Jak się robi urządzenia dla energetyki?
Jak się robi urządzenia dla energetyki? Fot. Tronia Sp. z o.o.
Wiele pięknie wydawanych i ilustrowanych czasopism opisuje urządzenia, które mogą znaleźć zastosowanie w energetyce i dziedzinach pokrewnych. Czytelnik może zapoznać się ze zdjęciami, wykonanymi przy użyciu kosztownych aparatów fotograficznych, nierzadko okraszonymi pięknymi paniami. Przy rezygnacji z pewnych praw („czy zgadzasz się, aby 1428 współpracujących z nami firm wiedziało, co Ciebie interesuje?”), można zapoznać się w internecie również z wybranymi parametrami fotografowanych obiektów. Jednak bardzo rzadko opisuje się, jak dany produkt został zaprojektowany i wykonany. Spróbujmy rzucić nieco światła na ten temat.
Legenda głosi, że Budowniczy Piramid Imhotep zawsze działał według ustalonego harmonogramu, zawierającego kilka prostych punktów:
- Przemyśl, do czego ma służyć i jak działać twoje przyszłe dzieło.
- Przemyśl, jak ma być wykonane.
- Przemyśl, kto ma je wykonać.
- Weź się za naukę chińskiego.
Każdy prezes i jego księgowy od razu zauważą brak podstawowego w naszych czasach punktu:
- Przemyśl, ile to będzie kosztowało i skąd wziąć na to fundusze.
No cóż, Imhotep działał na zlecenie faraona, a ten nie był drobiazgowy. Pomińmy więc ten aspekt.
Spróbujmy zastosować powyższy harmonogram do naszych czasów. Mamy teraz inne techniki i technologie, prezesi mają węże w kieszeniach i są z tego dumni, dowolną wiedzę można zdobyć, kiwając palcem (niektórzy potrafią to robić, kiwając nawet dwoma jednocześnie…), a wyspecjalizowane firmy tylko czekają na zamówienia. Ale czy powyższy harmonogram przestał być aktualny?
1. Po chińsku 一 (yī, czytaj: ii)
Przemyśl, do czego ma służyć twoje dzieło
Wydaje się to proste: jak mam zrobić lokomotywę, to dzieło ma jeździć, a jak transformator energetyczny, to raczej stać. No dobrze, trzeba zdecydować się na coś konkretnego, żeby uzyskać spójny przekaz. Weźmy na przykład rejestratory zakłóceń elektrycznych. Służą do wizualizacji przebiegu zakłócenia. Mówiąc bardziej po ludzku, mają pokazać, jak piękny sinus natężenia prądu czy napięcia jest zniekształcany przez wrogie impulsy, szumy, przesłuchy i inne naleciałości, w wyniku czego nie jest już taki piękny.
Wynikają z tego już pewne wskazówki co do naszego dzieła. Rejestrator zakłóceń powinien zatem:
- rejestrować zakłócenia dołączonych sygnałów – czyli użytkownika nie interesuje przeglądanie liczącego wiele GB ciągłego zapisu, np. z całego dnia czy tygodnia, ale rejestracja tylko sytuacji nietypowych, wskazujących na błędne działanie człowieka lub urządzeń. Są to rejestracje istotne dla zapewnienia bezpiecznej i stabilnej pracy całej instalacji. Mogą wskazywać miejsca lub sytuacje, na które należy zwrócić szczególną uwagę, żeby nie doszło do nieoczekiwanej awarii. Jeśli jednak awaria się przydarzy, mogą sugerować lokalizację źródła zakłócenia, a więc skrócić czas postoju fabryki;
- rejestrator powinien umożliwiać łatwą modyfikację parametrów – zarówno tych konfigurowanych programowo (np. częstotliwość próbkowania, czas trwania rejestracji, progi wyzwalania, nazwy sygnałów itp.), jak również parametrów sprzętowych (np. ilość i rodzaj monitorowanych sygnałów czy nowe rozwiązania komputerów, zarządzających pracą rejestratorów);
- zapis cyfrowy z definicji jest nieciągły – oznacza to, że im większa jest częstotliwość próbkowania, tym więcej szczegółów można zarejestrować i udostępnić do analizy. Oczywiście są zakłócenia, jak np. zapady napięcia, które nie są pod tym względem zbyt wymagające. Jeśli jednak pomyślimy o rejestracji drgań obudowy obrabiarki czy korpusu transformatora, wymagana częstotliwość próbkowania rośnie. Najtrudniej rejestrować wyładowania niezupełne, które przejawiają się występowaniem szpilkowych zakłóceń o szerokości zaledwie pojedynczych nanosekund;
- urządzenie powinno umożliwiać użytkownikowi bieżący podgląd monitorowanych sygnałów;
- zwykle wyświetlenie czy wydrukowanie wykresu czasowego napięcia lub prądu to dopiero początek analizy zakłócenia. Dla jednych użytkowników ważny jest offset między prądem a napięciem, dla innych poziomy mocy czynnej lub biernej. Jeszcze inni szukają informacji o zawartości harmonicznych czy o składowych symetrycznych.
To tylko kilka wybranych uwag na temat urządzenia, które mamy zaprojektować. W miarę analizy tematu pojawiają się kolejne pomysły – czy to poprawiające parametry techniczne, czy wygodę obsługi.
2. Po chińsku 二 (èr, czytaj: ar)
Przemyśl, jak ma być wykonane urządzenie.
Z powyższych punktów wynika, że część zadań rejestratora zakłóceń elektrycznych można zrealizować programowo, a część sprzętowo. Sugeruje to stosowanie komputera i mikrokontrolerów, ułatwiających przetwarzanie danych.
Łatwo zauważyć różne wymagania co do szybkości działania: najszybciej muszą być wykonywane operacje związane z rejestrowaniem próbek i zapisem ich do pamięci. W przypadku rejestratorów SZARM firmy TRONIA, próbkujących sygnały z częstotliwością do 100 000 próbek na sekundę (S/s), czas na pracę przetwornika A/C, pobranie próbek przez procesor, porównanie ich z progami wyzwalania rejestracji i zapis w odpowiednich komórkach pamięci operacyjnej jest rzędu 10 mikrosekund. Natomiast czas na analizę zarejestrowanych sygnałów przez inżyniera analityka jest w zasadzie nieograniczony. Od szybkości działania ważniejsza jest trafność oceny sytuacji danej instalacji i podjęte na tej podstawie decyzje. Czasem dopiero wielodniowe, a nawet wielomiesięczne obserwacje prowadzą do wniosku, że trzeba coś poprawić, wymienić czy zastąpić.
Dobrym pomysłem jest specjalizacja poszczególnych części urządzenia. Oczywiście można wykonać rejestrator w postaci jednej płyty drukowanej z zamontowanymi na niej obwodami realizującymi wszystkie operacje: kondycjonowanie sygnałów, konwersję na postać cyfrową, zapisywaniee w pamięci i przekazywanie rejestracji do komputera. Uzyskiwana jest w ten sposób zwarta konstrukcja, która ma wiele zalet. Wszystko działa dobrze do momentu, gdy np. użytkownik zechce zmienić rejestrowane sygnały lub ważny obwód rejestratora ulegnie awarii.
Dzięki konstrukcji modułowej awaria jednego modułu zwykle nie wpływa na pozostałe i rejestrator wciąż może dostarczać wiele użytecznych informacji do czasu naprawy uszkodzenia.
Podsumowując, ogólną budowę rejestratora zakłóceń elektrycznych można określić jako komputer + peryferia. Komputer komunikuje się z użytkownikiem, z serwerem sieci zakładowej lub z innymi urządzeniami, a przede wszystkim – z dołączonymi do niego rejestratorami.
Każdy rejestrator zaś można określić jako mikrokontroler + peryferia. Mikrokontroler komunikuje się z komputerem, a przede wszystkim z modułami dostarczającymi i modyfikującymi sygnały.
Wyspecjalizowane moduły muszą zapewniać izolację między źródłem sygnału a rejestratorem oraz między sygnałami. Muszą też zapewniać, że do przetwornika A/C nie dostanie się sygnał o zbyt wysokiej amplitudzie, która mogłaby uszkodzić przetwornik. Mogą też usuwać z sygnałów szum wysokiej częstotliwości, który utrudnia dalszą analizę sygnałów.
Jak widać, już krótka analiza „jak dane urządzenie ma być zbudowane”, prowadzi do istotnych decyzji co do założeń konstrukcyjnych: wiemy już, jaki jest podział zadań i jakie są powiązania między poszczególnymi częściami urządzenia. Powoli rysuje się również podział między to, co chcemy uzyskać przy użyciu sprzętu, a co możemy osiągnąć dzięki oprogramowaniu różnych poziomów.
Ktoś powiedział, że im więcej oprogramowania użyjemy, tym mniejsze może być urządzenie. Można dyskutować, czy łatwiej poprawić lub naprawić niesprawność sprzętową, czy niedoróbkę programową. Jak opiszę w dalszej części, zmiana sprzętowa często jest bardzo trudna (czytaj: kosztowna) do wprowadzenia, jednak czy w przypadku zmiany w programie jest inaczej? Dopóki można skorzystać z usług programisty, który pisał zastosowane programy i istnieje środowisko, w którym programy te były tworzone, dopóty problem nie jest zbyt trudny do rozwiązania.
Inaczej to wygląda po upływie kilku lub kilkunastu lat. Sam tego doświadczyłem, kiedy jeden z użytkowników naszych rejestratorów zamówił moduły zapasowe do systemów kupionych 15 i więcej lat temu. Trzeba było sięgnąć do oprogramowania, działającego pod DOS-em! Który z dzisiejszych programistów potrafi cokolwiek zrobić w tym systemie? – przy czym nie chodzi o włączenie/wyłączenie zasilania.
Mikrokontroler
Zacznijmy od najciekawszego komponentu: mikrokontrolera.
Nie będę omawiał konkretnego typu, bo takie samo lub podobne działanie można uzyskać w wielu mikrokontrolerach, produkowanych przez licznych producentów. Karty katalogowe obejmują 1500 lub więcej stron zapisanych drobnym maczkiem. Na zewnątrz wygląda jak układ scalony. Co prawda zwykle ma dość dużo wyprowadzeń (np. 196, 204 lub więcej), ale nie to jest najważniejsze. Najbardziej interesujące jest oferowane wyposażenie funkcjonalne i elastyczność jego wykorzystywania.
Mikrokontroler może zawierać pamięci typu RAM, FLASH czy ROM, obsługiwać komunikację przy użyciu interfejsów UART, ETHERNET, USB, I2S, I2C, SPI, CAN, generować impulsy lub przebiegi prostokątne, przetwarzać sygnały analogowe na cyfrowe lub odwrotnie, a ponadto obsługiwać ekran LCD czy odbierać informacje o aktualnym czasie, zgodnie np. ze standardem PTP. Można również wygospodarować nieco wyprowadzeń do realizacji własnych funkcji logicznych lub dołączenia zewnętrznych układów realizujących inne funkcje. Czasem potrzebna jest większa pamięć, czasem zainstalowany w mikrokontrolerze przetwornik A/C jest nieodpowiedni do danego zadania itp.
Kiedy już wiemy, co ma realizować i jak działać nasze urządzenie, możemy zastanowić się, które funkcjonalności mikrokontrolera możemy wykorzystać do naszych celów, pamiętając jednocześnie o wskazaniu wykorzystywanych przez nie wyprowadzeń.
To samo wyprowadzenie może być wyjściem analogowym, wyjściem binarnym, generatorem przebiegu prostokątnego o częstotliwości np. 50 MHz czy odbiornikiem takich sygnałów. Z drugiej strony, ta sama funkcjonalność może być przypisana do różnych wyprowadzeń.
Problem polega na tym, że nie do każdego wyprowadzenia można przypisać każdą funkcjonalność: np. do obsługi SDRAMu, Ethernetu lub USB są „wyznaczone” wyprowadzenia. Czasem są zdublowane, ale nie zmienia to faktu, że jeśli zdecydujemy się na zastosowanie np. pamięci SDRAM, to już kilkadziesiąt wyprowadzeń zostanie zarezerwowanych do tego celu.
Są wyprowadzenia wyspecjalizowane, których funkcjonalności nie można zmieniać. Są to np. wejścia masy i napięć zasilających, taktowania itp.
Żeby się w tym nie pogubić, można zastosować oprogramowanie do mapowania pinów (czyli przypisywania funkcjonalności do poszczególnych wyprowadzeń) lub w arkuszu kalkulacyjnym wypisać wyprowadzenia w wierszach, zaś funkcje w kolumnach. Następnie dla poszczególnych funkcji zaznaczyć komórki odpowiadające wykorzystywanym wyprowadzeniom. W ten sposób można łatwo ustalić, czy dane wyprowadzenie jest dostępne, czy już wykorzystane dla innej funkcji.
Już na tym etapie okazuje się, że wyprowadzeń jest zwykle za mało i trzeba rezygnować z części pomysłów lub realizować je w inny sposób.
Do tego trzeba odpowiednio rozkładać w miarę możliwości sygnały tak, żeby łatwo było tworzyć z nich później grupy powiązane z zewnętrznymi urządzeniami, np. rejestrami, buforami, pamięciami itp. Już na tym etapie możemy ułatwić lub utrudnić późniejsze prowadzenie ścieżek.
Można tu wspomnieć o jeszcze jednym problemie, związanym z projektowaniem obwodu zawierającego mikrokontroler: lokalizowanie kondensatorów na doprowadzeniach zasilania. Są one konieczne ze względu na sposób działania układu: kiedy na danej linii jest stan wysoki lub niski, przepływ prądu w takiej linii jest minimalny. Jednak przy zmianie stanu występuje krótkotrwały impuls prądowy. Pojedynczy impuls nie jest problemem, ale kiedy jednocześnie zmienia stan kilkadziesiąt lub kilkaset sygnałów, wówczas mogą wystąpić na masie lub zasilaniu znaczne zakłócenia, które mogą uniemożliwić prawidłową pracę układu. Kondensatory mają za zadanie dostarczyć potrzebną energię ze swoich lokalnych zasobów tak, żeby zminimalizować zakłócenia na liniach zasilania.
Kondensatory muszą być instalowane bardzo blisko wyprowadzeń mikrokontrolera. W przypadku obudów typu BGA oznacza to, że są usytuowane po drugiej stronie płytki drukowanej, niemal naprzeciw kulek. Ponieważ kulki są rozmieszczone w odstępach równych np. 0,8 mm, kondensatory muszą mieć odpowiednio małe obudowy, np. 1x0,5 mm (obudowa typu 0402).
Kiedy wiemy już, co możemy wykorzystać z funkcjonalności oferowanych przez mikrokontroler, czas na dodanie komponentów realizujących pozostałe funkcje, wymagane przez nasze urządzenie.
W przypadku rejestratorów SZARM firmy TRONIA dodaliśmy takie układy jak pamięć SDRAM o pojemności 32 MB, przetwornik A/C o szybkości przetwarzania rzędu 200 kS/s jednocześnie dla 8 kanałów przy rozdzielczości 16 bitów, układ PHY dla Ethernetu, izolowany port UART, stabilizatory LDO i przetwornice dla sekwencyjnego podawania zasilania, jak również wiele innych.
Producenci często zmieniają produkowany asortyment, kierując się aktualnym popytem. W efekcie często nie da się wykorzystywać wcześniejszych pomysłów, bo nie ma już elementów, na których były oparte. Zmieniają się również ceny. Czasem dość prosty element, który zawsze był dostępny i tani, znika z wykazów dystrybutorów lub jego cena rośnie wielokrotnie.
Miniaturyzacja, wymuszona przez powszechne konstrukcje takie jak smartfon, laptop, telewizor czy elektronika stosowana w motoryzacji, powoduje, że czasem trudno zdobyć komponent o sensownych rozmiarach, z łatwym dostępem do końcówek. Można za to łatwo znaleźć układy o wymiarach np. 2x2 mm z dziesięcioma lub więcej wyprowadzeniami.
Trzeba też powiedzieć o różnorodności oferty. Kiedyś jak ktoś mówił o wzmacniaczu operacyjnym, to myślał po prostu o jednej z wersji układu 741. Dzisiaj tylko jeden producent oferuje kilka tysięcy rodzajów wzmacniaczy operacyjnych. A takich producentów jest wielu. W zasadzie nie jest możliwe poznanie nawet sensownej części tych układów. Wyszukiwanie ułatwiają różne filtry, ale łatwo wybrać drogi element, choć niemal identyczny jest dostępny za ułamek jego ceny. Dodatkowo, kiedy już wybraliśmy odpowiedni komponent i ma on akceptowalną cenę, to okazuje się, że jest dostępny w śladowych ilościach lub jest już obsolete, choć pojawił się zaledwie przed rokiem. Na to nakładają się różne fuzje i upadki producentów, z czym związana jest zmiana produkowanego asortymentu.
W efekcie coraz trudniej naprawiać stare urządzenia lub wznawiać ich produkcję. Czasem już po kilku czy kilkunastu latach nie można zdobyć komponentu lub uruchomić programu narzędziowego, bo aplikacja, która to umożliwiała, nie działa pod nowym systemem operacyjnym.
Płyty drukowane
Kiedy już uporaliśmy się z narysowaniem schematu ideowego, czas pomyśleć o płytce drukowanej.
Szybko okazało się, że lepiej podzielić schemat na dwie części – tak, żeby dla wymagających układów typu mikrokontroler czy pamięć SDRAM przewidzieć płytkę 4-warstwową, której wykonanie z oczywistych powodów będzie odpowiednio drogie i skomplikowane, zaś dla pozostałych komponentów – znacznie prostszą płytkę dwustronną.
Projektowanie druku nie jest rzeczą prostą. Obowiązuje wiele reguł, które określają zarówno wymiary ścieżek zależnie od ich przeznaczenia, jak i sposoby ich grupowania i prowadzenia. Na przykład ścieżki między mikrokontrolerem a pamięcią SDRAM powinny mieć jednakowe długości. Nie powinny też zawierać przelotek. Wymaganie to wynika z szybkości działania pamięci. Przy taktowaniu przebiegiem o częstotliwości wyższej od 100 MHz ważne są opóźnienia, wprowadzane przez ścieżki na zbocza sygnałów. Jeśli zbocze sygnału zapisującego lub odczytującego wystąpi zanim wszystkie sygnały adresu i danych przyjmą swoje docelowe wartości, wówczas działanie pamięci będzie niepewne.
Ponadto ścieżki, na których są sygnały zmieniające się z dużymi częstotliwościami (komunikacja USB, Ethernet, pamięć SD, taktowanie itp.) powinny być prowadzone z dala od sygnałów, które mogą je zakłócać, np. linii zasilania. Jeśli można, powinny być prowadzone między polami masy, które blokują przedostawanie się zakłóceń. Podobne reguły obowiązują dla ścieżek prowadzących słabe sygnały analogowe. Ogólnie: obwody analogowe powinny być odseparowane od obwodów cyfrowych. Należy też pamiętać, że nie można w nieskończoność zmniejszać szerokości ścieżek i odstępów między nimi, ponieważ urządzenia wykonujące płytki drukowane mają określone ograniczenia i po prostu może być trudno znaleźć firmę, która zrealizuje zbyt wymagający projekt. Rozsądnym rozwiązaniem jest więc powierzenie opracowania druku firmie, która potem będzie trawiła płytki.
Reguł jest wiele i trzeba mieć duże doświadczenie i wiedzę, żeby ich przestrzegać. Inaczej łatwo zignorować zalecenie, a potem cierpieć…
Po zakończeniu tych prac można już formułować założenia na następne moduły, złącza, płytki drukowane, kable, obudowy, sygnalizatory, manipulatory… I nie zapominajmy o najważniejszym: o zasilaniu i zabezpieczeniach.
Trzeba również przemyśleć, czy urządzenie będzie wykonywane w pojedynczej obudowie, czy podzielone na kilka współpracujących ze sobą modułów. Do tego dochodzi mechanika: projekty obudów z odpowiednimi otworami na przełączniki, wskaźniki czy złącza, różne kasety, listwy przyłączeniowe, wsporniki, mocowania, przepusty itd. Ważne jest również okablowanie, które ma doprowadzić lub wyprowadzić sygnały lub zasilanie. Czy sygnały mają być przesyłane po kablach miedzianych czy światłowodowych, a może radiowo? Jeśli urządzenie ma pracować w środowisku z dużymi zakłóceniami (np. w rozdzielni energetycznej), może być problem z transmisją kablową lub radiową. Z drugiej strony, technika światłowodowa jest wciąż stosunkowo droga i wymaga specjalistycznych narzędzi tam, gdzie w przypadku kabli wystarczy zwykły śrubokręt.
Nie będę zanudzał czytelnika szczegółami tych prac. Praktycy wiedzą, jak wiele zależy tu od doświadczenia i umiejętności projektanta i wykonawców. Kiedy przyszły użytkownik analizuje oferty, zwykle najpierw zwraca uwagę na wygląd zewnętrzny urządzenia. Liczy się pierwsze wrażenie. Ważne są więc zarówno kolory obudów, jak i staranne prowadzenie kabli czy wygląd plansz programów. Dopiero potem przeglądane są parametry techniczne.
Program
Wiele zależy od oprogramowania.
Nawet najlepszy sprzęt nie będzie cieszył, jeśli program będzie szwankował, prezentacje będą niewyraźne, zaś informacje nieczytelne. W przypadku rejestratora SZARM można mówić o kilku programach.
Najważniejszy, od którego zależy sprawne pobieranie próbek monitorowanych sygnałów, jest zapisany w mikrokontrolerach. Ten program musi działać szybko, bo czas na wykonanie określonych czynności jest ograniczony. Poza wczytywaniem próbek i ich wstępną analizą, program odbiera od komputera komunikaty o czasie, dane konfiguracyjne, wysyła krótkie zapisy przebiegów czasowych w celu wyświetlenia na ekranie monitora, a po wykonaniu rejestracji informuje o tym komputer i przesyła dane w celu utworzenia odpowiednich plików dyskowych.
Drugi program jest wykonywany w komputerze. Z jednej strony kontroluje działanie rejestratorów, sygnalizując ewentualne zdarzenia, związane np. z wykonaniem rejestracji, przepełnieniem buforów czy niesprawnością zasilaczy oraz odbiera wykonane przez nie rejestracje, a z drugiej – ułatwia konfigurowanie rejestratorów czy synchronizowanie ich ze źródłem czasu. Jeśli rejestrator jest podłączony do zakładowej sieci Ethernet, przesyła do serwera wykonane rejestracje.
Trzeci program odnosi się wyłącznie do przeglądania i przetwarzania rejestracji. Może być wykonywany w komputerze systemu rejestrującego lub w innym komputerze z systemem Windows. Program może prezentować zapisane dane na wiele sposobów, takich jak: wykresy z wieloma opcjami (znaczniki chwilowych lub skutecznych wartości sygnałów we wskazanych momentach, pomiary odcinków czasowych itp.), wydruki, wykresy zawartości harmonicznych, pochodnej (szybkości zmian sygnału), wyświetlanie rejestracji w postaci filmu i wiele innych.
Na podstawie zarejestrowanych danych można wykonywać zestawienia m.in. mocy czynnej lub biernej, składowych symetrycznych, offsetu itp.
Program może zapisywać rejestracje w standardzie COMTRADE, jak również może przetwarzać zapisy COMTRADE uzyskane z rejestratorów innych producentów.
Ciekawym przypadkiem jest połączenie światłowodami Systemów Rejestracji Zakłóceń rozmieszczonych w różnych, nawet oddalonych miejscach. W efekcie powstaje System Rozproszonej Rejestracji Zakłóceń, który może działać jak jeden rejestrator: spełnienie kryterium wyzwolenia w dowolnym miejscu powoduje, że wszystkie rejestratory rozpoczynają rejestrowanie, po czym przesyłają rejestracje do komputera centralnego, w którym wykonywany jest czwarty program. Użytkownik otrzymuje zapisy sygnałów z różnych miejsc monitorowanej instalacji, wykonane w zasadzie w tym samym momencie. Pozwala to na szybkie identyfikowanie źródła ewentualnych zakłóceń czy kontrolę jakości zasilania w różnych halach produkcyjnych.
3. Po chińsku 三 (sān, czytaj: sen)
Przemyśl, kto ma wykonać projektowane urządzenie.
Nie da się wszystkiego zrobić samemu.
Miniaturyzacja komponentów powoduje, że do zaprojektowania płytek drukowanych potrzebne jest odpowiednie doświadczenie i oprzyrządowanie. Nawet w takim przypadku trzeba często długo czekać na wykonanie projektu – szczególnie jeśli chodzi o procesor i jego środowisko. Mnogość reguł, które trzeba spełnić, zwykle ograniczona ilość miejsca, problemy z prowadzeniem wiązek ścieżek tak, żeby nie krzyżowały się z innymi wiązkami, zapobieganie zakłóceniom, rozmieszczanie komponentów itp. – to nie są proste tematy.
Lepiej powierzyć te prace doświadczonemu projektantowi.
Kiedy już otrzymałem gotowe płytki drukowane, zacząłem szukać firmy, która przymocuje do nich komponenty. Wydawało mi się, że to naturalna kolejność. Okazało się, że nie do końca.
Firma, która projektowała druk, nie wstawiła znaczników odniesienia (tzw. fiduciali), które pozwalają automatom lutującym precyzyjnie umieszczać komponenty na płytkach. Kiedy trzeba wlutować kilkanaście kondensatorów o rozmiarach 1x0,5 mm jeden obok drugiego, bez fiduciali jest to niemal niemożliwe. Zabrakło również marginesów, za które płytka może być trzymana przez automat.
Musiałem zamówić ponownie wykonanie płytek, tym razem z fiducialami i marginesami, i połączonych w zespoły tak, żeby rozmiary zespołów były dostosowane do urządzeń podających płytki do automatów montujących komponenty. Jeszcze inna firma wykonuje detale mechaniczne na podstawie rysunków technicznych. Równolegle z projektowaniem i wykonywaniem elektroniki, kolejna firma pisze oprogramowanie mikrokontrolera.
Jak widać z powyższego, droga od pomysłu do gotowego produktu nie jest ani szybka, ani łatwa. Czy można te wszystkie etapy wykonać samemu? Wątpię. Zbyt wiele trzeba specjalistycznej wiedzy i drogich urządzeń oraz programów, żeby ogarnąć wszystkie problemy. To nie są czasy lutownicy i kynara. Czy można zgromadzić w firmie takich specjalistów i nie szukać firm zewnętrznych? Można. Problemem jest utrzymanie takich pracowników w czasie, kiedy właśnie nie ma zapotrzebowania na nowe wyroby.
Kiedy zaś już wszystkie problemy zostały pokonane, rejestrator działa i realizuje założone funkcje, odwiedzający nasze stoisko na targach potencjalny klient stwierdził, że ten rejestrator jest za dobry dla niego. On by chciał czegoś prostego i taniego…
Czy przedstawione uwagi dotyczą tylko produkowanych przez firmę TRONIA rejestratorów zakłóceń elektrycznych SZARM? Nie sądzę. To tylko krótki przegląd problemów, z którymi zmagają się projektanci różnych urządzeń dla energetyki i nie tylko.
Ostatni punkt harmonogramu: „Weź się za naukę chińskiego” jest dziwny tylko z pozoru. Jakiego języka miałby się uczyć Budowniczy Piramid Imhotep, jeśli nie chińskiego? No bo przecież chyba nie angielskiego?!
Podobno na odwrocie każdej piramidy są dwa napisy. Jeden wykonany hieroglifami egipskimi, drugi znakami chińskimi. Oba znaczą to samo: „WYKONANE W CHINACH”.
Czytanie instrukcji montażu napisanej w obcym języku jest przeżyciem jedynym w swoim rodzaju…
