Hoe werkt een bus in de elektronica?

In de elektronica maakt men gebruik van verschillende transportsystemen voor elektronische signalen. Een voorbeeld van een transportsysteem is een bus. Een bus wordt in de elektronica gebruikt om elektronische signalen te transporteren tussen verschillende componenten van een installatie. Door gebruik te maken van een bussysteem kan men het aantal verbindingen tussen verschillende schakelingen beperken.

In een bussysteem kan men gebruik maken van parallelle en seriële bussen. Bij een parallelle bus worden meerdere databits parallel getransporteerd terwijl met een seriële bus de databits na elkaar worden verzonden. Veel bussen voldoen aan een standaard (zoals Europese Installatiebus EIB) zodat een bussysteem kan worden uitgebreid met meer soortgelijke schakelingen.

Hoe werkt een bussysteem?
Apparaten of werktuigen kunnen worden aangesloten aan een bus. De bus is een kabel waarover dataverkeer kan plaatsvinden. Aan beide uiteinden van de kabel is een interface geplaats. Doormiddel van de bus kan het apparaat of het werktuig gegevens of data uitwisselen met een ander apparaat of werktuig indien de bus vrij is. Het communiceren tussen aangesloten apparaten en werktuigen kan alleen via een bus gebeuren als de bus vrij is. Het apparaat dat de data of het bericht wil verzenden zet het adres van de gewenste ontvanger (apparaat) op de bus. Hierdoor wordt duidelijk voor welk apparaat een bepaald bericht bestemd is.

Een microprocessor kan via een bus met het geheugen communiceren. Bij deze bus wordt gebruik gemaakt van een adresbus, een databus en een besturingsbus. Een processor zorgt er voor dat het adres van een geheugenelement op de adresbus wordt gezet. Vervolgens zorgt de processor er voor dat duidelijk wordt dat de bus actief is en dat er gegevens uit het geheugen van de bus gelezen zullen moeten worden. Daarvoor maakt de processor gebruik van de besturingsbus.

Aan een bussysteem kunnen meerdere geheugenelementen aangesloten zijn. Al deze geheugenelementen lezen de bus uit. Omdat de gegevens die worden verstuurd voorzien zijn van een bestemmingsadres zal alleen het geheugenelement dat zijn eigen adres herkend reageren op de informatie. Dit geheugenelement zal vervolgens de benodigde gegevens op een databus zetten. De gegevens worden daarna door een microprocessor ingelezen.

Gegevens in een geheugen schrijven
In een bussysteem is het ook mogelijk om gegevens in een geheugen te schrijven. In dat geval zal de processor een adres op de adresbus zetten en de gegevens worden dan op de databus gezet. Daarna geeft de processor via een besturingsbus aan dat er gegevens moeten worden geschreven. Vervolgens worden deze gegevens verstuurd en het geheugenelement van het ontvangadres zal vervolgens gegevens van de databus opslaan.

Wat is een databus in de elektronica?

Het woord ‘bus’ wordt in de elektronica regelmatig gebruikt. Een ‘bus’ wordt in de elektronica gebruikt als een gemeenschappelijk transportmedium waarmee elektronische signalen kunnen worden getransporteerd. Een databus wordt gebruikt voor het transport van digitale data. De databus wordt in de computertechniek gebruikt als gestandaardiseerde verbinding tussen diverse onderdelen in combinatie met een adresbus en een besturingsbus.

Parallelle en seriële bussen
Bussen kunnen worden verdeeld in parallelle en seriële bussen. Het belangrijkste kenmerk van een parallelle bus is dat deze bus meerdere databits tegelijk kan versturen. Dit zijn meestal 8, 16, 32, 64, enzovoort. Bij een seriële bus worden de bits juist niet tegelijk of parallel verzonden.  Seriële bussen verzenden de bits na elkaar. Parallelle bussen zijn over het algemeen sneller. De afstand tussen de componenten moet echter klein blijven. Bij seriële bussen is dit omgekeerd.

Prijs van bussen
De prijzen van bussen zijn verschillend. Een seriële busverbinding heeft ten opzichte van een parallelle bus een beperkt aantal geleiders en verbindingen. Daarom is een seriële bus goedkoper. Een ander voordeel van de seriële bus is dat deze bus minder storingsgevoelig is omdat het aantal verbindingen en geleiders beperkt is.

Wat wordt bedoelt met de afkortingen PWB, PCB of PCBA voor printplaten?

In de wereld van de elektronica en mechatronica ontkomt men vaak niet aan printplaten. Printplaten zijn onder andere aanwezig in machines, computers en consumentenelektronica. Een printplaat of print is een drager van verschillende elektronische componenten. Deze elektronische componenten verschillen in vorm kleur en functie. De printplaat zelf is gemaakt van epoxy, glasvezel of kunststof en bevat verschillende koperen bedradingen. Deze koperen bedradingen worden ook wel sporen genoemd en worden doormiddel van freestechnieken en etstechnieken aangebracht tussen de verschillende componenten. De koperen bedrading geleid de elektrische stroom tussen de verschillende componenten.

Welke componenten zijn op printplaten bevestigd?
De componenten op de printplaat zorgen er vervolgens voor dat er bewerkingen worden uitgevoerd. Zo kunnen weerstandjes er voor zorgen dat de elektrische stroom wordt afgezwakt en kan een condensator er voor zorgen dat elektrische stroom wordt verzamelt en afgestoten. Naast de condensator en weerstandjes zijn er echter nog verschillende andere componenten die op een printplaat kunnen worden aangebracht. Hierbij kan bijvoorbeeld gedacht worden aan thyristor, diodes, zenerdiodes, transistors, ledjes en IC’s.

Preppen  en bestukken van printplaten
Het preppen van printplaten is het voorbereiden van componenten op het plaatsen op de printplaten. Het woord preppen is afgeleid van de Engelse term: ‘to prepare’ wat voorbereiden of voorbereiding betekend. Het daadwerkelijke plaatsen van de componenten op de printplaat wordt ook wel bestukken of bestucken genoemd. Het bstukken kan op twee manieren worden gedaan:

  • Doormiddel van Surface Mount Technology SMT, plaatsen van een SMD Surface Mounted Device. Het direct solderen van componenten op de printplaat. Dit wordt meestal gedaan bij kleine componenten doormiddel van machines. Deze machines worden ook wel pick-and-place machines genoemd of P&P.
  • Through-hole bestukken. Hierbij worden de componenten doormiddel van bevestigingspinnetjes door gaatjes in de printplaat aangebracht. Dit gebeurd vooral bij  experimenteerprintplaten en kan zowel met de hand of met behulp van speciale machines worden gedaan.

Afkortingen PWB en PCB voor printplaten
In de mechatronica en elektronica worden veel Engelse termen gebruikt. Ook voor printplaten worden verschillende Engelse termen gebruikt. In de Nederlandse taal wordt een printplaat ook wel gedrukte bedrading genoemd of gedrukte schakeling. In het Engels zijn er ook verschillende termen voor printplaten. In het Engels wordt een printplaat normaal gesproken een printed circuit board genoemd. Dit wordt ook wel afgekort met PCB. Daarnaast wordt ook de Engelse term printed wiring board (PWB) genoemd voor printplaten, deze term is echter minder gebruikelijk.

Verschil tussen PWB en PCB
IPC is de beroepsorganisatie die zich inzet voor standaardisatie in de elektronica industrie. Deze instantie heeft verschillende vestigingen over de hele wereld waaronder een aantal vestigingen in Europa in Zweden in de plaats Stockholm. IPC  probeert onder  andere duidelijkheid te verschaffen in de elektronica door omschrijvingen en definities te bieden over de componenten en technieken die worden gebruikt in de elektronica.  Het IPC beschrijft bijvoorbeeld het onderscheid tussen een printed wiring board (PWB) en een printed circuit board (PCB). Het verschil tussen een PWB en een PCB wordt door het IPC uitgelegd op basis van het doel waar de desbetreffende printplaat wordt gebruikt:

  • Een printed wiring board of een PWB is een printplaat die alleen wordt gebruikt als doorverbindend element.
  • Een Printed Circuit Board of een PCB is een printed wiring board alleen bevat deze naast doorverbindingen ook elektronische functies.

Wat betekent de afkorting PCBA?
De afkorting PCBA wordt in het Engels als volgt omschreven Printed Circuit Board Assembly. Dit is een Printed Circuit Board met daarop gesoldeerde componenten. Na het bestukken van een printplaat heeft men een PCBA echter spreekt men in de praktijk vrijwel altijd van een PCB oftewel een printed circuit board.

Wat is coltan, niobium, tantaliet en tantaal?

Coltan of columbotantaliet is een erts. Deze erts bevat de mineralen columbiet en tantaliet. De naam Coltan is afgeleid van de eerste drie letters van deze mineralen. Columbiet of columbium wordt tegenwoordig niobium genoemd deze naam is gekozen na een besluit in 1950 van het International Union of Pure and Applied Chemistry.

Het winnen van coltan
Coltan wordt gewonnen op verschillende plaatsen in de wereld. Met name in het oosten van de Democratische Republiek Congo (Kivu). Dit land ligt in Afrika en is politiek instabiel. De spanningen en gevechten in de regio zorgen er voor dat het winnen van coltan moeilijk is. Gewapende partijen in de regio Congo-Kinshasa en Rwanda worden deels betaald door de illegale handel in coltan en bloeddiamant. Veel fabrikanten probeerden in het verleden zo goedkoop mogelijk coltan te kopen ongeacht de omstreden partijen en gebieden waar deze erts vandaan kwam. Tegenwoordig willen veel afnemers dat er een verklaring wordt overhandigd waaruit blijkt dat de coltan op een legale manier is bemachtigd en uit legale bronnen afkomstig is.

Tantaal en tantaliet
Uit de erts coltan wordt tantaal gewonnen. Dit is een scheikundig element met symbool Ta en heeft atoomnummer 73 volgens het periodiek systeem der elementen. In tegenstelling tot de metalen goud en koper komt tantaal niet in pure vorm voor in de natuur. Tantaal is over het algemeen aanwezig in een aantal mineralen zoals tantaliet en euxeniet. De ertsen worden geanalyseerd. Door deze analyse wordt duidelijk wat het percentage  columbiet  en tantaliet is.

Eigenschappen van tantaal
Tantaal is een grijsblauw overgangsmetaal. Het is een hard en zwaar metaal. Tantaal is eenvoudig te bewerken en erg buigzaam. Verder is tantaal goed bestand tegen corroderende chemicaliën zoals zuren. Daarnaast heeft tantaal ook een hoog smeltpunt. Alleen koolstof, wolfraam en renium hebben een hoger smeltpunt.

Waarvoor wordt tantaal gebruikt?
Tantaal wordt in poedervorm gebruikt als grondstof voor de productie van kleine elektrolytische condensatoren. Deze condensatoren hebben een gering gewicht en een hoge capaciteit. Condensatoren die tantaal bevatten worden ook wel tantaal-elco’s genoemd en worden onder andere geplaatst in mobiele telefoons en laptop’s. Daarnaast worden tantaal-elco’s ook geplaatst in spelcomputers, pc’s  en andere apparaten die kleine  elco’s bevatten.

Verder wordt tantaal gebruikt in legeringen die een hoog smeltpunt moeten hebben. Ook wordt tantaal gebruikt voor het produceren van hoogwaardiger gereedschappen en werktuigen. Het wordt toegepast in de motoren van vliegtuigen en kernreactoren. Ook bij de productie van raketonderdelen kan tantaal als grondstof worden gebruikt.

Wat is doteren en hoe kan dit proces worden uitgevoerd?

In de techniek kunnen pure materialen worden gebruikt voor de fabricage van producten. Het kan echter voorkomen dat bepaalde materialen in pure vorm niet over de gewenste eigenschappen beschikken voor een specifiek product. De eigenschappen van de materialen kunnen worden verbetert op verschillende manieren. Één van deze manieren is doteren. Het woord ‘doteren’ is afgeleid van het Latijnse woord ‘dotare’, dit betekend voorzien.

Doteren is een proces waarbij onzuiverheden in basismateriaal worden geplaatst. In feite worden doormiddel van doteren vreemde atomen toegevoegd aan het kristalrooster van een basismateriaal.

Hoe gaat doteren in zijn werk?
Het doel van doteren is het veranderen en verbeteren van de materiaaleigenschappen. Vooral in de halfgeleidertechnologie wordt het woord doteren regelmatig gebruikt. Een halfgeleider heeft over het algemeen de structuur van een isolator. Aan deze structuur worden zeer specifieke onzuiverheden toegevoegd. Het kristallijne basismateriaal wordt tijdens het doteren voorzien van atomen van een ander materiaal. Er ontstaat doormiddel van doteren een overschot aan vrije elektronen in het materiaal of juist een te kort aan vrije elektronen. Hierdoor wordt materiaal geleidend in de vorm van elektronengeleiding en gatengeleiding en wordt het oorspronkelijk isolerende basismateriaal verandert in een halfgeleidend materiaal.

Methodes door doteren
Er zijn verschillende manieren om het doteren uit te voeren. De meest gangbare methodes voor doteren zijn ionenimplantatie en diffusie. Deze twee methodes worden hieronder kort toegelicht.

Doteren doormiddel van ionenimplantatie
Doteren doormiddel van ionenimplantatie gebeurd met een ionenbron onder vacuüm. Over het algemeen is de ionenbron een speciale variant van een deeltjesversneller. In deze ionenbron wordt gebruik gemaakt van een magneetveld. Door het magneetveld worden ionen met de juiste massa afgescheiden. Het elektrische veld zorgt er voor dat de ionen worden versneld. De ionen worden door het elektrische veld vervolgens richting het materiaal, dat gedoteerd moet worden, geschoten. Dit gebeurd met zeer grote snelheden van meer dan 300.000 kilometer per uur. De ionen kunnen op verschillende dieptes het basismateriaal binnendringen.

Deze indringdiepte is afhankelijk van de grootte van het ion en het materiaal dat ingeplant moet worden in het basismateriaal. De onderdelen van het proces dat verbonden is aan ionenimplantatie kunnen nauwkeurig op elkaar worden afgestemd. Het is mogelijk om de snelheid van de ionen te regelen en versnellerspanning af te stemmen op het materiaal. Hiermee kan de indringdiepte van de ionen goed worden geregeld. Dit zorgt er voor dat de halfgeleider, die tijdens dit proces wordt gemaakt, over de juiste eigenschappen beschikt.

Doteren doormiddel van diffusie
Diffusie kan ook worden gebruikt als methode voor het doteren. Dit proces wordt meestal in twee stappen uitgevoerd. De eerste stap is het aanbrengen van een laag met een hoge concentratie onzuiverheden op het basismateriaal. Dit aanbrengen wordt ook wel predepositie genoemd. Vervolgens wordt het geheel doormiddel van warmte behandelt. Bij een hoge temperatuur worden de onzuiverheden in het kristalrooster opgenomen. Dit is doteren doormiddel van diffusie.

Wat is een geleider volgens de elektriciteitsleer?

Geleiders zijn volgens de elektriciteitsleer materialen en voorwerpen die elektrische stroom geleiden. Een goede geleider vertoont weinig weerstand tegen de elektrische stroom die er doorheen wordt getransporteerd. Hoe minder weerstand een materiaal of voorwerp tegen elektrische stroom biedt hoe beter de geleider te gebruiken is in de elektrotechniek. Alle metalen zijn geleiders van elektrische stroom. Er zijn echter wel verschillen in de eigenschappen van metalen. Sommige metalen zijn betere geleiders dan ander metalen. Metalen met een zeer kleine soortelijke weerstand tegen elektrische stroom zijn zilver en koper. Dit komt omdat het enige valentie-elektron van deze metalen zich bijna geheel als een vrij gas beweegt door het kristalrooster van het scheikundig element.

Temperatuurcoëfficiënt
Het overgrote deel van de metalen heeft een positieve temperatuurcoëfficiënt. Dit houdt in dat de weerstand van het metaal tegen elektronen toeneemt als de temperatuur van het metaal stijgt. Deze weerstand neemt toe omdat de atomen in het kristalrooster meer gaan trillen als de temperatuur hoger wordt. Door deze trilling wordt de beweging van de elektronen in de kristalroosters verstoort. Hierdoor kunnen de elektronen zich steeds moeilijker door het kristalrooster verplaatsen naarmate de temperatuur van het metaal wordt verhoogd of hoger wordt.

Supergeleiders
Supergeleiders zijn stoffen of materialen die geen weerstand bieden tegen elektrische stroom. Bij sommige materialen verdwijnt de weerstand tegen elektrische stroom als het materiaal op een bepaalde lage temperatuur wordt gebracht. Men spreekt van supergeleiding wanneer men stroom op gang brengt in een gesloten kring die bestaat uit supergeleidend materiaal en deze stroom gehandhaafd blijft en zal blijven rondlopen zonder aangelegde elektrische spanning. De kringstroom wekt een magnetisch veld op. Met supergeleiders kan men een permanent magnetisch veld opwekken. Doordat deze magneten permanent magnetisch zijn, worden ze veel toegepast. Het grote nadeel van permanente mageneten die gemaakt worden uit supergeleiders is de koeling. De meeste materialen worden supergeleidend bij zeer lage temperaturen. Deze temperaturen zijn slechts enkele graden boven het absolute nulpunt. Het koelen van de supergeleidende magneten gebeurd met kostbare koelinstallaties die veel energie gebruiken. Voor het koelen wordt meestal gebruik gemaakt van  vloeibaar helium.

Halfgeleiders
Halfgeleiders zijn stoffen die op het gebied van elektrische geleiding in het midden staan tussen een geleider en een isolator. Als men de structuur van halfgeleiders bekijkt kan men de conclusie trekken dat het om een isolator gaat. Echter een halfgeleider kan gemakkelijk in een geleider worden verandert. Hierbij zijn de eigenschappen op elektrisch gebied goed te manipuleren. Om de elektrische eigenschappen van halfgeleiders te verbeteren kan men elementen of bestandsdelen toevoegen die over de gewenste eigenschappen beschikken.

Er zijn ook stoffen die halfgeleider worden genoemd omdat ze geen groot geleidingsvermogen hebben en het geleidingsvermogen in grote mate afhankelijk is van de temperatuur waarin de stoffen worden gebruikt of geplaatst. Doormiddel van een speciale bewerking, genaamd dotering kunnen de eigenschappen van deze halfgeleiders worden beïnvloed. Halfgeleiders kunnen worden gebruikt voor het maken van componenten.

Wat is een condensor en waar wordt deze voor gebruikt?

Een condensor is een systeem dat wordt gebruikt voor het condenseren van stoom en andere gasvormige stoffen. Tijdens het condenseren worden stoffen vanuit een gasvormige toestand naar een vloeibare toestand gebracht. Dit gebeurd door de warmte weg te nemen. Door bijvoorbeeld stoom af te koelen ontstaan waterdruppels. Als deze waterdruppels worden opgevangen kan men het water transporteren naar een hittebron zodat het water weer opnieuw omgezet kan worden in stoom. Dit gebeurd bijvoorbeeld bij elektriciteitscentrales. Daarnaast worden condensors onder andere gebruikt in luchtbehandeling of airconditioning. Verder worden condensors gebruikt in koelkasten.

Hoe werkt een condensor?
Condensors zijn een soort warmtewisselaars. In tegenstelling tot gewone warmtewisselaars vindt er bij condensors een faseovergang plaats. Deze faseovergang is van een gasvormige fase naar een vloeibare fase. Warmtewisselaars zijn er in verschillende vormen en maten. Condensors kunnen ook op verschillende manieren worden geconstrueerd. De eenvoudigste variant van een condensor is een lange buis. Door deze buis stroomt het gas dat gecondenseerd moet worden. Dit gas is warmer dan de wand van de buis. Hierdoor geeft het gas warmte af via de wand aan de rest van de omgeving. Door deze warmteafgifte ontstaat condensaat. Het condensaat wordt vervolgens aan het einde van de buis opgevangen. Indien gewenst wordt dit condensaat vervolgens getransporteerd naar een hittebron zodat het condensaat weer in gasvormige toestand kan worden gebracht.

Waar worden condensors toegepast?
In koelkasten en luchtbehandelingssystemen zoals airconditioning worden kleine condensoren toegepast. Voor het verbeteren van de doelmatigheid van de luchtkoeling wordt meestal een ventilator gebruikt. Deze zorgt er voor dat lucht in beweging wordt gebracht. Een ventilator wordt meestal aangedreven door een condensatormotor. Deze motor is de veelvoorkomende eenfase-inductiemotor. Hoewel ook in het woord ‘condensatormotor’ het woord ‘condens’ is verwerkt heeft deze motor niets te maken met condenseren. De condensatormotor is afgeleid van de condensators en houdt vooral verband met de elektrotechniek en elektronica.

In de bouw worden ook condensoren gebruikt om bijvoorbeeld ruimtes te ontvochtigen. Een voorbeeld hiervan is de bouwdroger.

Grote condensoren worden toegepast bij onder andere de opwekking van elektriciteit. Naast elektriciteitscentrales worden ook bij grote chemische bedrijven gebruikt gemaakt van grote condensoren. Deze condensoren maken vooral in de herfst en winter gebruik van rivierwater of zeewater. In de zomermaanden wordt vooral gebruik gemaakt van koeltorens. Dit heeft te maken met het feit dat bepaalde dieren en plantendeeltjes in het water niet te warm mogen worden.

Omdat condensors veel in contact komen met water en daarnaast ook te maken hebben met temperatuurswisselingen moeten condensors sterk zijn en een goede weerstand bieden tegen corrosie. Daarom worden condensors van corrosievaste materialen gemaakt zoals cunifer.

Wat is preppen en bestukken van componenten op printplaten?

Machines, werktuigen en computers bevatten veel elektronica. De elektronica bestaat uit verschillende hardware componenten. Deze hardware componenten worden ontworpen door hardware engineers. Hierbij kan onder andere gedacht worden aan printplaten. Een printplaat is meestal groen gekleurd en bevat verschillende componenten. Printplaten zijn gemaakt van epoxy, kunststof of glasvezel. Printplaten bevatten een sporenpatroon. Dit sporenpatroon kan aan één kant van de printplaat zijn aangebracht maar het is ook goed mogelijk dat er aan beide kanten van de printplaat sporenpatronen zijn geplaatst. Sporenpatronen zijn gedrukte elektrische bedragen. Deze sporen worden gemaakt van materiaal dat goed geleid zoals koper, daarom noemt men sporenbanen ook wel koperbanen. Koperbanen worden doormiddel van frezen of etsen aangebracht op de printplaat.

Preppen van componenten
Preppen is een woord dat is afgeleid van het Engelse “to prepare”, dit betekend voorbereiden. Preppen wordt in de bouw of samenstellen van printplaten gebruikt voor voorbereidende werkzaamheden. Hierbij worden componenten klaargemaakt voor het plaatsen op printplaten. De componenten kunnen op twee verschillende manieren worden geplaatst in printplaten. In de volgende alinea is hierover informatie weergegeven.

Bestukken van printplaten
Het bevestigingen van componenten op printplaten wordt ook wel bestukken of bestucken genoemd. Dit kan op twee manieren. Zo kunnen componenten worden geplaatst in gaatjes. Dit wordt ook wel through-hole bestukken genoemd. Voor elk component dienen twee gaatjes worden geboord. In de stroombaan. Als bijvoorbeeld een weerstandje op een printplaat wordt geplaatst dan is er een gaatje aan het begin van het component en een gaatje aan het einde van het component. Het component verbindt de stoombaan met elkaar dat wil zeggen dat onder het component de stroombaan niet doorloopt maar onderbroken is. Through-hole bestukken wordt veel gedaan door mensen die voor de hobby schakelingen bouwen op een experimenteerprintplaat.

Een andere bevestigingsmethode van onderdelen op printplaten is Surface
Mount Technology SMT. Hierbij maakt men gebruik van SMD’s. De afkorting SMD staat voor Surface Mounted Device (SMD). Deze Engelse term kan in het Nederlands worden vertaald met:  ‘onderdeel dat op de oppervlakte is gemonteerd’. SMD componenten zijn over het algemeen kleiner dan Through-hole componenten. Doormiddel van SMT worden componenten rechtstreeks op de print geslodeerd. Dit is zeer nauwkeurig werk dat zowel met de hand kan worden gedaan als doormiddel van een machine. De machines die hiervoor gebruikt worden zijn zogenoemde pick-and-place machines. De uiteinden van het component (SMD) worden bij SMT niet door de printplaat heen gestoken maar worden er tegenaan gesoldeerd.

Printed circuit board (PCB)
Na het bestukken van een printplaat heeft men een printed circuit board (PCB). In feite is dit een Printed Circuit Board Assembly omdat de componeten er reeds op zijn aangebracht. In de praktijk spreekt men echter van een printed circuit board. Deze printplaat bevat naast doorverbindingen ook verschillende elektronische functies. Daarmee verschilt de PCB van een PWB omdat de PWB alleen doorverbindingen bevat. Daarom staat de afkorting PWB ook voor printed wiring board.

Wat is een bussysteem en waarom wordt een bus toegepast in de industrie en woningbouw?

Een bus of een bussysteem wordt in de elektronica toegepast. Bussystemen worden in de elektronica gebruikt als gemeenschappelijk transsport systemen voor elektronische signalen. Een belangrijke doelstelling van bussystemen is het verminderen van het aantal verbindingen tussen verschillende schakelingen. Een bussysteem kan worden uitgebreid met nieuwe schakelingen die van dezelfde soort zijn.

Toepassing van bussystemen
Bussystemen worden in de techniek op verschillende manieren toegepast. De keuze van een bepaald bussysteem is afhankelijk van de toepassing. Zo zijn er subsystemen die worden gebruikt in de industrie. Een bekend voorbeeld hiervan is de Profibus. De Profibus wordt in Europa zeer veel toegepast in de industrie en is zeer geschikt voor industriële automatisering omdat deze bus op alle niveaus werkt. Hierdoor kan men één bussysteem gebruiken voor automatiseren van de processen in een fabriek.

In de woningbouw en utiliteit worden ook bussystemen toegepast. Deze systemen bestaan uit buskabels. Deze kabels worden naast de overige bekabeling (230 Voltkabels voor de netstroom) in woningen en utiliteit aangebracht. Verschillende componenten in de woning kunnen op de buskabel worden aangesloten zodat deze met elkaar kunnen communiceren. Bij bussystemen kan men denken aan domoctica en andere systemen die elektrisch of elektronisch zijn.

Domotica is een verzameling voor verschillende technische systemen die tot doelstelling hebben het woongenot te verbeteren. Hierbij komen veel elektronische componenten aan de orde. Deze componenten kunnen doormiddel van de buskabel met elkaar communiceren. Hierdoor kan informatie tussen verschillende onderdelen worden verspreid en kunnen functies aan elkaar gekoppeld worden en op elkaar worden afgestemd. Één schakelaar kan bijvoorbeeld worden gebruikt om verschillende lampen aan- en uit te schakelen en te dimmen. Door wijzigingen in de software door te voeren kunnen schakelaars andere functies krijgen of kunnen nieuwe functies worden toegevoegd.

Doordat bussystemen bestaan uit elektronische netwerken die aan elkaar gekoppeld zijn kunnen de installaties makkelijk worden gewijzigd of uitgebreid. Bestaande buskabels hoeven namelijk niet te worden vervangen of verwijdert maar kunnen worden hergebruikt voor het aansluiten van nieuwe componenten en schakelaars.

Wat is een adapter en waarvoor wordt een adapter gebruikt?

Een adapter is een hulpstekker of tussenstekker die gebruikt kan worden als overgang tussen twee elektrische schakelingen. De adapter kan worden gebruikt om een verbinding te maken tussen twee schakelingen die niet zonder aanpassing aan elkaar passen. Adapters zetten signalen om in een andere spanning zo kan bijvoorbeeld de netspanning van 230V doormiddel van een adapter worden omgezet naar 9V gelijkspanning. Daarnaast worden adapters gebruikt voor het opladen van telefoons en andere (huishoudelijke) apparaten die ook op batterijen kunnen werken.  Sommige adapters vormen één geheel met de netstekker. Adapters worden echter niet alleen gebruikt in de elektrotechniek en elektronica.

Er bestaan verschillende adapters
Adapters zijn er in verschillende soorten en maten. Ze worden in de elektrotechniek gebruikt maar ook in de werktuigbouwkunde en installatietechniek. Een adapter kan bijvoorbeeld worden gebruikt om buizen en waterleidingen aan elkaar te verbinden die een verschillende doorsnede hebben. Deze adapters worden ook wel verloopstukken genoemd.  Ook zijn er adapters die buizen aan elkaar verbinden die een verschillende soort schroefdraad hebben. Een adapter past verschillende onderdelen op elkaar aan. In het woord adapter zit het Engelse woord adapt dit betekend aanpassen. Dat is ook de belangrijkste eigenschap van adapters.

Wat zijn bèta vakken en waarom zijn bètavakken belangrijk voor technisch werk?

Bèta vakken wordt ook wel aan elkaar geschreven als bètavakken. Het is een categorie vakken die tot de exacte wetenschap behoren. Deze vakken behoren tot de exacte wetenschap omdat ze gebaseerd zijn op de wetten van de natuur en wiskundige modellen. Tot de bètavakken behoren onder andere wiskunde, natuurkunde en scheikunde. Er zijn echter nog meer vakken die tot de bètavakken gerekend kunnen worden. De vorm en inhoud van de bètavakken wordt meestal aangepast aan de opleidingsrichting waarin het bètavak wordt gegeven.

Exacte wetenschappen
In bètavakken leren studenten en leerlingen verschillende exacte wetenschappen. Exacte wetenschappen worden in Nederland ook wel bètawetenschappen genoemd. In deze vakken wordt aandacht besteed aan wiskundige modellen en wordt gekeken naar de formele logica. Doormiddel van experimenten in bijvoorbeeld scheikunde kunnen bepaalde testen of toetsen worden gedaan.  Er zijn verschillende bètavakken. De keuze van de bètavakken is afhankelijk van de studierichting. Daarnaast kan in bètavakken ook aandacht worden besteed aan specifieke aspecten voor een bepaald vakgebied. Hierdoor kan bijvoorbeeld iemand die leert voor piloot in bètavakken specifieke theorieën leren die van pas komen bij de luchtvaart of luchtvaarttechniek. Iemand die leert voor een beroep als bouwkundig ingenieur zal tijdens de opleiding meer kennis uit bètavakken halen die gericht is op constructies.

Waarom zijn bètavakken belangrijk voor de techniek?
Bètavakken zijn belangrijk voor veel technische functies. Wiskunde kan bijvoorbeeld worden gebruikt voor het berekenen van hoeken. Dit komt aan de orde wanneer technische tekeningen moeten worden gemaakt. De natuurkunde levert weer andere kennis aan de techneut. Hierbij kan onder andere aandacht worden besteed aan de krachten die op een constructie worden uitgeoefend. Een lastechnicus of een metallurg zullen behoefte hebben aan scheikundige kennis. Hierbij kan bijvoorbeeld onderzocht worden hoe metalen op elkaar reageren en met welk soort gas gelast moet worden.  Bètavakken zijn daarom voor veel technici een belangrijke basis. Andere vakken kunnen gebaseerd zijn op de aspecten en wetten die uit de bètavakken zijn aangeleerd. Metaaltechniek, werktuigbouwkunde, elektrotechniek, elektronica , bouwtechniek, mechatronica en vele andere technische vakgebieden behandelen kennis die in de bètavakken wordt aangeleerd. Daarom moeten leerlingen of studenten die een technische opleiding doen in vrijwel alle gevallen ook bètavakken volgen.

Wat is een embedded system en wat is embedded software?

Embedded software is software die is geschreven om machines te besturen. Embedded software kan door fabrikanten worden ingebouwd in de elektronica van auto’s en andere voertuigen. Daarnaast wordt embedded software ook in telefoons, digitale horloges en modems geplaatst. Robots die bepaalde bewerkingen moeten uitvoeren hebben vaak ook embedded software die verbonden is aan de elektronica. Ook beveiligingssystemen voor brand en inbraak zijn voorzien van embedded software. De software die in deze uiteenlopende producten, voertuigen en werktuigen is geplaatst is heel verschillend. Er wordt gebruik gemaakt van een processor en een aantal bytes aan geheugen. Voor vliegtuigen, raketten

Wat is een embedded system?
Hierboven is kort omschreven wat embedded software is. Dit maakt onderdeel uit van een embedded system. Dit systeem is elektronisch en bestaat uit zowel uit hardware als software. Andere termen die worden gebruikt voor een embedded system zijn geïntegreerd systeem of ingebed systeem. Dit systeem is gemonteerd in apparaten, werktuigen en gebruiksartikelen. In het verleden bestonden elektronische meetsystemen en regelsystemen geheel uit hardware. Tegenwoordig is software in machines en apparaten steeds belangrijker. Het doel van het embedded systemen is het implementeren van ‘intelligent gedrag’ in deze producten. De software zit ingebed in het hardware-apparaat. De meettaken en regeltaken zorgen er voor dat een machine, werktuig of apparaat datgene doet wat het behoort te doen. Met andere woorden deze producten moeten de bewerkingen kunnen uitvoeren waarvoor ze bedoelt zijn. Een embedded system zorgt de software er voor dat de meettaken en regeltaken worden aangestuurd. Software is over het algemeen eenvoudiger te vervangen dan hardware. Software vormt het brein van een machine en bepaald welke bewegingen een machine kan maken. Dit zorgt er voor dat de apparaten waarin de software is geplaatst door het veranderen van de software ook andere bewerkingen kunnen uitvoeren. Hierbij moet natuurlijk wel gekeken worden naar de mechanische mogelijkheden van het apparaat.

Waaruit bestaat een embedded system?
Een embedded system bestaat uit een aantal onderdelen. Het sensorgedeelte van dit systeem neemt de omgeving waar waarin de machine of het apparaat staat opgesteld. Dit kan belangrijk zijn voor veiligheidsaspecten maar ook voor de beweging die de machine kan uitvoeren. Bijvoorbeeld het wegschuiven van een doosje als deze zich voor de sensor bevind. Er komt via de sensoren informatie binnen in het systeem. Deze informatie wordt in een communicatiegedeelte geconverteerd. Dit kan bijvoorbeeld door de informatie te digitaliseren. Vervolgens wordt de informatie gezonden naar een gedeelte die de informatie verwerkt. Dit informatieverwerkend gedeelte bestaat uit software en een processor. Het informatieverwerkend gedeelte zorgt er voor dat er ‘beslissingen’ worden genomen op basis van de gegevens die binnen komen. Het actuatorgedeelte stuurt de machine of het werktuig aan en zorgt er voor dat de ‘beslissingen’ worden uitgevoerd.

Waar wordt een embedded system en embedded software toegepast?
Embedded systems met bijbehorende embedded software worden steeds meer toegepast in machines, werktuigen en apparaten. Dit komt mede doordat deze systemen goedkoper worden geproduceerd. Daarnaast worden deze systemen ook flexibeler. Hierdoor is een grote diversiteit aan ingebedde systemen op de markt gekomen. Men kan hierbij denken aan magnetrons, wasmachines, drogers en consumentenelektronica. Ook in auto’s, jachten en gereedschappen worden ingebedde systemen geplaatst. Daarnaast werkt men in de gezondheidszorg ook in toenemende mate met embedded systems in ziekenhuisapparatuur en robots.

Wat is led en waar staat de afkorting led voor?

Het woord led wordt niet met hoofdletters geschreven maar is wel een afkorting. Led is een afkorting die staat voor light-emitting diode. Wanneer men deze Engelse omschrijving vertaalt in het Nederlands dan si Led een lichtuitstralende diode. Omdat led tegenwoordig veel wordt gebruikt en vaak wordt genoemd wordt het niet meer als afkorting gevoeld. Dit is de reden waarom de Nederlandse Taalunie heeft besloten dat led zonder hoofdletters moet worden geschreven. In het Engels wordt het echter wel als LED geschreven.

Zoals eerder genoemd is een led een lichtuitstralende diode. Een led is elektronisch halfgeleidercomponent.  Dit component zend licht uit als er elektrische stoom doorheen loopt in de doorlaatrichting. Diodes geleiden stroom over het algemeen in één bepaalde richting. In tegengestelde richting geleiden ze praktisch geen stroom. De richting waarin ze stroom geleiden wordt doorlaatrichting genoemd. De richting waarin ze geen stroom geleiden word sperrichting genoemd. Deze diode wordt geplaatst in een kleine behuizing die doorzichtig is. De behuizing is slechts een paar millimeter groot en werkt tevens als lens.

Ledlampen en ledverlichting
Naast de diode wordt ook de term led ook gebruikt voor het gehele systeem dat bestaat uit een halfgeleider, een reflector, een behuizing en een lens samen met de bijbehorende contactpunten. Een samenvoeging van verschillende leds in een grote behuizing wordt ook wel een ledlamp genoemd. Dit is een vorm van van solid-state lighting (afgekort met SSL), een systeem dat zichtbaar licht produceert zonder dat daarbij veel hitte vrij komt. Er zijn verschillende soorten ledlampen. De levensduur van deze lampen is lang. Dat komt doordat ledlampen over het algemeen goed bestand zijn tegen trillingen, schokken en slijtage.

Welke meetinstrumenten worden gebruikt in de elektrotechniek om grootheden te meten?

In de elektrotechniek krijgen elektromonteurs te maken met verschillende grootheden. Deze grootheden zijn stroomsterkte, spanning, vermogen en weerstand. De sterkte van elektrische stroom wordt aangegeven in Ampère.  Elektrische spanning wordt aangeduid in Volt en het vermogen wordt aangegeven in Watt. De weerstand wordt aangegeven in Ohm. Een elektromonteur die aan elektrische installaties werkt moet goed op de hoogte zijn van de spanning, stroomsterkte, vermogen en weerstand van de installatie. Wanneer een elektromonteur deze gegevens helder voor ogen heeft weet hij of zij welke eigenschappen de installatie heeft. Dit is belangrijk omdat deze eigenschappen duidelijk maken hoeveel kracht de installatie heeft en welke stroomverbruikers er op aangesloten kunnen worden. Voor het meten van de weerstand, stroomsterkte, vermogen en spanning van een installatie wordt gebruik gemaakt van verschillende speciale meetinstrumenten.

Meetinstrumenten in de elektrotechniek
In de elektrotechniek wordt gebruik gemaakt van verschillende meters om de eigenschappen van elektrische installatie te meten. Er zijn specifieke meters die gericht zijn op het meten van een bepaalde grootheid. Hieronder zijn een aantal belangrijke voorbeelden genoemd van specifieke meters in de elektrotechniek.

  • Ampèremeter zijn stroommeters.  Deze meetinstrumenten worden gebruikt om elektrische stroom te meten. Omdat de sterkte van elektrische stroom wordt uitgedrukt in ampère noemt men deze meters over het algemeen  ampèremeters.
  • Ohmmeters worden gebruikt om de elektrische weerstand te meten van een bepaalde stof of elektrische component. Deze weerstand wordt uitgedrukt in ohm vandaar de naam ohmmeter.
  • Voltmeters worden ook wel spanningsmeters genoemd. Deze meetinstrumenten worden gebruikt om de elektrische spanning in een installatie te meten. Deze elektrische spanning wordt aangeduid in volt daarom worden deze meetinstrumenten ook wel voltmeters genoemd.
  • Wattmeters worden gebruikt om elektrisch vermogen te meten van elektrisch vermogen. Deze meters worden ook wel vermogensmeters genoemd of elektrodynamische meters. Omdat het vermogen wordt uitgedrukt in watt worden deze meters over het algemeen wattmeters genoemd.

Naast specifieke meetinstrumenten kan in de elektrotechniek ook gebruik gemaakt worden van meters die meerdere grootheden kunnen meten. Dit zijn zogenoemde multimeters of universeelmeters. In de volgende alinea is meer informatie te vinden over deze meters.

Universeelmeters en multimeters
Multimeters en universeelmeters worden door elektromonteurs en installateurs gebruikt om elektrische installaties te meten op een aantal grootheden. Met een multimeter kunnen onder andere stroomsterkte, spanning en weerstand worden gemeten. Het is belangrijk dat de multimeter goed is ingesteld voordat men de meter gebruikt om een bepaalde grootheid te meten. Een multimeter wordt ook wel een VOM (Volt-Ohm meter) genoemd. Universeelmeters kunnen worden gebruikt om meerdere grootheden te meten. Naast de stoomsterkte, weerstand en spanning kunnen universeelmeters ook zo uitgebreid zijn dat ze frequentie, capaciteit, temperatuur en zelfinductie kunnen meten. Daarnaast kunnen uitgebreide universeelmeters ook worden gebruikt om de doorlaatspanning te meten van een diode en de stroomversterkingsfactor van een transistor. De meeste multimeters zijn tegenwoordig voorzien van een digitale uitlezing met een lcd scherm.

Wat is avionica en waar wordt avionica gebruikt?

Avionica is een woord dat is samengevoegd uit de woorden aviatiek en elektronica. Aviatiek is een ander woord voor luchtvaart en elektronica is een technisch vakgebied. De betekenis van deze twee woorden in de samenvoeging maakt duidelijk waar avionica voor staat. Met avionica word de toepassing elektronica in de luchtvaart bedoelt. Doordat avionica met name om de toepassing van elektronica gaat in de luchtvaart gaat is het een technisch vakgebied dat als subonderdeel van elektrotechniek kan worden beschouwd.

Waar wordt avionica gebruikt?
Avionica wordt zowel in de burgerluchtvaart als in de militaire luchtvaart gebruikt. in de luchtvaart voor burgers wordt avionica met name gebruikt voorde vluchtinstrumenten. Hierbij kan gedacht worden aan de middelen waarmee het vliegtuig kan navigeren. Daarnaast zijn er aan boord van een vliegtuig verschillende communicatiemiddelen aanwezig om in het vliegtuig te communiceren en te communiceren met andere vliegtuigen en met de luchthavens op de grond. Bij deze verschillende vluchtinstrumenten wordt veel gebruik gemaakt van elektronica.

Voor de militaire luchtvaart wordt nog meer elektronica toegepast. Dit heeft met name te maken met het tijdig ontdekken van vijandige projectielen en vliegtuigen. Daarom wordt bij de militaire luchtvaart ook aandacht besteed aan elektronische systemen die gebruikt worden om de omgeving van het vliegtuig in de gaten te houden. Hierbij kan gedacht worden aan radarsystemen en andere optische systemen om bijvoorbeeld in het donker de bewegingen van de vijand op de grond in de gaten te houden. Wanneer vijandelijke objecten het vliegtuig naderen zijn er verschillende zelfbeschermingssystemen aan boord van het militaire vliegtuig aanwezig om de projectielen uit de lucht te schieten of van het vliegtuig weg te leiden. Bij al deze systemen wordt veel gebruik gemaakt van elektronica.

Wat is een avionica technicus?
Een technisch medewerker die bevoegd is om te werken aan de avionica draagt een grote verantwoordelijkheid. In de functie van avionica technicus kan hij of zij werken aan verschillende elektrische systemen ten behoeve van de navigatiesystemen en vluchtleidingsystemen van verschillende vliegtuigen. De systemen waarmee vliegtuigen zijn uitgerust kunnen onderling verschillen. Er zijn niet alleen verschillen tussen militaire vliegtuigen en burgervliegtuigen, ook onderling verschillen de vliegtuigen. Een avionica technicus moet van te voren goed op de hoogte zijn van de verschillende technische systemen van het vliegtuig waar hij of zij verantwoordelijk voor is. Hiervoor worden vaak specifieke trainingen gevolgd. Een avionica technicus heeft een belangrijke technische functie in de luchtvaarttechniek.

Waar werkt een avionica technicus?
Een avionca technicus werkt in veel gevallen in een team bij een groot bedrijf. Hierbij kan gedacht worden aan grote vliegtuigmaatschappijen of aan een Maintenace Repair Organisation voor vliegtuigen. In een dergelijk bedrijf zijn verschillende technische specialisten aanwezig die elkaar kunnen ondersteunen om de werkzaamheden aan vliegtuigen zo goed mogelijk uit te voeren. Wanneer deze werkzaamheden niet goed worden uitgevoerd kunnen de gevolgen zeer ernstig zijn. Wanneer vliegtuigen niet goed kunnen communiceren omdat de elektronica niet goed is aangelegd kan het zijn dat de vliegtuigen niet duidelijk kunnen aangegeven welke koers ze hanteren. Met name bij drukke luchthavens moet de koers van vliegtuigen goed op elkaar worden afgestemd omdat anders botsingen kunnen ontstaan met fatale gevolgen.

Daarnaast zijn in de cockpit van de vliegtuigen verschillende meters en displays aanwezig. Deze laten informatie aan de piloot zien over de positie en het functioneren van verschillende technische aspecten van het vliegtuig. Wanneer deze displays en meetinstrumenten niet werken mist de piloot belangrijke informatie om het vliegtuig veilig te besturen. Aan alle displays en instrumenten zitten elektrotechnische componenten verbonden.  Een avionica technicus heeft meestal niet verstand van alle elektronica aan boord van een vliegtuig. De hoeveelheid elektronica aan boord van een vliegtuig is ook enorm. Daarom is het belangrijk dat een avionica technicus goed overlegd met andere vliegtuigtechnici. In een team bij een groot bedrijf wordt zeer professioneel samengewerkt. De taken en verantwoordelijkheden worden onderling goed verdeeld. In de volgende alinea worden een aantal taken van de avionica technicus genoemd.

Wat doet een avionica technicus?
Een avionica technicus heeft een breed takenpakket. Hij of zij werkt aan verschillende elektrotechnische systemen aan boord van vliegtuigen. Dit kan zowel in de cockpit van het vliegtuig zijn als op andere werkplekken in het vliegtuig. Een avionica technicus bereid zijn of haar taken goed voor. Er worden storingen in de apparatuur gezocht. Over deze storingen worden rapporten geschreven. Daarnaast worden de storingen door de avionica technicus vakkundig verholpen. Ook wanneer er geen storingen zijn aan de elektronica van een vliegtuig word de avionica technicus ingezet. Er worden namelijk ook regelmatig onderhoudsinspecties uitgevoerd aan vliegtuigen. Hierbij wordt gekeken naar het functioneren van het vliegtuig en de technische systemen die aan boord van het vliegtuig aanwezig zijn. Ook hierover worden rapporten geschreven. Deze worden goed geadministreerd. Het takenpakket van een avionica technicus is zeer divers en niet zuiver technisch uitvoerend. Gezamenlijk met andere technici is hij of zij er voor verantwoordelijk dat het vliegtuig veilig en deugdelijk is om gebruikt te worden voor de doeleinden waarvoor het is ontworpen: het vervoeren van mensen en goederen.

Wat is robotica en waar houdt deze tak van mechatronica zich mee bezig?

Robotica is, zoals in de titel van deze tekst is aangegeven, een technisch vakgebied dat valt onder mechatronica. In het vakgebied robotica wordt de toepassing van robots in de samenleving bestudeerd. Er wordt gekeken naar zowel de theoretische als de praktische mogelijkheden om robots toe te passen in verschillende onderdelen van de samenleving. Zowel sociale ontwikkelingen als technische ontwikkelingen zijn van invloed op robotica. Tegenwoordig worden robots niet alleen maar toegepast in de techniek, ruimtevaart en productiebedrijven. Robotica ontwikkelt ook robots voor onder andere de beveiliging, ziekenhuizen en zorginstellingen. Door deze ontwikkelingen nemen robots in toenemende mate taken over van mensen. De meeste mensen hebben geen problemen met het toepassen van robots in de techniek. Over het toepassen robots in ziekenhuizen en zorginstellingen zijn de meningen echter verdeeld.

Welke technische aspecten komen bij robotica aan de orde?
Een belangrijk technisch aspect bij robotica is de integratie van systemen. Robots zijn uitgerust met verschillende technische systemen waarbij de robot zijn plaats moet bepalen. Dit gebeurd aan de hand van sensoren. Dit wordt ook wel sensing genoemd. Dit is een techniek die onder robotica gerekend kan worden. Sensing is gericht op het bestuderen van de werking en het ontwerp van sensoren. Het waarnemingsvermogen van een robot is van groot belang omdat een robot aan de hand van deze waarnemingen de juiste plaats kan innemen en de juiste handelingen kan verrichten.

Een robot moet de informatie die doormiddel van de sensoren naar binnen komt vertalen naar handelingen. Deze handelingen worden door de actuatoren van de robot uitgevoerd. Een robot is geen mens en kan daarom zijn eigen handelingen niet bepalen. Daarvoor is programmering nodig. Een robot wordt van te voren geprogrammeerd om bepaalde handelingen uit te voeren. Deze programmering is gekoppeld aan de informatie die doormiddel van de sensoren binnenkomt. Wanneer bijvoorbeeld een object een robot nadert nemen de sensoren van de robot dit waar. Vervolgens wordt een seintje gegeven naar het geprogrammeerde deel van de robot. Daarin kan worden vastgelegd dat de robot zijn arm beweegt als het object de robot op een meter afstand is genaderd.

Er wordt binnen een robot nogal wat informatie uitgewisseld. In een robot komen verschillende technische aspecten samen zoals informatica, elektronica, elektrotechniek en werktuigbouwkunde. Robotica is een dynamisch vakgebied waarbij deze verschillende technische vakgebieden zorgvuldig op elkaar moeten worden afgestemd om tot een goed werkend geheel te komen.  Robots zijn verschillend. Dit heeft in belangrijke mate te maken met de toepassing van de robots.

Waar worden robots toegepast?
Aan een robot die in de ruimte wordt gestuurd om werkzaamheden te verrichten aan een ruimtestation worden andere eisen gesteld dan aan een robot die in een fabriek technische werkzaamheden uitvoert. Daarnaast worden aan robots die voor defensie worden gebruikt weer andere eisen gesteld dan aan robots die worden ontwikkelt voor zorginstellingen. Het gebruik van robots voor zowel defensie als voor zorginstellingen staan wel ter discussie. Ethische en sociale aspecten spelen hierbij een rol. Is het wel verantwoord om robots te laten beslissen over leven en dood op het slagveld? Is het voor gehandicapten wel prettig om geholpen te worden door een robot? Dit zijn maatschappelijke vraagstukken die niet enkel en alleen door de techniek kunnen worden beantwoord. Robotica houdt zich echter wel met deze aspecten bezig en kijkt daarom ook naar de vormgeving van robots. Voor zorginstellingen worden robots ontwikkelt die er zo menselijk mogelijk uit zien. Een robot kan echter nooit een mens geheel vervangen. Een mens is een sociaal wezen en die heeft behoefte aan contact met medemensen anders ontstaan sociale afwijkingen.

Wat is soldeer en waarvoor wordt soldeertin gebruikt?

Soldeertin wordt gebruikt als toevoegmateriaal bij solderen. Soldeertin wordt ook wel soldeer genoemd. Soldeertin is een legering van metalen. De samenstelling van de legering kan verschillen en heeft onder andere te maken met de smelttemperatuur van de bestandsdelen van de legering. Voor het solderen van elektronica wordt meestal een andere legering toegepast dan wanneer metalen plaatjes aan elkaar vast gesoldeerd moeten worden. Wanneer we het voorbeeld nemen van elektronica dan werd vaak een soldeerlegering gebruikt van 62% tin, 37% lood en 1% koper. In de praktijk komen ook legeringen van soldeer voor die smeltbaar moeten zijn bij lage temperaturen. Hiervoor wordt ook wel de verhouding 51% tin, 31% lood en 18% cadmium gebruikt. Bij de meeste soldeerlegeringen waren de twee grootste bestandsdelen tin en lood. Wanneer soldeertin echter wordt gebruikt voor het maken van bevestigingen in waterleidingen mag geen lood worden gebruikt. Lood is namelijk giftig. Vanaf juli 2006 moeten de meeste soldeerlegering voor elektronica ook volgens de  RoHS-richtlijn vrij zijn van lood in Europa.

Eutecticum
Wanneer een soldeerlegering over één smeltpunt moet beschikken wordt dat wel een eutecticum genoemd. Een eutecticum is een legering die bestaat uit een aantal metalen die gecombineerd een lager smeltpunt hebben dan de metalen afzonderlijk. Een dergelijke legering heeft geen smelttraject.

Solderen in elektronica
Solderen wordt veel toegepast in de elektronica bijvoorbeeld bij het solderen van componenten op een printplaat. Daarnaast worden in de elektronica ook andere elektrische verbindingen gemaakt doormiddel van solderen. Deze verbindingen moeten over voldoende stevigheid beschikken maar dat is niet de belangrijkste eigenschap waarop wordt gelet. Solderen wordt vaak gebruikt om verbindingen tot stand te brengen die naast stevig ook goed geleiden. Deze elektrische eigenschappen zijn erg belangrijk voor een goede geleiding van de elektronen. De elektrische geleiding is het belangrijkste aspect voor het verbinden van componenten en andere onderdelen in de elektronica. Soldeer heeft zoals eerder genoemd een speciale samenstelling wanneer deze in elektronica wordt gebruikt. Hoewel de samenstelling specifiek op elektronica is aangepast is soldeer nooit een hele sterke verbinding. Een zware belasting van de gesoldeerde onderdelen moet worden voorkomen.

Wat is domotica en waar wordt het toegepast?

Domotica wordt tegenwoordig steeds meer toegepast in de woningbouw. Domotica is een verzamelnaam voor automatisering in woningen. Daar is de term domotica ook van afgeleid. Domotica is een term die op gedeeld kan worden in het woord ‘domus’ dit is Latijns voor ‘huis’. Het laatste deel van het woord is ‘tica’, dit houdt in dat het om een bepaalde techniek gaat zoals ook het geval is bij de woorden robotica, elektronica, mechatronica, telematica enz.

Definitie van domotica
Stichting Smart Homes  is een nationaal Kenniscentrum voor Domotica en Slim Wonen in Nederland. De stichting is sinds 1993 bezig met de ontwikkeling en toepassing van technische oplossingen in de vorm van domotica in woningen en andere leefomgevingen. Daarnaast brengt de  Stichting Smart Homes ook vraag en aanbod bij elkaar op het gebied van domoticatoepassingen. Door haar kennis op domoticagebied is Stichting Smart Homes bij uitstek in staat om een definitie te geven over domotica. De definitie van Stichting Smart Homes over domotica is als volgt:

De integratie van technologie en diensten, ten behoeve van een betere kwaliteit van wonen en leven.

Naast het integreren en de bediening van de techniek in de woning ten behoeve van de kwaliteit van wonen wordt Domotica ook gebruikt voor externe dienstverlening richting de woning. Zo kunnen beveiligingssystemen voor brand en inbraak gekoppeld zijn aan een extern bedrijf die in actie kan komen wanneer er ‘onraad’ is.

Wat is domotica percies?
In de vorige alinea is vrij abstract informatie weergegeven over domotica. De definitie van domotica geeft wel de kern aan van de toepassing van deze automatiseringsvorm in woningen en andere leefomgevingen. Het automatiseringsproces waar domotica op is gericht, zorgt er voor dat de kwaliteit van wonen wordt verbetert voor de gebruikers van de woning. In feite worden mogelijkheden uit de  industriële bedrijfsautomatisering geïntegreerd in woningen. In kantoren en bedrijfspanden wordt al langere tijd gebruik gemaakt van automatiseringssystemen om bijvoorbeeld het klimaat en de verlichting van bedrijfsruimtes effectief aan te passen op de wensen van de gebruikers. Domotica draait voor een belangrijk deel om elektronica. Veel domotica-apparatuur is voorzien van knoppen en panelen. Hierdoor kan de gebruiker zelf allemaal aanpassingen in het leefklimaat van de woning doorvoeren. Domotica wordt gebruikt om de leefomgeving en het leefklimaat van een woning aan te passen op de wensen van de bewoner. Gemak en een eenvoudige bediening zijn hierbij van groot belang. Daarom wordt vaak het aantal afstandsbedieningen tot een minimum beperkt. Een deel van de domotica kan zelfs via een GSM / mobiele telefoon worden geregeld.

Wat kan allemaal door domotica worden geregeld?
Er kunnen verschillende systemen doormiddel van domotica worden aangestuurd. Klimaatsystemen en verlichting systemen kunnen doormiddel van één of enkele centrale punten in een woning worden ingeregeld. Dit kan bijvoorbeeld op een paneel of doormiddel van een afstandsbediening worden gedaan.

Naast klimaat en verlichting is ook beveiliging een onderdeel wat onder domotica kan worden geplaatst. Camera’s, sensoren, elektronische raam en deurvergrendelingen en andere beveiligingssystemen kunnen doormiddel van de domotica-automatisering worden aangestuurd. Ook rookmelders, brandalarmsystemen of een sprinklerinstallaties kunnen worden geautomatiseerd door domotica.

Keukenapparatuur zoals ovens of magnetrons  kunnen ook doormiddel van domotica worden voorgeprogrammeerd evenals het moment waarop een koffiezetapparaat aan gaat. Wasmachines, vaatwassers en dragers kunnen allemaal worden geprogrammeerd om op een bepaald moment te draaien. Hierdoor zijn de machines en systemen die in een woning aanwezig zijn aangepast op de wensen van de gebruikers.

Domotica werkt energiebesparend
Wanneer een woning een goed geautomatiseerd domoticasysteem heeft kan veel energie worden bespaard. Hoewel domotica zelf ook energie verbruikt is de besparing die het domoticasysteem oplevert vaak veel groter. Doormiddel van domotica kan bijvoorbeeld de verwarming van een woning op een nachtstand worden gezet waardoor het gasverbruik wordt verlaagd. Ook kan de verlichting in bepaalde vertrekken naar verloop van tijd uitgaan als niemand meer in dat vertrek aanwezig is. Wasdrogers, vaatwassers en wasmachines kunnen doormiddel van domotica worden geprogrammeerd om alleen in periodes van daltarieven van energieprijzen te draaien. Hierdoor worden energiekosten bespaard. Zelfs bepaalde stopcontacten kunnen worden uitgeschakeld doormiddel van een afstandsbediening of paneel. Hierdoor kan het stroomverbruik nog lager worden.

Domotica een uitkomst voor mensen met een beperking
Ook voor mensen met bepaalde lichamelijke beperkingen is domoctica een uitkomst. Mensen die slecht ter been zijn kunnen doormiddel van een afstandsbediening de verlichting, de beveiliging en het klimaat van hun woning inregelen. Domotica zorgt er voor dat deze mensen zelfstandiger kunnen wonen en daarnaast ook veiliger kunnen wonen. De kwaliteit van leven wordt voor mensen met een beperking aanzienlijk verbetert.

Wat is witgoed en wat is bruingoed?

De termen witgoed en bruingoed worden regelmatig in de volksmond gebruikt. Witgoed en bruingoed zijn apparaten die vallen onder de elektronica. Deze apparaten kunnen door consumenten worden aangeschaft om een functie te vervullen in de woning. Veel witgoed en bruingoedapparaten worden gebruikt voor dagelijkse werkzaamheden zoals koken en schoonmaken. Ook elektronica voor amusement, zoals bijvoorbeeld een televisie, wordt onder wit en bruingoed gerekend. Er zijn echter verschillen tussen apparatuur die onder witgoed worden gerekend en apparatuur die onder bruingoed worden gerekend. Hieronder wordt het verschil tussen witgoed en bruingoed duidelijk gemaakt aan de hand van een aantal voorbeelden.

Wat is witgoed?
Witgoed wordt als verzamelnaam gebruikt voor een grote diversiteit aan huishoudelijke apparaten. Apparaten die onder witgoed vallen zijn allemaal afhankelijk van elektriciteit. Voorbeelden van witgoedapparatuur zijn koelkasten, wasmachines, diepvriezers, afwasmachines en droogmachines. Deze apparatuur wordt gebruikt voor het huishouden. Daarom wordt witgoed ook wel huishoudelijke apparatuur genoemd. Huishoudelijke apparaten waren vroeger meestal wit. Tegenwoordig is ‘witgoed’ in bijna alle kleuren te bestellen door consumenten. Hoewel de term eigenlijk veroudert is wordt deze nog wel regelmatig in de volksmond gebruikt. Winkels waar huishoudelijke apparaten worden verkocht worden ook nu nog witgoedwinkels genoemd.

Wat is bruingoed?
Bruingoed is een verzamelnaam voor apparatuur die door consumenten kan worden aangeschaft. Deze verzamelnaam wordt gebruikt voor beeldelektronica en geluidselektronica. Hierbij kan gedacht worden aan televisietoestellen, radio’s, cd-spelers, geluidsboxen en andere beeld en geluidsinstallaties. De term bruingoed is een oude term die nog stamt uit de tijd dat televisies en radio’s een bruine kleur hadden. Tegenwoordig wordt  veel gebruik gemaakt van computers en andere apparatuur die door onder de ICT sector vallen. Hoewel deze apparatuur ook beeld en geluid kunnen produceren wordt deze ICT apparatuur niet door iedereen onder bruingoed gerekend. ICT apparatuur wordt ook wel grijsgoed genoemd. Dit heeft wederom te maken met de kleur die computers en aanverwante apparatuur vroeger hadden. Tegenwoordig is ICT apparatuur net als televisies en radio’s in bijna alle kleuren te bestellen door consumenten.

Witgoed en bruingoed afval
Apparaten die onder witgoed en bruingoed vallen moeten apart worden ingeleverd bij de gemeente of een door de gemeente aangewezen instantie. Dit afval kan vaak gratis worden aangeboden. Daarnaast kan witgoed en bruingoed dat nog bruikbaar is ook worden aangeboden bij kringloopwinkels. Deze winkels kunnen het witgoed en bruingoed tegen een scherpe prijs doorverkopen aan mensen die de apparatuur nog kunnen gebruiken.

Wat is een printplaat?

Computers, machines en andere producten bevatten printplaten. Deze zijn vaak groen gekleurd en voorzien van verschillende gekleurde componenten. Een printplaat is gemaakt van kunststof, epoxy of glasvezel. Een printplaat kan aan één kant of aan beide kanten voorzien zijn van een sporenpatroon. Dit sporenpatroon is een gedrukte bedrading. Deze sporen worden ook wel koperbanen of stroombanen genoemd. De sporen worden op de plaat aangebracht doormiddel van frezen en etsen.

Een kale printplaat bevat spotjes dit zijn de gaatjes op de stroombanen waar de componenten in geplaatst moeten worden. De componenten van een printplaat worden op de andere kant van de printplaat gesoldeerd. Hierdoor heeft een printplaat een stroombaanzijde en een componentenzijde.  Een printplaat die nog niet is voorzien van componenten wordt een kale printplaat genoemd.

Componenten op een printplaat
De componenten op een printplaat zijn verschillend. Deze componenten verschillen in vorm, grote en kleur. Ook de werking van de componenten verschild onderling, de componenten reageren allemaal verschillend op elektrische stroom of te wel de elektronen. Een aantal voorbeelden van componenten op een printplaat zijn de condensator, de diode, een led, thyristor, zenerdiode, IC, weerstand en de transistor. Hieronder worden een aantal van de hiervoor genoemde componenten van een printplaat kort uitgelegd.

Een weerstand heeft vaak een kleine afmeting. Daarom wordt de waarde van de weerstand in kleuren aangegeven. Deze kleurcode staat in kleurringen. Elke kleuring heeft een eigen waarde.

Een diode is een ook een component die op een printplaat kan worden geplaatst. Een diode is een halfgeleider en wordt gemaakt van silicium en germanium. Met een halfgeleider kan de geleidbaarheid worden bepaald.

Een transistor is een belangrijk onderdeel van een elektronische schakeling. Een transistor kan als schakelaar worden gebruikt maar kan ook als versterker dienen. Er zijn verschillende soorten transistors met diverse toepassingen.

Een IC is een afkorting die staat voor Integrated Circuit. Dit is in het Nederlands geïntegreerde schakeling. Deze worden op verschillende manieren toegepast.

Nauwkeurig werk
Het maken van een printplaat is zeer nauwkeurig werk. Het sporenpatroon moet worden bepaald en de weerstanden moeten nauwkeurig worden gesoldeerd op de plaat. Wanneer dit niet zorgvuldig gebeurd kunnen delen van de printplaat niet werken of is de gehele pintplaat niet bruikbaar. Naast het maken van een printplaat is ook het plaatsen van een printplaat in een machine nauwkeurig werk.