Arccal az elektronika felé!
Ahol elektromos áram van, ott elektromágneses impulzusok is találhatók. Rendkívül zavaró hatással lehetnek többek között a minket körülvevő, mindenütt jelenlévő elektronikus eszközökre. A járműgyártóknak éppen ezért sok egyéb mellett a termékeik elektromágneses összeférhetőségét (EMC) is ellenőrizniük kell. Sőt, maguk a járművek is tele vannak érzékeny, speciális EMC laboratóriumokban tesztelt elektronikával. Az ottani körülmények kellemetlenek az ember számára, kamerarendszerekre van tehát szükség ahhoz, hogy a tesztek során végbemenő folyamatokat szemmel tartsák. Az mk-messtechnik pontosan az ilyen rendszerekre specializálódott,a távvezérelt modulok pontos pozícionálását pedig a forgófejekben használt FAULHABER motorok biztosítják.
„Az egész akkor kezdődött, amikor már nem az autórádió számított az egyetlen, a járműbe épített eszköznek – emlékezett vissza dr. Martin Kull, az mk-messtechnik alapítója és ügyvezető igazgatója. – Az elektronikus eszközök száma az idők folyamán egyre csak nőtt – az ABS-től és a légzsáktól kezdve a mobiltelefon rendszereken át a navigációig.” Az egyes rendszerek nem zavarhatják egymást, és a járművön kívüli egyéb rendszereket sem károsíthatják. Ezenkívül maximálisan érzéketlennek kell lenniük a kívülről érkező impulzusokra. Az elektrotechnikai mérnök Kull még a stuttgarti egyetem hallgatójaként kezdett méréseket végezni a Daimler tesztlaboratóriumában. Az efféle laboratóriumokban keletkező elektromágneses hullámok egy része rendkívül erős és jóval meghaladja a hatályos határértékeket. Emiatt a vizsgálatok során a laboratóriumi kamrákat hermetikusan lezárják és ami belül zajlik, az csak kamerák segítségével figyelhető meg. „Ekkor jelent meg az erre a célra is használható épületfigyelő eszközök iránti kereslet. De évente kevesebb, mint 100 kamerára mutatkozott igény, emiatt pedig a nagyobb cégek kivonultak erről a piaci résről.”
Dr. Kull felismerte a lehetőséget és 2006-ban a feleségével együtt megalapította a saját vállalkozását. A házaspár kezdetben mindent egyedül végzett el, például 2008-ban is, amikor egy egyesült államokbeli járműgyártó 20 kamerarendszert rendelt. „Minden alkatrészt saját magunk forrasztottunk és szereltünk össze, és nagyon büszkék voltunk arra, hogy egy multinacionális cégnek szállítunk be” – emlékezett vissza a cégalapító. A vállalkozás a kereslettel párhuzamosan növekedett és 2010-ben már az első alkalmazottat is felvehették. A ma már több mint 60 alkalmazottat foglalkoztató, a Stuttgart melletti Notzingenben található mk-messtechnik által készített kamerarendszereket szinte minden járműgyártó használja az EMC tesztelésére.
Ülésdoboz, vagy falra szerelt változat
A kamerákat állandó használatra a falra szerelik, vagy különféle állványokra rögzítik. Az mk-messtechnik egy, a vezetőülésre helyezhető úgynevezett ülésbobozt is kínál, amely akár hat kamerát is képes befogadni. Ez lehetővé teszi a kamra belsejében a jármű teljes műszerfalának, minden kijelzőjének és vezérlőelemének megfigyelését. Az elektromobilitás irányába mutató tendencia pozitív fejlemény az mk-messtechnik számára, mivel az elektromos járművek esetében az elektromágneses kompatibilitás még fontosabb szerepet játszik, mint a belső égésű motorral rendelkező járműveknél. Ezenkívül a vonatokban, a repülőgépekben és a hajókban használt elektronika esetében is el kell végezni az EMC teszteket.
Dr. Kull egy feltalálói hagyományokkal rendelkező sváb családból származik. „Hobbim a modellépítés, így ameddig csak vissza tudok emlékezni, minden olyan dolog elbűvölt, ami a szárazföldön, a tengeren vagy a levegőben mozgott. Bár az elektrotechnika számít a szakterületemnek, mindig is rendkívül érdekeltek a mechanikai szempontok.” Az mk-messtechnik a termékfejlesztés terén is profitál ebből a kettősségből: „2008-tól egyre többször kaptunk megkereséseket távirányítható, falra szerelt kamerákra. Ekkor hoztuk létre méret, a súly és az a megfigyelés szempontjából optimális megoldást.”
Dr. Kull a maximális funkcionalitásra törekszik a lehető legkevesebb hardver és szoftver használatával, valamint fejlesztési ráfordítással. Ehhez olyan általánosan elérhető szabványos alkatrészekre támaszkodik, mint az eloxált alumínium csövek, amelyekből az mk-messtechnik a házakat készíti. Ami egyszerűnek tűnik, az valójában a különféle alkatrészek finoman kiegyensúlyozott kölcsönhatásából eredő, egyedi megoldás: „a NYÁK tervezésénél például a házra is figyelnünk kell ahhoz, hogy egy későbbi fázisban már ne legyen szükség további beállításokra.”
Programok, távirányítás és infravörös üzemmód
A notzingeni cég nem zárkózik el a bonyolult szerelési munkáktól, és a szükséges alkatrészeket maga rögzíti a NYÁK-okhoz. „Időnként hetente több mint száz különböző NYÁK-ot állítunk össze – magyarázta dr. Kull. – Ilyenkor az átfutási és az újraszerszámozási idő döntő tényezővé lép elő. Az általánosan elérhető szoftverrel nem lehetett elérni az elfogadható sebességet. Ezért saját adatfeldolgozó programot írtunk az automatikus beültető gépek számára. Ennek eredményeként az egyes nyomtatott áramkörök átfutási idejét néhány percről körülbelül öt másodpercre tudtuk csökkenteni.”
Az EMC tesztfolyamatok leegyszerűsítése érdekében a távirányítható, forgatható kamerákat is felvették a termékkínálatba. Ezek eredetileg csak falra szerelt változatban készültek. Az állítható változat iránti kereslet azonban hamarosan a mobil rendszerek iránti igényt is életre hívta. „A mechanikai stabilitás kérdésével ezért egészen más szempontból is foglalkoznunk kellett. A rendszereink rendkívül robusztusak, de ha egy 800 grammos kameraadapterrel felszerelt állvány leesik, vagy ha ezt az adaptert túl durván forgatják el, akkor az anyagsérüléshez vezethet. Ezt a problémát mi egyfajta súrlódó kapcsolással oldottuk meg.”
Az mk-messtechnik kamerái nemcsak a jármű elektronikáját, hanem a termikus folyamatokat is figyelemmel kísérik. Erre a célra fejlesztették ki az opto-LWIR infravörös kamerát. A vizsgálatok során keletkező elektromágneses mezők bizonyos mértékű tűzveszélyt hordoznak magukban. A rendkívül erős mezők a tesztobjektumok vagy a rendszer egy részének túlmelegedését okozhatják. Dr. Kull elmondása szerint az elektromos járművek tesztelésekor további hőforrás is keletkezik: „A próbapadon az elektromos járművek visszatöltik az akkumulátorokat. Ha az akkumulátorok teljesen feltöltődnek, aktiválódnak a jármű fékei. A fékek túlmelegedhetnek, és a legrosszabb esetben akár ki is gyulladhatnak. A próbapad mindenestül több milliós értéket képvisel, ezenkívül a tesztelt prototípusok is felbecsülhetetlen értékkel bírnak Az infravörös kamerák segítségével végzett megfigyelés lehetővé teszi, hogy időben történő beavatkozással megvédjük ezeket az értékeket.” A kamera kifejlesztéséért az mk-messtechnik céget a 2019-es Esslingen kerületi Innovációs Díjra is jelölték.
Mikromotorok a pontos beállításhoz
A kamerák pontos elhelyezésének biztosítása érdekében az mk-messtechnik a FAULHABER meghajtóit használja. „Kísérleteztünk a modellalkotásban használt szervomotorokkal és motorokkal is, de ezek nem bizonyultak elég pontosnak és robusztusnak. A FAULHABER-nél találtuk meg a megfelelő motorokat.”
A kamerát pozícionáló forgó/billenő fejben két nemesfém kommutációjú, 1516… SR sorozatú DC-mikromotort használnak 15/8 sorozatú homlokkerekes hajtóművel és 900:1 áttétellel. „Eleinte az 500:1 áttétellel próbálkoztunk, de ez túl gyorsnak bizonyult; bár a forgófej a 900:1 áttétellel lassabban forog, de nagyobb súlyokat képes mozgatni, és optimális elektromos árnyékolással is rendelkezik”. A hajtás kiválasztásának másik oka a magas hatékonyság volt, mert az elforgatáshoz szükséges energiát a kamerák elemei szolgáltatják. A tényleges kameramodul és a beszerzett meghajtók kivételével az mk-messtechnik az egész rendszert maga fejleszti és gyártja. Dr. Kull ebben az ügyfélelőnyöket hangsúlyozza ki: „Amikor a feladatok összetetté válnak, vagy egyedi módosításokra van szükség, a házon belüli termékfejlesztés és gyártás lehetővé teszi, hogy rendkívül rugalmasan reagáljunk. Számunkra nincs olyan, hogy lehetetlen – legalábbis nem a fizika határain belül.”