Na specjalnych ekspozycjach p o d c z a s t e g o r o c z n e g o Con-sumer Electronics Show w Las Vegas prezentowano odtwa-rzacze ptyt DVD (digital versa-tile disc - ptyta cyfrowa do różnych zastosowań) produkcji firmy japońskiej i koreańskiej.
Już ponad rok temu strony bio-rące udział w konflikcie doty-czącym standardu ptyty kom-paktowej wysokiej gęstości i ptyty kompaktowej dla potrzeb video - pod naciskiem firm puterowych* - osiągnęły kom-promis, oszczędzając w ten sposób konsumentom koniecz-ności dokonywania wyboru między dwoma niekompatybil-nymi systemami.. Tak więc płytą DVD sta! się Super Den-sity CD firm Toshiba i Time Warner, po modyfikacji uwz-ględniającej pewne własności Multimedia C D zaproponowa-nego przez firmy Sony i Philips.
Mimo że nadal trwają dyskus-je dotyczące najlepszego spo-s o b u zabezpieczenia DVD przed piractwem, kilka firm ja-pońskich, koreańskich oraz europejskich zapowiedziało w p r o w a d z e n i e do sprzedaży płyty DVD-Video (do filmów) i DVD-ROM (gry video) przed końcem bieżącego roku.
Nie ulega wątpliwości, że ptyta DVD jest najważniejszym pro-duktem elektroniki powszech-nego użytku o d chwili wpro-wadzenia przed prawie dwu-dziestu pięciu laty kasety video. P o d o b n i e jak w przy-padku kasety video, ptyta DVD będzie stanowić domenę prze-mysłu japońskiego, a pozos-tałe kraje znajdą się w sytuacji obserwatorów. Eksperci twier-dzą, że w ciągu najbliższych 5...10 lat technologia DVD wy-prze kasetę video, płytę CD audio oraz CD-ROM.
Mimo że podstawowe
opraco-wania są dziełem firmy Toshi-ba, nową płytę p r o d u k o w a ć będą Matshushita, największy światowy producent elektroniki powszechnego użytku (łączą-cy firmy National, Panasonic, Technics i Quasar), Sony oraz Toshiba. Jednak nawet Mat-shushita nie będzie wytwarzać przetworników laserowych d o odtwarzaczy, prawdopodobnie ich produkcja zostanie prze-kazana firmie Sanyo, specjali-zującej się w przetwornikach do odtwarzaczy płyt kompak-towych audio oraz CD-ROM.
Sanyo opracowała nowy typ przetwornika z laserem na cie-ktym krysztale, który może być wykorzystany do współczes-nych ptyt CD oraz DVD, zawie-rający mniej podzespołów niż jakikolwiek inny współczesny przetwornik.
Firma Pioneer, światowy lider na rynku płyt kompaktowych 30-cm (wyprodukowai okoto 30000 tytułów') prawdopodob-nie skoncentruje się na pro-dukcji ptyt DVD 12-cm, które są wykonywane przy p o m o c y urządzeń zbliżonych d o wyko-rzystywanych przy produkcji płyt laserowych.
Oprócz firm japońskich nie-wielkie części rynku niewątpli-wie przejmą firmy koreańskie, jak Goldstar, holenderski Phi-lips i francuski SGS Thomson.
Zarówno Philips, sprzymierzo-ny z Sosprzymierzo-ny. oraz SGS Thomson (posiadający znaki firmowe RCA i GE), współpracujący z Toshiba, pracują od samego początku nad technologią DVD, są jednak silnie uzaieznione od swych japońskich współpra-cowników, którzy są posia-daczami patentów (okazuje się jednak, że właściciele praw patentowych gotowi są udzielić licencji za opłatą w wysokości 1.5% za każde urządzenie).
Płyty DVD i C D mają ze sobą wiele w s p ó l n e g o : identyczną średnicę 12cm, co sprawia, że wyglądają tak samo: wyko-rzystują tę samą optyczną technologię przechowywania informacji w postaci mikro-skopijnych zagłębień (szcze-gółowy opis technologii zamie-szczony został w numerze Elektor Electronics July-; Au-gust 1987, str. 39). Na tym jed-nak podobieństwa się kończą.
Minimalna d ł u g o ś ć zagłębie-nia płyty CD wynosi 0,83/jm, natomiast w przypadku DVD -0,4/jm. Daje to gęstość 6300 ścieżek •;crn w przypadku CD i 13400 ścieżek cm w przypad-ku DVD. Ponieważ szerokość powierzchni zapisu w y n o s i 3 3 m m , płyta C D zawiera okoto 20000m ścieżek, natomiast DVD - 44000 ścieżek. Odleg-łość między sąsiednimi ścież-kami wynosi 1 , 6 / j m w przypa-dku ptyty CD i 0,74^m w przy-p a d k u DVD. Płyta CD może pomieścić około 7x109 bitów, natomiast DVD - d o 38x109 bitów na warstwę (DVD posia-da dwie warstwy, na których można dokonywać niezależnie zapisu). Tak więc ptyta DVD może pomieścić 11 razy wię-cej informacji niż CD, mając p o j e m n o ś ć pozwalającą na umieszczenie na niej pełno-metrażowego filmu z wysokiej jakości o b r a z e m i cyfrowym dźwiękiem.
Pojemność płyty DVD można p o d w o i ć d o 17 Gigabajtów, wykorzystując obie warstwy znajdujące się po każdej z jej stron.
Ponieważ rozmiary zagłębień, rozmiary ścieżek i odstępy mię-dzy nimi są inne niż w przy-padku płyty CD. DVD wymaga stosowania innych laserów, pracujących z długością fali 780nm (podczerwień), podczas
gdy odtwarzacze CD są wy-posażane w lasery 635...650nm (czerwień).
Odtwarzacz DVD umożliwia błyskawiczny przesuw obrazu wstecz i do przodu.
W p o r ó w n a n i u z magnetowi-dem technologia DVD ma jed-ną wadę - ani DVD-video, ani DVD-ROM nie można nagry-wać. Eksperci przewidują jed-nak. że do końca stulecia za-równo DVD-video i DVD-ROM staną się d o s t ę p n e również w wersji d o nagrywania, Z punktu widzenia tech-nicznego już w chwili obecnej można w y p r o d u k o w a ć od-twarzacz płyt DVD z możliwoś-cią ich nagrywania. Niestety (albo na szczęście dla busi-nessu filmowego, któremu niemiła jest myśl, że kilku chłopaków może produkować w d o m u technicznie perfek-cyjne kopie filmów), zapisy-wanie obrazów analogowej telewizji w kodzie standardu MPEG, jak tego w y m a g a płyta DVD, oznacza konieczność posiadania rozbudowanych, a więc drogich układów elek-tronicznych. Prawdopodobnie ograniczy to przez najbliższe 10 lat wykorzystanie urządzeń zapisujących DVD do firm pro-dukujących nagrania i ewentu-alnie osób najzamożniejszych.
Inaczej niż w przypadku mag-netowidu, który powinien być kompatybilny z j e d n y m ze s t a n d a r d ó w (PAL, SECAM, NTSC) format DVD jest uni-wersalny. Ponadto technologia DVD jest zgodna z dzisiejszą technologią CD, przy zakupie odtwarzacza DVD nie trzeba więc pozbywać się wszystkich płyt CD audio i CD-ROM.
Więcej informacji na temat płyty DVD można uzyskać na stronie http://www.ima.org/
forums/imf/dvd/faq.htmi
* Firmy wywierające nacisk zapewne spodziewały się. i raczej słusznie, że prawdopodobieństwo wykorzystania nowej płyty kom-paktowej jako pamięci ROM w komputerowych zastosowaniach multimedialnych jest znacznie wyższe niż użycia jej jako medium dla holywoodzkiej produkcji filmowej.
E l e k t o r 1 0 / 9 6
SZYBKIE przygotowy-waniu prototypów (ang. rapid prototyping) w chwili obecnej, w oparciu o dane uzyskane w procesie CAD inżynierowie mogą otrzymać trójwymiaro-wy model fizyczny projekto-wanego elementu w ciągu kil-ku godzin od zakończenia procesu projektowania.
Podstawową korzyść stanowi to, że model odpowiada do-kładnie projektowi - nie zostai
„udoskonalony" przez mode-larza lub wykonawcę formy.
Model ten można obejrzeć i dotknąć, ale - co najważniej-sze - wykorzystać jako wzo-rzec do opracowania techno-logii wykonania. Obecnie pod-daje się badaniom i opracowu-je bardzo wiele takich techno-logii.
Obniżanie kosztów
Opracowywane technologie wytwarzania konkurują z tra-dycyjnymi dzięki swemu niż-szemu kosztowi i mniejszym rozmiarom urządzeń. W efek-cie systemy szybkiego przy-gotowywania prototypów i wy-twarzane przy ich wykorzysta-niu modele pozwalają na skró-cenie czasu między projekto-waniem a produkcją, obniża-jąc koszty wykonania modeli i w ten sposób podnosząc zyski, jakość i konkurencyj-ność.
Drążenie elektroerozyjne wy-korzystywane jest od czasów drugiej wojny światowej do wykonania zagłębień trudnych do wykonania lub wręcz nie-wykonalnych w inny sposób.
Zarówno narzędzie jak i obra-biany element muszą być przewodnikami elektryczności.
Podczas procesu między na-rzędziem a elementem, zanu-rzonymi w nieprzewodzącym ptynie, powstaje kilka wyłado-wań. Narzędzie i obrabiany element topią się lokalnie w miejscu uderzenia iskry, po-wierzchnie ulegają erozji, a jej produkty są usuwane z obsza-ru roboczego. Zużycie obra-bianego elementu jest
znacz-nie wyższe niż zużycie narzę-dzia.
Narzędzie (elektroda) jest w sposóbb kontrolowany do-suwane do obrabianego ele-mentu do moele-mentu uzyskania w nim wgłębienia zbliżonego kształtem do elektrody. Pro-ces taki trwa dłużej niż w przy-padku zastosowania tradycyj-nej obrabiarki sterowatradycyj-nej nu-merycznie. Ostatnie postępy w dziedzinie obróbki elektro-erozyjnej oraz fakt, że obra-biarka taka może pracować bez nadzoru, a więc także w nocy, powodują coraz szer-sze stosowanie tej techniki.
Niedoskonałości
Główną wadą technologii elek-troerozyjnej jest to, że przed przystąpieniem do właściwej obróbki należy wykonać trady-cyjnymi technikami elektrodę, najczęściej miedzianą lub gra-fitową. Jeśli technologia elek-troerozyjna ma stać się konku-rencyjna w stosunku do in-nych, niezbędne są szybsze technologie wytwarzania elek-trod.
Wykorzystując techniki galwa-niczne można bezpośrednio uzyskać galwanicznie proto-typ lub model-matkę. Na mo-del-matkę nakładana jest na-stępnie galwanicznie warstwa miedzi grubości 2...3mm.
Po-wstała w ten sposób powłoka miedziana może być odpo-wiednio zamocowana i wyko-rzystana jako elektroda.
W procesie takim uzyskuje się elektrody wysokiej jakości, do-tyczy to jednak jedynie bardzo dużych elektrod lub elektrod 0 bardzo złożonych kształ-tach. Prace nad galwanicz-nym pokrywaniem do celów szybkiego przygotowywania prototypów prowadzone są w uniwersytetach w Warwick 1 w Nottingham.
Od pewnego czasu dostępne są następujące termiczne tech-niki natryskowe: natryskiwanie łukowe, natryskiwanie plaz-mowo-łukowe, natryskiwanie z łukiem przenoszonym, pal-nik tlenowy wysokiej szybkoś-ci. W każdej z tych technologii materiał ulega stopieniu i roz-pyleniu, po czym jest unoszo-ny z dużą szybkością w kierun-ku podłoża, do którego jest wiązany. Drogą kolejnych na-kładań można w ciągu kilku godzin uzyskać warstwę o gru-bości kilku mm.
Wykorzystanie komercyjne Istnieje możliwość położenia cienkiej warstwy miedzi na ter-micznie stabilny model uzys-kany w procesie szybkiego przygotowywania prototypu.
Nakładanie to jest procesem
szybkim (kilka minut), nieste-ty, uzyskiwana w ten sposób powłoka jest stosunkowo sła-ba i ulega sła-bardzo szybko erozji, ze względu na porowa-tość, utlenianie. Problem ten rozwiązała niedawno Warwick Manufacturing Group, a dalsze postępy na tym polu powinny pozwolić na komercjalizację tej techniki.
Szczególnym optymizmem napawa to, że koszt urządzeń do natryskiwania łukowego jest stosunkowo niski, co ot-wiera przed niewielkimi firma-mi możliwość produkcji elek-trod do elekelek-trodrążarek. Odle-wanie elektrod jest korzystne przy produkcji elektrod o złożo-nym kształcie. Szczególnie wy-godne jest .w tym przypadku odlewanie metodą traconego wosku, która jest jedną z naj-starszych technologii wykony-wania elementów metalo-wych. Przy odlewaniu metodą traconego wosku na model nakładana jest powłoka cera-miczna, Następnie model jest wytapiany, a do powłoki cera-micznej wlewana miedź. Po jej zastygnięciu powłoka jest zdej-mowana z odlanej elektrody.
Jeśli potrzebna jest większa liczba elektrod, model uzyska-ny w procesie szybkiego pro-totypowania służy do wykona-nia formy z żywic, do której
płynny materiał ścieżka wyładowania i pęcherzyk
elektrody rozpylone cząstki
- r
+ i powietrze
dodawanie drutu metalowego
1 i
układ regulacji serwomechanizmem
I
sterowanie posuwu narzędzia
Elektor 10/96
53
Wiadomości
można wlewać bądź wtryski-wać wosk. Uzyskane w ten sposób w odpowiedniej liczbie odlewy woskowe wykorzystu-je się do wykonania elektrod metodą traconego wosku.
Przeprowadzone w Warwick Manufacturing Group badania wykazały, że technologia odle-wania umożliwia przystąpienie do produkcji elektrod w ciągu zaledwie dwóch tygodni.
Amerykańska firms Kettool Inc. wytwarza elektrody posłu-gując się technologią metalur-gii proszków {elektrody spie-kane). Nadwymiarowy model służy do wykonania formy epoksydowej. Forma jest nas-tępnie napełniania mieszaniną sproszkowanej miedzi i wolfra-mu poddawana działaniu ciś-nienia. dając surową -prasów-kę. Prasówka jest następnie nasycana miedzią.
Wielokrotne elektrody Firma Keltool utrzymuje, że w wyżej opisany sposób mo-gą być wykonywane dokład-ne elektrody, lepsze niz ich grafitowe odpowiedniki. Po-nieważ elektrody są wykony-wane w formach, istnieje możli-wość produkowania ich w więk-szej liczbie.
Instytut Danish Technical Insti-tute w swym raporcie na temat szybkiego wytwarzania elek-trod do drążarek elektroero-zyjnych stwierdza, że wykona-ne w nim elektrody działały w sposób zadawalający.
Uniwersytet Warwick w naj-bliższej przyszłości prowadził będzie badania nad elektroda-mi spiekanyelektroda-mi. Czas od otrzy-mania modelu d o wyproduko-wania elektrody w przypadku tej technologii wynosi jeden tydzień.
Szybkie przygotowywanie pro-totypów jest stosunkowo nową techniką, która diametralnie zmieni obraz działalności inży-nierskiej. Część ze wspomnia-nych technik nie została jesz-cze w pełni przetestowana lub wymaga dalszego rozwoju, jest jednak oczywiste, że w przyszłości będą w sposób intensywny wykorzystywane.
Jest mało prawdopodobne, by któraś z nich zajęła uprzy-wilejowane miejsce, ponieważ
każda posiada specyficzne zalety i ograniczenia.
OCHRONA ZASILANIA W każdej chwili na świecie sza-leje około 2000 burz o zróżnico-wanym natężeniu. Każdego ro-ku tylko w USA ma miejsce 40 milionów wyładowań atmosfe-rycznych. Przepływający pod-czas uderzenia prąd ma natę-żenie często przekraczające 10000A, a temperatura w jąd-rze błyskawicy sięga 5000CPC.
Ogromna moc uwalniana w ta-kich przypadkach może powo-dować bardzo poważne uszko-dzenia drzew, budynków, sys-temów telekomunikacyjnych i sieci energetycznej.
Jest oczywiste, że sprzęt za-wierający mikrokomputery ze swymi malutkimi układami i wrażliwym oprogramowa-niem może zostać bardzo po-ważnie uszkodzony - łub na-wet całkowicie zniszczony - i to nawet nie przez udary związa-ne z tak ogromną mocą, ałe po prostu na skutek zakłóceń za-silania spowodowanych przez burze
Nie tylko burze są potencjal-nym wrogiem jakże wrażli-wych systemów elektronicz-nych, znajdujących się teraz na całym świecie - są nimi tak-że huragany i dutak-że opady śniegu, często uszkadzające siec energetyczną. Nawet w środowiskach miejskich po-myłka człowieka móże być przyczyną równie katastrofal-nych skutków. Typowe przy-kłady to gwałtowne przełącze-nia układów mocy lub robotni-cy budowlani uszkadzająrobotni-cy kable.
Zakłócenia zasilania sieciowe-go mogą mieć kilka form: cał-kowity brak napięcia; chwilo-we zaniki mogące spowodo-wać uszkodzenia; impulsy spo-wodowane przez wyładowa-nie atmosferyczne lub włącze-nie bądź wyłączewłącze-nie urządzeń elektrycznych dużej mocy. jak silniki czy spawarki. Udary wy-stępują wtedy, gdy gwałtownie wzrasta obciążegwałtownie sieci -np. po zakończeniu cieszącej się ogromnym
zainteresowa-niem transmisji telewizyjnej z zawodów sportowych włą-czanych jest milion żarówek i czajników elektrycznych. Za-niki zasilania mogą być powo-dowane przez małe zwierzęta, które dostając się do transfor-matora lub aparatury rozdziel-czej powodują zwarcie. Na szczęście robią to zazwyczaj tylko raz!
Przyczyny naturalne Rozmiary skutków klęsk ży-wiołowych w systemach zasi-lania ukazuje statystyka ener-getyki brytyjskiej z lat 1987-88.
W południowo-wschodniej An-glii wypadkowy czas braku za-silania spowodowany przez wszystkie czynniki wyniósł w ubiegłym roku 94 minuty.
W latach 1987-88, kiedy nad tą częścią Wysp Brytyjskich przeszedł huragan, czas ten wyniósł 1266 minut
Aby chronić się przed tego ro-dzaju sytuacjami opracowano urządzenia podtrzymujące za-silanie, tzw. UPS. W uproszcze-niu UPS jest elementem znaj-dującym się między gniazdem sieciowym a zasilanym urzą-dzeniem, który przetwarza pięcie sieciowe na stałe, a na-stępnie napięcie stałe na zmienne, zasilające obciążenie.
Nowopowstała firma brytyjska dostarcza wyjątkowej klasy usług w zakresie zabezpie-czeń przed ewentualnymi nie-domagamami zasiiania. łą-cząc wiedzę dwóch firm już dobrze znanych w tej dziedzi-nie. Powstała w 1984 roku fir-ma Universai Power Systems, znajdująca się w Loughbo-rough rozszerzyła zakres swej działalności fącząc się z firmą Savin UK z sąsiedniego Bur-ton-on-Trent, założoną w 1990 roku i specjalizującą się w och-ronie sprzętu mikroprocesoro-wego.
Systemy ochrony
Wśród klientów firmy UPS znaj-dują się: Pałac Buckingham.
Windsor, którym chodzi o za-bezpieczenia odgromowe, jak również poważne instytucje fi-nansowe z londyńskiego City.
Sprzęt firmy UPS zabezpiecza ' także najważniejsze
telekomu-nikacyjne instalacje
brytyjskie-go Ministerstwa Obrony, szpi-tale, lotniska, koleje, firmy zaj-mujące się gospodarką wod-ną, centra handlowe, systemy przechowywania informacji Mu-zeum Alberta i Wiktorii w Lon-dynie oraz sekcję publikacji technicznych British Ubrary.
Firma UPS zajmuje się rów-nież ochroną systemu kompu-terowego portu Feiixstove na wschodnim wybrzeżu, który obsługuje około 16 statków dziennie i ponad milion konte-nerów rocznie. Ochrona przed zanikami zasilania dotyczy nie tylko bardzo kosztownej ob-sługi statków, ale także innych związanych z portem instytu-cji. jak Urząd Celny Jej Kró-iewskej Mości, Port Health Authority, agencje i policja portowa.
Oferta
Firma UPS dostarcza zabez-pieczeń dla systemów zasila-nia w zakresie mocy od 250VA d o 500kVA zarówno prądu stałego jak przemiennego.
Urządzenia podtrzymujące za-silanie mogą mieć różne for-my. Najprostsze z nich to sys-temy off-line zapewniające och-ronę tylko przed mikrosekun-dowymi przerwami.
Układy sychronizujące wcho-dzące w skład UPS umożliwia-ją tzw. aktywny stan standby, który zapewnia minimalne przesunięcia fazowe dostar-czanego napięcia. System in-terakcji z siecią jest również systemem off-line, ale zapew-nia utrzymanie wysokich na-pięć.
Technologia on-line lub pracy ciągłej polega na przetworze-niu napięcia sieciowego na napięcie stale i ponownie na napięcie zmienne, zapewnia-jąc stałe parametry tego ostat-niego bez względu na zakłó-cenia napięcia sieci. Akumula-tory wykorzystywane są tylko w przypadku całkowitego za-niku napięcia sieci.
Ostatnią nowością oferowaną przez firmę UPS jest możli-wość taniego krótko- lub dłu-goterminowego wynajmu urzą-dzeń, co pozwala uzyskać za-bezpieczenie zasilania bez ko-nieczności ponoszenia poważ-nych wydatków.
5 4 Elektor 1 0 / 9 6