetszik, kvantumálla- összefonódás felhasználásával iOODSRW~ IRWRQ potot lehet kiváltani a tá%RE voli részecskén.

0ĦYHOHWNpS]Ę .pW NODVV]LNXV ELW HOHP Ez a kifejezés sajnos félreérthető, ami csak a $OLFH +DJ\RPiQ\RV 0ĦYHOHWNpS]Ę későbbiekben derült ki.

DGDWiWYLWHOL HOHP FVDWRUQD Amikor a kvantum-tele.YDQWXP iWYLWHOL FVDWRUQiN portáció távolsága újabb és újabb rekordokat ér el, az eseményeket népszerűsítő 7RYiEEtWDQGy $

gVV]HIRQyGRWW iOODSRW~ IRWRQ sajtócikkekben sokszor a IRWRQSiURV (35 részecskék átviteléről jeleIRUUiV

nik meg tudósítás. A sci-fi

XXVIII. évfolyam 1. szám

RENDSZERINTEGRÁTOR

sort, amelyben kvantum-teleportáció is szerepet kap. A 64. ábrán felvázolt információátviteli kísérletet már sok kvantumfizikai laboratóriumban sikerrel végrehajtották, különféle teleportálási távolságokra. A kísérletben a kvantumoptika eszközrendszerét alkalmazzák, a kezelt részecskék fotonok. Ezeknél ugyanis a pontosan meghatározott távolságra történő eljuttatás optikai kábelek révén egyszerűen megvalósítható.

A kísérletben ún. kvantumkaput, kvantumszámítási műveletet végző egységet is fel kell használni. Ezek a kvantuminformatika eszközei, képesek kvantummenynyiségek között, vagy akár kvantummenynyiség és hagyományos logikai jelek között is műveleteket végezni. A későbbiekben a kvantumkapukkal kicsit részletesebben is megismerkedünk majd.

A kvantum-teleportációt megvalósító kísérletekben a kiindulási és a célállomást nem egyszerűen betűkkel (A, B) szokás jelölni, hanem személynevekkel, többnyire az Alice és a Bob nevekkel. A küldőállomás Alice, az információt Bob fogadja, így szerepel ez az ábránkon is.

Alice kap egy fotont, ennek az állapotát, polarizációját nem ismeri. El kell érnie, hogy egy Bobnál lévő másik foton ugyanolyan polaritású legyen, mint a hozzá beérkezett. A továbbítandó információ tehát egy foton polarizációja. Az átvitelhez felhasználnak egy összefonódott fotonpárt, amit egy EPR-forrás kelt (ez az összefonódott részecskepárokat előállító készülék szokásos megjelölése). Az összefonódott fotonpárost szétválasztják, külön utakon eljuttatják a fotonokat Alice-hoz és Bobhoz. Az Alice munkahelyén lévő kvantum-műveletvégző megméri a beérkezett fotont (ezáltal megtörténik a szinkronizáció a Bobnál lévő fotontárssal). A korábban összekapcsolódott fotonok felveszik a megegyező polaritásértéküket. A továbbítandó polaritás értékét és a megmért polaritás értékét feldolgozva a műveletvégző a lehetséges négy eredményt kétbites, hagyományos logikai jelként állítja elő (hiszen mindkét esetben a polaritás vízszintes vagy függőleges lehet). Ezt a két bitet felhasználva Bob műveletvégző egysége a beérkezett, dekoherencia utáni foton polarizációját is figyelembe véve meg tudja

határozni az elküldendő polarizációt. Egy ilyen polarizációjú fotont állít elő az egység, ez a kimeneti jel, így jelenik meg az elküldésre szánt polarizáció.

A kísérletet sokan elvégezték: bebizonyították, hogy az információtovábbítás ily módon lehetséges. Igaz, hogy Alice fénykábelen a kapott fotont egyszerűen átküldhetné Bobhoz, de a feladat a kvantum-teleportáció felhasználása. A kísérleteket egyre nagyobb távolságok beiktatásával is sikeresen el lehetett végezni. A kísérletek során nyilvánvalóvá vált, hogy a távolság növelésével megnő az összefonódott részecskék spontán dekoherenciájának a veszélye. A kísérlet ugyanakkor az összefonódottság és a dekoherencia igazolását is szolgálja, így a kvantum-teleportáció megvalósulását is.

A kvantum-teleportációs kísérletek során ezért legtöbbször a bemutatott kísérleti elrendezést használják fel.

A kísérlet ugyanakkor azt is megmutatta, hogy ezen az úton nem lehetséges a fénysebességnél gyorsabb kommunikációt elérni. Alice-től a kétbites információt ugyanis hagyományos adatátviteli módszerrel kell Bobhoz eljuttatni, így pl. fénykábelen, fénysebességgel. De annál nem gyorsabban…

Növekvô távolságok a kvantumteleportációs kísérletekben A modern kvantum-teleportációs kísérletek első jelentős eredménye Anton Zeilinger (65. ábra) osztrák fizikus nevéhez fűződik. Kutatócsoportja 2003ban állított elő először összefonódott fotonpárost, majd rövidesen 600 m-es távolságra küldött fotonoknál sikerült a kvantum-teleportációt kimutatniuk. A kísérletekben a szétválasztott, összefonódott állapotú fotonokat feltekercselt üvegszálkábeleken vezetik egyre hosszabban, így a mérőberendezés teljes mérete nem túlságosan nagy. Ugyanakkor észrevehető a fénykábel csillapításának hatása.

Mindenesetre Zeilingerék 2012-ben már 143 km-es távolságban is kimutatták a kvantum-teleportáció megvalósulását!

Időközben felépült a Nagy Hadronütköztető, a CERN (66. ábra). Már az

66. ábra. CERN-LHC-részlet

65. ábra. Anton Zeilinger építkezés és felszerelés idején, 2008-ban elvégeztek itt is egy kvantum-teleportációs kísérletet, ami sikerrel zárult: az elért távolság 18 km volt.

2016-ban Kína egy kvantumtechnikai műholdat küldött fel Föld körüli pályára, és 2017. júniusban beszámoltak eredményeikről. Az 500 km magasságban keringő műholdról két tibeti fogadóállomásra elküldték egy összefonódott fotonpáros két tagját, majd megvalósult a dekoherencia. A fotonok a szinkronizációkor egymástól 1203 km távolságban voltak!

A fantasztikus eredmény elérése során a kvantum-teleportáció alkalmazásának nehézségei is megnyilvánultak. A kísérlet során igen nagyszámú fotonpárost kellett indítani, hogy megfelelő bizonyossággal a sikeres eredményt ki lehessen mutatni. A fotonok többsége elveszett a légköri zavarás és egyéb hatások következtében, vagy már útközben fellépett a dekoherencia. A tibeti magaslatokon lévő fogadóállomásokat is azért választották, hogy a légköri zavarás hatása minél kisebb legyen.

Mint majd látjuk, a kvantum-teleportációnak igen nagy a szerepe a kvantuminformatika különféle megoldásaiban, ezért fontosak azok a kísérletek, melyek kézbentartott módon, egyre nagyobb távolságokban valósítják meg ezt a jelenséget. Már a kvantumrészecskék szuperpozíciós állapota is elég sérülékeny, a kísérletekben óvni kell a környezet hatásaitól. Még érzékenyebb az összefonódottsági állapot. A gyakorlati felhasználás érdekében törekszenek a kutatók arra, hogy ne csak laboratóriumi körülmények között, hanem szabadban is meg tudják valósítani az összefonódott kvantumrészecskék dekohetrencia nélküli szétválasztását, továbbítását. (folytatjuk) DR. MADARÁSZ LÁSZLÓ, OKLEVELES VILLAMOSMÉRNÖK

WWW.ELEKTRO-NET.HU 37

OLVASSA NAPONTA FRISSÜLÕ PORTÁLUNKAT!

DIGITÁLIS ÁTÁLLÁS, PROFI SEGÍTSÉGGEL A napjainkban tapasztalható, robbanásszerű technológiai fejlődés számos lehetőséget tartogat a vállalatok részére, ugyanakkor a versenyhelyzetet is kiélezi. Hiszen, aki nem képes lépést tartani az új megoldások megjelenésével, az nem tud naprakész termékeket és szolgáltatásokat kínálni ügyfeleinek

WWW.ELEKTRO-NET.HU/SUSE-PROFI

PARTNEREINK

Amper 2019

39. o.

Atys-co Kft.

23. o.

Electrosub 2019

4., 11. o.

Endrich Bauelemente Vertriebs GmbH

20., 21. o.

A GYERMELYI EGYRE HATÉKONYABB

Ipar Napjai 2019

A Gyermelyi Zrt. 2018-ban 7,2 milliárd forintos beruházással egy új tésztagyárat épített, amellyel a gyár kapacitása évi 70 000 tonnára duplázódott. Az új üzem mellett felépült egy 11 600 raklap befogadására alkalmas automata magasraktár is, amelyet teljes mértékben az ABB technológiájával automatizáltak. A tésztagyártó ezzel a kelet-közép-európai régió meghatározó tésztagyártó központjává vált

Microchip Technologies

19., 40. o.

Rohde & Schwarz Budapesti Iroda

28., 29. o.

TME Sp. z o. o.

2. o.

17. o.

AZ ELEKTRONET A

WWW.ELEKTRO-NET.HU/GYERMELYI-ABB

MÉDIAPARTNERE

ETALON A GAMERGÉPEK KÖZÖTT Az idei Consumer Electronics Show (CES) kiállításon a Dell és az Alienware egy sor innovációt jelentett be: csúcsminőségű, vékony, könnyű és megfizethető gépeket az amatőr és a profi játékosok számára – a növekvő PC-s gamerpiac igényeinek kielégítése, valamint a személyre szabottabb és elérhetőbb játékélmény érdekében

WWW.ELEKTRO-NET.HU/DELL-ALIENWARE

NAGYSZABÁSÚ, INTELLIGENS MÉRÔRENDSZERPROJEKT ÍRORSZÁGBAN A Kamstrup–Siemens konzorcium az ESB Networks ír energiaszolgáltató cég számára 250 000 elektromos fogyasztásmérőből, egy távoli leolvasórendszerből és egy adatkezelő rendszerből álló intelligens mérőrendszer-megoldást szállít. A projekt végrehajtását a 2019–2020. évben tervezik

WWW.ELEKTRO-NET.HU/SIEMENS-KAMSTRUP

A DIGITALIZÁCIÓ SEGÍTHET A GDP-BÔVÜLÉSBEN Az év végi elemzések szerint Magyarország a GDP növekedésben az uniós országok élmezőnyéhez tartozott 2018-ban. A gazdasági bővülésre ható tényezők közül talán kevesebbet foglalkoznak az elemezések a digitális transzformációval

WWW.ELEKTRO-NET.HU/DIGITALIZACIO-GDP ELEKTRONET – ÜZLET ÉS ELEKTRONIKA

ALAPÍTVA: 1992

MEGJELENIK ÉVENTE NYOLCSZOR  XXVIII. ÉVFOLYAM 1. SZÁM – 2019. FEBRUÁR Főszerkesztő: Heiling Zsolt  Szerkesztők: Dr. Sipos Mihály, Gruber László, Kovács Péter  Nyomdai előkészítés: Banach Nagy Milán  Korrektor: Márton Béla  Értékesítési igazgató: Tavasz Ilona Tel.: (+36-20) 924-8288  Előfizetés: info@heiling-media.hu Nyomás: Pethő Nyomda Kft.  Kiadó: Heiling Média Kiadó Kft. 1142 Budapest, Erzsébet királyné útja 125.  A kiadásért felel: Heiling Zsolt igazgató  A kiadó és a szerkesztőség címe: 1142 Budapest, Erzsébet királyné útja 125., Ravak Business Center, 306. iroda.  E-mail: info@elektro-net.hu  Honlap: www.elektro-net.hu  A lapot alapította: Sós Ferenc  A hirdetések tartalmáért nem áll módunkban felelősséget vállalni!

Az ELEKTRONET kiadója a Magyarországi Elektronikai Társaság tagja

HU ISSN 1219-705 X (nyomtatott) HU ISSN 1588-0338 (online)

38 ELEKTRONET

XXVIII. évfolyam 1. szám