Jag är uppvuxen i Stockholms södra skärgård på ön Muskö, som på

Transkript

1 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 ordförande 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 fokusera 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 SER-kanalen där vi via inspelade seminarier/föredrag (tänk TED*) förmedlar * kunskap mellan lärosäten och våra medlemmar. n SER ska ta rollen som remissinstans inom särskilda intressegrupper. n SER ska hjälpa lärosäten att få kontakt med industrin och på så sätt förbättra utbildningarna. n SER ska från och med 2013 dela ut ett SER-Prize till någon som bidragit till smart och hållbar samhällsutveckling för Sverige. n SERs mentorprogram fortsätter på Chalmers och KTH enligt fastställd plan. n SER kommer i september 2012 vara värd för EURELs General Assembly (GA). EUREL är paraply organisation för elektroingenjörsföreningar i Europa. n SER kommer också under hösten vara värd för finalen inom EURELs International Management Cup Finalen äger rum i Stockholm men pris - utdelningen sker i Uppsala i samband med EURELs GA. 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! NIKLAS HAGMAN ordförande, ordf@ser.se SER Stockholm tel: ser@ser.se Besök oss på: Ansvarig utgivare: Niklas Hagman Redaktör: Susanne Gester

2 Årsmötet 19 april Bli vän med SER på Facebook! Följ länken Årsmötet ägde i år rum på KTH, Campus Valhallavägen. Mötets ordförande Karl Erik Olofsson hade sammanfattat verksamhetsåret 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 Mötet beviljade styrelsen ansvarsfrihet. Niklas Hagman Dan Fahrman Nya styrelsen och övriga funktioner Till ny ordförande valdes Niklas Hagman. Övriga ledamöter: Alexander Witte, 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 under föreningen/protokoll (kräver inloggning). SUSANNE GESTER kansliet, ser@ser.se 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

3 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 samtidigt 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 patchantenn. 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

4 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. Simulerade strålningsdiagrammet för vår nya antenn. 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. 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 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

5 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. Raketen nådde en höjd på ca 87 km. Till vänster modulen som skulle skjutas ut och till höger framdelen av raketen Rexus 12. 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: och om Suaineadh och projektets deltagarna på: FREDRIK ROGBERG studerande vid elektroprogrammet KTH, frogberg@kth.se 5

6 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 världsarvet 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. Den tidiga radiotekniken byggde på olika metoder att alstra radiovågor: 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. n Gnistsändare, som utnyttjade den gnista som uppstår i luften mellan två elektroder med hög spänningsskillnad som ligger på lämpligt avstånd n Ljusbågssändare, som utnyttjar en kontinuerlig men varierad ljusbåge mellan två elektroder n Elektromekaniska sändare, som alstrar en spänning med en viss frekvens som läggs ut på en antenntråd i luften. Denna typ av sändare, alternatorer, konstruerades av Graf Arco och Slaby, Bethénod- Latour, Goldschmidt och inte minst svensken Alexanderson n Senare kom rörsändare som alstrade den radiofrekventa signalen i ett vakuumrör av glas, och som 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 blev Grimeton världsarv. Det finns en video på Youtube från Sveriges Television som berättar om radiostationen Grimeton: 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

7 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 väckar - klocka 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 (SAQ) n (Vänföreningen Alexander) n (allmänt) Referat av KARL ERIK OLOFSSON styrelsemedlem, keo@ser.se Två kilometer antenn med sex 127 meter höga torn och sex vertikala ledare som antennelement. Linjeförman Albert Nilsson övervakar de två alternatorerna, ca

8 SER intressegrupper SIG SER ska som förening delta i samhällsdebatten, vara remissinstans och driva teknikutvecklingsoch 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 bidra med debattartiklar (exempelvis SER-krönikan i Elektroniktidningen) n 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 ser@ser.se eller till keo@ser.se! 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 högskole utbildningen. 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 (omgång 4). HSV kommer under juni att utse de arbetslivsrepresentanter som ska medverka i utvärderingsgrupperna. Arbetet kommer att pågå fram till juni Bli medlem i LinkedIn-gruppen SER! =