1. No category

Medlemsblad för Svenska elektro- och dataingenjörers riksförening
nr 3 /JUNI /2012
Detta nummer av Elteknik distribueras endast elektroniskt
INNEHÅLL
1 SERs nyvalde orförande har ordet 2 Årsmötet 19 april | Sakernas Internet 3 Årets Elektro100-stipendiat | Antenndesign för Suaineadh och raketen Rexus 12 6 Grimetons långvågsradiostation och ubåtskommunikation 8 SER intressegrupper – SIG | Högskoleutbildningen
SERs nyvalde orförande har ordet
Jag är uppvuxen i Stockholms södra skärgård på ön Muskö, som på
den tiden var militärt skyddsområde. I fjärde klass startade jag mitt liv som föreningsmänniska genom att gå med i elevrådet. Sedan dess har jag varit aktiv
nästan hela tiden vid sidan av mina studier eller jobb. I gymnasiet gick jag på
elektronikprogrammet och utbildade samtidigt gymnasielever i elevinflytande
på uppdrag av Nynäshamns kommun. Högskolan var KTH Kista där jag läste
datateknik med inriktning mot datornätverk. Samtidigt var jag sektionsordförande för en av THS största sektioner under 2,5 år. Under tiden jag studerade på
KTH var jag också aktiv i arbetsmarknadsgrupper och i andra sammanhang.
Nu arbetar jag som IT-chef hos en internetleverantör, Fiber Direkt AB, som
kopplar upp företag i Stockholms innerstad i 100 eller 1000 Mbit. Fokusering
­ligger på extrem upptid, kvalitet i alla led och fantastisk kundservice.
SER har i vår
valt ny ord­
förande efter
Karl-Erik
Olofssons fyra
engagerade år.
Men Karl-Erik är
kvar i styrelsen
och fortsätter
med arbetet
att driva SERs
utveckling
framåt.
SER har under året innan jag klev in skapat en utvecklingsplan vad arbetet framöver ska foku-
sera på. Mitt uppdrag är att vara spindeln i nätet och stödja föreningen att lyckas med dessa mål.
Vi kommer under 2012/2013 att satsa på:
n
n
n
n
n
n
n
*www.ted.com
ER-kanalen där vi via inspelade seminarier/föredrag (tänk TED*) förmedlar
S
kunskap mellan lärosäten och våra medlemmar.
SER ska ta rollen som remissinstans inom särskilda intressegrupper.
SER ska hjälpa lärosäten att få kontakt med industrin och på så sätt förbättra utbildningarna.
SER ska från och med 2013 dela ut ett SER-Prize till någon som bidragit till smart och hållbar samhällsutveckling för Sverige.
SERs mentorprogram fortsätter på Chalmers och KTH enligt fastställd plan.
SER kommer i september 2012 vara värd för EURELs General Assembly (GA).
EUREL är paraply­organisation för elektroingenjörsföreningar i Europa.
SER kommer också under hösten vara värd för finalen inom EURELs International
Management Cup 2012. Finalen äger rum i Stockholm men pris­SER
utdelningen sker i Uppsala i samband med EURELs GA.
106 12 Stockholm
Jag ser fram emot utmaningen det innebär att vara ordförande
och jag hoppas på en bra dialog med er medlemmar.
Ha en riktigt skön sommar!
N I KLAS HAG MAN ordförande, [email protected]
tel: 08-796 66 44
[email protected]
Besök oss på:
www.ser.se
Ansvarig utgivare:
Niklas Hagman
Redaktör:
Susanne Gester
Bli vän med SER på Facebook!
Följ länken www.facebook.com/gotoSER
Årsmötet 19 april
Årsmötet ägde i år rum på KTH, Campus Valhallavägen. Mötets ordförande Karl Erik Olofsson hade
sammanfattat verksamhetsåret 2011. Där framgick att SER var arrangör av EUREL-seminariet Nanotechnology and Embedded Electronic Design i Göteborg samt att studenter deltagit i de båda EURELevenemangen Young Engineers Seminar i Bryssel och i företagstävlingen IMC2011. Mentorprogrammen
fortlöpte på CTH och KTH. Dessutom deltog SER på Date-IT (CTH) samt på Mastermässa (KTH).
Margaretha Eriksson valdes till President i EUREL i samband med GA (General Assembly) i Gdansk,
Polen. Karsten F Larsen fortsatte efter GA som ledamot i Executive Committee efter att tidigare varit ordförande. Ekonomiresultatet blev som förväntat negativt för 2011. Mötet beviljade styrelsen ansvarsfrihet.
Nya styrelsen och övriga funktioner
Till ny ordförande valdes Niklas Hagman. Övriga ledamöter: Alexander Witte,
Niklas
Hagman
Dan
Fahrman
Carl Bagge, Erik Trybom, Henrik Svensson, Jörgen Blennow, Karl Erik Olofsson, Mats
Brorsson, Robert Wikander, Sara Berglund, Sten Jacobson och Johannes Nordkvist
(teknologrepresentant). Dessutom valdes Dan Fahrman, Senior Advisor på Ericsson
­Multimedia ­Products, till suppleant i styrelsen.
Revisorer: Lars Olsson och suppleant Jan Blix. Valnämnd: Gunnar Asplund, Mikael
­Stenelund, Torbjörn Johnson samt de nyvalda Bengt Magnhagen och Madeleine Bengtsar.
Därefter utdelades SERs Elektro100 resestipendium för första gången. Stipendiet instiftades i
samband med Konglig Elektrosektionens 100-årsjubileum på KTH i november 2010 och årets stipendiat
är KTH-teknologen Fredrik Rogberg. Han har deltagit i byggandet av en modul (för insamling av data)
som monterats på en raket, uppskjuten vid Esrange, Kiruna.
De sista punkterna på agendan behandlade förslag till profil för SER, lägesrapport för SERs utvecklingsprogram samt förslag till utformning av ett SER Prize.
Verksamhetsberättelse och årsmötesprotokoll finns på www.ser.se under föreningen/protokoll
(kräver inloggning).
SUSAN N E G ESTE R
kansliet, [email protected]
Sakernas Internet
Efter årsmötet fick vi höra Kristina
Höök berätta om Internet of Things.
Sakernas Internet eller Internet of Things
(IoT) är ett av de hetaste teknikområdena
under 2012, enligt analysföretaget Gartner.
Kristina Höök är professor vid Institutionen för
data- och systemvetenskap (DSV) vid Stockholms
universitet/KTH samt chef för det nystartade
centret för Internet of Things vid SICS.
Framtidens Internet beskrivs ofta som
den ökande andelen uppkopplade föremål omkring oss. Internet utökas med allt fler uppkopplade föremål. Än så länge ser vi bara början av den här utvecklingen enligt SICS och Sakernas Internet har ännu
inte trängt in i vår vardag, men allt fler användningsområden testas för tekniken och år 2020 räknar man
med att det finns 24 miljarder uppkopplade prylar. Hälften av dem väntas kommunicera via mobilnäten,
resten via wlan och andra kommunikationslösningar.
2
”Sverige behöver ha en stark vision och en
­målmedveten satsning för hur vi kan använda
det framtida Internet of Things” säger Kristina.
”Så varför inte fokusera på konsumenterna? Det
vore radikalt annorlunda än den vanliga teknikfokuseringen. I Sverige har vi ju också en tradition att sätta
människan i fokus.”
Sakernas Internet är redan här: plastkort som biljetter i lokaltrafik, mp3/iPod-spelare anslutna till
Internet, avläsning av information på biljetter, spåra
hunden med GPS. Kombinationerna med mobiler
och sensorer som kommunicerar via ”molnet”. Nya
spännande möjligheter för spel, lek, konstupplevelser
och rekreation.
Årets Elektro100-stipendiat
Fredrik Rogberg, studerande vid elektroprogrammet KTH, fick
motta stipendiediplomet vid SERs årsmöte den 19 april. Fredrik berättade
också kort om projektet Suaineadh, ett delprojekt i ”Rexus/Bexus – Rocket
and Balloon Experiments for University Students” som han deltagit i. Här
följer en utförligare rapport om arbetet med antenndesignen i projektet som
­Fredrik deltog i.
Fredrik Rogberg
Antenndesign för Suaineadh och raketen Rexus 12
Vi blev tillfrågade under vår antennkurs att göra en antenn för raketprojektet Rexus12.
Gruppen som frågade oss tillhörde delprojektet Suaineadh och deras mål var att skjuta ut en modul från
främre delen av raketen och låta den snurra ute i ett mikrogravitationsförhållande. Modulen vecklade ut ett
nät med mätare i ändan som mätte och lagrade data, vinkelfrekvens och acceleration. Till detta behövdes
en specialdesignad antenn som kunde skicka över data på 2 frekvenser godkända av PTS, 915 MHz och
5,6 GHz.
Fas 1 – Design
Uppgiften var att designa en antenn som skulle utstråla så mycket och så starkt som möjligt samti-
digt som den skulle tåla extrema temperaturskiftningar. Vi bestämde oss för att
designa en så kallad patchantenn. Antennen designas på ett substrat och är
på det sättet inte känslig för att brytas eller böjas vilket skulle ändra antennens
karaktäristika. Substratet tillverkas av Rogers, som också är expert inom rymdindustrin, så konstruktionen har redan prövats vid skiftande extrema väderförhållanden. Samtidigt så strålar en cirkulär patchantenn väldigt brett, så det blev
det bästa alternativet.
Ett typiskt strålningsdiagram för en patch­
antenn.
Vi designade och positionerade ett antal cirkulära patchantenner med cirkulär
polarisation, 8 på modulen som skickades ut och 4 st på främre delen av rake-
3
ten. Resultat från simuleringen gav en rundstrålande ganska heltäckande design med en bra gain. Då en
patchantenn är lätt att anpassa var den självklart anpassad till 50 ohm för att matcha en standard koaxialkabel så bra som möjligt.
Fas 2 – Praktiska tillämpningar
När vi presenterade antennerna för projektet frågade vi om vi kunde få ansluta oss till gruppen
Suaineadh. Då insåg vi att det kunde bli platsbrist på modulen där även annan utrustning skulle få plats.
Vi ville ju inte heller störa fjädermekaniken som skulle skjuta ut modulen.
Tyvärr visade det sig att antennen för 915 MHz var för stor och inte fick plats,
varför vi var tvungna att hitta en ny lösning.
Simulerade strålningsdiagrammet för vår
nya antenn.
Det blev då en antenn som var designad på ett substrat i en sorts figur så den
kunde vara mindre än standardlängden för en dipol (halv våglängd) men samtidigt approximera sig så bra som möjligt till ett typiskt strålningsdiagram hos en
dipol.
Dessvärre var den nya designen för 915 MHz antennen designad för inomhusbruk så vi måste förstärka den genom att separera jord och ledande elementet ovanpå substratet med
rohacell. Rohacell är ett fast ämne som har ett permitivitet (Epsilon) nära luft.
Fas 3 – Konstruktion
Materialet som användes för att bygga dessa antenner är mycket dyrt. Efter att ha förhandlat med
olika antenndistributörer fick vi ett pris på runt £ 700 per antenn. Detta var för mycket för vår budget som
till stor del bekostades genom sponsring.
Tack vare att Rogers hade ett studentprogram som erbjöd gratis substrat till studentprojekt och genom
en generös sponsring av Rohacell kunde vi få vårt material för att äntligen konstruera vår antenn.
Till hjälp använde vi oss av MÖKA, ett mönsterkortslabb på KTH som har maskineri för att etsa antenndesignen på substratet. Resultatet blev 4 st cirkulära patchantenner med cirkulär polarisation och 4 st
approximativa dipolantenner där båda uppfyllde kraven på den mekaniska konstruktionslängden på max
40 × 40 ×10 mm.
Tyvärr skulle det kosta för mycket att köpa så många splitters så vi fick nöja oss med enkel polarisation.
Resultat
4 st 915 MHz antenner med en bandbredd på ca 7 Mhz.
Bandbredden är räknad med riktlinjerna att reflektionen på kabeln
(S11-värdet) är mindre än –10dB.
Antennen är matchad mot en koaxialkabel med 50 ohms impedans och
har en gain på ca –4 dBi.
Substrat: Rogers 4360 Epsilon 6.15
Bilden visar det uppmätta S11-värdet
från vår 915 MHz-antenn. Vid 917 MHz
ligger det på ca –18 dB
4 st 5,6 GHz Antenner med en bandbredd på ca 200 MHz.
Antennerna är matchade mot en koaxialkabel med 50 ohms impedans
och har en gain på ca +8 dBi
Substrat: Rogers 6002 Epsilon 2,94
4
Vi hade en antenn av vardera frekvensen på modulens fram- och baksida samt
två antenner av vardera frekvensen på två motstående sidor av raketens främre del:
n 5,6 GHz-antennen är den cirkulära patchantennen
n 915 MHz-antennen är antennen med den spiralliknande formen.
Modemet sände ut 30dB dvs 1 W i enlighet med PTS krav. Ett minimikrav för antennerna var att kunna sända och ta emot signal över att avstånd av 400 meter. Vi räknade med hjälp av Friis formel en så kallad linkbudget och kom fram till att signalen
vid ett avstånd på 400 meter var ca –67 dBm vilket inte borde vara något problem
då ­modemets känslighet att uppta signal var –97 dBm.
Uppskjutning
19 mars 2012 klockan 15:05 svensk tid sköts raketen upp från Esrange.
Till vänster modulen som
skulle skjutas ut och till
höger framdelen av raketen
Rexus 12.
Raketen nådde en höjd på ca 87 km.
Fyra foton tagna från
kameror ­placerade på
modulen som sköts ut.
Kamerorna är placerade
med 90 graders separation från varandra.
Här kan man identifiera
raketen. Lite till höger
om den kan man se något
som vi tror är motorn.
Medlemmarna i gruppen Suaineadh
Thomas Sinn/projektledare, Malcom McRobb/mekanik, Adam Wujek /elektronik,
Jerker Skogby/elektronik, Fredrik Rogberg/antenner och Junyi Wang/antenner.
Vi vill också passa på och tacka våra lärare: Peter Fuks och Anders Ellgardt som har hjälp oss under hela
året med både konstruktion och olika ingenjörsmässiga problem som vi stött på.
Mer information om Rexus-experimentet på: www.rexusbexus.net
och om Suaineadh och projektets deltagarna på: http://suaineadh.blogspot.se/
FR E DR I K ROG B E RG
studerande vid elektroprogrammet KTH, [email protected]
5
Grimetons långvågsradiostation och
ubåtskommunikation
SER och systerföreningen TFF bjöd in till denna
föredragskväll 15 mars.
Carl-Henrik Walde berättade för ett 50-tal mötesdeltagare om världs-
arvet Grimetons långvågsradiostation och om den ubåtsradiokommunikation som räddade sändaren åt eftervärlden.
Carl-Henrik med ett förflutet inom försvarsmakten med inriktning radiokommunikation levandegjorde den intressanta bakgrunden till detta
enda världsarv som har anknytning till radioområdet. Det finns endast
en förelektronisk storradiostation bevarad som dessutom, komplett med
ursprunglig antenn, är i mycket gott skick och körklar, Grimeton strax
utanför Varberg.
Svenskamerikanen Ernst Alexanderson konstruerade i början av
1900-talet elektromekaniska alternatorer för långväga radiokommunikation med telegrafi.
Carl-Henrik Walde,
KTH (F) kurs -53, var
marinen och försvarsmakten trogen under
ett halvsekel, dvs.
under hälften av den
tid det funnits radiokommunikation, ett område som på senare
år utvecklats formidabelt. Han var överingenjör och byråchef på Kungl. Marinförvaltningen och på Försvarets materielverk
där man ofta fick hålla på med gammal
(och beprövad) teknik och materiel; den
i särklass äldsta produkten var en riktigt
gammal och mycket kraftig långvågsradiosändare.
Den tidiga radiotekniken byggde på olika metoder att alstra radiovågor:
n
n
n
n
Gnistsändare, som utnyttjade den gnista som uppstår i luften mellan två elektroder med hög
s­ pänningsskillnad som ligger på lämpligt avstånd
Ljusbågssändare, som utnyttjar en kontinuerlig men varierad ljusbåge mellan två elektroder
lektromekaniska sändare, som alstrar en spänning med en viss frekvens som läggs ut på en antennE
tråd i luften. Denna typ av sändare, alternatorer, konstruerades av Graf Arco och Slaby, BethénodLatour, Goldschmidt och inte minst svensken Alexanderson
enare kom rörsändare som alstrade den radiofrekventa signalen i ett vakuumrör av glas, och som
S
under senare delen av 1920-talet successivt ersatte de tidigare mera ”primitiva” sändartyperna.
Det var en utrustning av elektromekanisk typ som Kungl. Telegrafstyrelsen på 1920-talet installerade på
Varbergs radiostation i Grimeton. Utrustningen utgjordes av två alternatorsändare tillsammans med en två
kilometer lång antennanläggning. Sändaren med anropssignal SAQ var avsedd för transatlantisk trafik.
Radiostationen invigdes 1925 men redan efter något decennium hade kortvågen (med rörsändare)
börjat ta över sådana radioförbindelser och efter andra världskriget hade denna ”långa” långvåg förlorat
sin kommersiella betydelse.
Långvågssignalerna kunde dock tränga ner i vatten och det räddade sändaren med antennsystem i Grimeton eftersom marinen fortfarande behövde den för trafik till ubåtar i undervattensläge. En sändare skrotades 1962, men en behölls för marinens behov i Kattegat och Skagerack. 2004 blev Grimeton världsarv.
Det finns en video på Youtube från Sveriges Television som berättar om radiostationen Grimeton:
www.youtube.com/watch?v=-G-siA79K4E
Vänföreningen Alexander som driver stationen i dag ordnar studiebesök, visningar och sändningar
under sommaren – ett bra och intressant utflyktsmål för alla tekniker, stora som små!
6
Ubåtskommunikation
Ubåtskommunikation skedde från sändaranläggningar på flera platser i landet, bland annat för
Östersjön, samt Grimeton för Västerhavet.
För ubåtsunika radiosystem för längre avstånd används långvåg fån land till ubåt i u-läge från och med
andra världskriget eller eventuellt tidigare. Från ubåt till land användes kortvåg med snabbsändning från
slutet av andra världskriget.
Vid långvågskommunikation med mycket långa våglängder,
ELF, beror möjligt djup för mottagning av radiofrekvens, sändareffekt och antennverkningsgrad, avstånd från sändaren och
vattnets salthalt, överföringskodens effektivitet, informationsöverföringshastighet samt prestanda för ubåtens antenn och
radiomottagare.
För snabbsändning över kortvåg från ubåt till land gäller att
sändarantennen ska vara över vatten kortast möjliga tid och att
antennavstämning sker radiotyst och ljudlöst. Det krävs hög sändareffekt (kortvarig) och strukturerad mottagarkedja, diversitet
ELF och VLF kommunikation med ubåtar.
och redundans samt snabb och säker vidarebefordran av mottagna meddelanden. Det krävs också flexibel frekvenshantering
med vågutbredningsprognoser och för vågutbredningen lämpad datahastighet. Signalbehandlingen ska
vara felkorrigerande genom effektiva koder, inga stereotypa meddelanden, snabbt och säkert kryptosystem samt kvittens på att meddelanden har gått fram.
Andra svenska stationer för långvågskommunikation från tidigt 1900-tal var
Karlskrona gniststation med signalen GSK som öppnade den 24 maj 1909 och 1 april 1913 fick
­Sveriges första internationella stationssignal SAA. Sändarutrustningen var från AEG
Karlsborg Radio med 80 kW gnistsändare från 1917/18 – SAJ –som kallades för Europas väckar­klocka då den började sända (och störa!) tidigt på morgonen. Karlsborg radio var i mycket en ”tvilling” ­
till ­Grimeton med tidig långvågstrafik och senare kortvågssändare.
Den som vill veta mer om långvågskommunikation hittar intressant information på
n
n
w
ww.grimetonradio.se (SAQ)
h
ttp://web.tiscali.it/vlfradio (allmänt)
n
w
ww.alexander.n.se (Vänföreningen Alexander)
Referat av KAR L E R I K OLOFSSON styrelsemedlem, [email protected]
Två kilometer antenn med sex 127 meter höga torn
och sex vertikala ledare som antennelement.
Linjeförman Albert Nilsson övervakar de
två alternatorerna, ca 1951.
7
SER intressegrupper – SIG
SER ska som förening delta i samhällsdebatten, vara remissinstans och driva teknikutvecklings-
och kompetensfrågor. SER har en stor bredd av teknisk sakkunskap och erfarenhet i medlemsleden som
vi gärna vill ta tillvara på. Vår strävan är att verka för ett hållbart samhälle genom de kanske intressantaste
teknikområdena idag och i framtiden.
Vill du ta del i detta arbete och påverka utvecklingen genom att:
n
n
idra med debattartiklar (exempelvis SER-krönikan i Elektroniktidningen)
b
medverka i utvecklingsaktiviteter eller annat
är du välkommen att ingå i någon av dessa speciella intressegrupper SIG som nu föreslagits:
Energifrågan
n
Följa och påverka hur vi kan skapa förutsättningar för en hållbar utveckling genom rationell ­
produktion, överföring och användning av olika energislag.
e-fordon
n
Följa och påverka utvecklingen inom elfordonsområdet.
Elektronisk miljö
n
Electronic Environment, omfattar frågor kring EMC, ESD mm.
Kompetensutveckling elektro
n
Påverka hur kompetensutvecklingen inom elektroområdets olika discipliner drivs så att Sverige
behåller och stärker sin konkurrenskraft.
Hållbar utveckling (inkl. IT)
n
Hur kan vi ta tillvara ny teknik och framförallt IT-lösningar för att åstadkomma en hållbar
samhällsutveckling?
Är du intresserad att delta i någon av dessa SIGar, meddela oss genom [email protected] eller till [email protected]!
Hör även av dig om du har förslag på andra ämnesområden som lämpar sig för en SIG!
Högskoleutbildningen
SER har nominerat arbetslivsrepresentanter till Högskoleverkets utvärdering av
högskole­utbildningen.
SER strävar efter att utöva ett inflytande genom att bl.a. vara remissinstans och driva teknikutvecklingsoch kompetensfrågor. Ett aktuellt exempel på detta är att föreningen nominerat att antal kandidater till
utvärdering av högskoleutbildningen 2012–13 (omgång 4). HSV kommer under juni att utse de arbetslivsrepresentanter som ska medverka i utvärderingsgrupperna. Arbetet kommer att pågå fram till juni
2013.
Bli medlem i LinkedIn-gruppen SER!
www.linkedin.com/groups?gid = 3321014
8