*www.ted.com

DettanummeravElteknikdistribuerasendastelektroniskt

Medlemsblad för Svenska elektro- och dataingenjörers riksförening nr 3 /JUNI /2012

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

INNEHÅLL

SER 106 12 Stockholm tel: 08-796 66 44ser@ser.seBesök oss på:www.ser.seAnsvarig utgivare: Niklas HagmanRedaktör:Susanne Gester

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 för-eningsmänniska 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 sektionsordföran-de 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 under året innan jag klev in skapat en utvecklingsplan vad arbetet framöver ska foku-sera 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 sam-

hällsutveckling 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 2012. 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 har i vår valt ny ord-förande efter Karl-Erik Olofssons fyra engagerade år. Men Karl-Erik är kvar i styrelsen och fortsätter med arbetet att driva SERs utveckling framåt.

2

Årsmötet 19 april

Årsmötet ägde i år rum på KTH, Campus Valhallavägen. Mötets ordförande Karl Erik Olofsson hade sammanfattat verksamhetsåret 2011. Där framgick att SER var arrangör av EUREL-seminariet Nano-technology and Embedded Electronic Design i Göteborg samt att studenter deltagit i de båda EUREL-evenemangen 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 ord-förande. Ekonomiresultatet blev som förväntat negativt för 2011. Mötet beviljade styrelsen ansvarsfrihet.

Nya styrelsen och övriga funktionerTill 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 utvecklings-program samt förslag till utformning av ett SER Prize.

Verksamhetsberättelse och årsmötesprotokoll finns på www.ser.se 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.

Framtidens Internet beskrivs ofta som den ökande andelen uppkopplade föremål omkring oss. Internet utökas med allt fler uppkopplade före-mål. 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.

Dan Fahrman

Niklas Hagman

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.

Bli vän med SER på Facebook!Följ länken www.facebook.com/gotoSER

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 teknikfokuse-ringen. I Sverige har vi ju också en tradition att sätta människan i fokus.”

Sakernas Internet är redan här: plastkort som bil-jetter 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.

Ett typiskt strålnings-diagram för en patch-antenn.

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.

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 – DesignUppgiften var att designa en antenn som skulle utstråla så mycket och så starkt som möjligt samti-

digt 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 rymd-industrin, så konstruktionen har redan prövats vid skiftande extrema väderför-hållanden. Samtidigt så strålar en cirkulär patchantenn väldigt brett, så det blev det bästa alternativet.

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-

Fredrik Rogberg

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 koaxial-kabel så bra som möjligt.

Fas 2 – Praktiska tillämpningarNär 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.

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 samti-digt approximera sig så bra som möjligt till ett typiskt strålningsdiagram hos en dipol.

Dessvärre var den nya designen för 915 MHz antennen designad för inomhus-bruk 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 – KonstruktionMaterialet 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 antenn-designen 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 40×40×10 mm.

Tyvärr skulle det kosta för mycket att köpa så många splitters så vi fick nöja oss med enkel polarisation.

Resultat4 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

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 dBiSubstrat: Rogers 6002 Epsilon 2,94

Simulerade strålnings- diagrammet för vår nya antenn.

Bilden visar det uppmätta S11-värdet från vår 915 MHz-antenn. Vid 917 MHz ligger det på ca –18 dB

5

Här kan man identifiera raketen. Lite till höger om den kan man se något som vi tror är motorn.

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 patchantennenn 915 MHz-antennen är antennen med den spiralliknande formen.

Modemet sände ut 30dB dvs 1 W i enlighet med PTS krav. Ett minimikrav för anten-nerna var att kunna sända och ta emot signal över att avstånd av 400 meter. Vi räk-nade 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.

Uppskjutning19 mars 2012 klockan 15:05 svensk tid sköts raketen upp från Esrange. Raketen nådde en höjd på ca 87 km.

Fyra foton tagna från kameror placerade på modulen som sköts ut.

Kamerorna är placerade med 90 graders separa-tion från varandra.

Till vänster modulen som skulle skjutas ut och till höger framdelen av raketen Rexus 12.

Medlemmarna i gruppen SuaineadhThomas 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: www.rexusbexus.netoch om Suaineadh och projektets deltagarna på: http://suaineadh.blogspot.se/

FREDRIK ROGBERG studerande vid elektroprogrammet KTH, frogberg@KTH.se

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 världs-arvet Grimetons långvågsradiostation och om den ubåtsradiokommuni-kation som räddade sändaren åt eftervärlden.

Carl-Henrik med ett förflutet inom försvarsmakten med inriktning radio-kommunikation 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 radiokommunika-tion med telegrafi.

Den tidiga radiotekniken byggde på olika metoder att alstra radiovågor:

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 antenn-tråd 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 Gri-meton eftersom marinen fortfarande behövde den för trafik till ubåtar i undervattensläge. En sändare skro-tades 1962, men en behölls för marinens behov i Kattegat och Skagerack. 2004 blev Grimeton världsarv.

Det finns en video på Youtube från Sveriges Television som berättar om radiostationen Grimeton: www.youtube.com/watch?v=-G-siA79K4E

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!

Carl-Henrik Walde, KTH (F) kurs -53, var marinen och försvars-makten trogen under ett halvsekel, dvs. under hälften av den tid det funnits radio-

kommunikation, ett område som på senare år utvecklats formidabelt. Han var överin-genjör och byråchef på Kungl. Marinför-valtningen 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 långvågsradio-sändare.

7

UbåtskommunikationUbåtskommunikation 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, sän-dareffekt och antennverkningsgrad, avstånd från sändaren och vattnets salthalt, överföringskodens effektivitet, informationsö-verföringshastighet 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 sän-dareffekt (kortvarig) och strukturerad mottagarkedja, diversitet och redundans samt snabb och säker vidarebefordran av mot-tagna 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 kryptosys-tem samt kvittens på att meddelanden har gått fram.

Andra svenska stationer för långvågskommunikation från tidigt 1900-tal varKarlskrona 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 pån www.grimetonradio.se (SAQ) n www.alexander.n.se (Vänföreningen Alexander)n http://web.tiscali.it/vlfradio (allmänt)

ELF och VLF kommunikation med ubåtar.

Två kilometer antenn med sex 127 meter höga torn och sex vertikala ledare som antennelement.

Linjeförman Albert Nilsson övervakar de två alternatorerna, ca 1951.

Referat av KARL ERIK OLOFSSON styrelsemedlem, keo@ser.se

8

SER intressegrupper – SIG

SER ska som förening delta i samhällsdebatten, vara remissinstans och driva teknikutvecklings- och 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:

Energifrågann Följa och påverka hur vi kan skapa förutsättningar för en hållbar utveckling genom rationell

produktion, överföring och användning av olika energislag.

e-fordonn Följa och påverka utvecklingen inom elfordonsområdet.

Elektronisk miljön 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 teknikutvecklings- och kompetensfrågor. Ett aktuellt exempel på detta är att föreningen nominerat att antal kandidater till utvärdering av högskoleutbildningen 2012–13 (omgång 4). HSV kommer under juni att utse de arbets-livsrepresentanter som ska medverka i utvärderingsgrupperna. Arbetet kommer att pågå fram till juni 2013.

Bli medlem i LinkedIn-gruppen SER!www.linkedin.com/groups?gid=3321014