Hardware Design Masterclasses to cykliczna konferencja, organizowana przez dr inż. Rafała Stępnia z firmy DoktorTronik, przy wparciu sponsorów: Altium, Hitachi Energy, Nordes, Tektronix, Tespol, Wurth Elektronik i patrona medialnego Mikrokontroler.pl. Listopadowe wydarzenie zorganizowane zostało bardzo profesjonalnie i z dużym rozmachem.

Uczestników czekała wczesna pobudka, gdyż wydawanie wejściówek rozpoczynało się już o godzinie 8.00. Goście spoza Wrocławia mogli liczyć na pokoje w Hotelu Novotel, w którym odbywała się konferencja. Oczywiście nocleg w hotelu nie był obowiązkowy, chociaż można było skorzystać z pewnych zniżek i odpłatnych miejsc parkingowych. Wrocław na szczęście dysponuje bogatym zapleczem hotelowym, więc zakwaterowanie nie stanowiło problemu. Poranny widok z okna na flagowy budynek Wrocławia – Sky Tower od razu nastrajał pozytywnie, tym bardziej, że mimo niezbyt korzystnych prognoz, pogoda dopisała wyśmienicie.

Program konferencji obejmował 7 prelekcji, warsztaty i ćwiczenia pomiarowe oraz panel ekspercki na zakończenie. Między prelekcjami były oczywiście przerwy kawowe i jedna dłuższa na obiad. Po oficjalnym zamknięciu spotkania, można było jeszcze zostać na pewien czas w hotelowym foyer, w celach integracyjnych.

Prelekcje

Konferencja rozpoczęła się od wysokiego ‘C’ prezentacją pt. „Zanim wyślesz na orbitę, przetestuj radiacyjnie – kilka słów o testach komponentów COTS” Huberta Graczyka, reprezentującego Sieć Badawczą Łukaszewicz – Instytut Lotnictwa.

Hubert Graczyk z Łukaszewicz-ILOT

Inżynierowie wysłuchali bardzo ciekawego wykładu na temat testów radiacyjnych elektroniki satelitarnej wysyłanej na orbitę. A trzeba tu zaznaczyć, że w ostatnich latach polski przemysł kosmiczny odniósł kilka, można powiedzieć, spektakularnych sukcesów w tej dziedzinie. Zagadnienia związane z radiacją w kosmosie okazują się niezwykle istotne, choćby z tego względu, że jeśli jakiś element ulegnie na orbicie uszkodzeniu, to nie można go naprawić ani wymienić. Oczywiście pewne kluczowe systemy na satelicie są czasami zwielokrotniane, ale nie można tego robić bez ograniczeń, gdyż liczy się tu każdy gram masy obiektu, nie wspominając już o włożonych dolarach czy euro. A jeśli już mowa o finansach, to trzeba pamiętać, że elementy elektroniczne Rad-Hard, spełniające ostre wymagania umożliwiające wysyłane na orbitę, są wielo- wielokrotnie droższe niż ich „ziemskie” odpowiedniki. Innym problemem, związanym z testami TID, jest stosunkowo mała liczba instytucji, które są w stanie wykonać odpowiednie badania. Ważną kwestią jest też tzw. tracebility, czyli śledzenie całej drogi danego elementu, od jego linii produkcyjnej, aż po zamontowanie w module, który jest instalowany w aparaturze satelity.

Prezentacja wzbudziła duże zainteresowanie, o czym świadczyła spora ilość pytań. Prowadzący konferencję Rafał Stępień musiał jednak ograniczać pytania, bo już na początku groziło załamanie precyzyjnego planu rozpisanego na minuty.

Kolejny temat to promieniowanie. W sposób intuicyjny kojarzy nam się z cząstkami, których wprawdzie nie widzimy, ale czasami możemy odczuć ich obecność i to dość boleśnie. Mówił o nich w swojej prelekcji Marcin Knafel z firmy Okiem Elektronika.

Marcin Knafel – Okiem Elektronika

Tu dyskusja dotyczyła najmniejszych cząstek, które są nam znane, czyli cząstek elementarnych. Nasza wyobraźnia już niżej nie schodzi, natomiast sam wykład, jak i  późniejsza dyskusja stały na najwyższym poziomie. Autor zatytułował swoją prezentację dość przewrotnie: „Akcelerator cząstek od kuchni – jak przyspieszyć sobie wiązkę elektronów?” Kluczowe jest tu słowo „sobie”. Marcin Knafel opowiadał o zagadnieniu faktycznie w taki sposób, jakby każdy mógł taki eksperyment wykonać w wolnej chwili w swojej kuchni. Tymczasem jeden z największych akceleratorów cząstek, jakim jest Wielki Zderzacz Hadronów w CERN (Europejskiej Organizacji Badań Jądrowych), ma kształt koła o obwodzie 27 kilometrów, a cała instalacja jest położona 100 metrów pod ziemią. Podczas prelekcji omawiane były przykłady różnych konstrukcji istniejących akceleratorów cząstek. Mimo tego, że w konferencji brało udział kilkudziesięciu uczestników, to można sądzić, że niewielu z nich jest blisko związana z omawianą tematyką. Na koniec i tym razem padały liczne, bardzo konkretne pytania do prelegenta. A przecież przed obiadem zaplanowane były jeszcze dwa wystąpienia.

Podczas przerwy kawowej można było zajrzeć na stoiska sponsorów.

Następna prezentacja związana była z problematyką spędzającą sen z powiek niejednemu inżynierowi elektronikowi. Chodziło mianowicie o zagadnienia związane z EMC. Mówił o nich Bartłomiej Adamik z Würth Elektronik.

Bartłomiej Adamik z Würth Elektronik

Koncepcja prezentacji „Dobór komponentów w przetwornicach DC/DC uwzględniając EMC”, poza częścią teoretyczną miała również część praktyczną. W części teoretycznej omówione zostały zagadnienia związane z zaburzeniami przewodzonymi i promieniowanymi oraz metodami ich minimalizacji, już na etapie projektowania, zarówno schematu, jak i obwodu drukowanego, z uwzględnieniem elementów filtrujących. W części praktycznej autor wykonał pomiary dwóch płytek zawierających dobrze i źle zaprojektowaną przetwornicę DC/DC. Uczestnicy mogli obserwować zakłócenia, mierzone oscyloskopem i porównać skuteczność działań, podjętych w kierunku ich minimalizacji. I tu – ku pewnemu zaskoczeniu – okazało się, że uczestnicy bardzo pilnie słuchają wszystkiego, o czym mówią prelegenci, bo okazało się, że na dobrze zaprojektowanej płytce też nie wszystko było wykonane zgodnie ze sztuką.

Ostatnią prelekcję przed obiadem poprowadził Rafał Jabłoński z Nordes sp. z o.o. Tematem był „Klucz do sukcesu: jak współpraca z EMS-em przekłada się na doskonałość projektu – Czas. Jakość. Wsparcie”.

Rafał Jabłoński – Nordes Sp. z o.o.

Zostały tu poruszone bardziej systemowe zagadnienia. Chodziło o współpracę konstruktora z producentem. Wiemy dobrze, że na tej linii dochodzi często do konfliktów. Inżynier chciałby, żeby usługa była wykonana szybko, dobrze i tanio, podczas gdy EMS odpowiada, że szybko i dobrze to nie będzie tanio, a dobrze i tanio to nie będzie szybko. W tej współpracy nieoczywiste jest spojrzenie na poszczególne sprawy zarówno przez projektanta, jak i producenta. Istotne są więc wspólne ustalenia, dokonane z odpowiednim wyprzedzeniem. Pozwalają zoptymalizować łańcuch dostaw komponentów, dopasować projekt PCB do wymogów montażowych itp. W trakcie prelekcji przytaczane były przykłady zdarzeń, które doskonale ilustrowały sedno zagadnienia.

Poobiednią sesję zapoczątkował Rafał Wiśniewski – Konstruktor elektronik. Temat prelekcji mógł wywoływać u niektórych gęsią skórkę: „O zjawiskach falowych przystępnie. Rozwiewanie wątpliwości i burzenie mitów dotyczących terminacji szeregowej dla linii transmisyjnych”. Zapowiadał się kolejny odlot w zagadnienia mało intuicyjne i trudne do zrozumienia.

Rafał Wiśniewski – Konstruktor elektronik

Pewną ciekawostką jest to, że autor tej prezentacji nie jest elektronikiem z wykształcenia. Jest budowlańcem, ale jak się przyznaje, pasja do elektroniki spowodowała, że został samoukiem w tej dziedzinie. Nie ugiął się przy tym przed zgłębianiem niełatwej tematyki, jaką są zjawiska zachodzące w liniach paskowych czy długich. I tu trzeba przyznać, że niejeden inżynier elektronik mógłby się od niego nauczyć przynajmniej tych kwestii. Trudno było jednak opowiedzieć o wszystkim w przydzielonym czasie, więc ponownie do akcji musiał wkroczyć pan Rafał, skłaniając prelegenta do zakończenia wykładu.

A w kolejce czekał już Tadeusz Asyngier – inżynier aplikacyjny z firmy Tektronix. Tematem jego prezentacji były „Zautomatyzowane pomiary zgodnościowe szybkich interfejsów szeregowych”. Ponownie więc otarliśmy się o zagadnienia EMC. Dało się odczuć 30-letni staż pracy autora, który opowiadał bez wysiłku o problemach związanych z tematem. Nie było to jedyne jego wystąpienie podczas konferencji.

Tadeusz Asyngier – inżynier aplikacyjny z firmy Tektronix

Zaraz po zakończeniu prezentacji rozpoczęła się część praktyczna HDM. Spora ilość chętnych zmusiła organizatora do podzielenia wszystkich na dwie grupy. Każda z nich brała udział w ćwiczeniach warsztatowych, związanych z pomiarami wspomnianych interfejsów szeregowych. Sprzęt dostarczyły firmy Tektronix i Tespol.

Z uwagi na wielkość grup, trudno było poszczególnym uczestnikom pokręcić gałkami oscyloskopów osobiście. Ten fragment konferencji był więc raczej demonstracją działania przygotowanych zestawów pomiarowych, prowadzoną przez pana Tomasza Asyngiera, niż ćwiczeniami. Nie zmieniło to jednak dużego zainteresowania tym punktem programu HDM.

Warsztaty i ćwiczenia pomiarowe

Tadeusz Asyngier – inżynier aplikacyjny z firmy Tektronix

Warsztaty spowodowały, że atmosfera nieco się rozluźniła. Skorzystał z tego jeden ze sponsorów – Hitachi Energy – ogłaszając szybki konkurs o tej firmie. Konkurs, jak przystało na inżynierów elektroników, rozegrany był przy życiu nowoczesnych technik. Chętni musieli zalogować się w odpowiedniej aplikacji i odpowiadać na pytania zadawane przez prowadzącego. Liczyła się szybkość i precyzja, a o ocenę zadbał już system. Na wyniki nie trzeba było długo czekać, wszystko stało się jasne od razu po odpowiedzi na ostatnie pytanie. A było o co walczyć, bo główną nagrodą był prawdziwy bolid Bugatti, tyle że Lego Technic. Dla tych, którzy stanęli na podium, były też gadżety reklamowe Hitachi.

Rozpoczęcie konkursu o firmie Hitachi Energy

Uczestnicy konkursu w trakcie udzielania odpowiedzi przez specjalną aplikację

Główna nagroda konkursu – bolid Bugatti

The winner is…

Po chwili rozprężenia, uczestnicy konferencji musieli się ponownie skoncentrować, gdyż pozostała jeszcze jedna prezentacja, prowadzona zdalnie po angielsku przez Samera Aldhahera, inżyniera elektronika z Altium Inc. Mówił on o „Wire Bonding In Altium Designer. Feature and Capabilities”

Samera Aldhahera,- Altium Inc.

Wire bonding to specyficzna technika montażu elementów na PCB, najczęściej wielołóżkowych układów scalonych, za pomocą cienkich drucików, najczęściej złotych lub aluminiowych. Nie technika montażu była jednak tematem prezentacji, a metody projektowania PCB z takimi elementami.

Konferencję zamykał panel, podczas którego ekspertami byli: Marcin Kozieł z Wurth Elektronik, Łukasz Porębski i Bartłomiej Łukaszewicz z Nordes oraz Tadeusz Asyngier z Tektronix. Temat dyskusji był dosyć gorący, gdyż dotyczył kryzysu chipowego i dostaw półprzewodników. Kryzys pojawił się w czasie pandemii COVID i spowodował bolesne dla producentów elektroniki skutki. Panika klientów spowodowała, że znaleźli się niestety nieuczciwi dostawcy, oferujący na przykład klony procesorów STM32. Ale działały również pozytywne mechanizmy, na przykład powiadamianie o pojawiających się na rynku wyrobach, które oczywiście bardzo szybko znikały. W dyskusji padały nie tylko ważne przestrogi dotyczące najbliższego okresu, ale i ciekawostki. Jedną z nich była na przykład informacja o tym, że podczas pandemii Tektronix koszarował swoich pracowników w chińskich fabrykach, po to by nie zerwać produkcji.

Od lewej: Marcin Kozieł, Łukasz Porębski, Tadeusz Asyngier i Bartłomiej Łukaszewicz

Po oficjalnym zakończeniu blisko 12-godzinnej, bardzo intensywnej, ale wcale nie wyczerpującej konferencji, uczestnicy mogli jeszcze porozmawiać i omówić swoje wrażenia na spotkaniu integracyjnym.

Podsumowanie

3. edycja Hardware Design Masterclasses była perfekcyjnie przygotowana i poprowadzona przez organizatora Rafała Stępnia. W zasadzie trudno znaleźć coś, co należałoby zmienić w przyszłości. No może poza identyfikatorami, które z jednej strony miały imię i nazwisko oraz firmę uczestnika, a z drugiej wymienionych sponsorów. Jak nie trudno się domyślić, identyfikatory lubiły ustawiać się tak, że eksponowały sponsorów, zakrywając informację o uczestniku, a tym samy przestawały pełnić podstawową ich funkcję. Warto to w przyszłości zmienić.

Zdjęcia: Jarosław Doliński