Mieszkanie i ogrzewanie: RE

 Mieszkanie i ogrzewanie: RE

 Od dawna wysokie ceny osiagaja wyroby skomplikowane, nowoczesne o wysokiej funkcjonalnosci. Do ich produkcji uzyto nowoczesnych elementow i wysokiej jakosci materialow. Wysoka marza producenta pozwala mu prowadzic kosztowne prace badawczo – rozwojowe oraz konstrukcyjne i sie szybko modernizowac. Lider moze dlugo byc dalej  liderem.
Prymitywnym samochodem jest uzywany w Indiach i Azji trojkolowiec napedzany prymitywnym silnikiem dwusuwowym od motocykla. Samochodem jest tez Trabant z NRD i maly polski licencyjny Fiat 126 P. Z drugiego konca sa samochody Rolls Roys, BMW i Mercedes. W srodku sa coraz lepsze samochody produkowane przez koncerny japonskie. Liderem w elektronicznym wtrysku paliwa silnika benzynowego byl niemiecki Bosch, ktory pierwszy system wypuscil w 1967 roku.  Obecnie kazdy lepszy samochod ma elektroniczny wtrysk paliwa i elektroniczny zaplon. ECU zbudowany jest z mikrokontrolerem. Niedlugo samochody bez silnikowego ECU beda w Europie Zachodniej, USA i Japonii niesprzedawalne.
O ile nadwozie Fiata 125 zdecydowanie juz wyszlo z mody to nadwozie Poloneza po modyfikacji moze byc calkiem wspolczesne. Produkcja ECU w Polsce do silnika Poloneza nie bylaby rzucaniem sie z motyka na Slonce. Problemem jest tylko zachodnie embargo na zakup mikroelektroniki. NRD w mikroelektronice robi jednak ogromne postepy i to daje nadzieje. W udanych ECU sa tez dedykowane, niekomercyjne uklady peryferyjne ale stworzenie schematu i dalej masek produkcyjnych  dla nich nie jest bardzo trudne.

Norma w zachodnich pralkach automatycznych staje sie sterownik z mikrokontrolerem i prostym wyswietlaczem LED. Odpowiedni program zwiekszania obrotow przy wirowaniu ( obroty szeregowego silnika uniwersalnego sa regulowne sterownikiem fazowym z triakiem ) pozwala bezpiecznie osiagnac wysokie obroty bez wibracji i dobrze osuszyc prana odziez.
W sterowanym pilotem sprzecie RTVC stosowany jest odpowiedni do uzytego zestawu ukladow scalonych oprogramowany mikrokontroler. Nie trzeba samodzielnie wykonywac programu bowiem mozna kupic mikrokontroler z odpowiednim programem w pamieci ROM ale jest ono okolo 3 razy droszy niz bez programu. Zatem wykonywanie programow do mikrokontrolerow "wbudowanych" jest bardzo oplacalna, elitarna praca o swietnych perspektywach. Swiatowe koncerny mikroelektroniczne proponuja zestawy produkowanych przez siebie ukladow scalonych do sprzetu RTVC.
Pierwsze odtwarzacze CD byly nieprawdopodobnie skomplikowane majac m.in. 5 mikrokontrolerow ! Dotychczas nie ma zadnego opublikowanego sposobu odczytania zawartosci pamieci ROM mikrokontrolera.

 Do masowo produkowanego sprzetu RTVC dostepne sa schematy ideowe. Z reguly stosowane rozwiazanie mniej lub bardziej odbiega od aplikacji  producenta uzytych ukladow scalonych. W odbiorniku TVC najbardziej krytyczny jest uklad odchylania poziomego i zasilacz impulsowy. Uklady aktywnej korekcji E-W ( "diode bridge" plus kondensatory i dlawik i uklad sygnalowy z wyjsciem mocy )  do kineskopow o kacie odchylania 110 stopni stosowane w duzych drogich odbiornikach zostaly opatentowane tuz przed ich wprowadzeniem i stad opis ich dzialania mozna znalezc wylacznie w literaturze producentow i to nie do konca dokladny bo dzialenie ukladu jest skomplikowane. W systemie H-Out stosowane sa uklady o ktorych zachodnia ( a co dopiero nasza ) literatura zupelnie milczy. Doswiadczalnie i symulacyjnie mozna potwierdzic domysly co do realizowanych przez uklady funkcji. Normalnym w kineskopach zjawiskiem jest wyladowanie aczkolwiek w produkcie wysokiej klasy powinno to byc zjawisko wystepujace niezwykle rzadko lub wcale. Przemyslana i wyprobowana konstrukcja przezywa wyladowania w kineskopie a nawet  ich serie a niedopracowana konczy sie naprawa lub kasacja odbiornika lub co gorsza pozarem odbiornika i mieszkania. Radzieckie i licencyjne odbiorniki kolorowe Rubin powinny miec  w komplecie gasnice ! Ale polskie konstrukcje tez lubia sie "palic".
Koncerny Japonii prowadza bezlitosna ofensywe eksportowa niszczaca nowoczesne sektory zachodniej produkcji. Japonskie koncerny produkuja masowo, najwiecej w swiecie, odbiorniki TVC od najprostszych zbudowanych w zasadzie na jednej plycie drukowanej z kineskopem o przekatnej do 21 cali  i wieksze z Teletekstem a nawet z podwojnym torem sygnalowym i obrazem w obrazie PIP oraz cyfrowym dzwiekiem stereofonicznym Nicam. Wszystkie sterowane sa pilotem. Luksusowe modele sa bardzo drogie.
Koszty prac badawczo – rozwojowych i konstrukcyjnych rozkladaja sie na ilosc wyprodukowanych egzemplarzy i stad potezny eksport daje niezwykle silna pozycje koncernowi.
Plyty glowne i moduly rozszerzajace komputerow  "IBM" PC/AT sa juz bardzo tanio, masowo produkowane w Azji.  Komputery PC szalona popularnosc uzyskaly dlatego ze koncern IBM upublicznil kompletna dokumentacje pierwszych komputerow ( w Polsce jest ona dostepna ) a nawet zrodlo programu BIOS ( Basic Input Output System) z komentarzem. Ale producenci z Azji stosuja juz uklady programowalne co upraszcza i potania konstrukcje i nie daja dokumentacji ze schematem.

 Mozliwe ze Inzynierii Odwrotnej czy Reverse Engineering-u nie stosuja tylko wiodace koncerny swiata ale i tak prawdopodobnie studiuja opracowania konkurencji.  
Koncerny podgladaja tez procesy produkcji u konkurencji. Minimalizacja kosztow produkcji masowej jest wazna.  Nie ma jednak procesow produkcyjnych  bez wad i ich pojawianie sie jest nieuniknione. Dlatego tez w calym procesie stosowane sa "sprzezenia zwrotne". Gdy tylko zostana wykryte systemowe usterki projekt musi byc poprawiony i natychmiast wdrozny w producji. Gdy za czesto po lutowaniu na fali wystepuja zwarcia w okreslonym miejscu plyty drukowanej trzeba natychmiast poprawic projekt plyty drukowanej PCB to znaczy odrobine powiekszyc dystans albo zmienic katy sciezek lub co innego. Oczywiscie wyprodukowanych juz plyt PCB i takze automatycznie obsadzonych i polutowanych, sie nie kasuje tylko ze technicy na lini produkcyjnej maja duzo rutynowej pracy przez jakiś czas.      
 
Wadliwie zmontowane lub na wadliwej plycie PCB urządzenia energoelektroniczne z tranzytorami bipolarnymi i MOS jako kluczami mocy maja duza zdolnosc samodestukcji. W odbiorniku TVC zasilacz impulsowy SMPS i system odchylania poziomego H-Out sa energoelektroniczne. Stad przy masowej produkcji stosuje sie specjalne automatyczne, bezpieczne uruchamianie systemow energoelektronicznych. System uruchomieniowy nie jest skomplikowany natomiast interesujacy jest sam algorytm bezpiecznego startu dla energoelektroniki.
W Polsce marnuje sie licencyjna fabryka kineskopow kolorowych drogo kupiona od RCA dlatego ze Cemi nie potrafi wyprodukowac odpowiedniego zestawu ukladow scalonych do wspolczesnego odbiornika TVC. Sprawa jest powazna bo fabryka byla bardzo droga a dosc nowoczesne kineskopy tego rodzaju sa coraz liczniej produkowane nawet w NRD i CSRS. Roczna produkcja co najmniej miliona odbiornikow TVC zaspokoilaby rynek krajowy pozwalajac tez na oplacalny eksport.

Plastik z obudowy ukladu scalonego mozna usunac i wykonac powiekszone zdjecia chipa. Oczywiscie nie mamy informacji o wszystkich wartwach struktury ukladu scalonego ale nawet to co widac jest w przypadku ukladu do sredniego stopnia komplikacji wystarczajace do odtworzenia schematu i zrobienia wlasnych projektow masek. Mozna tez przeciez zaprojektowac wlasne uklady scalone o identycznej lub zblizonej  funkcjonalnosci. To wariacja idei "drugich producentow".  
Philips do niedawna w katalogach podawal schematy ukladow scalonych do obszaru RTVC ale gdy ilosc tranzystorow przekroczyla okolo 100 ( dla ukladow analogowych i wielofunkcyjnych to wcale nie jest malo ) i schemat bylo trudno umiescic w ksiazce, zaprzestal tego.
RE czy zaprojektowanie zgodnych ukladow scalonych do TVC nie jest zadnym problemem.

Polska ale tez wszytkie kraje RWPG bardzo odstaja od Zachodu w telekomunikacji co nam bardzo szkodzi w rozwoju. Rocznik GUS daje przerazajace - kompromitujace dane na ten temat. Francuskie Centrale rodziny E-10 byly nieudane ( pewnie dlatego moglismy kupic licencje ) a licencja na nie szybko stala sie archaiczna. Konstrukcja nowoczesnych cyfrowych central elektronicznych jest mocno uproszczona ale uklady scalone dedykowane do central sa objete szczelnym embargiem. W istocie kluczowych jest zaledwie kilka ukladow scalonych a reszte stanowi standardowa mikroelektronika. Polske z NRD i CSRS stac na RE tych ukladow albo zaprojektowanie funkcjonalnego rownowaznika. Od poczatka dekady NRD mocno inwestuje w mikroelektronike i polskie firmy stosuja uklady scalone wyprodukowane w NRD. NRD w bloku panstw socjalistycznych jest w tej dobrej unikalnej pozycji ze ich bracia z zachodnich Niemiec przymykaja oko na zakupy technologii a nawet po cichu pomagaja NRD.
Skoro sytuacja Cemi jest beznadziejna moze warto by kupic (?) udzial w najlepszej fabryce mikroelektroniki w NRD i tam zlecic produkcje ukladow do nowoczesncyh cyfrowych central telefonicznych. Oczywiscie jesli to jest wykonalne. Jest prawdopodobne ze fabryka chcialby umiescic te uklady w ofercie i za projekt dostalibysmy gratis potrzebna nam ilosc ukladow. W telekomunikacji jest ogromny pieniadz do wziecia.
Systemy Telefonii Nosnej wysokiej przeplywnosci ( do komunikacji miedzymiastowej ) sa strasznie trudne technologicznie i nic dziwnego, ze kraje RWPG sa strasznie zapoznione w tej mierze z ogolniem znanym efektem. Wszystkie nowo wybudowane domy winny miec instalacje telefoniczna a  prawdopodobnie 100% przyszlych mieszkancow bedzie chcialo miec telefon i chce za to odpowiednio duzo zaplacic. Zatem do idei dobrej pracy za dobra place jest kolejny klocek do budowy !
Ale Bell i jego Bell Laboratories zaprzestaly rozwoju systemow nosnych plynnie przechodzac od 1982 roku na swiatlowody, ktore sa wprost idealne do cyfrowych central telefonicznych ale takze do przesylania ogromnej ilosci danych miedzy komputerami. Mozna wiec sobie dac swiety spokoj z trudna i droga Telefonia Nosna przechodzac od razy na swiatlowody ! Hewllet Packad miniaturowe  i tanie nadajniki i odbiorniki do montazu na PCB do swiatlowodow produkuje od ponad 10 lat. Oczywiscie ich szybkosc 10 Mbps jest duzo za mala do telekomunikacji ale nawet od tego mozna zaczac.
Takze konstrukcja cyfrowych lini mikrofalowych nie specjalnie trudna. Nieoczekiwanie, nasze zapoznienie mozna przekuc w atut !      

Nasz poludniowy bogaty sasiad mimo niewielkiej populacji jest wsrod swiatowych liderow technologii. Koncern Asea robota przemyslowego z elektrycznymi napedami pradu stalego DC wypuscil juz w 1974 roku jako pierwszy w swiecie. Inwertery zasilajace silniki wykonano na japonskich tranzystorach mocy. Uzyto mikroelektroniki Intela. Polska w ubieglej dekadzie zakupila licencje na robota z tej rodziny ale nie sa one produkowane a cos jest jedynie dlubane. Srodki zostaly zmarnowane a licencja sie zmarnowala. Asea znow jako swiatowy lider silniki pradu zmiennego AC w robocie zastosowala juz w 1981 roku. Po niej zrobil to potezny japonski Fanuc a reszta wlecze sie w ogonie.  Zastosowano w sterowaniu wydajne 16-32 bitowe procesory z rodziny 68k Motoroli.
Poniewaz elektronika w zakupionej licencji robota strasznie sie zestarzala to na drodze RE elektroniki nowszej generacji robota Asea mozna by wykonac calkiem nowoczesna elektronike nie odstajaca od poziomu swiatowego

Relatywnie bardzo duza popularnosc w swiecie zyskaly edukacyjno – doswiadczalne roboty koncernu Mitsubishi. Robot moze udzwignac pelna butelke. Zastosowano w nich jako naped silniki krokowe. Ich zaleta jest brak drogich sensorow polozenia i predkosci. Wada jest mala moc silnikow i bardzo slaba ich sprawnosc.  Swiat na tych robocikach uczy sie robotyki ! W sterowniku robota zastosowano procesor z rodziny Z80. Program jest zawarty w pamieciach EPROM i mozliwy do skopiowania ale docelowo trzeba jednak samodzielnie stworzyc lepszy program ale z takim samym interfejsem programowym.
Mitsubishi dal proste sterowniki do silnikow krokowych a dajac znacznie lepsze mozna uzyskac wiekszy moment i szybkosc pracy.
Z racji masowego zastosowania silnikow krokowych w dyskach miekkich i twardych oraz w drukarkach ich swiatowa produkcja jest ogromna a ceny sa niskie. Zoptymalizowano ich konstrukcje i produkowane sa one automatycznie w ogromnych seriach.
Napedami z silnikami krokowymi mozna wiele zrobic. Moga byc one na przyklad napedami do duzego automatycznego laboratorium chemicznego, biochemicznego i biotechnologicznego.       

Swiatowe koncerny musza wydac duze srodki na reklame i kampanie informacyjna przy wprowadzaniu nowego produktu. Nie kazdy program badawczo rozwojowy konczy sie sukcesem. Wiekszosc konczy sie niczym Nie kazdy program konstrukcyjny konczy sie nawet prototypem a co dopiero udanym produktem.
Szybko nasladujac udany produkt mozna byc w stosunkowo niewielkim dystansie do swiatowej czolowki. A to z kolei daje szanse na rozwoj wlasnych kadr i w koncu "uczen przerasta mistrza".  
W Polsce popyt - rynek na telekomunikacje jest ogromny. Ale nie tylko na nia. Kazdy nowy duzy blok mieszkalny winien miec tez instalacje CATV oraz instalacje i sensory oraz cyfrowa centrale przeciwpozarowa i bezpieczenstwa czyli glownie antywlamaniowa.   
Oczywiscie w prefabrykowanym Wezle CO i CWU powinien byc wbudowany elektroniczny regulator. W malych wezlach regulator analogowy a w srednich i duzych regulator cyfrowy z lacznoscia z komputerem nadzoru.

Wysoki koszt opracowania podzielony jest na ilosc produkowanych egzemplarzy. Ich powinno byc jak najwiecej. W wymienionych zastosowaniach sa conajmniej srednie serie produkcyjne.

W latach osiemdziesiatych XIX wieku  centrum cywilizacji naukowo - technicznej z Europy przesunelo sie do USA. I i II Wojny Swiatowe oslabily swiatowa pozycje Europy.
Program jadrowy USA Manhattan w ktorym powstala bron jadrowa byly finansowany przez podatnika ale wykonawcami byly potezne amerykanskie koncerny.
Wynalazkiem wszechczasow sa tranzystory bipolarne i Mosfet stworzone w prywatnej firmie Bell - Bell Laboratories majacej najwiecej Noblistow w swiecie.
Stany Zjednoczone sa najpotezniejsza gospodarka swiata ( trwa tam juz dezindustralizacja ! ) a ich koncerny prywatna ( takze zbiorowa czyli publiczna ) wlasnoscia. Rzad to co potrzebuje ( takze do zbrojen czy wojny ) zamawia w tych koncernach placac pieniedzmi z zebranych podatkow. Boeing jest najwieksza cywilno - militarna firma lotnicza swiata ale gro przychodow jest z produkcji cywilnej podobnie jak w innnych tego typu koncernach.
Technologie na Zachodzie tworza koncerny i one ciagna do przodu cala gospodarke. W gospodarce rynkowej prawie wszystko jest na sprzedaz. Panstwa sojuszu NATO kupuja bron glownie w USA ale tez sporo jej sami produkuja. Sprzedaz amerykanskiej broni jadrowej panstwom Europy Zachodniej ukryto pod haslem "Nulear Sharing" ze to niby glowice amerykanskie sa wypozyczone zachodnim panstwom czy nawet sa w dyspozycji amerykanskich oddzialow ale faktycznie one finansowo i technologicznie uczestnicza w jej produkcji i utrzymaniu. Bez politycznej decyzji panstw je "wspoldzielacych" nie wolno jej uzyc. Taki sam Nuclear Sharing dziala w krajach RWPG. Polska za glowice jadrowe przechowywane w Polsce dla Wojska Polskiego normalnie placi i bez zgody polskiego rzadu tez nie wolno ich uzyc.    

Bedac czlonkiem Ukladu Warszawskiego blednie oceniamy jako totalnie solidarny i zintegrowany blok Zachodni. W nim jednak trwa normalna, ostra konkurencja koncernow. Japonia przypuscila prawdziwy niszczacy swiatowy szturm eksportowy na panstwa Zachodu i USA musza ja dyscyplinowac. W stosunku do firm Japonii nie sa jednak stosowane metody bezprawne jakie stosowano w stosunku do polskich eksporterow w minionej dekadzie Gierka jako ze przeciez w Zimnej Wojnie Polska jest wrogiem a Japonia sojusznikiem.

Odkrywcy uzyskujac patent moga chronic swoje dzielo i czerpac z tego przez jakis czas wylaczna korzysc. USA goniac Zachod lekcewazyly jego patenty a gdy osiagnely przewage naciskaja na ochrone swoich patentow. Patenty lekcewazyly goniace Zachod zjednoczone Nimecy a potem Japonia. W Niemczech wydawano najlepsze podreczniki swiata gdzie omawiano rozwiazania z patentow nic o tym nie wspominajac. Dobra edukacja techniczna miala ogromne znaczenie w szybkim rozwoju gospodarczym Niemiec i Japonii. Uczen czesto staje sie lepszy od mistrza. Niemcy Zachodnie sa najwiekszym swiatowym eksporterem maszyn i urzadzen !

 Panstwa bloku wschodniego gospodarke autarkiczna zaczely porzucac juz w latach piecdziesiatych  kupujac technologie na zachodzie w miare skromnie posiadanych srodkow z eksportu czyli dolarow, marek, frankow. Stalinowski ZSRR najwazniejsze fabryki kupil od amerykanskich koncernow.  Idac tym szlakiem Polska nakupowala licencji i fabryk na kredyt i jest bankrutem.
Skoro mozna kupic fabryke to po co sie dekadami meczyc i rozwijac za wielkie pieniadze wlasna mysl i technologie. Dlatego ze kompletna fabryka ( co najwyzej sredniej technologii bez najnowszej ) z licencja produkcyjna na konkretne wyroby jest strasznie droga. Kupujacy fabryke w swiatowym podziale pracy finansuje nauke i laboratoria wiodacych koncernow utwardzajac ich przewage.
Oczywiscie male - srednie panstwa nie wytwarzaja calej palety technologi. Ale przykladowo mala ale bogata Dania ma kilka nisz rynkowych gdzie jest najsilniejsza w swiecie.

W programie Lend Lease Ameryka dawala ZSRR wszystko o co on prosil lacznie z tlenkiem uranu, uranem i tajnymi przyrzadami co moze sie wydac dziwne. W czasie II Wojny zginelo tylko 403 tysiace Amerykanow dlatego ze Ameryka walczyla nowoczesna technika a nie ludzmi. Straszliwa, umowiona danine z krwi zolnierzy zlozyl ZSRR. USA ogromnie przypieszyly program jadrowy ZSRR a gdy drogi nagle poroznionych mocarstw sie rozeszly aby zamataczyc oskarzano o szpiegostwo. Ale wojenna wspolpraca mocarstw ktora pozwolila sciac leb hitlerowskiej bestii byla efektywna. Mimo roznic ZSRR dotrzymal danego Ameryce slowa i przerzucajac wojska na wschod gromil japonskich zbrodniarzy.    

Specjalne oddzialy USA i ZSRR pladrowaly i grabily podbite Niemcy. Oba mocarstwa wywiozly do  siebie m.in.elementy rakiet V2 i personel z biur projektow i fabryk. Zmontowane w ZSRR i USA rakiety V2 odpalono i od nich zaczely sie na powaznie rakietowe programy obu mocarstw. Verner von Braun byl ojcem programu kosmicznego USA. Oczywiscie oficjalnie starano sie go nie pokazywac za czesto jako ze byl przeciez nazistowskim oficerem SS uznanej przeciez za organizacje zbrodnicza.
 Inzynierowie USA byli zdziwieni tym jak daleko Niemcy III Rzeszy zaszli w kostrukcjach lodzi podwodnych. W istocie wiec zespoly w USA i ZSRR dokonaly RE rakiet V2 jako ze  kompletnej dokumentacji nikt nie posiadl i ja odtworzono.
Inzynierowie USA byli tez zdziwieni tym jak daleko zaszli Niemcy w konstrukcji lodzi podwodnych.  Z ich rozwiazan obficie korzystano tworzac w USA i ZSRR  lodzie podwodne uzbrojone w rakiety z glowicami jadrowymi.   

Szpiegostwo gospodarcze i technologiczne bylo, jest i bedzie. Nawzajem podgladaja sie przede wszystkim koncerny ! Rozbieranie cudzych, najnowszych konstrukcji jest norma a nie zadnym wyjatkiem. Nie wolno wywarzac otwartych drzwi. Znajomosc konstrukcji to nie wszystko bo trzeba jeszcze ustalic jakich uzyto materialow i technologii do produkcji.

Uzyta po raz pierwszy do wojennej produkcji Fuse ( przelacznik zblizeniowy ) w pociskach przeciwlotniczych technologia plyt drukowanych PCB zyskala szeroka popularnosc w latach piecdziesiatych. Do ich produkcji uzywa sie fotolitografi podobnie jak do produkcji ukladow scalonych ale rozdzielczosc PCB jest duzo mniejsza niz IC ale stale rosnie. Obecnie rozdzielczosc najgestszych plyt drukowanych PCB bedzie taka jak pierwszych ukladow scalonych. Sciezki PCB i w ukladach scalonych sa polaczeniami i stad podobienstwo.
Fuse w pociskach przeciwlotniczych USA eksplodujacych w poblizu zestrzeliwanego samolotu niemieckiego czy japonskiego ogromnie zwiekszyly skutecznosc artylerii przeciwlotniczej. Kierowane radarem zestawy automatycznych szybkostrzelnych dzialek okretowych nie pozwalaly sie japonskim samolotom zblizyc do ochranianego lotniskowca.
Fuse zastosowano tez w pociskach artyleryjskich do zwalczania piechoty niemieckiej. Eksplodujacy kilka metrow nad Ziemia pocisk doslownie mordowal wszystkich w poblizu.
To technologia wygrala wojne. Niemcy choc usilowali wejsc w technologie Fuse to do konca wojny jej nie opanowali a przeciez mogla ona powstrzymac alianckie naloty na Rzesze.
Zwrocmy uwage ze idea Fuse jest teraz z powodzeniem stosowana w rakietach przeciwlotniczych a sa nawet proby stosowania w rakietach antybalistycznych. Przy zblizeniu sie do zwalczanego obiektu ( trafic na dotyk jest go bardzo trudno )  eksploduje glowica wypelniona szrapnelami z bardzo mocnego materialu, z reguly stopow tytanu. Obiekt przeszyty szrapnelami jest tak mocno uszkodzony ze w koncu spada.

 Zart glosi ze nawybitniejszy rosyjski naukowiec to Borys Podpatrow. "Nie pamieta wol jak cieleciem byl". Potezne teraz USA, Japonia i Niemcy robili to samo.   

Wspolczesnie uklady elektroniczne budowane sa na plytach drukowanych PCB. Jej koszt jest jedna z wielu pozycji calkowitego kosztu produktu.

1.Koszt jednostkowej powierzchni PCB rosnie wraz z rozdzielczoscia oraz ilosci warstw. Specjalne materialy PCB wymagane sa dla ukladow mikrofalowych oraz gdy wymagana jest mala uplywnosc. Zakres temperatur pracy i wymagana wytrzymalosc mechaniczna tazke narzucaja wybor materialu.
Bardzo szybkie uklady cyfrowe wymagaja jednej warstwy jako GND. Sygnaly sa conajmniej na dwoch zewnetrznych warstwach PCB. Pod swiatlo niczego nie zobaczymy i obecnosc kolejnej -kolejnych warstw sygnalowych stwiedzimy po przelotkach Via do ktorych na zewnetrznych warstwach nie dochodza sciezki.  

2.Z gestosci wad na powierzchni ukladu scalonego oraz m.in. ceny obudowy wynika optymalna ekonomicznie wielkosc nowoczesnego ukladu scalonego. Analogia z plyta drukowana jest czesciowa dlatego ze po tescie PCB jej zidentyfikowana wade mozna jednak usunac. Poza tym gestosc wad PCB jest duzo mniejsza niz na powierzchni chipa. Testowanie duzej i gestej PCB nie jest tanie a moze byc tez konieczne uzycie do przeswietlania promieniowania rentgenowskiego X.

3.Atutem duzej plyty drukowanej PCB jest wysoka zbudowana funkcjonalnosc bez zlacz, konstrukcji mechanicznej i z bardzo mala iloscia ludzkiej pracy. Usztywniona PCB ma dosc duza wytrzymalosc mechaniczna. Maksymalna wielkosc PCB jest wyznaczona mozliwosciami urzadzen do technologi PCB oraz maszyn do montazu automatycznego i przez inne maszyny

4.Pod koniec lat szescdziesiatych procesor minikomputera zbudowany na duzej plycie drukowanej na ukladach TTL i MOS nazwano mikroprocesorem. Pozniej ta nazwe przeniesiono na scalony mikroprocesor. W latach siedemdziesiatyh pojawily sie SBC – Single Board Computer. Niedawno pojawily sie japonskie odbiorniki TVC gdzie praktycznie cala elektronika jest umieszczona na jednej duzej plycie drukowanej PCB. Zastosowano male rezystory o rastrze 0.2' a obudowy DIL ukladow scalonych maja raster 0.07' czyli sa mocno gesciejsze niz standardowa obudowa DIL. Od "spodu" do sciezk sa przylutowane elementy w obudowach montazu powierzchniowego SMD. Poniewaz plyta jest jednowarstwowa zastosowano duza ilosc zworek montowanych automatycznie tak jak pozostale elementy. Czesc zworek wyglada tak  jak rezystor o opornosci 0 Ohm. Bezpieczne uruchomienie tak skomplikownego ukladu jest trudne. Stad wyprodukowane PCB sa szczelnie  testowane i dodatkowo tez testowane sa elementy elektroniczne sprawiajace klopoty, ktore technicy (sprzezenie zwrotne ) wymieniaja na plytach na sprawne. Japonia eksportujac ogromna ilosc nowoczesnej elektroniki kasuje Amerykanska i Europejska konkurencje.
Takze Motherboard komputera PC jest duza i skomplikowana.

5.Tranzytory mocy w obudowach metalowych  TO3 i TO66 oraz tyrystory w obudowach metalowych montowane byly pracochlonnie recznie na radiatorach ( tez z kolei były montowane do obudowy urzadznia ) z polaczeniami przewodami. Wymagaly uzycia zestawu elementow izolujacych w dodatku montowanych recznie. Obudowa TO3 ( na przyklad tranzystor wysokonapieciowy BU208 dla stopnia H-Out w TVC ) zostala zastapiona przez obudowe plastikowa TOP3 ( na przyklad BU508 ) polowicznie zgodna ze starsza obudowa a obudowa TO66 przez plastikowa TO220 takze polowicznie zgodna ze starsza. Dodatkwo plastikowe obudowy sa znacznie tansze niz metalowe.
Juz obecnie w zatosowaniach energoelektronicznych - przelacznikowych taniej jest dac mocniejszy klucz czyli tranzystor o mniejszych stratach z malym radiatorem niz slabszy klucz z duzym radiatorem. Tam gdzie kluczy energoelektronicznych jest duzo sa one umieszczone w izolowanym module a ten modul jest latwy do polaczenia lutowanego lub srubowego z plyta drukowana i radiatorem . Dla energoelektroniki produkowane sa plyty PCB o zwiekszonej grubosci miedzi.     

6.Sciezki plyty drukowanej i sciezki w ukladach scalonych tworza na schematach polaczenia. Ale tworza tez filtry paskowe i uklady dopasowujace w ukladach mikrofalowych. We wzmacniaczach posredniej czestotliwosci telewizyjnej IF=38.9 MHz stosowano cewki drukowane na PCB. Odcinki sciezek uzywane sa jak indukcyjnosci w obwodach dopasowania impedancji wzmacniaczy mocy RF.  W licencyjnych ( od Grundiga) radiomagnetofonach MK2500 zblizone odcinki sciezek uzyto we wzmacniczu IF=10.7 Mhz jako kondensatory neutralizacji co pokazano na schemacie.
Aby minimalizowac indukcyjnosci krotkie musza byc odcinki sciezek GND w ukladach radiowych RF i w ukladach energoelektronicznych. W bardzo szybkich ukladach cyfrowych niedopasowane moga byc tylko krotkie sciezki. Uklady mas GND moga byc wykonane w ukladzie gwiazdzistym lub innym.
Z tego wzgledu schemat ideowy nie niesie dodatkowych, szczegolowych informacji o sciezkach - polaczeniach i projektant PCB oprocz schematu dostaje wytyczne. Musza byc wymienione sciezki dopasowane falowo, sciezki wysokopradowe, podatne na przesłuchy i inne.
Zbior sygnalow ( cyfrowe a rzadziej analogowe ) w funkcjonalnej grupie nazywa sie Bus a po polsku magistrala. Jest to z reguly Adress Bus i Data Bus. Procesor i uklady peryferyjne operuja na calosci sygnalow Data i rzadziej na calosci Adress. Na czesci sygnalow Adress i sterujacych operuje Glue Logic czyli dekoder adresow i logika do wybierania ukladow oraz sterowania buforow i Lachty do demultipleksacji Busa Adress / Data. Z systemach rozbudowanych z duza iloscia buforow Glue Logic jest skomplikowana i wykonywana na ukladach programowalnych lub jako dedykowane uklady.
Na PCB, sciezki Busow sa z reguly prowadzone w jednym pasmie i takze w grupie jest odwracana na odwrotna ich kolejnosc, jesli jest to potrzebne     

7.Schemat ideowy urzadzenia zawiera symbole graficzne ( rysunki elementow logicznych sa rozne w roznych normach ) zgodne z obowiazujacymi normami. Polaczenia sa narysowane tak aby schemat byl jasny i komunikatywny. Procesory i uklady peryferyjne sa tak zdefiniowane ze Busy dochodza do obrysu urzadzenia i tam z reguly nie po kolei sa piny. Dzieki temu schemat jest czytelny ale element graficzny schematu jest oderwany od porzadku pinow fizycznej obudowy.
W programie do symulacji ukladow elektronicznych oraz do rysowania plyt drukowanych i schematow informacje o polaczeniach sa zorganizowane w macierze lub listy. Macierz jako rzadkie sa malo efektywne. Elementowi na PCB odpowiadaja jego pady a na pozostalych opcjonalnych wartwach rysunek graficzny, oznaczenie porzadkowe zgodne ze schematem  i maskowanie lakierowania.
Schemat mozna nawet prezentowac na monitorze znakowym i wydrukowac na drukarce znakowej ale na ekranie miesci sie malo elementow.

8.Pionierem w dziedzinie automatycznego projektowania plyt drukowanych byl koncern IBM. Komputer wykonany na tranzystorach lub prostych ukladach hybrydowych SLT zawieral koszmarnie duza ich ilosc. Montowano jest na stosunkowo niewielkich, powtarzalnych plytach drukowanych, modulach z gniazdami i wtykami. IBM zastosowal tez swoje komputery w produkcji. Szczytowo uzyskal tak silna pozycje w swiecie ze kazdy komputer nazywano "IBM".
Auromatyczne zaprojektowanie plyty drukowanej lub topologii ukladu scalonego polega na optymalnym rozmieszczeniu elementow i nastepnie automatycznym poprowadzeniu sciezek. Od poczatka lat szescdziesiatych jest jasne ze sa to zadania o bardzo szybko rosnacej komplikacji wraz z rosnaca iloscia elementow i ze scisle algorytmy raczej nie powstana nigdy.
Identyczne jest zadanie narysowania czytelnego schematu z listy polaczen.

9.Program CAD do rysowania schematow i plyt drukowanych nie jest szczegolnie skomplikowany co do idei. Kluczem sa wlasciwe hierarchiczne strukutry danych o skladnikach graficznych rysunkow elementow.  Dostepne sa nawet teksty zrodlowe i mozna istniejace proste systemy rozbudowac. Tylko czesc programow zawiera Autorouter do automatycznego prowadzenia sciezek. Nawet przy bardzo dobrym ulozeniu elementow na PCB jego tragiczny efekt pracy jest taki ze poprawiajac jego efekty pracy zmarnujemy trzy razy wiecej czasu niz recznie prowadzac polaczenia. Zadanie optymalnego ulozenia elementow jest najwazniejsze jako ze wadliwe ulozenie elemntow wyklucza poprawne poprowadzenie sciezek. Optymalny rozklad elementow jest zatem warunkiem koniecznym udanego projektu
Profesjonalne systemy CAD sa drogie. Najsilniejsze koncerny posluguja sie takze swoimi programami jako elementem przewagi nad konkurencja.  

10.Schematy ideowe do czesci urzadzen produkowanych masowo sa w Service Manual. Znane sa schematy ideowe ( czyli poziom tranzytorow ) tylko dwoch prostych mikroprocesorow. Okazuje sie ze na schematach blokowych producentow nie ma nawet czesci rejestrow i innych blokow fizycznego procesora. Schematy blokowe sa wiec nadmiernie uproszczone.  
Natomiast do urzadzen produkowanych w mniejszych seriach schemat jest dostepny coraz rzadziej.
Odtworzenie schematu z duzej, gestej PCB to trudne zadanie RE. Praca jest latwiejsza gdy elementy mozna wylutowac z PCB ale nie zawsze jest to dopuszczalne jako ze ze powtornie zlozona PCB prawie zawsze jest niesprawna. W przypadku gdy wielowarstwowa PCB ma w srodku plaszczyzne GND przeswietlenie jej promieniami rentgena niewiele daje.    

11.W trudnych zadaniach czesto ma zastosowanie Metoda  Dziel i Rzad. Im wiecej mamy juz zidentyfikowanych elementow i sciezek tym łatwiej sobie poradzimy dalej.
Gdy mamy pewnosc ze PCB jest tylko dwustronna , dosc szybko mozna sciezki odrysowac ( sciezki sa tez pod ukladami scalonymi ale moze sie domyslec ich biegu i potwierdzic to omomierzem) programem CAD, ktory da nam liste polaczen. Ale recznie narysowanie schematu z tej listy polaczen to droga przez meke !
Do takiego odrysowania PCB bardzo uzyteczny jest Digitizer ale PCB nie moze miec zamontowanych zadnych elementow.  
Dostepne programy CAD nie maja funkcji Autoplacement zarowno na PCB jak i na schemacie.
W zadaniu RE PCB dosc szybko mozemy oznaczyc sciezki GND oraz sciezki zasilania sledzac wizualnie bieg sciezek i poslugujac sie omomierzem z piszczkiem sygnalizujacym istnienie polaczenia ( czyli opornosc  < 10..100 Ohm ). Piszczek jest konieczny aby nie odrywac skupionego spojrzenia na PCB od niej. Takze obecnosc szeregowych elementow  L i R filtrujacych zasilania szybko zidentyfikujemy. Kondensatory ceramiczne, foliowe i elektrolityczne takze sa juz na tym etapie zidentyfikowane.
Wiele elementow nadaje sie tylko do glownego ich zadania. Regulatory serii 78XX i 79XX mozna tez teoretycznie uzyc do innego zastosowania ale sa to incydentalne przypadki. Rzadko nawet  regulator taki bedzie podparty dioda Zenera. Dopiero gdy taki standardowy element zupelnie nie pasuje do standardowej roli trzeba domyslac sie  jego nietypowego zastosowania.
Wiele ukladow scalonych jest dedykowanych do konkretnego zastosowania i producent daje przykladowe schematy aplikacji. Wydaje sie ze scalony procesor IF z jedna aplikacja do odbiornika TVC mozna uzyc tylko w tej roli. Jednak aby polepszyc jakosc detekcji sygnalu fonii FM w demodulatorze kwadraturowym IF Video dawane w odbiornikach wysokiej klasy obwody z dwoch cewek L tak aby impedancja mialo zero na czestotliwosci IF Sound co obniza intermodulacje w procesie demodulacji!
Wzmacniacz operacyjny moze zawsze wymagac kilku elementow jak kompensacja czestotliwosciowa, ochrona wyjscia i wejsc i blokada zasilania.  Wzmacniacz operacyjny moze byc w konfiguracji nieodwracajacej i odwracajacej. Moze sumowac lub odejmowac wiele sygnalow. Mozna go uzyc w roznych filtrach, do calkowania i rozniczkowania. Moze byc aktywnym prostownikiem wartosci sredniej lub szczytowej. Moze byc generatorem sygnalu prostokatnego – quasi trojkatnego w kilku konfiguracjach.  Moze pracowac w funkcyjnym ukladzie nieliniowym a w szczegolnosci logarytmujacym, eksponencjalnym, mnozacym, dzielacym. Moze pracowac jako komparator z histereza, z histereza dynamiczna lub jednostronna z dioda. Moze miec wejscia chronione diodami lub diodami Zenera lub tranzytorami. Moze miec ogranicznik poziomu wyjscia z diodami Zenera. Moze miec na wyjsciu wtornik mocy lub rozbudowany wtornik z tranzytorami mocy dla duzej mocy wyjsciowej.
Autor wykonal nieskomplikowana i bardzo szybka funkcje ktora z listy polaczen ( GND i zasilania musza obowiazkowo byc juz nazwane i ewntualnie "inne" sygnaly  !) tworzy  uporzadkowany malejaco wektor w  ktorym liczby obrazuja jak polaczenia IC z listy polaczen pasuja do znanych konfiguracji tego ukladu. Identyfikuje tez grupe elementow dolaczonych do elementow dolaczonych do danego IC ale nie dolaczonych do niczego innego poza GND, zasilania i wybranych sygnalow. Dla wzmacniacza operacyjnego jednoczesne pasowanie do kilku konfiguracji jest czesto niekolizyjne. Na przyklad jedna lub para antyrownoleglych diod zabezpieczajacych na wejsciu OPA nie koliduje z wiekszoscia znanych zastosowan ale z czescia jednak koliduje.
Funkcje ta sprawdzono tez na znanych konfiguracjach bardzo popularnego ukladu NE555. Reczne wklepanie listy polaczen aplikacji dla OPA czy NE555 jest dosc szybkie. Takze latwo mozna dodac nowosc aplikacyjna.
Automatyczna identyfikacja zrealizowanej w liscie polaczen funkcjonalnosci jest 100% poprawna jesli jedna konfiguracja obejmuje wszystkie elementy dolaczone do ukladu lub kilka niekolizyjnych konfiguracji obejmuje wszystkie elementy ale na zasadzie sumy wylacznej EXOR to znaczy konkretny element jest tylko  w jednej konfiguracji.
Znajac funkcje urzadzenia czesto od razu mozna sie domyslec co dany uklad scalony robi i pod tym katem prowadzic swoje sledztwo. Spekulatywne domyslanie sie jest zatem wazne.
Latwo mozna by tez stworzyc dla danej konfiguracji ulozenie graficzne grupy elementow do prezentacji, takze z rozna orientacja "geograficzna"
W przemyslowym sterowniku logicznym PLC identycznych jest N ukladow wejsc i M ukladow wyjsc a w komputerze procesowym A, B, C...  ukladow wejsc analogowych do sensorow lub standardow sygnalow. Czesto rozklad elementow w kazdym powielonym ukladziku jest identyczny.

12.W systemach cyfrowych najtrudniejsza w RE jest Glue Logic. Procesor jest zawsze procesorem i podobnie jest z ukladami peryferyjnymi. Poszczegolne bity z Adress i Data Bus bardzo rzadko sa zamieniane z uwagi na uzycie programatora do pamieci Eprom lub programowanie maska pamieci ROM oraz uzycie sprzetowego debugera  i koniecznosc zmian w programie lub transformacji plikow. Niemniej jednak sa rzadkie przypadki takich pulapek. Oczywiscie z rozbudowanym systemie Busy sa buforowane ale nawet w przypadku buforow z reguly zachowany jest porzadek w bitach glownie dlatego ze ich wyprowadzenia skomponowano pod katem łatwosci projektu sciezek PCB.
Glue Logic czasem nie jest tylko ukladem kombinatorycznym ale ma wbudowana State Machine co utrudnia jej "rozgryzienie" zwlaszcza gdy jest wykonana na ukladach programowalnych lub ukladach dedykowanych.  

Legalnosc nasladowania cudzych rozwiazan jest problematyczna. Kraje RWPG pod jurysdykcje Zachodu nie podlegaja w zaden sposob. Na Zachodzie nielegalne jest kopiowanie masek ukladow scalonych i podrabianie gotowych wyrobow z posluzeniem sie oryginalna marka. Natomiast zgodne sprzetowo i programowo uklady mikroelektroniczne maja drugich producentow. Ich widok chipow jest calkowicie inny niz oryginalow. Trudno powiedziec nawet czy maja zblizony lub taki schemat ideowy.
Uklady analogowe drugich producentow czesto maja inny schemat niz oryginal. Z reguly nasladowcy maja bardziej zlozone rozwiazania. Wazna jest zgodnosc czyli mozliwosc zastosowania produktu drugiego producenta zamiast ukladu pioniera.
Do komputerow Riad czyli IBM S 360, SM czyli PDP-11 DEC i komputerow PC nasladujacych komputery IBM uzywane sa w calym bloku nielegalnie systemy operacyjne i programy uzytkowe.  

Jak powiedziano wszyscy goniacy liderow ktorzy dogonili liderow nie przejmowali sie cudzymi patentami i co tylko sie dalo przyswajali i rozwijali.

RE choc powszechnie stosowany jest oficjalnie poza Mainstream badan i poszukiwan.  
W Polsce jak w kazdym kraju zapoznionym RE jest ogromnie  wazny. Pozwala bowiem "wsiasc do juz szybko jadacego pociagu".  Nie powinien byc dzialaniem z doskoku metoda partyzancka lub chalupnicza ale normalna metoda naukowo - techniczna na wysokim poziomie.

Programy CAD  w czesci schematowej i PCB uzywaja wiekszosci wspolnych algorytmow. RE nie moze wywazac otwartych drzwi i winna korzystac z tej bazy.
Warto zauwazyc ze korzystanie z graficznych programow CAD wymaga zylki artysty i nie kazdy inzynier sie do tego nadaje. Plyty drukowane potrafia znakomicie projektowac osoby bez elektronicznego wyksztalcenia. Po niedlugim czasie doskonale rozumieja wytyczne do projektu PCB. To jest bardziej kwestia wyobrazni i sztuki niz technika.  
 Obecnie najwieksze wysilki kladzione sa na automatyzacje rozkladu i polaczen w skomplikowanych cyfrowych ukladach scalonych. Jest mozliwe ze te rozwiazania z czasem zostana po adptacji zastosowane do automatycznego projektowania PCB.
Autoplacement z obszaru IC i PCB mozna zastosowac do automatycznego inteligentnego narysowania ladnego schematu z ustalonej – wydobytej listy polaczen. Zreszta rozklad elementow na schemacie moze przypominac ich rozklad na PCB.

Z reguly wierne skopiowanie urzadzenia jest niemozliwe bowiem trzeba zastosowac inne dostepne elementy lub dedykowany uklad jest niedostepny. Trzeba zmodyfikowac i najlepiej ulepszyc oryginal.

W przypadku systemow automatyki warto "skopiowac" jeden z udanych nowoczesnych systemow cyfrowych, koncernow zachodu i inicjujac prace po wstepnym rozgryzieniu sprzetu ( adresy, protokoly... ) od razu tworzyc wlasny program, ktory w zarysach moze byc podobny jak oryginal.
Oczywiscie komputerami w systemie winny byc popularne PC XT / AT.
Za sama automatyke kupowana do statkow placimy milionami dolarow.  

 W 1978 roku roku emitowano znaczki  "Polska 10 potega gospodarcza swiata!"  Z gornikiem, hutnikiem, stoczniowcem... Dwa lata pozniej jawnie bylismy bankrutem i zebrakiem.
Trzeba wyciagnac z tego wnioski.

Praca fizyczna niczego sie juz nie osiagnie. Trzeba ruszyc glowa !
RE jest bardzo trudny ale nagroda za wysilek glowa jest duza !