Okablowanie strukturalne

Dobry, przemyślany projekt jest gwarancją zadowolenia z efektu naszej pracy. Nie ma tu szczególnego znaczenia jej typ, zaczynając od spraw błahych, jak zaplanowanie sobie harmonogramu dnia, aż po bardziej skomplikowane projekty dotyczące technologii i informatyki.

Podobnie sprawa wygląda w okablowaniu strukturalnym, gdzie aby system działał sprawnie i tanio, potrzebny jest odpowiednio przygotowany plan. Współczesne budynki są wyposażone w coraz większą ilość automatyki, która nieumiejętnie zaprojektowana i zainstalowana może stanowić zagrożenie dla jej użytkowników.

Obecnie okablowanie strukturalne znajduje zastosowanie na wielu polach technologicznych. Jest to system, który jest przewidziany dla okablowania telekomunikacyjnego odznaczającego się wysokim stopniem uniwersalności. Dzięki niemu możliwe jest stworzenie pewnego rodzaju sieci komputerowych, linii telefonicznych i innych urządzeń pracujących w sieci umożliwiających podłączenia internetowe.

Internet jest powszechnie dostępny i wykorzystywany praktycznie przez większość społeczeństwa. Wiele miejsc pracy korzysta z dobrodziejstw jakie nam daje, a prywatnie często uzależniamy od niego swoje życie domowe, wykorzystując internet głównie w celach rozrywkowych.

Do dostarczenia internetu do poszczególnych budynków wykorzystywane są kable miedziane albo kable światłowodowe. Jednak coraz więcej osób zamawiających zamontowanie takiej usługi decyduje się na zainstalowanie światłowodów, które są bardziej nowoczesne i dzięki temu prędkość informacji przesyłanych przez to okablowanie jest szybsza.

Aby całe okablowanie strukturalne było zabezpieczone i nie stanowiło zagrożenia dla osób znajdujących się w pobliżu systemu stosuje się dokładnie przystosowane do ochrony szafy zewnętrzne. Ich specjalna obudowa ma zapobiegać szkodliwym wpływom środowiska, takim jak deszcze czy promieniowanie słoneczne, a także oddzielać całą elektronikę od ingerowania w nią osób niepowołanych. Często też szafy zewnętrzne mają za zadanie utrzymanie w swoim wnętrzu odpowiednich warunków termicznych potrzebnych dla danego sprzętu.

Innym typem obudowy są szafy serwerowe. To zabudowanie z kolei, ma za zadanie ochronę okablowania zainstalowanego w specjalnie przeznaczonych do tego serwerowniach. Ze względu na to, że urządzenia elektryczne dość szybko się nagrzewają, do szaf wmontowywane są pojedyncze wentylatory lub całe pętle wentylacyjne zapewniające odpowiednie chłodzenie.

Obecnie do łączenia szaf serwerowych ze światem zewnętrznym stosowane są kable światłowodowe, ponieważ dla dobrego funkcjonowania tego sprzętu potrzebna jest duża przepustowość. Kable miedziane stosuje się za to powszechnie w lokalnych sieciach LAN.

Inteligentny budynek w systemie EIB/KNX

Artykuł przedstawia krótką charakterystykę najpopularniejszego obecnie systemu budownictwa inteligentnego, jakim jest EIB/KNX. Pokazuje podstawy jego działania i topologii.

EIB/KNX to system elektroinstalacyjny powstały w latach osiemdziesiątych, jako standard umożliwiający współpracę urządzeń pochodzących od różnych producentów. Na początku znany był pod nazwą EIB (European Installation Bus - Europejska Magistrala Instalacyjna), jednakże obecnie preferowana jest nazwa KNX (logo przedstawia następny rysunek). Nadzór nad standardem sprawuje organizacja Konnex, zrzeszająca ponad 200 producentów.
System KNX jest de facto systemem budynku inteligentnego, który pozwala w prosty sposób realizować różnorodne funkcje sterownicze, dotyczące np. oświetlenia, ogrzewania itp. Spośród innych systemów wyróżnia go fakt, że są z nim kompatybilne urządzenia różnych producentów, co uniezależnia od jednego z nich i pozwala wybrać optymalne produkty z bogatej oferty. Nad wzajemną zgodnością czuwa organizacja Konnex, wydająca producentom stosowne certyfikaty.
Istotą działania urządzeń systemu KNX jest ich połączenie z tradycyjną instalacją elektryczną 230V z jednej strony (co umożliwia zasilanie urządzeń), a z drugiej strony z magistralą 24V. Magistrala ma za zadanie umożliwiać komunikację między urządzeniami poprzez przesyłane za jej pośrednictwem sygnały elektryczne zwane telegramami. Tworzy ją skrętka dwuparowa (najczęściej przewód YCYM 2x2x0,8) i wtedy mamy do czynienia z tzw. KNX.TP - Twisted Pair. Równie dobrze rolę magistrali mogą spełniać fale radiowe (KNX.RF - Radio Frequency), linia zasilająca (KNX.PL - Powerline) czy Ethernet (KNX.IP - Internet Protocol).
W systemie tym mamy trzy zasadnicze rodzaje urządzeń: urządzenia systemowe, sensory i aktory. Urządzenia systemowe nie są bezpośrednio związane z realizowanymi funkcjami sterowniczymi, ale bez nich funkcjonowanie inteligentnej instalacji nie byłoby możliwe. Są to m.in. zasilacze i sprzęgła. Sensory, którymi mogą być np. przyciski, czujniki ruchu czy wejścia binarne, wysyłają na magistralę telegramy o stanach swoich styków. Informacje te są odbierane przez aktory (urządzenia wykonawcze), które dokonują odpowiednich operacji łączeniowych.
Schemat najprostszej instalacji do sterowania oświetleniem przedstawia poniższy rysunek. Znajduje się tam zasilacz, sensor w postaci przycisku i aktor załączający oświetlenie. W tym obwodzie można zrealizować nie tylko funkcję załącz/wyłącz, ale i ściemnianie. Symbole poszczególnych elementów są symbolami standardowymi określonymi w specyfikacji systemu.
Urządzeń w systemie KNX nie można łączyć w dowolne struktury, tylko należy się trzymać ściśle określonej topologii. Architekturę instalacji KNX przedstawia kolejny rysunek. Instalacja taka może się składać z maksymalnie 15 obszarów połączonych linią obszarową. Poprzez sprzęgła obszarowe łączy się ona z liniami głównymi, a te, poprzez sprzęgła liniowe, z maksymalnie piętnastoma liniami. W linii może się znajdować do 64 urządzeń, przy czym istnieje możliwość jej rozbudowy o dalsze elementy. Każda linia, linia główna i linia obszarowa musi posiadać własny zasilacz. Oczywiście, w prostszych instalacjach tak rozbudowana struktura nie jest konieczna i wystarczy np. budowa jednej linii.
Urządzenia w instalacji KNX mają nadane dwa rodzaje adresów. Pierwszy z nich to adres fizyczny, związany z lokalizacją urządzenia w strukturze systemu. Ma on format O.L.E. gdzie:
O - numer obszaru
L - numer linii
E - numer elementu w linii
Drugi adres to tzw. adres grupowy, łączący urządzenia realizujące tę samą funkcję (podnoszenie/opuszczanie rolet, sterowanie elektrozaworem, włączanie/wyłączanie/ściemnianie oświetlenia). Podobnie jak adres fizyczny, składa się z trzech liczb G/Ś/P:
G - grupa główna
Ś - grupa pośrednia
P - podgrupa
Tyle, jeśli chodzi o podstawowe informacje o systemie EIB/KNX. System ten ma naprawdę duże możliwości i pozwala zrealizować zaawansowane funkcje sterownicze. Zdobywa on coraz większe uznanie instalatorów za łatwość konfiguracji i szeroki wybór urządzeń.

Zastosowanie złotych powłok

Jest to pierwszy z serii artykułów, poświęconych bardzo ciekawemu tematowi jakim jest proces złocenia. W artykule opisuję różne metody nanoszenia powłok złotych. Na wstępie rys historyczny zagadnienia, potem wskazuję różne gałęzie przemysłu, w których wykorzystuje się złocenie.

Złocenie dekoracyjne jest najstarszą z metod nanoszenia tego metalu na przedmioty, wykonane z mniej szlachetnych gatunków metali względnie ich stopów. Początkowo powłoki złote nakładano metodą fizyczną, tj. z amalgamatu, a od początków XIX w. rozpoczęto stosowanie złocenia dekoracyjnego również galwanicznie. Już w 1800 r. Brugnatelli opisał sposób osadzania złota przy użyciu piorunianu złota, a w 1840 r. Elkingtonowie opatentowali metodę posługującą się dwucyjanozłocinem .Od tego czasu w procesie tym stosuje się roztwory dwucyjanozłocinu z różnymi dodatkami bądź do zwiększającymi przewodność elektrolityczną, jak np. fosforany metali alkalicznych, bądź zmieniającymi własności powłoki, jak np. niewielkie dodatki metali mniej szlachetnych od złota.
Początkowo złocenie stosowano wyłącznie w przemyśle jubilerskim do uszlachetniania stopów złota uboższych w ten kruszec lub złocenia wyrobów mosiężnych, tombakowych, al-bo stopów Zn-Al. Osadzanie bardzo cienkich powłok, 0,1 µm grubości, nazywano pozłacaniem, osadzanie powłok grubszych, tj. 2—20 µm, nosiło nazwę (niewłaściwą) platerowania galwanicznego.
Dzisiaj również złocenie galwaniczne (zazwyczaj na podwarstwie błyszczącego niklu) stosuje się do wyrobów o charakterze zdobniczym głównie galanterii, również technicznej. Grubość warstwy złota błyszczącego nie przekracza w takich przypadkach l µm.
W wielu przypadkach nakłada się również grubsze powłoki złote, mające charakter nie tylko dekoracyjny, ale również ochronny. Powłoki takie, o dużej czystości, mają zastosowanie m.in. przy budowie laboratoryjnej aparatury chemicznej narażonej na działanie czynników chemicznych, pracującej w podwyższonej temperaturze. Również części pojazdów kosmicznych z różnych względów pokrywa się stosunkowo grubą warstwą złota o dużej czystości.
Ponadto przy konserwacji i rekonstrukcji dzieł sztuki, wykonanych z metalu, nakłada się grubsze powłoki złote, przy czym poleruje się je jak w dawnych czasach, przy użyciu kamieni półszlachetnych (np. agatu). Polerowanie to, połączone z dogniataniem, uszczelnia powłokę złotą i utwardza ją powierzchniowo.
Główne jednak zastosowanie znalazły powłoki złote w technice. W drugiej połowie XX w. zaczęto stosować złoto na szeroką skalę początkowo w postaci powłok galwanicznych do produkcji sprzętu elektrycznego, a w latach sześćdziesiątych naszego wieku - w technice półprzewodnikowej.
W przemyśle elektrotechnicznym i elektronicznym znalazły zastosowanie powłoki złote stopowe (twarde). Powłoki takie, zawierające w swym składzie do 1% niklu lub kobaltu, stosuje się w charakterze powłok stykowych.
W elektronice półprzewodnikowej stosuje się techniczne powłoki złote o dużej czystości, 99,99%. Celem operacji złocenia jest wykonanie kontaktów metalicznych umożliwiających włączenie elementu półprzewodnikowego w obwód elektryczny przyrządu pół-przewodnikowego.
Galwaniczne powłoki złote o dużej czystości chemicznej stosuje się do pokrywania płytek domieszkowanego kryształu półprzewodnika (np. krzemu), stosowanych do produkcji diod energetycznych, do obudów przyrządów pół-przewodnikowych — przy produkcji diod, tranzystorów i układów scalonych.
W pierwszym przypadku, tj. przy produkcji diod energetycznych, płytki krzemowe pokrywa się powłoką złotą i następnie przez lutowanie łączy z innymi metalicznymi elementami diody mocy. W tym przypadku lutowane powierzchnie są stosunkowo duże, a dokładne zlutowanie ma bardzo duży wpływ na pracę całej diody, zwłaszcza na proces odprowadzania ciepła z pracującego przyrządu. Z tego względu konieczne jest stosowanie powłok złotych o dużej czystości chemicznej, gdyż tylko takie powłoki zapewniają doskonałą zwilżalność lutowaniem.
W drugim przypadku, przy produkcji diod, tranzystorów i układów scalonych, zadaniem powłoki złotej o dużej czystości chemicznej, nałożonej na powierzchnie przepustów czy ażurów do przyrządów półprzewodnikowych jest, podobnie jak przy diodach mocy, włączenie elementu półprzewodnikowego w obwód elektryczny. Ze względu jednak na bardzo małe powierzchnie elementów półprzewodnikowych w tym przypadku technika tego procesu jest inna. Stosuje się tutaj tzw. lutowanie eutektyczne, tj. łączenie płytki półprzewodnikowej ze złoconą obudową przyrządu.

Pierwsze urządzenia RTV na świecie

Korzystamy z niezliczonej liczby różnorodnych urządzeń RTV. Obecnie większość z nich jest bardzo zaawansowana technologicznie. Jednak początki oczywiście były trochę bardziej skromne, co nie zmienia faktu, że pierwszy sprzęt tego typu był szczytem technik w tamtym czasie.

Telewizory oraz telewizja
Pierwsze urządzenia, które dawały możliwość wyświetlania obrazu, opierały się na elementach mechanicznych. Tutaj absolutnym prekursorem był Nipkov ze swoją spiralną tarczą. Miało to miejsce w 1884 roku.
W Polsce za prekursora telewizji możemy bez wątpienia uznać Jana Szczepaniaka ze swoim telektroskopem, który został opatentowany najpierw w Wielkiej Brytanii (1897), a potem w USA (1898). Jego udoskonaloną wersją był telefot, który również został opracowany przez Szczepaniaka.
Z kolei pierwsza transmisja telewizyjna miała miejsce w 1928 roku pomiędzy Londynem a Nowym Jorkiem.
W Polsce pierwsza transmisja telewizyjna miała miejsce 3 lata po pierwszej transmisji na świecie, czyli w 1931 roku. Dokonano tego z rozgłośni Polskiego Radia w Katowicach.
Warto również pamiętać, że pierwszym filmem, jaki został wyemitowany przez telewizję przedwojenną w Polsce, był film „Barbara Radziwiłłówna”.
Wśród pierwszych produkowanych w Polsce odbiorników telewizyjnych warto wymienić zwłaszcza Wisłę. Było to jednak urządzenie produkowane na radzieckiej licencji. Natomiast pierwszym całkowicie polskim odbiornikiem był Belweder, którego produkcja rozpoczęła się pod koniec lat 50. minionego stulecia.
Warto jeszcze pamiętać o pierwszym na świecie pilocie do telewizora, który pojawił się już w 1961 roku.
Radio
Kolejnym bardzo popularnym urządzeniem RTV jest radio. Jeżeli zapytam, kto go zaprojektował, to pewnie na myśl przyjdzie Ci nazwisko Marconi. Oficjalnie w kontekście tego wynalazku podaje się to właśnie nazwisko. Jednak prawda trochę odbiega od tego, czego uczymy się w szkole.
Marconi pierwsze udane próby transmisji sygnału radiowego przeprowadził w 1895 roku. Nie mógł on jednak w swoim kraju, którym były Włochy, znaleźć kogoś, kto zainteresowałby się jego projektem oraz wspomógł naukowca finansowo. Udał się więc do Wielkiej Brytanii, gdzie w 1896 roku po zamontowaniu nadajników na szczycie Poczty Brytyjskiej dokonał udanej transmisji do budynku oddalonego o kilometr. Po tym wydarzeniu prace na nowym wynalazkiem potoczyły się błyskawicznie, gdyż już w roku 1901 przeprowadzono udaną próbę transmisji przez Atlantyk!
Jak wspomniałem wyżej, nie do końca wiadomo, kto tak naprawdę zaprojektował odbiornik radiowy jako pierwszy. Ba, wiele wskazuje na to, że nie był to wcale Marconi, a … Nicola Tesla, któremu notabene Sąd Najwyższy Stanów Zjednoczonych przyznał prawo do patentu w 1943 roku. Było to jednak już po śmierci Tesli. Na dodatek sam Marconi przyznał, że w swoim projekcie wykorzystał cewkę zaprojektowaną przez Teslę, a która była już przez serbskiego naukowca opatentowana.
W Polsce historia radia rozpoczyna się wraz z powstaniem niepodległego państwa polskiego, czyli z rokiem 1918, kiedy to przejęliśmy radiostacje od zaborców.