piątek, 30 kwietnia 2021

Laboratorium zaawansowanej elektroniki i automatyki 22

 Laboratorium zaawansowanej elektroniki i automatyki 22

Nazywając rzecz po imieniu  nowoczesną Automatyzacje we wszelkich odmianach  zatrudnia się do zarabiania pieniędzy i zdobywania światowej pozycji.
Droga, nowoczesna elektronika samodzielna i wbudowana ma coraz większy udział w handlu międzynarodowym, który przecież stanowi o światowej pozycji krajów. Elektronika wbudowana jest w towary nowoczesne i drogie.
Spójrzmy ja te sprawy wyglądają w obecnym starciu hegemona z kandydatem na jego stanowisko. Sprawy te mają wpływ na każdą gospodarkę na Ziemi i przed tym nie ma ucieczki.

W 2020 roku  Chiny wytworzyły  29 % globalnej wartości dodanej w przemyśle przetwórczym a udział USA spadł poniżej 11 %.
Według klasyfikacji ONZ Chiny są jedynym krajem świata wytwarzającym wszystkie kategorie produktów przemysłowych ! W czasie pandemii okazało się jak dużo wyrobów produkują z dziedziny medycyny i przyległości.
Chińczycy NIE są jednak zadowoleni z nowoczesności i zyskowności swojej produkcji. Stosunek wartości DODANEJ do produkcji przemysłowej brutto w Chinach wynosi około 20% podczas gdy u liderów w USA i Niemczech stosunek ten znacznie przekraczał w innowacyjnych branżach nawet 30 %.
Są różne uproszczone klasyfikacje dotyczące nowoczesności produkcji.
W jednej z nich na szczycie są światowi innowatorzy technologii szybko ją wdrażający, niżej pozostali producenci nowoczesnych towarów z najwyższej półki, potem producenci nienowoczesnych wyrobów standardowych no i najniżej III światowi eksporterzy surowców.
Od lat największym bólem głowy Chin jest MIKROELKTRONIKA i najnowocześniejsze materiały. Sytuacje w której mikroelektroniczna produkcja Chin zaspokaja tylko około 20% ich potrzeb a wartość importu chipów przekracza 250 mld dolarów rocznie, trudno nazwać normalną.
W opracowywanym przez Chińską Akademię Inżynierii wskaźniku rozwoju produkcji uwzględniono skalę produkcji, jakość, zysk, optymalizację strukturalną oraz zrównoważony rozwój. W 2020 roku pierwsze są  w tej klasyfikacji USA. Dalej są  Niemcy i Japonia a za nimi Chiny a za nimi kolejno Korea Południowa, Francja i Wielka Brytania. Chiny chcą zwiększenia swojej konkurencyjności gospodarczej, polepszenia pozycji w globalnych łańcuchach wartości, transformacji w kierunku nowych technologii i zmniejszenie zależności od firm zagranicznych.
Priorytetami strategii rozwojowych są  technologie nowych generacji, wysokiej klasy skomputeryzowane maszyny, pojazdy elektryczne i zaawansowane urządzenia medyczne.
Ambitny program Made in China 2025 zakłada że w 2025 roku 40% używanych w produkcji chipów będzie produkowanych w Chinach, 80 % wyposażenia sektora ICT będą produkować lokalne firmy a 50% używanych systemów operacyjnych stworzą Chiny. Już widać za półmetkiem MIC 25 że wskaźniki te nie zostaną osiągnięte mimo alokowania gigantycznych środków i wykonania ciężkiej pracy.
Są jednak dziedziny gdzie jest lepiej niż zakładano. Panuje pogląd że Chiny będą mieć największy wpływ na rozwój AI na świecie w najbliższym czasie. Chiny mają produkować najwięcej urządzeń zasadnie stosujących prawdziwą ( a nie reklamową ) AI to znaczy takich gdzie bez AI urządzenie nie ma sensu. Chociaż liczba chińskich patentów w dziedzinie AI jest znacznie mniejsza niż USA to są to jednak patenty o dużym ciężarze gatunkowym.
Już 70 % światowych stacji bazowych systemu 5G jest zbudowana z chińskiego  sprzętu i to mimo akcji USA szantażujących „sojuszników”. Duże chińskie miasta przodują w świecie w dostępie do 5G.   
Chociaż Chinom daleko w stosunku ilości robotów do pracowników, do światowych liderów, to robotów mają ogromną ilość a postęp jest szybki i Chiny produkują coraz więcej robotów. Najważniejsze jest jednak to że w Chinach przekroczono punkt ciężkości w stosowaniu robotów i ich użycie staje się RUTYNOWE i trywialne. Mają już wyszkoloną i obeznaną z tematem kadrę. Warto przypomnieć że gdy Japonia na początku lat osiemdziesiątych prowadziła niszczącą nowoczesny przemysł Zachodu ofensywę eksportową była wtedy jedynym krajem świata gdzie roboty stosowano już rutynowo.
Mimo akcji Zachodu Chiny obroniły swój prawie monopolistyczny sektor metali rzadkich niezbędnych dla wytwarzania produktów wysokich technologii.
O ile chińskie wydobycie minerałów ziem rzadkich spadło z prawie 98 % do 63 % świata ( mimo swojej nazwy metale rzadkie wcale nie są takie rzadkie w przyrodzie) to nadal ponad 80 % rafinacji metali ziem rzadkich wykonują chińskie firmy ściśle strzeżonymi technologiami.
Władze Chin mają dobrą świadomość sytuacyjną w przeciwieństwie do ... Polski.  Technologie obcych firm u siebie uważają za własną dopiero gdy ją przyswoją i sami rozpoczną nią produkcje.  

Tajwan jest globalnym liderem w produkcji chipów produkowanych na zamówienie i według projektów innych firm – 60% udziału światowego.  Sam  koncern TSCM odpowiada za 52 % światowych dostaw. Pozycje swoją TSMC umocni inwestując kolejne 25 mld dolarów w modernizacje i rozbudowę zdolności produkcyjnych. Odbiorcą  połowy tajwańskiej produkcji w 2019 roku były Chiny. W świecie tylko TSCM z koreańskim Samsungiem opanowali technologie o rozdzielczości 5 nm. Apple zrezygnowało z procesorów i innych układów Intela i TSMC produkuje im znacznie wydajniejsze chipy własnego projektu. Eksport, głównie chipów, tworzy aż 70% PKB Tajwanu. Udział Chin w tajwańskich inwestycjach zmalał z 84 % do 38 % po embargu technologicznym USA przeciwko Chinom wymuszonym przez USA. Ale w przemyśle przetwórczym udział bieżących inwestycji Chin nadal wynosi 60 %. Embargo technologiczne jest neutralizowane i 40% eksportu Tajwanu odbierają Chiny i Hongkong.
Obecnie światowy popyt na mikroelektronikę jest większy niż podaż. Kilka fabryk samochodów w Europie, w tym w Polsce, musiało wstrzymać produkcję z powodu braku mikrokontrolerów i mikroprocesorów.

Bezsilną Amerykę irytują spektakularne sukcesy chińskich firm w HANDLU elektronicznym. W tym roku 800 milionów chińskich cyfrowych klientów zrobi zakupy za ponad 2,7 bln dolarów ( równowartość), co stanowi  prawie 57%  światowych obrotów e-commerce i 52 % wartości sprzedaży detalicznej w Chinach. Nikt w świecie nie ma tak wysokich wskaźników cyfrowej penetracji handlu detalicznego. Kolejnymi krajami pod tym względem są Korea Południowa i Wielka Brytania, gdzie udział wynosi około 27 %.
Udział w rynku potężnych platform sprzedażowych Alibaba, JD.com i Pinduoduo, wynosi około 83%. Chiny słusznie mają własne wyszukiwarki ( najpopularniejsza Baidu ) i własny handel elektroniczny. Nie pozwalają się panoszyć amerykańskim firmom i realizują własne cele. Tak zwane superaplikacje związane z poszukiwaniem towaru i zakupem, monitoringiem procesu dostawy oraz płatnością są najnowocześniejsze w świecie. Spopularyzowany Listopadowy Dzień Singla wygenerował sprzedaż o wartości 115 mld dolarów !
Magazyny towarów i rozdzielnie gigantów są coraz bardziej zautomatyzowane podobnie jak cała ich logistyka.
Platformy w krytycznym momencie pandemii Covid-19 wsparły rząd i społeczeństwo z pełną determinacją. Zamrożono ceny wszystkich artykułów związanych z bezpieczeństwem zdrowotnym i wielu innych. Szybko uruchomiono serwisy telemedyczne do rezerwacji przeprowadzenia testów na koronawirusa. Ekspresowe dostawy środków medycznych do zamkniętych ( dla osób postronnych ) szpitali wykonywano za pomocą dronów i pojazdów autonomicznych. Efektem ubocznym budowy pozytywnego  wizerunku gigantów są napływające nowe rzesze klientów.
Rząd Chin wspiera swoje koncerny a one symetrycznie realizują oczekiwania rządu.
Spektakularny sukces Chin w walce ze straszną epidemia Covid-19 chyba wszystkim uświadomił jak daleko zaszły chińskie koncerny działające w pobliżu AI, skoro już w początkowym etapie epidemii udało się wyłowić wszystkich zakażających i osoby które mogły zostać zakażone przez nich.

Zatem powyżej powtarzają się cały czas NAPĘDY jako fizyczni wykonawcy a z drugiej strony ma nimi zacząć rządzić AI.  

W czasie epidemii koronawirusa wielu pracowników podjęło prace zdalną:
-Z centrów dystrybucyjnych korporacji, często pracowników dużych biur typu „OpenSpace”
-Z centrów wsparcia technicznego dla klientów
-Z instytucji finansowych, agencji reklamowych, promocyjnych i windykacyjnych...
Praca tych osób jest możliwa do względnie prostej automatyzacji i wdrożona AI zrobi z tych osób bezrobotnych. Im bardziej sensowne są realizowane w firmach procedury operacyjne tym łatwiej jest je programowo automatyzować.
Sztuczna inteligencja coraz lepiej przekłada teksty pomiędzy różnymi  językami ale do doskonałości jeszcze sporo brakuje. Zresztą jak przełożyć poezje skoro spory o to „co chciał powiedzieć poeta” trwają stuleciami ? AI coraz lepiej prowadzi też samochody ale tylko na dobrych drogach. Obie te prace okazały się znacznie  trudniejsze dla AI niż to sobie kiedyś optymistycznie wyobrażano.
Po głośnych upadkach dużych zachodnich firm okazuje się że zarządy rażąco łamiąc przepisy Ustawy o Księgowości, robiąc małpie sztuczki, oszukiwały na podatkach, oszukiwały akcjonariuszy i kredytujące je banki i poszukiwały pracowników a nierzadko prowadzono podwójną księgowość.
Namiastka AI nauczona na różnych manipulacjach mogłaby skutecznie wykonywać błyskawiczną kontrole księgowości. W USA i Europie Zachodniej jest sporo zadłużonych, niewypłacalnych firm Zoombie które biorą nowe kredyty aby spłacać stare. Niegdyś najpotężniejszy koncern przemysłowy świata General Electric jest bankrutem. Powrót z anomalii zerowych stóp procentowych do stóp normalnych zakończy się groźbą upadku firm Zoombie i znów bankierzy centralni będą musieli coś zrobić.  

Słowo „subharmoniczne” na wiele znaczeń.
W matematyce funkcje subharmoniczne używane są w rozwiązaniach równań różniczkowych cząstkowych, w analizie zespolonej i w teorii potencjału.
W muzyce subharmoniczne to seria podtonów, które są lustrzanym odbiciem szeregu harmonicznego.  
We wszelkich układach nieliniowych mogą występować drgania o złożonym charakterze, także subharmoniczne i drgania chaotyczne przypominające szumy. Często maszyny przed uszkodzeniem generują znacznie silniejsze  subharmoniczne niż normalnie.
Przed erą układów scalonych stosowano proste, nieliniowe układy analogowe jako dzielniki częstotliwości. Często były to nieliniowo synchronizowane generatory ale podział częstotliwości czyli pod - synchronizacje uzyskiwano tylko w niewielkim zakresie częstotliwości

Cytat z archiwum: „W nieliniowych układach fizycznych mogą występować drgania subharmoniczne. Obserwuje się je w energetycznym generatorze synchronicznym. Drgania subharmoniczne mogą wystąpić w wadliwie zaprojektowanym tranzystorowym wzmacniaczu mocy wysokiej częstotliwości RF. Wzmocnienie mocy tranzystorów szybko spada z częstotliwością. W pasmie roboczym tranzystor może być stabilny ale przy niższych częstotliwościach z konkretnymi obwodami dopasowującymi może być na skraju generacji w rożnych punktach pracy. Główną przyczyna jest szkodliwe sprzężenie zwrotne przez pojemność kolektor - baza. Drgania te nie tylko degradują własności wzmacniacza ale są tez niebezpieczne dla tranzystora.  
Podwielokrotność harmonicznych może się ciągle zmieniać i proces może być dość chaotyczny.

Zjawisko drgań subharmonicznych  w praktyce występuje dość często. Literatura temat omija szerokim lukiem i jest ono często niezrozumiale.
Na przykład zasilacz impulsowy czasem cicho szumi mimo iż powinien pracować bezgłośnie ponieważ częstotliwość modulacji PWM jest ponadakustyczna a napięcie tętnień na wyjściu  jest dużo większe niż wynika to z projektu.
Albo pętla regulacji położeniowej w maszynie CNC z silnikiem prądu stałego sterowanym przez inverter tyrystorowy przy małym i nieciągłym prądzie silnika ( małym wytwarzanym momencie napędowym ) jest niestabilna i generuje drgania o częstotliwości subharmonicznej w stosunku do napięcia sieci zasilającej.
Servo położeniowe jest podwójnym układem kaskadowym. Najbardziej wewnętrzna jest pętla prądowa a następnie prędkościowa a następnie położeniowa. Pętla prądu z inverterem pracującym z prądem nieciągłym ma wąskie pasmo co powoduje ze pętla prędkościowa ma dożą dobroć a pętla położeniowa wykazuje małe subharmoniczne oscylacje położenia.

Przykład wziety z R.Redl, I.Novak: Instabilities in current-mode controlled switching voltage regulators. PESC '81, 1981 IEEE, s. 17-28.
Niech będzie dany najprostszy obniżający napięcie zasilacz impulsowy ( buck step-down converter). Niech pracuje z ciągłym prądem w wyjściowym dławiku czyli w modzie CCM. Ma on tylko sterowany idealny górny klucz -  tranzystor i idealna dolna diodę ( lub klucz aktywny i tak jest dalej w przykładach. Z kluczem aktywnym przepływ mocy może być dwukierunkowy  ) i dalej dławik i wyjściowy kondensator filtrujące sygnał prostokątny z kluczy.
Bardzo ważna jest ochrona nadprądowa klucza aby nie uległ zniszczeniu przy zwarciu. Totez często układ regulacji wykonuje się jako kaskadowy. Wewnętrzna pętla regulacji Slave reguluje prąd dławika i otrzymuje wartość zadana z zewnętrznej pętli Master regulującej napięcie wyjściowe.
Tranzystor ( w tym przykładzie ) jest załączany na początku każdego okresu PWM a wyłączany komparatorem po przekroczeniu zadanego pętli prądu dławika.
Dla uproszczenia napięcie wejściowe wynosi 1 i zadany szczytowy prąd w dławiku tez niech będzie 1.

Na wykresie pokazano sygnały piłokształtny prądu dławika i sygnał napięcia prostokątnego na wejściu dławika  przy napięcie wyjściowym Uo=0.4 i takiej statycznej głębokości modulacji d. Zaburzony jest stan początkowy prądu. Odpowiedz nie jest rewelacyjna ale jeszcze stabilna.
Dla głębokości modulacji d<50%  układ wydaje się pracować stabilnie aczkolwiek im bliżej granicznej wartości 0.5 tym jest bardziej oscylacyjny. Niech prąd w dławiku narasta z szybkością m1 a opada z szybkością m2. Stosunek m2/m1 zależy tylko od Uo. Niech DI[n] oznacza szczytowe różnice prądów w następujących po sobie okresach PWM . Łatwo zauważyć ze DI[n+1] = DI[n] (m2/m1). Czyli istotnie tłumienie oscylacji  jest tym większe im mniejsze jest d i granice oscylacji osiągamy przy d=0.5. Powyżej d>0.5 pojawiają się oscylacje subharmoniczne i średnio ich częstotliwość jest tym mniejsza im bardziej zbliżamy się do d=1.
 Na wykresie pokazano niestabilne przebiegi z napięciem wyjściowym Uo=0.7.
Rozwiązanie problemu stabilności ( wykres powyżej )  jest bardzo proste. Do komparatora należy podać sygnał prądu wraz z dodanym sygnałem piłokształtnym o odpowiedniej szybkości narastania m. Wówczas  DI[n+1] = DI[n] ((m2+m)/(m1+m)) wskaże ze odpowiedz będzie stabilna
Tylko ze szczytowy prąd w dławiku przy tej samej wartości zadanej  będzie mniejszy. Wartość zadana ustalono dla wykresu na 1.7

Dokładnie odwrotna jest sytuacja gdy klucz w okresie PWM  załączamy gdy prąd w dławiku spada poniżej wartości zadanej "1" i wyłączamy na koniec okresu. System jest stabilny dla d>0.5 i niestabilny dla mniejszych d.

Na wykresie pokazano zachowanie pętli dla d=0.3.
Leczenie szkodliwych drgań subharmonicznych dodatkowym sygnałem piłokształtnym  jest identyczne jak poprzednio.
Sygnał  do dławika w tym rozwiązaniu może być podany przez sterowane fazowo tyrystory a przebieg napięcia dla dławika będzie fazowo sterowany "sinusoidalny" a nie prostokątny. 

W przypadku inverterów tyrystorowych sterujących silniki servomechanizmów rozwiązaniem przeciwko drganiom subharmonicznym jest adaptacyjny regulator prądu. Przy prądzie ciągłym jest to regulator PI a przy prądzie przerywanym regulator całkujący I o coraz to większym wzmocnieniu wraz z rosnącym czasem przerw miedzy impulsami prądu. Pasmo pętli prądowej pozostaje dzięki temu w miarę stałe.

Istotna jest strona eksperymentalno - praktyczna. Wiedząc w jakim punkcie pracy mogą się pojawić drgania subharmoniczne możemy łatwo takie warunki wymusić.
W przypadku zasilaczy impulsowych obserwacje sygnałów PWM oscyloskopem utrudniają tętnienia 100Hz w napięciu z prostownika sieciowego. Dobrze jest wiec dać zasilanie 300Vdc ( dla sieci 220Vac ) z zasilacza stabilizowanego bez tętnień. Obciążeniem testowanego zasilacza może być opornik mocy załączany tranzystorem mocy  sterowanym generatorem z częstotliwością kilkudziesięciu Hz.
W przypadku napędu w maszynie CNC podejrzaną oś, możemy elastycznie zahamować i dokładnie zadając położenie wymusić określony mały prąd silnika tej osi  i prace z nieciągłym prądem.  

NB. Produkowane urządzenia elektroniczne i urządzenia zawierające wbudowana elektronikę  są coraz bardziej skomplikowane zarówno w warstwie sprzętowej jak i programowej. Ich opracowanie jest kosztowne i kosztowne są tez testy na których producenci oszczędzają. Toteż szansa że urządzenie czy program będzie miało jakaś wadę rośnie.”

 Przyrządy pomiarowe cyfrowe wyparły analogowe przyrządy wskazówkowe. Cyfrowy odczyt nie powinien się za często zmieniać z uwagi na percepcje obserwatora. Na zakresie napięcia / prądu stałego mierzony sygnał poprzez prosty filtr dolnoprzepustowy RC podany jest do podwójnie całkującego przetwornika A/D i dwa lub trzy razy na sekundę prezentowany jest na wyświetlaczu bo częstsza prezentacja nie ma sensu. Zaletą podwójnie całkującego przetwornika A/D z odpowiednim czasem całkowania jest mocne tłumienie wszędobylskiego zakłócającego pola elektromagnetycznego - napięcia sieciowego 50/60 Hz.
Na zakresie napięcia / prądu zmiennego sygnał poprzez prosty filtr górnoprzepustowy RC podany jest do prostownika a w lepszych przyrządach do przetwornika wartości skutecznej RMS a dalej odfiltrowany dolnoprzepustowo i podany do całkującego przetwornika A/D i znów prezentowany na wyświetlaczu.
Wszechstronnym przyrządem jest oscyloskop ale trzeba jeszcze obraz zinterpretować i wyjaśnić a  oprogramowanie oscyloskopów ciągle jest słabe.
Wskazówka mechanicznego  manometru drga bowiem przepływ medium nie jest idealnie laminarny.  Z tego powodu sensor ciśnienia z reguły ma filtr dolnoprzepustowy o wybieranej częstotliwości granicznej aby odpowiednio stłumić „szumy”.
Filtr dolnoprzepustowy sensora obniża optymalne wzmocnienie pętli regulacji automatycznej czyli tłumienie zakłóceń i śledzenie sygnału zadanego, ale jest „złem koniecznym”.
 
Wyprostowane napięcie sieciowe ( prosty prostownik może być quasi RMS ) można z grubsza tylko dolnoprzepustowo odfiltrować i spróbkować synchronicznie z napięciem sieciowym  programem i sprzętem A/D mikrokontrolera. W ten sposób uzyskamy szybkie i niezłe dane pomiarowe. „Kto szybko daje dwa razy daje”
Z uwagi na obecność harmonicznych można od razu przetwarzać A/D napięcie sieciowe próbkując jest conajmniej z częstotliwością 2 KHz. 

Ponieważ od dłuższego czasu masowe pamięci Flash i pamięci dyskowe są bardzo tanie ważne zmienne procesowe kontrolowanego obiektu  są rejestrowane aby w razie potrzeby później je analizować. Okres rejestracji jest istotny. Czasem potrzebne jest użycie filtracji dolnoprzepustowej aby rejestrować istotne poziomy tłumiąc szumy. 
Dawniej do rejestracji używano rejestratorów na taśmie papierowej. Z szerokości linii kreślonej przez piórko rejestratora  z atramentem na papierze i szybkości posuwu papieru wynikało maksymalne pasmo sygnału bowiem jeśli sygnał zmieniał się zbyt szybko, to na taśmie była tylko czarna wstęga, faktycznie prawie bez informacji ! Wiadomo z zapisu było jedynie kiedy i w jakim zakresie sygnał się szybko zmieniał.
W systemie energetycznym rejestruje się średni pobór mocy za okres 15 minut.
Moc jednej fazy pulsuje z podwójną częstotliwością sieciową. Przy symetrycznym zasilaniu trójfazowym symetrycznego odbiornika suma chwilowej mocy trzech faz nie ma pulsacji ale w rzeczywistości niewielkie pulsacje są. Aby dokładnie zgadzały się bilanse mocy, moc powinna być mierzona jako całka za okres/y mocy chwilowej bowiem filtry dolnoprzepustowe nie zapewnią zgodności bowiem ich odpowiedz jest przecież splotem od minus nieskończoności czasu.
 
Pulsacje prądu trójfazowego z invertera zasilającego silnik spadają wraz  z częstotliwością modulacji PWM. Ponieważ użycie filtru dolnoprzepustowego jest wykluczone sygnały prądów próbkuje się w środku okresu PWM i ta wartość dobrze przybliża średnią wartość prądów za okres PWM.  Wydajne mikrokontrolery mają podwójny przetwornik A/D do jednoczesnego pomiaru próbek prądu dwóch faz zaś układ liczników i generatora PWM pozwala realizować takie zadanie.  
Zawsze publikowane są programy testowe pokazujące użycie systemu mikrokontrolera w inwerterze. 
Optymalna dla minimalizacji wszystkich strat częstotliwość modulacji PWM invertera zależy od rodzaju użytych kluczy mocy. W historycznych już falownikach z szybkimi tyrystorami częstotliwość modulacji PWM rzadko przekraczała 1 KHz podobnie jak z wyłączalnymi bramką potężnymi tyrystorami GTO.
Królujące obecnie tranzystory mocy IGBT pozwalają stosować większą częstotliwość modulacji ale prawdziwie szybkie są dopiero tranzystory mocy wykonane w  SiC i GaN.
Podwyższanie  częstotliwości modulacji powyżej 5 KHz straty w silniku obniża już bardzo powoli a pulsacje prądu nie spadają już proporcjonalnie do częstotliwości dlatego że reaktancja silnika z indukcyjności robi się coraz bardziej rezystancją co wynika z własności magnetycznych blach stojana.
Przy częstotliwości modulacji PWM powyżej 10 kHz harmoniczne są już poza zakresem akustycznym ucha człowieka co jest istotne dla komfortu pracowników i użytkowników.
Pasmo programowego regulatora prądu silnika jest proporcjonalne do częstotliwości modulacji PWM. Pasmo to wraz z rozdzielczością enkodera położenia i  rezonansami mechanicznymi napędu decyduje o pasmie całego serwonapędu, które powinno być jak najszersze bowiem „czas to pieniądz”.  Im większy jest napęd tym z reguły niższe są mechaniczne częstotliwości rezonansowe. Stąd wniosek że używanie wysokich częstotliwości modulacji PWM w napędach dużej mocy w zasadzie nic silnikowi napędu i kompletnemu napędowi nie daje a podnosi straty dynamiczne w kluczach mostka invertera.


Sprawdzenie
1.W programie mikrokontrolera invertera serwonapędu można rozwinięciem w szereg wyliczać potrzebne wartości  funkcji sinus lub ją stablicować w przedziale 0..60 Deg jak postąpił Microchip. Cykl elektryczny tutaj to 1024 punkty. Komentarz objaśnia szczegóły. 

// This sinewave lookup table has 171 entries.  (1024 points per
// electrical cycle -- 1024*(60/360) = 171)
// The table covers 60 degrees of the sine function.

int sinetable[] __attribute__((far,section(".const,r")))=
{0,201,401,602,803,1003,1204,1404,1605,1805,
2005,2206,2406,2606,2806,3006,3205,3405,3605,3804,4003,4202,4401,4600,
4799,4997,5195,5393,5591,5789,5986,6183,6380,6577,6773,6970,7166,7361,
7557,7752,7947,8141,8335,8529,8723,8916,9109,9302,9494,9686,9877,10068,
10259,10449,10639,10829,11018,11207,11395,11583,11771,11958,12144,
12331,12516,12701,12886,13070,13254,13437,13620,13802,13984,14165,
14346,14526,14706,14885,15063,15241,15419,15595,15772,15947,16122,
16297,16470,16643,16816,16988,17159,17330,17500,17669,17838,18006,
18173,18340,18506,18671,18835,18999,19162,19325,19487,19647,19808,
19967,20126,20284,20441,20598,20753,20908,21062,21216,21368,21520,
21671,21821,21970,22119,22266,22413,22559,22704,22848,22992,23134,
23276,23417,23557,23696,23834,23971,24107,24243,24377,24511,24644,
24776,24906,25036,25165,25293,25420,25547,25672,25796,25919,26042,
26163,26283,26403,26521,26638,26755,26870,26984,27098,27210,27321,
27431,27541,27649,27756,27862,27967,28071,28174,28276,28377};

//---------------------------------------------------------------------
// The function SVM() determines which sector the input angle is
// located in.  Then, the modulation angle is normalized to the current
// 60 degree sector.  Two angles are calculated from the normalized
// angle.
…..................
-Wylicz stworzonym przez siebie programem w C tą tabele i określ średniokwadratowy błąd tego stablicowania funkcji
-Podaj funkcje która dla kąta 0..1023 używając  tej tabeli poda wartości trzech sinusów układu trójfazowego.

2.Algorytm szukający A* z dziedziny AI używany jest do szybkich przeszukiwań w przestrzeni drzewiastej a te przestrzenie mogą być potwornie wielkie z kosmiczną ilością ścieżek do sprawdzenia.
Działanie programu z A* sprawdza się początkowo na niewielkich danych aby można było efekty działania prześledzić.
W tym sprawdzeniu użyto go do poszukiwania  najkrótszych połączeń kolejowych między dużymi polskimi miastami a w drugim sprawdzeniu do gry.
W tablicach w programie są informacje o współrzędnych geograficznych miast oraz przybliżonych współrzędnych X,Y ( objaśnienie dalej ), circa od zachodu na wschód, od północy na południe: Szczecin, Zielona Góra, Wrocław, Poznań, Gdańsk, Bydgoszcz, Łódź, Katowice, Warszawa, Kielce, Kraków, Olsztyn oraz rzeczywiste odległości z kolejowego rozkładu  PKP ale tylko najbliższych połączeń pospiesznych między miastami. Odległości PKP są oczywiście większe niż na ortodromie między tymi punktami.
Algorytm szukający A* ma wybrać najkrótszą trasę między podanymi mu miastami jako liczbami. 
Przykładowo najkrótsza trasa z Gdańska do Krakowa jest przez Bydgoszcz, Łódź, Katowice.
Gdy służąca do oceny odległości między punktami i – j funkcja heurystyczna – jasnowidz  h(i,j) jest zbyt pesymistyczna to może dojść do pominięcia optymalnego rozwiązania co jest niedopuszczalne i taka funkcja nie może być użyta. Gdy funkcja jest zbyt optymistyczna to przeszukamy w końcu wyczerpująco całe drzewo i użycie algorytmu A* nie ma żadnego sensu.
Odległość między punktami na „kuli” ziemskiej w przybliżeniu wyznacza ortodroma przechodząca przez te punkty i „bawiąc” się w nią użyjemy funkcji trygonometrycznych i innych które są straszliwe powolne.
Polska od zakola Odry koło Osinowa Dolnego do zakola Bugu koło Zosina ma 789 km szerokości i  Lambda 24:09. Polska od Jastrzębiej Góry do szczytu Opołonek ma wysokości 649 Km i Delta 5:50. W tablicy podano też dla każdego miasta współrzędne kartezjańskie  przy (fałszywym !) założeniu że Polska jest płaska i w skali odległości dla geometrycznego środka ( to jest dość złożone i tutaj szczegóły są nieistotne) Polski koło miejscowości Piątek w łódzkim. 
Zaimplementowany algorytm A* jest  niezwykle szybki i kiepska heurystyczna funkcja oceny makabrycznie go spowolni.
Już wyliczenie w funkcji odległości w stworzonych ( niedokładnych ) współrzędnych  kartezjańskich użyje powolnego pierwiastka z sumy kwadratów.
Metryka Manhattan jako suma wartości bezwzględnych odległości dX i dY może dać rezultat pesymistyczny co jest wykluczone. Można do większej bezwzględnej wartości z dX lub dY dodać mniejszą wartość oczywiście z wagą zawsze mniejszą od 0.41...  ( Dlaczego 0.41... ? )
-Znajdź eksperymentalnie całościowo ( suma czasów  z jej użyciem w wyszukiwaniach A* ma być najmniejsza ! ) „najszybszą swoją” ( wymyśloną ) heurystyczną funkcje oceny odległości między miastami tak aby zawsze ( trzeba przetestować wszystkie możliwe kolejowe trasy między miastami oprócz bezpośrednich, upewniając się że rezultat wyszukiwania jest zawsze optymalny ) ustalona poszukiwana trasa była optymalna.
-Idea płaskiego kraju ( jak wyżej Polska ) we współrzędnych  XY nie może być zastosowana do wielkich krajów jak Federacja Rosyjska , USA i inne. Na obrazku pokazano szukanie kolejowej trasy między Waszyngtonem D.C a Los Angeles.
-Zaproponuj ( bez programowania na komputerze ) wydajną funkcje h() dla takiego przypadku.

-Jakie są związki między użytą w tej realizacji algorytmu A* kolejką priorytetową a sortowaniem stogowym Heapsort ?  


Cwiczenia.
1.Programatorem można zapisać i odczytać zawartość „równoległej” pamięci CMOS RAM oczywiście statycznej.
Po wyjęciu  układu pamięci z podstawki programatora jest ona dalej zasilana poprzez przyłączony potencjometr ( nie ustawiać w pozycji skrajnej ) napięciem z bateryjki a pin /CS podciągnięty opornikiem. Nie wolno dotykać pinów układu. Schemat komórki pamięci i jej organizacja oraz fragmenty jej schematu są w załączniku.
-Jakie jest minimalne napięcie podtrzymujące zawartość tej  pamięci ?
-Bez napięcia podtrzymania zawartość pamięci wydaje się przypadkowa po „włączeniu” zasilania ale po bliższym przyjrzeniu się okazuje się że jest tylko połowicznie przypadkowa. Od czego zależy stan komórek pamięci RAM po podaniu zasilania pamięci ?

2.Zasilany z regulowanego autotransformatora zasilacz sieciowy SMPS na napięcie 230Vac pracuje w modzie Forward. Ma scalony kontroler UC3842 i jeden klucz mocy - Mosfet oraz wspólny dławik toroidalny na wyjściach 5 V i 12 V dla zapewnienia współbieżności obu napięć przy zmiennych obciążeniach. Układ ma UC3842 wewnętrzną pętlę prądowa ( adekwatne wcześniejsze rozważania o subharmonicznych ) i w układzie kaskadowym zewnętrzną regulacyjną pętle napięciową. Układy z tej modernizowanej rodziny wydają się ponadczasowe. Zasilacz jest częściowo obciążony rezystorami mocy i przy napięciu zasilania powyżej circa 150 Vac pracuje bez zarzutu.  Poniżej tego napięcia zasilania wypełnienie sygnału PWM  sterującego Mosfeta zbliża się i robi się większe niż 50 % ( początkowo tylko odcinkami z powodu tętnień napięcia przy chwilowo najmniejszym w okresie 100 Hz napięciu DC z kondensatora prostownika ) i pojawiają się drgania subharmoniczne !
Przeciwdziałanie tym drganiom subharmonicznym omówiono w Notach Aplikacyjnych dla układów UC3842  wielokrotnie i na schematach urządzeń czasem są te rozwiązania.
Na płycie drukowanej PCB zasilacza są nieobsadzone elementy.
-Podaj nazwy elementów które zapobiegną pojawieniu się oscylacji subharmonicznych.    

3.Generator LC na jednym tranzystorze pracuje przy częstotliwości około 100 MHz. Bliski odbiornik UKF FM nastrojony na częstotliwość generatora totalnie milczy bowiem szumy generatora są bardzo małe. Po stuknięciu plastikowym długopisem w cewkę generatora rozlegnie się huk z głośnika odbiornika.  Potencjometrem montażowym PR regulowany jest prąd emitera tranzystora co zmienia częstotliwość generatora ale o dziwo niewiele. Natomiast generowane na obwodzie rezonansowym LC napięcie jest w przybliżeniu proporcjonalne do prądu DC emitera o ile nie jest on za duży. Gdy ten prąd zwiększymy „nadmiernie” ( regulacja potencjometrem PR jest delikatna ! ) tak że blisko nasycenia tranzystora lub płyciutkim nasyceniu  jego parametry się bardzo psują pojawi się w odbiorniku niewielki szum a przy dalszym zwiększeniu prądu zamiast ładnej czystej sinusoidy na oscyloskopie widać szarpaną, zaszumioną  a generator zakłóca odbiór stacji FM w odległości nawet ponad megaherca.
-Przy nastawieniu potencjometrem PR minimalnego prądu emitera obniżając napięcie zasilania ( z racji napięcia Ube tranzystora  prąd emitera spada szybciej niż napięcie zasilania generatora ) generator w końcu zamilknie.  Dla elementów generatora podanych na schemacie wylicz w przybliżeniu minimalny prąd emitera do generacji.  Z czego wynika niewielka histereza ?
-Opisz mechanizm stojący za tą generacją pseudo-szumową przy za dużym prądzie emitera.

4.W drugiej połowie lat osiemdziesiątych National Semiconductor wprowadził wielo - innowacyjne, udane, kompletne układy scalone zasilaczy impulsowych rodziny LM25XX. W nowszych układach zamiast klucza mocy  bipolarnego zastosowano tranzystor Mosfet o znacznie mniejszych stratach statycznych i dynamicznych. Aplikacja układu  jest ekstremalnie prosta. Obniżający napięcie układ LM2596 ma źródło napięcia odniesienia i generalnie wszystkie inne systemy. Wzmacniacz sygnału błędu ma charakterystykę regulatora PI dzięki zastosowaniu układu „active capacitor” Czyli wraz  zerem wprowadzonym przez circa rezystancje ESR kondensatora elektrolitycznego ( użyteczny model kondensatora elektrolitycznego jest skomplikowany !) wyjściowego filtru LC regulator pętli jest typu PID ! Pętla regulacji ma dość dobre parametry dynamiczne przy sugerowanych wartościach elementów filtru LC i jakość regulatora jest dobra. Regulator mocno tłumi wejściowe zmiany napięcia zasilania, ma małą impedancje wyjściową i szybko reaguje na zmiany prądu obciążenia. Tętnienia napięcia częstotliwości PWM na wyjściu są bardzo małe. Częstotliwość generatora PWM 150 KHz przy małych obciążeniach jest automatycznie obniżana do 30 KHz aby zachować regulacje napięcia. Maksymalny prąd klucza mocy wynosi 3A ale rozsądne ciągłe obciążenie układu  jest do prądu 1A lub mniej.
Producent instruuje że krytyczny jest projekt płyty drukowanej PCB:
„As in any switching regulator, the layout of the printed circuit board is very important. Rapidly switching currents associated with wiring inductance, stray capacitance and parasitic inductance of the printed circuit board traces can generate voltage transients which can geną erate electromagnetic interferences (EMI) and affect the desired operation. As indicated in the Figure 15, to minimize
inductance and ground loops, the length of the leads indicated by heavy lines should be kept as short as possible. For best results, single−point grounding (as indicated) or ground plane construction should be used.” 
Zewnętrznym rezystorem można ustalić napięcie wyjściowe regulatora. W katalogu papierowym umieszczono przy nim napis „ Locate the programming resistor near the feedback pin using short leads”

Cena produkowanego w Chinach układu LM2596 jest obecnie bardzo niska i  zaledwie 0.58 dolara kosztuje działający moduł płytki drukowanej z kompletnym regulatorem ! Niestety w znacznym zakresie prądów obciążenia moduł się wzbudza i dławik cicho szumi – piszczy a na wyjściu pojawiają się „potężne” tętnienia napięcia !
Drugi moduł działa stabilnie ale ma inny projekt PCB i obsadę elementów. Drugi moduł będzie pokazany później. 
-Gdzie jest/są błąd / y w wadliwym projekcie ?

5.Selsyny mają już ponad 120 lat. Mają liczne zalety ale też i wady. Cena przemysłowa resolvera do zabudowy ( czyli bez własnych łożysk, wału i odbudowy ) wynosi około 30 dolarów a interfejsy do nich są też drogie. Sprawy wokół resolverów są skomplikowane. 
Serwomechanizmowy synchroniczny silnik z magnesami z ziem rzadkich współczesnego robota jest zintegrowany z hamulcem ( nominalne napięcie do odpuszczenia hamulca 24Vdc ) oraz Resolverem ( selsyn przelicznikowy ) i sensorem temperatury „uzwojeń” silnika KTY84. Sensor jest użyteczny bowiem silniki serwomechanizmów są silnie dynamicznie forsowane i o przegrzanie silnika  jest nie trudno a wrażliwe na ciepło są też magnesy. Chociaż na tabliczce znamionowej „silnika” są oznaczenia producenta robotów Kuka to zespół jest w rzeczywistości produkcji Siemensa ( jest to narodowy koncern elektrotechniczny Niemiec )  a jego dane są w pliku PDF. Dużym solidnym złączem podaje się napięcie pracy do silnika z invertera i napięcie 24V do hamulca. Na osi silnika jest klucz aby można było po odhamowaniu precyzyjnie obracać wałkiem maszyny.
W mniejszym złączu sygnałowym bloku piny 7,9 o nazwie -Vpp/Vpp służą do zasilania uzwojenia resolvera ( Systemu pomiaru jest amplitudowy a nie fazowy ! W systemie z pomiarem fazy zamieniona jest rola uzwojeń ! ) o nominalnej indukcyjności 3.2 mH rekomendowanym napięciem 5-13Vrms o częstotliwości 4-10 KHz. Rekomendowane jest zasilanie symetryczne ale może być też asymetryczne.
Piny 1,2 – SIN , *SIN to jedno kwadraturowe wyjście resolvera o indukcyjności nominalnej 4.8 mH a piny 11,12 to  druga kwadratura COS,*COS. Rekomendowane jest użycie wyjść jako symetrycznych ale może być asymetryczne.
Każda z trzech pary przewodów resolvera w kablu mają swoje osobne ekrany.
W interfejsie sinusoidalny sygnał z modulacją PWM z procesora DSP odfiltrowano filtrem RC i powstały dość czysty sygnał sinusoidalny do zasilania resolverów podano do niewielkich scalonych wzmacniaczy mocy.
-W jakim zakresie zmieniają się indukcyjności resolvera ( użyć miernika RLC ) przy zmianie kąta ?
-Dokładnie obracając osią silnika i używając  DVM ( chodzi o zasilanie bateryjne czyli brak połączenia miernika z czymkolwiek poza zaciskami ) zbadaj jakie są wyjściowe napięcia resztkowe w układzie symetrycznym z dwoma rezystorami symetryzującymi 3.3K i w układzie asymetrycznym. Napięcia te względne, generalnie wynoszą dla resolverów 1-3% i są jedną z miar jakości maszyny. Jakiej jakości jest badany resolver ? Z czego wynika napięcie resztkowe ?
-Jaka jest relatywna różnica między SIN a COS w maksymalnym napięciu ?
-Ponieważ z sygnałowego punktu widzenia moc doprowadzonego do zasilania resolvera sygnału sinusoidalnego jest niebanalna to na wyjściu wzmacniacza mocy jest równoległy kondensator „rezonansowy” a dokładniej szeregowy dwójnik RC bowiem jak wiadomo wzmacniacz nie może być obciążony pojemnościowo i stąd stabilizujący szeregowy rezystor. Obecność tego dwójnika w ogóle nie zmienia napięcia wyjściowego wzmacniacza mocy ponieważ impedancja wyjściowa wzmacniacza jest bardzo mała. On ma tylko zmniejszyć pobór mocy z zasilacza dostarczając mocy biernej. Prosty miernik RLC nie mierzy dobroci Q indukcyjności. Korzystając z dołączonego kondensatora foliowego, generatora i oscyloskopu zmierz dobroć L od strony zasilania resolvera przy częstotliwości około 5 KHz i napięciu zasilania 6Vrms.
-Znajdź rezonans wyjść resolvera z pojemnością użytego kabla
-Z zasilonym resolverem i hamulcem do jednego kanału oscyloskopu podaj sygnał wyjściowy SIN z resolvera a do drugiego kolejno pary z generowanego napięcia trójfazowego silnika. Obserwując przy szybszym obracaniu osi silnika ( klucz należy zdjąć z osi ) obwiednie sygnału SIN i generowane silnikiem powolne napięcia liniowe ustal relacje fazową między silnikiem a resolverem. Dlaczego resolver ma zawsze tyle samo par biegunów co zintegrowany silnik ? Jak bardzo jest to wszystko ważne w serwonapędzie ? 

środa, 28 kwietnia 2021

Polska wies przed wojna

 Polska wies przed wojna
https://www.tygodnikprzeglad.pl/polska-wies-wojna/
"O chłopskiej biedzie nie przeczytamy dziś w podręcznikach

W II Rzeczypospolitej, a dokładnie w 1938 r., ludność wiejska stanowiła 70% społeczeństwa. Tereny wiejskie, szczególnie na wschodzie, były skrajnie ubogie i zaniedbane pod każdym względem. Takiego obrazu polskiej wsi nie znajdzie się jednak w aktualnych podręcznikach szkolnych.

Glina, drewno i słoma

„Jak żyją małorolni i bezrolni chłopi, jak chodzą wynędzniali, głodni i obdarci, dość nie mieszkać z nimi, dzielić ich głód i niewygody, ale zobaczyć raz tylko, by poruszyło się każde sumienie” – tak w „Pamiętnikach chłopów” opisuje najbiedniejsze warstwy społeczeństwa wiejskiego średniozamożny gospodarz. Jedną z przyczyn biedy na wsi była struktura agrarna, bardzo rozdrobniona. Przy braku jakiejkolwiek pomocy ze strony państwa niekorzystnie wpływała zarówno na wydajność rolnictwa, jak i na poziom życia mieszkańców wsi. W 1938 r. gospodarstwa o powierzchni mniejszej niż 2 ha stanowiły 31% wszystkich gospodarstw, żyło w nich ok. 3 mln osób. Małorolnych i bezrolnych było łącznie ok. 4,5 mln, stanowili oni jedną czwartą mieszkańców wsi. To ich dotykała bieda najbardziej skrajna, odzierająca z człowieczeństwa. Jak czytamy w jednym z chłopskich pamiętników, walcząc o chleb, „musimy się stać zwykłymi zwierzętami roboczemi i zatracić swe ludzkie wartości”.

W 1921 r. budynki drewniane stanowiły 73% wszystkich zabudowań w Polsce, z tego aż cztery piąte miało dachy kryte słomą. Budynków murowanych było 17%, jednak w niektórych województwach na wschodzie stanowiły nie więcej niż 5% zabudowań. 11% budynków na wsi było ulepionych z gliny.

Drewniana zabudowa i słomiane dachy zwiększały ryzyko pożarów. W latach 1924-1937 zarejestrowano 171,5 tys. pożarów, w których spłonęło lub zostało uszkodzonych 522,8 tys. budynków. Niemal 90% pożarów powstawało na terenach wiejskich.

W latach 30. aż 70% wszystkich mieszkań na wsi było przeludnionych. Dominowały mieszkania jednoizbowe, o metrażu rzadko przekraczającym 20-30 m kw. Wyposażenie obejmowało piec, stół, łóżko, stołki i szafę na ubrania. Miał szczęście ten, kto posiadał wychodek. „Marny wychodek był z desek, a teraz ze słomy – z tych desek zrobiło się stół do chaty, a z tego stołu później drzwiczki do chlewka”. Ten, kto nie miał wychodka, załatwiał swoje potrzeby za stodołą.

Drewnianą podłogę można było zobaczyć u najzamożniejszych gospodarzy. Reszta miała gliniane klepiska. Nawet połowa mieszkań była zawilgocona, co powodowało butwienie mebli i odzieży oraz sprzyjało rozwojowi grzybów i wywoływanych przez nie chorób.

Zimą mieszkania były przeważnie niedogrzane, bo chłopi nie mieli za co kupić opału. Podczas największych mrozów temperatura we wnętrzu spadała czasami poniżej zera.   „Pamiętam, jak przyszłem wieczorem i zrzuciłem z nóg trepy w śniegu oblepione, to całą noc były oblepione i śnieg nie stopniał w mieszkaniu, jakże miał śnieg stopnieć, kiedy woda w naczyniach tak zamarzła, że musiałem rano mocno bić, żeby lód przebić”, pisał jeden z gospodarzy.

Bez światła i wody

Trzy lata po odzyskaniu niepodległości udało się zelektryfikować zaledwie ok. 500 wsi, czyli niespełna 0,5% ogólnej ich liczby. U progu II wojny światowej zelektryfikowanych  było 1263 wsi, dostęp do elektryczności posiadało ok. 2% gospodarstw wiejskich i 6% ludności wsi. Ale nawet tam, gdzie doprowadzono już energię elektryczną, do oświetlenia używano tańszej nafty. Jak zauważył pewien gospodarz, „w zimie kosztuje mnie światło 30 gr dziennie, latem schodzi do 18 gr, to przecież poważny wydatek, jeżeli się zważy, że w miesiącu wydaję za światło w zimie do 10 złotych”. Nie każdego stać było nawet na zakup nafty. W 1933 r. „Wiadomości Literackie” podawały: „Izbę oświetla się »karpią« albo łuczywem, przeważnie jednak siedzi się pociemku i o zmroku idzie człowiek spać”. Znacznie szybciej przebiegała elektryfikacja obszarów miejskich. Już w 1925 r. do sieci energetycznej przyłączono niemal połowę miast, a w 1939 r. nieco ponad 80%. I tak daleko nam było pod tym względem do krajów zachodnich. Jak podaje Felicja Szyszko-Witulska w „Elektryfikacji wsi” z 1937 r., w Norwegii w 1926 r. około połowy ludności wiejskiej korzystało z elektryczności, a w Niemczech 80%.

Wodę do celów gospodarczych, bytowych i higienicznych czerpano ze studni. Jednak na własną studnię mogli sobie pozwolić tylko najzamożniejsi, gdyż jej wykopanie trwało nawet kilka miesięcy, a koszt był porównywalny z kosztem budowy domu. Studnie budowane na własną rękę, bez odpowiedniej wiedzy technicznej, narzędzi i środków, stanowiły ogromne zagrożenie dla zdrowia. Czerpana z nich brudna woda była przyczyną częstych zachorowań na dur brzuszny. Ludność wiejska najczęściej korzystała ze studni zbiorowych, trzeba było do nich chodzić kilkaset metrów. W niektórych wsiach w ogóle nie było studni i wodę noszono z sąsiedniej miejscowości. Ograniczona dostępność do wody, oprócz utrudnień związanych z prowadzeniem gospodarstwa, zwiększała ryzyko pożarowe.

Para butów na rodzinę

Średnie miesięczne zarobki robotnika rolnego w połowie lat 30. kształtowały się poniżej minimum egzystencji, choć pracowano od świtu do zmroku. Podobnie wyglądało położenie rodzin gospodarujących na małych areałach ziemi. Dochody z uprawy nie pozwalały na zaspokojenie podstawowych potrzeb, dlatego drobni rolnicy musieli dorabiać u bogatszych gospodarzy.

Największą część wydatków pochłaniało wyżywienie. Cukier i mięso były luksusem, na stole pojawiały się wyłącznie z okazji świąt. Na co dzień wiejskie rodziny jadły ziemniaki, przeważnie bez okrasy, suchy chleb bez żadnych smarowideł, kapustę, kaszę i czasem rzadką zupę. Bezrolni żywili się w zasadzie samymi kartoflami, kapusta, fasola czy chleb stanowiły rzadkość. Jeden z gospodarzy z bólem opisywał w pamiętnikach: „Widziałem kiedyś, jak trzyletnie dziecko piło na śniadanie czystą (przegotowaną podobno) wodę, pojadając kawałek upieczonego na blasze kuchennej kartoflanego placka”.

Mało kogo było stać na buty, jedna para musiała służyć kilkanaście lat. Powszechnym zjawiskiem była jedna para butów na całą rodzinę. „ABC Nowiny Codzienne” w 1935 r. pisały o dzieciach chłopskich: „W czasie zimniejszych poranków kilku przynosi łapcie na nogach, kilkoro wogóle boso, a reszta w »klumpiach« nabitych gwoździami”, natomiast w pamiętnikach odnotowano, że „najgorzej to już z małem rodzeństwem, do nastania większego zimna musi chodzić boso, zaś na ciepłą odzież niema pieniędzy”.

Zazwyczaj używano dwóch kompletów ubrań, jednego na co dzień, drugiego na ważne okazje. Z powodu braku ubrań i bielizny na zmianę odzież prano raz na kwartał. W tych samych ubraniach pracowało się, odpoczywało i spało w nocy. Rodziny żyjące na wsi zazwyczaj korzystały z jednego, wspólnego dla wszystkich domowników ręcznika. Kąpano się dwa razy do roku, przed świętami, a i wtedy w ramach oszczędności na opale w jednej wodzie myła się cała rodzina.

W 1925 r. Polski Komitet Opieki nad Dzieckiem opublikował dane, z których wynikało, że trzy czwarte dzieci nie miało własnego łóżka, a jedna piąta sypiała na podłodze. Nauczyciel wiejski w „ABC Nowinach Codziennych” pisze: „Twarze u tej partji dzieci – przeważnie bladosinawe, a dużo wśród nich – nalanych, brzuchy rozdęte od kartofli, nogi cienkie jak patyki lub naodwrót – grube, oczy patrzące bez wyrazu i mętne, obojętne na wszystko, niemrawe ruchy – to wygląd dziecka z Pohrobków”.

Skutkiem trudnych warunków życia były choroby. „Pomoc lekarska i ta w najcięższych wypadkach niebezpiecznych chorób jest wtenczas, gdy się znajdzie jaka złotówka, gdy zaś niema macha się ręką »Dziej się Wola Boża«” – czytamy w pamiętnikach. Pod względem liczby lekarzy, pielęgniarek, szpitali, łóżek szpitalnych II RP plasowała się w ogonie Europy. Wysoka była umieralność niemowląt, a krótka przeciętna długość życia.

„Gruźlico, ty straszna przyjaciółko szarych nędznych chat ludu! Kiedyż twe bezlitosne feudalne królowanie skończy się nad nimi?!”, pytał w „Pamiętnikach chłopów” jeden z gospodarzy z województwa łódzkiego. Szacuje się, że w latach 30. na gruźlicę zachorowało ponad 1 mln osób, z czego trzy czwarte zmarło w ciągu kilku lat od zachorowania. Chorobę tę opanowano dopiero po wojnie. Ludność była dziesiątkowana także przez dur brzuszny, szkarlatynę i błonicę. Każdego roku na choroby te zapadało kilkadziesiąt tysięcy osób, a umierały tysiące.

Szkoła dla najbogatszych

W 1938 r. poza systemem edukacji pozostawało ponad 500 tys. dzieci, głównie na wsi. Aż 85% wiejskich dzieci chodziło do czteroklasowych szkół I stopnia. W 1939 r. „Tydzień Robotnika” pisał: „(panuje) straszliwa ciasnota w szkołach. »Szkoła« składa się z jednej izby 30 do 40 metrów powierzchni. W warunkach urągających najprymitywniejszym wymaganiom higieny i pedagogi uczy się połowa dzieci wiejskich. To też wśród dzieci (i nauczycieli) grasują choroby i gruźlica, jaglica, skrofuły, zołzy, a wybuch epidemii ogarnia całą szkołę”. Tylko 15% uczniów ze wsi uczęszczało do szkół powszechnych umożliwiających dalsze kształcenie, co sprawiało, że naukę w gimnazjum, a potem w liceum kontynuowało niespełna 1% uczniów ze wsi.

Kazimierz Franciszek Żygulski, minister kultury i sztuki w latach 1982-1986, wspominał, że w II RP na Uniwersytecie Jana Kazimierza we Lwowie, gdzie się kształcił, studentów z ubogich wiejskich rodzin było 4%. Na innej lwowskiej uczelni, Akademii Handlu Zagranicznego, nie było ich wcale. Z kolei, jak podaje Krzysztof Wasilewski, w 1937 r. dzieci grup najzamożniejszych, których udział w społeczeństwie wynosił zaledwie 3,7%, stanowiły aż 66,5% ogółu studentów I roku. Ogólna liczba studentów w Polsce rzadko przekraczała 40 tys. osób.

Poziom analfabetyzmu w Polsce w 1931 r. to średnio 23,1% – w mieście 12,2%, na wsi 27,6%. Całkowita liczba analfabetów wynosiła 7,4 mln, w tym 6,2 mln na wsi. W 1939 r. analfabetyzm według różnych źródeł spadł do 15-20%. Na wsi nie było dostępu do prasy ani do książek, publiczne biblioteki zazwyczaj nie działały. Jak wspomina w pamiętnikach jeden z gospodarzy, „o kupieniu gazety na wsi niema mowy. Czasem zabłądzi jakaś tania gazyta badaczy pisma świętego albo komunistyczna za darmo”.

Wyczekiwana reforma rolna

„Wyglądamy tych lepszych czasów, tych czasów byczych, lecz nie dla elity uprzywiliowany, tylko dla nas ludzi na wsi czarnej dłoni, dla nas ludzi pracujących od wschodu do zachodu słońca”, czytamy w „Pamiętnikach chłopów” z 1935 r. Głód ziemi na wsi był ogromny, chłopi oczekiwali reformy rolnej, wydźwignięcia wsi z nędzy i zacofania. Dlatego najuboższe warstwy społeczeństwa wiejskiego z nadzieją przywitały nową powojenną rzeczywistość.

W wyniku reformy rolnej z 1945 r. powstało 814 tys. nowych gospodarstw rolnych, a 255 tys. zostało powiększonych. Rozparcelowano niemal 6,1 mln ha ziemi. Głównymi beneficjentami reformy byli małorolni i bezrolni chłopi, czyli najbardziej wykluczone warstwy społeczne II RP. Właśnie wśród tych warstw lewicowy blok rządowy (PPR, PPS, SD i SL), zwany także Blokiem Demokratycznym, cieszył się największą popularnością.

PPR z niewielkiej partii, grupującej w 1944 r. ok. 20 tys. osób, urosła w 1948 r. do rangi partii masowej, z niemal milionem członków. Podobnie było z PPS, która w 1945 r. miała ok. 120 tys. członków, a trzy lata później prawie 750 tys. W 1948 r. łącznie w obu partiach było ok. 800 tys. działaczy pochodzenia chłopskiego, z czego większość stanowili beneficjenci reformy rolnej, dawni robotnicy folwarczni i małorolni.

Dawid Kański jest absolwentem Uniwersytetu Warszawskiego, geografem, lewicowym publicystą i działaczem socjalistycznym"

wtorek, 27 kwietnia 2021

"Polska nauka" nie bierze jencow. Duda jako Pomazaniec Bozy ???

 "Polska nauka" nie bierze jencow. Duda jako Pomazaniec Bozy ???

"Journal": Studia Paradyskie Nr 29 (2019)
https://teo.usz.edu.pl/studia-paradyskie/
Uniwersytet Szczeciński, Wydział Teologiczny... ale wstyd
Punktacja według ministerialnego  wykazu czasopism: 40 punktów !
Tytuł:  Zarzuty wobec idei intronizacji Chrystusa Króla. Ujęcie krytyczne. Strona 59
Strona 70, Andrzej Duda jako Pomazaniec Boży:
"Przez wiele osób prezydent RP Andrzej Duda jest uważany za kogoś, kto został w sposób szczególny wybrany przez Boga do sprawowania władzy w Jego imieniu. Ksiądz Ludwik Nowakowski w artykule dotyczącym intronizacji, wyja­śnił, na czym miałoby polegać to szczególne wybraństwo głowy państwa. Zda­niem tego kapłana „obecny Prezydent Polski pan Andrzej Duda jest niewątpliwie mężem Opatrzności Bożej dla narodu”44. Symbolicznym momentem, który mógł­by wskazać na to, że głowa państwa jest wspomnianym już „mężem Opatrzności” i wybrańcem posiadającym mandat do sprawowania władzy w imieniu Boga, było złapanie porwanej przez wiatr konsekrowanej Hostii w trakcie VIII Święta Dziękczynienia 45. Wielu w tym znaku dopatruje się szczególnego wskazania przez Boga właśnie na prezydenta Andrzeja Dudę jako na tego, który ma sprawować władzę z Jego woli. Niektórzy podkreślają także fakt, że w dniu 24 maja 2015 roku, gdy Andrzej Duda został wybrany na urząd prezydenta, Kościół świętował uroczystość Zesłania Ducha świętego, co także miałoby stanowić szczególny znak od Boga, wskazujący na wybraństwo tego polityka. "

poniedziałek, 26 kwietnia 2021

Jarosław Myjak: Nowi ludzie i ich rodziny

 Jarosław Myjak: Nowi ludzie i ich rodziny

https://www.rp.pl/Rzecz-o-polityce/210429921-Jaroslaw-Myjak-Nowi-ludzie-i-ich-rodziny.html
 "Władza dostrzegła, że zależność finansowa powoduje zależność emocjonalną - poczucie wdzięczności. Stało się to kluczem do pewnych form wykorzystania politycznego.

3 lutego 2017 r. spółka giełdowa Energa SA zawierzona została w swojej siedzibie opiece Matki Boskiej, a kilka tygodni później miała już nowego prezesa. Tego, który uznany zostanie później za „mającego coś takiego, co daje Pan Bóg, a co trudno zdefiniować”. Jego kompetencje, kariera i dokonania pozazawodowe staną się przykładem nowej kadry państwowej.

Radosław Fogiel w RMF FM dał ziemskie wyjaśnienie klucza zatrudniania w spółkach Skarbu Państwa, gdzie trafiają osoby wyłącznie związane z Partią: „sposób myślenia o gospodarce i zarządzaniu ekspertów z rynku był zupełnie sprzeczny z tym, co PiS ma w swoim programie” – zadeklarował.
Oddani działacze

Nie po raz pierwszy władza sięga po oddanych sobie działaczy z „Polski lokalnej”, by z nich budować nowe elity. Od 1947 roku na wiele dekad władza ludowa zrezygnowała z zatrudniania fachowców na rzecz zaufanych „nowych ludzi”. Jakub Wende napisał: „jak źle musi być z kadrami w PiS, skoro muszą się posiłkować tymi, o których wiedzą, że ich uczciwość jest wątpliwa i aby z ich usług skorzystać, trzeba zmieniać ustawy i wycofywać akt oskarżenia z sądu”.

Nie tyle jest to zjawisko krótkiej ławki, ile obmyślany plan przebudowy społeczeństwa rękami osób w pełni oddanych Partii i tworzenia kadr opartych na zaufaniu „góry”. Ludwik Dorn przypomniał „doktrynę Kaczyńskiego” ogłoszoną w Radomiu: „Rządzenie państwem polega na tym, żeby wsadzać swoich” (2006 r.). Nie jest to oczywiście zjawisko nowe, inni po 1989 r. ważyli jednak i lojalność, i kompetencje.

Rewolucja Zjednoczonej Prawicy ma dwie strony: tworzy miraż sprawczości odgórnej – centralne przywództwo zapewnia sobie ułudę, że nominaci, na których można jeszcze mieć haki, będą całkowicie sterowalni – partia pokazuje też, że może utrzymać bądź nominować każdego na dowolne stanowisko, gdy tylko tego zechce. Ta siła władzy dawać może elektoratowi nadzieję, że otwiera ona przed nim kariery „od pucybuta do milionera”. Ten pociąg dziejowy nie ma ograniczonej liczby wagonów i każdy, niezależnie od kwalifikacji, liczy na to, że ma szansę zająć w nim miejsce, byleby tylko znalazł dojście do Partii.
Fanarioci i krysza

Bartosz Brzyski dostrzegł moment rewolucyjny: „Prowincja po okresie świetności ludowego trybuna, Andrzeja Leppera, nie miała w sobie na tyle złości i politycznej determinacji, aby zastąpić go kimś nowym. Jednak moment przesilenia musiał nadejść. PiS idealnie wpisywał się w lokalistyczne oczekiwania i emocje mieszkańców Polski B”.

„Głodnych” władza postanowiła nakarmić. Nominacje dla zysku to filar kleptokracji, tak jak „krysza”, polegająca na dzieleniu się zyskiem z patronem. W latach 1711–1821 greccy fanarioci (majętni mieszkańcy dzielnicy Fanar w Konstantynopolu) wyznaczani byli przez sułtanów na hospodarów Wołoszczyzny i Mołdawii, podporządkowanych Imperium osmańskiemu. Ich rządy charakteryzowały się dużą zmiennością na tronach i ograniczały się zwykle do krótkiego okresu rzędu dwóch lat. W tym czasie owa zarządcza „nomenklatura” czyniła wszystko, by jak najprędzej dorobić się na stanowiskach. Przychodami musieli dzielić się z sułtanem, pobierającym znaczne opłaty za nominację na tron. Po odwołaniu z jednego hospodarstwa zainteresowany mógł starać się o objęcie drugiego z nich. A gdy dorobił się znacznych środków, miał szansę na kolejną odpłatną nominację. System ten mógł być jedną z pierwszych na świecie „karuzel stanowisk”.

Gdy władza polityczna łączy się z własnością, spółki giełdowe kontrolowane przez państwo pełnią funkcję źródła politycznej renty. Piotr Trudnowski zauważył: „W ciągu kilku lat przy władzy politycy chcą »ustawić« siebie i swoich najbliższych. Co bardziej cwani i łasi na dostatnie życie ludzie ze świata polityki kierują swoją karierę w stronę publicznych synekur, co tworzy mechanizm negatywnej moralnie selekcji do pracy w takich strukturach. Zatrudnieni w spółkach bliscy polityków »reperują« domowe budżety. Znajomi – »spłacają się« tym, którzy pomogli im w nominacji”.

Jak i niegdysiejsi fanarioci, obecni nominaci władzy sieją destrukcję standardów gospodarki rynkowej.
Pierwsze strzały z Aurory

Po przejęciu władzy przez PiS dokonano „rozpoznania bojem” nominując pielęgniarkę środowiskową Violettę Mackiewicz-Sasiak z Redy, do rady nadzorczej spółki Energa-Operator SA. „Jeśli elektryk może rządzić krajem, to pielęgniarka może być członkiem Rady Nadzorczej” – bez żadnych zahamowań ogłosiła w redakcji nadmorski24.pl zainteresowana, pełniąca też funkcję przewodniczącej lokalnego Klubu Gazety Polskiej.

Dała też odpór krytykom: „Powiem: »spływa to jak po kaczce przez duże K«. Niech tam sobie ujadają. Co do profesjonalizmu w branży energetycznej, powiem tak. Wiedza jest potrzebna, jest nabyta, ale żadnego pożytku z niej nie będzie, jeśli człowiek nie przestrzega elementarnych zasad uczciwości, honoru. Autorami wszystkich afer w Polsce są przecież ludzie z wysokimi kwalifikacjami”.

W zuchwałych słowach członkini Rady słyszę echa Lenina: „Nasz kodeks moralny jest absolutnie nowy. (…) nam wszystko wolno, ponieważ jako pierwsi na świecie wyciągamy miecz nie w celu zniewolenia, lecz w imię wolności”.

Wkrótce, po setkach podobnych nominacji, przestano się już dziwić czemukolwiek.

Ostatnie wydarzenia wokół człowieka okrzykniętego przez Jarosława Kaczyńskiego „nadzieją Polski, wszystkich Polaków” pozwalają jednak zadać pytanie szersze, o kaliber osób podążających za nim i jemu podobnych i o przyczyny solidarności klanowej.

Nominacje Zofii Paryły, byłej głównej księgowej spółki Elektroplast w Stróży, o kapitale zakładowym 5,5 mln, na stanowisko prezesa giełdowej spółki Lotos SA czy Justyny Urban, byłej dyrektor gminnego Ośrodka Kultury w Pcimiu, na stanowisko szefowej departamentu Administracyjno-Gospodarczego ARMiR (co pozwoliło jej jednego dnia zwolnić 304 z 314 zastępców kierowników w biurach powiatowych) mogą zdaniem jednych świadczyć o konieczności poszerzenia kontekstu przez zwierzchników.

Można też dowodzić, że są wyrazem pokazania Polsce lokalnej tego, co pokazał Lenin w artykule „Czy bolszewicy utrzymają władzę państwową?”: „Nie jesteśmy utopistami. Wiemy, że nie każdy robotnik, nie każda kucharka, z dnia na dzień będą potrafili rządzić państwem. Ale obalenie starego porządku i awans ludu od czegoś trzeba zacząć”.

W tej perspektywie nie chodzi już o standardy uczciwości, przejrzystości, służby w życiu publicznym, które głoszone wyniosły PiS do władzy. Chodzi o rewolucyjną zmianę warty i zerwanie ciągłości.
Rodzina na swoim

W artykule „Wszyscy jesteśmy Polakami. Tylko jakimi?” (Rzeczpospolita 10 lipca ub.r.) opisałem Polskę lokalnych tożsamości, gdzie dominuje współpraca klanów rodzinnych czy terytorialnych. Gdy dochodzą do władzy, ich kolektywistyczna mentalność i nieufność wobec innych pozwalają im usprawiedliwiać nepotyzm. Listy nominatów ujawniają już nie tylko żony i dzieci, ale też partnerki, ojców, wujów, ciotki i szwagrów. Władza nadała godność solidaryzmowi klanowemu, nazwanemu w socjologii „familizmem”.

Pojęcie to zostało wprowadzone przez socjologa Edwarda Banfielda w „The Moral Basis of a Backward Society”, studium społeczności południowowłoskiej prowincji lat 50. Banfield ujawnił panujące tam przekonanie, że normy uczciwości i moralnego postępowania oczekiwane są jedynie w relacjach wewnętrznych między członkami rodziny. Istnieje silne rozróżnienie pojęciowe między „nami” i „nimi”, które zakłada stosowanie różnych reguł wobec swoich i obcych. Sformułował on zasadę moralności i polityki w takich społecznościach jako obowiązek „maksymalizacji bezpośrednich korzyści materialnych rodziny, przy założeniu, że wszyscy inni robią tak samo”. Odczytać ją dziś można w Polsce w podprogowych przekazach propagandy władzy: „My kradniemy? Tamci kradli więcej”.
Klany zależne od władzy

Daleka od zniknięcia wraz z naporem nowoczesności, postawa ta trwa w dzisiejszej Polsce i ma się dobrze w obliczu kryzysów gospodarczych i zdrowotnych. Partia wykorzystuje familizm w budowie kapitalizmu państwowego. Skoro naród składa się z rodzin, jego przywódca ma być postrzegany jako patriarchalny opiekun i obrońca ich interesów. Ci członkowie klanów, którzy nie odnoszą sukcesów, wiedzą, że ich dobrobyt zależny jest od krewnych i znajomych w Partii.

Władza dostrzegła, że taka zależność finansowa powoduje zależność emocjonalną – poczucie wdzięczności. Stało się to kluczem do pewnych form wykorzystania politycznego. Uznano, że wiele rodzin doceni możliwość odwołania się do partyjnego, „zewnętrznego źródła ochrony”. W ten sposób rodziny te uodparniają się na argumenty antypopulistów, gdyż wiedzą, wobec kogo mają być zobowiązane. A ci obdarzeni stanowiskami, ciągnący za sobą krewnych i znajomych, stają się bezwzględnie posłuszni władzy. Ich sprzeciw oznaczałby przecież upadek finansowy nie tylko ich samych, ale też ich bliskich. Demokratycznym politykom trudno znaleźć porozumienie kulturowe z takimi klanami, gdy odwołują się do indywidualnej odpowiedzialności, podczas gdy tu panuje już układ zamknięty.

Pandemia dała okazję dorobienia się wielu „umocowanym” rodzinom. Z jednej strony widać w Polsce heroiczną walkę niedoinwestowanej, źle opłacanej służby zdrowia, a z drugiej niczym niezakłócony, przyspieszony proces bogacenia się działaczy. Ci ostatni, chwaląc się swoją „służbą dla narodu”, nieodmiennie używają wielkich słów.

Ostatnio często przywoływany jest cytat z Michaiła Sałtykowa Szczedrina, XIX-wiecznego pisarza rosyjskiego, który napisał : „kiedy zaczynają dużo mówić o patriotyzmie i o Bogu, to na pewno znowu coś ukradli”.

niedziela, 25 kwietnia 2021

Laboratorium zaawansowanej elektroniki i automatyki 21

 Laboratorium zaawansowanej elektroniki i automatyki 21

 Układy analogowe i cyfrowe są coraz szybsze. Układy analogowe wymagają „czystego zasilania” same przy tym często generując silne zakłócenia. Rozwiązaniem jest zasilanie niskoimpedancyjne. Zasilanie mikrofalowego wzmacniacza mocy w smartfonie czy stacji bazowej musi być niskoimpedancyjne w bardzo szerokim zakresie częstotliwości bowiem zmiana napięcia zasilania wprowadza niechcianą modulacje i ogranicza moc maksymalną wzmacniacza RF przy chwilowo obniżonym napięciu co powoduje bardzo szkodliwą kompresje wzmacnianego sygnału.   

 Model każdego kondensatora ceramicznego i foliowego ( sensowne modele kondensatorów elektrolitycznych są skomplikowane ) ma równoważną szeregową z idealnym kondensatorem indukcyjność ESL i oporność ESR. Współcześnie najlepsze własności częstotliwościowe mają wielowarstwowe kondensatory ceramiczne MLCC w miniaturowych obudowach SMD – Multilayer Ceramic Capacitor szczególnie w wykonaniach z wieloma wyprowadzeniami o indukcyjności poniżej 0.1 nH jak na rysunku Muraty.


 Miniaturowy kondensator MLCC pojemności 1 nF ( oczywiście na małe napięcie ) ma rezonans szeregowy przy częstotliwości ca 300 MHz zaś przy pojemności 100 nF przy około 25 MHz. Kondensator pojemności 100 nF do montażu przewlekanego ma rezonans przy częstotliwości około 5 MHz więc różnica między nimi jest kolosalna.
Kondensatory w układzie łączone są z innymi elementami ścieżkami które też mają indukcyjność która musi być brana pod uwagę.
Jeśli równolegle połączymy „1” kondensator o większej pojemności z „2” o mniejszej pojemności to impedancja od lewej strony z uwzględnieniem indukcyjności krótkich ścieżek wygląda jak na wykresie. Oprócz rezonansów szeregowych kondensatorów lokalnie zmniejszających impedancje zasilania powstał też niestety szkodliwy rezonans z szeregowo połączonych pojemności, indukcyjności i rezystancji między nimi powiększający impedancje w pewnym zakresie częstotliwości. W każdym przypadku trzeba z planowanymi na PCB ścieżkami dobrać takie kondensatory aby uzyskać w „punkcie” odbioru zasilania jak najmniejszą impedancje w zakresie pracy ! Jeśli z lenistwa nie sprawdzimy szybko programem symulacyjnym impedancji zasilania czeka nas nieprzyjemna niespodzianka ! Warto brać pod uwagę rekomendacje producentów chipów. Impedancja ta ze specjalnymi  kondensatorami MLCC może być bardzo mała nawet przy częstotliwościach ponad 1 GHz.
Jeśli więc na schemacie pokazano kilka równolegle połączonych różnych kondensatorów ( lub tak jest w naturze na PCB ) to jest to efekt przeprowadzonej optymalizacji a nie widzimisię projektanta!
Na rysunku pokazano ideę szerokopasmowego niskoimpendancyjnego zasilania chipa. Najmniejszą pojemność ma sama struktura chipa (!) ale ta pojemność jest zarazem najbliżej poboru szybkozmiennego prądu w strukturze. W obudowie układu scalonego jest już kilka miniaturowych kondensatorów MLCC o większej pojemności. Na płycie  drukowanej jak najbliżej obudowy układu scalonego są kondensatory o takiej lub większej pojemności i wreszcie na wejściu samej płyty drukowanej jest para kondensatorów ( czasem mogą być 3 lub 4 ) o największej pojemności. Indukcyjność ścieżek z pojemnościami tworzy zarazem  dolnoprzepustowy filtr ( z zerami na częstotliwościach rezonansów szeregowych kondensatorów ) zakłóceń działający w obie strony !    

 Niskoimpedancyjne szerokopasmowe zasilanie jest potrzebne nie tylko do bardzo szybkich układów cyfrowych i analogowych jak powyżej ale także do zasilania inverterów mocy PWM jako że klucze mocy są coraz szybsze. Konstrukcja modułu trójfazowego mostka kluczy dla inwertera jest zoptymalizowana także pod kątem małej indukcyjności połączeń zasilania ( oraz połączeń kluczy ze sobą ) na której przy przełączaniu kluczy powstają szkodliwe szpilki napięć, które podwyższają wymagania napięciowe od kluczy co wprost przekłada się na koszt kluczy i spadek ich szybkości działania.
Pojemności kondensatorów ( implikują rezonans szeregowy kondensatorów i razem ze ścieżkami PCB funkcje impedancji ) wybrane są tak aby uzyskać jak najmniejszą impedancje w interesującym zakresie częstotliwości i przepięcia. W przypadku PWM oczywiście nie chodzi o częstotliwość modulacji ale o czasy przełączania prądów przez klucze!  
W UPS ( Uninterruptible Power Source  ) rodziny Smart wiodącej firmy APC zasilany z akumulatora jednofazowy mostek H ma po cztery połączone równolegle tranzystory Mosfet „8 mOhm/50V”. Za tym oznaczeniem mogą być typy Mosfetów od różnych producentów.
Zastosowano w zasilaniu mostka 6 miniaturowych kondensatorów foliowych pojemności 1 uF oraz dwa kondensatory elektrolityczne o bardzo małym ESR pojemności 2700 uF każdy.  Płyta drukowana jest dwustronna a kondensatory są rozmieszczone racjonalnie.
Na wykresie pokazano generacje energii przez PV w Polsce w kolejnych godzinach pierwszego kwartału 2021 roku. Moc zainstalowana wynosi już ponad 3 GW a produkcja przez kwartał wyniosłą zaledwie niepełne... 511 GWh !
Jesienią, zimą i wiosną generacja z PV jest niewielka ponieważ Polska na kuli Ziemskiej leży tam gdzie leży i tego w żaden sposób nie da się zmienić. W nocy, wczesnym ranem i późnym wieczorem oddawana do sieci generacja PV jest zerowa.

Monokrystaliczny Panel PV Q-Cells obrysu 1673 x 1030 mm ma typowe parametry nowoczesnych paneli. Przy testowym oświetleniu STC ( Standard Test Condition ) mocy 1000W/m2 o spectrum AM 1,5 według normy IEC 60904-3 najlepsze w grupie selekcyjnej panele  oddają moc 345W a najgorsze 325W.
Przy szeregowym połączeniu ogniw panelu szybki spadek sprawności wynika z technologicznej nieidentyczności ogniw.  Charakterystyczne jest to że prąd zwarcia wszystkich paneli jest prawie taki sam i takie same są napięcia jałowe natomiast napięcie pracy w punkcie MPP najlepszych pod względem sprawności paneli jest większe niż najsłabszych. W punkcie MPP prąd obciążenia jest tylko o circa 5% mniejszy niż prąd zwarcia !
Prąd zwarcia rośnie z temperaturą 0.045 /C a napięcie jałowe spada 0.27%/C a moc spada -0.35%/C co spowodowane jest też wzrostem rezystancji wewnętrznej.
Przy silnym słonecznym oświetleniu sprawność najlepszych PV przekracza 20% ale dla wszystkich sprawność maleje z oświetleniem ale przy oświetleniu 100W/m2 sprawność wynosi niezłe 93% nominalnej.
 Panele te wedle gwarancji mają się wyróżniać znakomitą trwałością. W ciągu pierwszego roku sprawność z początkowej relatywnych 100% ma spaść mniej niż o 2% a później mniej niż 0.5% rocznie i po dziesięciu latach ma przekroczyć 93.5% a po ćwierćwieczu 86% mocy znamionowej.

Amerykańskie laboratorium PVEL od 10 lat testuje panele PV sprzedawane przez 75 różnych producentów. Trwałość PV mocno zależy od technologii wykonania. Uszkodzenia „krzemu” są wywoływane przez silne naprężenia mechaniczne wynikające m.in. z uderzeń wiatru.  Podczas testów PVEL panele poddawane są trzykrotnie obciążeniu od ciśnienia 2400 Pa, odpowiadającemu ekstremalnie grubej pokrywie śnieżnej lub jednostajnemu działaniu wiatru o huraganowej sile. W każdym cyklu  ciśnienie oddziałuje z góry, a następnie z dołu przez godzinę. Druga część testu odbywa się pod niższym ciśnieniem (1000 Pa), ale obejmuje aż 1000 cykli.
Pękanie przyspieszają  też wahania temperatury. W słońcu wnętrze panelu nagrzewa się do temperatury nawet 60-70 C, a nocą spada poniżej temperatury otoczenia. Przejaśnienia w ciągu dnia też powodują wahania temperatury. Przy ogrzaniu najbardziej  chce się wydłużyć metalowy pasek odbierający prąd z warstwy krzemu powodując naprężenia mechaniczne. Test PVEL obejmują 50 cykli przy ekstremalnych różnicach temperatur (od -40°C do +85°C). Dodatkowo przeprowadza się 10 prób przy wysokiej wilgotności, po wystawieniu na wysoką temperaturę i wilgotność panel jest szybko głęboko zamrażany.
Słabym miejscem PV jest tylna plastikowa płyta. Plastik wrażliwy jest na degradujące promieniowanie UV i warunki środowiskowe. Może się nawet zapalić co się zdarza. Przez powstałe szczelinki i szczeliny w plastiku wnika do PV wilgoć a ona szybko prowadzi do korozji, zwarć i uszkodzenia samych ogniw. O wiele lepszym ale droższym rozwiązaniem jest tylna szyba.
Testy wymuszają uszkodzenia jakie powstaną w PV w ciągu 10, 20 i 50 lat eksploatacji .
Większość paneli PV na rynku jest mało trwała !

Jakość wyrobów zawsze była ważna i lepsze wyroby były droższe. Ale dopiero masowa produkcja przemysłowa przyniosła systematyczne podejście do jakości projektu - produkcji i niezawodności. Nowe rozwiązanie ( także materiały ) winno być przetestowane aby uniknąć kosztów dużej ilości napraw gwarancyjnych i utraty marki. 
Rzetelne testowanie programów jest z reguły droższe niż ich stworzenie. Przykładowo Microsoft zbiera dane od użytkowników i dopiero poprawia przeliczne błędy przez nich wykryte. Zbieranie danych z sieci serwisowej i ich analiza celem poprawy błędów jest praktyką stosowaną od wieku i Microsoft niczego nie odkrył.
„Fault Tolerant” w rozdziale „Testy dla oceny niezawodności” podaje przykłady różnych testów. Początkowy fragment:
„Przeprowadzane testy pozwalają ocenić własności urządzeń czyli ich rzeczywistą funkcjonalność i niezawodność,  także w sytuacjach zakłóceniowych i anormalnych. Testuje się urządzenia  użyte do budowy systemów i własności kompletnych systemów.
Oczekiwania od produktów są bardzo różne. Drogi, markowy wyrób powinien być niezawodny. Koszt utrzymania sieci serwisów może być znaczny a kiepski wyrób zepsuje opinie marki i obniży jej wartość. Zatem to czynniki ekonomiczne wyznaczają intensywność i szczelność programu testów. 
Teoretycznym projektowaniem optymalnych testów zajmuje się Inżynieria Niezawodności. Zazwyczaj jednak testy podpowiadają nam realne zdarzenia, intuicja, wiedza i doświadczenie.
Możliwe jest wbudowanie w system własności samotestowania (Built In Self Test, BIST). Już na wczesnym etapie projektu trzeba analizować realizacje zdolności samotestowania tak aby ją sensownie zaimplementować.”

Powtarzalny ( znormalizowany ) proces testu dawno zmechanizowano a potem zautomatyzowano.
Proces testu nowo opracowanego „leku” jest skomplikowany, długotrwały i bardzo kosztowny. Oczywiście trzeba opracować odpowiedni, złożony program komputerowy do dyrygowania badaczami i pacjentami, zbierania i analizy danych z sieci ośrodków badających na pacjentach (!) „lek”. Często odkrywane są dopiero w czasie dłuższych badań na większej populacji ukryte dyskwalifikujące wady i „lek” nie może być wprowadzony na rynek mimo zainwestowania znacznych środków. Słusznie podnoszone są naganne praktyki koncernów farmaceutycznych ale chyba ich agenci rozpowszechniają nonsensowne zarzuty jako choćby że w procesach badań nowych leków zespoły lekarzy badaczy posuwają się on do działań nieetycznych czy wręcz kryminalnych co jest kompletna bzdurą.
Chińskie koncerny stosują superkomputery w poszukiwaniu nowych leków. Podpatrzony na zachodzie proces testowania nowych leków został znacznie ulepszony !

O ile krzywe U(I) pojedynczego ogniwa i panela oświetlonego równomiernie są regularne to przy nierównomiernym oświetleniu jest kilka lokalnych maksimów oddawanej mocy co utrudnia wybranie punktu pracy MPP.
Producenci urządzeń współpracujących z PV wyposażają jest z algorytm mający w punkcie MPP  (maximum power point) uzyskać jak najwięcej mocy z PV.
Producenci podają nieweryfikowalne informacje reklamowe że używają Fuzzy logic, Genetic Algorytm, Artificial Inteligencje  i tym podobne odloty.
 Matlab udostępnił na swojej stronie użytkownikom program do symulacji zachowania PV z regulatorem   i falownikiem.

Stosowanie między panelami PV a siecią energetyczną  izolacji galwanicznej transformatorem przetwornicy jest drogie i pogarsza sprawność toteż popularne są rozwiązania bez izolacji galwanicznej !
W symulowanym rozwiązaniu dla sieci trójfazowej napięcie zasilające mostek trójfazowy wynosi około 600Vdc czyli +300Vdc N -300Vdc. Przy silnym nasłonecznieniu tranzystor – klucz regulatora nie pracuje i zespół szeregowo połączonych paneli daje napięcie circa +300 … -300V. Przy słabszym nasłonecznieniu tranzystor sterowany przebiegiem PWM w układzie podwyższającego regulatora impulsowego stabilizuje napięcie i napięcie z paneli wynosi przykładowo asymetryczne -300 … +250V.
W tym rozwiązaniu na panelach PV nie ma zmiennego napięcia sieciowego i jest znikome napięcie o częstotliwości modulacji PWM i harmonicznych. Filtr LC na wyjściu falownika musi być skuteczny i dodatkowo musi mieć dławik commom aby prąd modulacji PWM nie płynął do linii N sieci co przecież jest zabronione. Używa się najlepszych i niestety drogich materiałów na rdzenie dławików i wybór optymalnej częstotliwości modulacji PWM zależy od rodzaju użytych kluczy. Mostki z tranzystorami IGBT pracują przy mniejszych częstotliwościach a zwiększenie częstotliwości modulacji PWM z szybszymi tranzystorami SiC pozwala zastosować mniejsze i tańsze dławiki oraz zminiaturyzować falownik.
Falowniki takie zawsze mają system bezpieczeństwa detekujący upływ prądu poprzez porażonego człowieka, który dotknął odizolowanych paneli.
Trójfazowy mostek trójpoziomowy invertera zawiera więcej kluczy mocy ale ma lepszą sprawność i  dając mniej harmonicznych PWM pozwala zastosować tańsze dławiki filtrów a jak już powiedziano są one drogie. 
Praktycznie każdy z liczących się światowych koncernów mikroelektronicznych oferuje od ponad dekady układ testowy falownika PV ze swoimi modułami, tranzystorami, procesorami, układami pomiarowymi  i czym się tylko da. Poniżej pokazano rozwiązanie Analog Devices.    

 Zwróćmy uwagę ze zwykle stosuje się 12 kluczowy trójfazowy mostek trójpoziomowy i pokazane rozwiązanie invertera jest nieracjonalne.
Rozwiązania takie nazywa się String (=łańcuch) z racji szeregowego – łańcuchowego połączenia na przykład 18-paneli dający napięcie rzędu 600V czyli -300... +200/300V Moce takich falowników sięgają 200kW a nawet więcej a jednostka mocy jest dość tania. Toteż jednostka mocy wielo - megawatowej elektrowni słonecznej na polu ma rozsądny koszt. Pole z PV jest dobrze ogrodzone aby nikt tam nie wtargnął. Kamera ( także na podczerwień ) z systemem rozpoznawania obrazu może pilnować obiektu i wszcząć Alarm, który po pierwsze spłoszy intruza ryzykującego śmiertelne porażenie. Mechanicznie linie paneli PV tylko pod jednym kątem śledzą ruch Słońca. Jeden napęd do śledzenia jest prosty i tani. Jest to optymalne ekonomicznie rozwiązanie. W trakcie koniecznego okresowego czyszczenia paneli przez przyuczony personel z odpowiednim wyposażeniem i narzędziami cały string jednej linii jest dla bezpieczeństwa zwarty. O wypadek jest raczej trudno.
Gorzej sytuacja wygląda na dużym dachu obiektu komercyjnego lub przemysłowego ale nadal nie jest źle. Dodatkowym niebezpieczeństwem jest ryzyko upadku z wysokości i jednoosobowa praca dla bezpieczeństwa jest zabroniona.
W droższych falownikach jednofazowych panele PV są izolowane transformatorem przetwornicy od sieci. Niestety pod presja wprowadzono barbarzyńską normę pozwalającą budować jednofazowe falowniki bez izolacji od sieci. Oczywiście mają one układ detekujący prąd upływu płynący przez porażoną osobę. Na panelach fotowoltaicznych PV na dachu domu jednorodzinnego jest napięcie stałe i wyprostowane dwupołówkowo fazowe napięcie sieciowe ! Po dachem w pomieszczeniu poziom pola elektrycznego 100 Hz jest taki jaki na poziomie gruntu jest pod linią 115 KV kilkanaście metrów od niej.   

„Tesla” Elona Muska produkująca w małej skali, jak na koncerny globalne, samochody elektryczne od kilku lat oferuje też bardzo drogi Powerwall. W jego obudowie jest akumulator litowo – jonowy oraz falownik sieciowy w konfiguracji bliskiej UPS. Współpraca z PV jest na poziomie instalacji napięcia sieciowego i PV musi już mieć swój inwerter ! Energia z PV ładująca akumulator powerwall przechodzi przez dwa inwertery ( i wejściowy regulator napięcia z PV ) i sprawność siłą rzeczy takiego rozwiązania jest nieciekawa.
Zatem mieszkaniec domku z PV na dachu sam ma połowicznie (!) świadczyć sobie usługi regulacyjne które dotychczas gratis miał dostarczać system energetyczny a tak naprawdę konwencjonalna energetyka.
W Belgii „Powerwall 2” z  akumulatorem o pojemności 13.5 KWh ( akumulator w samochodzie elektrycznym jest wielokrotnie pojemniejszy )  razem z elementami instalacji kosztuje około 11 tysięcy Euro a więc koszmarnie drogo ale w USA około 7 tysięcy dolarów a w Australii 10 tysięcy AUD. 
Jednostka energii w w akumulatorze Powerwall jest około 7 razy droższa niż przemysłowa cena akumulatorów. Wystąpiły już pierwsze pożary Powerwall, które są samozapalne tak samo jak samochody Tesla. Idea Powerwall jest wykluczająca  - kolizyjna z dodatkową funkcjonalnością samochodu elektrycznego z dwukierunkowym przepływem energii między akumulatorem a siecią energetyczną. Konstrukcja Powerwall przypomina stosowany od 50 lat do zasilania komputerów UPS. 
Załóżmy że Powerwall ma trwałość 1000 pełnych cykli ładowania – rozładowania akumulatora czyli totalnie daje usługę regulacyjną do 13.5 KWh x 1000 =13500 KWh energii z PV. W warunkach Belgi usługa regulacyjna do energi 1 KWh kosztuje 11000 / 13 500 =  0.82 Euro / KWh. Obecnie elektrownie dostają około 0.045 Euro / KWh. Czyli usługa regulacyjna do PV jest 18.22 razy droższa niż energia z elektrowni. Istne szaleństwo !

Warto zwrócić uwagę że producenci za łącznością bezprzewodową i ładnymi ekranami ukrywają kompletną pustkę funkcjonalną licząc na to że później opracowany algorytm zostanie odpłatnie dosłany aktualizacją. 

Zwróćmy uwagę że popularyzacja energoelektroniki powoduje hybrydowe scalanie trójfazowych mostków IGBT (Mosfet SiC ) inwertera z driverami i innymi układami a masowe produkowany układ jest bardzo tani. Silniki BLDC  / synchroniczne w nowoczesnych pralkach – suszarkach z pompami ciepła, lodówkach i klimatyzatorach są zasilane z inverterów. 
Gdy za produkcje takiego UPS jak powerwall wezmą się koncerny Wschodniej Azji to cena jego elektroniki gwałtownie spadnie. 

Obecnie stosowane, optymalizowane od lat  akumulatory litowo – jonowe mają płynny elektrolit. Nad bateriami ze stałym elektrolitem pracuje wiele ośrodków naukowych oraz koncernów, głównie motoryzacyjnych. Testowane są już wczesne prototypy. Nowy rodzaj akumulatorów prawdopodobnie zdominuje  rynek w ciągu pięciu lat ale przewidywanie przyszłości jest zajęciem bardzo ryzykownym.  Ich zalety to  krótszy czas ładowania, większą gęstość energii czyli dwukrotnie większe zasięgi samochodów elektrycznych, mniejsze wydzielanie niebezpiecznego ciepła oraz przyszłe obniżenie kosztu produkcji akumulatorów o połowę oraz zmniejszenie ilości substancji toksycznych, łatwość recyklingu.  Nowe akumulatory  liderującej Toyoty rzekomo zapewnią dwa razy większy zasięg samochodu w porównaniu z tradycyjną baterią litowo-jonową tej samej wielkości. Pokaz ma być w 2021 roku a produkcja po 2024 roku.
Wszystkie te optymistyczne  przewidywanie nie muszą się spełnić. Jednak dużo lepsze i tańsze akumulatory niż obecnie spowodują szybki wzrost popularności samochodów elektrycznych
a także systemowych magazynów energii elektrycznej.
Tak czy owak przez energoelektroniką i automatyką są dobre czasy.

Tradycyjnie w energoelektronice największą moc mają tyrystorowe falowniki do linii wysokiego napięcia stałego HVDC, High Voltage DC. Linia przesyłowa prądu stałego ma znacznie mniejsze straty niż linia prądu zmiennego co jest istotne przy bardzo dalekim przesyle. Rekordowe napięcie systemu HVDC wynosi +-800 kV

 Brytyjska firma Xlinks rozważa budowę OZE ( energetyki wiatrowej 3,5 GW  i PV 7 GW oraz potężny magazyn energii  o pojemności 5-20 GWh ) w Maroko o szczytowej mocy 10,5 GW. Energie z nich chce doprowadzić do Wielkiej Brytanii z pomocą kabla HVDC o długości aż 3800 km. Projekt ma dać energię tańszą od pochodzącej z atomu.
Trwają już rozmowy z rządem marokańskim na temat wyboru lokalizacji tych projektów. Firma chce przeprowadzić międzynarodowy przetarg na budowę kabla HVDC. Pierwszy etap mógłby być gotowy w 2027 roku i osiągnąć moc 1,8 GW.
W długim kablu straty energii sięgną 10-12 % a więc niewiele jak na taką odległość. Straty te jednak nie zmniejszą istotnie rentowności projektu. Kabel na prąd zmienny w ogóle nie wchodzi w rachubę. Dotychczas energii elektrycznej  nie przesyłano na tak wielkie odległości.  Pociągnięcia kabla tylko przez obce wody Portugalii, Hiszpanii i Francji ma przyspieszyć pozyskiwanie koniecznych pozwoleń. Koszt projektu jest szacowany na około 18 mld funtów.
Po ukończeniu nowy kabel ma dostarczać 26 TWh energii, czyli 7,5 % zapotrzebowania na nią w Wielkiej Brytanii. Trwają rozmowy z rządem brytyjskim  o wsparciu tego projektu kontraktem różnicowym, ale w grę wchodzą także aukcje.


 Od narodzin komputerów jednym z najczęstszych pod-zadań jest wyszukiwanie informacji. Informacji jest coraz więcej i więcej.  Podczas pisania tekstu program sprawdza ( i podkreśla na czerwono błędne ) czy słowa zakończone w pisaniu są w wybranym Słowniku.
Przykładowo kompilator lub interpreter ( ale też później linker czyli konsolidator ) napotykając w analizowanym tekście nazwę sprawdza czy jest ona już w podręcznym zbiorze nazw i korzysta w działaniu z informacji związanych z tą nazwą - kluczem.
Zbiory z kluczami - nazwami są coraz większe. Aby efektywnie docierać do informacji, dodawać i kasować klucze wraz ze związanymi z nimi informacjami, organizuje się ją w postaci drzew lub tabeli korzystając z funkcji mieszającej czyli Hash w dostępie do tabeli. Funkcja mieszająca (zawężająca  jednokierunkowa funkcja skrótu ) na przetworzyć klucz na liczbę mniejszą od wielkości tablicy gdzie jest indeksem . Oczywiście im bardziej jest zapełniona tablica tym więcej jest kolizji to znaczy pozycja w tabeli wyliczona dla klucza liczba jest już zajęta przez inny klucz.
Funkcja mieszająca jest tym lepsza im dla danego zajęcia tablicy ( tabela rozmiaru p ) daje mniej kolizji które wymagają dalszej  kłopotliwej obsługi systemem łączonych list lub adresowaniem otwartym. Powinna być też szybka jako ze współcześnie zbiory mogą być przepastne ilość kluczy może być liczona w miliardach.

Od lat pięćdziesiątych pojawiło się dużo funkcji mieszających i dość szybko stało się jasne ze ich autorzy nie przetestowali ich starannie a ich użycie jest ryzykowne. Temat jest bardzo szeroki i tutaj nie mamy pretensji do jego wyczerpania.
Peter Kankowski sporządził program ( udostępniając źródła ) do rzetelnej oceny 26 funkcji mieszających  a w tym ( jeśli procesor ją ma a AMD jej nie nie ma w ogóle ) nowej instrukcji procesorów Intela ( od i5 w górę) opisanej w publikacji Intela „ Fast CRC Computation for iSCSI Polynomial Using CRC32 Instruction” 
 Instrukcja ta ma być wydajna i coraz wydajniejsza w nowszych procesorach- „These functions work across an arbitrary range of buffer sizes guaranteeing excellent performance across the range, achieving nearly 3X the performance of a linear implementation of CRC32. For instance, a single core of an Intel® Core™ i5 processor 650 can compute the CRC of a 1024-byte buffer at the rate of 0.145 cycles/byte with a single thread! ”

Do testów szybkości i kolizyjności użyto udostępnionych plików:
-Listę 500 najpopularniejszych angielskich słów z Wiktionary
-Listę 1992 nazw funkcji w systemie Win32
-Listę 500 nazw a000 do a499 ( aluzja do automatycznie generowanych kodów nazw )
-Listę najpopularniejszych słów z długim prefiksem i postfixem ( aluzja do zdobienia nazw przez kompilatory )
-Listę 1842 nazw z WordPress 2.3.2
-Listę wszystkich 3228 słów z Sonetów Szekspira
-Listę słów z "La Peau de chagrin" ( Jaszczur ) Balzaca po francusku w kodowaniu UTF-8.
-Listę adresów IP

Osobno użyto też listy 12.5 miliona kluczy z angielskiej Wikipedii.
Autor dodał listę ponad 300 tysięcy polskich nazwisk oraz z dodatkową liczbą osób je posiadających.
Poniżej przykładowy zrzut ekranu dla procesora Core i5. Tłuste liczby to ilość cykli a blade w nawiasie ilości kolizji.

 Nowsze niż Core i5 procesory są wydajniejsze ale szału niestety nie ma.  
Szybka i mało kolizyjna jest funkcja Larsona ( to pracownik Microsoft ).
Na dużym zbiorze (12.5 mln elementów)  wszystkie niewadliwe funkcje mieszające mają asymptotycznie taką samą kolizyjność a pozostałe są toksycznymi śmieciami.
Według kryterium jakości zaproponowanego przez legendarnych autorów książki o kompilatorach, w żargonie „Red Dragon Book”, większość funkcji mieszających nie jest zła.

Funkcja Larsona ( i kilka innych ) należy do Uniwersalnej Rodziny Funkcji Mieszających zamieniających łańcuch znaków dowolnej długości na liczbę.
uint hash(String x, int a, int p)
        uint h = INITIAL_VALUE
        for (uint i=0 ; i < x.length ; ++i)
                h = ((h*a) + x[i]) mod p
        return h
Wybór wartości INITIAL_VALUE oraz a daje wspomnianą uniwersalność. Rozmiar tablicy p winien być liczbą pierwszą. Dzielenie stałoprzecinkowe ( obliczenie mod p ) jest jednak bardzo powolne i można je zastąpić szybszym kodem.

Funkcja Larsona jest bardzo dobra ale... podle ( niektóre inne też !) zachowuje się dla długich kluczy i gdy takowe są przewidziane nie należy ich stosować. Funkcje Murmur2, Meiyan, Sbox i  z Intelowską instrukcją CRC32 nigdy nie zawodzą ale mogą nie być rewelacyjne w konkretnym zastosowaniu. Czyli w nowych zastosowaniach temat niby rozwiązuje instrukcja CRC32 ale niestety procesory AMD jej nie mają czyli instrukcja ta nie jest rozwiązaniem!

Win32 ma 1992 nazwy funkcji. Systemy takiego stopnia komplikacji nie są często tworzone ale ilość nazw w systemach jednak rośnie. Podobną ilość nazw ma WordPress. IBM w historycznych kompilatorach do swojego super uniwersalnego i super wydajnego języka do wszystkiego PL/1 stosował funkcje mieszającą i tablice pojemności 211 ( warto zauważyć że jest to liczba pierwsza). W PL/1 zaimplementowano Kartoteki rozproszone. 
Czyli programy są coraz bardziej skomplikowane i coraz większa jest ilość zmiennych i funkcji.
Kontener hash_map ( z innych się wycofano ) z STL ( Standard Template Library ) ( unordered associative containers ) implementuje warianty funkcji hash. Działa to tragicznie. 
 

Sprawdzenie:
Fragmenty programu.

UINT HashLarson(const CHAR *key, SIZE_T len) {
    UINT hash = 0;
    for(UINT i = 0; i < len; ++i)
        hash = 101 * hash + key[i];
    return hash ^ (hash >> 16);
}

-Co to jest  SIZE_T ?
-Po co jest  „return hash ^ (hash >> 16)”

UINT Hash_Meiyan(const char *str, SIZE_T wrdlen)
{
    const UINT PRIME = 709607;
    UINT hash32 = 2166136261;
    const char *p = str;

    for(; wrdlen >= 2*sizeof(DWORD); wrdlen -= 2*sizeof(DWORD), p += 2*sizeof(DWORD)) {
        hash32 = (hash32 ^ (_rotl(*(DWORD *)p,5) ^ *(DWORD *)(p+4))) * PRIME;       
    }
    // Cases: 0,1,2,3,4,5,6,7
    if (wrdlen & sizeof(DWORD)) {
        hash32 = (hash32 ^ *(WORD*)p) * PRIME;
        p += sizeof(WORD);
        hash32 = (hash32 ^ *(WORD*)p) * PRIME;
        p += sizeof(WORD);
    }
    if (wrdlen & sizeof(WORD)) {
        hash32 = (hash32 ^ *(WORD*)p) * PRIME;
        p += sizeof(WORD);
    }
    if (wrdlen & 1)
        hash32 = (hash32 ^ *p) * PRIME;
   
    return hash32 ^ (hash32 >> 16);
}

-Dlaczego ta funkcja jest tak szybka mimo długiego tekstu ?
Podpowiedź - Rzuć okiem na wytworzony przez MSVC++ kod

Pytanie ogólne i do wszystkich funkcji.
-Dlaczego wyrównanie adresów tak niewiele ( lub nic ) daje ?
-Jak to jest możliwe że szybszy jest równoważny co do rezultatu kod bez instrukcji dzielenia niż reszta z rozkazu dzielenia ?
-Wymień bardzo bliskie potęgom liczby 2 liczby pierwsze. Jak one się nazywają ?
-Jakie zdumiewająco wolne rozkazy mają procesory rodziny '86.


Ćwiczenie

1.Istnieją ( schematy i dokumentacje ) przynajmniej trzy generacje urządzeń UPS Smart APC.
UPS może być obciążony żarówką 200 W lub komputerem biurkowym a zasilany jest z regulowanego autotransformatora ( napięcie podano też do DVM ) z wyłącznikiem a jego napięcie wyjściowe obserwowane jest oscyloskopem.
-Dlaczego przy obciążeniu komputerem PC napięcie wyjściowe z invertera UPS jest trochę zniekształcone ?
-Przy jakich napięciach wejściowych działają funkcje Trim i Boost ?
-Przy jakich napięciach wejściowych podejmuje prace inwerter UPS ?
-Jaki jest czas reakcji UPS na zniknięcie ( wyłącznik !) napięcia wejściowego i od czego on zależy ? Dlaczego tylko kątem oka widać przy przełączeniu delikatne mrugnięcie zasilanej żarówki ?
-Dlaczego napięcie z invertera UPS jest ( przynajmniej początkowo ) w fazie ze „znikniętym” napięciem sieciowym ?
-Dlaczego napięcie invertera UPS przed przełączeniem na sieć zasilająca zostaje z nią zsynchronizowane jeśli w długim czasie fazy napięć się rozjechały ?
-W jaki sposób ( zapoznać się ze schematami generacji urządzeń ) uzyskano krótki czas wyłączenia przekaźnika odłączającego sieć zasilającą  przy zaniku jej napięcia ?
-Którym przekaźnikom celowo i po co zwiększono czas odpuszczenia ?
-Na schematach  część układów scalonych oprócz cyfrowego kodu producenta ma też komercyjną nazwę producentów. Mimo tego niektóre układy komercyjne na schemacie mają tylko cyfrowy kod producenta ale nie są produkowane wyłącznie dla APC choć system zawiera układy projektu APC produkowane tylko dla niego. Na najstarszym schemacie dopisano komercyjne nazwy układów. Należy odnaleźć na nowszych schematach te układy.
-Co i gdzie detekuje układ „Site Wiring Fault”
-Wskaż elementy LC filtru modulacji PWM.
Jaki rodzaj modulacji PWM do jednofazowego mostka daje najmniej intermodulacji co pozwala oszczędzić na filtrze LC i stratach mocy w nim ? Czy częstotliwość modulacji jest stała ?
-Czy zadanie programowej oceny ilości energii pozostałej w akumulatorach ( oraz czasu działania przy danym obciążeniu ) jest proste do wykonania ? Jak to wygląda dla różnych rodzajów akumulatorów ?
-Pokaż przykłady zastępowania w generacjach układów elektronicznych UPS scalonymi peryferiami mikrokontrolera i programem.
-Różne urządzenia są produkowane w różnych wersjach i na różne rynki świata z różną obsadą elementów. Na skomplikowanym schematach kolejnych generacji UPS pokazano jednak wszystkie elementy wszystkich wersji ( w konkretnym urządzeniu jest tylko część pokazanych na schemacie elementów )  co mocno zmniejsza jego czytelność. Elektroniczne koncerny światowe w takiej sytuacji radzą sobie lepiej stosując różne środki. Jakie to są środki ?