ElektroNet Magazine, 2020/02 by Milán Banach Nagy

REFLEKTORBAN AZ ENERGIAELLÁTÁS

ELEKTRONET ELEKTRONIKA ÉS ÜZLET

WWW.ELEKTRO-NET.HU

XXIX. ÉVFOLYAM 1. SZÁM – 2020. FEBRUÁR

VAN-E FÉLNIVALÓ A ROBOTIZÁCIÓTÓL? IPAR NAPJAI 2020 ÚJ Fibocom LPWA MODEMEK MEGBÍZHATÓ DETEKTÁLÁS FOTOCELLÁS ÉRZÉKELÔKKEL VALÓSIDEJÛ ALKALMAZÁSOK LINUXSZAL EGY ÚJABB LÉPÉS AZ ÁRAMMÉRÉS MINIATÜRIZÁLÁSA FELÉ A KVANTUMINFORMATIKA KÜSZÖBÉN

ENERGIATÁROLÁS A ZÖLD JÖVŐ Fotó: MarySan ©Shutterstock

Ára: 1200 Ft

ELEKTRONET – ÜZLET ÉS ELEKTRONIKA

A JÖVÔÔ ÚTJA

A JÖVÔ ÚTJA

Fotó: www.needpix.com

MINDEN TÁROLÁSRA KIFEJLESZTETT RENDSZER AZ ENERGIA ÁTALAKÍTÁSÁVAL INDUL ÉS AZ ENERGIA VISSZAALAKÍTÁSÁVAL VÉGZŐDIK, ÍGY A FIZIKA TÖRVÉNYEI SZERINT ENERGIAVESZTESÉGGEL JÁR.

Ahhoz, hogy mindenről valós időben a lehető legtöbb információt tudjuk összegyűjteni, minden eszközünkbe elektronikát kell beépítenünk. Az elektronika a tudomány mai állása szerint elektromos energiával működik. A klímaváltozás, a hulladékok mennyiségének csökkentése, az energiahatékonyság és még ezer másik ok miatt az energiatermelésünket évtizedek óta igyekszünk a lehető leghatékonyabban, költséghatékonyan megszervezni. Az alaperőművek feladata, hogy miden időpillanatban rendelkezésre álljanak. Ilyenek például a szén-, a biomassza- és az atomerőművek. Ezek közös tulajdonsága, hogy folyamatosan ugyanannyi energiát állítanak elő, leállításuk, újraindításuk viszonylag hosszabb ideig tart. A gázerőműveket gyorsan be lehet indítani és le is lehet állítani, ezért manapság inkább rendszerszabályozási feladatokat látnak el. A törekvések ellenére is mind a négy erőműtípusnál a végső környezetkárosító hatás magas. A megújulóenergia-termelő rendszerek többsége valamilyen egyéb, változó környezeti feltétel – napsütés, szél, árapály – rendelkezésre állása esetén termel energiát. Így általában napközben áll elő az a helyzet, hogy a nap- és szélerőművek által termelt energiamennyiség az alaperőművek működése nélkül is teljes egészében fedezni tudja az igényt, sőt többletenergia keletkezik a rendszerben, amelyet a villamos rendszer nem képes megfelelően kezelni. Mivel ekkor a zöldenergia ára alacsony, nem éri meg működtetni az alaperőműveket, le kellene állítani őket, ez azonban nehézkes, lassú folyamat. Éjjel viszont a tisztán naperőművek biztosan nem termelnek energiát, így maradnak az egyéb megújulóenergia-termelő rendszerek és az alaperőművek. Természetesen éjjel az energiaigény is kisebb, így általában az alaperőművek egyedül is biztosítani tudják a szükséges energiamennyiséget. A villamos rendszerirányító negyedórás bontásban kéri be a termelési adatokat az erőművektől, azonban az egyre jobb időjárási adatok ellenére sem lehet az időjárásfüggő megújulók esetében 10-20%-os eltérésnél jobban megbecsülni a termelt energia mennyiségét. Nagy eltérés esetén az erőműveknek büntetést kell fi zetniük, így létérdekük, hogy mindig az előre jelzett energiamennyiséget táplálják be a rendszerbe. De mit kezdjenek a megújulók az általuk termelt többletenergiával? Itt lépnek be az energiatároló rendszerek, melyek a felhasználásig tárolni tudják a fölös energiát. Sokféle megoldással próbálkoztak eddig a kutatók-fejlesztők-innovátorok, de eddig egyik sem bizonyult világmegváltónak. Minden tárolásra kifejlesztett rendszer az energia átalakításával indul és az energia visszaalakításával végződik, így a fi zika törvényei szerint energiaveszteséggel jár. Ez az időjárásfüggő megújulók esetében nem akkora probléma, hiszen az energiaforrás ingyenes és szinte korlátlan. Ettől függetlenül természetesen itt is törekedni kell a minél jobb hatékonyság elérésére… Ám, ha az energiaforrásért is fi zetni kell, többszörösen fontossá válik az átalakítás hatékonysága. A legegyszerűbb módszer az energia tárolására az akkumulátor. Sajnos a folyamatos és gyors fejlesztések ellenére sem sikerült még olyan akkumulátort kifejleszteni, amely a Földön leggyakrabban előforduló elemekből épül fel. Így egyre fontosabbá válik a használt akkumulátorok újrafeldolgozása is. Másik egyszerű energiatároló rendszerünk a kondenzátor. Itt az akkumulátorokhoz hasonló helyzettel találkozunk, csak más elemek hiányoznak a hatalmas kapacitású kondenzátorok fejlesztéséhez, gyártásához. (Nem mellesleg a kondenzátorok inkább csak a rövid távú energiatárolásra jelentenek megoldást, hosszú távú alkalmazásuk esetén jelentős energiaveszteséggel kell számolnunk.) A harmadik hasonlóan egyszerű energiatárolási módszer, ha hidrogént állítunk elő a megtermelt elektromos energia segítségével, amit szükség esetén gyorsan ismét elektromos energiává konvertálunk. Itt a hidrogén tárolásának problémáját kell leküzdeni. Azt még nem tudjuk, melyik technológia jelenti a legjobb megoldást, lehet, hogy egy teljesen új megközelítés hozza meg a kívánt eredményt, a folyamatosan hozzáférhető és olcsó energiát. Kovács Péter

WWW.ELEKTRO-NET.HU 3

TARTALOM

ÜZLET > [IRÁNYTÛ] > Dr. Sipos Mihály: >

Van-e félnivaló a robotizációtól Magyarországon? 6 [PRESSZÓ] > Dr. Sipos Mihály: Az Apple reagált az EU egységes csatlakozóra vonatkozó tervére 9 > Dr. Sipos Mihály: Az Ericsson nem profitált a Huawei-ellenes intézkedésekből 9 > Dr. Sipos Mihály: A Hisense nem folytatja OLED tévéprojektjét 10 > Dr. Sipos Mihály: 3D-s műszerfali kijelzők a Boschtól 10

REFLEKTORBAN AZ ENERGIATÁROLÁS > [NAPRAKÉSZEN]

A németországi Lüdenscheidben lévô telephelyén az ABB kidolgozta a fenntartható városok és ipar jövôjének egy modelljét, az elsô szénsemleges és energia-önellátó gyártóüzemének felépítésével – írja Tarak Mehta, az ABB Energetika (Electrification) üzletágának elnöke. 11. OLDAL

KONSTRUKTÕR > [NAPRAKÉSZEN] > Kiss Zoltán: > >

Új Fibocom LPWA modemek az Endrich kínálatában Megbízható detektálás fotocellás érzékelőkkel Tim Morin: Valósidejű alkalmazásokat Linuxszal, valaki…?

14 18 20

GYÁRTÓSOR > [NAPRAKÉSZEN]

RENDSZERINTEGRÁTOR > [NAPRAKÉSZEN] 25 > Damien Leterrier, Thomas Hargé, Stéphane Rollier:

> >

Egy újabb lépéssel közelít a LEM a teljesítménykonverziós rendszerekben használt árammérési megoldások miniatürizálása felé 27 Dr. Madarász László: A kvantuminformatika küszöbén (17. rész) 31 [NAPRAKÉSZEN] 37 27. OLDAL

A modern teljesítménykonverziós rendszereknek egyszerre kell kiváló hatásfokúnak, kis méretûnek és olcsónak lenni, ami a generációról generációra bekövetkezô fejlôdési kényszer miatt egyre nehezebb feladatot jelent. Ennek tudatában az áramés feszültségérzékelô megoldások egyik globális vezetô cége, a svájci LEM tudásának legjavát felhasználva alkotta meg egychipes megoldását, amelyet HMSR névre kereszteltek.

Az elektronikai ipart napjainkban meghatározó piaci trendek az IoT eszközök alkalmazásának ugrásszerû növekedése irányába mutatnak, szenzorhálózatok gyûjtik az adatokat körülöttünk, a felhôalapú adatbázisokban felépülô BIG DATA kiértékelése lesz a jövô informatikusainak legfontosabb feladata. Cikkünkben azt tárgyaljuk, hogy az egyik legismertebb LPWA (Low Power Wide Area)-technológia – a keskenysávú IoT (NB-IoT) – milyen módon és eszközökkel képes eljuttatni a szenzoradatokat a felhôbe. 14. OLDAL

ÜZLET > [IRÁNYTÛ]

VAN-E FÉLNIVALÓ A ROBOTIZÁCIÓTÓL MAGYARORSZÁGON? Hazánkban sikeresen megoldódni látszik a foglalkoztatottság problémája: mára sikerült oda eljutni, hogy egyes munkakörökben egyenesen munkaerôhiány van. Már-már hátra lehetne dôlni a karosszékben, azonban újabb veszedelem leselkedik a látóhatáron: a robotok, amelyek az emberek helyére állhatnak! Szakértôkben és kívülállókban egyaránt felmerül a kérdés: vajon rövid- és középtávon mekkora ez a veszély és milyen munkaköröket érint leginkább? Az Ipar 4.0, a digitalizáció korszaka új jelenségeket hoz magával a nemzetgazdaságok munkaerőpiacain. A technológiai változások következményeként az automatizálható szakmák esetében a munkahelyek számának csökkenésére, így a munkaerő iránti kereslet mérséklődésére számíthatunk. Magyarországon egyes sajtóhírek arról számoltak be, hogy itthon 2030-ig egymillió munkahelyet érint érdemben az automatizáció. Ez hazai viszonylatban nagyon nagy és kimondottan vészjósló szám. Vajon milyen területeken és milyen vonatkozásokban fognak tudni embereket helyettesíteni a gépek a közelebbi jövőben? Egy, a hazai vállalatok körében az MKIK Gazdaság- és Vállalkozáskutató Intézete (GVI) által 2018-ban végzett felmérés azt mutatja, hogy a cégek óriási többségénél dolgozik legalább egy olyan munkavállaló, aki valamilyen automatizálható feladatot végez. A vállalkozások 83 százalékánál legalább három olyan munkakör van, amelyek esetlegesen automatizálható feladatok végzését kívánják meg.

zálhatóak, hiszen az olyan technológiák fejlődése, mint a gépi tanulás vagy a 3D nyomtatás összetettebb feladatok automatizálását is lehetővé teszik. A teljesség mindennemű igénye nélkül ide tartoznak az élelmiszeripar egyes munkafolyamatai (pl. a zöldség-, gyümölcs- vagy húsfeldolgozás), a könnyűipar számos területe (pl. cipőgyártás, szabás, ruhák összeállítása, varrása), a berendezésgyártásban a festési, anyagmozgatási munkák. Az építőiparban az építőanyagok és a kész tégla- és panelelemek gyártása, a burkolás, a falépítés és a tetőfedés területén is megjelentek az automatizációs technológiák. Automatizálhatók továbbá az olyan kognitív feladatok is, mint a mérés, a nyilvántartás, az adatrögzítés vagy az ügyfélszolgálat. Az adminisztratív feladatok – pl. adatgyűjtés és -feldolgozás, számlázás, bérszámfejtés, nyilvántartások vezetése, könyvelés – nagy részét szintén automatizálni lehet, de már napjainkban

Ahol már dolgoz(hat)nak robotok… Szakértők már a 2000-es évek elején megpróbálták meghatározni azokat a területeket, ahol leginkább számíthatunk az automatizálás előretörésére. Ide az egyértelműen leírható feladatrészekből álló, leprogramozható, rutin munkafolyamatok tartozhatnak, míg a nem rutin feladatok esetében a robotok és számítógépek az emberi munka mellett legfeljebb kiegészítő eszközként funkcionálnak. A rutinfeladatok közül a legegyszerűbben kiválthatóak elsősorban a manuálisak, például a gyártás, a különböző tárgyak összeillesztése, az anyagmozgatás és -válogatás stb. A későbbi kutatások már túlléptek azon, hogy csak a rutinfeladatok automati-

6 ELEKTRONET

Az MNB jelentése

is lehetséges egyszerűbb szövegek, például útmutatók, hírlevelek, jelentések vagy akár újságcikkek gépi megírása is.

Ahol (egyelôre) nem találkozunk robotokkal… Bizonyos területeken ugyanakkor az automatizálás továbbra sem megoldott. A szakirodalom számon tart olyan műszaki akadályozótényezőket (ún. engineering bottleneck), amelyek miatt egyes feladatok nem automatizálhatóak. Ilyen feladatok jellemzően a nem rutin és/vagy absztrakt, összetett feladatok: ezek olyan készségeket igényelnek, amelyek egyelőre nem gépesíthetőek. Ilyen feladatok a következők: 1. Az észlelést (perception) és/vagy valaminek az ügyes kezelését (manipulation, skillful handling) kívánó feladatok, például az ujjak ügyességét, koordinált, pontos mozgását, apró tárgyak megfogását, kezelését, összeillesztését igénylő feladatok; kézügyességet kívánó feladatok; szűk, zsúfolt munkaterületen zajló munkák, vagy speciális testhelyzet felvételét igénylő feladatok. 2. Kreatív intelligenciát igénylő feladatok, azaz olyanok, amelyek eredetiséget kívánnak, pl. kreatív problémamegoldást, azt a képességet, hogy valaki egy témában vagy helyzetben szokatlan, eredeti ötletekkel álljon elő; eredetiséget, művészeti érzéket, tudást tesznek szükségessé. 3. Szociális intelligenciát igénylő feladatok, amelyek szociális érzékenységet kívánnak, például szükségessé teszik, hogy valaki érzékelje és értse mások viselkedését, reakcióit, motivációit; tárgyalóképességet, meggyőzőképességet, mediátori képességet igényelnek; segítségnyújtást és gondoskodást, például személyes támogatást, tanácsadást, orvosi figyelmet tesznek szükségessé; tanítási, oktatási, vagy irányítási, vezetési feladatokkal járnak.

XXIX. évfolyam 1. szám

ÜZLET > [IRÁNYTÛ]

Eközben Magyarországon… A robotizáció hatásai hazánkban már ma is érzékelhetőek. A Magyar Nemzeti Bank 2019 végén tett közzé egy inflációs jelentést, mely szerint a vállalatok elkezdték a munkát tőkével helyettesíteni. Mit is jelent ez? Mint ismeretes, a hazai munkaerőpiac megközelítette a teljes foglalkoztatottságot, a munkanélküliségi ráta rég nem látott alacsony szinte süllyedt. Ám a 2019. évi második és harmadik negyedévben mind a feldolgozóipari, mind az építőipari foglalkoztatottság adataiban csökkenés mutatkozik. A visszaeső foglalkoztatási adatok nemcsak a konjunkturális helyzet változását, hanem strukturális változásokat is jelentenek. A rendelkezésre álló adatok alapján az látszik, hogy a magas munkaerőpiaci feszesség következtében a vállalatok a tőkeállományok növelésén keresztül igyekeznek helyettesíteni a szűkös munkaerő-kapacitásokat. Az MNB tanulmánya szerint az elmúlt időszakban azokban az ágazatokban történtek a legnagyobb beruházások, ahol a legégetőbb volt a munkaerőhiány. Vagyis olyan gépeket szereztek be, amelyek képesek kiváltani az élőmunkát. Az MNB megállapításait alátámasztotta a Központi Statisztikai Hivatal is, amikor közzétette: 2019 harmadik negyedévében 53 500 betöltetlen álláshelyről számoltak be a vállalatok, ami 9700zal kevesebb, mint az előző év azonos időszakában mért adat. Utoljára 2017 végén láthattunk ilyen alacsony számokat. A KSH szerint már több mint egy éve folyamatosan csökken a betöltetlen álláshelyek száma a versenyszférában, vagyis úgy tűnik, hogy a magánszektor egyre inkább úrrá lesz a munkaerőhiányos helyzeten.

Példa az üres álláshelyek számának alakulására Arra hogy pontosan mely területeken történt/történhet embert kiváltó eszköz beszerzése, a GVI egy másik, 2019-es tanulmánya keresett választ. A kutatás arra irányult, hogy a foglalkozások leírásában szereplő feladatok automatizálhatósága alapján bemutassák a FEOR-nyilvántartásban szereplő foglalkozások automatizálhatósági szintjét. Automatizálható feladatnak tekintettek minden, rutinszerű, egyszerűen leírható és ebből adódóan leprogramozható feladatot, illetve azokat, amelyek a mai tudásunk szerint a technikai fejlődésnek köszönhetően robotok és számítógépek segítségével kiválthatóak. A foglalkozásokhoz tartozó feladatok automatizálhatósága alapján a szakmákat öt kategóriába sorolták be aszerint, hogy feladataik milyen mértékben automatizálhatóak. A skálán 1-es értéket kaptak azok a foglalkozások, amelyek feladatai közül egyik sem automatizálható, 5-öst pedig azok, amelyeknél mindegyik feladat automatizálható lehet.

A leginkább érintett szakmákban foglalkoztatottak aránya járásonként

Itt egy fontos aspektusra kell felhívni a figyelmet: maga a besorolás is rávilágít arra, hogy az automatizáció nem jár feltétlenül az érintett szakmák megszűnésével! A legtöbb foglalkozás esetében a részfeladatok egy része potenciálisan automatizálható, míg más feladatokat jelenlegi tudásunk szerint nem lehet kiváltani az új technológiákkal. Az elemzés megállapításai szerint a magyarországi szakmák többsége a nem automatizálható kategóriába tartozik: a FEOR-nyilvántartásban 122 olyan szakma szerepel, amelynek a részfeladatai nem automatizálhatóak. 79 szakma esetében csak a feladatok egy kisebb hányada automatizálható, 93 foglalkozás részben (nagyjából 50%-ban) automatizálható. 90 szakma esetében a részfeladatok többsége automatizálható, 26 szakma esetében pedig a jegyzékben felsorolt részfeladatok közül az összes vagy szinte az összes automatizálható. Utóbbi két kategória foglalkozásai tekinthetőek az automatizáció hatásai szempontjából leginkább érintetteknek. A NAV 2018-as foglalkoztatottsági adataival összevetve így elmondható, hogy 3 743 689 foglalkoztatottból 164 496 fő dolgozik az automatizálható szakmákban (a foglalkoztatottaknak 4%-a), további 567 313 foglalkoztatott (a foglalkoztatottak kb. 15%-a) pedig olyan szakmában, amelynek a részfeladatai többségében automatizálhatóak. Az összes foglalkoztatottnak így kb. ötöde dolgozik olyan szakmában, amely részfeladatai alapján egészében vagy nagy részében automatizálható. A foglalkoztatottak legnagyobb része, 28%-a (kb. 1 millió fő) azonban olyan szakmában dolgozik, amely esetében az automatizálás kiegészítő szerepet tölthet be, a feladatoknak egy része au-

WWW.ELEKTRO-NET.HU 7

ÜZLET > [IRÁNYTÛ]

Mely szakmákból mekkora hányad automatizálható? tomatizálható. A munkavállalók további 9%-a olyan feladatokat végez, amelyek többségében nem automatizálhatóak, míg a foglalkoztatottak 18%-a nem automatizálható szakmákban dolgozott 2018-ban. Az automatizálható szakmákban dolgozók aránya a szakképzettséget nem igénylő, egyszerű foglalkozások esetében a legmagasabb. Az ilyen szakmákban dolgozók 15%-a (kb. 69 ezer fő) automatizálható feladatokat végez, további 24%uk (kb. 99 ezer fő) olyan szakmában dolgozik, melynek részfeladatai többségében automatizálhatóak. Az érintett 167 ezer főből a legtöbben, 135 ezren „egyszerű szolgáltatási, szállítási és hasonló foglalkozásokban” (ide tartoznak pl. a rakodómunkások, árufeltöltők, kézi csomagolók, kézbesítők, hordárok) dolgoznak. A kereskedelmi és szolgáltatási foglalkozások főcsoportjában az összes foglalkoztatott 18%-a (77 ezer fő) dolgozik teljesen vagy többségében automatizálható részfeladatokból álló szakmában. Az irodai, ügyviteli és ügyfélkapcsolati foglalkozások főcsoportjában körülbelül 169 ezer fő, azaz az összes adminisztrációs szakmában dolgozó 76%-a végez többségében vagy egészében automatizálható feladatokat. A gépkezelő, összeszerelő és járművezető szakmák csoportjában a munkavállalók 14%-át (54 ezer fő) foglalkoztatják automatizálható, 24%-át többségében automatizálható szakmákban. Az átlagnál magasabb az automatizálható szakmákban foglalkoztatottak aránya az ipari és építőipari foglalkozások esetében is: a foglalkoztatottak 15%-a (kb. 17 ezer fő) automatizálható, további 43%-uk (kb. 111 ezer foglalkoztatott) pedig nagy részében automatizálható szakmában dolgozik.

8 ELEKTRONET

A legkevésbé automatizálható foglalkozásoknak a felsőfokú végzettséget igénylő szakmák tekinthetőek. A felsőfokú képzettség önálló alkalmazását igénylő foglalkozások és az egyéb felsőfokú vagy középfokú képzettséget igénylő foglalkozások esetében nem találtunk olyan szakmákat, amelyek teljes egészében automatizálhatóak lennének. Utóbbi csoportban a foglalkoztatottak 8%-a (28 ezer fő) ugyanakkor olyan szakmában dolgozik, amely többségében automatizálható részfeladatokat tartalmaz.

Kik félhetnek a robotoktól? Az automatizáció és a digitalizáció terjedését napjainkban a munkaerőpiaci változások egyik legfontosabb jelenségeként tartják számon. Becslések szerint az automatizáció terjedésének üteme Kelet-Közép-Európában a közeljövőben az európai átlagot meghaladó lesz, így a munkaerőpiaci hatások feltételezhetően régiónkban is jelentkezni fognak. A fentiekben ismertetett vizsgálatok szerint több területen a munkaerő-kereslet csökkenni fog. A szakmák szintjén elmondható, hogy a leginkább érintett (automatizálható vagy nagy részben automatizálható) szakmák közül általános irodai adminisztrátorként dolgoznak a legtöbben: 2018-ban 73 ezer fő. A továbbiak: 54 ezren rakodómunkásként, kb. 30 ezren gép-összeszerelőként, 28 ezren kézi csomagolóként, 27 ezren targoncavezetőként, 25 ezren pedig könyvelőként dolgoznak. Emellett 10 ezer fő felett van a foglalkoztatottak száma az egyszerű mezőgazdasági, a pultos, az árufeltöltő, a pincér, a pénztáros, a hegesztő, a számviteli ügyintéző, a készlet- és anyagnyilvántartó, a kőműves, a

szabó-varró, a postai szolgáltató és a gépjárművezető szakmákban. Más területeken ugyanakkor új feladatok és szakmák jelenhetnek meg, így az új, összetett technológiákat kezelni tudó, magasan képzett munkaerő iránti kereslet növekedése várható. Az automatizáció munkaerőpiaci hatását így tehát az határozza meg, hogy milyen lesz az egyensúly e két ellentétes hatás között. A két tendencia mérlege egyelőre negatívnak látszik. A gazdaság döntéshozóitól függ, hogy előrelátó módon cselekszenek-e, és az oktatás, az át- és továbbképzés eszközeit jól használják-e fel. Ami a magyar elektronikai ipart illeti, azt két oldalról is érinti a robotizáció köre. Egyrészt az ebben az iparágban előállított mesterséges intelligenciákat alkalmazni tudó technológiákra, mechatronikai eszközökre, robotokra már napjainkban is egyre nagyobb az igény és a robotizáció előretörésével még nagyobb lesz. Ebben az iparágban és kapcsolódó területein fogják előállítani azokat az eszközöket, rendszereket, mechatronikai berendezéseket, amelyek az emberi élőmunkát kiváltják. Ugyanakkor van az éremnek egy másik oldala is: bár az elektronikai sorozatgyártás napjainkban is erőteljesen automatizált, azonban ez tovább fog bővülni. Mint ma már látjuk, a negyedik ipari forradalom az automatizálás és az informatikai technológiák összefonódását hozza magával, ami természetes módon együtt jár a gyártási módszerek alapvető megváltozásával. Ez azonban nemcsak az automatizálást jelenti: mint annyi minden más, a gyártás is elmozdul a szolgáltatási működési forma irányába, még mikroszinten is. A gyártási folyamatok és rendelkezésre álló kapacitások az Ipar 4.0 révén pár kattintással felhasználhatóvá – és így megrendelhetővé – válnak. Így pedig nem lesz szükség arra, hogy egy adott eszközt, alkatrészt a szellemi tulajdonjogok védelme tekintetében nem túl finnyás Távol-Keleten gyártsanak le, majd a légkört erősen szennyező hajókkal Európába szállítsanak. Helyette mindez az öreg kontinensen is legyártható lesz – akár Magyarországon is. Ehhez mindössze az kell, hogy ne idegenkedjünk az újtól, a robotoktól, hanem álljunk a változások élvonalába! Ezt kell felismerniük mind a még meglévő hazai termékgyártóknak, mind a gazdaság irányítóinak. Szerencsére mindkét oldalon vannak már jó példák… DR. SIPOS MIHÁLY

XXIX. évfolyam 1. szám

ÜZLET > [PRESSZÓ]

AZ APPLE REAGÁLT AZ EU EGYSÉGES CSATLAKOZÓRA VONATKOZÓ TERVÉRE

A VÁLLALAT ISMÉT AZT HANGOZTATTA, HOGY A CSATLAKOZÓK EGYSÉGESÍTÉSE HÁTR ÁLTATNÁ AZ INNOVÁCIÓT Az EU ismét egységesíti a mobiltöltőket. Az Európai Parlament néhány nappal ezelőtt bejelentette, hogy a felhasználók mindennapjainak egyszerűsítése és a ke-

letkező elektronikai hulladék mennyiségének visszaszorítása érdekében kötelezni kívánják az elektronikus eszközök gyártóit az egységes töltőkábelek bevezetésére. Ennek a nyomásnak áll ellen az Apple. A cupertinói óriás a szokásos indokát hozta fel: szerinte az aljzatok egységesítése az innováció kárára mehet. Az Apple nyilatkozatában élesen szembeáll az EU-szabályozók álláspontjával, és abbéli reményeinek ad hangot, hogy azok olyan megoldást keresnek majd a fenti problémákra, amelyek „nem fogják vissza az iparág innovációs lehetőségeit”. Érvelését az Apple egy, a vállalat megbízásából a Copenhagen Economics szakértőivel készíttetett tanulmánnyal is igyekezett alátámasztani. Eszerint a szabályozók elképzeléseinek megfelelően kikényszerített egységesítés által a fogyasztóknak okozott kár az 1,5 milliárd eurót is elérné, míg környezetvédelmi

előnyeinek értéke 13 millió euró lenne. A cég továbbá arról is beszélt, hogy az EU állításaival szemben épp az egységesítés járna „példátlan mértékű” elektronikai hulladékkal. Ugyanakkor a vállalat ellenállásának prózai oka is lehet: arra is utalhat, hogy a cég még nem kész a fizikai csatlakozók teljes eltüntetésére a készülékházakról. Már számos pletyka felröppent, melyek szerint a gyártó hasonló radikális lépésre készül, és az Apple azt tervezi, telefonjain megválik a fizikai csatlakozóktól. Elemzői várakozások szerint először jövőre tünteti el a töltőcsatlakozót legdrágább iPhone modelljéről – a széria többi darabjánál egyelőre meghagyja, tartva a potenciális negatív visszajelzésektől. Az Apple mostani heves ellenkezése ugyanakkor azt is jelentheti, hogy az aljzatok eltüntetése még ennél is távolabb lehet a cég ütemtervében.

DR. SIPOS MIHÁLY

AZ ERICSSON NEM PROFITÁLT A HUAWEI-ELLENES INTÉZKEDÉSEKBÔL AZ ERICSSON NEM TEKINT SOHA VISSZA NEM TÉRŐ LEHETŐSÉGKÉNT A HUAWEIT SÚJTÓ KERESKEDELMI EMBARGÓ POTENCIÁLIS HATÁSAIRA Börje Ekholm, a svéd gyártó első embere egy interjúban azt állította, hogy az Ericssonnak mind ez ideig semmi előnye nem származott abból, hogy az Amerikai Egyesült Államok kereskedelmi embargóval sújtja egyik legnagyobb riválisát, a kínai Huawei Technologiest. Ekholm a CNBC-nek adott interjújában leszögezte: a Huaweit érintő kereskedelmi korlátozások valójában nemcsak a kínai céget érinthetik kedvezőtlenül, hanem az egész iparág számára komoly nehézségeket jelentenek. Az embargó okozta bizonytalanság ugyanis a beruházási DR. SIPOS MIHÁLY

kedv zuhanásához vagy éppen a beruházások elhalasztásához vezetett több régióban és országban, különös tekintettel az európai térségre, ahol a nagyszámú operátor közül korábban többen a Huawei mellett tették le a voksukat, illetve számos szolgáltató a következő hónapokban tendereztetné meg a beszállítókat az új generációs, 5G-s hálózatokra vonatkozó szerződésekre vonatkozóan. A cégvezető ezzel együtt ismételten felhívta rá a figyelmet, hogy a Huawei kizárása a tenderekből nem eredményezi automatikusan azt, hogy a hálózatok a vártnál lassabban épülnének ki, utalva rá, hogy az Ericsson technológiája semmilyen szinten nem tekinthető elmaradottabbnak a kínai megoldásokhoz képest – dacára annak, hogy az ázsiai piaci szereplők előszeretettel érvelnek

ezzel. Ekholm hozzátette: „A jelenlegi európai hálózatok zömében az Ericsson hálózati megoldásaira épülnek, emellett a cég Észak-Amerikában – a vállalat legnagyobb piacán – is a legnagyobb 5G-s beszállítónak számít jelenleg.”

WWW.FIERCEWIRELESS.COM

WWW.ELEKTRO-NET.HU 9

ÜZLET > [PRESSZÓ]

A HISENSE NEM FOLYTATJA OLED TÉVÉPROJEKTJÉT VALAMI BAJ LEHET A CÉGNÉL: MINDÖSSZE EGY ÉV UTÁN FELADJA AZ OLED TÉVÉ GYÁRTÁSÁT Hosszabb hezitálás után, alig egy éve döntött úgy a Hisense, hogy mégis csatlakozik az OLED televíziókat kínáló vállalatokhoz. Projektjük azonban a jelek szerint csúnyán megbukott: először arról lehetett hallani, hogy nem megy igazán jól az OB8 névre keresztelt termékük, illetve képminőség terén elmarad a többi gyártó OLED modelljeitől. Ennek lehet folyománya, hogy 2019 januárjában a vállalat képviselői bejelentették, hogy abbahagyják az OLED képalkotási eljárással készülő be-

rendezések gyártását, és helyette a jövőben a saját fejlesztésű, dupla paneles ULED LCD-tévékre fókuszálnak majd. Ezekben a hagyományos LCD-panel és a háttérvilágítás közé egy második, kiegészítő, monokróm LCD-panelt építenek, amelynek feladata, hogy ahol arra van szükség, ott blokkolja a háttérfényt, ennek eredményeként pedig a megszokottnál jóval nagyobb valós kontraszt érhető el. Ezt a megoldás sokan kritizálják azért, mert drága, illetve alacsony a látott kép maximális fényereje, azonban a Hisense háza táján a jelek szerint ezt a problémát megoldották. A lézeres fényforrást használó, kétpaneles ULED-XD tévéjük maximális

fényárama 2900 cd/m2, ami jóval több, mint amit az OLED-ek produkálnak, de azért e téren némiképp elmaradnak a legjobb QLED televízióktól. A kínai Hisense egyébiránt erőteljesen terjeszkedik, többek között Európában is: másfél évvel ezelőtt megvette a szlovén Gorenje részvényeinek több mint 95 százalékát. DR. SIPOS MIHÁLY

3D-S MÛSZERFALI KIJELZÔK A BOSCHTÓL

PASSZÍV 3D-TECHNOLÓGIA SEGÍTSÉGÉVEL A VALÓSÁGHOZ HASONLÓ, HÁROMDIMENZIÓS VIZUALITÁSÉLMÉNYT ADNAK A FELHASZNÁLÓKNAK A nagyobb, jobb vizuális élményt nyújtó és egyre több funkcióval rendelkező digitális műszerfalak egyre fontosabb részei a járműveknek. A vezetők és az utasok is azokat a kijelzőket és vezérlési funkciókat szeretnék használni az autókban is, amelyekhez már hozzászoktak az okostelefonok és a televíziók használatakor. Sőt, a digitális műszerfalak döntő szerepet játszanak a járművek és a vezetők közötti kommunikációban. A Bosch ezt felismerve fejlesztette az új 3D-s műszerfali kijelzőit, melyek a passzív 3D-technológia segítségével a valóDR. SIPOS MIHÁLY

10 ELEKTRONET

sághoz hasonló, háromdimenziós vizualitásélményt adnak a felhasználóknak. Ezek segítségével a megjelenő információk gyorsabban értelmezhetők, mint a hagyományos képernyők üzenetei. „A kijelzők egyre inkább interaktív rendszerekké válnak, és kiszolgálják a vezetők egyedi igényeit – mondta dr. Steffen Berns, a Bosch Car Multimedia elnöke. – A kijelző mélységélessége miatt a vezetők gyorsabban képesek feldolgozni a fontos vizuális információkat, akár az autósasszisztencia-rendszerből érkeznek, vagy egy forgalommal kapcsolatos figyelmeztetést jeleznek. Azok a figyelmeztető jelzések, amelyek úgy tűnnek, mintha előugranának a műszerfalról, sokkal egyértelműbbek.” Ráadásul parkolás közben a tolatókamera képe is valósághű, így könynyebben észlelhetők a parkolással kapcsolatos akadályok is. Ez például azt is jelenti, hogy az autót vezető felhasználó jobban átlátja, mennyi hely maradt az autó és a garázs fala között. A 3D-technológia akkor is fontos szerepet játszik a vezetés során, amikor az utcák sűrűjében kell eligazodni. Jó hír, hogy a térkép kijelzőjén azonnal egyértelműen látszik, melyik épületnél kell pontosan bekanyarodni, hogy elérjük az úti célt. A Bosch a passzív 3D-technológiát használja az új kijelzőjén, ami további

funkciók – például szemkövető technológia vagy 3D-s szemüvegek – alkalmazása nélkül is kiválóan működik. „Bevezetjük az intelligens vezérlőpultot – mondta Berns. – Mivel a kijelzők mérete egyre nagyobb és egyre több funkciót látnak el – intelligensek, hang- és érintésvezérléssel rendelkeznek –, több számítógépes kapacitásra és vezérlőegységre lesz szükség. A kijelzőt és az operációs rendszereket ma akár már 15 back-end processzor is vezérelheti. A Bosch egyetlen számítógép segítségével koordinálja majd a kommunikációt, és az összes vezérlési funkciót egyetlen központi vezérlőegység irányítja. A kevesebb vezérlőegység a fejlesztési időt is csökkenti. Továbbá az automatikus (Over-the-Air) frissítéseknek köszönhetően az infotainment-rendszer ugyanúgy naprakészen tartható, mint egy okostelefon.” A járművek műszerfalaira szigorú biztonsági szabványok vonatkoznak. Ezek a szabványok sokkal szigorúbbak, mint a fogyasztói elektronikai eszközök esetében. Az autók műszerfalának tökéletesen kell működniük –40 vagy +120 °C-ban egyaránt, minden pillanatban. Fontos, hogy a vezető még egy részleges meghibásodásnál is tudjon támaszkodni a létfontosságú információkra.

WWW.LSNGLOBAL.COM

XXIX. évfolyam 1. szám

REFLEKTORBAN AZ ENERGIATÁROLÁS

AZ ABB „ZÉRÓ KIBOCSÁTÁSÉRT” KÜLDETÉSE EGY FENNTARTHATÓ TÁRSADALOM JÖVÔKÉPE A németországi Lüdenscheidben lévô telephelyén az ABB kidolgozta a fenntartható városok és ipar jövôjének egy modelljét, az elsô szénsemleges és energia-önellátó gyártóüzemének felépítésével – írja Tarak Mehta, az ABB Energetika (Electrification) üzletágának elnöke

A „Mission to Zero” (Küldetés a zéró kibocsátásért) fenntarthatósági kezdeményezésünk részeként, kétévnyi tervezés és kivitelezés után, büszkén mutattuk be tavaly Németországban az első szén-dioxid-semleges és energia-önellátó gyártelepünket. Köszönhetően a Busch-Jaeger leányvállalatunk lüdenscheidi üzemében telepített technológiánknak, napsütéses napokon elegendő megújuló energiát termelünk a gyár teljes energiaigényének fedezéséhez. Az alkalmazott megoldás sokkal szélesebb körű, mint egy egyszerű naperőmű: korszerű és integrált megoldás, amely ellátja a megújuló energia előállításának és elosztásának valamennyi feladatát. Jelenleg az ABB cégcsoport bevételének több mint fele olyan technológiákból származik, amelyek hozzájárulnak az éghajlatváltozás elleni küzdelemhez. Célunk, hogy ezt az arányt 2020-ban tovább növeljük, a 2018. évi 57%-ról 60%ra emeljük. Lüdenscheid az intelligens energia-ökoszisztéma olyan példája, amelynek összes eleme digitálisan vezérelhető és hálózatba kötött. A rendszerelemek együttműködése növeli az energiahatékonyságot, a fenntarthatóságot, és biztosítja az

erőforrások megőrzését, a valódi, zéró kibocsátású jövő létrehozása érdekében, az iparban és azon kívül is. A fotovoltaikus rendszer 3500 m2-t foglal el, a telephely parkolójára telepítve. Évente mintegy 1100 MWh, éghajlati szempontból semleges energiát képes termelni – ami nagyjából 340 lakóház kiszolgálásához lenne elegendő. Olyan kogenerációs erőművel kombinálva, amely kétszer hatékonyabb, mint egy széntüzelésű erőmű, Lüdenscheid mintegy 14 százalékkal több energiát képes előállítani, mint amire szüksége van. Ezt a többletenergiát az elosztóhálózatba tápláljuk, így fenntartható módon előállított energiával járulunk hozzá a régió energiaellátásához. A lüdenscheidi rendszer központi technológiai eleme az OPTIMAX® ská-

lázható energiamenedzsment-rendszer. Az OPTIMAX® folyamatos felügyeletet biztosít és az energiatermelés, -fogyasztás és -tárolás optimális vezérlését végzi, nagyrészt autonóm módon. A lüdenscheidi telephelyen további, digitálisan együttműködő technológiákat is telepítettünk, például akkumulátoros energiatároló rendszert (BESS), valamint töltési pontokat, ahol az alkalmazottak és a látogatók is ingyenesen tölthetik elektromos autóikat. Összességében az üzem évente mintegy 630 t CO2-t takarít meg. Az üzem a fenntartható jövő egyik követendő példája, és örülök, hogy már világszerte nagy érdeklődést váltott ki azon ügyfeleink körében, akik szívesen csatlakoznak a zéró kibocsátást célzó küldetésünkhöz.

NEW.ABB.COM/HU REFLEKTORBAN

LÁTÁS

ELEKTRONET ELEKTRONIK A

ÉS ÜZL ÜZLET

WWW.ELEKTRO-N ET.HU

VAN-E FÉLNIVALÓ A ROBOTIZÁCIÓTÓL IÓÓTÓL? IPAR NAPJAI 2020

Nincs ideje kivárni következo lapszámunk megjelenését?

XXIX. ÉVFOLYA

M 1. SZÁM –

2020. FEBRUÁR

ÚJ Fibocom LPWA LLP P MMODE ODEMMEK EKK MMEG ME MEGB EEGGGBÍZ BÍZHA HATÓ TÓ DDETE DE EETTTEEEK EKT KKTÁLÁS KTÁL ÁS FFO FOT FOTO OOTO OT TTOOOCCE CE ÁS CELL

ÉRZ ÉÉR ÉRZÉ RRZ RZÉK RZÉ ZÉK ZZÉ ÉÉKKKE ÉKE KELÔ ELÔKKE KKELL

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

AZ ENERGIAEL

VAAL VALÓ VA ALÓ LLÓ LÓS LÓSI ÓSSSI ÓÓSI SIDE IDDEEEJJÛ JÛ ALKA ALK AL LKA KKAL KALM AALM ALLM LLMAZ MAAZZÁSOK LIINNU LLIN LINU NUUX UXS XXSZA XS SZZAAALL EGGY EGY GY ÚJAB ÚÚJJAABBBBB LÉ LÉPÉ PÉSS AAZZ ÁRAM ÁRRA ÁÁRA RAMMM MMÉ M RÉSS MÉRÉ MINI MMI MIN IINIA INNI INI NIAT NNIA IAT IIA AAT ATÜR TÜÜR ÜRIZ RIZÁLÁ ÁLÁSA SA FEL FFELÉ FE EELÉ ELLLÉÉ A KKV KVA KVAN VVAA TUMINF IINFO NNFF RM RMAT ATIKA IKA KÜSZÖBÉN Ára: 1200 Ft

ENERGIATÁROLÁ S

" ;; -% + 7Ď

Footó: MarySan Fotó:

©Shutterstoc ©Shutte

WWW.ELEKTRO-NET.HU 11

REFLEKTORBAN AZ ENERGIATÁROLÁS

NAGY TELJESÍTMÉNYÛ LÍTIUMION-AKKUMULÁTOROK KATONAI ÉS KERESKEDELMI ALKALMAZÁSOKRA Az Ultralife Corporation 2590-sorozatú akkumulátorai katonai felhasználású hírközlési rendszerekből kikerülve születtek meg, és mára globálisan elérhető, sok kereskedelmi alkalmazással kompatibilis megoldássá fejlődtek tovább. Az UBI-2590 MGPP-sorozatot jelenleg gazdagító UBBL02, UBBL10, UBBL10/B és UBBL13 típusszámú, a legújabb katonai követelményeknek is megfelelő akkumulátorok könnyen beazonosíthatók a típusszámukban lévő „-01” utótag alapján. Az újdonságok mindegyike teljesen megfelel az Egyesült Államok MIL-PRF-32383/3(CR) követelményrendszer-elemeinek, beleértve a vadonatúj címkézést az elvárt tartalommal, szövegezéssel és szimbólumozással.

Az Ultralife UBI-2590-sorozatú akkumulátorok rendkívül népszerűek a nem katonai felhasználók körében is, ezért a gyártó Ultralife a kereskedelmi célú felhasználók igényeinek megfelelő címkézéssel, „-CB” utótaggal és e szektor követelményeinek megfelelő szállítási határidővel teszi elérhetővé. Az új, „-CB” utótagos változatok címkézését a nemzetközi igényeknek megfelelően áttervezték, és természetesen ezeket a változatokat bejegyezték a nemzeti szabványügyi ügynökségeknél, beleértve a komoly igényeket támasztó amerikai és kanadai orvostechnikai, illetve a francia, svájci, dél-koreai, japán és indiai kereskedelmi ügynökségeket.

WWW.ULTRALIFECORPORATION.COM

ENERGIATÁROLÓ RENDSZEREK LIFEPO4-TECHNOLÓGIÁJÚ AKKUMULÁTOROKKAL A Shenzhen Consnant Technology energiaellátó rendszerekhez (beleértve a napelemes rendszerek paneljeit, invertereit, az AC/DC-átalakítás elemeit) fejlesztett energiatárolási megoldásai a fő ellátóvonalakra nézve biztosít tartalékellátást. A háztartási jellegű elektromos alkalmazásokhoz más típusú megoldások állnak rendelkezésre. A Consnant megoldásainak jellemzője a modularitás, a könnyű telepítés és az egyszerű, problémamentes karbantartás. Az energiatárolókban alkalmazott, nagy teljesítményű lítium-vas-foszfát (LiFePO4) típusú akkumulátorcellák hosszú élettartamúak, biztonságosak, kiváló energiatárolási hatásfokúak és emellett környezetbarátak is. A hosszú élettartamot segíti elő a rendszerekben

alkalmazott, intelligens akkumulátormenedzsment-technológia is, az ügyfél igényei alapján pedig a rendszerek a főhálózatra csatlakoztathatók, több gép párhuzamos működtetésének lehetőségével.

A mikrohálózatos vezérlőfunkciók lehetővé teszik a mikrohálózatos vezérlőközpontként történő működtetést, amely alkalmas a napelemcellás töltőkörök, inverterek és egyéb energetikai alrendszerek központi vezérlésére, a mindenkori terhelési követelményeknek megfelelően. Az optimalizált túlterhelés-védelem, túlmelegedés elleni védelmi, kimeneti rövidzárlat elleni védelem, bemeneti alacsony feszültség és túlfeszültség elleni védelem és egyéb funkciók, a kiváló stabilitás, hosszú távú megbízhatóság és biztonságos üzemeltetés mind a korszerű használatot segítik elő. A rendszerek folyadékkristályos kijelzővel rendelkeznek, monitorozási és menedzsment-lehetőségeket is kínálnak.

WWW.CONSNANT.COM

12 ELEKTRONET

XXIX. évfolyam 1. szám

KONSTRUKTÔR> [NAPRAKÉSZEN]

INTEGRÁLT, TELJES ÉRTÉKÛ TELJESÍTMÉNYMENEDZSMENT-ÁRAMKÖR A JÁRMÛIPAR SZÁMÁRA

A Renesas Electronics Corporation bejelentette az ISL78083 típusszámot viselő, nagy integráltsági fokú teljesítménymenedzsment-integrált áramkörét (PMIC – Power Management Integrated Circuit), amelynek optimális felhasználása a több, nagy felbontású kamerát tartalmazó rendszerek tápellátó áramköre. Az ISL78083 gyors fejlesztést, alacsony anyagköltségeket és minimális ellátási kockázatokat ígér. A jármű-elektronikai kamerarendszerekre optimalizált PMIC ISL78083 közvetlenül táplálható akkumulátorról (4 … 42 V) vagy koaxiális kábelen keresztül (15 … 18 V), és kimenetenként akár 750 mA áramot képes szolgáltatni. Ez a teljesítményszint a jelenlegi, legfeljebb 7 Mpixel-es, és a jövőben piacra kerülő, még nagyobb képfelbontású képszenzorok követelményeinek tekintetében is bőséges tartalékokat rejt magában. Az innovatív ISL78083 PMIC kiválóan támogatja a Renesas erős elköte-

leződését az autóipari 360 fokos kamerarendszerek elterjedése iránt a képfeldolgozásra kihegyezett R-Car sorozatú rendszerchipek mellett, kikövezve az utat a HD-felbontású szatelitkamerák autóipari elterjedése előtt. Az ISL78083-mal kialakított tápellátással felvértezett kamerarendszerek apró méretűek lehetnek, és minden nehézség nélkül felszerelhetők a járművek bármely olyan pontjára, amellyel a 360 fokos panorámakép megvalósítható, a jármű aerodinamikai jellemzőinek és stíluselemeinek rontása nélkül. A négycsatornás, funkciógazdag ISL78083 járműipari kamerás PMIC tartalmaz egy primer oldali, nagyfeszültségű szinkron feszültségcsökkentő szabályozót, két szekunder oldali, kisfeszültségű szinkron feszültségcsökkentő szabályozót, és egy LDO-szabályozót is. Az integrált viszszacsatolással és integrált kompenzálással ellátott ISL78083 esetében a nagy hatásfokú tápegység tényleges megvalósításához csupán egy kimeneti tekercsre és kondenzátorokra van szükség. Az ISL78083 használatával ezáltal minimális BOM-költségek érhetők el, amely számszerűleg 7–10 db-bal kevesebb külső diszkrét alkatrészt jelent, mint egy hagyományos tápellátó IC esetében. Az ISL78083 támogat továbbá négy túlfeszültség- és négy alacsonyfeszültség-monitort is, három

„teljesítmény rendben” indikátort és egy hibaindikátort is. A túlfeszültség/alacsonyfeszültség-monitorokhoz másodlagos referencia áll rendelkezésre.

Az ISL78083 fôbb mûszaki jellemzôi röviden: bemeneti feszültségtartomány: 4 …  42 V, koaxiális kábelről vagy közvetlenül 12 V feszültségű akkumulátorról, három feszültségcsökkentő szabályozó  1 … 5,05 V programozható feszültségkimenettel,, 2,8 … 3,4 V LDO kimenettel, 2,2 MHz kapcsolási frekvencia AM-sá vi interferencia nélkül, minimális méretű kimeneti kondenzátorral és induktivitással, opcionális szórt spektrumú moduláció  elektromágneses interferenciára érzékeny felhasználási körülmények esetére és az elektromágneses kompatibilitás javítására, javított kialakítású fizikai kivezetések  a jobb minőségű forrasztott kötések és hatékonyabb automatizált optikai vizsgálat érdekében, valamint a költséghatékonyabb elektronikai szerelési műveletekért, AEC-Q100 Grade 1 kvalifikáció, –40  … 125 °C működési hőmérséklet-tartomány és –40 … 150 °C átmeneti hőmérséklet-tartomány. Az ISL78083 teljesítménymenedzsmentIC már tömeggyártásban van, 4×4 mm, 24 csatlakozós, SCQFN típusú áramköri tokozással és forrasztásoptimalizált kivezetőkkel.

WWW.RENESAS.COM

WWW.ELEKTRO-NET.HU 13

KONSTRUKTÔR

ÚJ Fibocom LPWA MODEMEK AZ ENDRICH KÍNÁLATÁBAN Az elektronikai ipart napjainkban meghatározó piaci trendek az IoT eszközök alkalmazásának ugrásszerû növekedése irányába mutatnak, szenzorhálózatok gyûjtik az adatokat körülöttünk, a felhôalapú adatbázisokban felépülô BIG DATA kiértékelése lesz a jövô informatikusainak legfontosabb feladata. Cikkünkben azt tárgyaljuk, hogy az egyik legismertebb LPWA (Low Power Wide Area)-technológia – a keskenysávú IoT (NB-IoT) – milyen módon és eszközökkel képes eljuttatni a szenzoradatokat a felhôbe. Ezt a Fibocom MA510 és N510 GSM modemjei és az Endrich Bauelemente Vertriebs GmbH – a nürnbergi Embedded World 2020 kiállításon bemutatásra kerülô – IoT-megoldásának ismertetésén keresztül tesszük meg

Az NB-IoT – az egyik legígéretesebb LPWA-technológia A Dolgok Internete (Internet of Things – IoT) hálózatba kapcsolt okoseszközök sokasága, melyek közös jellemzője, hogy a szenzorok adatait – az adatátvitelhez szükséges kommunikációs modulokon keresztül – valamilyen felhőszolgáltatás alkalmazásszerverei gyűjtik össze és dolgozzák fel. Ehhez általában szükség van valamilyen gazdaságosan üzemeltethető, technikailag kifogástalanul működő, szabványos, vezetékmentes kommunikációs technológia alkalmazására. Amenynyiben rövid távolságokat kell rádióhullámokkal áthidalni, a vezetékmentes lokális hálózatok, mint a WiFi, a Bluetooth vagy a ZigBee is alkalmazhatók, ha az elemes táplálás szükségessége nem korlátozza felhasználhatósukat. Nagyobb távolságok esetén azonban már valamilyen egyetemes hálózati szolgáltatást kell igénybe venni, mint például a LoRaWAN, a SigFox vagy a mobiltelefon-hálózat. Ha az adatokat felhőszolgáltatók adatbáziszszervereire kell juttatni, és később valamilyen Internetes technológián alapuló programmal kell feldolgozni és biztosítani a vizuális megjelenítést, TCP/IP- vagy UDP-alapú adatátvitel a kézenfekvő, és erre talán a legjobb megoldást a létező celluláris mobilhálózatok nyújtják. Sajnos azonban ez a klasszikus technológia lassan eléri határait, nem lehet a mobilcellák által kiszolgált végpontok (okoseszközök) számát jelentősen növelni. Emellett az ilyen készülékek alacsony adatátviteli igényeit a mai szélessávú mobilhálózatok (GPRS, UMTS vagy LTE) nyújtotta

14 ELEKTRONET

szolgáltatásokkal csak túlságosan drágán és felesleges erőforrások bevonásával lehet kielégíteni, ami gátat szab a régen várt és prognosztizált IoT/M2M-forradalomnak. Ma az okoseszközök számára az alkalmazható maximális sávszélesség és a ráfordítási költség ideális arányát biztosító, könnyen elérhető, szabványos rádiós adatátvitelre van szükség. A vezető mobilszolgáltatók egyik lehetséges technológiai válasza erre a kihívásra a gép-gép közötti (M2M) adatátvitelt biztosító, kis teljesítményű és nagy hatótávolságú LPWAN (Low Power Wide Area Networking)-hálózatok területén a keskenysávú IoT (NB-IoT) szabvány (LTE Cat-NB1) bevezetése. Számos más technológia is létezik ezen a területen, ezeket azonban nem elsősorban a kis adatmennyiségek ritkán történő átvitelére optimalizálták, és bár rendszerint kiváló kültéri lefedettséggel rendelkeznek, vételi lehetőségeik beltéri alkal-

mazások esetén erősen korlátozottak. A kereskedelmi forgalomban kapható GSM modulok általában a 2G/3G/4G-hálózatok kínálta szolgáltatások nagy részét támogatják, amire IoT-alkalmazásokhoz egyáltalán nincs szükség. Ezek amellett, hogy drágítják a hardvert, többletfogyasztással is járnak, és az akkumulátor vagy elem üzemidejét erősen csökkentik. A mobilhálózatok egyik fontos jellemzője a nagy fokú skálázhatóság, a mobilhálózat-operátorok a meglévő LTE-hálózatban kezelhetik saját kapacitásukat. A védett technológiák, mint a SigFox és a LoRa saját átjárókat és helyi hálózatot igényelnek, melyeket országonként más és más cégek üzemeltetnek, a hálózati operátoroknak így egyedi sajátosságokkal kell megküzdeniük. Biztonságosabb és kényelmesebb számukra, ha a meglévő LTE-platform mentén tevékenykednek. Az NB-IoT az LTE-technológián alapul, de néhány, az LPWA igényei szempontjából lényegtelen szolgáltatás hiányzik a specifikációjából, így olyan előnyöket képes kínálni, melyeket más technológiák, mint a GPRS/UMTS/LTE csak komoly költségráfordítással érhetnek el. Az NB-IoT a mai LTE-szabvány kiterjesztéseként szolgál, csakúgy, mint a komolyabb adatátviteli igényű, M2M-kommunikációra kidolgozott LTE-M (Long Term Evolution for Machines), LTECAT-M1. Ez utóbbi jelentősen megnövelt sávszélessége lényegesen nagyobb spektrumszélességet és bonyolultabb, így drágább rádiómodulokat igényel.

1. ábra. IoT vezetékmentes szabványok tulajdonságainak összehasonlítása

XXIX. évfolyam 1. szám

KONSTRUKTÔR

2. ábra. IoT-feladatok megvalósíthatósága GSM-alapú adatátviteli technológiák alkalmazásával Az NB-IoT az LTE-hálózat meglévő infrastruktúráját (bázisállomások, antennák, engedélyezett spektrum) használja. Az engedélyezett sávok óriási mennyiségű eszközt képesek kezelni, míg az egyes konkurens technológiák használta ISM-sávokban a kapcsolódó eszközök számának növekedésével a vétel az interferencia miatt romlik. Az NB-IoT eszközök számára rendelkezésre álló sávszélesség a kis adatmenynyiségek miatt sok részre osztható, így egy hagyományos GSM-cellánál megszokott végpont százszorosa lehet a kezelt eszközök száma. A 600 bits/s–250 kbit/s sebesség természetesen csak az olyan okoskészülékek szenzorjai számára nyújt kielégítő megoldást, ahol csak néhány adat továbbítására van szükség kis napi ismétlésszámmal, cserében alacsony adatátviteli és beruházási költségek mellett kis energiafogyasztás is realizálható. Az NB-IoT előnyei és kulcszszavai a LEFEDETTSÉG, a HOSSZÚ ELEMÉLETTARTAM, a KIS ESZKÖZKÖLTSÉG és a JÓ BELTÉRI VÉTELI TULAJDONSÁGOK. A celluláris hálózatok – így az NB-IoT által használt LTE is – urbánus környezetben kiváló lefedettséget kínálnak, azonban a szenzorok általában külterületen vagy épületek mélyén, esetleg alagsorában helyezkednek el, ezért az itteni gyenge vételi viszonyok miatt a hagyományos GSM (2G) modulok áramfelvétele, így fogyasztása erősen megnőhet. Az NB-IoT a rádióhullámok keskeny vivőfrekvencia-sávszélessége miatti nagyobb energiasűrűsége okán az épületek belsejébe való jobb behatolásra képes és a gyenge vételi viszonyok esetén ismételt kapcsolatfelvételre is van lehetőség. Mindezért az elérhető alacsonyabb sávszélességgel „fizet” a felhasználó. A hosszú időközönként elküldött kis adat-

csomagok kis energiaigényt támasztanak a modul felé, így megvalósul az NB-IoT egyik legnagyobb előnye, jelesül a minimális fogyasztásnak köszönhető hosszú telepélettartam. A GPRS/UMTS/LTE (2G/3G/4G) modulok egy sor olyan szolgáltatást támogatnak, melyre IoT eszközök nem tartanak igényt, ilyen a hangkommunikáció, az SMS-szolgáltatás és a szélessávú internet-hozzáférés. Ezek elhagyásával a hardver egyszerűsödik, ami kihat az eszközök árára és a fogyasztás is minimalizálható. Ahhoz, hogy az NB-IoT-technológia használható legyen, néhány dolgot meg kell vizsgálni az eszközzel kapcsolatban: A lefedettségi viszonyok lehetővé te szik-e a technológia alkalmazását? (Van-e lefedettség, elegendő-e a térerősség a szenzor elhelyezési pontján?) Ellenőrizni kell a forgalmi profilt, hogy  mekkora sűrűséggel, milyen mennyiségű adat feltöltésére, illetve letöltésére (parancsok, frissítések) van szükség. Ki kell számolni, hogy a fogyasztás  alapján várható elemélettartam fedi-e

3. ábra. A keskenysávú NB-IoT-technológia jellemzôi

WWW.ELEKTRO-NET.HU 15

KONSTRUKTÔR

4. ábra. Fibocom MA510 többsávos LPWA modem az alkalmazás által támasztott követelményeket, illetve ez alapján kell meghatározni az alkalmazott energiatárolási technológiát (lítiumelem, kapacitás, kisülési karakterisztika). Amennyiben nagy pillanatnyi áramfelvételek várhatóak (cellakeresés, többszöri kapcsolódásismétlés), érdemes a lítiumelemmel párhuzamostan kapcsolt szuperkondenzátort alkalmazni, ami segít azonnali energiaimpulzussal ellátni a modulunkat, mialatt a lítiumelem depasszivációs folyamata tart. A fenti tényezők kölcsönhatása miatt általában kompromisszumra van szükség, vagy az elem elvárt élettartamában kell engedményt tenni, netán drágább, nagyobb méretű tápellátást kell választani.

Fibocom NB-IoT modulok A fentiek alapján elmondható, hogy a piaci trendek az IoT eszközök ugrásszerű növekedése irányába mutatnak, és ezek kommunikációjára az NB-IoT-technológia alkalmazása a következő években megkerülhetetlen lesz. A vezető GSM-szolgáltatók felismerték ezt, és sorra vezetik be az NB-IoT-szolgáltatást. Az Endrich beszállítóival közösen hagyományosan komponensoldalról igyekszik ezt a piaci trendet kiszolgálni, szenzorjai 40 éve jól ismertek: az alacsony fogyasztású M-23 ARM és Risk-V-alapú mikrokontrollerek, melyekkel a lap előző számában ismerkedhetett meg az olvasó, a szintén korábban publikált lítiumelemek és a most bemutatásra kerülő GSM modulok az NB-IoT világába is belépési pontot jelentenek partnereink számára. Alkatrész-disztribútorként – egyedülálló módon – ingyenes felhőalapú adatbázis-hozzáférést kínálunk a termékfejlesztés időszakára a velünk együtt dolgozó IoT-fejlesztők számára, ezzel szolgáltatásoldalról is támogatást kínálunk ehhez a népszerű témához.

16 ELEKTRONET

5. ábra. Fibocom N510 csak NB-IoT LPWA modem A Fibocom gyártotta MA510 és N510 modulok ma az Endrich által kínált NBIoT modemcsalád legnépszerűbb tagjai. A vadonatúj fejlesztésű MA510-GL LPWA modulsorozat több változatban is elérhető a kínálatban, melyek az LTE Cat.M1, LTE Cat.NB2 és EGPRS-hálózatok kombinációhoz való csatlakozást teszik lehetővé. A sorozat tagjai, a három üzemmódú (LTE Cat.M1, LTE Cat.NB2 és EGPRS) modem, a két üzemmódú (LTE Cat.M1 és LTE Cat.NB2) modem, valamint az egy üzemmódú modul (LTE Cat.M1) egymással kompatibilis lábkiosztással rendelkeznek, lehetővé téve a telepítés helyén elérhető kommunikációs csatornához legjobban illeszkedő modul alkalmazását ugyanazon a nyomtatott áramköri lapon. A sorozat lelke a Qualcomm MDM9205 IC, a modemek LCC és LGA tokozásban (22,2×20,2×2,1 mm méretben) kaphatók, és a globális (GNSS) helymeghatározást a GPS/GLONASS/ BeiDou/Galileo műholdakkal való együttműködéssel támogatják. A modemet alacsony energiafogyasztás jellemzi, kihasználja a keskenysávú IoT-technológia által biztosított kiváló beltéri vétel lehetőségét, így akár az épületen belül is alkalmazható. Ezenfelül az iparági elvárásnak megfelelő extrém alacsony ár új lehetőségeket nyit meg akár urbánus, akár mezőgazdasági alkalmazásokra is. A modulokat elsősorban olyan dizájnhoz érdemes alkalmazni, amelyekben kis adatmennyiséget kis fogyasztás mellett alacsony adatátviteli sebességgel, de biztonságosan kell továbbítani. Ilyen például az eszközkövetés, az ipari megfigyelés és vezérlés, a biztonsági rendszerek, az intelligens otthon és az intelligens fogyasztásmérés területe.

Az MA510-GL-00 jellemzôi: Méret: 22,2×20,2×2,1 mm  Tokozás: LCC + LGA, 86 Pin 

Frekvenciasávok:  Cat.M1: B1/B2/B3/B4/B5/B8/B12/  B13/B14/B18/B19/, B20/B25/B26/B27/B28/B66/B85,  Cat.NB2: B1/B2/B3/B4/B5/B8/B12/  B13/B18/B19/B20/, B25/B26/B28/B66/B71/B85,  EGPRS: 850/900/1800/1900 MHz,  GNSS:  GPS/GLONASS/BeiDou/Galileo. Tápellátás: 3,3 V ~ 4,5 V (tipikusan 3,8 V)  Működési hőmérséklet-tartomány:  –40 °C ~ +85 °C Sebesség:  Cat.M1 (kib/s): 589 (DL)/1119 (UL),  Cat.NB2 (kib/s): 136 (DL)/150 (UL),  GPRS (kib/s): 107 (DL)/85.6 (UL),  EDGE (kib/s): 296 (DL)/236.8 (UL).  Antenna: GSM-antenna × 1, GNSS × 1  Interfészek:  SIM 1,8 V/USB 2.0 × 1/UART × 3 I2C, I2S, GPIO, SPI/ADC/System Indi cator/ANT_TUNER Globális tanúsítványok  A másik érdekes Fibocom IoT modul az N510 a MediaTek MT2625DP chipseten alapuló első, csak NB-IoT-sávra készült eszköz. Az LCC + LGA tokozásban 22,2×20,2 mm méretű modem globális frekvenciasávokat támogat: az okosmérés, a városi világításvezérlés, az okosparkolás, az okosotthon és okos-mezőgazdaság, a tűzvédelem és hasonló IoT-megoldásoknál bizonyulhat hasznosnak, ahol a kis energiafogyasztás, a kis adatmennyiségek megbízható átvitele, a hosszú elemélettartam és alacsony költségek az elvárások.

Az N510-EAU-00 jellemzôi: Méretek [mm]: 22,2×20,2×2,1  Tokozás: LCC + LGA  Működési hőmérséklet-tartomány:  –40 °C ~ +85 °C Technológia: LPWA  GSM-frekvencia: Cat.NB1-sáv:  1, 3, 8, 20, 28

XXIX. évfolyam 1. szám

KONSTRUKTÔR

Letöltési sebesség: 26,15 kib/s  Feltöltési sebesség: 62,5 kib/s  Belső TCP/IP  UDP/IP-támogatás  Tápfeszültség-tartomány: 3,3 V ~ 5,0 V  Interfészek: USIM 1,8 V/3,0 V, 2 vezetékes UART × 2,  4 vezetékes UART × 1, EINT, I2C, GPIO, System Indicator, ADC

EmbeddedWorld 2020 – Endrich-bemutató A technológia népszerűsítésére az EmbeddedWorld 2020 kiállításon Nürnbergben bemutatásra kerül az Endrich GmbH által kidolgozott NB-IoT-alapú szenzorhálózat, melynek minden komponense a cégünk által képviselt gyártók alkatrészeiből épül fel.

6. ábra. Endrich IoT-infrastruktúra Az alkalmazott szenzorok a következôk: az Everlight láthatófény-szenzorja,  a Tateyama hőmérsékletszenzorja,  a TDK-Micronas mágneses (Hall)-szenzorja,  a Sensolute rezgésszenzorja.  Az adatgyűjtést és a kommunikáció vezérlését a GigaDevice 32 bites, RISK-V-alapú mikrokontrollere, az adatok az Endrich felhőalapú adatbázisába – vezeték nélküli kommunikációval való – továbbítását pedig a Fibocom fenti MA510 LPWA modemje végzi. A mért adatok valósidőben a látogatók internetképes mobiltelefonján, illetve a standon elhelyezett különféle kijelzőkön láthatók.

7. ábra. Szenzor és IoT-kommunikációs panel (EmbeddedWorld 2020 demó) KISS ZOLTÁN, OKL. VILLAMOSMÉRNÖK, EXPORTIGAZGATÓ

ENDRICH BAUELEMENTE VERTRIEBS GMBH WWW.ENDRICH.HU

WWW.ELEKTRO-NET.HU 17

KONSTRUKTÔR

MEGBÍZHATÓ DETEKTÁLÁS FOTOCELLÁS ÉRZÉKELÔKKEL Az olyan márkák, mint a Panasonic, Omron vagy Autonics az automatikai termékek vezetô gyártóiként ismertek, beleértve az ipar különbözô területein használt fotocellás érzékelôket is. A TME, mint az említett három jelzett márka termékforgalmazója, ezen érzékelôberendezések standard és speciális modelljeivel is rendelkezik a kínálatában

Hogyan mûködik a fotocellás érzékelô? Ez a fajta detektor arra reagál, hogy milyen intenzitással esnek rá az elektromágneses hullámok (látható fény, infravörös fény vagy lézerfénycsóva). A szenzor két alkatrészből – adóból és vevőből – épül fel, melyeket úgy alakítanak ki, hogy hatástalanítsák az egyéb sugárforrásokból származó zavarokat. Amikor a megfelelően modulált fénycsóva valamilyen akadályba ütközik, a berendezés elektromos jelet küld a vezérlő- vagy végrehajtó egység számára. Attól függően, hogy mekkora hatótávolságban fog működni egy adott berendezés, a fotocellás érzékelők háromféle konstrukcióját különböztetjük meg: egy készülékházba zárt adó és vevő, ami  csökkenti a szerelési helyigényt, de csak közeli objektumok detektálására alkalmas,

18 ELEKTRONET

közepes hatósugarú konstrukció, mely nél az adó és vevő egy reflektorral egészül ki, nagyobb hatótávolságú változatok, melyeknél olyan fotocellás érzékelőket kell használni, ahol az adó és vevő egymástól elkülönülő egységek.

Mire fordítsunk figyelmet fotocellás érzékelô választásakor? Egy fotocellás érzékelő megvásárlásának eldöntésekor mindenekelőtt arra kell figyelmet fordítanunk, hogy mire fogjuk azt használni. Például, ha az érzékelőnknek

fényt nem átvezető anyagból készült, nagy méretű tárgyakat kell észlelnie, akkor érdemes a Panasonic CX-411-es családjának termékeiből választani. Ezek az általános rendeltetésű érzékelők nem túl nagyok (11,2×31×20 mm), és jól beváltan működnek kevésbé jól megvilágított objektumok esetében is. Az ebből a családból származó fotocellás érzékelők – modelltől függően – úgy vannak kialakítva, hogy kompatibilisek legyenek különbözőfajta portokkal és bemenetekkel, beleértve pl. az M8 vagy M12 típusú, 300 mm-es kábellel szerelt csatalakozós változatokat is. A speciális fotocellás érzékelők segítségével átlátszó vagy szabványostól eltérő alakú és méretű objektumok észlelése is lehetővé válik. Az elsőként említett transzparens típusú objektumokat tökéletesen detektálja az Autonics cég BTS30-LDTL-P detektora, amelyet nagyon rövid – 1 ms-nál kisebb – reakcióidő jellemez. Kis méretű objektumok esetében ugyanakkor nagyszerűen használhatók a precíziós lézerfénycsóvát hasznosító fotocellás érzékelők. Itt érdemes kiemelnünk a Panasonic EX-L2xx-sorozatának darabjait és az Omron E3Z-LL sorozatát is, melyek megtalálhatók a TME kínálatában. A jelzett két sorozat érzékelőit kimagasló hatékonyság jellemzi, és mindegyik érzékelő 2 m hosszú kábellel van szerelve, ami lehetővé teszi, hogy a vezérlőszekrénytől távol kerüljenek elhelyezésre.

XXIX. évfolyam 1. szám

KONSTRUKTÔR

Autonics BTS30-LDTL-P

Fotocellás érzékelôk és az üzemi környezet Tekintettel arra, hogy a fotocellás érzékelők ipari automatikai rendszerek részegységei, ki vannak téve a káros környezeti tényezők hatásainak. Por, nedvesség, megnövekedett hőmérséklet vagy veszélyes anyagok jelenléte csak néhány azon kockázatok közül, melyekkel számolnunk kell a szenzorok működtetése közben. Ezért, az Autonics cég BJR-sorozatának érzékelőit kimagasló minőségű készülékházzal szerelik, melyek kielégítik az IP67-es védettségi követelményeket. Fentieken túlmenően arra is érdemes figyelmet fordítani, hogy milyen anyagbók készülnek a detektálandó objektumok, sőt még arra is, hogy milyen a színük. Az érzékelők jó része a fényvisszaverődés és fénytörés elvein működik – mivel a különböző színárnyalatok egymástól eltérően nyelik el és szórják szét a fényt. Ez jelentős mértékben befolyásolja a fotocellás érzékelők effektív hatótávolságát – ami a TME-nél kapható termékekre vonatkozóan 0-tól 60 m-ig terjed. Abban az esetben, ha fejlettebb színérzékelésre van szükség – pl. ha a gyártósoron megjelenő tárgy eltérő színárnyalata hibát jelenthet –, akkor már érdemes színdetektor beszerzését mérlegelni. Erre ajánlhatók az Autonics cég által kidolgozott BC15-LDT-C-sorozat darabjai.

Autonics BC15-LDT-C

Fotocellás érzékelôk a TME-nél A Panasonic, Omron és Autonics cégek által gyártott és a TME-kínálat részét képező fotocellás érzékelők úgy standard, mint speciális változatokban raktárról kaphatók. Tekintettel arra, hogy ezek az érzékelők nagyon sok funkcióra megbízhatóan használhatóak, kiválóan megfelelnek nagy gyárakban és kisebb termelőüzemekben történő használatra is. WWW.TME.EU

WWW.ELEKTRO-NET.HU 19

KONSTRUKTÔR

VALÓSIDEJÛ ALKALMAZÁSOKAT LINUXSZAL, VALAKI…? A nagyon hangzatos cím a valós tartalom tekintetében alighanem magyarázatra szorul. A valósidejû rendszerekre a megfelelô definíció legegyszerûbb formája, hogy periodikus alapon determinisztikus végrehajtást valósítanak meg. A valósidejûség legalapvetôbb alapkövetelménye a determinisztikusság, hiszen ezek a rendszerek javarészt gépeket vezérelnek, és ugyan ki akarna olyan numerikus vezérlésû fúrógépet a mûhelyébe, amelyik ugyanazon az útvonalon A pontból B pontba keddenként 10 ms, szerdánként pedig 20 ms idô alatt jut el? Egy pilóta is azt várja el a repülésirányító rendszertôl, hogy minden körülmények között, minden alkalommal ugyanazon az úton vezesse végig Az 1. ábra egy determinisztikus rendszert ábrázol. A rendszerben periodikus megszakítások keletkeznek, amelyek megszakítási szolgáltatási rutinokat futtatnak időzítéskritikus programkódokkal. Az időzítéskritikus kód végrehajtási idejének determinisztikusnak kell lennie, máskülönben olyan rendszert kapunk, mint a 2. ábrán látható, nem egyenlő végrehajtási időket biztosító változat. A determinisztikusság mellett szükség van a Linux gazdagságára és az összes kapcsolódó middleware-hardver vezérlésre is. A Linuxnál szükség van egy memóriamenedzsment-egységre (MMU – Memory

Management Unit), amely az alkalmazásfejlesztő számára a fizikai memóriát virtualizálja. Az MMU-t tartalmazó proceszszorok minden esetben legalább L1-szintű gyorsítótárat tartalmaznak, de manapság legtöbb esetben az L2 második szintű is a fedélzeten van. A gyorsítótár és a determinisztikusság a 3. ábra tanúsága szerint egymásra ortogonális. Az ábrán látható, hogy az L1- vagy L2-szintű tévesztések (hiányok) zavart visznek be a végrehajtási láncba. Minél nagyobb a gyorsítótár mérete, annál kisebb a tévesztés/hiány gyakorisága, azonban ennek esélye értelemszerűen tökéletesen nullára így sem csökkenthető.

A Linux futtatására alkalmas proceszszoroknál a végrehajtási zavar egy másik lehetséges forrása az elágazásprediktor. A processzormagok tartalmaznak elágazásprediktort, amely javítja az alkalmazásszintű teljesítményt. Implementációtól függetlenül az elágazásokat a processzor előre jelzi, ami természetesen néha téves eredményt ad. Tévesztés esetén a pipeline kiürítésre kerül, a tévesztés tehát indeterminisztikus végrehajtási viselkedést eredményez. Megszakítási szolgáltatási rutin (ISR – Interrupt Service Routine) közben a prediktorban lévő elágazás előzményi táblázata a fő alkalmazási kódra nézve tartalmaz előzményeket, nem pedig maga az ISR végrehajtási előzményeire. Ez az ISRen belül pipeline-ürítéseket eredményez, amely ISR-ről ISR-re változó végrehajtási időket jelent. Ha olyan processzorunk van, amelyik lehetővé teszi az elágazásprediktor letiltását a felhasználó számára, akkor az alkalmazásfejlesztő meghatározhatja, hogy a rendszeren belül hol és hogyan legyen determinisztikus a viselkedés. Az alkalmazásszintű determinisztikusság érdekében az elágazásprediktorok akár teljes egészében is letilthatók bizonyos proceszszoroknál. (Nem szabad elfelejteni, hogy az elágazásprediktorok alapvető célja a teljesítmény javítása, így letiltásuk esetén kisebb feldolgozási teljesítménnyel kell beérnünk.)

Bemutatkozik a RISC-V PolarFire SoC FPGA-architektúra

1. ábra. Példa a determinisztikus végrehajtásra

2. ábra. Példa az indeterminisztikus, változó végrehajtási idôket szolgáltató végrehajtásra

20 ELEKTRONET

Léteznek olyan processzorok, amelyek Linux futtatására alkalmasak, determinisztikus kódvégrehajtásra azonban nem, és vice versa olyan processzorok is vannak, amelyek tudják a determinisztikus kódvégrehajtást, de nem Linux-kompatibilisek. Nem lenne jó vajon egy olyan beágyazott architektúra, amely mindkettőt támogatja? A Microchip szerint igen, éppen ezért nemrég jelentette be a cég a RISC-V-alapú SoC FPGA-architektúráját a PolarFire rendszerchipcsalád számára, amely éppen ezt hivatott teljesíteni. A 4. ábrán látható rendszerben 4 db 64 bites, RISC-V-alapú, Linux futtatá-

XXIX. évfolyam 1. szám

KONSTRUKTÔR

3. ábra. Az L1- és L2-szintû gyorsítótár-tévesztések hatása a determinisztikusságra

szintű L2-vel, illetve a harmadik szintű L3-mal. Az L3 memória-alrendszer egy megerősített LPDDR3/LPDDR4 és egy DDR3/DDR4 szabványú, 36 bites vezérlőt tartalmaz. A kiegészítő 4 bit az egybites hibajavítás/kétbites hibadetektálás (SECDED – Simple Error Correct Double Error Detect) kompatibilitás érdekében került be az L3 gyorsítótár számára.

Az L1 memória-alrendszer

4. ábra. A PolarFire SoC-architektúra sára alkalmas RV6GC processzormag található, míg a szimpla RV64IMAC processzormag Linux futtatására nem alkalmas. Más szavakkal: az RV64IMAC nem tartalmaz memóriamenedzsment-egységet, míg a négy RV64GC típusú mag vele ellentétben igen. Az RV64IMAC és RV64GC processzormagok utasításkészletei közötti különbség nyilvánvaló, hiszen az RV64GC tartalmaz kétszeres pontosságú lebegőpontos egységet is. Az architektúrán belüli determinisztikusság javítása érdekében a felhasználó bármely magban letilthatja az elágazásprediktort, akár a processzormag felélesztése, akár megszakítási szolgáltatási rutin futása közben. Jellemző továbbá, hogy sorrendi pipeline-nal rendelkezik mind az öt processzormag a determinisztikusság javítása, illetve a

Spectre és Meltdown típusú támadások elkerülése érdekében. A determinisztikusságról eddig csak a CPU magok vonatkozásában beszéltünk, de mivel a programkód a memóriából betöltve kerül végrehajtásra, nézzük most meg a PolarFire rendszerchipek memória-alrendszerét is! Először is, a PolarFire SoC-k teljes memóriaterülete koherens, amely koherencia ebben az esetben annyit tesz, hogy bármely memória, amely több adatmásolattal rendelkezik, a koherenciamenedzser irányítása alatt áll, és bármely memória, amely egyetleneggyel, alaptermészetéből kifolyólag koherensnek tekinthető, mivel a komplett memóriahierarchiában nincs további másolat. A PolarFire SoC-k három memória-alrendszerrel rendelkeznek: az első szintű L1-gyel, a második

5. ábra. Determinisztikus végrehajtás LIM-ekkel és TIM-ekkel

A négy RV64GC alkalmazástechnikai processzormag egyenként rendelkezik egy 8-utas asszociatív, 32 kiB-os I$TIM-mel, ill. egy egy 8-utas asszociatív, 32 kiB-os D$TIM-mel. [Az I$ arra utal, hogy utasítások számára kijelölt gyorsítótárról van szó, a D$ adatokra vonatkozó memóriát jelent, míg a TIM szorosan összeintegrált memóriát (TIM – Tightly Integrated Memory) szimbolizál.] Az I$TIM és a D$TIM felhasználó által konfigurálható azzal a követelménnyel, hogy legalább egy útra mindig szüksége van az I$TIM-nek és egyre a D$TIM-nek. Az RV64IMAC monitormag rendelkezik egy 16 kiB-os, kétutas asszociatív I$TIM-mel és 8 kiB DTIM-mel. A DTIM egy adatok számára rendelkezésre álló, gyors munkaterület (ún. scratch-pad memória), amelyből kód végrehajtásra kerülhet. Valamennyi első szintű TIM-funkcionalitás rövid késleltetésű, determinisztikus hozzáférést biztosít, és mindannyian SECDED-kompatibilisek.

Az L2 memória-alrendszer A SECDED-kompatibilis L2 gyorsítótár mérete 2 MiB, és háromféle különböző üzemmódba programozható: egy 16-utas asszociatív gyorsítótárba, egy lazán integrált memóriaterületre (LIM – Loosely Integrated Memory), illetve egy gyors munkaterületre (scratch-pad memóriára). A LIM egy processzorhoz köthető, és a gyorsítótárnál megszokott módon méretezhető, vagyis felépíthető 128 kiB-os darabokból (utakból), amelyekhez egyegy processzor számára kizárólagos hozzáférés adható. A LIM-ként konfigurált L2 gyorsítótár memória-alrendszer determinisztikus hozzáférést ad a hozzárendelt processzormag számára, továbbá koherens, mivel sem az L1-, sem az L3-szintű gyorsítótárral közös másolatok nem léteznek a rendszerben. A LIM ideális választás determinisztikus kódfuttatás-

WWW.ELEKTRO-NET.HU 21

KONSTRUKTÔR

ra a fő alkalmazásban és a megszakítási szolgáltatási rutinokban is. Az 5. ábra egy determinisztikus rendszert ábrázol LIMként konfigurált L2 második szintű gyorsítótár és TIM-ként konfigurált L1-szintű gyorsítótár esetén. Sajnálatos módon az elágazásprediktorok tévesztési lehetősége miatt a megszakítási szolgáltatási rutinok végrehajtási ideje változhat még akkor is, ha az L2 második szintű gyorsítótárat LIM-ként konfiguráljuk. A 6. ábra egy olyan alkalmazásról mutat képet, amelyben az L1 első szintű gyorsítótárat TIM-ként, míg az L2 második szintű gyorsítótárat LIM-ként konfigurálták. A vízszintes tengelyen a megszakítások vannak szerepeltetve, a függőleges tengely a megszakítási szolgáltatási rutinon belüli ciklusidőt jelöli. Ahogy látható, a megszakítási szolgáltatási rutinok végrehajtási ideje az időben nem állandó, hanem változékonyságot mutat. A 7. ábrán látható esetben az elágazásprediktorokat letiltottuk, és ennek megfelelően megkaptuk a determinisztikusságot. A LIM-hez hasonlóan a gyors munkaterület (scratch-pad memória) is konfigurálható 128 kiB méretű darabokra (utakra), amelyek CPU magokhoz hozzárendelhetőek. A gyors munkaterület ideálisan töltheti be a megosztott memóriaterület szerepét a LIM-ből kódot futtató processzor és az L1/L2 és L3 memória-alrendszerből kódot futtató (Linuxnál tipikus eset) processzor között. Ha az RV64IMAC által futtatott alkalmazás adatot ír a gyors munkaterületre, és ennek a memóriatartalomnak egy másolata máshol is létezik az L1/L2/L3 gyorsítótárakban, a koherenciamenedzser garantálja a komplett memória-alrendszer koherenciáját. Ily módon a valósidejű alkalmazások koherens módon tudnak adatot megosztani a Linux felhasználói terében futó alkalmazásokkal. A 8. ábra a PolarFire SoC mikroprocesszoros alrendszer egy lehetséges konfigurációját ábrázolja. Ebben a konfigurációban az RV64IMAC processzormag látja el a valósidejű feladatokat, míg a négy RV64GC processzormag futtatja a Linuxot. Ha a valósidejű funkcionalitáshoz lebegőpontos számítási teljesítményre van szükség, az RV64GC processzormagokra lehet számítani, mivel az elágazásprediktorok kikapcsolhatók, és az L1 első szintű gyorsítótár TIM-ként konfigurálható.

6. ábra. Az elágazásprediktor hatása a determinisztikusságra

7. ábra. A végrehajtási idô állandósága determinisztikus viselkedés mellett

8. ábra. Koherens üzenettovábbítás

Összefoglalás A determinisztikusság a valósidejű rendszerek alapkövetelménye, azonban a piacon sok olyan processzor van kereskedelmi forgalomban, amelyek Linux futtatására képesek, de determinisztkus kódvégrehajtásra nem, ami fordítva is igaz: olyan példányok is vannak, amelyek ismerik

TIM MORIN, STRATÉGIAI MARKETINGIGAZGATÓ, MICROCHIP TECHNOLOGY

22 ELEKTRONET

a determinisztikus kódvégrehajtást, de Linux-kompatibilitást nem kínálnak. A Microchip-féle PolarFire rendszerchipek egyedi kialakítású, rugalmas memória-alrendszerű megoldások, amelyek támogatják a konkrétan valósidejű alkalmazásokat és a Linux-platformot egyidejűleg, egy flexibilis, koherens rendszerben. Kezdje meg PolarFire-alapú fejlesztését most! WWW.MICROSEMI.COM WWW.MICROCHIP.COM

XXIX. évfolyam 1. szám

GYÁRTÓSOR> [NAPRAKÉSZEN]

OPTIKAI IGAZÍTÓRENDSZERREL FELVÉRTEZETT, AUTOMATA SMT PICK & PLACE BEÜLTETÔGÉP Az SMTMax gyártó QM1500 típusnevű újdonsága egy magában álló, automata, két beültetőfejjel kialakított, pick & place beültetőgép, amely x és y irányban 0,0005”, rotációs irányban 0,045° felbontás mellett óránként 3000 alkatrész beültetésére alkalmas, és zárt hurkú vezérléssel rendelkezik. Az SOP, QFP, BGA, TQFP és TSOP IC-k számára gépi látáson alapuló központosítórendszerrel rendelkező, QM1500 kompatibilis, 0201 méretkódú alkatrészekkel és további bővítményekkel (továbbfejlesztett kamera, 8x2 mm-es adagoló stb.). A QM1500 által támogatott maximális hordozóméret 431x304 mm. A pneu-

matikus adagolókkal dolgozó rendszeren frontoldalon 20 port található, opcionálisan hátul pedig további 20 állhat rendelkezésre. Egy további, lassúbb, de gazdaságosabb alternatívát szolgáltat adagolásra a levegős QM-PA01, amelyet szintén támogat a QM1500-platform.

A QM1500 pick & place beültetôgép fôbb mûszaki jellemzôi röviden: 2 db pick & place beültetőfej,  3000 alkatrész/óra becsült alkatrész beültetési sebesség, dupla igazítás x és y irányban,  golyós-csavaros mechanika,  431×304 mm méretű munkaterület,  alapkiépítésben 0402 méretkódú alkat részek támogatása, opcionális kamerával és adagolóval akár 0201 méretkód támogatása, komputeres vezérlésű gépi látási rend szer integrált áramkörökhöz (SOP, QFP, BGA stb. tokozástípusokhoz) és kis méretű alkatrészek eredményesebb beültetéséhez, teljesen programozható, digitális z ten gely és théta-irányú mozgatás,

x és y tengely mentén 0,0005” felbon tás, 0,001” pozicionálási pontosság, 0,045° rotációs felbontás, akár 40 adagoló támogatása,  választhatóan 20 pneumatikus adagoló port vagy a költséghatékony QMPA-01 adagolókészlet, automatikus nyomtatott áramköri kár tyaigazítás optikai alakzatfelismeréssel, automatikus beültetés utáni vizuális el lenőrzés, CAD-fájl konverzió,  12 hónap teljes körű gyári garancia, al katrészekre és munkaidőre kiterjedően, könnyen használható, grafikus szoftver,  gyors programozás, programozás tanítható videókamerával,  képernyőre kitett Gerber-fájllal vagy CAD-fájllal, 110 V/60 Hz vagy 230 V/50 Hz hálózati  feszültség, 750 W teljesítményfelvétel, 60 psi nyomású levegőbetáplálási igény,  300 kg száraz tömeg,  96,5×102×107 cm méretek,  egyedi kialakítási lehetőségek.  HTTP://SMTMAX.COM

KIVÁLÓ ERGONÓMIAI ADOTTSÁGÚ, NÉZÔKE NÉLKÜLI SZTEREÓ MIKROSZKÓP A Vision Engineering által kifejlesztett Mantis Elite egy ergonomikus, nézőke nélküli sztereó mikroszkóp, amely kiváló optikai teljesítményt nyújt akár hússzoros nagyítással, ezáltal kiváló alternatívát ad a hagyományos, vizsgálati célú sztereó mikroszkópokra. A Mantis Elite-ben is alkalmazott, számos ipari tervezői díjat elnyert ergonómiai kialakítás messze túlszárnyalja a konkurens sztereó mikroszkópokban látottakat. A Mantis legfőbb előnye az egyedi, nézőke nélküli kialakítás, amely olyan kényelmessé teszi a sztereó mikroszkóp használatát, mint egy asztali nagyító. Az eredmény nem más, mint egy lélegzetelállító, térbeli makrovilág a vizsgálat alatt álló objektumról. A bővített mélységinformációk és az objektum bármely szög-

ből történő megvizsgálásának lehetősége révén a Mantis az ergonómia, komfort, hatékonyság és teljesítmény páratlan kombinációját nyújtja.

A Mantis Elite fôbb mûszaki jellemzôi röviden: 2 … 20× nagyítási változatok (2 gyors cserés tubussal), kimagasló ergonómia, elfáradás mentes használat, kiváló minőségi és hatékonysági jellemzők, kiváló kéz-szem koordinációs  lehetőségek a vizsgálatok és manipulációs műveletek során, nagy munkatávolság és nagy rálátási  terület, állványok és kiegészítők széles vá lasztéka az alkalmazás követelményeinek megfelelően,

a Mantis Elite-Cam HD változat bein tegrált, HD-felbontású digitális kamerával rendelkezik. A Mantis Elite tökéletes alternatívája a hagyományos sztereó mikroszkópoknak a használat pontosságát és hatékonyságát tekintve, ezért a pontos szem-kéz koordinációt igénylő vizsgálatokhoz, előkészítő és manipulációs feladatokhoz tökéletes választás.

WWW.VISIONENG.COM

WWW.ELEKTRO-NET.HU 23

GYÁRTÓSOR > [NAPRAKÉSZEN]

PROGRESSZÍV, ÜREGES KIALAKÍTÁSÚ ADAGOLÓSZIVATTYÚK KIVÁLÓ PONTOSSÁGGAL ÉS HOSSZÚ TÁVÚ MEGISMÉTELHETÔSÉGGEL A Nordson EFD által kifejlesztett, 797PCP-sorozatú szivattyúk kimagasló, 0,01 ml/fordulat pontosságú folyadékadagolásra képesek gyártástechnológiai környezetben, magas szintű folyamatszabályozási lehetőségeket biztosítva. A folyamatos térfogati adagolásra képes, folyadékviszkozitás időbeli változásától független teljesítményű adagolószivatytyúk nagy pontossága és ±1% megismételhetősége szavatolja, hogy hosszú távon rendkívül pontos mennyiségű folyadék kerüljön adagolásra minden körülmények között. WWW.NORDSON.COM

A szivattyú moduláris felépítésű, egyedi kialakításának köszönhetően a központi alkatrészei, a rotor és a sztátor egy tökéletesen szigetelt mérőkamrában foglal helyet. A folyamatosan jelen lévő szigetelés meggátolja a folyadék lüktetését és kisajtolódását, amely a 797PCP adagolórendszert optimális választássá teszi koptató hatású paszták, töltött anyagok és ultraibolya fényre száradó ragasztók adagolásához. A 797PCP-sorozat háromféle méretben, 0,01 ml, 0,05 ml és 0,15 ml térfogattal érhető el, így számos autóipari, elektronikai ipari, orvostechnikai és egyéb, igényes iparági alkalmazással kompatibilisek.

A 797PCP-sorozatú adagolók fôbb mûszaki jellemzôi röviden: kimagasló folyamatszabályozási pon tosság a precíziós adagolással és ±1% megismételhetőséggel, folyamatos térfogati adagolás a viszko zitás változékonyságától függetlenül, programozható visszaszívás a még pon tosabb adagolásért, csöpögés- és szivárgásmentesen, moduláris felépítés, könnyű szétszerel hetőség, rövid leállási idők, kompatibilis folyadéktípusok: epoxik,  zsírok, termikus kenőanyagok, szigetelőanyagok, RTV-k, forraszpaszták, ultraibolya fényre száradó ragasztók.

ELEKTROMOS ÜZEMELTETÉSÛ, VOLUMETRIKUS ADAGOLÓSZIVATTYÚ PRECÍZIÓS PROFESSZIONÁLIS IPARI ALKALMAZÁSOKHOZ A PCP-sorozatú volumetrikus szivatytyúk megjelenésével a gyártó DAV Tech szerint a térfogati adagolás szakterületén jelentős előrelépést sikerült elérni. Az új PCP-sorozatban jelenleg hatféle méretű modell érhető el, amelyek a gyártó állítása szerint bármely alkalmazásra megfelelők, így viszkozitástól függetlenül lehet precíziós folyadékadagolást végezni velük bármely felhasználás esetén. A kontroller vagy meghajtó által a dedikált szoftverből vezérelt PCP-sorozatú adagolókkal az adagolási paraméterek beállíthatók és megfigyelhetők, PLC felé a rendszer illeszthető. A PCP-sorozatú szivattyúk mechanikai jellemzői rendkívül nagy adagolási pontosságot biztosítanak az eszköznek, amelyet nem befolyásol a bemenő folyadék nyomása, viszkozitása és hőmérséklete sem. A szivattyúkat enkóderes fogaskerék-motoros meghajtás hajtja, a térfogati eloszlás csíkoknál, pöttyöknél vagy adott térfogatnagyságú kitöltésnél is biztosított. A hajtást egyik irányban működtetve fo-

24 ELEKTRONET

lyadékadagolást végez a rendszer, míg a másik irányban hajtva visszaszívja a folyadékot, egyszerre meggátolva a csöpögést és stabilizálva az adagolófúvókán lévő nyomást. A PCP-sorozat támogatja az anaerob ragasztók, szilikonok, zsírok, gyanták, ragasztók, szigetelők, egyéb folyadékok volumetrikus adagolását, legyen szó akár kis vagy nagy viszkozitású anyagokról.

A PCP-sorozatú adagolószivattyúk fôbb mûszaki jellemzôi röviden: kimagasló adagolási pontosság,  az adagolási teljesítményt nem befolyá solja a hőmérséklet és viszkozitás időbeli változása, egyszerű karbantartás a szivattyú opti mális kialakításának köszönhetően, töltött anyagok adagolásának lehetősé ge elhasználódási problémák nélkül, visszaszívás-funkció a csöpögés meggá tolása érdekében, gyors beüzemelés az előprogramozott  vezérlőnek köszönhetően,

speciális változatok is elérhetők, pl.  PEEK készüléktest, kerámiarotor, PA-sztátor stb. kompatibilis médiumtípusok: gyanták,  zsírok, üzemeltetés típusa: elektromos,  célalkalmazás: professzionális ipari,  egyéb jellemzők: volumetrikus adago lás, kompatibilitás kis/közepes/nagy viszkozitású folyadékokkal, nyomástartomány: 0 … 20 bar.  WWW.DAVTECH.IT

XXIX. évfolyam 1. szám

RENDSZERINTEGRÁTOR > [NAPRAKÉSZEN]

NAGY TELJESÍTMÉNYÛ, HELYHEZ KÖTÖTT KOMPRESSZORCSALÁD Az IDE Compressors által kifejlesztett TFI-sorozatú kompreszszorokat leginkább a felhasználóbarátságuk emeli ki a tömegből. A kompresszorok opcionálisan az AIRSAVE ULTIMATE levegőminőség-szabályozó rendszerrel és a TCC-CONTROL ember-gép interfésszel is felszerelhetők, és használatra előkészített állapotban érkeznek a megrendelőhöz. A belélegezhető levegős, helyhez kötött kompresszorokat hatóságok, tűzoltóság, búváriskolák stb. is felhasználhatják a professzionális ipari felhasználók mellett, és a komplett széria rendelkezik automatikus nyomáslekapcsolóval és automatikus kondenzvíz-leeresztővel is. A felhasználóbarátság mellett természetesen kompresszorteljesítmény tekintetében sem érheti szó a ház elejét a TFI-sorozat esetében, és a legkorszerűbb megoldásokkal kialakított gépkompaktság tekintetében is jól teljesít. A zárt keretes kialakítás kiváló zaj- és személyvédelmi teljesítményt biztosít. Szükség esetén a kompresszorok külső panelekkel és tárolóelemekkel is kiegészíthetők. A TFI-sorozatú kompresszorok részegységei speciális alumíniumötvözetből készülnek, öntött acélperselyekkel, a hűtőfelületek pedig rozsdamentes acélanyagúak és több, mint kielégítő hűtési teljesítményt nyújtanak. A kompresszorok további részegységei is nagyon alacsony karbantartásigényű és robusztus rozsdamentes acélanyagúak, beleértve a különböző csatlakozókat, szelepeket, csöveket stb.

A TFI-sorozatú kompresszorok fôbb mûszaki jellemzôi röviden: hordozhatóság: nem (álló helyzeti kompresszor),  energiaellátás: elektromos,  technológia: dugattyús,  egyéb jellemzők: kompakt méretek, nagy nyomás, nagy telje sítmény, nyomás: 225 bar, 330 bar, 420 bar,  áramlás: min. 230 liter/perc, max. 850 liter/perc,  teljesítmény: 4 kW, 5,5 kW, 9 kW, 11 kW, 15 kW.  WWW.IDE.DE

VÍZSUGARAS FÉMVÁGÓ GÉP Pontosság és megbízhatóság tekintetében forradalmi újdonságot jelentett be a CMS Tecnocut. A brembana aquatec nevű, vízsugaras vágógép alkalmas fémek, újgenerációs anyagok, kő és üveg vágásához, bármely méretben, bármely alakban.

A brembana aquatec fôbb mûszaki jellemzôi röviden: moduláris felépítés: széles körű konfigurációs lehetőségek bár mely felhasználásra, állványzatos kialakítás 30 mm-es csavarfelületű tartókkal, kivá ló pontosságot és megbízhatóságot kölcsönözve az eszköznek, újgenerációs vágófejek, amelyeket teljes egészében a CMS-ben  terveztek és gyártanak, jelentősen megnövelt z irányú löket akár 530 mm-ig, nagyon  nagy vastagságú anyagok vágásához, egyedi kialakítási lehetőségek, kiegészítők széles választéka, a  gép egyedi igények szerinti kialakítása.

WWW.SCMGROUP.COM

WWW.ELEKTRO-NET.HU 25

RENDSZERINTEGRÁTOR > [NAPRAKÉSZEN]

ELEKTROMOS, IRÁNYÍTOTT AUTOMATA JÁRMÛPLATFORM Az Agile1500 rel.1 a Comau automatikus irányított járműplatformjának első modellje (AGV – Automated Guided Vehicle), amely alapját a Comau nyílt automatizálási megoldásrendszere adja. Az Agile1500 rel.1 egy hosszú élettartamú lítiumakkumulátorral rendelkezik, amely tökéletesen támogatja az automatikus, véletlenszerűen igényelt töltést. A jármű elején és hátulján található 2-2 lézerszkenner hatékony és biztonságos manőverezést és navigálást tesz lehetővé. A Comau

Agile1500 rel.1 AGV akár 1,5 tonna mozgatására is képes, újrakonfigurálható széles határok között, és számos professzionális ipari és logisztikai szektor elvárásainak megfelel.

Az Agile1500 rel.1 fôbb mûszaki jellemzôi röviden: nagy teljesítményű anyagmozgató jár mű, kategóriaelső az egységnyi járműméret re eső, fajlagos hasznosteher-terhelhetőség szempontjából,

moduláris kialakítás,  többcélú alkalmazás megvalósítása,  többféle navigációs rendszer támogatása,  a befektetett tőke védelme és kedvező,  hosszú távú üzemeltetési költségek a teljes körű újrakonfigurálhatóságnak köszönhetően, teljes kompatibilitás más Kollmor gen-alapú AGV-rendszerekkel, intuitív programozási interfész,  kommunikációs interfészek és diag nosztikai szolgáltatások teljes köre, Ipar 4.0-kompatibilitás, felkészítés a biztonságos ember-gép  együttműködésre, a hagyományos megoldásokhoz képest  jobb ergonómia és biztonságosabb üzemeltetés, egyszerű karbantartás.  WWW.COMAU.COM REFLEK TOR

ELEKTRONI KA

Nincs id Ni ideje j ki kivárni á i következo lapszámunk megjelenését? Látogassa meg naponta frissülo portálunkat!

ENERGIAEL LÁTÁS

ÉS ÜZLET

VAN-E FÉLNIVALÓ ROBOTIZÁC A IÓTÓL? IPAR NAPJAI 202 200220 20

WWW.ELEK TRO-NET.HU

XXIX. ÉVFOL YAM 1. SZÁM

– 2020.

ÚJ FFibo ÚJ ibiibo bboooc oco coom ccom LPW LPPWWA LP WA MMOODEM DDEE EK MEGB ME EGGBÍ EG GBBÍZ BÍÍZÍZH BÍ ZH ZHAAT ZHA ATÓ TÓ TÓ DDEET DET ETEK EKT KTTÁÁLÁ KT KTÁ ÁLLÁ LÁS ÁS Á S F OCEELLLLÁ FOT LÁS LÁ LÁS ÁS ÉRZÉ ÉR ÉRZ R ÉKELLÔK ÔKKKE KKKKEL KEEELL VAAL VA VAL ALÓ LLÓÓSI ÓÓSSSID SIID IDEJ DEJ EJÛ EJÛ ALK LKA LK KKAAALM ALLLMMA MAAZÁ ZÁÁS ZÁ ZÁS ÁSO SO SOK SOK OK LINNUUX UUXS XXSSZAL ZAL EGYY ÚJA EGY ÚJJAABB LÉP ÚJ ÉS ÉS AZ ÁRA AZ ÁÁRRRA RAM AAMMM MMMÉÉRÉ ÉRÉSS MIIN MI MIN INI INIA NNI NIA IIA IAT AATÜ ATTTÜÜÜRI RIIZÁ RRIZ IZZÁL ÁLÁS ÁL ÁLÁ LLÁÁS ÁÁSA SA FEL FE FEL EELÉ LLÉÉ A KVA K NTU NTUMM-INF IN INF NNFO FO FFOR OORM OR R AATITIK IKA KA KA KÜS ÜSSZÖ ÜSZ SSZZÖB ZÖB ZÖ ÖÖBÉ BÉ BÉN ÉN

www.elektro-net.hu

BAN AZ

ELEKTRO NE

Ára: 1200 0 Ft Ft

ENERGIIA

" ; -% +++ TÁROLÁS 7Ď

Fotó: MarySan Fo Mar an ©Shutte ©Shu tterstoc rstock tock

PROGRAMOZHATÓ SZINKRONHULLÁMFORMA-GENERÁTOR Az M2p.65xx Express-család PCI Express csatlakozófelületű, saját jelalakokat kat támogató hullámforma-genenerátorokat tartalmaz, legfeljebb ebb ég125 MSa/s kimeneti sebességzik gel. A kártyák lehetővé teszik ok egyedileg definiált jelalakok aló több csatornán keresztül való szinkrongenerálását, az egyik yik szinkronizálási lehetőséggel gel szinkron többcsatornás rendndszerek is összeállíthatók, illetve tve kombinálhatók egymással az M2p termékcsalád hullámformforma-generátorai és digitalizálói. álói. Az 512 millió minta kapacitású, itású, integrált hullámforma-memória ói felhasználható egyedileg definiált hullámformák letárolására, vagy a PCIe interfészen keresztül streamelt adatokhoz

26 ELEKTRONET

AAz M2p.65xx Express-család ffôbb mûszaki jellemzôii röviden: le

FIFO pufferként. A nagy felbontású, bites D/A D/A-átalakítók bites kkonver16 bi á l kí ók a 14 bi terrel rendelkező hullámforma-generátorokhoz képest négyszer akkora felbontást kínálnak.

4-csatornás, 16 bites hullámforma  generátor egyedileg definiált, tetszőleges jelalakok támogatásával és akár 125 MSa/s sebességgel, 40 MSa/s, 80 MSa/s vagy 125 MSa/s   sebességű modellváltozatok, 1-, 2- vagy 4-csatornás változatok,   szimultán kimenet minden csatornán,   külön D/A-átalakító és erősítő minden   csatornán, nagyimpedanciás kimenet: ±6 V,   50 Ω-os kimenet: ±3 V,   512 millió minta kártyára integrált me  mória, közvetlen adatátvitel CUDA GPU-ról a   SCAPP-opcióval. HTTPS://SPECTRUM-INSTRUMENTATION.COM

XXIX. évfolyam 1. szám

FEBRUÁR

RENDSZERINTEGRÁTOR

EGY ÚJABB LÉPÉSSEL KÖZELÍT A LEM A TELJESÍTMÉNYKONVERZIÓS RENDSZEREKBEN HASZNÁLT ÁRAMMÉRÉSI MEGOLDÁSOK MINIATÜRIZÁLÁSA FELÉ A modern teljesítménykonverziós rendszereknek egyszerre kell kiváló hatásfokúnak, kis méretûnek és olcsónak lenni, ami a generációról generációra bekövetkezô fejlôdési kényszer miatt egyre nehezebb feladatot jelent. Ennek tudatában az áram- és feszültségérzékelô megoldások egyik globális vezetô cége, a svájci LEM tudásának legjavát felhasználva alkotta meg egychipes megoldását, amelyet HMSR névre kereszteltek 1. ábra. A nyílthurkú árammérési technika blokkvázlata dedikált berendezésorientált áramkörbe épített Hall-mérôcella segítségével Az áramerősség-mérésnek egyik hagyományos útja-módja az ún. nyílthurkú Hall-szenzoros módszer. Az elektromos áram által gerjesztett mágneses teret egy mágnesezhető mag érzékeli, a mérést pedig Hall-cella végzi. Az utóbbi idők egyik jelentős fejlesztése folytán dedikált berendezésorientált, integrált áramkörök (ASIC) segítségével vált ez a mérési módszer jelentősen pontosabbá, köszönhetően a kifinomult kompenzációs technikáknak. A LEM az előző évtizedben a feladat megoldását az LTSR sorozatnevű fejlesztésével kezdte, amely már miniatürizálási törekvésnek számított. Abban az időben az optimális teljesítmény elérését a zárthurkú Hall-mérőcellás megoldás jelentette, amelyet a LEM által kifejlesztett, speciális, zárthurkú ASIC-es háttértámogatással kombináltak. Az ASIC-technológia fejlődése lehetővé tette a nyílthurkú Hall-mérőcellán alapuló szenzorok megszületését, amelyek teljesítmény tekintetében a zárthurkú megoldásokhoz zárkóztak fel. A nyílthurkú technológia előnyét nem csupán az alkatrészméretek csökkentésének lehetősége jelentette, hanem azok a költ-

ségtényezőt érintő előnyök is, amelyek elősegítették a piaci igényeknek való megfelelést, nevezetesen az egyszerűbb felépítésüknek és a csökkentett energiaigényüknek köszönhetően. Ez az évtized mondhatja magáénak a HLSR-sorozat megszületését, amely nemcsak ofszet- és driftjellemzők, hanem válaszidő tekintetében is tudhat magáénak nagyobb teljesítményt, mindezt pedig egy annyira kedvezően kis méretű tokozásban, amely a mindössze néhány milliméter magas, szerelt, nyomtatott áramköri hordozók igényeinek is megfelel. A LEM az évtizedek során felhalmozott minden tudását és tapasztalatát latba vetve tervezte meg és hozta létre a HMSR-sorozatot, egy olyan, valódi csúcstechnológiás árammérő szenzort, amely képes a piaci igényeket kielégíteni költségcsökkentés, teljesítmény és miniatürizálási követelmények tekintetében. Az új HMSR-sorozat birtokában a LEM jelentős mértékben és minő-

ségben bővítette ki árammérő szenzoros termékkínálatát egyen- és váltakozó áram mérésére. Az új HMSR-sorozatú modellek használata is rendkívül egyszerű és tervezőbarát, köszönhetően a kis ellenállású (ezáltal kis veszteségű) primer vezetőnek, a miniatűr ferritnek és a saját fejlesztésű, feladatoptimalizált ASIC-nek, amelyek így karöltve közvetlen árammérést tesznek lehetővé és konzisztens szigetelési teljesítményt biztosítanak. Az új sorozat hat különböző névleges áramú változatot tartalmaz (6, 8, 10, 15, 20 és 30 A), amelyek mérési tartománya a névleges áram 2,5-szerese, és egy

2. ábra. Az árammérô szenzorok fejlôdése és méretcsökkenése az elmúlt évtizedekben

WWW.ELEKTRO-NET.HU 27

RENDSZERINTEGRÁTOR

3. ábra. A LEM által kifejlesztett, HMSR-sorozatú árammérô szenzor SOIC-16-hoz hasonló fi zikai adottságú tokozásban kerülnek szállításra. A standard modellek analóg feszültségkimenettel és különböző érzékenységi szintekkel érhetők el, 5 V tápfeszültségigény és 800 mV kimeneti feszültség mellett. Az új szériába beépítésre kerül két túláram-detektáló (OCD – Over-Current Detection) egység is, amelyek elválasztják egymástól a vezérlést és a biztonsági hurkot. Az OCD-k két dedikált kivezetőn érhetők el, és egyikük a primer áram 2,93-szorosára van állítva, míg a másikat maga a felhasználó definiálhatja. A HMSR-sorozatú szenzorokat tévedés lenne szimpla nyílthurkú Hall-mérőcellás, ASIC-alapú mérőjel-átalakítónak tekinteni. A HMSR-sorozat egyedi kialakítású, primer vezetője ugyanis rendkívül jó leválasztást és túlterhelhetőséget biztosít, amely a ferritalapú mágneses körrel kombinálva kiváló immunitást biztosít az inhomogén külső terekkel szemben, mely a teljesítményelektronikai alkalmazásokra igencsak jellemző körülmény. Ez lehetővé teszi azt is, hogy a HMSR-t elektromos/mágneses zajjal jelentősen terhelt környezetben használják fel. A HSMR-ben alkalmazott ferrit kulcsfontosságú a nagy, 270 kHz-es nagyfrekvenciás sávszélesség (–3 dB) szempontjából, lehetővé téve a külső zavaró terek kiváló hatásfokú elnyomását. A dedikált ASIC-es kialakítás sokat próbált gyakorlati megoldások implementálását teszi lehetővé (például EEPROM-alapú, beépített termikus kompenzációval), előnyös erősítési és ofszetdriftelési tulajdonságokkal felruházva a mérőrendszert. Mindennek eredménye a teljes –40 … 125 °C-ban hőmérséklet-tartományban rendelkezésre álló, kiváló mérési pontosság, amely

28 ELEKTRONET

4. ábra. A HMSR 20-SMS modell jellemzô pontossági és linearitási függvényei a –40 … 125 °C mûködési hômérséklet-tartományban

5. ábra. A HMSR-sorozat válaszidô-görbéi számszerűsítve IPN jellemzően 0,5%-a a HMSR 20-SMS modell esetében. Ez jó hír olyan nagy hatásfokot igénylő alkalmazások esetében, mint például a megújuló energiás inverterek és hajtások, ahol a hatásfok csak akkor tartható az elvárható szinten, ha a vezérlőhurok pontos marad. A hőmérséklet függvényében mérési pontosságot leíró függvények az új HMSR-sorozat esetében jelentősen kedvezőbbek, mint az előző generációs megoldásoknál. A 4. ábrán látható grafi konok a jellemző hibaértéket és linearitást mutatják a mért áram függvényében a HMSR 20-SMS szenzor esetében a –40 … 125 °C működés hőmérséklet-tartományban. Ez a pontosság azonban önmagában nem elég, ha nem egészíti ki rövid válaszidő. Ebből kifolyólag egy gyors (jellemzően SiC-alapú gyártástechnoló-

giájú) IGBT alkalmazása lehetővé teszi nagyobb kapcsolási frekvencia alkalmazását, így a HMSR-sorozat valójában teljesen alkalmas arra, hogy 2 μs kapcsolási időnél is nagyobb gyorsaságot igénylő alkalmazásokban használhassák fel (lásd 5. ábra). A HMSR szenzorok számos alkalmazásban közvetlenül integrálhatók a nyomtatott áramköri kártyára SO16típusú felületszerelhető alkatrészként, amely elősegíti a gyártási költségek alacsonyan tartását és a megfelelést a helytakarékos alkalmazások számára. A mindössze 6 mm magasságú HMSR lényegében bármely alkalmazásban helytakarékos megvalósíthatóságot kínál, lehetővé téve egyebek mellett az intelligens teljesítményelektronikai modulok (IPM-ek – Intelligent Power Module) hűtőbordái alatt történő elhelyezést (lásd 6. ábra).

XXIX. évfolyam 1. szám

RENDSZERINTEGRÁTOR

6. ábra. Intelligens teljesítményelektronikai modul szomszédságában elhelyezett HMSR szenzormodul Egy másik alkalmazási szakterület, ahol a HMSR-sorozatú szenzorok rendkívül előnyösen alkalmazhatók, a megújuló energiás, különös tekintettel a napenergiát hasznosító rendszerek. A napenergiát hasznosító és konvertáló rendszereknél az MPPT (Maximum Power Point Tracker) segítségével lehetséges a konverziós hatékonyság maximalizálása. Lényegét tekintve az MPPT alkatrészek egy olyan együttese, amelyek a fotovoltaikus panelek által generált elektromos teljesítmény maximalizálását segítik elő. Ez a gyakorlatban az áram és feszültség hőmérsékletfüggő, napsütésfüggő és rendszerellenállás-függő szabályozását jelenti. A vezérlőrendszer zavarinjektálás hatására folyamatosan elemzi a rendszerkimenetet (a „zavarás, majd megfigyelés” elv alapján). Az MPPT ennek hatására elemzi a rendelkezésre álló teljesítményt (az áram és feszültség mérése útján), amelyből következtetéseket von le a megváltoztatásra kijelölendő paraméterek tekintetében azért, hogy a maximális teljesítményt megadó munkaponthoz a rendszer mind közelebb kerülhessen. Az MPPT ezután a szükségesnek megfelelően variálja a DC/DC-konverter impulzusszélesség-modulációs (PWM – Pulse Width Modulation) paramétereit.

Minél nagyobb a pontosság és minél alacsonyabb a zaj, annál jobb lesz az MPPT teljesítménye. A LEM HMSRsorozatba integrált, csúcstechnológiás ASIC-megoldása kiváló pontosságú és nagyon alacsony zajú jelet produkál, amely biztosítja a rendszer optimális szinteken történő működését. Mi több, a szigorú lánc-árammonitorozás lehetővé teszi a különböző napelemláncok paramétereinek összehasonlítását is, amelyek alapján megállapíthatók olyan hibajelenségek, mint helytelen/sérült huzalozás, elkoszolódott napelemek, magasodó fák árnyékoló hatása stb. Ezekben az esetekben a HMSR kimagasló pontossága tökéletes alapot ad a különböző napelemláncok teljesítményének pontos összehasonlítására. Az MPPT-ben működő DC/DC-átalakító nagyfrekvenciás, 80 kHz környéki kapcsolási frekvenciájú szabályozást alkalmaz: ez olyan gyorsaságú feszültségváltozás-lekövetést (dV/dt) eredményez, amelyre az elektronikai alkatrészek érzékenyek lehetnek. Robusztus felépítése okán a HMSR-sorozatú szenzorok ilyen jellegű zajjal szemben kiváló ellenálló képességűek, és támogatják ezt a fajta felhasználást. Az immunitás

könnyen ellenőrizhető a megfelelőnek gondolt dV/dt sebességű feszültségváltozás szenzorra kényszerítésével és a kimeneti reakció megfigyelésével. A 9. ábrán látható grafi kon a szenzorra kényszerített dV/dt-jel által kifejtett, csekély zavart szemlélteti, amely mindössze 3% hibát és rövid, 3,8 μs helyreállási időt jelent. A HMSR-sorozatú szenzorokban elérhető, két túláram-detektáló kiváló védelmet nyújt az inverter tranzisztorai számára rövidzárlat és túlterhelés ellen. Ez a fajta hibaesemény-detektálás és védelem rendkívül fontos olyan alkalmazások számára, mint motoros hajtások vagy szellőztetőrendszerek. A legtöbb modern változtatható frekvenciájú hajtás (VFD – Variable Frequency Drive) tartalmaz motortúlterhelés ellen védő algoritmust, a HMSR-sorozatú szenzorokban található túláramvédelem pedig ehhez kiváló támogatást nyújt, és sokkal könnyebbé teszi a detektálást, meggátolva a berendezés túlmelegedését. A két különböző túláramdetektorral a túlterhelés és rövidzárlat külön-külön monitorozható. Természetesen a szigetelési követelmények jelenthetnek problémát, ha árammérő szenzor választásáról beszélünk. Példának okáért a napelemfarmok erőműveinél gyakran találkozhatunk akár 1500 V nagyságú egyenfeszültség-szintekkel a DC/AC arányok javításából kifolyólag, amely egyfelől jó, másfelől viszont egyúttal jelentősen megnöveli az áramkonverterekkel szemben támasztott szigetelési követelményeket is. A HMSR primer és szekunder oldala közötti, nagy belső távolság elősegíti a primer sín és az integrált áramkör többi része közötti, hatékony szigetelést, amely számszerűleg 4,95 kVRMS garantált szigetelést jelent (váltakozó áramú szigetelés-

7. ábra (balra). A maximális elérhetô teljesítményt biztosító munkapont (MPP – Maximum Power Point) 8. ábra (lent). Az MPPT-architektúra

WWW.ELEKTRO-NET.HU 29

RENDSZERINTEGRÁTOR

teszteléssel mérve, 50 Hz frekvencián, 1 perc ideig). Ez a szigetelés a kiszállított szenzorok 100%-ánál, minden kitétel nélkül garantált, rendelkezésre állóságát gyártási tesztelés szavatolja. A HMSR speciális kivezetőkiosztása 8 mm kúszókisülést biztosít. A nagy értékű, 600 feletti CTI azt jelenti, hogy kisebb minimális kúszókisülési távolságra van szükség a napelemes rendszerek energiaátalakítóinak biztonsági követelményeit leíró IEC 62109-1 szabvány szerint. A HMSR-sorozat üzemi feszültsége elérheti az 1600 V-ot, amely ideális feltételeket jelent a célalkalmazások követelményeinek tekintetében. A napelemes rendszerek egy további komoly követelményét jelenti, hogy a rendszerelemeknek ellenállónak kell lenniük a áramlökésekkel szemben akár 20 kA mértékig, annak érdekében, hogy megfelelően villámvédettnek legyenek tekinthetők. A HMSR-t közvetlenül a napelemláncok villámcsapásnak kitett bemenetén elhelyezve biztosítható, hogy az utána következő alkatrészek rendkívül toleránsak lesznek a nagy teljesítményű áramlökésekkel szemben. A HMSR-t valójában pontosan ekkora mértékű ellenállással fejlesztette ki a LEM, magyarán: a standard 8/20 μs-os lökésprofi l mellett épp ekkora ellenállást biztosít.

9. ábra. A HMSR-szenzor kimenetén jelentkezô hiba a dV/dt feszültségváltozás hatására (tesztkörülmény: HMSR 20-SMS szenzor, ±1000 V impulzus, 20 kV/μs sebesség) A fejlesztőmérnökök kedvéért a LEM kifejlesztett egy demókártyát is a HMSR szenzorral a fedélzetén, amely segítségével a cég reményei szerint nagyon gyors és hatékony prototípusfejlesztés végezhető, jó alapot adva a szenzor minden lényeges előnyének optimális kihasználásához. Az igény esetén mintaként elérhető HMSR-sorozatú szenzorok 2020 elején kerülnek tömeggyártásba.

A HMSR-sorozatú szenzorok fôbb mûszaki paraméterei: 6 … 30 A 15 … 75 A 4,95 kV 8 kV 8/8 –40 … +125 °C 5V 2 μs >270 kHz van (dupla)

Névleges áramerôsség (IPN) Mérési tartomány (IPM) AC szigetelés (50 Hz, 1 perc) Impulzustûrés dCp/dCI (mm) Mûködési hômérséklet-tartomány Tápfeszültség Ugrásválasz-idô Sávszélesség Túláramvédelem

10. ábra (jobbra). A napenergiás rendszerekre jellemzô, tipikus túláramprofil 11. ábra (lent). HMSR szenzort tartalmazó demópanel prototípusfejlesztési célokra

DAMIEN LETERRIER, THOMAS HARGÉ, STÉPHANE ROLLIER

WWW.LEM.COM REFLEKTORBAN

Nincs ideje kivárni

ÉSS ÜZLET

WWW.ELEKTRO-N ET.HU

VAN-E FÉLNIVALÓ A ROBOTIZÁCIÓTÓÓL? L? IPAR NAPJAI 2020

következo lapszámunk megjelenését?

XXIX. ÉVFOLYA

M 1. SZÁM –

ÚJ FFiboc ÚJ ibocoomm LLPW LP LPWA PWA MMODE PW ODEMMEK EK MEG MME MEGB EGGB EG GBÍ BÍZ BBÍ ÍZ TÓ ÍZ ÍZHA DDET DE DETE EETE TTEEEKKTÁL KKTTÁLÁS ÁLÁS FOOT FOT FO FOTO OTOC OTO TOOCCCE TO CELL ELL LLLÁS ÁÁS ÉRZÉ ÉRZ ÉÉR RRZ RZÉ RZÉK ZÉK ZZÉ ÉÉKKKE KELÔ ELÔKKKEL KEL

Látogassa meg naponta frissülo portálunkat!

VALÓ ALÓ LLÓSI LÓ ÓÓSI ÓS SSI SIDE IDDEEEJJÛ JÛ ALKA KAL KKALM KA AALLLM LMAZ MAZÁ AAZZZÁÁSOK ÁÁSS LINU NUX NUXS NU UXXS UX XSZA SZZAAL AL EEGGGYY ÚJAB EGY ÚJJAAB ÚÚJA ABB BBBB LÉPÉ LLÉÉPÉSS AZ ÁÁR AZ ÁRA ÁRAM RRAAMMM MMÉ MÉR MMÉ MÉRÉ ÉÉRÉSS MINI MI MMIN INIAT IIN NIA NNIAT NI IIAT IA AAT ATÜR TÜÜR ÜRI RRI RIZÁ RIZ IZ IIZÁLÁ Z LÁSA SA FFEL FE FELÉ ELLÉ EELÉ LÉ A KKVAN KV KVA VVA VAN ANTUMINFO IIN NNF NFOR NFO F RMAT MATIKA IKA KKÜSZ ÜSZÖÖBÉN BÉN Ára: 1200 Ft

EENERGIATÁROLÁ S

"" ; -% + 7Ď

Fotó: MarySan MarrySan

30 ELEKTRONET

LÁTÁS

ELEKTRONET ELEKTRONIK A

www.elektro-net.hu

AZ ENERGIAEL

©Shuttersto

XXIX. évfolyam 1. szám

2020. FEBRUÁR

RENDSZERINTEGRÁTOR

A KVANTUMINFORMATIKA KÜSZÖBÉN Átváltás az IC-vel kialakított számítógépekre A harmadik generációs, IC-kből épített gépek fő jellemzője, hogy bár integrált áramkörökből építették fel őket, a központi egységük nem egyetlen IC volt, hanem akár 100-nál is több SSI-MSI tokból állt. A digitális, integrált áramkörök a feltalálásukat követően igen gyorsan sorozatgyártott termékekké váltak: az első megrendelőik az űrkutatás, a hadsereg és ezek beszállítói voltak, de rövidesen a kereskedelmi forgalomban is megjelentek. A Texas Instruments bipoláris npn szilíciumtranzisztorokból TTL-logika szerint az 1960-as évek közepén kifejlesztett digitális integrált áramkörei, az SN74N-sorozat tagjai váltak a legnépszerűbbekké. A számítógépek építését azzal is segítette a Texas, hogy a sorozatban aritmetikai áramköröket is gyártott. Így pl. igen sok IC-s számítógépben a 74181 IC-t (144. ábra) használták fel a központi egységben. Ez az áramkör egy vezérelhető, sok különféle aritmetikai és logikai műveletet végző, négybites áramkör volt, és 4 db felhasználásával egy 16 bites központi műveletvégző egységet lehetett kialakítani.

144. ábra. SN74181 Az integrált áramkörökre történő váltás a legtöbb esetben a számítógépben alkalmazott kapcsolástechnikát is érintette. Az IC-kben a tranzisztorok nem egymástól függetlenül helyezkednek el, hanem valamilyen áramköri rendszerben kialakított logikai egységekként, kapukként, vagy még összetettebb áramkörökként (pl. számlálók, kódolók, regiszterek). Az SN74N áramkörök – mint említettük – TTL-logikai felépítést tartalmaztak, más integrált áramkörök pl. ECL-, DTL-, RTL-logikákat. Mielőtt a harmadik generációs számítógépek a kereskedelemben megjelentek volna, a hadiipar, a repülés, az űrkutatás

és a hadsereg számára már több tranzisztoros gép is készült. A Texas Instruments az új eszközök hatékonyságának igazolására 1961-ben a légierő számára egy olyan demonstrációs eszközt fejlesztett ki, mely valóban bebizonyította az IC-s megoldás előnyeit. A Molecular Electronic Computer elnevezése a szerkezetére utal, ugyanis egymáshoz hasonló, nagyszámú apró elemből állították össze. A rendkívül kis méretű, könnyű, 16 W fogyasztású kiszszámítógép a tranzisztoros megfelelőinél 150-szer kisebb és 48-szor könnyebb volt. Az 587 TI IC-t felhasználó eszközzel egy 8000 … 9000 tranzisztorból álló második generációs számítógépet lehetett felváltani. Apró, nyomtatott huzalozású panelekre szerelték az IC-ket, 12 … 16 db-ot, egymás mellett és felett elhelyezve kötegeltek, s így jöttek létre a modulok. A modulokat dobozolták, a tokozást a bennük lévő logikai hálózatra utaló színkóddal látták el. Ezekből 5×14 db-ot sűrűn egymás mellé szerelve alakultak ki a kártyák, amikből azután a kis méretű számítógépet felépítették. A gép keretében a modulokat tartalmazó kártyákból három oszlopban 23-23 helyezkedett el szorosan egymás felett. A számítógép 10 jegyű, előjeles, fixpontos számokkal dolgozott, egy kézi vezérlőegységgel lehetett kezelni, programozni, működtetni. A Texas elsősorban a nagy elemsűrűség megvalósíthatóságát, a kis méretek lehetőségét, az alacsony fogyasztást és a működőképességet kívánta igazolni ezzel a demonstrációs számítógéppel.

(17. RÉSZ)

145. ábra. Apollo AGC Block-II A Fairchild 1961-től szállította a Plug MAGIC és a Martin MARTAC 420 számítógépeket a légierő számára, de a legjelentősebb projektjük a NASA Apollo-programjában az Apollo Guidance Computer, az AGC készítése volt. Az AGC-ből az Apollo-program során küldetésenként többet is felhasználtak, majd később más feladatoknál is hasznosították. Az IC-s számítógépek megvalósítására, a felhasználásra kerülő elemek kiválasztására igen jó példa az Apollo-programhoz készülő számítógép fejlesztésének menete. A Hold-program 1961-ben kezdődött, ez vált az 1958-ban megalapított NASA elsődleges feladatává: az évtized végéig

146. ábra. Fairchild IC-k az AGC-ben

WWW.ELEKTRO-NET.HU 31

RENDSZERINTEGRÁTOR

147. ábra. Margaret Hamilton embert kell a Holdra juttatni, és onnan biztonságosan vissza is kell hozni! Végül 1969 júliusában megvalósult a nagy terv, az Apollo–11 és a holdra szálló egység segítségével. A felkészülés időszakában már neves gyártók jó minőségű tranzisztoros számítógépei is rendelkezésre álltak, pl. a DEC-sorozat első modelljei, de a NASA nem kész gépet szánt az űreszközökbe. A legfontosabb szempontok a megbízhatóság és a kis méret voltak. Az MIT tervezőgárdája két számítógépet tervezett az Apollo-program számára. Az első kísérleteket az AGC Block-I verzióval végezték, majd továbbfejlesztették a számítógépet, s a holdra szállásban már az AGC Block-II (145. ábra) működött közre. A számítógéphez egy rendkívül megbízható, űrruhában is jól kezelhető kezelőmodul is tartozott. 512 portvonalon keresztül tudott a környezetével információt cserélni, galvanikus leválasztófokozatokon keresztül. Az AGC központi egységéből 75 db készült, a kezelőmodult 138 példányban építették meg. Választhattak volna nagyobb bonyolultságú IC-ket is, de a fejlesztők sajátos módon az egyik univerzális logikai kapuból alakítottak ki minden logikai egységet. A megvalósításra a Fairchild 903 típusú, katonai célra gyártott IC-it választották ki, a Block-I-ben 4100 ilyen IC működött. A Fairchild később áttért a rendkívül kis méretű, lapos flat-pack tokozás alkalmazására, s ilyenben kifejlesztett az AGC számára egy új IC-t, a 321527 típust (146. ábra). Ebben 2 db hárombemenetű, RTL jellegű NOR-kapu volt, amihez 6 tranzisztort és 8 ellenállást kellett a chi-

32 ELEKTRONET

148. ábra. IBM 360/85

149. ábra. PDP 11

pen elhelyezni. A 10 lábú IC-ből a BlockII áramköreihez 2800 db-ra volt szükség. Az új változat kisebb és könnyebb lett elődjénél. Az RTL áramkörök egyszerű felépítése biztosította a megbízható működést, az alacsony fogyasztást, viszont a sebességük alacsony volt, ám a legtöbb működési fázisban ez is bőven elegendőnek bizonyult. Meg kell említeni Margaret Hamiltont is (147. ábra), aki – az MIT Műszerezési Laboratórium Szoftverfejlesztési Osztálya vezetőjeként – a szoftverek fejlesztését irányította. Az általa alkalmazott rendszerszemléletű tervezés, a szigorú tesztelés biztosította azután a számítógépek biztos működését. A képen az AGC programrendszerének dokumentációja mellett látható. Érdekes módon az első, kereskedelmi forgalomba kerülő harmadik generációs számítógépet nem valamelyik nagy múltú, nagy forgalmú számítógépgyártó cég hozta forgalomba. 1961-ben alapították a Scientific Data Systems céget, elsősorban kutatóintézetek speciális igényeit kielégítő gépek gyártására (az egyik fő megrendelője a NASA volt). A cég elsőként alkalmazott szilíciumtranzisztorokat – megrendelőinek egyedi, nagy sebességű, hatékony gépeket szállított, melyek termékcsaládot alkottak, és egymással kompatibilisek voltak. 1965-ben – mintegy próbaképpen – építettek egy miniszámítógépet a kereskedelmi forgalomban kapható IC-kből. A 12 bites gépnek 24 bites műveletei is voltak, alapmemóriája 2 Ki × 13 bites volt, amit akár 32 Ki-ig lehetett bővíteni (a memóriában a 12 bites adatszavakat a biztonsá-

gos működés érdekében egy paritásbittel is kiegészítették). Elsősorban vezérlési, folyamatirányítási feladatokra volt optimalizálva, de általános informatikai célra is jól használható volt. Sorozatban gyártották és forgalmazták, így lett ez az első, forgalmazott IC-s számítógép. Felépítése, szoftverrendszere azonban nem illeszkedett a cég termékeinek rendszeréhez, ezért hamarosan leálltak a gyártásával, és a korábbi sorozatokkal kompatibilis IC-s gépeket fejlesztettek. 1966-ban jelentették be a Sigma-sorozatot, ami sokak szerint később az IBM System/360-család alternatívájának volt tekinthető. A második generációs számítógépek neves gyártói kivártak az IC-k alkalmazásával, és csak jelentős késéssel kezdtek integrált áramkörös gépeket forgalmazni. Így pl. a Hewlett-Packard a 2116-tal 1966ban jelentkezett, a Texas Instruments a 980-as géppel 1968-ban, a DEC a PDP8/I-t szintén 1968-ban fejlesztette ki. Az IBM a 360/85 gépet (148. ábra) 1969-ben jelentette be. A 360-as sorozatot úgy tervezték, hogy széles számításihatékonyság-spektrumot tudjon lefedni, a hat modell sokféle igényt ki tudott elégíteni. A modellek egymással kompatibilisek voltak, így lehetséges volt, hogy egy cég egy kisebb géppel kezdje az informatikai fejlesztést, majd azt bővítse vagy nagyobbra cserélje. A már megvásárolt vagy helyben fejlesztett programokat továbbra is lehetett használni. A tapasztalatokat felhasználva alakította ki az IBM a 370-es számítógépcsaládját. Ez a család a 360-as gépekkel is megőrizte a kompatibilitást, a szoftverek továbbra

XXIX. évfolyam 1. szám

RENDSZERINTEGRÁTOR

is felhasználhatók maradtak az újabb gépeken is. A 370-es számítógépek mikrokódos programozási lehetőséget nyújtottak, kétprocesszoros központi egységen. A 360-as ferritgyűrűs memóriája helyett itt már a memória is félvezetős volt. A kisgépek piacán pedig a DEC hódított, a PDP8/I után megjelentetve a PDP 15, majd a PDP11/20 (149. ábra) sorozatokat. A harmadik generációra való váltás átgondoltan, tervezetten valósult meg. A gyártók kivárták a megbízható, megfelelő választékot biztosító IC-sorozatok megjelenését, majd azokra építve alakították ki gépeiket. Igaz, a kivárás miatt a harmadik generációs gépek széles körű terjedésekor már beköszöntött a negyedik számítógépes generáció, a mikroprocesszoros számítógépek időszaka.

A mikroprocesszoros számítógépek bevezetése A mikroprocesszorok megjelenésekor kialakult helyzet kicsit emlékeztet a jelenlegi állapotra, amikor a kvantumszámítógép egy-egy változata itt-ott felbukkan, de a számítógépipar nem épít ezekkel gépeket. Az új áramkör, a mikroprocesszor egy új számítástechnikai eszköz megjelenését hozta magával, egy új kategória keletkezett a számítógéppiacon. Ezért indokolt egy kicsit részletesebben bemutatni a mikroprocesszoros számítógépek megjelenésének eseményeit. Az első és második generációs számítógépek, de még a harmadik generációs kisszámítógépek sem a kisebb iskolák, érdeklődő amatőrök, kishivatalok számára készültek. Az informatikai eszközök általános elérhetőségét a mikroprocesszorok felhasználásával a negyedik generáció teremtette meg. Az ekkor megjelenő asztali, ill. személyi számítógépek rendkívül gyorsan terjedtek. Először a méretük alapján nevezték ezeket mikroszámítógépeknek, majd átalakult az elnevezés tartalma, és a mikroprocesszoros gépek szokásos megnevezésévé vált. Amint a piacon elérhetővé váltak az újabb és újabb mikroprocesszorok, népszerű feladattá vált ezekkel számítógépet építeni és forgalmazni. Az irodai asztalokon, az iskolák tantermeiben, az üzletekben és nemsokára a lakásokban is megjelentek a számítógépek. Általános hobbivá vált a mikroszámítógépek programozása. A mikroprocesszor megjelenését megelőző években-hónapokban több félvezetőgyártó is fejlesztett processzorjellegű LSI áramköröket. Egyre nagyobb képes-

150. ábra. i4004

152. ábra. Az Intellec 8 ségű kalkulátor-IC-k készültek, megjelentek mikrovezérlő-jellegű áramkörök is. Az első forgalomba kerülő, így szélesebb körben is használt mikroproceszszorokat az Intelnél hozták létre. (Fontos megemlíteni, hogy az első mikroproceszszorok nem az akkoriban gyártott harmadik generációs számítógépek elektronikájának korszerűsítésére készültek! A legtöbb bizonyos értelemben céláramkör volt, egy adott feladatkör programozott módon történő ellátására.) Ted Hoff kezdeményezésére az Intelnél egy üzleti számológép-sorozat IC-készleteinek egymástól független kifejlesztése helyett egy újszerű IC-készlet fejlesztését kezdték meg 1970-ben. Az új IC-készlet lehetővé tette, hogy a különféle számolóeszközök azonos hardverrel, különböző programokkal készüljenek. Az IC-készlet egyik tagja a program alapján működő központi egység, az i4004 (150. ábra). A négybites adatokkal dolgozó áramkör később kapta a mikroproceszszor elnevezést. A négybites 4004 2300 PMOS tranzisztorból állt: 1971-ben kezdték el a gyártását. A továbbfejlesztett 4040 után a még mindig PMOS áramkörös, 1972-ben bejelentett 8008 (3300 PMOS tranzisztor integrálásával) már nyolcbites adatokat kezelt. Az Intel vezetősége a cégnél elsősorban a memória-IC-k fejlesztését támogatta. A mikroprocesszorokban olyan eszközöket láttak, amik szélesíthetik a memória-IC-k piacát, ezért engedélyezték ezek gyártását is. A fejlesztőcsoport 1974-re készült el az NMOS i8080 mikroprocesszorral

151. ábra. i8080

153. ábra. A SacState 8008 (151. ábra), ebben 5500 NMOS tranzisztor működik. A 8080-at a szakemberek egy része az első valódi mikroprocesszornak tekinti. A nyolcbites adatbusszal, 16 bites címbusszal rendelkező processzor már 64 Ki nyolcbites külső memóriát tudott kezelni, és hatékony utasításkészletével gyorsan igen népszerűvé vált. Az 1970-es évek elejének félvezető-technológiai helyzetéből következő gyengeségeit (pl. három tápfeszültség, kétfázisú 12 V-os órajel, nehézkes vezérlőjel-használat) a következő eszközben, az i8085-ben küszöbölték ki. Ez már egyetlen tápfeszültségű áramkör, hatékony megszakítási rendszerrel, vezérlőjel-készlettel. Az 1970-es évek közepére már más cégek is bekapcsolódtak a mikroproceszszorok gyártásába, és létrejött a 8 bites, NMOS processzorok közismert nagy „nemzedéke”. Ennek legnagyobb számban gyártott és eladott áramkörei: Intel 8080, Intel 8085, Zilog Z80CPU, Motorola MC6800, MOS Technology 6502, RCA 1802. A mikroprocesszorok rendkívül kedvező piaci fogadtatása hatására az Intel már jelentős eszközökkel támogatta a fejlesztést, s ez vezetett oda, hogy ez a cég napjaink vezető processzorgyártójává vált. Az elkövetkező évtizedekben bevezették a 16, majd a 32, végül a 64 bites processzorokat, s egyre korszerűbb áramköri struktúrákat alakítottak ki. A mikroprocesszor: egy számítógép központi egységének funkcióit megvalósító, egychipes áramkör. Természetes tehát, hogy már a sorra megjelenő első mikroprocesszorokkal számítógépeket építsenek

WWW.ELEKTRO-NET.HU 33

RENDSZERINTEGRÁTOR

a fejlesztők, egy új számítógép-kategóriát is megalkotva ezzel. Különösen csábító volt a mikroprocesszor a felhasználásra, amikor már nagyobb kapacitású memória-IC-k is beszerezhetővé váltak. Az Intel hatékony támogatást biztosított mikroprocesszorai felhasználói számára. Kiegészítő áramköröket is gyártott, melyekkel a processzorból számítógépet lehetett kialakítani, kidolgozta a gépi kódú programozást segítő assemblerprogramokat, nagyszámítógépeken futtatható fejlesztőprogramokat is nyújtott, forgalmazott egykártyás mikrogépeket és teljes, fejlesztési célt szolgáló gépeket is (Intellec 4/40, Intellec 8/80, 152. ábra). Általános célú számítógépet az Intel nem alakított ki a processzoraival. Az első mikroprocesszoros számítógép a Sac State 8008 (153. ábra). Ezt a gépet 1972 … 1973 folyamán építették a kaliforniai Sacramento Egyetemen, i8008 processzorral. 8 KiB memóriát kezelt, assemblere és egyszerű operációs rendszere, valamint billentyűzete és nyomtatója is volt. Demonstrációs célra, belső használatra készült. A 8008 processzorral más számítógép nem is készült. Az első, kereskedelmi forgalomban is megjelenő mikroprocesszoros számítógép (akkor személyi számítógépnek nevezték, később mikroszámítógépnek, majd otthoni gépnek) az 1974 decemberében megjelent Altair (154. ábra). A gépet kit formában kezdték forgalmazni, majd némi többletköltség ellenében, összeszerelve is meg lehetett rendelni. Nem volt billentyűzete, kapcsolókkal lehetett programozni. Intel 8080 mikroprocesszorra épült, 256 bájt méretű RAM volt az operatív memóriája. Kártyacsatlakozókat tartalmazott, további egységeket kártya formában lehetett behelyezni a gépbe (pl. 1 Ki méretű memóriabővítőt, soros illesztőt, párhuzamos illesztőt, BASIC-egységet). Az Altair BASIC-programját William (Bill) Gates és Paul Allan fejlesztették ki, akik később megalapították a Microsoft szoftverfejlesztő céget. A gépet a MITS (Micro Instrumentation and Telemetry Systems) fejlesztette ki és forgalmazta. 1975 februárjára már 1000-nél több egységet adtak el, és a kereslet folyton-folyvást nőtt. Egyértelművé vált, hogy a mikroprocesszoros kisgépek gyártása és forgalmazása remek üzleti lehetőség! 1976. április 11-én jelent meg a piacon az Apple I (155. ábra), ami kifejezetten házi számítógépként való felhasználásra tervezett és épített mikroszámítógép. Processzora MOS Technologies 6502 volt,

34 ELEKTRONET

154. ábra (fent). Altair 155. ábra (lent). Apple I

ami 1 MHz frekvenciájú órajellel dolgozott. Alapértelmezésben 4 KiB memóriája volt, amit 8 vagy 48 KiB méretre lehetett bővíteni. Billentyűzetről lehetett kezelni és 40×24 karakteres szöveges kijelzést valósított meg egy tévé képernyőjén. A számítógépet egyetlen nyomtatott huzalozású panelen alakították ki. Az Apple I tervezője Steve Wozniak, aki barátja, Steve Jobs segítségével szerelte össze a gépet. A működő prototípust látva céget alapítottak (Apple Computer). Jobsék garázsában szerelték össze az első 50 alappanelt, amit egy számítógépüzlet vezetője rendelt meg tőlük (a gépnek csak ez a panelje készült el, sem doboza, sem billentyűzete, sem tápegysége nem volt). A lassan meginduló üzlet biztosított lehetőséget arra, hogy elkészüljön a fejlettebb mikroszámítógép, az Apple II. 1977-ben jelent meg a RadioShack üzleteiben a Tandy Corporation gyártásában megvalósult TRS-80 mikroszámítógép (156. ábra). 1,78 MHz-en működő Z-80 mikroprocesszorral készült, 4 KiB DRAM memóriával, billentyűzettel, 64 karakteres videomonitorral. A gépet BASIC-nyelven

lehetett programozni. Hamarosan hajlékony mágneslemezegységeket is lehetett hozzá vásárolni. A TRS-80-nál a klaviatúrát és a processzort is tartalmazó alaplapot egy egységként képezték ki, ez a megoldás a korszak otthoni számítógépeinél a továbbiakban szinte szabvánnyá vált. Ehhez a géphez monitort is terveztek és gyártottak, de a későbbiekben más megoldást választottak. Mivel olyan környezetbe szánták ezeket a gépeket, ahol a szokásos híradás-

156. ábra. A TRS-80

XXIX. évfolyam 1. szám

RENDSZERINTEGRÁTOR

157. ábra. A ZX-80 technikai készülékek rendelkezésre álltak, a saját monitort a fejlesztők elhagyták. Ez az olcsóbb kivitelt is lehetővé tette. Kialakult egy általános felépítés, a billentyűzetbe beépített alaplappal, sok csatlakozóval. A készülékek kijelzője egy kommersz tévékészülék volt, a háttértárolója egy kereskedelmi kazettás magnetofon. Az otthoni mikroszámítógépek ellepték a piacot. Ilyen készülék volt az angol Sinclair által kifejlesztett, Z80-ra épülő ZX-80 (157. ábra), melyet 1980-ban hoztak forgalomba. A fejlesztési cél az volt, hogy 100 $-nál olcsóbb gépet hozzanak ki a piacra. Az elkészült géppel azonban nem voltak megelégedve. Az alaplapon lévő nagyszámú SSI-MSI IC helyett egy programozható logikai áramkört építettek be az új változatba, így az 1981-ben kiadott ZX-81 (158. ábra) már alig nagyobb volt egy notesznél. Továbbra is a kis gép doboza tartalmazza a Z-80-ra épülő számítógépet, a felső lapja a billentyűzetet. A gép BASIC-nyelven programozható. Az alapmemóriája mindössze 1 KiB, ebben van a Z80 működéséhez szükséges rendszerterület, a BASIC-fordító számára szükséges memóriaterület, a képmemória és a maradék terület, a felhasználói memória is! És ezen a fennmaradó területen ötletes játékprogramokat lehetett futtatni! A Sinclair üzleteiben mindenesetre kapható volt a ZX-81-hez egy 16 KiB ka-

158. ábra. A ZX-81

159. ábra. A ZX Spectrum 48K

pacitású memóriabővítő modul (DRAM IC-kkel). Saját nyomtatója is volt a kisgépnek! A kornak megfelelően a ZX-81 is tévéképernyőn jelenítette meg karaktergrafikus ábráit, s kazettás magnetofont használt háttértárolóként. Az apró ZX gépek sikerén felbuzdulva a Sinclair cég nagyobb képességű sorozatokat is kifejlesztett. A ZX Spectrum gépeknél (159. ábra) már színes képeket lehetett kezelni, a memória nemsokára már 48 KiB méretűre nőtt. A házi számítógépek között a Commodore C64 számítógép volt a legsikeresebb (160. ábra). Nemcsak az otthonokban volt népszerű, de irodai számítógépként, sőt ipari, vezérlési célú alkalmazásai is tömegesen fordultak elő, bár eredetileg nem erre a célra készült. A C64-et 1982-ben vitte a piacra a Commodore Business Machines (CBM). 6502 mikroprocesszorral működött, ami a MOS Technologies cég gyártmánya (1982-ben a 6502 25 $-ba került, a 6800 300-ba és pl. az i8080 250-be, az ár alapján választott a CBM). A 6501 egy egyszerűsített 6800-as mikroproceszszor, lábkompatibilis a Motorola áramkörével. Ez nem került forgalomba, a lényegében azonos áramköri felépítésű 6502 viszont más lábkiosztású, ezt árusították. A MOS Technologies és a Motorola között elhúzódó pereskedés alakult ki az áramkörök miatt. Amikor ez rendeződött, a CBM megvásárolta az IC-gyártó kiscéget, és szá-

mos saját áramkört fejlesztett, több ilyen a C64-ben is működött (grafikai IC, hanggenerátor-IC). A C64-et egy egyszerűbb gép előzte meg, az 1980-ban megjelent VIC-20. A 300 $-os számítógép hobbigépnek készült, végül 1 millió darab kelt el belőle. 6502 volt ennek is a processzora, 5 KiB RAM memóriával rendelkezett. Ez lett a házi számítógépek első, tömeggyártott típusa. Ennek továbbfejlesztése a C64, amely 64 KiB memóriát biztosít a felhasználói szoftverek számára. Mindkét Commodore gép BASIC-nyelven volt programozható. A 600 $-os gépben 1 MHz-es órajellel működik a processzor, a CBM saját videoés hangáramköreit is tartalmazza. Azonnali sikert hozott az új gép: 1994 végéig gyártották, összesen 30 millió darab kelt el. A korszak legkeresettebb számítógépe volt! Szokás szerint tévékészülékkel és kazettás magnóval lehetett összekapcsolni, de saját fejlesztésű hajlékonylemezes egységet is lehetett hozzá vásárolni. Az ipari felhasználások azért voltak meglepőek, mert a C64 házi használatra készült, nem ipari követelmények teljesítésére. Mindenesetre az elektronikai cégek felfigyeltek arra, hogy az iparban nagy szükség van programozható, vezérlési-irányítási feladatokat ellátó kisszámítógépekre. Mikorra azonban a nagy megbízhatóságú, zavarérzéketlen mikroszámítógépeket kifejlesztették volna a nyolcbites procesz-

160. ábra (fent). A Commodore-64 161. ábra (jobbra). HT-1080Z

WWW.ELEKTRO-NET.HU 35

RENDSZERINTEGRÁTOR

162. ábra. ABC 80

163. ábra. M08X

szorokkal, már beköszöntött a 16 bites személyi számítógépek világa, amit az IBM PC-k nyitottak meg. Hazánkban is népszerűek voltak a nyolcbites házi számítógépek, bár többnyire turistautakon kellett beszerezni őket, mert hivatalos forgalomban nem jelentek meg, csak erősen megkésve és felárral. Időközben a hazai elektronikai cégek is felfigyeltek a jelentős piaci keresletre és sok nyolcbites gépet fejlesztettek ki. Számos magyar gyártmány jelent meg, néhányat bemutatunk a következő sorokban. Az iskolák számára készültek a Híradástechnikai Szövetkezet iskolaszámítógépei, a HT-1080Z számítógépek (161. ábra) 1983 … 1986 között. Z80 mikroprocesszorral működtek, 1,77 MHz-es órajellel. A HT-1080Z a TRS-80 rokona volt, az annak alapján készült Video Genie (a hongkongi EACA gyártmánya) licence volt az alapja. BASIC-nyelven lehetett programozni. Megjelenítőként az általános trendnek megfelelően fekete-fehér televíziót használt, a háttértárként szolgáló kazettás magnetofont viszont beépítették a számítógépbe. A BRG a svéd Dataindustrier AB (DIAB) Advanced Basic Computer (ABC) elnevezésű mikroszámítógép-licence alapján hozta forgalomba ABC 80 elnevezésű gépét (162. ábra), elsősorban szintén iskolai felhasználásra. 3,58 MHz órafrekvenciával működő Z80 a központi egysége, 16 KiB RAM memóriája bővíthető volt 32 KiB-ig. Mágnesszalagos és mágneslemezes egységeket is fejlesztettek hozzá. BASIC-nyelven lehetett programozni. A Számítástechnikai Koordinációs Intézet (SZKI) 1982-ben fejlesztette ki M08X számítógépét (163. ábra), amit személyi számítógépként forgalmazott. Z80 mikroprocesszorral működött, 2,5 MHz-es órajellel. 64 KiB RAM és 6 vagy 12 KiB EPROM memóriája volt, PROPOS operációs rendszer alatt működő BASIC-nyelven lehetett programozni. Kapható volt hozzá Fortran, Pascal és

C fordítóprogram is. A központi egységet a monitorba, a gépet hordozó asztalba pedig a 10 MiB kapacitású mágneslemezes egységet építették be. A Videoton terméke volt a VT 20 mikroszámítógép (164. ábra), melyet 1985-ben hoztak forgalomba. Az i8080-alapú gép 8 KiB ROM-mal és 48 KiB RAM-mal rendelkezett, 3,125 MHz-es órajellel dolgozott. 4 külső terminált is kiszolgálhatott, mágneslemezes tárolókkal is dolgozhatott. Képes volt kezelni a VT különféle nyomtatóit. VT-DOS operációs rendszer alatt lehetett programozni, BASIC-, Fortran-, Cobol- vagy Pascal-nyelven. Az IBM, látva a házi mikroszámítógépek iránt mutatkozó igen nagy keresletet, úgy döntött, hogy ezen a piacon is megjelenik. Ehhez azonban nem egy további nyolcbites gépet terveztek a cégnél, hanem az első 16 bites személyi számítógépet, ezzel pedig új korszakot nyitottak meg a processzoros gépek történetében. Ez a korszak máig is tart, az egyre újabb, nagyobb képességű processzorokkal sorra jelennek meg a mind nagyobb képességű PC-k, munkaállomások, szerverek. Az első IBM PC (165. ábra) kifejlesztése több mint egy évig tartott. Miután

36 ELEKTRONET

eldöntötték, hogy 16 bites géppel robbannak be a piacra, az IBM fejlesztői szemügyre vették a 16 bites mikroprocesszorok piaci kínálatát. Bár voltak hatékonyabb áramkörök is, a választás az Intel 8088 processzorára esett (egyrészt a gyártó készségessége miatt, másrészt azért, mert bőséges kínálat volt a kiegészítő áramkörökből is az Intelnél). Ez a döntés alapozta meg az IBM és az Intel hosszan tartó, sikeres együttműködését, de alapvetően az Intel rendkívüli fejlődését is. A gépet személyi számítógépnek (Personal Computer, PC) nevezték el, ez a betűpáros lett a most kialakult kisszámítógép-korszak védjegye. Az 1981 áprilisában bemutatott PC mindössze 8 KiB memóriával készült, de MS-DOS operációs rendszer alatt futottak a programok rajta, az i8088 processzor 4,77 MHz frekvenciás órajellel működött benne. Az alaplapján, a processzor mellett több további Intel gyártmányú LSI áramkört is alkalmaztak. Billentyűzettel, beépített kazettás magnóval rendelkezett. 1600 $-ért elsősorban cégek vásárolták. Hamarosan, 1983-ban már forgalmazták a fejlesztett változatot, bár ebben is az i8088 processzor dolgozott. Az IBM PC/XT beépített hajlékony mágneslemez-meghajtóval készült, minimum 128 KiB RAM memóriával (a maximális memóriakapacitás 640 KiB volt). Az alaplapon egy foglalatot helyeztek el, ahova az i8087 típusú matematikai társprocesszort lehetett behelyezni. 1984-ben a vevők már az IBM PC/AT gépet vásárolhatták meg, i80286 típusú mikroprocesszorral, 16 MiB minimális RAM-kapacitással. Ahogyan az Intelnél a mikroprocesszorok gyártása egyre inkább felpörgött, úgy készülnek az egyre

164. ábra. VT 20

XXVIII. évfolyam 7. szám

RENDSZERINTEGRÁTOR > [NAPRAKÉSZEN]

újabb és nagyobb képességű PC-k, nemcsak az IBM gyártásában, hanem megjelentek a klóngépek is. Az IBM PC megjelenésével lényegében lezárult a nyolcbites mikroszámítógépek, otthoni gépek korszaka, a mikroprocesszorok viszont egyértelműen a számítógépek elfogadott elemeivé váltak. Láttuk, hogy már a legelső mikroprocesszorok is egy új számítógép-kategória megjelenését jelentették. Az olcsó, bárki számára elérhető otthoni számítógépek, majd a személyi számítógépek lehetővé tették, hogy az irodai alkalmazottak, az iskolákban a tanárok, a tanulók is mindennapos eszközként használhassák a számítógépeket. Az első években nagy számítógépeket az első 8 és 16 bites mikroprocesszorokkal nem építettek. A későbbiekben a processzorok rendkívül gyors ütemű fejlődése, a 32 majd a 64 bites változatok megjelenése, a korszerű struktúrák kialakítása már olyan áramköröket is eredményezett, amiket kifejezetten a nagyobb gépekben történő felhasználásra alakítottak ki. Az 1990-es évekre a számítógépek minden változatát integrált processzorokkal alakíthatták ki, a negyedik generációs gépek így váltak általánossá.

165. ábra. Az elsô IBM PC A számítógépek történetének áttekintése alapján láthatjuk, hogy az eddigiekben egy folyamatos fejlődés tanúi lehettünk. Igaz, hogy a generációváltások ugrásszerű változást jelentettek, és esetenként a tervezőknek, fejlesztőknek gondokat is jelentettek az új eszközök. Azt pillanatnyilag nem tudjuk megmondani, hogy a kvantumszámítógépek megjelenése ennek a folyamatnak egy következő eseménye-e. Lehetséges, hogy

a mai számítógépek közvetlen utódai is jelen lesznek a jövő informatikai eszköztárában, párhuzamosan a kvantumeszközökkel. Az is előfordulhat, hogy minden területen a kvantumgépek kerülnek alkalmazásra. Az sem bizonyos, hogy a ma kvantumszámítógépekként említett eszközök egyetlen csoportot alkotnak majd felépítés, működési mód, alkalmazhatóság szempontjából. (folytatjuk)

DR. MADARÁSZ LÁSZLÓ, OKLEVELES VILLAMOSMÉRNÖK

NAGY FELBONTÁSÚ, DIGITÁLIS MIKROSZKÓP EGYEDÜLÁLLÓAN SZÉLES LENCSEVÁLASZTÉKKAL Az Olympus DSX1000 típusjelű digitális mikroszkópja a cég fejlesztési szokásaihoz híven minden fő tekintetben igyekszik többet hozni a korábbi generációs eszközökhöz képest. A DSX1000-hez számos, könnyen cserélhető lencsetípus érhető el, a mikroszkóp maga pedig 6-féle különböző nézeti módot támogat, amelyek közül gombnyomással lehet váltani. A gyors makró/mikró átváltású mikroszkóp a telecentrikus optikai rendszerrel pontos mérésekre is képes. A DSX1000-rel kompatibilis lencseválaszték jelenleg nem kevesebb, mint 17 tagot számlál, amelyek között megtalálható szuperhosszú munkatávolságú és nagy numerikus apertúrájú változat is. Ez a lencseválaszték biztosítja, hogy a DSX1000 rendkívül széles körben és rugalmasan felhasználható legyen bármely alkalmazásban. A szuperhosszú munkatávolságú lencsék a lencse és a minta között nagy munkatávolságot tesznek lehetővé. A nagy felbontású, nagy munkatávolságú lencsék egyszerre adnak nagy felbontást és nagy

munkatávolságot is. Végezetül a nagy teljesítményű, nagy numerikus apertúrájú lencsék a nanoskálán is rendkívül jó teljesítményt nyújtanak. Az Olympus hibaelemzés céljára elsőrangú eszközként kínálja az új DSX1000-et. A garantált pontosságú és gyors működésű digitális mikroszkóp kimagasló megismételhetőséget kínál, ezért a gyártó szerint minden megvan benne,

ami a hatékony és sikeres hibaelemzéshez szükséges lehet. A mikroszkóp makró/mikró rugalmassága lehetővé teszi az előzetes, nulladik vizsgálatot mikronszintű nagyításnál ugyanazon eszközön, a 20 … 7000-szeres nagyítási spektrum pedig részletességet és átfogó képet biztosít. A mintasérülés veszélye minimális, a minta számos szögből szemlélhető. A DSX1000 felhasználója egyetlen kattintással tud választani megtekintési módot, az azonnali átkapcsolás ezek között pedig rengeteg időt és energiát takarít meg. A 6 közül valamennyi vizsgálati módszer aktiválható bármely nagyítási szint mellett, a közöttük történő váltás pedig tényleg nem több egyetlen kattintásnál. A mérési eredmények megbízhatóságát a DSX1000 esetében a garantált mérési pontosság szavatolja, a hosszú távú pontosságot és mérési eredmény tekintetében a megbízhatóságot a helyszíni kalibráció lehetősége adja meg. WWW.OLYMPUS-IMS.COM

WWW.ELEKTRO-NET.HU 37

OLVASSA NAPONTA FRISSÜLÕ PORTÁLUNKAT!

PARTNEREINK

A TÖKÉLETES SÍTÚRA KELLÉKEI: SÁL, SAPKA, SÍLÉC, LAPTOP

AMPER 2020

2. o.

Atys-co Kft.

13. o.

A tél közepén sokan indulnak hosszabb-rövidebb túrákra, hogy aktív kikapcsolódással ünnepeljék a hideg évszakot. Sí, snowboard, önfeledt szánkózás, kellemes esték a Hüttében, csodás téli tájak és őrületes trükkök a pályán – mind elengedhetetlen kellékei egy szuper sítúrának

Bürklin GmbH & Co. KG

17. o.

Endrich Bauelemente Vertriebs GmbH

14., 15. o.

WWW.ELEKTRO-NET.HU/DELL-SITURA

NAGY TELJESÍTMÉNYÛ INFRAVÖRÖS HÔMÉRSÉKLET-ÉRZÉKELÔ Az RS Components bemutatta az RS PRO infravörös hőmérséklet-érzékelőt, egy kedvező árú, érintkezés nélküli feszültségkimenetes hőmérséklet-érzékelőt, amely üzemi karbantartáshoz, javításhoz és működtetéshez (MRO) készült, intelligens gyártási környezet számára

Ipar Napjai 2020

4. o.

LEM Inc.

27. o.

Microchip Technologies 20., 40. o. Phoenix Mecano Kecskemét Kft. TME Sp. z o. o.

WWW.ELEKTRO-NET.HU/RS-INFRA

25. o. 18., 19. o.

HOLISZTIKUS MEGKÖZELÍTÉSÛ HAJTÁSRENDSZER-OPTIMALIZÁLÁS A hajtásrendszereknek évtizedeken keresztül, gyakran nehéz körülmények között kell megbízhatóan működniük. A Siemens hajtásrendszer retrofitprogram révén maximalizálhatja az üzemben telepített hajtások rendelkezésre állását, megbízhatóságát és energiahatékonyságát, miközben az optimalizált energiahatékonyság kedvező hatást gyakorol a vállalat ökológiai mérlegére is

WWW.ELEKTRO-NET.HU/SIEMENS-HAJTAS

KÜLÖNÖSEN SOKOLDALÚ IIoT-FEJLESZTÔDOBOZ Az RS Components bemutatta a 4ZeroBox IIoT (Ipari Tárgyak Internete) egységet az olasz TOI (Tárgyak az Interneten) gyártótól. A 4ZeroBox a TOI 4ZeroPlatform hardvereleme, egy plug-and-play adatgyűjtő, -feldolgozó és -jelentő rendszer, amelyet az Ipar 4.0 intelligens gyártási és üzemi karbantartási folyamatok optimalizálására terveztek

WWW.ELEKTRO-NET.HU/RS-TOI

AZ EMITECH NEMZETKÖZIVÉ TESZI A TESZTJEIT AZ ORVOSTECHNIKAI ESZKÖZÖK BEÉPÍTÉSÉVEL A Cofrac által akkreditált chassieu-i laboratórium, valamint a montpellier-i laboratórium alkotják az Emitech-csoport gyógyászati üzletágát. A központ tesztelési kompetenciája kiemelkedő az elektromágneses összeférhetőség, a rádió, valamint az elektromos berendezések biztonsága szempontjából. Ez a hármas kompetencia lehetővé teszi, hogy a csoport a CE-jelöléssel ellátott berendezések forgalmazásában támogassa ügyfeleit Európában és az egész világon CBTL tesztlaboratóriumként a CB-rendszer vonatkozásában

WWW.ELEKTRO-NET.HU/EMITECH-LABOR ELEKTRONET – ÜZLET ÉS ELEKTRONIKA

ALAPÍTVA: 1992

MEGJELENIK ÉVENTE NYOLCSZOR  XXIX. ÉVFOLYAM 1. SZÁM – 2020. 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

XXIX. évfolyam 1. szám