magyar elektronika

Elfogadom az adatkezelési tájékoztatóban foglaltakat:*

EBV lidAz EBV Elektronik tervezéstámogatási képességei és műszaki szakemberei jelentősen hozzájárultak a NaBi Solo –
a következő generációs IoT-alapú eszközkövetési alkalmazások számára fejlesztett innovatív, hosszú élettartamú nyomkövető eszköz – piacra kerüléséhez.

 

 

A NaBi Solo nyomkövetőt eszközkövető rendszerekben és alkalmazásokban való használatra tervezték. A Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem spin-off vállalkozásaként 2012-ben alapított General Mechatronics céget az egyetem két PhD-hallgatója hozta létre.
A vállalat NaBi Solo nevű, külső áramellátás és töltés nélküli, évekig tartó működésre tervezett speciális, akkumulátorral működő, hosszú élettartamú nyomkövető terméke lehetővé teszi a GPS-helymeghatározást bármilyen szenzoradattal együtt, a legkülönbözőbb eszközök számára, a legkülönbözőbb felhasználási esetekben – egy gép vagy egy Epal raklap helyének meghatározásától kezdve egy élelmiszer-szállító tartály belső hőmérsékletének meghatározásáig. Az alacsony fogyasztású átviteli technológia használata és a rendkívül rugalmas konfigurálhatósága azt jelenti, hogy a NaBi bármilyen eszközt képes elektromos áram nélkül megfigyelni, így paradigmaváltást indít el az eszközkövetés és az intelligens érzékelők iparágában. Az 5G technológia bevezetése előtt évekig nem volt megvalósítható megoldás egy földmunkagép markolókanalának vagy egy közlekedési táblának a GPS-követésére.
A 2021-ben, „intelligens termék” kategóriában, Red Dot-díjat nyert NaBi egy konfigurálható intelligens érzékelőeszköz, amely a „NarrowBand-Internet of Things” (NB-IoT) – egy szabványalapú LPWAN (alacsony fogyasztású nagy kiterjedésű hálózat) technológiát alkalmazza. Az 5G mobilhálózatot kihasználva az NB-IoT lehetővé teszi viszonylag kis mennyiségű adat továbbítását rendkívül alacsony energiafogyasztás mellett.

 

EBV 4


Az eszköz lehetővé teszi az adatok felhőalapú adatelemző, feldolgozó szoftverekbe történő küldését – amelyeket aztán a szervezetek felhasználhatnak a folyamatok optimalizálására és a költségek jelentős csökkentésére vagy akár megszüntetésére, valamint potenciálisan teljesen új üzleti lehetőségek megteremtésére. Az összegyűjtött adatokat az ügyfelek webes felületen, mobilalkalmazáson vagy REST API-n keresztül olvashatják.
A projekt kezdetétől fogva az EBV helyi mérnökcsapata szorosan együttműködött a General Mechatronics NaBi tervezőcsapatával. Az EBV csapata számos alkatrész kiválasztásában és beszerzésében segített, különösen azoknál az eszközöknél, amelyek a NaBi Solo számítási teljesítményét és vezeték nélküli csatlakoztathatóságát biztosították, beleértve az STMicroelectronics nagy teljesítményű STM32 mikrokontroller-családját és a Taoglas antennákat.

„Az EBV csapata igazán magas szintű műszaki támogatást nyújtott, komoly és gyors ügyfélkezeléssel együtt” – mondta Dr. Szayer Géza, a General Mechatronics tulajdonosa és alapítója. – „Az EBV szoros kapcsolatban van a gyártók mérnöki csapataival is, így nagyszerű áttekintést kaptunk a bevezetési státuszban lévő termékekről és a várható félvezető trendekről. Ez lehetővé teszi, hogy vállalatunk a legkorszerűbb technológiai termékek tervezésével mindig az élen járjon.”
„Az EBV technológiai specialistáiból és a beszállítók szakembereiből álló csapatunk, valamint a NaBi tervezőcsapata között kiépült kapcsolat remek példa arra, hogy mit lehet elérni egy forgalmazó és egy rendkívül innovatív, élvonalbeli termékek gyártója között” – mondta Gnyálin István, az EBV Elektronik Hungary műszaki ügyfélmenedzsere. – „Emellett azt is jól demonstrálja, hogy a mérnökök kis csapatai – mindkét oldalról – szorosan együttműködve valóban képesek kivételes eredmények elérésére. Ez is bizonyítja az EBV erőforrásait a szakértelem és a termékfejlesztési képességek gyors bevetésére, amelyek képesek kielégíteni a vezető innovátorok igényeit Európa-szerte."

 

És még mit adott nekünk az 5G? – NaBi Solo

Sok cikk és technológiai hír szól arról, hogy milyen elképzelhetetlenül gyors adatátvitel és sosem hallott nagyságú frekvenciákon mire lesz majd képes a jövő mobil eszköze vagy éppen az önvezető autók kommunikációja. Arról azonban már kevés szó esik, hogy az újabb generációs mobil hálózatok mit tudnak nyújtani az alacsony sávszélességű technológiák terén, és milyen új lehetőségeket nyit mindez, ami a hétköznapi életünkre hatással lesz – talán nem is annyira a jövőben.
Mielőtt hárombetűs rövidítések sokaságába kavarodnánk, az új technológiák egyik ritkábban említett előnye még, hogy alacsony sávszélesség esetén lényegesen lecsökken a hasznos adat továbbításához szükséges energiafelhasználás. Ezt ismerte fel a Budapesti Műszaki Egyetemről induló General Mechatronics csapata is. A 4-5G mobil technológián belül különösen erre éleződött ki az ún. Narrow-Band IoT kommunikáció, ahol a frekvenciasáv nemhogy magasabb, hanem a régebbi, 1 GHz alatti sávokat használja a jobb jelterjedés érdekében. Ezenkívül a kommunikációs protokollon is oly mértékben karcsúsítottak a szabvány kidolgozása során, hogy ugyanazt az adatmennyiséget mindössze ötöd akkora fogyasztással lehetséges elküldeni, mint egy korábbi 2G-s, GPRS-t alkalmazó készülék esetében.
A fejlesztők a kis áramfogyasztás és némi trükközés révén értek el áttörést a hordozható, elemes okosszenzorok terén úgy, hogy a korábban pár hetes üzemidőt több évre(!) növelték. Mindez azt jelenti, hogy térképen évekig követhetővé válnak olyan tárgyak és eszközök, valamint azok állapota, amelyeken az áramellátás egyáltalán nem biztosított, és mindeközben rendszeres töltésre sincs szükség. Tehát képzeljünk el egy kb. tyúktojás méretű IoT „kütyüt”, amit bedobva egy tornazsákba évekig tudjuk, hogy például azt az uszodában felejtettük-e.

 

EBV 1


Dr. Szayer Géza, a General Mechatronics társalapítója és a NaBi Solo okosszenzor egyik fejlesztője szerint az új mobilkommunikációs technológiák alapjaiban forgatják majd fel a logisztikai, bérleti és egyéb nyomkövetési iparágakat, majd az azokhoz kapcsolódó, például biztosítási piacot is. Utóbbi esetén tisztázottá válnak a felelősségi körök, ezért egy esetleges káresemény bekövetkezése is egyértelműen visszakövethető.
A NaBi Solo hosszú élettartamát a fent említetteken kívül egy speciális, ún. lítium-tionil-klorid (Li/SOCl2) – nem tölthető – góliátméretű elem adja, amelynek jellemző kapacitása 14 Ah körüli. Az elektronika pedig mindössze egy kis kör alakú áramkör az elem végénél elhelyezve, amely azonban a kommunikáción és a GPS-en kívül még számos szenzort hordoz: gyorsulás, orientáció, rezgés és hőmérséklet mérését megvalósítva.
És itt jön képbe a trükközés: az élettartamot nemcsak a fejlődő kommunikáció és az elemtechnológia nyújtja meg, hanem az okosszenzorok világával együtt haladva, a NaBi-n tetszőlegesen beállítható, hogy milyen szenzoradatok és események bekövetkeztekor – vagy éppen nem bekövetkeztekor – keressen például lokációt a GPS-szel, vagy kommunikáljon is. Ennek köszönhetően például megvalósítható, hogy a logisztikában a NaBi csak akkor küld nekünk pozíciót, ha a csomag éppen elindul egy helyről, vagy megérkezett egy depóba, így megsokszorozva az elem becsült élettartamát. Ugyanígy beállítható, hogy például magas hőmérséklet, felborulás vagy szabadesés esetén kapjunk egy azonnali riasztást a vélt káresemény helyének meghatározásával együtt. Azaz a NaBi processzorán nem fut egy kötött, fix algoritmus, hanem annak szinte teljes működését a felhasználó szabja meg.

„Az energiahatékonyság mellett fő célunk volt a NaBi szoftverének fejlesztése során, hogy programozás nélkül bárki be tudja állítani teljesen eltérő alkalmazásokhoz is a készüléket. Így számos alkalmazást fedünk le azonnal, további fejlesztési idő és költségek nélkül” – hangsúlyozta Dr. Kovács Bence, a cég ügyvezetője.

A műszaki fejlesztés során több kihívással kellett szembenézni. A lassan egy évtizede együtt dolgozó csapatnak ezúttal a nemzetközi, telekommunikációs iparágban megszokott műszaki színvonalhoz kellett felzárkóznia, és egyes területeken újat is mutatni.
Elsőre sok fejtörést okozott a cellaalapú kommunikáció (NB-IoT) és a GNSS (GPS, Glonass) antennák megvalósítása az elektronikai részegységnek jutó rendkívül kis helyen úgy, hogy a teljes készülék beszerelhető legyen EPAL fa raklapok belsejébe is, így nyomkövetett, okosraklapokat létrehozva. A GNSS antennával kapcsolatban még magasabbra került a léc, hiszen a NaBi GPS modulja csak időközönként kér le egy-egy pozíciót, azaz legtöbbször ún. hideg starttal indul. Az antennák elrendezésénél komoly szerepet játszik az elem és az alumínium csőből álló ház, amelyeket jól kihasználva nem rontják, hanem egyes irányokban kifejezetten javítják az antenna hatásfokát. Ettől a ponttól fogva azonban belekerültek a „képletbe” a gyártási tűrések is, amelynek hatására néhány tized mm-rel hosszabb góliát elem esetén, jobban megfeszítve a készülékházat, megváltoztak a kapacitív csatolások, és így az antenna veszteségmérése – tehát a lokalizáció – romlott el. A szerelési tűrések elemzésével és a kritikus hézagok függetlenítésével végül sikerült sorozatgyártásban is jó eredményeket elérni. Mindez persze egy mai telefongyártónak nem új, hiszen nincs az a mobiltelefon, amiben bő két centiméteres kerámia patchantenna lenne, de a fenti problémák megoldásait sok verejték árán kellett kitapasztalni.

 

EBV 2


Hasonló kihívást jelentett a fentebb már említett Li/SOCl2 elemek élettartamának mérése/becslése. A legtöbb lítiumelemhez hasonlóan ennek a fajtának sem lineárisan csökken a kapocsfeszültsége, terhelésre sem. További gondot jelent, hogy a hőmérséklet változása jóval magasabb feszültségingadozást okoz, mint a hátralévő kapacitás, illetve az elem sem ugyanannyi energiát képes leadni a különböző áramerősségű terhelésektől és áramtüskéktől függően. A több éves elemüzemidő során azonban biztosítani kell a megbízható elemállapot-mérést, hiszen egy-egy beruházás megtérülése bukhat el azon, ha az elemek a vártnál sokkal gyorsabban merülnek le egy nem megfelelő használat miatt. A készülékben egyrészt folyamatos fogyasztásmérés van (ún. coulomb counting), illetve időközönként műterhelést kapcsolnak az elemre. Ezekből, és a hőmérsékletadatokból a fejlesztők az első kétszáz készülék adatait felhasználva egy komplex algoritmust fejlesztettek, amely pár százalékos hibával állapítja meg az elem állapotát. A fogyasztásmérés segítségével pedig a használat kezdeti időszakában ellenőrizhető, hogy a készülék az adott használat és beállítások mellett várhatóan meddig üzemel egy elemről.
A készülék mobilhálózaton elküldött adatait az Amazon Web Services-nél működő georedundáns felhőalapú szerverinfrastruktúra fogadja, amely amellett, hogy a változó terhelés hatására bármely percben megsokszorozható, még egy teljes szerverpark „megsemmisülése” esetén is folyamatos működés mellett képes átállni egy másik adatcenterre. Ezekkel a korszerű technológiákkal gyakorlatilag szinte 100%-os rendelkezésre állás és adatbiztonság érhető el, a rendszerek elérhetetlensége már inkább csak ppm-ben (milliomod rész) mérhető.

 

EBV 3


A NaBi fejlesztése során számos hasonló kihívást kellett leküzdeni, mire az első ezer darab legördülhetett a gyártósorról. A fejlesztők azonban nem pihennek, további funkciókon és termékeken dolgoznak, mint okosmérők vagy gépitanulás-algoritmusok alkalmazása a begyűjtött nagy mennyiségű adathalmazra.

Az EBV Elektronik – mint vezető félvezető-forgalmazó Európában – széles gyártói portfóliójából a legújabb alkatrészek és félvezető-megoldások teljes és folyamatos ellátását garantálja. Vegye fel a kapcsolatot az EBV technológiai és piaci szakértőivel, hogy az alkalmazásaihoz az optimális megoldást választhassa!

 

Több mint disztribúció – EBV Elektronik!

 

Gnyálin István
EBV Elektronik Kft.
1117 Budapest, Budafoki út 91–93.
Tel.: +36 30 470 34 96
E-mail: istvan.gnyalin@ebv.com
www.ebv.com