Sensoren - Mechatronica & Machinebouw
Sensoren - Mechatronica & Machinebouw
Sensoren - Mechatronica & Machinebouw
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
Nieuws<br />
Rosmalense start-up bewaakt<br />
energieverbruik op chip<br />
Maandelijks magazine voor de hightechindustrie // 1 maart - 29 maart 2013 // www.bits-chips.nl<br />
Laaglandse sensoren<br />
te land, ter zee en<br />
in de ruimte<br />
Nieuws<br />
Omniradar maakt zich<br />
klaar voor marktbestorming<br />
2
Design for Six Sigma<br />
programma<br />
Nieuwe producten en processen moeten in steeds<br />
kortere doorlooptijden ontwikkeld worden, in één<br />
keer goed en met de juiste kwaliteit. Met complexe<br />
producten gebeurt dat in multidisciplinaire teams van<br />
specialisten van diverse organisaties en nationaliteiten.<br />
Een gestructureerde ontwikkel aanpak met de<br />
universele Design for Six Sigma methodiek is daarbij<br />
een geweldig hulpmiddel voor u om geplande<br />
marktintroducties van succesvolle producten te<br />
realiseren.<br />
Business<br />
Case<br />
Productleiderschap: ‘de factor 10’<br />
Wat betekent het voor uw business als de speci caties aan het begin<br />
van uw project helder zijn? Als u inzicht heeft in de risico’s in uw<br />
product ontwikkeling? Als u weet welke parameters belangrijk zijn<br />
en welke juist niet?<br />
User Groups<br />
Trainingen en Seminars<br />
High Tech Campus 9<br />
β-Technology Center<br />
5656 AE Eindhoven<br />
Speci catie De nitie Ontwerp<br />
Project Management<br />
Resultaten<br />
Product- en<br />
Procesontwikkeling<br />
Het Holland Innovative Huis: De kern De resultaten De enablers<br />
Reliability<br />
T +31 40 85 14 611<br />
E academy@holland-innovative.nl<br />
W www.holland-innovative.nl<br />
Executive Events<br />
Integratie met het Product Creatie Proces<br />
Het Design for Six Sigma (DfSS) programma behandelt de IDOV<br />
methode voor het ontwikkelen van nieuwe producten én de DMAIC<br />
verbetermethodiek. Deze methodes worden geplaatst binnen het<br />
bedrijfsspeci eke Product Creatie Proces. Het doel is de oplevering<br />
van een robuust product dat voldoet aan de eisen van de klant,<br />
op tijd (Time to Market) en<br />
binnen budget. Deze opleiding<br />
wordt gegeven in samen werking<br />
met IBIS Universiteit van<br />
Amsterdam onder leiding van<br />
Prof. Dr. Jeroen de Mast.<br />
Implementatie<br />
Ve r i c a t i e Nazorg<br />
Of welke parameters veroorzaken variatie? Wat als uw “Cost of<br />
Non-Quality” een stuk lager zouden liggen?<br />
Al deze vragen liggen ten grondslag aan Productleiderschap.<br />
Daag ons gerust uit en sta versteld van de kracht van de aanpak!<br />
Round Table Meetings<br />
DfSS Black Belt<br />
25 t/m 28 maart • 23 t/m 26 april •<br />
21 t/m 24 mei • 11 t/m 14 juni 2013<br />
Aanmelden:<br />
www.holland-innovative.nl<br />
Holland Innovative BV:<br />
• Voor oplossingen in projectmanagement,<br />
procesverbetering<br />
en productbetrouwbaarheid<br />
• 30 Professionals met ervaringsniveau<br />
van meer dan 20 jaar<br />
• Marktgebieden: HighTech &<br />
Automotive, Solar&Energy,<br />
Zorg, Agro&Food<br />
Focus on complex business processes
Opinie<br />
Nieke Roos is hoofdredacteur<br />
van Bits&Chips.<br />
Redactioneel<br />
Leren programmeren<br />
De vakman is aan het uitsterven. Het<br />
televisieprogramma ‘Man bijt hond’<br />
volgde vorige week een middenstander<br />
die na 38 jaar stopt met zijn winkel in<br />
onderdelen voor koelkasten, stofzuigers<br />
en wasmachines. De goede man gaat het<br />
rustiger aan doen en heeft geen opvolgers.<br />
Bovendien legt hij het op prijs af tegen<br />
de grote witgoedketens met hun inkoopvoordelen.<br />
Zo verdwijnen er steeds meer<br />
speciaal zaken uit het straatbeeld.<br />
Extra jammer is dat daarmee ook een heleboel<br />
expertise verloren gaat. Als er vroeger<br />
een apparaat stukging, brachten we het<br />
naar de vakman op de hoek. Die haalde zijn<br />
gereedschapskist tevoorschijn, ontmantelde<br />
de boel, verving een condensatortje<br />
hier en een zekeringetje daar, en het ding<br />
werkte weer. We konden er bij wijze van<br />
spreken op wachten.<br />
Nu zijn we overgeleverd aan de super<br />
stores. In plaats van er zelf aan te gaan<br />
sleutelen, sturen die de kapotte elektronica<br />
zonder blikken of blozen naar de fabrikant,<br />
die de reparatie weer uitbesteedt. We mogen<br />
blij zijn als we het apparaat een maand<br />
later weer in huis hebben, en onze handjes<br />
dichtknijpen als het euvel ook daadwerkelijk<br />
is verholpen.<br />
Vaker komt het ding ‘gerepareerd’ terug<br />
maar is het gewoon nog steeds kaduuk. Of<br />
reparatie blijkt duurder dan vervanging. Natuurlijk<br />
is de garantietermijn dan net verlopen,<br />
zodat we het volle pond mogen betalen<br />
om een nieuw exemplaar aan te schaen.<br />
Dat werkt de weggooicultuur van de laatste<br />
dertig jaar alleen maar in de hand (zie de column<br />
van Joachim Burghartz op pagina 15).<br />
Voor een belangrijk deel is deze ontwikkeling<br />
het gevolg van de toegenomen systeemcomplexiteit.<br />
In de tijd dat apparaten nog<br />
puur mechanisch waren, kwamen reparateurs<br />
een heel eind met alleen werktuigbouwkundige<br />
kennis. Later deed de elektronica haar<br />
intrede en moesten ze ook wat afweten van<br />
schakelingen. Vandaag de dag voert software<br />
de boventoon en zouden enige programmeervaardigheden<br />
goed van pas komen. Juist daar<br />
lijkt het echter aan te ontbreken.<br />
Zo heb ik mijn autoradio onlangs laten<br />
nakijken bij de garage omdat hij kuren vertoont:<br />
te pas en te onpas springt hij op stil<br />
en vertoont het display de melding ‘Phone’,<br />
alsof er in de buurt een telefoon overgaat.<br />
Alleen een koude herstart biedt dan nog<br />
soelaas. Ik heb het sterke vermoeden dat<br />
dit probleem softwarematig te verhelpen<br />
is, bijvoorbeeld door de telefoonfunctie uit<br />
te zetten. Bij mijn garage komen ze echter<br />
niet verder dan de kabeltjes controleren<br />
en, wanneer dat niks oplost, mij de keuze<br />
bieden tussen opsturen ter reparatie of een<br />
nieuwe radio. In beide gevallen mag ik diep<br />
in de buidel tasten.<br />
Het is de reparateurs van tegenwoordig<br />
niet euvel te duiden. Als ze al de mogelijkheid<br />
hebben om de embedded software te<br />
(her)programmeren, dan zijn er maar wei-<br />
De scholing is niet<br />
meegeëvolueerd met<br />
de apparatuur<br />
nig die daar ook daadwerkelijk kaas van<br />
hebben gegeten, is mijn indruk. De scholing<br />
is niet meegeëvolueerd met de apparatuur.<br />
Ik zou niet weten welke techniekopleiding<br />
buiten informatica hardcore code kloppen<br />
in het curriculum heeft staan.<br />
De rol van software wordt alleen maar<br />
groter en daarmee de noodzaak om deze<br />
discrepantie op te heen. De KNAW wil een<br />
verplicht vak informatica in de onderbouw<br />
van havo en vwo, maar voor mij kunnen we<br />
er niet vroeg genoeg mee beginnen. Onder<br />
meer president Obama, WWW-oprichter<br />
Tim Berners-Lee en de Britse tak van Microsoft<br />
pleitten er onlangs voor om basisschoolkinderen<br />
al programmeren te leren. Prima<br />
idee. Kan mijn dochtertje van één over een<br />
paar jaar mooi mijn autoradio ksen.<br />
2 | 3
Inhoud Deze keer in Bits&Chips<br />
10 26<br />
Nieuws Achtergrond<br />
Rosmalense start-up maakt draadloze<br />
sensornode zes keer zuiniger<br />
De powermanagementchip van Anagear houdt de<br />
stroomtoevoer naar de microcontroller en de radio in een<br />
draadloze sensor onder de duim.<br />
4 | 2<br />
Verpleegoproepsysteem wordt<br />
multifunctioneel communicatiecentrum<br />
In opdracht van Ascom ontwikkelde 3T een<br />
multifunctioneel communicatieplatform voor<br />
verzorgings- en bejaardentehuizen.<br />
15 Ik ben toch 16 Lage landen schitteren 22<br />
niet gek<br />
opnieuw op ISSCC<br />
Nieuws<br />
7 In 140 woorden<br />
8 Overzicht<br />
10 Rosmalense start-up maakt draadloze sensornode zes keer zuiniger<br />
14 Nieuwe tool maakt multicoreperikelen inzichtelijk<br />
16 Lage landen schitteren opnieuw op ISSCC<br />
22 De wetenschap is op, maar innovatie niet<br />
24 Moleculaire assemblagelijn bootst biologisch hoogstandje na<br />
Opinie<br />
3 Leren programmeren – Nieke Roos<br />
13 De headhunter – Anton van Rossum<br />
15 Ik ben toch niet gek – Joachim Burghartz<br />
19 =Spreadsheet(Business;Risico) – Derk-Jan de Grood<br />
25 Rotte software – Jeroen Bouwens<br />
29 De communicatietrainer – Jaco Friedrich<br />
67 Hup Hue hup – Joost Backus<br />
Tech-kiek<br />
20 Verkeer en vervoer<br />
De wetenschap is op,<br />
maar innovatie niet<br />
Achtergrond<br />
26 Verpleegoproepsysteem wordt multifunctioneel communicatiecentrum<br />
En verder<br />
68 Trainingen<br />
69 Events<br />
72 Wegwijzer<br />
75 Colofon
Thema <strong>Sensoren</strong><br />
32 58<br />
Nieuws Achtergrond<br />
Eindhovense starter stoomt<br />
eenchipradar klaar voor de markt<br />
Afgelopen augustus zag Omniradar de eerste prototypes van zijn<br />
eenchipradar van de band rollen bij NXP.<br />
36<br />
Sensor groeit uit<br />
tot systeemchip<br />
Nieuws<br />
32 Eindhovense starter stoomt eenchipradar klaar voor de markt<br />
Achtergrond<br />
36 Sensor groeit uit tot systeemchip<br />
40 Bewegingen meten zonder draadje<br />
44 Positiebepaling in een Zigbee-sensornetwerk<br />
47 Mems-sensoren volgen scheepsbewegingen langs zes assen<br />
50 Op naar een vierkante kilometer antenneoppervlak<br />
54 Radiotelescoop zwermt uit rond de maan<br />
58 Bloedvatsensor maakt doorstart op intensive care<br />
60 CMosis en de renaissance van een Leica<br />
61 <strong>Sensoren</strong> bewaken de koude keten<br />
62 Sensorkastjes houden luchtkwaliteit Eindhoven realtime in de gaten<br />
64 Overkoepelend systeemmodel maakt slimme sensornetwerken<br />
toekomstbestendig<br />
Bloedvatsensor maakt<br />
doorstart op intensive care<br />
De sensor van AMC-spin-off Microvision voor haarvaatjes is hard op<br />
weg om te behoren tot de standaarduitrusting van het ziekenhuis.<br />
40 Bewegingen meten 50<br />
zonder draadje<br />
Opinie<br />
43 Sensorkakofonie – Anton Duisterwinkel<br />
In bedrijf<br />
48 Microown<br />
56 Caeleste<br />
Op naar een vierkante<br />
kilometer antenneoppervlak<br />
2 | 5
Persoonlijke groei, dat vinden wij belangrijk. Groeien<br />
als mens, groeien als professional. Wij bieden jou als<br />
embedded software of hardware expert de ruimte en de<br />
mooiste merken. Zodat jij Groeit ®<br />
.<br />
Onze arbeidsvoorwaarden en ons Employment Benefi t<br />
Program zijn uitstekend. Zeker zo belangrijk is dat je bij<br />
TOPIC een unieke kans krijgt om jezelf te ontwikkelen<br />
in de top van de markt. Onze software en hardware<br />
Tim Groeit ®<br />
En jij?<br />
professionals werken voor en bij klanten zoals ASML,<br />
Océ, Philips en TomTom. Op dat allerhoogste niveau<br />
kun jij je talent en ambities optimaal ontwikkelen. Op dat<br />
niveau kun je wérkelijk groeien. Als professional en als<br />
mens. Wij bieden je de kans. Zodat jij Groeit ®<br />
.<br />
TOPIC zoekt Software- & Hardware-engineers.<br />
Interesse?<br />
Kijk snel op www.topic.nl voor onze vacatures.<br />
Topic.<br />
Blijf groeien
Innovatie<br />
Te weinig geld voor R&D<br />
Terwijl het mondiale nanciële systeem zich<br />
herpakt, blijft er te weinig geld over voor<br />
langetermijninvesteringen in R&D, scholing<br />
en infrastructuur, kortom: voor zaken die<br />
nodig zijn om de economie van morgen op<br />
gang te houden. Dat stelt de Group of irty,<br />
een nanciële denktank die gezien zijn bezetting<br />
ofwel respect afdwingt ofwel complottheorieën<br />
inspireert. ‘Er zijn vergaande<br />
hervormingen nodig in het internationale<br />
nanciële systemen om ervoor te zorgen dat<br />
aan de stijgende vraag naar langetermijnkapitaal<br />
kan worden voldaan’, zegt G30-lid<br />
en oud-president van de Europese Centrale<br />
Bank Jean-Claude Trichet. Nu banken hun<br />
balansen versterken en pensioenfondsen<br />
onder druk staan, is er eigenlijk maar één<br />
kapitaalbron over: spaargeld. Overheden en<br />
toezichthouders zouden nanciële instrumenten<br />
mogelijk moeten maken om een<br />
brug te slaan tussen dit geld aan de zijlijn en<br />
de behoeftes van de toekomst. PvG<br />
Onderzoek<br />
Hocus-pocus-wetenschap<br />
In deze tijd kan het best verstandig zijn om<br />
als onderzoeksinstituut een wit voetje in<br />
China te halen. In dat licht bezien, is het<br />
niet zo gek dat TNO in een persbericht hoog<br />
van de toren blaast over het combineren van<br />
westers medicijnonderzoek met traditionele<br />
Chinese geneeskunde. Een kwalijke zaak.<br />
De boosdoener is niet zozeer het project<br />
zelf, maar de boodschap van het bericht: de<br />
westerse wetenschap is niet perfect en de<br />
duizenden jaren oude oosterse wijsheid, gebaseerd<br />
op ongeteste hypotheses en onderbuikgevoelens,<br />
vult dit hiaat op. Door deze<br />
aanpak te valideren, ondermijnt TNO het<br />
aanzien van de wetenschappelijke methode.<br />
Als andere gerenommeerde instituten zich<br />
ook zo zouden opstellen, is het wachten op<br />
programmeurs die bugs wijten aan een onbalans<br />
van krachten en aankomende elektrotechnici<br />
die Qi-tronica willen studeren. PE<br />
Zonnecellen<br />
Europese PV in tweeën<br />
De Europese PV-keten splijt in tweeën nu<br />
de Europese Commissie importtarieven op<br />
Chinese zonnecellen overweegt. Fabrikan-<br />
Analyse In 140 woorden<br />
Onderzoek<br />
Chemie schrikt wakker<br />
Een paar jaar geleden, toen Point-One nog als zelfstandige entiteit bestond, stampvoette<br />
het mkb dat het te weinig R&D-subsidie kreeg. Bij invoering van het topsectorbeleid<br />
klom de wetenschap op de barricaden, bang om naar de pijpen van het<br />
bedrijfsleven te moeten<br />
dansen. En nu?<br />
Nu zijn de grotere bedrijven<br />
aan de beurt.<br />
Dertien daarvan,<br />
vooral uit de chemische<br />
hoek, willen met<br />
minister Kamp (EZ)<br />
in gesprek, omdat<br />
zij vinden dat hun<br />
onderzoek te weinig<br />
wordt ondersteund.<br />
Tja. Twee jaar lang<br />
prees het bedrijfsle-<br />
ven het topsectorbeleid de hemel in, maar nu de bezuinigingen landen, klinkt ineens<br />
een klaagzang. Laat de chemie een voorbeeld nemen aan de hightech, dat zijn eigen<br />
zaakjes allang keurig heeft geregeld en alternatieve nanciering voor het Esi, het<br />
Holst Centre en (binnenkort) M2I heeft gevonden. PvG<br />
ten van zonnecellen of -modules zijn vanzelfsprekend<br />
voor; een aantal van hen heeft<br />
zelfs op de maatregelen aangedrongen in<br />
Brussel. De installatie- en servicebranche<br />
daarentegen vreest vraaguitval als gevolg<br />
van hogere prijzen. Ook menig PV-machinebouwer<br />
ziet liever dat zijn Chinese klanten<br />
niet over tariefmuren hoeven te klim-<br />
Foto: Tempress<br />
Chemie versus hightech<br />
men. Vanuit Nederland sloten onder meer<br />
Solaytec en Tempress zich daarom aan bij<br />
de Alliance for Aordable Solar Energy, een<br />
lobbygroep die de importtarieven probeert<br />
tegen te houden. De twee facties kruisten<br />
laatst de degens, toen de Afase een rapport<br />
presenteerde met alle schadelijke gevolgen<br />
die importtarieven zouden hebben, ook op<br />
de werkgelegenheid. Pijnlijk detail: dezelf-<br />
Productie Toegevoegde Export R&D Fte<br />
waarde (x 1000)<br />
Chemie 90 15 28 0,7 80<br />
Hightech 95 32 41 2,6 444<br />
Topsectoren 429 141 149 5,0 1435<br />
De hightechindustrie is goed voor meer dan de helft van alle<br />
R&D die wordt uitgevoerd binnen de topsectoren. Alle cijfers<br />
hebben betrekking op 2010. Bedragen in miljard euro.<br />
Bron: Monitor Topsectoren, opgesteld door het CBS<br />
de dag gingen er weer twee Europese PVfabrikanten<br />
failliet. PvG<br />
Software<br />
Ann Droid en de Werkelijkheid<br />
van het Orakel<br />
Voor softwareontwikkelaars die aanhikken<br />
tegen een grote codereview: prijst u<br />
gelukkig, u bent eigenlijk een literair werk<br />
aan het lezen. Mei vorig jaar oordeelde de<br />
rechter dat Api’s niet onder copyright vallen<br />
en dat Google voor Android best een<br />
eigen Java-implementatie mag maken met<br />
dezelfde functienamen als de ociële versie<br />
van Oracle. Dat gaat nu echter in beroep<br />
met een amusante vergelijking: ‘Ann Droid<br />
wil een bestseller publiceren. Ze pakt een<br />
voorpublicatie van een Harry Potter-boek<br />
en kopieert letterlijk de hoofdstuktitels<br />
en de sleutelzinnen van elke paragraaf, de<br />
rest schrijft ze zelf. Dan publiceert ze het<br />
boek snel voordat het origineel uitkomt. Als<br />
J.K. Rowling haar aanklaagt, zegt ze dat de<br />
meeste woorden zelf geschreven zijn en dat<br />
ze alleen delen heeft gekopieerd die nodig<br />
zijn om aan te haken bij Harry Potter-fans.<br />
Zo’n verdediging zou uiteraard falen.’ PE<br />
2 | 7
Printindustrie<br />
Mutracx harkt<br />
zes miljoen binnen<br />
PCB-jetspin-o Mutracx heeft<br />
zes miljoen euro aan nieuw<br />
kapitaal vergaard. De investe-<br />
ringsronde wordt geleid door<br />
de bestaande kapitaalschieters<br />
Brabantse Ontwikkelingsmaatschappij,<br />
Simal, Sioux en het<br />
Mutracx-management. Nieuw<br />
is de inbreng van een investeringsconsortium<br />
onder leiding<br />
van Nausicaa Ventures. AP<br />
/mutracx<br />
Halfgeleiders<br />
Axiom IC breidt uit<br />
met eigen chips<br />
UT-spin-o Axiom IC is begonnen<br />
met een kapitaalronde om<br />
eigen chips op de markt te zetten.<br />
Het bedrijf levert diensten<br />
en IP-bouwblokken rond AD- en<br />
DA-conversie, maar ziet binnen<br />
drie tot vijf jaar een markt weggelegd<br />
van honderdduizenden<br />
stuks voor een eigen IC voor<br />
high-end audioversterkers. PE<br />
/axiomic<br />
NXP verbetert omzet<br />
Het laatste kwartaal van 2012<br />
heeft NXP 1116 miljoen euro<br />
omgezet, een vijfde meer dan<br />
in K4 van 2011. Het verlies<br />
daalde daarbij van 182 naar 116<br />
miljoen. Heel 2012 verbeterden<br />
de inkomsten met vier procent<br />
tot 4358 miljoen euro. De winst<br />
kwam marginaal lager uit op<br />
429 miljoen. PE<br />
/nxp<br />
8 | 2<br />
Nieuws Overzicht<br />
Medisch<br />
Philips trekt eigen plan<br />
voor medische beeldvorming<br />
in China<br />
Philips Healthcare trekt zich<br />
terug uit zijn Chinese joint venture<br />
voor beeldvormende apparatuur<br />
met Neusoft Medical.<br />
Het neemt daarbij honderd tot<br />
honderdvijftig CT-specialisten<br />
mee voor een nieuw ontwikkelcentrum<br />
in Shenyang. De rest<br />
wordt samengevoegd met de<br />
R&D-afdeling van het Chinese<br />
bedrijf, dat ook actief blijft in<br />
CT-apparatuur. PE<br />
/philipshealthcare<br />
MRI-versnellerconsortium<br />
krijgt Amerikaans<br />
gezelschap<br />
Het MD Anderson Cancer Center<br />
uit Houston sluit zich aan bij het<br />
onderzoeksconsortium van Philips,<br />
Elekta en het UMC Utrecht<br />
voor tumorbestraling in een<br />
MRI-scanner. Het Amerikaanse<br />
instituut is een van de wereldwijde<br />
topcentra voor onderzoek<br />
en behandeling van kanker. Het<br />
is de tweede klinische partner in<br />
het consortium. PE<br />
/mriversneller<br />
Verlichting<br />
EU-project maakt exibele<br />
oledverlichting marktrijp<br />
Een consortium onder leiding<br />
van het Holst Centre heeft nanciering<br />
van de Europese<br />
Unie gekregen om exibele<br />
oledverlichting marktrijp te<br />
maken. Het Flex-o-Fab-project<br />
beoogt met de constructie van<br />
een pilotlijn de roll-to-rollproductieprocessen<br />
naar het<br />
vereiste kwaliteits- en betrouwbaarheidsniveau<br />
te tillen. De pilotlijn<br />
moet in september 2015<br />
operationeel zijn. PvG<br />
/exofab<br />
Draadloos<br />
Option op zoek naar<br />
9 miljoen euro<br />
Option heeft niet vijf, maar<br />
negen miljoen euro aan verse<br />
investeringen nodig om zijn toekomst<br />
veilig te stellen. In oktober<br />
kondigde het de kapitaalronde<br />
aan, maar erg soepel lijkt het<br />
nog niet te verlopen. Eind 2012<br />
had het nog 3,2 miljoen euro<br />
aan cash op de rekening staan. PE<br />
/option<br />
Onderzoek<br />
150 miljoen voor<br />
fundamenteel onderzoek<br />
Het kabinet heeft bekendgemaakt<br />
hoe de in het regeerakkoord<br />
aangekondigde honderdvijftig<br />
miljoen euro voor<br />
fundamenteel onderzoek zal<br />
worden ingevuld. Honderd miljoen<br />
ervan zal via NWO zijn weg<br />
naar onderzoekers vinden. De<br />
resterende vijftig miljoen wordt<br />
– ook via NWO – geïnvesteerd in<br />
publiek-private Topconsortia<br />
voor Kennis en Innovatie. PvG<br />
/150miljoen<br />
UT haalt banden met<br />
Groningen aan<br />
De Universiteit Twente gaat nauwer<br />
samenwerken met de Rijksuniversiteit<br />
Groningen en het<br />
Groningse UMC. De drie partijen<br />
willen geld vrijmaken om meer<br />
gezamenlijke projecten te nancieren<br />
en iemand aanstellen om<br />
de samenwerking te coördineren.<br />
Dit voorjaar willen zij de samenwerking<br />
op schrift stellen. PE<br />
/utrug<br />
Vici-subsidie voor<br />
32 onderzoekers<br />
NWO deelt 32 Vici-subsidies uit,<br />
een beurs van anderhalf miljoen<br />
euro waarmee een wetenschapper<br />
gedurende vijf jaar zijn<br />
eigen onderzoeksgroep kan opzetten.<br />
Drie van deze subsidies<br />
zijn bestemd voor medewerkers<br />
van een TU: Eelco Visser van de<br />
TU Delft, Bettina Speckmann<br />
van de TUE en Pepijn Pinkse<br />
van de UT. PE<br />
/vici<br />
EU steekt miljard in grafeen<br />
en brein<br />
De Europese Commissie heeft<br />
Graphene en het Human Brain<br />
Project (HBP) aangewezen als<br />
winnaars van de wedstrijd Future<br />
and Emerging Technologies.<br />
Beide onderzoeksprojecten kunnen<br />
de komende tien jaar rekenen<br />
op een miljard euro nanciering<br />
elk. De EU neemt hiervan de<br />
helft voor haar rekening. PvG<br />
/euprojecten<br />
Egbert-Jan Sol bijzonder<br />
hoogleraar in Nijmegen<br />
De Radboud Universiteit Nijmegen<br />
heeft Egbert-Jan Sol benoemd<br />
tot bijzonder hoogleraar<br />
researchstrategie en -management.<br />
In deze hoedanigheid gaat<br />
hij het gelijknamige keuzevak<br />
geven binnen de masteropleidingen<br />
van de faculteit Natuurwetenschappen,<br />
Wiskunde en<br />
Informatica. Daarnaast neemt<br />
hij de begeleiding op zich van<br />
onderzoekers en promovendi<br />
op zijn expertisegebied. NR<br />
/sol<br />
Zonnecellen<br />
Solaytec verkoopt eerste<br />
productiemachine<br />
Solaytec verscheept nog dit<br />
kwartaal zijn eerste ALD-productiemachine<br />
en denkt er dit jaar<br />
nog eens vier te kunnen verkopen.<br />
Het rekent uiteindelijk op<br />
De volledige artikelen zijn te vinden op www.bits-chips.nl/nr2 gevolgd door het label bij het betreende stuk.
een aandeel van dertig procent<br />
in een markt van naar schatting<br />
tweehonderd machines. Solaytecs<br />
technologie verhoogt het<br />
rendement van zonnecellen met<br />
relatief weinig investeringen. PvG<br />
/solaytec<br />
NVWA waarschuwt voor<br />
zonnepanelen Scheuten<br />
De Nederlandse Voedsel- en<br />
Warenautoriteit (NVWA) heeft<br />
een waarschuwing uitgedaan<br />
over een bepaald type zonnepanelen<br />
van Scheuten Solar.<br />
Panelen van het model Multisol<br />
zouden door een gebrekkige<br />
elektrische aansluiting brandgevaarlijk<br />
zijn en al minstens<br />
vijftien dakbranden hebben<br />
veroorzaakt. In Nederland hebben<br />
zich voor zover bekend nog<br />
geen incidenten voorgedaan. PvG<br />
/scheuten<br />
1.<br />
1<br />
Consumentenelektronica<br />
Philips ruimt<br />
consumentenelektronica op<br />
Philips draagt zijn audio-, accessoire-,<br />
multimedia- en videoactiviteiten<br />
over aan het Japanse<br />
Funai. Dat betaalt honderdvijftig<br />
miljoen euro plus 5,5 jaar<br />
licentiekosten voor gebruik van<br />
de Philips-merknaam, met een<br />
optie voor nog eens 5,5 jaar. De<br />
transactie wordt naar verwachting<br />
later dit jaar afgerond. PvG<br />
/philipsce<br />
2<br />
Meest geklikt<br />
Elektronica<br />
Neways sluit vestiging Echt<br />
Neways Electronics Echt<br />
gaat dicht. De vestiging<br />
Ruimtevaart<br />
Dutch Space heeft<br />
nieuwe CEO<br />
Sinds 1 februari is Arnaud de<br />
Jong de nieuwe CEO van Dutch<br />
Space. Hij vervangt Bart Reijnen,<br />
die doorschuift naar een toppositie<br />
bij moederbedrijf Astrium. De<br />
Jong stond de laatste vijf jaar aan<br />
het roer bij de divisie Training &<br />
Flight Operations Services van<br />
defensiezuster Cassidian. NR<br />
/dutchspace<br />
Defensie<br />
ales opent<br />
radarexpertisecentrum<br />
in Singapore<br />
ales Nederland krijgt een R&Ddependance<br />
in Singapore. Met lokale<br />
bedrijven en kennisinstituten<br />
gaat het Centre of Excellence<br />
voor Radar en Geïntegreerde<br />
<strong>Sensoren</strong> daar technische oplossingen<br />
ontwikkelen die het Hengelose<br />
portfolio aanvullen. Het<br />
gaat hierbij voornamelijk om het<br />
ontwikkelt, assembleert en<br />
test industriële besturingselektronica.<br />
Deze activiteiten<br />
en het bijbehorende machinepark<br />
herverdeelt Neways<br />
over zijn andere locaties. De<br />
honderd vaste medewerkers<br />
probeert het ook zo veel mogelijk<br />
elders in de organisatie<br />
onder te brengen. NR<br />
/neways<br />
3<br />
Zonnecellen<br />
Bosch schrijft PV-divisie<br />
volledig af<br />
Robert Bosch heeft na een<br />
afschrijving van zeshonderd<br />
miljoen euro zijn solartak<br />
voor nul euro in de boeken<br />
staan. De in 2008 opgerichte<br />
PV-divisie leed vorig jaar ook<br />
vroege traject van conceptstudie<br />
tot technologiedemonstratie. NR<br />
/thales<br />
Microscopie<br />
Forse omzetgroei voor Fei<br />
Voor het derde jaar op rij ziet<br />
Fei zijn jaaromzet spectaculair<br />
stijgen. De elektronenmicroscopenbouwer<br />
verkocht voor 892<br />
miljoen dollar aan producten<br />
en diensten, bijna acht procent<br />
meer dan het jaar ervoor. De<br />
nettowinst steeg met bijna elf<br />
procent naar 115 miljoen. PE<br />
/fei<br />
Elektronica<br />
Goede cijfers, mindere<br />
vooruitzichten Philips<br />
Philips heeft zijn omzet opgekrikt<br />
van 22,6 miljard euro in<br />
2011 naar 24,8 miljard in 2012.<br />
Daarbij behaalde het een nettowinst<br />
van 231 miljoen euro,<br />
tegen een verlies van bijna 1,3<br />
miljard in 2011. De kortetermijnvooruitzichten<br />
zijn niet<br />
nog eens een operationeel<br />
verlies van 450 miljoen. Bosch<br />
beraadt zich op de toekomst<br />
van de geldverslindende<br />
solaractiviteiten. PvG<br />
/bosch<br />
4<br />
Innovatie<br />
‘Topsectorbeleid dreigt te<br />
mislukken’<br />
Dertien grote bedrijven beklagen<br />
zich in een brandbrief<br />
aan minister Kamp van Economische<br />
Zaken dat hun onderzoeksactiviteiten<br />
te weinig<br />
steun van de overheid krijgen.<br />
Zij waarschuwen dat het<br />
topsectorbeleid op een mislukking<br />
dreigt uit te lopen.<br />
Onder de briefschrijvers domineren<br />
de chemiebedrijven,<br />
rooskleurig, maar Philips verwacht<br />
dat de omstandigheden<br />
later dit jaar aantrekken. PvG<br />
/philips<br />
Halfgeleidermachines<br />
Aandeelhouders Cymer<br />
keuren overname door<br />
ASML goed<br />
Cymers aandeelhouders hebben<br />
op een buitengewone vergadering<br />
ingestemd met een<br />
overname door ASML. Nu moeten<br />
de autoriteiten in diverse<br />
landen nog groen licht geven.<br />
ASML verwacht geen obstakels<br />
en gaat ervan uit de transactie<br />
à 1,95 miljard euro nog in de<br />
eerste helft van dit jaar te kunnen<br />
afronden. PvG<br />
/cymer<br />
waaronder Akzonobel, DSM<br />
en Unilever. PvG<br />
/topsectorbeleid<br />
5<br />
Medisch<br />
Medische apparatuur<br />
groeimarkt in Nederland<br />
De uitgaven aan medische apparatuur<br />
in Nederland stijgen<br />
tot en met 2015 met gemiddeld<br />
vier procent per jaar,<br />
voorspelt de ING. In 2011<br />
werd er 464 miljoen aan besteed.<br />
Het bedrag is nog wel<br />
een schijntje vergeleken met<br />
de 77 miljard die in totaal aan<br />
de zorg wordt uitgegeven. PE<br />
/medischgroeimarkt<br />
2 | 9
» HMI. Clearly<br />
ahead of its<br />
time «<br />
Technology made for the world of tomorrow<br />
» Modern edgeless design<br />
» PCAP 15.6"– 22" multi-touch display<br />
» 10.4"– 17" resistive-touch display<br />
» 4:3 and 16:9 format<br />
Micro Client 3/3W<br />
New Dimension of Visualization<br />
Control of Production Lines<br />
OmniClient<br />
Performance at its best<br />
Complex Factory Automation<br />
Applications<br />
10 | 2<br />
Learn more about<br />
Kontron HMIs at<br />
www.kontron.com/hmi<br />
The pulse of innovation<br />
24_eu_95x235_UpdateNov2012_Bits&Chips.indd 1 18.02.2013 16:45:0<br />
Nieuws Chipontwerp<br />
Na er ruim twee jaar onder de radar aan te hebben gewerkt, trad<br />
fabless halfgeleiderbedrijf Anagear uit Rosmalen onlangs<br />
voor het voetlicht met zijn eerste product. De ANG1010 is<br />
een powermanagementchip voor toepassingen die zeer weinig<br />
energie verbruiken. De start-up richt zich met name op draadloze<br />
sensornetwerken die bijvoorbeeld in huis worden gebruikt voor<br />
beveiliging, lichtregeling of rookdetectie. Door de stroomtoevoer<br />
naar de sleutelcomponenten nauwkeurig te regelen, weet het IC de<br />
totale energieconsumptie van het systeem drastisch terug te brengen.<br />
In stand-by scheelt het meer dan een factor zes.<br />
Een draadloze sensornode bestaat typisch uit een microcontroller<br />
die de regie voert en de meetgegevens uitleest, en een radiochip<br />
om die data te versturen. Traditioneel zijn beide via powerelektronica<br />
zoals DC-DC-converters en low-dropout-regelaars (LDO’s)<br />
verbonden met een centrale energievoorziening. Dit kan een gewone<br />
batterij zijn of een energy harvester, waarbij een separaat managementsysteem<br />
de energie buert in een oplaadbare batterij of<br />
supercapaciteit. Zowel de MCU als de radio heeft bovendien een<br />
eigen kwartskristal voor de interne klok.<br />
Anagear pakt een heleboel van deze functionaliteit samen in één<br />
chip. Aan de ene kant heeft het Rosmalense IC ingangen voor een<br />
coin cell en een zonnepaneeltje, dat via een boostconverter met power<br />
point tracking is verbonden met een externe oplaadbare batterij<br />
of supercap. Aan de andere kant biedt het twee afzonderlijk regelbare<br />
spanningsdomeinen waarop de microcontroller en de radio<br />
zijn aan te sluiten. Verder heeft de chip onder meer een 12 bit ADC<br />
aan boord om een externe sensor te monitoren, alsook EEProm-<br />
en Ram-geheugen, een eigen on-chip klokpulsgenerator en een<br />
kwartskristaloscillator.<br />
Het dubbele<br />
‘Microcontrollers en radiochips worden steeds kleiner. Hoe kleiner<br />
de geometrie, hoe groter echter de lekstroom en hoe groter dus het<br />
stroomverbruik. De meest recente MCU van TI, de MSP430 alias<br />
‘Wolverine’, zit bijvoorbeeld op 700 tot 800 nA in stand-bymodus,<br />
de allernieuwste radio zelfs op 2,5 tot 3 µA’, vertelt Guus Dhaeze,<br />
vicepresident marketing en sales bij Anagear. ‘In onze oplossing<br />
is onze chip de enige die in de slaapstand energie consumeert. En<br />
doordat we niet de meest geavanceerde procestechnologie gebruiken<br />
maar standaard CMos voor analoge componenten, trekt de<br />
ANG1010 slechts 600 nA in stand-by. We leveren daarnaast een<br />
speciale variant die met een interne klokfrequentie van 4 kHz in<br />
ruste slechts 250 nA nodig heeft.’<br />
Ook in actieve modus is de Anagear-oplossing zuiniger dan een<br />
traditionele draadloze sensornode, stelt Dhaeze. ‘Veel microcontrollers<br />
werken met een spanningsbereik, bijvoorbeeld van 1,8
Rosmalense start-up maakt<br />
draadloze sensornode zes keer zuiniger<br />
Anagear heeft een powermanagementchip ontwikkeld die de stroomtoevoer naar<br />
de microcontroller en de radio in een draadloze sensornode nauwkeurig regelt en<br />
de totale energieconsumptie daarmee drastisch reduceert.<br />
Nieke Roos<br />
tot 3,6 V. Hoe hoger het voltage, hoe hoger<br />
echter ook het energieverbruik. Wij hebben<br />
een heel eciënte programmeerbare DC-<br />
DC-converter aan boord die de microcontroller<br />
steeds precies die voedingsspanning<br />
aanbiedt die hij minimaal nodig heeft. Een<br />
programmeerbare LDO doet hetzelfde voor<br />
de radio. Deze voltage scaling-techniek houdt<br />
het stroomverbruik zo laag mogelijk als de<br />
chips actief zijn.’<br />
Daarbij bespaart de Rosmalense oplossing<br />
energie door de MCU alleen te wekken<br />
als er iets aan de hand is. ‘De ingebouwde<br />
ADC houdt autonoom alle kritieke parameters<br />
in de gaten, zoals de temperatuur en de<br />
verschillende voltages’, verklaart Dhaeze.<br />
‘Bovendien is er een externe analoge sensor<br />
op aan te sluiten waarvan hij de meetwaarde<br />
kan vergelijken met programmeerbare<br />
onder- en bovengrenzen. Zolang die daartussen<br />
blijft, houdt hij de microcontroller<br />
in slaap. In plaats van zelf voortdurend de<br />
sensor te monitoren, wordt de MCU alleen<br />
wakker als de ANG1010 alarm slaat.’<br />
Door het lagere energieverbruik gaat de<br />
batterij langer mee of volstaat een kleiner<br />
exemplaar. Meestentijds zal het Anagearsysteem<br />
echter draaien op een zonnepa-<br />
neeltje ter grootte van een paar vierkante bele kwijt aan die extra componenten. En je<br />
centimeter. ‘Daar hebben we doorgaans<br />
genoeg aan’, zegt Dhaeze. ‘We mikken<br />
bespaart oppervlakte op je printplaat.’<br />
weliswaar op indoor toepassingen, waar Engineeringsample<br />
we het moeten doen met zo’n honderd tot De oorspronkelijke opzet van de ANG1010 is<br />
tweehonderd lux aan omgevingslicht, maar afkomstig van Peter Kamp. De huidige CEO<br />
de 20 tot 200 µA die het paneeltje daaruit van Anagear werkte lange tijd als manager<br />
peurt, is ruim voldoende voor onze behoef- analoog design bij het Europese ontwerpcente.<br />
Mocht er minder of zelfs helemaal geen trum van Sierra Semiconductor in ’s-Herto-<br />
licht zijn, bijvoorbeeld gedurende langere genbosch. Met een aantal collega’s zette hij<br />
tijd in een donkere omgeving, dan putten het centrum in 1994 op eigen benen als Sitelwe<br />
eerst uit de energiebuer en als die leeg Sierra, dat twee jaar later in handen kwam<br />
is, spreken we de batterij aan. Zo blijft het van National Semiconductor en zich in 2005<br />
systeem te allen tijde beschikbaar.’<br />
weer losmaakte. Kamp bleef echter bij Natio-<br />
Anagears powermanagementchip drukt nal. In 2007 verkaste hij naar de kersverse<br />
de kosten verder door een aantal compo- Bossche ontwerpclub van H-Stream Wireless,<br />
nenten overbodig te maken. ‘Doordat de om een jaar later met Anagear aan zijn eigen<br />
ANG1010 een boostconverter en batterij- powermanagement-IC te beginnen.<br />
en vermogenbeheer ingebouwd heeft, hoef ‘We hebben het bedrijf met zijn vieren op-<br />
je geen aparte energieoogster toe te voegericht’, vult Dhaeze aan, die zelf ook meer<br />
gen. Ook heb je geen losse DC-DC en LDO dan dertig jaar ervaring heeft in de halfgelei-<br />
meer nodig. De microcontroller en de radio derindustrie. ‘Met Manjo Nijrolder, de hui-<br />
hoeven bovendien geen eigen kristallen te dige VP engineering, en Dirk Smits, die nu<br />
hebben omdat ze van ons een kloksignaal voor ons business development doet in Ame-<br />
krijgen. Dit alles geeft een aanzienlijk lagerika, heeft Peter nog gewerkt bij National<br />
re bill-of-materials: waar de ANG1010 zo’n Semiconductor, ik ben een oud-collega uit<br />
tweeënhalve dollar kost bij een afname van de Sierra-tijd. De bv stamt uit 2009, maar in<br />
duizend stuks, ben je anders bijna het dub- mei 2010 zijn we echt van start gegaan met<br />
nanciële ondersteuning van het Point-One<br />
Sinds kort heeft Anagear een Innovation Fund en Technostars. Inmiddels<br />
ontwikkelkit beschikbaar, be- hebben we ook de Bom als investeerder en<br />
staande uit een evaluatiebordje, zijn we gegroeid naar acht man, van wie vijf<br />
een zonnepaneeltje, bekabeling design-engineers.’<br />
en een USB-stick met de beno- De eerste chip rolde afgelopen december<br />
digde software en documentatie. van de band bij productiepartner X-Fab in<br />
Via een USB-verbinding met een Maleisië. ‘We leveren het IC nu als enginee-<br />
Windows-pc en een eenvoudige ringsample uit aan potentiële klanten. Ik<br />
Gui is het mogelijk om de regis- kan geen namen noemen, maar we zijn in<br />
ters in de ANG1010 uit te lezen gesprek met een paar grote partijen in de ge-<br />
en te beschrijven. Op het relatief bouwautomatisering. Daarnaast zijn we de<br />
grote maar daardoor gemakkelijk chip intern aan het karakteriseren, waarbij<br />
toegankelijke bordje heeft de po- we kijken of hij in alle hoeken van de voewermanagementchip<br />
onder meer dingsspanning en over het hele operationele<br />
gezelschap van verschillende temperatuurgebied functioneert binnen de<br />
meetpinnen, een supercap en een specs. Begin mei verwachten we klaar te zijn<br />
socket voor een coin cell.<br />
voor volumeproductie.’<br />
2 | 11
Exhibition and Conference on Electronics and Chip Design<br />
Bits&Chips Hardware<br />
Conference 2013<br />
On 12 June 2013 Techwatch Events will organise the sixth<br />
edition of the Bits&Chips Hardware Conference, the event that<br />
traditionally attracts the best and the brightest from the Benelux<br />
high-tech electronics sector.<br />
There is business to be done at Bits&Chips Hardware Conference<br />
and expertise to be shared, so register now as an exhibitor or<br />
sponsor.<br />
Visit the website for more information.<br />
Partners<br />
Sponsor<br />
Wednesday 12 June 2013<br />
1931 Congrescentrum Brabanthallen<br />
’s-Hertogenbosch, the Netherlands<br />
www.hardwareconference.nl/en<br />
BCHC13<br />
Reserve your stand now<br />
Visit www.hardwareconference.nl/en<br />
for more information
Opinie<br />
Anton van Rossum<br />
anton.van.rossum@ir-search.nl<br />
De headhunter<br />
D.M. vraagt:<br />
Ik werk bij een chipontwerper die onlangs is<br />
overgenomen door een buitenlandse rma.<br />
Dat heeft een behoorlijke impact op mijn<br />
dagelijkse werk als teamleider R&D. We<br />
blijven weliswaar op onze bestaande locatie<br />
gevestigd, maar ons nieuwe moederbedrijf<br />
heeft een vicepresident benoemd in het buitenland<br />
aan wie het Nederlandse management<br />
moet rapporteren.<br />
Deze vicepresident hanteert andere omgangsvormen<br />
en stelt andere eisen dan bij<br />
ons gebruikelijk is. Bij de eerste kennismaking<br />
kwam hij vriendelijk over, maar al snel<br />
bleek dat hij ook behoorlijk dominant is en<br />
niet altijd even redelijk. Hij heeft overal kritiek<br />
op, het lijkt wel alsof niets deugt.<br />
Tijdens vergaderingen laat hij duidelijk<br />
merken geen prijs te stellen op kritiek; we<br />
moeten gewoon zijn ‘voorstellen’ uitvoeren.<br />
Brengt iemand een goed idee naar voren,<br />
dan doet hij tegenover het hogere management<br />
net alsof hij het zelf heeft bedacht.<br />
Verder bemoeit hij zich overal mee en eist<br />
hij dat de teamleiders wekelijks een voortgangsrapportage<br />
aanleveren. Durf je te melden<br />
dat iets niet kan of lukt, dan ontploft<br />
hij en zegt hij je de wacht aan. Iedereen<br />
loopt inmiddels op eieren.<br />
Ik vind mijn baan inhoudelijk te leuk om<br />
op te zeggen, maar intussen erger ik me<br />
dagelijks aan deze micromanager. Wat kan<br />
ik doen?<br />
De headhunter antwoordt:<br />
Wanneer een bedrijf wordt overgenomen,<br />
betekent dat niet automatisch dat er veel<br />
zal veranderen. Toch is dat meestal wel het<br />
geval. Hoeveel er verandert, is afhankelijk<br />
van een aantal omstandigheden, zoals de<br />
intenties die de overnemende partij heeft<br />
met de acquisitie, de winstgevendheid van<br />
het overgenomen bedrijf en de congruentie<br />
van de bedrijfsculturen. Wat ook een grote<br />
rol speelt, is of de bedrijfsprocessen voldoende<br />
overeenkomen. Zo niet, dan zal een<br />
synchronisatie onvermijdelijk zijn.<br />
Hoe deze veranderingen worden doorgevoerd,<br />
verschilt van geval tot geval. Dat<br />
soms enige haast geboden is, zal niemand<br />
verbazen. Duidelijk is wel dat een goede implementatie<br />
beslissend is voor het uiteindelijke<br />
resultaat.<br />
Je kunt natuurlijk van mening verschillen<br />
over de juiste aanpak. Ik heb de indruk dat<br />
de manager aan wie jij refereert zich er niet<br />
voldoende bewust van is dat hij voor de veranderingen<br />
genoeg draagvlak moet creëren.<br />
Zijn managementstijl wijkt af van wat in<br />
jouw organisatie gebruikelijk is geweest en<br />
daardoor roept hij weerstand op.<br />
Ik heb dit in het verleden vaker zien gebeuren,<br />
met soms minder positieve gevolgen.<br />
De sfeer verslechtert, werknemers<br />
stappen op en doelstellingen worden niet<br />
gehaald, met alle gevolgen van dien. Vaak<br />
Een gezamenlijke lunch kan<br />
de onderlinge verhoudingen<br />
verbeteren<br />
volgt een poging om uit de impasse te komen<br />
door een schuldige aan te wijzen. Dat<br />
kan het management van het moederbedrijf<br />
zijn, maar vaker zal de afdelingsleiding<br />
moeten wijken.<br />
Dit alles is te voorkomen als het overnemende<br />
bedrijf voldoende aandacht heeft<br />
voor de bedrijfscultuur en met zorg de managers<br />
uitkiest die verantwoordelijk worden<br />
voor de veranderprocessen. Nu dit niet is<br />
gebeurd en jij in deze situatie zit, is goede<br />
raad duur. Eén ding is duidelijk: jullie kunnen<br />
niet langer zo doorgaan.<br />
Een gezamenlijke lunch of gezamenlijk<br />
diner kan een eectieve tool zijn om de onderlinge<br />
verhoudingen te verbeteren. Door<br />
een collega mee te nemen die een betere<br />
synergie heeft met je manager, kunnen jullie<br />
aan de onderlinge verhouding werken.<br />
Onthoud dat je manager ook niet gebaat is<br />
bij een onwerkbare situatie. Misschien is hij<br />
bang voor gezichtsverlies en stelt hij zich<br />
daarom zo stram op.<br />
Wanneer dit charmeoensief niets uithaalt,<br />
kun je een gesprek hebben met human<br />
resources of de CEO. Zij zullen zeker<br />
oor hebben voor je verhaal; het raakt immers<br />
de hele organisatie.<br />
2 | 13
14 | 2<br />
Nieuws Tooling<br />
ondernemer heeft natuurlijk de<br />
droom dat zijn bedrije ooit uit-<br />
‘Elke<br />
groeit tot een succesvolle onderneming,<br />
maar voorlopig doe ik Biface erbij,<br />
naast mijn normale veertigurige baan bij<br />
NXP’, vertelt Jan Hoogerbrugge over zijn<br />
eenmanszaak. Zijn tools moeten programmeurs<br />
helpen hun sequentiële C-software<br />
om te zetten naar geparallelliseerde code<br />
voor multicore processoren. ‘Vanuit mijn<br />
studie in Delft en bij Philips en later NXP<br />
heb ik altijd aan compilers en multicoreachtige<br />
zaken gewerkt. Maar door de strategiewijziging<br />
naar high-performance mixed-signal<br />
van NXP, zit ik nu in de digitale-radiohoek<br />
en doe ik daar niets meer mee. Toen ben ik<br />
dat in de avonduren ernaast gaan doen.’<br />
Na twee jaar ontwikkelen zette hij onlangs<br />
een punt achter het bètaprogramma<br />
en bracht hij versie 1.0 van zijn Parallellization<br />
Assistant (PA) uit. Het gereedschap<br />
analyseert C-applicaties, brengt in kaart<br />
waar de meeste potentie zit voor parallellisering<br />
en geeft aan welke hobbels hiervoor<br />
geslecht moeten worden. Het is dus een tool<br />
voor code die reeds is geschreven, met name<br />
gericht op legacy toepassingen.<br />
Hoogerbrugge koos de naam Biface, het<br />
Engelse woord voor ‘vuistbijl’, om het belang<br />
van gereedschap voor technologische<br />
vooruitgang te onderstrepen. ‘Een aantal<br />
Amerikaanse profs in het vakgebied heeft<br />
ooit eens een mooi lijvig rapport geschreven<br />
voor de overheid, getiteld ‘e future of<br />
computing performance: game over or next<br />
level?’. Een van de aanbevelingen was dat er<br />
meer tools moeten komen om legacy code te<br />
transformeren naar multicores. Dat was een<br />
trigger om met Biface te beginnen.’<br />
Ondertussen zijn er verschillende startende<br />
en groeiende bedrijven die dit hiaat<br />
proberen op te vullen. Van een afstandje<br />
bieden ze zo ongeveer hetzelfde. Een dynamische<br />
proler analyseert hoeveel tijd<br />
een applicatie doorbrengt in elke loop van<br />
het programma en maakt duidelijk waar de<br />
Nieuwe tool maakt<br />
multicoreperikelen inzichtelijk<br />
NXP’er Jan Hoogerbrugge bracht onlangs de eerste versie uit van een gereedschap<br />
om softwareontwikkelaars te helpen bij het schrijven voor multicore processoren.<br />
De aanpak is nét even anders dan het bestaande aanbod.<br />
Pieter Edelman<br />
meeste winst te halen valt voor dataparallellisme,<br />
waarbij de programmeur een dataset<br />
zodanig opdeelt dat elke core de bewerking<br />
op een deel van de gegevens kan uitvoeren.<br />
Vervolgens maken de tools duidelijk hoe de<br />
verschillende variabelen binnen deze loop<br />
van elkaar afhangen, zodat de programmeur<br />
de code hierin zodanig kan herschrijven<br />
dat de iteraties net zo goed parallel als<br />
na elkaar uitgevoerd kunnen worden.<br />
Aan de voorkant<br />
Biface’ Parallellization Assistant is geen<br />
uitzondering op het aanbod, maar Hoogerbrugge<br />
denkt dat er wel een subtiel verschil<br />
is dat de programmeur in sommige gevallen<br />
enorm kan helpen. Dat is terug te voeren<br />
op zijn aanpak: vóór de compiler wordt er<br />
eerst een programma actief dat op strategische<br />
plekken in de broncode<br />
functieaanroepen plaatst.<br />
De aangepaste broncode<br />
wordt vervolgens door GCC<br />
of een andere standaard<br />
toolketen gecompileerd en<br />
gelinkt met een runtimebibliotheek<br />
van Biface die de<br />
proling uitvoert.<br />
‘Andere tools vertrouwen<br />
op de debuginformatie in de<br />
binary. Daarmee kun je de<br />
regelnummers aanwijzen,<br />
maar als daar meerdere variabelen<br />
worden gerefereerd<br />
zoals bij array-indices, dan<br />
is het nog steeds de vraag waar de afhankelijkheden<br />
precies vandaan komen. PA instrumenteert<br />
de broncode aan de voorkant<br />
van de compiler. Daardoor kun je heel accuraat<br />
feedback geven aan de gebruiker over<br />
de variabelen die afhankelijkheden veroorzaken’,<br />
vertelt Hoogerbrugge.<br />
Een ander voordeel van deze aanpak is<br />
dat het gereedschap voor de programmeur<br />
transparant in de standaard toolketen integreert.<br />
In de makele of de projectinstel-<br />
lingen moet alleen een andere compiler<br />
worden opgegeven, de Biface-tool sluist de<br />
opties een op een door.<br />
Voor de weergave van de resultaten krijgt<br />
de gebruiker wel met een eigen grasche<br />
interface te maken. Hierin is direct de broncode<br />
aan te passen zodat de programmeur<br />
iteratief naar de parallelle implementatie toe<br />
kan werken. ‘Ik kijk ook wel met een schuin<br />
oog naar een plug-in voor Eclipse, maar ik<br />
probeer nog een beetje helder te krijgen of je<br />
daar alles in kunt weergeven wat je wilt’, aldus<br />
Hoogerbrugge. ‘Ik toon bijvoorbeeld ook<br />
grafen van de afhankelijkheden in de functies.<br />
Dat moet ik wel kunnen blijven doen.’<br />
PA is geschikt voor Linux- en native<br />
Android-applicaties op X86- en Arm-processoren.<br />
‘In de tooling zit informatie over<br />
specieke processoren om een schatting<br />
te kunnen maken van de versnelling die is<br />
te realiseren via parallellisatie. Je hebt ook<br />
een paar processorafhankelijke assemblyinstructies<br />
nodig om accuraat te kunnen<br />
meten’, legt Hoogerbrugge uit.<br />
En het parallelliseren van code via GPU’s?<br />
‘Die vraag krijg ik ook wel eens’, zegt<br />
Hoogerbrugge. ‘Ik heb er wel eens naar<br />
gekeken, maar voorlopig wil ik CPU’s goed<br />
doen. Het blijft tenslotte voorlopig iets<br />
voor de avonduren.’
Opinie<br />
Joachim Burghartz is directeur van het Instituut<br />
voor Micro-elektronica Stuttgart (IMS Chips) en<br />
oud-directeur Dimes bij de TU Delft.<br />
Elektronica<br />
Ik ben toch niet gek<br />
Dit jaar kijkt de IEEE Electron Devices<br />
Society (EDS) terug op 35 jaar in de<br />
IEEE en zestig jaar in de Electron Devices<br />
Group van het Institute of Radio Engineers<br />
(IRE). Het boek ‘Guide to state-of-theart<br />
electron devices’, waaraan ik afgelopen<br />
jaar heb meegeholpen, behandelt alle soorten<br />
elektronische devices in 21 hoofdstukken,<br />
geschreven door zeventig expert-leden<br />
van de EDS. Naast deze technische teksten<br />
is er een doorgaande historische tijdlijn in<br />
de vorm van een lmstripje, dat in chronologische<br />
volgorde de belangrijke technische<br />
mijlpalen op het gebied toont.<br />
Terugkijkend op de geschiedenis van de<br />
micro-elektronica valt op hoe more Moore<br />
ons het meest heeft beziggehouden. Toch<br />
zijn de experts het erover eens dat we ons op<br />
een langzamere ritmiek in de miniaturisatie<br />
van de micro-elektronica zouden moeten<br />
instellen. Het einde van de wet van Moore<br />
is al enkele keren geproclameerd, maar nu<br />
zijn er echt enkele technische en economische<br />
redenen waarom de miniaturisatie in<br />
de niet al te verre toekomst zal eindigen.<br />
Met dit in het achterhoofd verbaast het<br />
me dat Europa nog steeds miljoenen investeert<br />
in onderzoek naar structuren ter vervanging<br />
van het werkpaard van de microelektronica,<br />
de planaire Mos-transistor. De<br />
chipindustrie in de EU heeft immers besloten<br />
niet verder te kijken dan 45 nanometer.<br />
Het sub-45-nanometerdomein laat zij min<br />
of meer over aan het Verre Oosten. Alleen<br />
topinstituten als Imec begeven zich nog op<br />
dit terrein – gelukkig maar, want dat is belangrijk<br />
om met de Europese toeleverindustrie<br />
aan de top te kunnen blijven.<br />
Wat gebeurt er als de wet van Moore<br />
stokt? Tak Ning, IBM-fellow en een van de<br />
grote micro-elektronicapioniers, zei ooit tegen<br />
mij: ‘Het einde van de wet van Moore<br />
zal misschien een zegen blijken, omdat de<br />
waarde van elektronische functies niet verder<br />
zal afnemen, maar constant zal blijven<br />
of zelfs toenemen.’ De perceptie van waarde<br />
zal dus veranderen. Waardevol is dan niet<br />
de nieuwste technologie maar de manier<br />
waarop standaard technologie is toegepast<br />
en hoe betrouwbaar deze technologie is.<br />
Betrouwbaarheid en duurzaamheid van<br />
elektronica zijn nieuwe begrippen voor de<br />
jongeren, zeker als het over consumentenelektronica<br />
gaat. Die zijn gewend om mobieltjes,<br />
pc’s en tv’s elke twee jaar te vervan-<br />
gen – de wet van Moore zit in ons hoofd.<br />
Alles moet meer en goedkoper, en dus accepteren<br />
we slechte kwaliteit. We gaan naar de<br />
Mediamarkt en denken: ik ben toch niet gek!<br />
Ik hoop dat deze mentaliteit zal terugveranderen,<br />
in lijn met andere technologieën.<br />
Mijn eerste auto’s liepen maar vijftigduizend<br />
kilometer, daarna maakte of de motor<br />
of de roestende carrosserie er een einde aan.<br />
Moderne limousines gaan enkele honderdduizenden<br />
kilometers mee, en roest is er<br />
geen probleem. Relatief gezien, betalen we<br />
nu meer voor een auto, maar het zijn waardevollere,<br />
waardevastere en veiligere producten<br />
dan vroeger.<br />
Wellicht zal dit met de elektronica eveneens<br />
gebeuren, want in het verleden was<br />
elektronica duurzaam en betrouwbaar. Deze<br />
cultuur in de techniek werd vervangen door<br />
de weggooicultuur van de laatste dertig jaar.<br />
De laatste dertig jaar is<br />
er voor elektronica een<br />
weggooicultuur ontstaan<br />
Ouderen zullen zich de hoge kwaliteit en het<br />
mooie design van de apparaten van Philips,<br />
Braun, Dual, Grundig en anderen herinneren;<br />
die zijn allemaal verdwenen. Bij Philips<br />
gingen in januari de laatsten van de consumentenelelektronicaploeg<br />
van boord. Ook<br />
met Sony en andere leveranciers van kwaliteitsproducten<br />
in Japan staat het slecht.<br />
Jammer. Onlangs ging mijn weggooistereo<br />
kapot. Toevallig kwam ik in de kelder<br />
van mijn vaders huis een oude Yamahareceiver<br />
tegen. Ik heb hem gepakt, schoongemaakt<br />
en geïnstalleerd. Hij werkt perfect,<br />
na meer dan dertig jaar. En wat een prachtig<br />
toestel: hout van de notenboom en massief<br />
aluminium. Voor mij is het zo klaar als een<br />
klontje: liever minder vaak kopen, iets meer<br />
betalen en voor kwaliteit kiezen.<br />
Het not-for-prot-boek ‘Guide to state-ofthe-art<br />
electron devices’ onder redactie van<br />
Joachim Burghartz is vanaf april 2013 bij<br />
uitgever Wiley-IEEE verkrijgbaar (45 dollar<br />
plus verzendkosten), of voor IEEE-leden direct<br />
bij de EDS (25 dollar plus verzendkosten).<br />
2 | 15
Het is ocieel geen competitie, maar<br />
dit jaar wint de TU Delft: de meeste<br />
geaccepteerde inzendingen op de International<br />
Solid-State Circuits Conference<br />
(ISSCC). In San Francisco werden twaalf<br />
papers gepresenteerd waaraan Delftenaren<br />
hebben meegewerkt. ‘We hebben goud’, vertelt<br />
een trotse hoogleraar Ko Makinwa, die<br />
zelf zijn naam onder vier papers heeft staan.<br />
‘De ISSCC wordt ook wel eens bestempeld<br />
als de Olympische Spelen van de chipwereld.<br />
Meer dan tien papers is echt weggelegd<br />
voor bedrijven als Intel en Samsung of instituten<br />
als Kaist [Korea Advanced Institute of<br />
Science and Technology, PE].’<br />
Voor Makinwa is er overigens extra reden<br />
voor champagne: voor de tweede keer<br />
in zijn carriere ontvangt hij de best paperaward<br />
van het Journal of Solid-State Circuits,<br />
samen met zijn PhD-student en<br />
NXP-medewerker Muhammed Bolatkale<br />
en NXP-medewerkers Lucien Breems en<br />
Robert Rutten. Het is het resultaat van een<br />
paper dat twee jaar geleden al op de ISSCC<br />
werd gepresenteerd: het tijdschrift vraagt<br />
elk jaar aan een select aantal conferentiepapers<br />
om een bewerking voor publicatie.<br />
De award wordt op de ISSCC uitgereikt.<br />
Traditioneel doen de lage landen het goed<br />
op de ISSCC. Ook dit jaar staan er onder<br />
31 van de in totaal 209 inzendingen een of<br />
meerdere Belgische en Nederlandse instituten<br />
of bedrijven. De onderwerpen lopen<br />
uiteen van kleine componenten voor energieoogst<br />
of RF-verwerking tot complete<br />
biomedische Socs en innovatieve sensoren.<br />
Sneeuwbaleect<br />
Edoardo Charbon, hoogleraar bij de Delftse<br />
Circuits & Systems-groep, presenteert bijvoorbeeld<br />
samen met een van zijn postdocs<br />
en het Jet Propulsion Laboratory een sensor<br />
voor ‘rovergebaseerde planeetexploratie’, aldus<br />
de titel. ‘De sensor is gemaakt voor de geplande<br />
volgende Marsrover, die waarschijn-<br />
16 | 2<br />
Nieuws Chipontwerp<br />
Lage landen schitteren<br />
opnieuw op ISSCC<br />
Op de International Solid-State Circuits Conference (ISSCC) waren de lage landen<br />
opnieuw goed vertegenwoordigd. Met name voor de TU Delft was dit jaar een<br />
glansrol weggelegd: de universiteit zag maar liefst twaalf inzendingen geaccepteerd.<br />
Een greep uit de Belgische en Nederlandse bijdrages.<br />
Pieter Edelman<br />
lijk in 2018 wordt gelanceerd. De kans is zeer<br />
groot dat hij meegaat’, licht de Zwitser toe.<br />
De sensor is bedoeld voor Raman-spectroscopie,<br />
waarbij de eigenschappen van<br />
een materiaal worden onderzocht door het<br />
te beschijnen met laserlicht en te kijken hoe<br />
de golengtes hiervan subtiel veranderen<br />
onder invloed van moleculaire interacties.<br />
‘Er kleeft alleen één probleem aan deze methode’,<br />
legt Charbon uit. ‘Het laserlicht wekt<br />
ook uorescentie op, en dat is doorgaans<br />
veel sterker dan de Raman-verstrooiing.’<br />
Het Delfts-Amerikaanse onderzoeksteam<br />
past een nieuwe methode toe om dat eruit<br />
te lteren: tijd. ‘Bij uorescentie is er altijd<br />
minstens een paar nanoseconden vertraging,<br />
terwijl Raman instantaan is en direct<br />
uitdooft. Als je het aan- en uitzetten van de<br />
camera zeer nauwkeurig kunt regelen, kun<br />
je dat er dus uit lteren’, vertelt Charbon.<br />
Daarvoor wordt Spad ingezet, ofwel<br />
single-photon avalanche diode. Elke pixel bestaat<br />
uit een speciaal soort diode die in sperstand<br />
wordt aangesloten. Als hier een foton<br />
op inslaat, maakt dat een elektron vrij die<br />
op zijn beurt ook weer elektronen losslaat.<br />
Door het elektrische veld over de structuur<br />
ontstaat een sneeuwbaleect dat ertoe leidt<br />
dat de diode in zijn sperrichting geleidend<br />
wordt. Dit mechanisme werkt razendsnel en<br />
is ook even snel uit te zetten. ‘Wat we hier<br />
presenteren, is een manier om de camera<br />
typisch vijf- tot zevenhonderd picoseconden<br />
aan te zetten, en dat gesynchroniseerd met<br />
de laserpuls’, legt Charbon uit.<br />
Voor de goede orde: de ‘camera’, die stralingshard<br />
moest worden uitgevoerd, is niet<br />
bedoeld om een tweedimensionaal kiekje<br />
te schieten, maar als lineaire sensor van in<br />
totaal 1024 bij 8 pixels. Een grating moet<br />
in de toekomst het gereecteerde laserlicht<br />
over een aantal frequentiebanden uitsplitsen<br />
zodat de plek op de sensor de Ramanverschuiving<br />
verklikt.<br />
Overigens is de sensor ook prima te gebruiken<br />
voor het meten van uorescentie<br />
door juist wat later in de tijd te kijken. Dat<br />
levert weer extra informatie op over het<br />
monster. Net als de beoogde toepassing van<br />
laser-induced breakdown spectroscopy: de laser<br />
op de Marsrover wordt krachtig genoeg<br />
om een stukje steen te verdampen.<br />
Honderden metalen strips<br />
Een verdieping hoger huist hoogleraar Robert<br />
Bogdan Staszewski, een naam die op<br />
maar liefst vier ISSCC-inzendingen prijkt.<br />
Allemaal over digitaal RF. ‘We vervangen<br />
analoge door digitale technieken in RF. Traditioneel<br />
codeer je een signaal in de modulatie<br />
van een golf. Wij kijken echter niet naar<br />
het absolute voltage maar naar de overgang<br />
van laag naar hoog of andersom, en coderen<br />
het signaal met de tijd daartussen. Dat is iets<br />
Een sensor die<br />
mede in Delft<br />
werd ontwikkeld,<br />
zal naar alle<br />
waarschijnlijkheid<br />
in de volgende<br />
Marsrover van de<br />
Nasa helpen bij het<br />
onderzoeken van<br />
gesteente.<br />
Foto: ISSCC
fundamenteel anders dan digitale logica. Wij<br />
hebben geen klok of V ss of V dd ; onze aanpak<br />
kijkt alleen naar de richting en de timing<br />
daartussen op het niveau van attoseconden.’<br />
De aanpak leidt meestal tot een veel kleinere<br />
en dus goedkopere en energiezuinigere<br />
implementatie. Bovendien spelen de analoge<br />
eigenschappen niet langer een rol in het<br />
ontwerp, dat daardoor makkelijker schaalt<br />
met de procestechnologie. Functie voor<br />
functie wordt op deze manier omgezet naar<br />
een digitaal ontwerp.<br />
Zoals een golfvormgenerator voor het<br />
steeds belangrijker wordende gebied rond de<br />
60 GHz. ‘Normaal heb je daar omvangrijke<br />
schakelingen voor nodig met allerlei o-chip<br />
componenten. Wij hebben dit nu in één enkel<br />
IC gemaakt’, vertelt Wanghua Wu, die de chip<br />
ontwierp. Met de eerder genoemde voordelen:<br />
kleiner, goedkoper, zuiniger, nauwkeuriger<br />
en redelijk makkelijk schaalbaar naar een<br />
volgende procesgeneratie. En nog iets: hij kan<br />
binnen een paar microseconden de frequentie<br />
veranderen, een fractie van wat normaal<br />
nodig is. Essentieel voor de beoogde toepassing<br />
in radarsystemen. Maar ook communicatie<br />
met millimetergolven staat in de belangstelling.<br />
Staszewski en Wu willen dan ook een<br />
bedrijf opzetten rond de vinding.<br />
De basis van deze aanpasbaarheid is een<br />
transmissielijn op de chip: twee parallelle sporen<br />
waar de golf in loopt. Als bielzen bij een<br />
spoorbaan zijn hieronder honderden metalen<br />
strips aangebracht, die in het midden met een<br />
transistor zijn verbonden. Wanneer die wordt<br />
gesloten, veranderen de eigenschappen en<br />
daarmee de frequentie. ‘Waar je normaal gesproken<br />
actieve componenten nodig hebt, gebruiken<br />
wij gewoon metaal’, vertelt Wu trots.<br />
Tussen longen en borstkas<br />
Een van de inzendingen van Imec moet het<br />
juist wel hebben van een volledig analoog<br />
ontwerp. Samen met Olympus presenteert<br />
de groep van Firat Yazicioglu een IC dat in<br />
pacemakers en implanteerbare debrillatoren<br />
de relevante signalen uit de metingen<br />
extraheert. ‘Traditioneel wordt dat digitaal<br />
gedaan’, vertelt Yazicioglu. ‘Maar wij hebben<br />
de preprocessing in een analoog circuit<br />
uitgevoerd. Dat is een stuk energiezuiniger<br />
en daardoor hoeft de digitale processor vervolgens<br />
veel minder werk te verzetten, wat<br />
ook weer het energiegebruik reduceert.’<br />
Met alle meetkanalen actief verstookt het<br />
IC toch slechts twintig microwatt.<br />
En die meetkanalen, dat zijn er nogal wat.<br />
Ten eerste beschikt het IC niet over één ecgkanaal,<br />
zoals bij klassieke pacemakers, maar<br />
over drie. Dat is nodig voor een relatief nieuwe<br />
toepassing. De linker- en rechterhelft van<br />
het hart horen tegelijkertijd te slaan, maar<br />
bij sommige hartpatiënten zit er een klein<br />
verschil in waardoor het een stuk minder ef-<br />
ciënt werkt. Door op drie plekken te meten<br />
(en op twee plekken te stimuleren), kunnen<br />
linker- en rechterhelft weer worden gesynchroniseerd.<br />
Daarnaast beschikt het IC over<br />
een meetkanaal voor een accelerometer om<br />
activiteit van de patiënt te schatten en de<br />
regulering daarop aan te passen.<br />
Ten slotte kan het IC ook nog de impedantie<br />
meten van de vloeistof tussen de<br />
longen en de borstkas. Die blijkt namelijk<br />
allerlei informatie over de hartwerking te<br />
bevatten. ‘Dat is wat ingewikkelder dan<br />
alleen de weerstand; je hebt ook te maken<br />
met capaciteit en niet-lineaire elementen’,<br />
vertelt Yazicioglu. Bovendien moest er rekening<br />
worden gehouden met het energiegebruik.<br />
‘Traditioneel geef je een stroompje<br />
en meet je het voltage om de weerstand te<br />
berekenen. Daarbij gebruik je een sinusvormige<br />
golf om de verschillende componenten<br />
van de impedantie te begrijpen. Maar<br />
een pure sinusgolf vereist veel energie, terwijl<br />
een benadering veel harmonischen bevat.<br />
Wij gebruiken een andere benadering<br />
met veel minder harmonischen, zodat je<br />
toch een laag energiegebruik hebt.’<br />
Imecs analoge<br />
front-end maakt<br />
pacemakers en<br />
implanteerbare<br />
defibrillatoren een<br />
stuk zuiniger.<br />
Enorme puzzel<br />
Een team van de TU Eindhoven, CEA-Liten,<br />
de universiteit van Catania en STMicroelectronics<br />
maakt op de ISSCC furore met de eerste<br />
geprinte organische AD-converter. ‘Dit is<br />
gedaan in het Europese Cosmic-programma,<br />
waarbij het scenario echt is om elektronica<br />
op verpakkingen van biefstukjes en dergelijke<br />
te zetten’, vertelt Eugenio Cantatore<br />
van de Mixed-Signal Microelectronics-groep<br />
aan de TUE. ‘De verpakking zou dan zelf bijvoorbeeld<br />
de zuurgraad van de biefstuk kunnen<br />
meten en veel nauwkeuriger uitspraken<br />
kunnen doen over de houdbaarheid.’<br />
Lithograe van silicium is hiervoor echter<br />
te duur en bovendien kan het plastic substraat<br />
niet tegen de hoge temperaturen bij<br />
deze processen. Printen van organische halfgeleiders<br />
is beter geschikt. ‘Maar bij silicium<br />
kun je doteren om n- of p-type transistoren<br />
te maken, terwijl een organische halfgeleider<br />
maar een van beide is. Daardoor kun je<br />
veel minder betrouwbare circuits maken en<br />
is de uitval tijdens de productie vrij groot’,<br />
vertelt Cantatore. ‘Wij lossen dat op door<br />
twee verschillende halfgeleiders te printen.<br />
Daardoor wordt de schakeling robuuster en<br />
stijgt de yield, dus worden de kosten lager.’<br />
De circuits worden via een zeefdrukproces<br />
geproduceerd. ‘Om heel eerlijk te zijn, is er<br />
nog wel een eerste stap met een laser nodig<br />
om de transistorkanalen te deniëren’, erkent<br />
Cantatore. De halfgeleiders, interconnecties<br />
en weerstanden worden echter via een<br />
zeefdrukproces opgebracht. Voor elk laagje<br />
wordt een zeef met een patroon opgelegd en<br />
daar wordt het materiaal overheen gesmeerd.<br />
‘Elke laag zit in een oplosmiddel, waardoor<br />
het een enorme puzzel is om te kijken wat<br />
er over elkaar kan worden aangebracht. Dat<br />
doen ze bij CEA-Liten. Wij hebben het circuit<br />
op abstract niveau ontworpen. De uitdaging<br />
voor ons was om het betrouwbaar genoeg te<br />
maken ondanks de enorme procesvariatie die<br />
het zeefdrukproces met zich meebrengt.’<br />
2 | 17
Opinie<br />
Derk-Jan de Grood helpt organisaties meer<br />
grip te krijgen op hun (test)project.<br />
Groods greep<br />
=Spreadsheet(Business;Risico)<br />
Tijdens de Eurostar-conferentie ontmoette<br />
ik Felienne Hermans van de<br />
TU Delft. Zij is gepromoveerd op het<br />
testen van spreadsheets. Een opmerkelijk<br />
onderwerp omdat er traditioneel veel aandacht<br />
uitgaat naar het testen van grote en<br />
complexe administratieve systemen, embedded<br />
software of, als we het over kleinere<br />
toepassingen hebben, mobiele applicaties.<br />
Allesbehalve spreadsheets. Waarom dan<br />
toch daarop focussen?<br />
Volgens Felienne zijn spreadsheets de<br />
meest succesvolle applicaties aller tijden.<br />
Onderzoek wijst uit dat op 90 procent van<br />
alle computers wereldwijd een spreadsheetprogramma<br />
geïnstalleerd staat en dat 95<br />
procent van alle Amerikaanse bedrijven<br />
spreadsheets gebruikt in het nanciële proces.<br />
In Nederland is dat niet veel anders.<br />
De inltratie van spreadsheets is enorm.<br />
Ga voor jezelf maar eens na waarop de Clevel<br />
managers in jouw organisatie hun belangrijkste<br />
beslissingen baseren. Tien tegen<br />
een dat dat gegevens zijn afkomstig uit of<br />
gegenereerd met een spreadsheetprogramma.<br />
Felienne kent zelfs een organisatie die<br />
drie miljoen euro heeft verloren omdat er<br />
per ongeluk twee velden waren omgedraaid.<br />
Omdat spreadsheetbestanden geen echte<br />
programma’s zijn en er weinig programmeerervaring<br />
nodig is om ermee aan de slag te<br />
gaan, ligt de ontwikkeling ervan vaak buiten<br />
de IT-afdeling. Het zijn typisch toepassingen<br />
die klein en eenvoudig beginnen en door de<br />
jaren heen steeds verder uitdijen. Een gemiddelde<br />
spreadsheet heeft een levensduur<br />
van vijf jaar en in die tijd ongeveer dertien<br />
verschillende gebruikers. Zij brengen de ene<br />
aanpassing na de andere aan, waardoor er al<br />
snel onopgemerkte fouten of kwetsbare constructies<br />
in de spreadsheet sluipen.<br />
Binnen de IT is het standaard om belangrijke<br />
applicaties grondig door te lichten,<br />
maar wie test de spreadsheets? Waren zij<br />
onderdeel van het IT-landschap, dan zouden<br />
ze waarschijnlijk niet aan de aandacht<br />
van professionele testers ontsnappen. Persoonlijk<br />
ken ik echter geen organisatie die<br />
ze in haar database van conguratie-items<br />
heeft opgenomen. Sterker nog: mijn ervaring<br />
is dat de IT-afdeling vaak geen weet<br />
heeft van hun bestaan.<br />
Tijdens een van mijn opdrachten bij een<br />
zorgverlener wilde de beheerorganisatie<br />
de netwerkschijven opnieuw indelen. De<br />
migratie was tot in de puntjes voorbereid:<br />
van alle applicaties was geïnventariseerd<br />
welke mappen ze gebruikten en waren de<br />
conguratieaanpassingen meegenomen in<br />
het migratiescript en naar alle gebruikers<br />
was zorgvuldig gecommuniceerd wat de impact<br />
zou zijn. Vol vertrouwen zetten de beheerders<br />
zich aan de migratie, tot er ineens<br />
grote paniek uitbrak: de nanciële afdeling<br />
lag helemaal stil. Bleken ze daar voornamelijk<br />
te werken met Excel-sheets die verborgen,<br />
hard gecodeerde verwijzingen bevatten<br />
naar sheets die door de migratie op een andere<br />
plek waren komen te staan.<br />
Wat kunnen we hiervan leren? De eerste<br />
les is dat er verschillende manieren zijn om<br />
een spreadsheet te bouwen. De TU Delft<br />
Spreadsheets moeten een<br />
integraal onderdeel zijn<br />
van het IT-landschap<br />
heeft honderden spreadsheets verzameld<br />
en geanalyseerd. Op basis van dit wetenschappelijke<br />
onderzoek hebben Felienne en<br />
haar collega’s een goed beeld van de fouten<br />
die vaak worden gemaakt maar beter kunnen<br />
worden vermeden. Hard gecodeerde<br />
paden is er daar een van. Een geautomatiseerde<br />
scan geeft aan waar in een le de<br />
zwakke plekken zitten. Deze scan ziet natuurlijk<br />
geen problemen in bijvoorbeeld een<br />
verkeerd uitgevoerde berekening, maar reduceert<br />
wel de kans op fouten.<br />
De belangrijkste les is echter dat spreadsheets<br />
een integraal onderdeel moeten zijn<br />
van het IT-landschap. We dienen ze op te<br />
nemen in het application lifecycle management.<br />
Omdat ze vaak cruciaal zijn voor de<br />
bedrijfsvoering, moeten we ze goed ontwikkelen,<br />
beheren en testen. Hier hebben we<br />
vanuit de IT-afdeling nog missiewerk te verrichten.<br />
Op de barricaden dus om onze collega’s<br />
uit de business bewust te maken van<br />
de risico’s die ze lopen.<br />
2 | 19
Eind januari organiseerde de TU<br />
Eindhoven een bijeenkomst om haar<br />
laatste innovatieve technologieën<br />
voor duurzame mobiliteit te laten<br />
zien. In een van de tentoongestelde<br />
projecten gaven drie kleine<br />
robotauto’s een demonstratie van<br />
coöperatief rijden.<br />
Foto: Bart van Overbeeke<br />
Tech-kiek Verkeer en vervoer
24 and 25<br />
April 2013<br />
Klokgebouw<br />
Eindhoven, NL<br />
Check out the excellent<br />
conference programme online<br />
Vibrant sessions on international high tech<br />
collaboration, featuring top speakers from<br />
ASML & Zeiss, Mapper & Leti, Philips Research<br />
& Süss Microtec<br />
Conference themes:<br />
agro & food, medical systems,<br />
automotive, semicon<br />
Platinum sponsors<br />
Gold sponsor<br />
Cosponsors<br />
• Yaskawa Benelux • Yokogawa<br />
22 | 2<br />
#HT S13<br />
Exhibitors<br />
• AAE • Alten Mechatronics • Altran • ASML • Bakker Fijnmetaal • Beckhoff.nl / IAL<br />
• BKL Engineering • Brainport Industries • CCM Centre for Concepts in Mechatronics<br />
• Ceratec Technical Ceramics • Claytex Services • Controllab Products<br />
• DEMCON advanced mechatronics • De Ontdekfabriek • Dutch Precision Technology<br />
• Dutch Society for Precision Engineering • Eltromat • Enterprise Europe Network / Syntens<br />
• Festo • Framo Morat • Frencken Europe • GDO • Greentech Engineering<br />
• Hauzer Techno Coating • HEIDENHAIN • Hittech Group • Holland High Tech<br />
• IAI industrial systems • IBS Precision Engineering • Infinite Simulation Systems<br />
• Irmato Industrial Solutions • Janssen Precision Engineering • Keonys • KMWE<br />
• KU Leuven • LEMO Connectors Benelux • Masévon Technology • MathWorks<br />
• maxon motor benelux • MetaCase • MTA • MTSA Technopower • National Instruments<br />
• Nijdra Group • Nobleo Technology • Norma Groep • NTS-Group • Océ-Technologies<br />
• Philips Innovation Services • PM-Bearings • Prodrive • ProduktionNRW • Reden<br />
• Settels Savenije van Amelsvoort • Sorama • Technologiestichting STW • Tecnotion<br />
• Telerex • TEVEL Components • The High Tech Institute • TMC Group • TNO<br />
• Topic Embedded Systems • Variass • VDL ETG • Vernooy Vacuüm Engineering • Yacht<br />
Analyse Onderzoek<br />
Maak een reis terug in de tijd en ga na welke technologieën achtereenvolgens<br />
afvallen. Eerst de mobiele telefoon, internet en<br />
de computer, daarna volgen moderne vervoersmiddelen als de<br />
auto en het vliegtuig en televisie en radio. Rond de start van de twintigste<br />
eeuw verdwijnen elektriciteit en stromend water uit het gemiddelde<br />
huishouden en niet veel verder terug sanitaire voorzieningen.<br />
Begin achttiende eeuw zijn er geen fabrieken en spoorwegen meer.<br />
Als we de Industriële Revolutie eenmaal zijn gepasseerd, moeten we<br />
steeds grotere stappen maken om een wereldveranderende technologie<br />
weg te strepen.<br />
Het is deze tijdreis die centraal staat in een discussie die econoom<br />
Tyler Cowen in 2011 aanzwengelde met de publicatie van zijn e-book<br />
‘e great stagnation’. Collega Robert Gordon koos vorig jaar met ‘Is<br />
US economic growth over?’ voor een iets voorzichtigere titel, maar<br />
op hoofdlijnen komt hij tot dezelfde conclusie als Cowen.<br />
Beide economen stellen dat de afgelopen twee eeuwen een unieke<br />
periode in de geschiedenis zijn geweest in de zin dat technologie het<br />
menselijk bestaan – en daarmee de economie – op grandioze manier<br />
Ondernemer Peter Thiel wil<br />
vliegende auto’s.<br />
heeft getransformeerd, maar dat daaraan nu een einde is gekomen.<br />
Omdat al het laaghangende fruit is geplukt, hoeft het westen niet<br />
meer te rekenen op de spectaculaire economische groei die het sinds<br />
1800 heeft doorgemaakt.
De wetenschap is op,<br />
maar innovatie niet<br />
Er is geen reden om pessistisch te zijn over het economisch rendement van<br />
onderzoek, maar de essentie van fundamentele wetenschap lijkt te veranderen.<br />
Paul van Gerven<br />
Schaakkampioen<br />
Het meest controversiële aan deze stelling is<br />
niet dat de Industriële Revolutie grote vooruitgang<br />
heeft gebracht, maar dat deze nu<br />
zou stagneren. Dat kun je met statistieken<br />
aantonen, zoals Cowen en Gordon in hun<br />
publicaties doen, maar je kunt het ook overal<br />
om je heen zien, zeggen hun medestanders.<br />
In vijftig jaar zijn lijnvluchten nauwelijks<br />
sneller geworden en de auto’s rijden nog<br />
steeds op verrotte planten. Een huishouden<br />
van de hogere middenklasse beschikt over<br />
dezelfde huishoudelijke apparatuur en voorzieningen.<br />
En de laatste drie decennia kruipt<br />
de levensverwachting nog slechts omhoog;<br />
kennelijk kunnen al die miljarden aan biomedische<br />
research niet op tegen simpele<br />
vindingen als het toilet en het riool.<br />
Psycholoog Dean Keith Simonton van<br />
UC Davis, die zijn leven heeft gewijd aan<br />
de bestudering van genialiteit, ziet het<br />
ook gebeuren in de wetenschap. Het lijkt<br />
Simonton onwaarschijnlijk dat er in de natuurwetenschappelijke<br />
disciplines nog fundamentele<br />
doorbraken zullen plaatsvinden,<br />
althans van het soort dat herziening vereist<br />
van de studieboeken die eerstejaarsstudenten<br />
gebruiken. Als het al lukt om aan de<br />
top te komen, wat gezien de grote hoeveelheid<br />
reeds opgebouwde kennis alleen maar<br />
moeilijker is geworden, dan resten daar nog<br />
slechts een paar losse eindjes.<br />
Zelfs in het hart van de mondiale innovatiemachine,<br />
Silicon Valley, vindt het gedachtegoed<br />
van Cowen en Gordon gehoor.<br />
Ondernemer en durfkapitalist Peter iel,<br />
medeoprichter van betalingsdienst Paypal<br />
en de eerste externe investeerder in Facebook,<br />
is diep teleurgesteld in de technologische<br />
prestaties van de laatste tijd: ‘We wilden<br />
vliegende auto’s, we kregen [berichten<br />
van] 140 karakters.’ Samen met voormalig<br />
schaakkampioen Garry Kasparov heeft<br />
iel een blauwdruk geschreven om innovatie<br />
(en de vrije markt) te redden.<br />
Singulariteit<br />
Niet iedereen gaat mee in de redenering van<br />
Cowen en Gordon. Weekblad e Economist<br />
voert onder meer aan dat relatief recente uitvindingen<br />
waarschijnlijk nog lang niet hun<br />
maximale economische potentie hebben bereikt,<br />
net zoals het decennia duurde voordat<br />
elektriciteit of de computer een zichtbare<br />
impact had op de statistieken. Gentechnologie<br />
en moleculaire geneeskunde, zelfrijdende<br />
auto’s en de overgang op duurzame<br />
energiebronnen moet je niet wegwuiven als<br />
‘meer van hetzelfde’, zelfs al behoeven deze<br />
geen fundamenteel nieuwe kijk op de zaken.<br />
Dat geldt beslist ook voor informatietechnologie.<br />
Zelfs al heeft de wet van Moore niet<br />
het eeuwige leven, de eciëntie en snelheid<br />
van informatieverwerking door machines<br />
zullen nog grote stappen maken. De impact<br />
daarvan is bijna niet te voorspellen, behalve<br />
dat een verdubbeling aan het begin van een<br />
exponentiële curve in absolute zin minder<br />
aantikt dan een stuk verderop. Uitvinder,<br />
ondernemer en futuroloog Ray Kurz weil<br />
neemt dit fenomeen uiterst serieus en<br />
spreekt van een singulariteit, het punt waarop<br />
de intelligentie van kunstmatige levensvormen<br />
die van de mens voorbijschiet en<br />
uiteindelijk op zichzelf is aangewezen voor<br />
verdere verbeteringen. Deze superbreinen<br />
zouden technologische vooruitgang een ongekende<br />
zwieper geven.<br />
Volwassen<br />
Al met al lijkt het pessimisme van Cowen<br />
en Gordon overtrokken. En zelfs al zou innovatie<br />
op dit moment stagneren, dan hoeft<br />
zij niet tot het einde der tijden stil te staan.<br />
Met de opkomst van Azië en Zuid-Amerika<br />
kent de wereld tegenwoordig alleen maar<br />
meer knappe koppen, en er is genoeg voor<br />
hen te doen. Onze groei is gered.<br />
De observatie van Simonton snijdt meer<br />
hout: als de wetenschap een gebouw is, dan<br />
is de fundering wel zo’n beetje af en rest<br />
onderzoekers weinig anders dan er verdiepingen,<br />
kamers en uiteindelijk nog slechts<br />
inloopkasten op te bouwen. Steeds vaker<br />
zullen ze echter met de kennis die hun voor-<br />
Het<br />
laaghangende<br />
fruit is geplukt,<br />
zegt econoom<br />
Tyler Cowen.<br />
gangers hebben opgebouwd willen ‘spelen’<br />
(zie ook pagina 24). De wetenschapper doet<br />
een stap in de richting van de ingenieur.<br />
Dit roept belangrijke vragen op. Als het<br />
kennisbouwwerk zorgvuldig is gestut, zou<br />
de wereld er niet meer bij gebaat zijn als bedrijven<br />
het voortouw in innovatie nemen,<br />
zoals liberalen altijd al graag wilden? In<br />
hoeverre de markt beter dan academici weet<br />
wat de wereld wil, is al decennia onderwerp<br />
van discussies, maar de mate waarin de wetenschap<br />
‘volwassen’ is en welke consequenties<br />
dat heeft op innovatiebeleid nemen die<br />
nooit mee. In die zin is het topsectorbeleid<br />
zijn tijd misschien wel ver vooruit.<br />
2 | 23
24 | 2<br />
Technieuws Nanotechnologie<br />
Als een van de meest fundamentele<br />
bouwstenen van het leven tref je het<br />
ribosoom in bijna iedere cel aan. Dit<br />
wonderlijke fabriekje spuugt eiwitten uit,<br />
de werkpaarden die het gros van de biologische<br />
functies verzorgen, variërend van<br />
stevigheid van weefsel (bijvoorbeeld van de<br />
huid) tot katalyse van chemische reacties<br />
(zoals de afbraak van alcohol in de lever).<br />
Het ribosoom werkt als een soort turingmachine.<br />
Het neemt een ‘tape’ in van<br />
instructies afkomstig van het genetisch<br />
materiaal en brengt op basis daarvan speci-<br />
eke aminozuren in elkaars nabijheid. Deze<br />
aminozuren koppelen aan elkaar en de aldus<br />
gegroeide streng vouwt zich na aoop<br />
op tot een eiwit. Het ribosoom brengt dus<br />
de DNA-code tot leven.<br />
De mate van controle die het ribosoom<br />
uitoefent op de moleculaire chaos die ieder<br />
mengsel van moleculen onwillekeurig<br />
vormt, is indrukwekkend. Op basis van alle<br />
aanwezige ingrediënten kunnen er ontelbaar<br />
veel verschillende eiwitten worden gevormd,<br />
maar dankzij het ribosoom worden<br />
losse aminozuren uitsluitend in een volgorde<br />
achter elkaar gezet die een functioneel<br />
eiwit oplevert. Het is alsof een onzichtbare<br />
hand de anders zo onverbiddelijke wetten<br />
van de statistiek bijstuurt.<br />
Dat zouden nanowetenschappers ook maar<br />
al te graag willen doen. Nu de chemische en<br />
fysische fundamenten die aan de biologie ten<br />
grondslag liggen stevig zijn verankerd en de<br />
moleculaire processen in een cel dankzij geavanceerd<br />
instrumentarium tot in steeds groter<br />
detail bekend zijn, proberen onderzoekers<br />
deze kennis ook steeds vaker zonder tussenkomst<br />
van Moeder Natuur tot leven te wekken.<br />
En daarin slagen zij steeds beter.<br />
Voorlopig hoogtepunt in deze tak van<br />
sport, die je bio-geïnspireerde moleculaire<br />
Moleculaire assemblagelijn bootst<br />
biologisch hoogstandje na<br />
Nanowetenschappers worden steeds vaker moleculair-ingenieurs, die niet in de<br />
eerste plaats proberen te doorgronden maar hun eigen complexe systemen willen<br />
bouwen. De natuur dient daarbij vaak als inspiratiebron, zoals de synthese van een<br />
artificieel eiwitfabriekje door Engelse onderzoekers laat zien.<br />
Paul van Gerven<br />
nanotechnologie zou kunnen noemen, is de<br />
demonstratie van een primitief man-made<br />
ribosoom door David Leigh en collega’s<br />
van de University of Manchester. Hun in<br />
Science gepubliceerde moleculaire machine<br />
zet een klein eiwitje (een peptide) in elkaar,<br />
in een aminozuurvolgorde die van tevoren<br />
werd bepaald.<br />
Grip<br />
De basis voor het Engelse ‘ribosoom’ is een<br />
zogeheten rotaxaan, een complex van twee<br />
mechanisch verbonden moleculen. Als het<br />
oog van een naald is het ene, ringvormige,<br />
Figuur 1: Een voor<br />
een plukt de ring de<br />
aminozuren van de as af.<br />
molecuul om het andere, draadvormige, molecuul<br />
geregen (zie Figuur 1). De ring kan<br />
vrij over de as bewegen, maar in principe<br />
niet ontsnappen omdat grote blokken aan<br />
de uiteinden van de as de weg versperren.<br />
Aan de ene zijde betreft het een inerte en<br />
verder onbelangrijke chemische groep, maar<br />
aan de andere kant zitten achter elkaar drie<br />
verschillende aminozuren in de weg.<br />
De Engelse onderzoekers bevestigden op<br />
de ring een katalysator die deze aminozuren<br />
van hun as losweekt en aan de katalysator<br />
zelf plakt. Nadat het eerste aminozuur van as<br />
naar ring is verplaatst, beweegt de ring zich<br />
wat verder langs de as en herhaalt het proces<br />
zich, behalve dat het volgende aminozuur<br />
aan het vorige wordt gekoppeld in plaats van<br />
aan de katalysator. Zo plukt de ring een voor<br />
een de aminozuren van de as af en smeedt<br />
die achter elkaar. Na aoop glipt de ring met<br />
peptide en al van de as af.<br />
Natuurlijk steekt de imitatie in alle opzichten<br />
mager af bij het origineel: de onderzoekers<br />
hebben zelf de volgorde van de<br />
aminozuren in het rotaxaan vastgelegd toen<br />
ze dat synthetiseerden, terwijl het biologische<br />
ribosoom ‘externe’ instructies gebruikt<br />
en zelf de juiste ingrediënten uit zijn omge-<br />
ving vist. Ook vernielt de imitatie zichzelf<br />
tijdens het klaren van de klus. En waar het<br />
echte ribosoom vijftien tot vijftig aminozuren<br />
per seconde verwerkt, doet Leighs creatie<br />
er twaalf uur over om één aminozuur te<br />
verplaatsen. Het enige praktische nut die de<br />
vondst zou kunnen hebben, is om moleculen<br />
te synthetiseren die niet met de huidige<br />
methodes zijn te maken.<br />
De waarde van het werk uit Manchester<br />
is dan ook voornamelijk symbolisch: de wetenschap<br />
heeft haar grip op het allerkleinste<br />
weer een klein beetje verstevigd.
Opinie<br />
Jeroen Bouwens is senior softwaredesigner<br />
bij Sioux Embedded Systems en blogt<br />
over softwareontwikkeling op<br />
weblog.jeroen.ws.<br />
Software-engineering<br />
Rotte software<br />
In het boek ‘e pragmatic programmer’<br />
hebben Andrew Hunt en David omas<br />
het over de entropie van software. Hiermee<br />
bedoelen ze de schijnbaar onvermijdelijke<br />
en altijd maar toenemende chaos in de<br />
code van een stuk software. Ze trekken een<br />
parallel met de broken window-theorie, die<br />
stelt dat de aftakeling van een wijk begint<br />
bij iets kleins, zoals een ingegooid raam. Ze<br />
concluderen dat software-entropie, of softwarerot,<br />
voornamelijk een cultureel probleem<br />
is: een klein stukje slechte code zet<br />
een proces van aftakeling in gang met als<br />
uiteindelijke resultaat een fragiele brij van<br />
ondoorgrondelijke spaghetticode waar niemand<br />
meer wijs uit kan.<br />
Hoewel softwarerot helaas een realiteit is,<br />
en instabiele software het resultaat, denk ik<br />
dat Hunt en omas een belangrijke oorzaak<br />
over het hoofd zien: software-engineers die<br />
geen idee hebben waar ze mee bezig zijn.<br />
Niet doordat ze incompetent zijn (nou ja,<br />
dat ook in sommige gevallen), maar doordat<br />
ze om een aantal redenen niet voldoende<br />
weten over de onderliggende ontwerploso-<br />
e van de code waar ze aan werken.<br />
Alle software die wordt geschreven, heeft<br />
een ontwerp: een set van aannames en ideeen,<br />
een losoe, die bij elkaar genomen bepalen<br />
hoe de code eruit komt te zien, welke<br />
abstracties er zijn en hoe dit alles gestructureerd<br />
wordt. Dit kan impliciet gebeuren,<br />
zonder enige vorm van documentatie, of<br />
het resultaat zijn van een lang, zorgvuldig<br />
proces, maar het is er altijd.<br />
Zolang er maar een paar mensen aan de<br />
software werken die er vanaf het begin bij<br />
zijn, heb je een kans dat de code het oorspronkelijke<br />
ontwerp volgt. Op het moment<br />
dat er echter nieuwe programmeurs bij komen,<br />
slaat de rot toe. Deze nieuwe mensen<br />
hebben niet hetzelfde denkproces doorlopen<br />
als het oorspronkelijke team. Ze zijn<br />
niet met niks begonnen en hebben niet hetzelfde<br />
voortschrijdend inzicht doorgemaakt<br />
dat heeft geleid tot een consistente set van<br />
ideeën die de basis vormt van alle goede<br />
ontwerpen. En één ding is zeker: als je er<br />
niet van het begin af aan bij was, is snappen<br />
waarom een stuk code op een bepaalde manier<br />
is geschreven haast ondoenlijk.<br />
Een simpele oplossing voor dit probleem<br />
is er niet, maar er zijn wel enkele maatregelen<br />
om de ernst ervan te verminderen. Zo<br />
kun je codereviews verplicht stellen. Het is<br />
dan wel van wezenlijk belang om de reviewers<br />
goed te trainen. Ook goede tooling is<br />
belangrijk om het proces eectief te laten<br />
Op het moment dat er<br />
nieuwe programmeurs bij<br />
komen, slaat de rot toe<br />
zijn. Als er veel nieuwe code wordt geschreven,<br />
kan reviewen een vervelende klus zijn.<br />
Het is echter een fout om het te zien als<br />
overhead die overgeslagen kan worden als<br />
de druk toeneemt. Dat leidt op termijn tot<br />
rotte software.<br />
Een andere maatregel is het genereren<br />
van documentatie uit code die met een<br />
systeem als Javadoc van commentaar is<br />
voorzien. De gegenereerde documentatie<br />
kan voor nieuwe mensen als naslagwerk<br />
dienen. Controleer in reviews of alles is becommentarieerd<br />
en of dit commentaar ook<br />
daadwerkelijk nuttig is.<br />
Verder hebben nieuwe mensen begeleiding<br />
nodig om bekend te raken met een<br />
bestaande codebase. Neem hier dan ook<br />
ruim de tijd voor! Als een nieuw teamlid op<br />
een goed moment code begint te wijzigen,<br />
review dit dan zorgvuldig met speciale aandacht<br />
voor zaken die duiden op een gebrek<br />
aan kennis van het onderliggende ontwerp.<br />
Het op peil houden van de kwaliteit is een<br />
van de fundamentele problemen in de software-engineering<br />
van dit moment, en softwarerot<br />
is hierbij een vervelend verschijnsel<br />
dat lastig aan te pakken is. Maar met aandacht<br />
voor het probleem, en met de juiste<br />
maatregelen, kan het wel.<br />
2 | 25
26 | 2<br />
Achtergrond<br />
Eenvoudige verpleegoproepsystemen<br />
(‘intercoms’ met alarmknop voor verzorgings-<br />
en bejaardentehuizen) waren<br />
er al in allerlei soorten en maten. Leverancier<br />
Ascom Nederland uit Utrecht kreeg<br />
echter steeds meer vraag naar geavanceerdere<br />
functionaliteit. Van het omroepen van<br />
de bingo in het tehuis tot nieuwe diensten<br />
via internet, zoals het aanbieden van tafeltje-dek-je<br />
of het laten bestellen van een<br />
taxi. Ook voor domoticatoepassingen als de<br />
regeling van licht, temperatuur, ventilatie<br />
en zonwering zou een dergelijk systeem geschikt<br />
moeten zijn.<br />
Interessant is verder het opkomende gebied<br />
van de telemedicine: de gebruiker zelf<br />
(of diens verzorgende) kan in de eigen omgeving<br />
metingen uitvoeren aan bijvoorbeeld<br />
zijn gewicht, bloeddruk of bloedsuiker. Het<br />
meetapparaat stuurt de resultaten via Bluetooth<br />
naar het oproepsysteem, dat ze ver-<br />
Gezondheidszorg<br />
Verpleegoproepsysteem<br />
wordt multifunctioneel<br />
communicatiecentrum<br />
Wat ooit begon als een simpel alarmeringssysteem, kon uitgroeien tot een<br />
multifunctioneel communicatieplatform. In opdracht van Ascom bracht 3T<br />
uiteenlopende functies voor bediening en gegevensuitwisseling bijeen op een<br />
embedded-Linux-gebaseerd platform. Vervolgens verzorgde het de productie en de<br />
levering van duizenden stuks.<br />
Jeroen Koëter René van der Veen<br />
volgens via internet verzendt naar de zorgaanbieder.<br />
Ideaal is het als de communicatie<br />
twee richtingen op gaat: de gebruiker initieert<br />
in het systeemmenu zelf een meting of<br />
krijgt een oproep of herinnering daartoe.<br />
In 2008 besloot het Nederlandse dochterbedrijf<br />
van Ascom Zweden tot de bouw van<br />
een geavanceerd verpleegoproepsysteem.<br />
Het benaderde 3T om het complete traject<br />
uit te voeren, van ontwerp en ontwikkeling<br />
tot productie en levering. Het product kreeg<br />
de naam Amido (‘huisvriend’, een samentrekking<br />
van de Latijnse woorden amicus<br />
‘vriend’ en domus ‘huis’).<br />
Betrouwbaar<br />
Een van de uitdagingen was het combineren<br />
van uiteenlopende communicatieprotocollen<br />
en de bijbehorende digitale en analoge<br />
elektronica in één printontwerp (zie kader).<br />
Voor het afhandelen en loggen van de ver-<br />
De gebruikersinterface<br />
is eenvoudig<br />
aan te passen<br />
aan de look-andfeel<br />
van een opdrachtgever.<br />
pleegoproepen is de Amido afhankelijk van<br />
de achterliggende meldbanksystemen, die<br />
de verbinding tussen cliënt en verzorging<br />
regelen. Die communicatie loopt via een<br />
Sip-stack (Session Initiation Protocol), die<br />
ook wordt gebruikt voor bijvoorbeeld Voip.<br />
Er is echter geen standaardprotocol voor<br />
alarmering en uitwisseling van telemedicine-data.<br />
Dit maakte overleg met de verschillende<br />
meldbankleveranciers noodzakelijk.<br />
Voor alle communicatiefunctionaliteit<br />
hebben we uiteindelijk een complexe achtlaags<br />
print ontworpen, met een dusdanige<br />
lay-out dat de verschillende signalen zo weinig<br />
mogelijk interferentie en EMC-storing<br />
ondervinden van elkaar. Hart van het systeem<br />
is een Arm9-gebaseerde I.MX27-processor<br />
van Freescale. Veel van de gebruikte<br />
componenten zijn terug te vinden in mobiele<br />
apparaten, dus geminiaturiseerd. Denk<br />
aan een zeshonderd pinnen tellende ball<br />
grid array (BGA) met een pitch van 0,4 mm.<br />
Dit gaf een extra uitdaging bij het ontwerp<br />
en de productie (het solderen), waardoor er<br />
veel afstemming nodig was met de EMSproducent<br />
over test- en produceerbaarheid.<br />
De embedded software voor de systeembesturing<br />
hebben we gebouwd op een Linuxkernel.<br />
De keuze is hierop gevallen, niet alleen<br />
vanwege afwezige licentiekosten maar<br />
ook omdat de software naar eigen inzicht is<br />
aan te passen aan het gewenste hardwareplatform.<br />
Verder is een Linux-gebaseerd<br />
systeem goed congureerbaar en zijn er tal<br />
van applicaties en bibliotheken beschikbaar<br />
om het systeem mee op te bouwen en uit te<br />
breiden. Nadeel is het veranderlijke karakter<br />
en de beperkte support. Voor de kernel<br />
hebben we een aantal keer een baseline<br />
bevroren om niet telkens achter de laatste
eleases aan te hoeven blijven lopen. Deze<br />
iteratieve benadering maakt het gebruik<br />
van open source tot een beheersbaar proces.<br />
Een belangrijk ontwerpaspect was de betrouwbaarheid.<br />
Een alarmeringssysteem<br />
moet 24/7 operationeel zijn. Omdat betrouwbaarheid<br />
niet een eigenschap is die<br />
achteraf is toe te voegen, liep het als een rode<br />
draad door het hele ontwerp- en realisatieproces.<br />
Dit is terug te zien in de systeemarchitectuur,<br />
waarin we alle functionaliteit<br />
van elkaar hebben ontkoppeld om ervoor<br />
te zorgen dat niets de alarmeringsfunctie in<br />
gevaar kan brengen. Ook de koppeling met<br />
een door Ascom ontwikkeld managementsysteem<br />
– dat op afstand zorgt voor het beheer<br />
van de instellingen en het updaten van<br />
de software – hebben we fouttolerant uitgevoerd<br />
en op robuustheid getest. Software-<br />
De uiteindelijke<br />
print heeft een<br />
complexe vormfactor<br />
opgelegd<br />
door het design<br />
van de behuizing.<br />
updates moeten betrouwbaar gebeuren,<br />
zelfs als er duizenden ‘oproepkastjes’ met<br />
het centrale systeem zijn verbonden.<br />
Gebruikersvriendelijk<br />
De Amido reageert op een verpleegoproep<br />
door een spreek-luisterverbinding op te<br />
zetten tussen centralist en cliënt, waarbij<br />
het kastje fungeert als speaker-telefoon.<br />
Voor een optimale verstaanbaarheid past<br />
het daarbij realtime audioprocessing toe<br />
met behulp van de opensource Speex-bibliotheek.<br />
Deze regelt onder meer de akoestische<br />
echo- en ruisonderdrukking. Voor<br />
een goed resultaat is het belangrijk dat de<br />
audiostromen van en naar microfoon en<br />
luidspreker constant zijn. Om hiervoor te<br />
zorgen, hebben we de bestaande streaming<br />
geoptimaliseerd en gedeeltelijk opnieuw ge-<br />
implementeerd middels interruptroutines.<br />
Door slim geheugengebruik en een juiste<br />
prioritering van de verschillende processen,<br />
zoals de user-interface, de communicatie en<br />
de audio, hebben we een goede geluidskwaliteit<br />
gerealiseerd, zonder haperingen.<br />
Bij het ontwerp van de Gui hebben we<br />
de verschillende doelgroepen scherp in het<br />
vizier gehouden: enerzijds de afnemers (typisch<br />
zorginstellingen), anderzijds eindgebruikers<br />
(veelal senioren die weinig ervaring<br />
hebben met moderne consumentenelektronica<br />
en internet). We hebben de interface zo<br />
opgezet dat deze als een website aanpasbaar<br />
is voor verschillende typen gebruikers en<br />
voor grootafnemers met een eigen huisstijl.<br />
Hiervoor hebben we de opensource toolkit<br />
WXWidgets gebruikt, waarmee de Gui in<br />
XML is te beschrijven. Uiteindelijk moet<br />
een IT’er of netwerkbeheerder bij de klant<br />
de interface kunnen congureren. Relevante<br />
ontwerpaspecten voor de gebruikersinterface<br />
waren onder meer de structuur<br />
(meer of minder eenvoudig, naargelang de<br />
gebruikersgroep) en de visuele presentatie<br />
(denk aan kleurenblindheid).<br />
Omwille van het design, de kosten en de<br />
gewenste gebruikersvriendelijke uitstraling<br />
heeft het systeem een kunststof behuizing.<br />
Ook hiervoor was 3T verantwoordelijk. Het<br />
ontwerp, de matrijzenbouw en de spuitgietproductie<br />
hebben we gecoördineerd en samen<br />
met Ascom zijn we naar enkele tehuizen<br />
gegaan om verschillende ontwerpen te<br />
testen bij potentiële gebruikers.<br />
Met het oog op een eenvoudige installatie<br />
heeft de Amido geen 230 V netaansluiting,<br />
maar Power over Ethernet-functionaliteit.<br />
Als back-up zijn er twee batterijen, waarmee<br />
het systeem bij stroomuitval twee uur door<br />
2 | 27
kan draaien. In principe werkt het dan op<br />
een van beide, want voor een goed functioneren<br />
moet elke batterij van tijd tot tijd helemaal<br />
ontladen en weer opgeladen worden.<br />
Voor het benodigde batterijmanagement<br />
konden we de ervaring benutten die we onder<br />
meer hebben opgedaan voor de elektrische<br />
Ion-ets van Sparta en de zonneauto<br />
van het Solar Team Twente (zie Bits&Chips<br />
3, 2012, NR).<br />
Overgenomen<br />
Bij elke softwarerelease hebben we de complete<br />
functionaliteit uitgebreid en deels<br />
automatisch getest op een gestandaardiseerde<br />
opstelling. Dat bleek nog tricky:<br />
het ene netwerk is het andere niet en een<br />
28 | 2<br />
Achtergrond Gezondheidszorg<br />
De Amido bevat veel<br />
geminiaturiseerde<br />
componenten, zoals<br />
een zeshonderd pinnen<br />
tellende BGA met een<br />
pitch van 0,4 mm.<br />
3T bouwde een<br />
gestandaardiseerde<br />
opstelling voor het<br />
automatisch testen<br />
en uploaden van<br />
een nieuwe softwarerelease.<br />
software-update verloopt bij 25 systemen<br />
in een testomgeving toch even anders dan<br />
voor 2.500 systemen in het veld. Hoewel de<br />
integratie van de Amido-systemen met een<br />
meldbank bij de klant primair de taak van<br />
Ascom is, hebben we al het noodzakelijke<br />
proberen te regelen om een eventueel ongemak<br />
zo snel mogelijk te kunnen verhelpen.<br />
Hierbij is een goede foutrapportage vanuit<br />
het veld van wezenlijk belang. Daarom<br />
hebben we een geformaliseerde procedure<br />
uitgewerkt om bug-trackingsystemen op elkaar<br />
te laten aansluiten en extra diagnostische<br />
software toegevoegd om gedetailleerde<br />
debuginformatie te verkrijgen.<br />
De ontwikkeling, productie en levering<br />
van meerdere duizenden systemen heb-<br />
ben we onlangs succesvol afgerond. Ascom<br />
Zweden heeft het product inmiddels in zijn<br />
geheel overgenomen – de productie, het<br />
testen (inclusief door 3T gemaakte testsystemen),<br />
het onderhoud en de ontwikkeling<br />
van nieuwe functionaliteit. Dit was vanaf<br />
het begin de bedoeling omdat het moederbedrijf<br />
over eigen ontwikkel- en productiefaciliteiten<br />
beschikt.<br />
Jeroen Koëter heeft als embeddedsoftwarearchitect<br />
aan het Amido-project<br />
gewerkt vanuit 3T’s vestiging in Eindhoven.<br />
René van der Veen was projectleider bij de<br />
Enschedese hoofdzetel van het bedrijf.<br />
Redactie Nieke Roos<br />
Protocollen en aansluitingen Amido<br />
• Ethernet:<br />
- Voeding (Power over Ethernet)<br />
- Sip voor meldbankkoppeling, digitale telefonie (Voip) en digitale intercomsystemen (bellenbord in centrale hal)<br />
- Unite (protocol van het Ascom-beheerplatform)<br />
- Streaming video (video-intercom)<br />
- Software-updates (ook via internet)<br />
- Koppeling naar online diensten<br />
• Analoge telefonie:<br />
- DTMF-meldbankkoppeling (alternatieve meldbank)<br />
- Analoge intercomsystemen<br />
• Bridging tussen Voip en analoge telefonie<br />
• Draadloos (voor de alarmknop op het lichaam van de bewoner; via een merkspecifiek protocol)<br />
• Bluetooth (telemedicine-toepassingen)<br />
• KNX (domotica)<br />
• USB (bijvoorbeeld voor een Wifi-stick en toekomstige uitbreidingen)<br />
• RS232 (debuglogging en toekomstige uitbreidingen)<br />
• RS485 (bijvoorbeeld voor een paslezer voor identificatie van een verzorgende)<br />
• Discrete I/O (bijvoorbeeld voor een deurbeldrukker of een detectiemat)<br />
• Relaisuitgangen (bijvoorbeeld voor een deuropener)<br />
• Voeding voor ledlampen boven de kamerdeur (rood voor alarm, groen voor aanwezigheid verzorging)
Opinie<br />
Jaco Friedrich is softskillstrainer bij<br />
The High Tech Institute.<br />
jaco.friedrich@hightechinstitute.nl<br />
De communicatietrainer<br />
Wat zeg ik bij de koffieautomaat?<br />
Een elektronicaontwikkelaar vraagt:<br />
Tijdens een recent functioneringsgesprek<br />
zei mijn leidinggevende dat ik inhoudelijk<br />
prima werk lever, maar dat mijn communicatieve<br />
vaardigheden te wensen overlaten.<br />
Het klopt dat ik vaak niets zeg bij de koeautomaat<br />
of op de werkborrel, want ik heb<br />
een hekel aan dat geklets over triviale onderwerpen.<br />
Volgens mijn baas is smalltalk<br />
echter noodzakelijk voor mijn loopbaan.<br />
Hoe zet ik me over mijn tegenzin heen en<br />
maak ik een luchtig praatje?<br />
De communicatietrainer antwoordt:<br />
Met smalltalk leg je contact. Een gesprekje<br />
met iemand kunnen aanknopen is een<br />
belangrijke vaardigheid. Je leert zo makkelijk<br />
nieuwe mensen kennen en kunt ‘het<br />
ijs breken’.<br />
Als professional draait je communicatie<br />
op de werkvloer om content én de relatie<br />
met de ander. Inhoudelijke gesprekken<br />
gaan je waarschijnlijk goed af en dat is mooi<br />
want je wordt betaald om problemen op te<br />
lossen. Om optimaal informatie te kunnen<br />
uitwisselen, moet je echter ook een relatie<br />
opbouwen met de ander. Kraakt en piept de<br />
‘verbinding’, dan kom je niet aan je inhoudelijke<br />
boodschap toe.<br />
Je hebt dus minimaal een beetje positief<br />
contact nodig om überhaupt over zaken te<br />
kunnen praten. En om met elkaar aan de<br />
praat te komen, moet je je mond opendoen.<br />
Dus wat zeg je bij de koeautomaat of op<br />
de borrel als je geen inhoudelijk onderwerp<br />
hebt? Geen zorgen, dit valt te leren. Daarbij<br />
gaat het om drie dingen: je innerlijke houding,<br />
je lichaamshouding en dat wat je zegt.<br />
Contact leggen begint met je innerlijke<br />
houding: nieuwsgierigheid. Je zegt misschien:<br />
‘Eigenlijk interesseert die ander<br />
me niet echt.’ Dat kan, alleen wordt soepel<br />
contact leggen dan nogal lastig. Je zult je<br />
nieuwsgierigheid dus aan moeten zetten.<br />
Vraag jezelf bijvoorbeeld in gedachten af:<br />
‘Goh, wie is dat?’, ‘Waar zou hij mee bezig<br />
zijn?’, ‘Wat zou zijn specialisme zijn?’.<br />
Nieuwsgierigheid laat je openstaan voor de<br />
reactie van je gesprekspartner als jij het initiatief<br />
neemt om iets te zeggen.<br />
Voor je lichaamshouding geldt: dring jezelf<br />
niet op, maar maak jezelf ook niet onzichtbaar.<br />
Ontspan.<br />
Vervolgens: wat zeg je? Dat kan een vraag<br />
zijn die je hebt of iets dat je opvalt. Regel is<br />
dat het onderwerp in het hier en nu speelt.<br />
Daarmee trek je de aandacht van de ander.<br />
Je zegt bijvoorbeeld: ‘Shit, wat is die koe<br />
heet’ of ‘Stond je ook zo vast in de le?’.<br />
Nu je de aandacht hebt, kun je de bal naar<br />
de ander spelen. Dit doe je door een open<br />
vraag te stellen. Open vragen beginnen met<br />
‘waar’ (‘Waar kom je vandaan?’), ‘hoe’ (‘Hoe<br />
vind je het hier?’), ‘wat’ (‘Wat doe je?’) of<br />
‘welke’ (‘Bij welke afdeling werk je?’). Open<br />
vragen nodigen uit tot een gesprek.<br />
Vraag liever niet ‘waarom’ (‘Waarom ben<br />
je hier?’). Dit kan aanvallend overkomen,<br />
zeker als je iemand niet kent. Je wilt juist<br />
dat die ander openstaat voor contact. Ook<br />
liever geen gesloten vragen die de ander<br />
met een simpel ja of nee kan beantwoorden.<br />
Dus niet ‘Vond je het ook saai?’ of ‘Vind je<br />
de koe ook niks?’, maar ‘Wat vond je van<br />
die bijeenkomst?’ of ‘Wat vind jij van de kof-<br />
Voor optimale<br />
informatie-uitwisseling<br />
moet je een relatie<br />
opbouwen met de ander<br />
e?’. Je kunt daarbij ook je eigen mening geven,<br />
bijvoorbeeld ‘Ik vind de koe wat slap<br />
de laatste tijd. Wat vind jij?’. Als de ander<br />
reageert, is het eerste contact gelegd.<br />
Je kunt het gesprek nu voortzetten als je<br />
wilt en een inhoudelijke vraag stellen, zoals<br />
‘Waar ben jij mee bezig?’ of ‘Wat vond jij<br />
van de lezing?’. Ingewikkelder dan dit is het<br />
niet. Kwestie van doen.<br />
Zomaar een praatje maken kan ongemakkelijk<br />
voelen. Als je deze vaardigheid<br />
echter onder de knie krijgt, vergroot het<br />
je vermogen om nieuwe mensen te leren<br />
kennen en relaties op te bouwen. Dus<br />
oefen en je zult merken dat het gemakkelijker<br />
gaat dan je dacht. En weet dat de<br />
meeste mensen het leuk vinden als je met<br />
wat smalltalk contact legt.<br />
2 | 29
ExtraSENSORy – EBV Makes Sense<br />
The World is Full of Impressions. We Like to Sense Them All.<br />
The human body uses billions of senses to experience the<br />
world but nowadays our daily life demands more and more<br />
sensitivity.<br />
This provides our industry with huge potential for millions of<br />
applications. It’s up to our customers and EBV now to create<br />
additional business with sensor-based systems while saving<br />
energy at the same time.<br />
Distribution is today.<br />
Tomorrow is EBV!<br />
www.ebv.com<br />
Solutions for Motion-, Pressure-,<br />
Magnetic-, Light-, Touch- and<br />
Temperature Sensors<br />
We are co-operating with world-class partners who offer<br />
you leading sensor technology. This portfolio in combination<br />
with our sales teams and 110 application engineers provide<br />
you with everything you need to convert your ideas into<br />
successful projects.<br />
For all info and design know-how please contact your local<br />
EBV partners as well as check at www.ebv.com/sensors.
Thema<br />
<strong>Sensoren</strong><br />
<strong>Sensoren</strong> spelen een steeds grotere rol in de wereld om ons heen. In<br />
apparaten en machines verrichten ze allerhande metingen en in huis,<br />
op straat en zelfs op zee houden ze alles goed in de gaten. Deze uitgave<br />
gaat in op de laatste sensorontwikkelingen in België en Nederland.
Paul van Zeijl werkte bij Philips Research<br />
aan radar, maar merkte dat<br />
dat daar geen topprioriteit had. Hans<br />
Brouwer was na het faillissement van de<br />
Vughtse systeembouwer CPS Europe op<br />
zoek naar een nieuwe uitdaging en had<br />
radar hoog op zijn lijstje van interessante<br />
technologieën staan. Een gemeenschappelijke<br />
kennis aan de TU Delft koppelde de<br />
twee in 2011 aan elkaar en Omniradar was<br />
geboren. Met eigen geld en twee STW-valorisatiebeurzen<br />
van vijfentwintig- en tweehonderdduizend<br />
euro werkt het fabless<br />
halfgeleiderbedrije uit Eindhoven aan een<br />
eenchipradar. CEO Brouwer: ‘Midden dit<br />
jaar zijn we klaar voor in-designs met oplages<br />
van tienduizenden stuks.’<br />
De radarchip is vrijwel kant-en-klaar en<br />
komt met alles erop en eraan, waaronder<br />
een antenne om te zenden en twee om te<br />
ontvangen en analoog-digitaalconversie<br />
voor de 60-GHz-band waarin het IC werkt.<br />
Gebruikers hoeven geen complexe mi-<br />
32 | 2<br />
Nieuws Chipontwerp<br />
Eindhovense<br />
starter stoomt<br />
eenchipradar<br />
klaar voor<br />
de markt<br />
Afgelopen augustus zag Omniradar<br />
de eerste prototypes van zijn eenchipradar<br />
van de band rollen bij NXP.<br />
Halverwege dit jaar denkt het Eindhovense<br />
bedrijfje klaar te zijn voor<br />
productie op grotere schaal.<br />
Nieke Roos<br />
crogolf- of RF-bordontwerpen te maken,<br />
maar kunnen hun applicatie afbouwen met<br />
eenvoudige laagfrequente componenten.<br />
Door de eenchipradar te koppelen aan een<br />
standaard microprocessor, DSP of FPGA<br />
kunnen ze direct beginnen met de algoritmes<br />
voor de dataverwerking. Er is ook een<br />
variant zonder antennes, die te combineren<br />
is met een losse (maatwerk)array op<br />
dezelfde printplaat.<br />
Omniradar richt zich op productontwikkelaars<br />
die radartechnologie inkopen en opnemen<br />
in systemen die zij zelf weer wegzetten<br />
bij eindgebruikers. Klanten zijn er nog niet,<br />
maar de start-up werkt al wel nauw samen<br />
met een aantal bedrijven om te bekijken wat<br />
de chip voor hen kan betekenen. Een belangrijke<br />
partner is Radarxense uit Maarssen,<br />
dat complete radarmodules levert voor nonautomotivetoepassingen<br />
(zie Bits&Chips 3,<br />
2012). ‘Zij zijn er vanaf het begin bij betrokken<br />
geweest’, vertelt Brouwer. ‘Ze hebben ons<br />
geholpen met de specs en overwegen nu om<br />
ons front-end te gebruiken omdat dat beter<br />
is dan wat ze nu hebben. Daarnaast zijn we in<br />
gesprek met Chess.’<br />
Verdere integratie<br />
Radar zit in de lift, verklaren de oprichters<br />
van Omniradar hun keuze voor deze technologie.<br />
‘Er zijn een heleboel manieren om<br />
de nabijheid van objecten te detecteren:<br />
camera, infrarood, lidar, ultrasoon’, neemt<br />
Brouwer het woord. ‘Radar is echter superieur,<br />
zeker in moeilijke omstandigheden<br />
zoals wind, regen, mist en duisternis. Zogeheten<br />
Pirretjes, passieve bewegingsmelders<br />
op basis van infrarood, hebben daar bijvoorbeeld<br />
heel veel last van valse alarmen. Een<br />
zeer recente studie van de Duitse auto-industrie<br />
bedeelt radar bovendien een belangrijke<br />
rol toe in automotive.’<br />
De Eindhovense starter is niet de enige<br />
die die kansen heeft gespot, maar wel een<br />
van de weinige die zijn heil zoekt op 60<br />
GHz. ‘De bestaande radaroplossingen zit-
ten vooral in de 5- en 24-GHz-banden’, stelt<br />
Brouwer. ‘Dat zijn echter vaak meer discrete<br />
oplossingen, wat betekent dat het designwerk<br />
complex is en dus duur. De ISM-band<br />
rond 5 GHz is bovendien drukbezet, zodat<br />
je daar veel last hebt van interferentie. 24<br />
GHz heeft weer als nadeel dat die band<br />
slechts een kwart gigahertz breed is, waardoor<br />
je veel minder resolutie haalt.’<br />
‘Met een kwart gigahertz bandbreedte<br />
op 24 GHz moeten twee objecten minimaal<br />
drie kwart meter uit elkaar staan om ze van<br />
elkaar te kunnen onderscheiden’, haakt CTO<br />
Van Zeijl in. ‘Op een halve meter zie je ze als<br />
één object. De 60-GHz-band is momenteel<br />
een halve gigahertz breed, waarmee je dus<br />
al twee keer zo veel resolutie hebt en naar<br />
35 centimeter gaat. Binnenkort wordt de<br />
vrije bandbreedte rond 60 GHz zelfs zeven<br />
gigahertz en kun je objecten tot op vier centimeter<br />
uit elkaar houden.’<br />
De componenten voor 60 GHz zijn ook<br />
een stuk compacter. Van Zeijl: ‘Hun afme-<br />
xxxx<br />
tingen zijn evenredig met de golengte.<br />
Van 24 naar 60 GHz gaat die met een factor<br />
twee tot drie naar beneden, zodat ook<br />
de componenten twee tot drie keer kleiner<br />
kunnen. Dat maakt verdere integratie mogelijk.<br />
Onze chip is daardoor niet alleen<br />
nog kleiner, we kunnen er zelfs de antennes<br />
in opnemen.’<br />
Onder de dollar<br />
Dat 60 GHz minder gangbaar is bij de beoogde<br />
doelgroep van autofabrikanten zien<br />
de mannen van Omniradar niet als een probleem.<br />
‘Zij werken vooral met 77 GHz. Het<br />
zal een herontwerp vergen van onze chip<br />
maar er zijn zeker mogelijkheden’, meent<br />
Van Zeijl. ‘De grootste uitdaging is om binnen<br />
te komen. Autofabrikanten worden<br />
heel erg afgeschermd door hun eerstelijnsleveranciers.<br />
Die vertellen niet wat er allemaal<br />
mogelijk is, maar leveren gewoon hun<br />
eigen radartechnologie. Op een workshop<br />
in Zweden hadden we vorig jaar echter de<br />
Op dit moment telt Omniradar vier medewerkers:<br />
systeemarchitect Tim Savelyev, designengineer<br />
Jacques Rompen, CTO Paul van Zeijl<br />
en CEO Hans Brouwer (van links naar rechts).<br />
gelegenheid om onze oplossing direct aan<br />
mensen van Volvo te laten zien. Die waren<br />
zo enthousiast dat we nu een uitnodiging<br />
hebben om eens langs te komen, dus misschien<br />
dat we straks wel een speciale variant<br />
mogen maken voor de auto-industrie.’<br />
Een interessante plek in de auto is de<br />
benzinetank. ‘Daar gebruiken fabrikanten<br />
nog vlotters om het peil te meten’, aldus<br />
Brouwer. ‘Dat is bijna prehistorische technologie.<br />
Iedereen die wel eens met nul op de<br />
teller nog tachtig kilometer heeft gereden,<br />
weet hoe onnauwkeurig ze zijn. Maar ja, ze<br />
kosten twee keer niks en daar gaat het om<br />
in de automotivesector. We zijn er echter<br />
van overtuigd dat we iets unieks hebben dat<br />
daar voor een doorbraak kan zorgen.’<br />
2 | 33
Word ook<br />
abonnee<br />
Bits&Chips is het leidinggevende<br />
Nederlandstalige nieuws- en<br />
opiniemagazine voor de<br />
hightechindustrie in<br />
België en Nederland.<br />
Behoort u tot een van de volgende doelgroepen?<br />
• Actief betrokken bij de ontwikkeling van slimme apparaten en machines<br />
• Beslisser in het hoger management van de hightechindustrie<br />
• Student van een hoger technische opleiding of professional in een technische richting<br />
• Eenieder die op de hoogte moet zijn van de ontwikkelingen in de hightechmarkt<br />
Dan Dan mag een abonnement op het magazine Bits&Chips en/of de nieuwsbrief<br />
nieuwsbrief<br />
niet ontbreken. Voor meer informatie en aanmelden aanmelden gaat u naar<br />
www.bits-chips.nl/abonneren.
Hetzelfde geldt voor het meten van<br />
vloeistofniveaus in andere domeinen, gaat<br />
Brouwer verder. ‘In olieopslagtanks maken<br />
ze bijvoorbeeld ook gebruik van radar om<br />
het peil te bepalen. De bestaande systemen<br />
zijn vrij groot en duur, zodat daar kansen<br />
liggen voor ons. Met honderdduizend stuks<br />
is de markt op dit moment alleen wat klein<br />
om echt interessant te zijn voor een nieuwe<br />
speler. Een andere aardige toepassing is<br />
bepalen in welke stand een hydraulische<br />
cilinder zich exact bevindt. Daar zijn nu allerlei<br />
complexe mechanismen voor, onder<br />
meer door bij te houden hoeveel olie erin<br />
is gegaan. Het kan veel directer en veel<br />
goedkoper door met onze chip de hoogte<br />
van de vloeistofkolom in de cilinder te meten.<br />
Of hier echt een markt voor is, moeten<br />
we nog bekijken.’<br />
Verder ziet Omniradar mogelijkheden in<br />
achteruitrijsensoren, parkeersensoren en<br />
sensoren die de deur openen of het licht<br />
aandoen als ze de aanwezigheid van mensen<br />
detecteren. Brouwer: ‘In potentie zijn<br />
dat afzetgebieden van honderden miljoenen<br />
stuks. Door vergaande integratie denken we<br />
de prijs van onze oplossing zo te kunnen<br />
drukken dat we die markten kunnen openbreken.’<br />
Van Zeijl vergelijkt het met Bluetooth-chips:<br />
‘Daar zijn ze ooit begonnen<br />
met een target van onder de vijf dollar; nu<br />
zitten ze al onder de dollar. Bij voldoende<br />
grote aantallen gaan wij ook die richting op.’<br />
Echt Hollands<br />
Op zoek naar een productiepartner klopten<br />
de twee met hun businessplan aan bij NXP,<br />
waar Brouwer en vooral Van Zeijl goede<br />
contacten hebben. ‘Na mijn promotie in<br />
de elektrotechniek aan de TU Delft ben ik<br />
aan de slag gegaan bij Ericsson’, verklaart<br />
de laatste. ‘In Enschede heb ik gewerkt aan<br />
Dect-IC’s, die we lieten maken in het Qubicproces<br />
van Philips Semiconductors, en in<br />
Emmen heb ik aan de wieg gestaan van ’s<br />
werelds eerste Bluetooth-systeemchip. Tien<br />
jaar geleden ben ik overgestapt naar Philips<br />
Research om onderzoek te doen aan draadloze<br />
IC’s. Bij het huidige NXP ken ik nog<br />
verschillende mensen met wie ik toen heb<br />
samengewerkt en die bij de afsplitsing van<br />
Philips zijn meeverhuisd.’<br />
Die connecties kwamen bij Omniradar<br />
goed van pas. ‘We zijn gaan praten bij NXP<br />
Nieuws Chipontwerp<br />
De Eindhovense eenchipradar meet slechts 0,6 bij 0,7 centimeter, waar vergelijkbare<br />
digitale componenten al snel vijf keer zo groot zijn.<br />
en daar waren ze eigenlijk gelijk bereid om<br />
ons te ondersteunen en ons toegang te geven<br />
tot hun processen’, vervolgt Brouwer.<br />
‘We hebben nu een overeenkomst dat zij<br />
onze chip gaan maken in Qubic.’ ‘Het zal<br />
nog wel even spannend zijn als we naar<br />
grote aantallen gaan, want het is voor ons<br />
allemaal de eerste keer dat we een chip in<br />
productie brengen voor 60 GHz’, vult Van<br />
Zeijl aan. ‘Die onzekerheid heb je sowieso<br />
als je vanuit de research naar een product<br />
gaat, maar in het verleden is het me gelukt<br />
met Dect en Bluetooth en ik ben ervan overtuigd<br />
dat het nu weer gaat lukken.’<br />
Om de chip te verpakken, hebben de Eindhovenaren<br />
een speciaal LGA-omhulsel laten<br />
ontwikkelen. ‘De gebruikelijke metalen<br />
frames verstoren de werking van de antennes<br />
die wij aan boord hebben’, legt Brouwer<br />
uit. ‘Onze verpakking heeft een onderkant<br />
die de signalen optimaal doorlaat. Dergelijke<br />
LGA-modules zie je steeds meer; ze zijn<br />
lekker klein, je kunt ze op maat laten maken<br />
en je kunt er zelfs meerdere chipjes in kwijt.<br />
Voor de onze hebben we min of meer om de<br />
hoek een prima producent gevonden.’<br />
Zo levert Omniradar een echt Hollands<br />
product: zowel de technologieontwikkeling<br />
als de productie van de chip en de verpakking<br />
gebeurt hier. Dat was volgens Brouwer ook<br />
een van de uitgangspunten. ‘In Nederland<br />
hebben we heel veel radarexpertise, onder<br />
meer bij ales en TNO, en heel veel halfgeleiderkennis.<br />
Beide wilden we uitnutten.’<br />
Eigen onderkomen<br />
Eind januari was de tweede tape-out van<br />
het Omniradar-IC. ‘We zijn de chip nu aan<br />
het verbeteren om vanaf mei op beperkte<br />
schaal grotere aantallen te kunnen leveren.<br />
Daarnaast zijn we algoritmes aan het<br />
schrijven zodat we halverwege dit jaar hele<br />
applicaties kunnen bouwen met klanten’,<br />
blikt Brouwer vooruit. ‘Begin 2014 willen<br />
we het IC als standaard component beschikbaar<br />
hebben, dus inclusief ondersteuning<br />
en ontwikkeltools.’<br />
Behalve uit Brouwer en Van Zeijl bestaat<br />
Omniradar op dit moment uit design-engineer<br />
Jacques Rompen en systeemarchitect<br />
Tim Savelyev, maar uitbreiding staat op de<br />
kortetermijnplanning. Het team heeft nu<br />
nog onderdak bij de faculteit Elektrotechniek<br />
van de TU Eindhoven. In ruil daarvoor<br />
verleent Van Zeijl als visiting scientist<br />
hand- en spandiensten aan de afdeling. Binnenkort<br />
hoopt het bedrijf echter een eigen<br />
onderkomen te betrekken op Strijp.<br />
2 | 35
36 | 2<br />
Achtergrond Chipontwerp<br />
<strong>Sensoren</strong> zijn hot. Er komen steeds meer<br />
apparaten die op een of andere manier<br />
samenwerken met hun omgeving en<br />
sensordata-invoer nodig hebben. Het totaalgebruik<br />
van sensoren zowel in termen van<br />
absolute aantallen als in de diversiteit van<br />
de gemeten grootheden is de laatste jaren<br />
enorm gegroeid. De verwachting is dat dit<br />
nog verder zal versnellen.<br />
In industriële toepassingen zoals fabrieksautomatisering<br />
spelen sensoren al geruime<br />
tijd een belangrijke rol. De oplossingen zijn<br />
er zeer applicatiespeciek. De volumes zijn<br />
dan ook klein.<br />
De afgelopen jaren zijn er andere markten<br />
bij gekomen, met andere karakteristieken.<br />
Automotive is een relatief nieuw domein<br />
met een veel steilere groeicurve. Volgens<br />
schattingen vertegenwoordigen sensoren en<br />
andere elektronica in 2014 meer dan veertig<br />
procent van de waarde van een auto. Bepalende<br />
factoren hierbij zijn de steeds striktere<br />
eisen op het gebied van veiligheid en energieverbruik<br />
maar ook een trend naar (meer)<br />
autonome voertuigen.<br />
Meest opvallend is de doorbraak van sensoren<br />
in consumententoepassingen. Met de<br />
introductie van geavanceerde smartphones<br />
en tablets is er bijna vanuit het niets een<br />
consumentensensormarkt ontstaan. Dit domein<br />
groeit enorm, zowel in absolute hoeveelheden<br />
als in de aantallen sensoren per<br />
apparaat. De volumes zijn typisch hoog en<br />
de kosten per sensor laag.<br />
Extra complexiteit<br />
Aangezien de fysieke wereld om ons heen<br />
analoog is, registeren alle sensoren hun fy-<br />
Figuur 1: Een ADC converteert<br />
een analoge meetwaarde<br />
naar een digitale output.<br />
Sensor groeit uit tot systeemchip<br />
De wereldwijde markt voor sensoren groeit hard. Om deze stijging het hoofd te<br />
bieden, komt er steeds meer behoefte aan slimmere oplossingen die de sensor in<br />
één chip combineren met een of meerdere processoren. Jos Hegge van Synopsys<br />
geeft een overzicht en beschrijft de uitdagingen voor de systeemontwerper.<br />
Jos Hegge<br />
sieke grootheid primair in analoge waardes.<br />
Temperatuur kunnen we bijvoorbeeld meten<br />
aan de hand van de stroom door een temperatuurgevoelige<br />
weerstand. Om de output<br />
van het sensorelement te gebruiken in een digitaal<br />
formaat is een vorm van analoog-naardigitaalconversie<br />
nodig (ADC). Door continu<br />
te blijven meten, ontstaat een digitaal signaal.<br />
Eenmaal in het digitale domein kunnen<br />
we het signaal lteren en bewerken voordat<br />
het uiteindelijk naar de gebruiker gaat via<br />
een of andere communicatie-interface of -peripheral.<br />
De combinatie van deze componenten<br />
vormt een digitale sensor (Figuur 1).<br />
Voor de systeemintegrator bieden digitale<br />
sensoren veel voordelen, in het bijzonder als<br />
netwerken gewenst zijn. Een netwerkimplementatie<br />
geeft zo’n dertig procent besparing<br />
in bedradingskosten omdat niet iedere sensor<br />
met een eigen kabel aan de centrale verwerkingseenheid<br />
hoeft te hangen. Digitale<br />
communicatie laat ook langere afstanden<br />
toe en verbindingen van verschillende lengte.<br />
Digitale sensoren die zichzelf kalibreren,<br />
kunnen we zelfs vervangen zonder de verwerkingseenheid<br />
te hoeven aanpassen.<br />
Een groot voordeel voor de IC-designer is<br />
dat digitale implementatie relatief eenvoudig<br />
is. Het maken van analoge bandlters of<br />
adaptieve analoge lters is tamelijk veel werk,<br />
vraagt vaak nogal wat ruimte op de chip en<br />
vereist compromissen in de stabiliteit van<br />
de lterkarakteristieken. De rol van analoge<br />
signaalbewerking beperkt zich daarom meer<br />
en meer tot het normaliseren van het analoge<br />
signaal tot het invoerbereik van de ADC.<br />
Daarnaast worden sensoren steeds meer<br />
een integraal deel van processorgebaseerde<br />
apparaten. Voor de communicatie tussen<br />
meet- en verwerkingseenheid bestaan vele<br />
mogelijkheden, variërend van bussen, een<br />
op een serieel, parallel, pulsgemoduleerd,<br />
via gedeeld geheugen of draadloos. Daarnaast<br />
is er nog een bijna oneindige verzameling<br />
van toegepaste protocollen. De<br />
interfacing naar analoog zorgt voor extra<br />
complexiteit die de ontwerpers van deze<br />
systemen liever kwijt dan rijk zijn. Zij gaan<br />
er tegenwoordig zelfs bijna vanuit dat sensoren<br />
een digitaal signaal aeveren.<br />
Gecombineerde output<br />
Voor veel applicaties zijn de nauwkeurigheid<br />
en stabiliteit van een sensorsignaal cruciaal.<br />
Het is vaak moeilijk of zeer duur om<br />
een sensor te maken die aan de allerhoogste<br />
eisen voldoet. Een manier om dit probleem<br />
te omzeilen, is door sensorfusie te gebruiken.<br />
Normaal wordt dit ingezet bij meerdere<br />
sensoren die verschillende grootheden meten<br />
en hun resultaten zo combineren dat de<br />
‘som’ beter is dan de delen. De inputs kunnen<br />
hierbij zowel analoog als digitaal zijn<br />
(Figuur 2). Deze aanpak wordt steeds meer<br />
toegepast in IC-ontwerp.<br />
Sensorfusie kunnen we ook inzetten in de<br />
strijd tegen het verlopen van de meetwaarde.<br />
Soms heeft de inherente ruis in een sensor<br />
een sterk negatieve invloed op de output,<br />
onafhankelijk van de nauwkeurigheid<br />
van de meting. Als een integratiestap nodig<br />
is, kan een kleine afwijking in het gemeten<br />
signaal bijvoorbeeld leiden tot een geleidelijk<br />
verloop van het resultaat. We kunnen<br />
dan een andere sensor gebruiken om hiervoor<br />
te compenseren of te kalibreren.
Er zijn meerdere standaard algoritmes<br />
om sensorwaardes te fuseren. De meest<br />
bekende is het Kalman-lter. Dit voert een<br />
recursieve operatie uit op ruizige datastromen<br />
om een statistisch optimale schatting<br />
te maken van de onderliggende systeemstatus.<br />
Simpel gezegd: het lter middelt ruis<br />
uit en kalibreert zichzelf aan de hand van<br />
corrigerende meetwaardes.<br />
De gecombineerde output kunnen we niet<br />
zonder meer gebruiken. We dienen rekening<br />
te houden met inherente eecten zoals een<br />
verschil in relatieve positie van de sensorelementen.<br />
Om hiervoor te corrigeren, zijn<br />
extra kalibratiestappen nodig.<br />
Hardware of software<br />
De eerste sensoren met geïntegreerde ADC<br />
en digitale uitgang zijn pure hardwareoplossingen.<br />
De componenten gebruiken een<br />
converter, een communicatie-peripheral<br />
voor de digitale output en een hardwarematige<br />
state machine om de ADC-sampling<br />
en de uitgangscommunicatie aan te sturen.<br />
Daarbij kunnen ze lters toepassen om de<br />
signaalkwaliteit te verbeteren, bijvoorbeeld<br />
een analoog laag-doorlaatlter voor antialiasing<br />
bij de AD-conversie.<br />
<strong>Sensoren</strong> moeten echter steeds meer<br />
kunnen. Een manier om aan deze vraag te<br />
voldoen, is door een microprocessor toe te<br />
voegen (Figuur 3) die de functionaliteit in<br />
software uitvoert. Processoren bieden een<br />
hoge functionele dichtheid tegen lage kosten<br />
en veel meer exibiliteit. Sensorfuncties die<br />
we vaak in software geïmplementeerd zien,<br />
zijn bijvoorbeeld digitale lters, kalibratie,<br />
zowel initieel als continu om verloop of ver-<br />
ouderingseecten te compenseren, en grenswaardemonitoring<br />
of patroonherkenning.<br />
De laatste functie wordt steeds belangrijker,<br />
vooral in applicaties die decentrale sensoren<br />
gebruiken. Patroonherkenning tilt<br />
de communicatie met de centrale verwerkingseenheid<br />
naar een hoger abstractieniveau.<br />
In plaats van een continue stroom<br />
van waardes, bijvoorbeeld temperaturen,<br />
stuurt een sensor dan slechts een event<br />
zodra de gemeten grootheid een vooraf ingestelde<br />
grenswaarde overschrijdt. Dit bespaart<br />
niet alleen bandbreedte op het communicatiekanaal<br />
maar ontziet ook nog eens<br />
de verwerkingseenheid.<br />
De keuze tussen implementatie in hardware<br />
of software is aan de systeemontwerper.<br />
Sommige functies zijn zeer eciënt in<br />
hardware terwijl voor andere software een<br />
betere oplossing is. Omdat dit sterk situatieafhankelijk<br />
is, zijn er geen algemene geldende<br />
regels te geven. Een afweging is de<br />
oppervlakte die een hardwarematige oplossing<br />
inneemt tegenover het benodigde geheugen<br />
voor een software-uitvoering. Deze<br />
vergelijking valt voor elke IC-technologie<br />
anders uit. Andere afwegingen zijn of de<br />
hardware generiek is en de productdiversiteit<br />
implementeerbaar is in software, en<br />
of er voorzieningen nodig zijn waarmee<br />
klanten hun eigen lters of andere functies<br />
kunnen toevoegen. Is de keuze eenmaal<br />
gevallen om een sensor uit te breiden<br />
met een processor, dan wordt het erg<br />
aantrekkelijk om de innovatieve, risicovolle<br />
functies eerst in software te implementeren<br />
en er later eventueel speciale hardware<br />
voor te ontwikkelen.<br />
Figuur 2: Sensorfusie<br />
combineert de resultaten<br />
van meerdere sensoren<br />
zo dat de ‘som’ beter is<br />
dan de delen.<br />
Slaaf en meester<br />
Het sensorsysteem levert zijn meetgegevens<br />
aan een apparaat dat er verder mee<br />
aan de slag gaat. Deze verwerkingseenheid<br />
is van origine relatief eenvoudig: neem een<br />
applicatieprocessor, koppel daar een of<br />
meerdere analoge sensoren aan via ADC’s<br />
en bouw een toepassing. Voor dit laatste<br />
gaat de voorkeur in het algemeen uit naar<br />
implementatie in software.<br />
Hoe hoger het aantal aangesloten sensoren<br />
en hoe hoger de ADC-bemonsteringsfrequentie,<br />
hoe hoger echter de belasting<br />
van de applicatieprocessor. Het probleem<br />
is daarbij niet zozeer de performance; moderne<br />
processoren zijn krachtig genoeg.<br />
Het leveren van de benodigde prestaties<br />
gaat ten koste van de energiezuinigheid.<br />
Dit nadeel kunnen we neutraliseren door<br />
de processor in slaaptoestand te brengen<br />
als er even niets te doen valt. Bij een heleboel<br />
aangesloten sensoren en een hoge<br />
bemonsteringsfrequentie blijft er echter<br />
weinig tijd over.<br />
Een veel eciëntere oplossing is de sensorhub.<br />
Dit is een slaafprocessor die alle<br />
hoogfrequente maar niet rekenintensieve<br />
taken op zich neemt bij de afhandeling van<br />
de sensoringangen (Figuur 4). Het resultaat<br />
is een veel lagere datastroom naar de hoofdprocessor,<br />
die daardoor minder vaak actief<br />
hoeft te zijn en dus veel minder energie<br />
verbruikt. Slaaf en meester zitten over het<br />
algemeen in één chip, zodat ze kunnen communiceren<br />
via gedeeld geheugen.<br />
Steeds meer sensorleveranciers integreren<br />
processoren in hun producten om naar<br />
hogere abstractieniveaus in de uitgang te<br />
Figuur 3: Inbedding van<br />
een microprocessor maakt<br />
het mogelijk om sensorfunctionaliteit<br />
in software<br />
te implementeren.<br />
2 | 37
38 |<br />
2<br />
Achtergrond Chipontwerp<br />
gaan. Aan de andere kant zien we steeds<br />
meer gebruikers een sensorhub introduceren<br />
om alle sensorgerelateerde verwerking<br />
naartoe te delegeren. Op systeemniveau<br />
geeft dit de uitdaging om een goede verdeling<br />
te kiezen van de functionaliteit over<br />
alle componenten. Omdat deze ontwikkeling<br />
relatief nieuw is, zijn daar nog geen<br />
standaarden voor.<br />
Winst boeken<br />
Het ontwerpen van processorgebaseerde<br />
sensorapplicaties is tegenwoordig niet zo<br />
moeilijk meer. Er zijn grote bibliotheken<br />
met standaard bouwblokken beschikbaar<br />
waarmee zo’n systeem eenvoudig is samen<br />
te stellen. Synopsys levert bijvoorbeeld<br />
de 32 bit Arc EM4-processor, die vanwege<br />
zijn performance per eenheid oppervlakte<br />
en energie zeer geschikt is voor sensortoepassingen.<br />
Ook hebben we een breed scala<br />
Senior electrical designer – job id 028113<br />
Philips Innovation Services<br />
Contactpersoon: Joeri van der Rhee<br />
E joeri.van.der.rhee@philips.com<br />
T +31 6 52751738<br />
Op zoek naar een baan (hbo+) in<br />
de hightechindustrie? Bekijk dan het<br />
uitgebreide vacatureoverzicht op<br />
www.hightechbanen.nl.<br />
Topbanen<br />
in hightech<br />
Wilt u uw vacatures op laten<br />
vallen op www.hightechbanen.nl,<br />
de geheel vernieuwde website<br />
van Bits&Chips én in de<br />
nieuwsbrief van Bits&Chips?<br />
Neem dan contact op via<br />
sales@techwatch.nl<br />
voor meer informatie of<br />
het reserveren van<br />
een topbaan.<br />
Figuur 4: Een sensorhub neemt alle hoogfrequente maar niet rekenintensieve<br />
taken op zich bij de afhandeling van de sensoringangen.<br />
aan I/O-bouwblokken om een uitgebreid<br />
sensorsysteem te maken (zie Figuur 5).<br />
Voor specieke applicaties zullen niet alle<br />
componenten nodig zijn, zodat een sensorsysteem<br />
in de praktijk veel kleiner zal zijn.<br />
Software engineer<br />
Als meer optimalisatie naar oppervlak of<br />
energieverbruik nodig is, zijn er verschillende<br />
mogelijkheden. Het is in ieder geval zaak<br />
om de conguratieopties van de processor<br />
af te stemmen op de andere bouwblokken<br />
PROMEXX<br />
Contactpersoon: Suzanne van Dijck<br />
E jobs@promexx.nl<br />
T +31 40 2676867<br />
Sr. Software engineer / (sr.) software designer<br />
www.hightechbanen.nl<br />
PROMEXX<br />
Contactpersoon: Suzanne van Dijck<br />
E jobs@promexx.nl<br />
T +31 40 2676867<br />
@HightechBanen
in het systeem. De ontwerper kan daartoe<br />
niet alleen functionaliteit verwijderen maar<br />
ook parameters aanpassen van bijvoorbeeld<br />
de adresbus, interrupts, registers en timers,<br />
en buers en geheugens op maat snijden<br />
met het oog op de gewenste performance<br />
en doorvoersnelheid.<br />
Verdere optimalisaties vergen meer drastische<br />
ingrepen. Daarvoor heeft de Arc-processor<br />
een mechanisme dat Extension Interface<br />
Architecture (EIA) heet. De ontwerper<br />
kan hiermee eigen uitbreidingen maken<br />
voor de processor. Zo kan hij nieuwe instructies<br />
toevoegen aan de instructieset. De<br />
conguratietool die bij de processor hoort,<br />
biedt een wizard die helpt bij het doorlopen<br />
van alle benodigde stappen. De hardwareimplementatie<br />
van de instructies gebeurt in<br />
een beschrijvingstaal zoals Verilog.<br />
Om te bepalen welke uitbreidingen van<br />
de instructieset zinvol zijn in een sensortoepassing<br />
moeten we de sensorsoftware<br />
analyseren op veelgebruikte sequenties<br />
van instructies. Binnen zekere beperkingen<br />
zijn deze dan samen te pakken in een soort<br />
macro-instructie. Als de uitdaging is om de<br />
programmacode te verkleinen, moeten we<br />
het statische voorkomen van de sequenties<br />
verminderen. Om de performance te<br />
verhogen, moeten we de software simuleren<br />
en het aantal processorcycli tellen. Op<br />
deze manier valt al snel zo’n dertig procent<br />
winst te boeken in codeomvang en performance.<br />
Het kan ook zonder de software te<br />
onderzoeken. Als we bijvoorbeeld digitale<br />
lters willen toevoegen die al in hardware<br />
beschikbaar zijn, kunnen we die middels de<br />
EIA afbeelden op nieuwe instructies, die we<br />
vervolgens direct kunnen aanroepen vanuit<br />
de applicatie.<br />
De EIA biedt ook de mogelijkheid om<br />
registers toe te voegen. Deze zijn voor de<br />
processor gewoon bereikbaar. Door deze registers<br />
in te zetten als buers voor speciale<br />
I/O-bouwblokken kunnen we die I/O-functies<br />
direct aan de processor koppelen zonder<br />
dat er een tussenliggende bus nodig is<br />
(Figuur 6). Zo besparen we niet alleen hardwareoppervlak<br />
maar voorkomen we ook de<br />
extra latency en het performanceverlies die<br />
gepaard gaan met een on-chip bus.<br />
Onderzoek met XSens<br />
Wat is nu de optimale systeemconguratie?<br />
Met name voor datatransport over een<br />
draadloos kanaal lijkt het aantrekkelijk om<br />
Figuur 6: De Arc EM4 is verregaand te optimaliseren voor specifieke<br />
sensorapplicaties, onder meer door I/O-functies direct aan de processor<br />
te koppelen en extra instructies te implementeren in hardwareversnellers<br />
die eveneens rechtstreeks met de processor communiceren.<br />
Figuur 5: De Arc EM4-processor is te combineren met een breed scala aan<br />
standaard I/O-bouwblokken voor sensortoepassingen.<br />
de gegevensstromen zo veel mogelijk te reduceren<br />
in een zo vroeg mogelijk stadium,<br />
zo dicht mogelijk bij de sensor dus. Hier<br />
staat tegenover dat de rekencapaciteit daar<br />
waarschijnlijk relatief veel energie kost.<br />
Om te kijken of hier standaard oplossingen<br />
in te bedenken zijn, is Synopsys samen<br />
met XSens uit Enschede een onderzoek gestart<br />
waarbij we behalve de datatransmissie<br />
ook aspecten beschouwen als de bemonsteringsfrequentie<br />
en de signaalverwerking.<br />
We hebben speciek gekozen voor bewegingssensoren<br />
omdat dat domein relatief<br />
ver is met de toepassing van sensorfusie.<br />
Verschillende leveranciers hebben al accelerometers,<br />
gyroscopen en magnetische sensoren<br />
geïntegreerd tot multidimensionale<br />
producten, van 3D tot 10D, afhankelijk van<br />
het aantal sensoringangen.<br />
In een eerste fase porteren we de Motion<br />
Sensor Fusion-softwaresuite van XSens<br />
naar een fysiek prototype van een Arc EM4gebaseerd<br />
sensorsysteem. Met de EIA-functionaliteit<br />
onderzoeken we vervolgens hoe<br />
we de strap-down integration-stap (SDI) in<br />
het sensorfusieproces (zie het verhaal op<br />
pagina 40 en verder, NR) kunnen optimaliseren<br />
door een gehele of gedeeltelijke omzetting<br />
naar hardware. Doel van XSens is<br />
om de SDI-software te leveren aan makers<br />
van bewegingssensoren. Voor Synopsys is<br />
het een mooie demonstratie van de mogelijkheden<br />
die onze bouwblokken bieden.<br />
Jos Hegge is ontwikkelmanager bij Synopsys<br />
in Eindhoven.<br />
Redactie Nieke Roos<br />
2 | 39
40 | 2<br />
Achtergrond Consumentenelektronica<br />
De afgelopen decennia is het meten<br />
van lichaamshouding en -bewegingen<br />
een sleutelrol gaan spelen in een<br />
aantal professionele markten. Denk aan de<br />
animatie van virtuele personages in computergames<br />
of biomechanisch onderzoek voor<br />
revalidatie. Van oudsher worden hiervoor<br />
reecterende bolletjes op een proefpersoon<br />
geplakt die door hele bataljons peperdure camera’s<br />
worden gevolgd. De camera’s hebben<br />
echter maar een beperkt blikveld en missen<br />
soms lichaamsdelen doordat ze niet door ledematen<br />
heen kunnen kijken. Dit geldt net<br />
zo goed voor dure professionele systemen<br />
als voor nieuwe innovatieve versies zoals<br />
Microsofts Kinect en de Leap Motion.<br />
Ongeveer vijf jaar geleden kwamen er ook<br />
systemen beschikbaar die geen bolletjes en<br />
camera’s gebruiken, maar motion trackers<br />
geplaatst op de verschillende lichaamssegmenten:<br />
apparaatjes met Mems-gebaseerde<br />
bewegingssensoren. Doorgaans gebruiken<br />
ze een gyroscoop en een versnellingsmeter,<br />
aangevuld met een magnetometer (een<br />
soort elektronisch kompas) om respectievelijk<br />
de hoeksnelheid, versnelling en het aardmagnetisch<br />
veld te meten. Door deze gegevens<br />
te combineren met een biomechanisch<br />
model kan de houding van de drager worden<br />
berekend zonder de beperkingen van optische<br />
systemen.<br />
Door de relatief hoge kosten werd deze<br />
technologie tot nu toe eigenlijk alleen gebruikt<br />
in professionele markten. De omarming<br />
van bewegingssensoren in massaproducten<br />
zoals smartphones en tablets heeft<br />
echter een nieuw tijdperk ingeluid. Prijs,<br />
afmetingen en stroomverbruik zijn signi-<br />
cant gedaald, waardoor het nu voor het<br />
eerst ook commercieel aantrekkelijk wordt<br />
om consumentenproducten te maken op<br />
basis van deze technologie.<br />
Bewegingen meten<br />
zonder draadje<br />
Bewegingssensoren in smartphones en tablets hebben Mems-sensoren een enorme<br />
impuls gegeven zodat ze kunnen worden gebruikt in andere consumententoepassingen.<br />
Vooral voor sporters ontstaan er interessante mogelijkheden voor systemen die lichaamsbewegingen<br />
meten. Maar dan moet de communicatie wel draadloos verlopen<br />
volgens een standaard protocol. Fred Dijkstra van XSens vertelt wat hiervoor nodig is.<br />
Fred Dijkstra<br />
Gameapparatuur als de Wii, de Playstation<br />
Move en de Kinect hebben een potentiële<br />
markt geopend voor toepassingen waarin het<br />
analyseren van bewegingen een rol speelt.<br />
Met name bij sport en tness is er veel potentie<br />
voor elektronische coaches die realtime<br />
feedback leveren over houding en techniek.<br />
We zien dit terug in de opkomst van producten<br />
als de Fitbit-bewegingstracker en de Micoach-voetbalschoen<br />
van Adidas. Dit is echter<br />
nog maar de eerste golf van producten, die<br />
nog weinig te maken heeft met het werkelijke<br />
potentieel van deze technologie: het kwalitatief<br />
meten van menselijke bewegingen.<br />
Daarvoor moet echter nog wel een barrière<br />
worden geslecht. De huidige professionele<br />
systemen gebruiken vanwege de vereiste<br />
nauwkeurigheid draden om de motion-trackers<br />
te verbinden met een centrale console<br />
op het lichaam. Die bevat de batterij en<br />
zendt de gegevens naar een computer om de<br />
berekeningen uit te voeren. Voor consumententoepassingen<br />
moeten de trackers echter<br />
draadloos zijn, en bovendien een standaard<br />
communicatieprotocol volgen zoals Bluetooth<br />
Smart, zodat ze direct verbinding kunnen<br />
leggen met de smartphone.<br />
Hoogfrequente trillingen<br />
In een motion-tracker wordt doorgaans<br />
de informatie van een versnellingsmeter,<br />
gyroscoop en magnetometer met elkaar<br />
samengevoegd (zie kader). De gemeten versnelling<br />
wordt voortdurend geïntegreerd<br />
om de snelheid te bepalen. Een van de eerste<br />
consumententoepassingen hiervan was<br />
een snelheidsmeter die op een hardloopschoen<br />
kan worden geplaatst en informatie<br />
verschaft over de stapfrequentie, staplengte<br />
en loopsnelheid.<br />
Deze aanpak kan echter niet eindeloos<br />
worden gebruikt, want kleine fouten in de<br />
meting groeien hiermee op termijn uit tot<br />
een grote afwijking. Om deze integration<br />
drift op te heen, is extra informatie nodig.<br />
De landing van de voet bijvoorbeeld; de<br />
snelheid is op dat moment nul en een nieuwe<br />
integratie kan beginnen. Op deze manier<br />
Met enkele motion-trackers zijn de bewegingen van een skateboarder gewoon op<br />
een tablet in beeld te brengen.
is het tegenwoordig mogelijk om<br />
zonder GPS of andere infrastructuur een<br />
plaatsbepaling uit te voeren met een nauwkeurigheid<br />
van ongeveer twee procent van<br />
de afgelegde afstand.<br />
De motion-tracker bemonstert zijn bewegingssensoren<br />
op een vaste frequentie. Hoewel<br />
menselijke bewegingen zelden componenten<br />
bevatten boven de vijftig hertz, kan<br />
er wel sprake zijn van hoogfrequente trillingen,<br />
impact en schokken. Daarom kunnen de<br />
gyroscoop en versnellingsmeter het best worden<br />
gesampled op een frequentie van enkele<br />
honderden hertz. Nadeel is dat de sensorfusiealgoritmes<br />
op deze frequentie behoorlijk<br />
wat rekenkracht vergen, met groter verbruik<br />
en kortere batterijduur tot gevolg. Conventionele<br />
oplossingen sturen daarom alle data<br />
naar een centrale computer die meer vermogen<br />
tot zijn beschikking heeft.<br />
Maar dit gaat weer lastig samen met<br />
draadloze communicatie. Er is ongeveer<br />
tweehonderd kilobit per seconde aan<br />
bandbreedte nodig. Als je enige protocoloverhead<br />
in acht neemt, kan een typische<br />
draadloze link van 1 Mb/s slechts drie motion-trackers<br />
aan. Bovendien zijn daarvoor<br />
grote datapakketten nodig die niet worden<br />
ondersteund door standaard protocollen<br />
zoals Bluetooth Smart. Door de samplefrequentie<br />
terug te schroeven, kan dit worden<br />
opgelost, maar de nauwkeurigheid wordt<br />
dan al snel te laag voor goede toepassingen<br />
in sport en tness.<br />
Hapering<br />
Een betere aanpak is het gebruik van strapdown<br />
integration (SDI), waarbij de simpele<br />
integratiestappen van het sensorfusiealgoritme<br />
al op de motion-tracker zelf worden<br />
uitgevoerd. Hiermee veranderen de<br />
outputparameters van de tracker van aard:<br />
Tussen de kakofonie<br />
van draadloos verkeer<br />
op de Ces kwamen de<br />
signalen van vijftien<br />
draadloze motiontrackers<br />
nog steeds op<br />
veertig hertz door.<br />
2 | 41
42 | 2<br />
Achtergrond Consumentenelektronica<br />
het apparaatje verzendt nu niet de hoeksnelheid,<br />
de versnelling en het magnetische<br />
veld, maar de veranderingen in oriëntatie<br />
en snelheid na een speciek interval. Met<br />
deze parameters kan de centrale computer<br />
de oriëntatie en versnelling bepalen.<br />
Het mooie van deze aanpak is dat de bemonsteringsfrequentie<br />
intern zeer hoog kan<br />
zijn om hoogfrequente componenten mee te<br />
nemen, terwijl de zendfrequentie een stuk<br />
lager mag liggen. Praktisch genereert deze<br />
methode ongeveer 10 kb/s aan data op vijftig<br />
hertz. Daarmee is zij dus geschikt voor de<br />
standaard draadloze protocollen.<br />
Een ander voordeel van SDI is dat het algoritme<br />
zeer energiezuinig kan worden geimplementeerd,<br />
zeker als het wordt meegenomen<br />
in de architectuur van de hardware.<br />
Voor mobiele toepassingen, dus zeker ook<br />
voor kleine draadloze motion-trackers, is<br />
dat van levensbelang. In de markt zijn er<br />
nu verschillende initiatieven van start gegaan<br />
om energiezuinige SDI-gebaseerde<br />
motion-trackers te realiseren. Zo werken we<br />
bij XSens samen met Synopsys aan een optimale<br />
implementatie van onze software en<br />
algoritmes op de Arc-core om dit als totaalpakket<br />
onder licentie aan te kunnen bieden<br />
aan makers van bewegingssensoren (zie pagina<br />
36 en verder, PE).<br />
SDI heeft nog een voordeel: de tolerantie<br />
voor transmissiefouten. De meeste draadloosprotocollen<br />
proberen een datapakket<br />
direct opnieuw te versturen wanneer dat<br />
niet aankomt. Bij motion-trackers is deze<br />
aanpak doorgaans echter niet zinvol, want<br />
de kans is groot dat de oorzaak ligt in een<br />
verzwakking van het signaal door een lichaamsdeel<br />
dat in de weg zit. Daarom wordt<br />
een methode gebruikt waarin het SDI-algoritme<br />
steeds door-integreert. De centrale<br />
computer kan de integratiewaarde van het<br />
laatste interval telkens bepalen door de<br />
nieuwe meting te vergelijken met de vorige.<br />
Door deze methode, waar wij een patent op<br />
hebben, resulteert een transmissiefout wel<br />
in een langer interval en dus eectief in een<br />
hapering, maar niet in een vermindering<br />
van de nauwkeurigheid. Het draadloze kanaal<br />
wordt ook niet onnodig benut, zodat<br />
de data altijd realtime beschikbaar zijn.<br />
Gebruikmakend van deze methodes hebben<br />
we onlangs op de Ces in Las Vegas een<br />
demonstratie gegeven van een systeem dat<br />
met vijftien motion-trackers de bewegingen<br />
van een mens vastlegt. Om in dit soort<br />
9D-sensorfusie<br />
In zijn meest simpele en goedkoopste vorm kan een motion-tracker worden gebouwd met<br />
enkel een versnellingsmeter. Een versnellingsmeter is in feite een massa aan een veertje<br />
dat vastzit aan het object. Dit veertje wordt uitgerekt als het object versnelt. Het wordt<br />
echter ook uitgerekt door de zwaartekracht. Op de aarde meet zo’n sensor in stilstand dus<br />
altijd een versnelling van ongeveer 9,8 m/s2 in opwaartse richting. Hiervan kunnen we<br />
gebruikmaken: de hellingshoek van het object kunnen we meten door de richting van de<br />
zwaartekracht te bepalen. Versnellingsmeters zijn passieve componenten en het verbruik<br />
is slechts enkele microwatt. Batterijen gaan dus zeer lang mee. De meters worden bijvoorbeeld<br />
gebruikt om iemands houding te controleren (Lumoback) of om een activiteit te<br />
timen (Poolmate).<br />
Er zijn echter twee problemen. De meeste versnellingsmeters bevatten een signicante<br />
ruis. Dit kan wel grotendeels worden opgeheven door de meting te middelen over tijd, maar<br />
dat zorgt er wel voor dat het systeem trager reageert. Fundamenteler is het probleem van versnellingen.<br />
In bijvoorbeeld een vrije val wordt er geen acceleratie gemeten; de zwaartekracht<br />
wordt gecompenseerd. Bij versnellingen kan de oriëntatie dus niet goed worden bepaald. In<br />
dergelijke situaties kunnen dus wel versnellingen worden gemeten in het coördinatensysteem<br />
van de sensor, maar doordat er geen informatie is over de oriëntatie kan de tracker niet<br />
bepalen welke richting de versnelling heeft in het globale coördinatensysteem en in welke<br />
richting de zwaartekrachtcomponent in deze versnelling wijst.<br />
Een gyroscoop, die de hoeksnelheid meet, heeft hier allemaal geen last van. Het integreren<br />
van de hoeksnelheid geeft de verandering in de oriëntatie. Hoewel een gyroscoop een<br />
actieve component<br />
is en in de orde van<br />
tien keer meer energie<br />
verbruikt dan een versnellingsmeter,<br />
werkt<br />
deze aanpak zeer goed<br />
en is hij zeer responsief.<br />
De technologie<br />
wordt bijvoorbeeld gebruikt<br />
in beeldstabilisatie<br />
in camera’s.<br />
Toch is ook dit niet<br />
zonder problemen: in<br />
de praktijk is er altijd sprake van een systeemfout. De integratie hiervan zorgt op de lange<br />
termijn voor een signicante fout in de oriëntatie. De oplossing ligt in het combineren van<br />
de twee sensoren zodat de versnellingsmeter via een terugkoppelingsmechanisme op langere<br />
termijn de gyroscoop kan stabiliseren.<br />
Om de horizontale richting te bepalen, wordt in de praktijk nog een magnetometer toegevoegd.<br />
Hiermee is de oriëntatie in alle richtingen bekend en is ook onder dynamische condities<br />
(versnellingen) de richting van de zwaartekracht bekend in het coördinatensysteem van<br />
de versnellingsmeter; je weet immers de oriëntatie van de tracker. Nu wordt het mogelijk om<br />
de zwaartekracht van de gemeten versnelling af te trekken, zodat er wel een goede schatting<br />
ontstaat van de versnelling van het object. Door de combinatie van drie sensoren met elk drie<br />
assen wordt dit 9D-sensorfusie genoemd.<br />
omgevingen, waar het spectrum vol zit met<br />
Wi-verkeer, een draadloze verbinding op<br />
te zetten, gebruiken we een kanaal van<br />
slechts 250 kb/s (IEEE 802.15.4). Ondanks<br />
deze lage bandbreedte en het grote aantal<br />
motion-trackers konden we de bewegingen<br />
toch op veertig hertz bemonsteren.<br />
Met deze aanpak wordt standaard draadloze<br />
technologie die mobiele apparaten gebruiken<br />
mogelijk, waardoor de data direct<br />
op een smartphone of tablet kunnen binnenkomen.<br />
We verwachten in de toekomst<br />
dan ook allerhande apps die zich hierop<br />
baseren: de tweede golf van toepassingen<br />
waarin je niet alleen weet dat je beweegt,<br />
maar ook hoe goed en wat je kunt doen om<br />
te verbeteren.<br />
Fred Dijkstra is solutions architect<br />
bij de Technology Licensing-groep van<br />
XSens. Hij is verantwoordelijk voor<br />
systeemarchitectuur, integratie en innovatie<br />
van 3D-motion-tracking-technologie in<br />
consumententoepassingen.<br />
Redactie Pieter Edelman
Opinie<br />
Anton Duisterwinkel werkt bij TNO.<br />
Innovatie<br />
Sensorkakofonie<br />
De wereld om ons heen is een ratjetoe<br />
van sensoren die een kakofonie van<br />
signalen veroorzaken. En dat gaat alleen<br />
maar meer worden. Sommige mensen<br />
maken zich dan ook erg druk om de netwerken<br />
tussen de sensoren en de netwerken<br />
tussen de netwerken. Da’s heel nuttig. Maar<br />
ik maak me meer zorgen om de coördinatie<br />
van sensorontwikkeling, want daar is het<br />
net zo goed een ratjetoe en een kakofonie.<br />
De BV Nederland dreigt geweldig achter<br />
te blijven op sensorgebied door een gebrek<br />
aan aandacht, focus en samenwerking. Het<br />
topteam HTSM heeft er geen roadmap voor,<br />
googelen op ‘hoogleraar sensortechnologie’<br />
levert nul hits en zowel bij TNO als bij een<br />
bevriende universiteit weten we onderling<br />
en intern nauwelijks wat er allemaal<br />
gebeurt. Betere coördinatie is hard nodig,<br />
want sensorontwikkeling is een zwaar onderschatte<br />
bezigheid.<br />
Bij universiteiten, NWO-instituten en<br />
soms ook TNO worden regelmatig nieuwe<br />
principes voor transducers bedacht. Prachtige<br />
plannen om individuele moleculen te<br />
meten, om een haai voorbij te horen zwemmen<br />
op een kilometer afstand en om realtime<br />
neutronen waar te nemen. Briljant.<br />
Maar een transducer is nog geen sensor.<br />
Een sensor communiceert met zijn<br />
omgeving, registreert en verwerkt gegevens<br />
en slaat ze misschien wel tijdelijk op<br />
en heeft voor dat alles een energietoevoer<br />
nodig uit de omgeving, liefst zonder kabel.<br />
Een sensor heeft een interne kalibratie of<br />
een mogelijkheid om extern te kalibreren.<br />
Een sensor is dus een systeem, waarvan de<br />
transducer een essentieel maar vaak slechts<br />
klein deel uitmaakt. Voor de stap van transducer<br />
naar prototype sensor zijn integratoren<br />
nodig die je bij instituten en grote ontwikkellabs<br />
aantreft.<br />
En dan nog is er geen product. Want een<br />
sensorproduct is robuust en dus verpakt, vervangbaar<br />
en onderhoudbaar. Het is bovendien<br />
betaalbaar en dus goedkoop maakbaar.<br />
Klein en dus geminiaturiseerd. Veilig en dus<br />
CE-gekeurd. Kortom: een industrieel product<br />
dat alleen de industrie kan ontwikkelen.<br />
Het is het oude liedje: de keten van universiteiten<br />
via instituten naar industrieën<br />
kan mooie nieuwe innovaties opleveren<br />
(want pas als een uitvinding op de markt is<br />
gebracht, is het een innovatie). Omgekeerd<br />
moet de industrie aangeven welke behoefte<br />
ze nu eigenlijk heeft. Juist aan deze ketenvorming<br />
ontbreekt het tot nu toe.<br />
Tot nu toe, want sinds kort zijn er initiatieven<br />
om deze impasse te doorbreken.<br />
Op landelijk beleidsmatig niveau is er<br />
een roadmapteam gevormd dat zich inzet<br />
voor een roadmap Advanced Instrumentation.<br />
Sensorsystemen is een van de focusgebieden<br />
daarvan. Het topteam HTSM<br />
kijkt belangstellend naar deze ontwikke-<br />
Er is behoefte<br />
aan ac(tua)toren<br />
ling, maar ziet wel graag dat meer bedrijven<br />
zich roeren in de roadmapvorming.<br />
Waarvan acte. Bedrijven die meer willen<br />
weten hierover kunnen zich melden bij<br />
advancedinstrumentation@htsm.nl.<br />
Op regionaal niveau roert Zuid-Holland<br />
zich met de recente oprichting van Holland<br />
Instrumentation (www.hollandinstrumentation.nl).<br />
Op 7 maart is het aftrapevent: Zie<br />
2013. Deze club wil de toch al opvallend<br />
sterke hightech-instrumentatie-industrie<br />
in Zuid-Holland (na Oost-Brabant de<br />
tweede hightechsector in Nederland) verder<br />
versterken, onder meer door een betere<br />
samenwerking tussen profs, professionals<br />
en ondernemers.<br />
Al wat ouder is Sensor Universe in Noord-<br />
Nederland (www.sensoruniverse.com). Dit verband<br />
moet misschien wat grootser denken<br />
om zijn potentie helemaal waar te maken.<br />
Mooi, al die initiatieven om de keten bij elkaar<br />
te brengen en te versterken. Wel uitkijken<br />
dat we elkaar niet voor de voeten gaan<br />
lopen. En ook hier kan het nuttig zijn om<br />
die netwerken weer af te stemmen. Maar bij<br />
praten mag het niet blijven. Links en rechts<br />
zijn kennelijk sensoren over een alarmwaarde<br />
gegaan. Nu is er vooral behoefte aan<br />
ac(tua)toren. Wat heb je aan een sensor als je<br />
niets met de resultaten ervan doet?<br />
2 | 43
44 | 2<br />
Achtergrond Veiligheid<br />
Tot nu toe bestaat er nog geen systeem<br />
waarmee brandweerpersoneel automatisch<br />
op afstand is te volgen in een brandend<br />
gebouw. De bevelvoerder wordt nu op<br />
de hoogte gehouden via de radio en moet dan<br />
maar onthouden wat hij heeft gehoord. Met<br />
wat eenvoudige elektronische hulpmiddelen<br />
moet het toch niet moeilijk zijn om de actuele<br />
positie op een tablet te plotten, maar helaas<br />
is de praktijk ook hier redelijk weerbarstig.<br />
Allereerst zijn de betrouwbaarheidseisen zeer<br />
hoog en de omgevingseisen zeer ongunstig.<br />
Brandweerinzet is synoniem aan hoge temperaturen<br />
en veel water: twee componenten<br />
die niet zo goed samengaan met elektronica.<br />
Daarnaast zijn er nog geen standaard trackand-tracesystemen<br />
voor in gebouwen, aangezien<br />
GPS alleen buiten werkt.<br />
Maar de techniek staat niet stil. Met<br />
zelfcongurerende en zelfherstellende<br />
draadloze ad-hocsensornetwerken is het<br />
mogelijk geworden om robuuste communicatiekanalen<br />
op te bouwen. Daarbij is de<br />
time of ight-methode (Tof) om afstanden<br />
tussen objecten te berekenen uit looptijden<br />
van radiosignalen niet langer alleen<br />
beschikbaar in peperdure radarapparatuur<br />
maar ook in draadloze netwerken van enkele<br />
euro’s. De benodigde algoritmes om om<br />
te gaan met fouten in de afstandsmetingen<br />
zijn te vinden in wetenschappelijke publicaties<br />
en hardware met voldoende rekenkracht,<br />
weinig gewicht en een goed scherm<br />
is voor relatief lage prijzen te koop.<br />
Positiebepaling in een<br />
Zigbee-sensornetwerk<br />
Binnen het Firebee-project hebben de hogescholen Avans en Fontys geëxperimenteerd<br />
met een veiligheidssysteem dat de positie van brandweerpersoneel binnen gebouwen<br />
bepaalt uit de looptijd van radiosignalen tussen Zigbee-nodes. De gebruikte<br />
commercieel verkrijgbare hardware haalt een nauwkeurigheid van vier meter.<br />
Robuuste algoritmes moeten de gemeten uitschieters zo veel mogelijk detecteren<br />
en elimineren.<br />
Wim Hendriksen Albert Lak Jan Woolderink<br />
Binnen het Firebee-project zijn we hiermee<br />
het beoogde veiligheidssysteem voor<br />
brandweermannen aan het realiseren. In<br />
onze opzet dragen zij een persoonlijke Zigbee-node<br />
bij zich en plaatsen ze onderweg à<br />
la Hans en Grietje lifeline-nodes, waarlangs<br />
het netwerk kan communiceren. Alle nodes<br />
meten zo veel mogelijk afstanden met andere<br />
knooppunten en het systeem berekent<br />
daaruit hun relatieve posities. Van minstens<br />
drie ankernodes moet de positie ten<br />
opzichte van de vaste plattegrond bekend<br />
zijn om de kaart- en Zigbee-coördinaten<br />
over elkaar te kunnen leggen. De positie van<br />
de persoonlijke nodes kunnen we nu weergeven<br />
op de tablet van de bevelvoerder.<br />
Deze werkwijze maakt het systeem volledig<br />
onafhankelijk van de beschikbare infrastructuur<br />
in het brandende gebouw. Wel hebben de<br />
brandweermensen extra werk met het plaatsen<br />
van de ankernodes en het neerleggen van<br />
de lifeline-nodes. Dit nadeel is te verkleinen<br />
door in de toekomst ook gebruik te maken<br />
van aanwezige Zigbee-functionaliteit in bijvoorbeeld<br />
brandmelders en deurschakelaars.<br />
Signaalcorrelator<br />
Elke node in ons Firebee-systeem bestaat<br />
uit een 16 MHz microcontroller van NXPdochter<br />
Jennic met een 2,4 GHz radio voor<br />
draadloos berichtenverkeer volgens de<br />
IEEE 802.15.4- en Zigbee-standaarden. De<br />
MCU is voorzien van een deels in hardware<br />
en deels in software geïmplementeerde Tofengine<br />
om de afstand tot een andere node<br />
te bepalen. Jennic levert een Tof-Api en een<br />
demoapplicatie mee.<br />
Voor het uitvoeren van een Tof-meting tussen<br />
twee nodes A en B zendt A een pakket<br />
naar B, waarna B een bevestiging terugstuurt<br />
(de Poll respectievelijk de Ack, zie Figuur 1). A<br />
meet vervolgens de tijd t Tot tussen het versturen<br />
van het pakket en het ontvangen van de<br />
bevestiging. B bepaalt ondertussen de tijd t Tat<br />
tussen het ontvangen van de Poll en het verzenden<br />
van de Ack en stuurt deze waarde na<br />
aoop van de meting ook naar A. De time of<br />
ight t Tof volgt dan uit: t Tof = (t Tot – t Tat ) / 2.<br />
Afwijkingen in de klokfrequentie kunnen een<br />
fout veroorzaken. Deze kunnen sterk worden<br />
Figuur 1: De time of flight wordt bepaald in<br />
een samenspel tussen de twee nodes A en B.
Figuur 2: De resultaten van een reeks afstandsmetingen<br />
in een ruimte tussen gebouwen bij een<br />
aantal afstanden van tien tot zestig meter. De<br />
duidelijke afwijking bij veertig meter kan mede<br />
ontstaan zijn onder invloed van Wifi-activiteit in<br />
deze omgeving.<br />
gereduceerd door ook een omgekeerde meting<br />
te doen, een Poll van B naar A en een Ack<br />
van A naar B, en beide metingen te middelen.<br />
Het initiatief hiervoor komt ook vanuit A. De<br />
Tof-engine heeft verder de mogelijkheid om<br />
meerdere metingen achter elkaar te doen, een<br />
burst, zowel in voorwaartse richting als terug.<br />
De nauwkeurigheid hangt sterk af van de<br />
klokfrequenties waarmee beide nodes de<br />
tijdmetingen uitvoeren. Het exacte moment<br />
van ontvangst is niet te bepalen, aangezien<br />
de microcontroller de binnenkomst van een<br />
pakket detecteert bij een opgaande of neergaande<br />
ank van het interne kloksignaal. Bij<br />
een frequentie van 2 MHz kan deze tijdvertraging<br />
al oplopen tot een halve microseconde,<br />
wat overeenkomt met een zeer aanzienlijke<br />
afstandsfout van honderdvijftig meter.<br />
Om dit te ondervangen, bepaalt het systeem<br />
de tijdvertraging aan de hand van een<br />
ingebouwde hardwarematige signaalcorrelator<br />
met een softwarematige piekdetector. Bij<br />
Tof-lokalisatie is het niet ongebruikelijk om<br />
signaalcorrectietechnieken toe te passen. In<br />
de 802.15.4-standaard wordt elk data-element<br />
van vier bits omgezet in een reeks van<br />
32 bits, zodat elke ontvangen boodschap bestaat<br />
uit een of meerdere 32-bitreeksen.<br />
De signaalcorrelator detecteert de 32-bitreeks<br />
en past autocorrelatie toe met een signaal<br />
dat stapsgewijs is vertraagd met een tijd<br />
die acht keer kleiner is dan de periode van de<br />
klok (1/16 µs). Dit levert een benadering op<br />
voor de waarde van de tijdvertraging, met<br />
een maximale fout van 1/16 µs, wat overeenkomt<br />
met een maximale afstandsfout van<br />
negentien meter. De positie van de correla-<br />
Figuur 3: Metingen in een buitengebied ver<br />
van de bewoonde wereld vertonen geen uitschieters.<br />
tiepiek binnen het tijdsinterval van 1/16 µs<br />
wordt verder geschat door het gebruik van<br />
curve tting (kwadratische regressie) op de<br />
outputwaardes van de correlator.<br />
Jennic meldt dat dit uiteindelijk een nauwkeurigheid<br />
oplevert van gemiddeld 3,9 m,<br />
waarbij negentig procent van de metingen<br />
preciezer is dan 9,1 m. Deze resultaten zijn<br />
gebaseerd op onbewerkte metingen buitenshuis<br />
tot 180 m.<br />
Wi-invloed<br />
Zigbee deelt de 2,4-GHz-frequentieband<br />
met Wi. Ook de meeste kanalen overlappen.<br />
Onderzoek wijst uit dat de werking<br />
van Zigbee in een normale Wi-omgeving<br />
gewaarborgd blijft, hoewel enige vertraging<br />
gaat ontstaan in de ontvangst van de datapakketten.<br />
Figuur 4: Gebruik van een richtantenne bij<br />
beide nodes verkleint het effect van storende<br />
factoren.<br />
Voor de toepassing van Tof kan deze<br />
vertraging relevant zijn. Time of ightmeetresultaten<br />
in een bebouwde omgeving<br />
geven onverklaarbare uitschieters (Figuur<br />
2). Dat Wi inderdaad van invloed is, blijkt<br />
uit metingen in een buitengebied ver van de<br />
bewoonde wereld, waar die uitschieters zich<br />
niet voordoen (Figuur 3). Gebruik van een<br />
richtantenne bij beide nodes verkleint het<br />
eect van storende factoren (Figuur 4).<br />
Deze resultaten en vervolgexperimenten<br />
met Tof op de verschillende Zigbee-kanalen<br />
tonen dat aanwezige Wi-activiteiten van<br />
grote invloed zijn op de onderlinge spreiding<br />
van de metingen. Bovendien is het<br />
aantal mislukte metingen dan groter. Zelfs<br />
op een Wi-vrij kanaal of in een omgeving<br />
met een geringe Wi-activiteit komen soms<br />
uitschieters voor, bij een specieke positie<br />
Figuur 5: Meetresultaten met multipadeffect. De werkelijke afstand is 13,8 m, maar de nodes<br />
zijn, per tien meetseries, telkens radiaal ruim zes centimeter verschoven. De ruitjes betreffen<br />
voorwaartse metingen, de vierkantjes metingen in omgekeerde richting. De resultaten 11 tot<br />
en met 20 tonen een sterke afwijking en zijn te kwalificeren als uitschieters.<br />
2 | 45
Figuur 6a: De a-prioritoestand<br />
bij particle filtering.<br />
De blauwe cirkels zijn<br />
ankernodes en de rode<br />
cirkels plaatsen waar de<br />
brandweerman kan zijn,<br />
kort nadat hij de meest<br />
rechtse ankernode heeft<br />
neergelegd.<br />
46 | 2<br />
Achtergrond Veiligheid<br />
of bij verplaatsing van de nodes. Andere<br />
factoren zijn dus ook belangrijk, zoals de<br />
reectie van vloeren en muren (multipadeffecten,<br />
Figuur 5).<br />
Het blijkt wenselijk om een meting te<br />
kunnen aanmerken als uitschieter of te<br />
kunnen voorzien van een betrouwbaarheidswaarde.<br />
Vervolgonderzoek richt zich<br />
op de vraag hoe we de betrouwbaarheid van<br />
de point-to-pointmeting kunnen bepalen<br />
op basis van het concept van Jennic en de<br />
onderliggende parameters/meetresultaten.<br />
Bayesiaans<br />
Uit de gemeten afstanden kunnen we nu de<br />
posities bepalen. Een eenvoudige manier om<br />
dat te doen, is triangulatie. Alle punten met<br />
dezelfde afstand tot een node liggen (in 2D)<br />
op een cirkel. Als we de afstanden tot drie<br />
ankerpunten met bekende positie weten, is<br />
het punt het snijpunt van drie cirkels. Dit is<br />
het ideale geval, want de afstandsmetingen<br />
zijn niet volledig betrouwbaar. Bovendien<br />
zal de node van de brandweerman niet altijd<br />
de afstanden tot de ankernodes kunnen meten,<br />
maar alleen tot tussenliggende lifelinenodes<br />
en daarvan zijn de posities ook niet<br />
exact bekend.<br />
Er zijn diverse methodes om dit te ondervangen.<br />
Veel daarvan proberen het punt te<br />
vinden waarvoor de som van de kwadraten<br />
van de verschillen tussen gemeten en berekende<br />
afstanden minimaal is. Dan blijft<br />
echter nog het probleem dat eenmalige metingen<br />
er ink naast kunnen zitten. Het is<br />
dus verstandig om ook de resultaten van<br />
eerdere metingen en andere observaties<br />
mee te nemen. Zo zijn er posities waar de<br />
brandweerman op een gegeven moment op<br />
Figuur 6b: De stippellijnen<br />
stellen de gemeten afstanden<br />
tot de ankerpunten<br />
voor. Het oppervlak van de<br />
rode cirkels is nu een maat<br />
voor het belang van de<br />
bijbehorende toestand na<br />
deze meting.<br />
Figuur 6c: De toestand<br />
na resampling. De spreiding<br />
van de punten komt<br />
door de beweging van<br />
de brandweerman die<br />
volgens het dynamische<br />
model mogelijk is.<br />
grond van de plattegrond of zijn loopsnelheid<br />
niet kan zijn. Daarnaast kan hij via de<br />
radio informatie geven over zijn positie.<br />
Door Bayesiaanse ltertechnieken te gebruiken,<br />
kunnen we hier exibel mee omgaan.<br />
Daarbij representeren we de toestand<br />
van het systeem als een aantal getallen, samengebracht<br />
in een toestandsvector. In ons<br />
geval bevat deze in het begin de positie van<br />
de node die de brandweerman met zich meedraagt.<br />
Telkens als een lifeline-node actief<br />
wordt, wordt de vector uitgebreid met de coordinaten<br />
van die node. Over het algemeen<br />
is de toestandsvector niet precies bekend,<br />
maar zijn de mogelijke waardes te beschrijven<br />
met een kansverdeling, waaruit een<br />
gemiddelde (de meest waarschijnlijke toestand)<br />
en een spreiding worden berekend.<br />
Het lteralgoritme is een continue herhaling<br />
van twee stappen. In de voorspellende<br />
stap wordt uit de kansverdeling van de voorgaande<br />
toestand een nieuwe kansverdeling<br />
berekend met behulp van een beschrijving<br />
van de systeemdynamica in termen van kansen<br />
dat het systeem vanuit een vorige toestand<br />
in een nieuwe toestand terechtkomt.<br />
De systeemdynamica is in ons geval dat de<br />
brandweerman kan stilstaan of een beperkte<br />
afstand kan aeggen en dat een lifelinenode<br />
meestal op zijn plaats blijft, maar niet<br />
altijd want er kan iemand tegenaan schoppen<br />
of water kan hem wegspoelen. In de<br />
tweede stap wordt de voorspelling op grond<br />
van een observatie gecorrigeerd.<br />
Een meting zal over het algemeen leiden<br />
tot andere schattingen van gemiddelde en<br />
spreiding. Bij een goede meting zijn dit verbeteringen,<br />
bij een slechte wordt het eect<br />
gedempt doordat de a-priorischattingen in de<br />
berekening worden meegenomen. Hierbij is<br />
de veronderstelling dat het merendeel van de<br />
metingen redelijk goed is. De slechte meting<br />
die af en toe optreedt, wordt dan automatisch<br />
weggelterd. Het leuke van dit verhaal is dat<br />
er geen eis wordt gesteld aan de aard van de<br />
observatie, behalve dat de diverse kansen gekwanticeerd<br />
kunnen worden.<br />
De Bayesiaanse techniek die wij gebruiken,<br />
is particle ltering oftewel de sequentiele<br />
Monte Carlo-methode. Deze neemt een<br />
grote random steekproef uit de toestandsverdeling<br />
op een zeker moment (Figuur 6a).<br />
Na een observatie kan aan ieder sample uit<br />
de steekproef een gewicht worden toegekend<br />
dat het belang van dat sample aangeeft<br />
bij de bepaling van het nieuwe gemiddelde<br />
en de nieuwe spreiding (Figuur 6b). Bij de<br />
volgende voorspelling wordt op grond van<br />
deze gewogen steekproef en het dynamische<br />
model een nieuwe steekproef genomen<br />
waarbij alle gewichten weer gelijk worden,<br />
maar meer samples op de meest waarschijnlijke<br />
plaatsen terechtkomen (guur 6c).<br />
Door steeds opnieuw te samplen, worden de<br />
meest waarschijnlijke toestanden nauwkeurig<br />
berekend en is er weinig aandacht voor<br />
minder waarschijnlijke situaties.<br />
Uitontwikkelen<br />
Er komen steeds meer goede sensoren beschikbaar,<br />
maar de meeste hebben nog onhebbelijkheden<br />
die achteraf in software verholpen<br />
moeten worden. Ook bij dit project<br />
was dat het geval. Met name de complexiteit<br />
van de wiskunde bij de op het eerste gezicht<br />
niet zo moeilijke locatiebepaling kwam voor<br />
ons als een verrassing. Onderschatting van<br />
de lange weg van ruwe meetdata naar robuuste<br />
informatie komt vaker voor dan menigeen<br />
wil toegeven.<br />
Dit jaar gaan we de software verder uitontwikkelen<br />
en afregelen. Pas als we daarmee<br />
klaar zijn, kan brandweerpersoneel er<br />
met een gerust hart op vertrouwen dat de<br />
informatie correct is.<br />
Wim Hendriksen en Albert Lak zijn werkzaam<br />
als lector respectievelijk docent aan de Fontys<br />
Hogeschool ICT in Eindhoven. Jan Woolderink<br />
is docent aan de Avans Hogeschool in Breda.<br />
Een uitgebreide versie van dit artikel is<br />
beschikbaar op de website van het Firebeeproject,<br />
www.fontys.nl/embeddedsystems.<br />
Redactie Nieke Roos
Achtergrond Maritiem<br />
Vroeger was het al een hele kunst om<br />
een systeem te bouwen dat de beweging<br />
rond een enkele as kon meten.<br />
Voor meerdere assen was dat helemaal ingewikkeld<br />
vanwege afwijkingen in drift en<br />
onderlinge synchronisatie. De komst van<br />
geavanceerde micro-elektromechanische<br />
systemen (Mems) heeft dat een stuk makkelijker<br />
gemaakt.<br />
De Mems van tegenwoordig maken onder<br />
meer complexe meetsystemen mogelijk.<br />
Een voorbeeld is de bewegingssensor<br />
met zes vrijheidsgraden (six degrees of freedom,<br />
6DOF). Dit Mems-componentje registreert<br />
zowel de translatie als de rotatie<br />
in drie assen die loodrecht op elkaar staan:<br />
voor/ achter, links/rechts en boven/onder<br />
respectievelijk pitch, yaw en roll. Toepassingen<br />
zijn te vinden in uiteenlopende markten,<br />
waaronder automotive, consumentenelektronica,<br />
gaming, gezondheidszorg en<br />
industriële automatisering.<br />
In opdracht van maritiem specialist Siri<br />
Marine uit Appingedam heeft Embed Engineering<br />
een zogeheten motion monitoring<br />
decision support system gebouwd op basis<br />
van 6DOF-sensoren. Dit systeem is onder<br />
meer bedoeld om de dagelijkse vaart en<br />
vrachtladingen van een schip te monitoren<br />
of om bergers te ondersteunen bij reddingsoperaties<br />
door inzicht te verschaen in de<br />
scheepsbewegingen. Behalve de sensorinfrastructuur<br />
hebben we ook een black box<br />
voor dataverwerking en een uitgebreide kalibratietool<br />
ontwikkeld.<br />
Beveiligd<br />
De 6DOF-sensoren worden op verschillende<br />
plekken van het schip geplaatst, waar ze<br />
de beweging langs zes assen registeren. De<br />
meetdata sturen ze door naar de black box<br />
aan boord, die ze lokaal logt. Bergingspersoneel<br />
kan de gegevens realtime bekijken via<br />
internet, bijvoorbeeld om te bepalen of een<br />
schip veilig benaderbaar is.<br />
De black box draait op embedded Linux.<br />
Hardwarehart is een DSP met acht kernen.<br />
Op elke zwarte doos zijn acht sensoren aan<br />
te sluiten via evenzoveel RS485-ingangen.<br />
Mems-sensoren volgen<br />
scheepsbewegingen langs zes assen<br />
Embed Engineering heeft een Mems-gebaseerd sensorsysteem ontwikkeld dat<br />
bergingspersoneel inzicht geeft in de bewegingen van een schip.<br />
Marc Bisscheroux<br />
Belangrijk is dat er geen metingen verloren<br />
gaan door bijvoorbeeld synchronisatiefouten.<br />
De standaard Linux-kernel is echter<br />
niet realtime. Daarom heeft elke sensorpoort<br />
een extra eigen microprocessor. Deze<br />
kan tijdstempels met hoge nauwkeurigheid<br />
vaststellen en bueren. Dit waarborgt de<br />
verwerking van alle samples.<br />
Na ontvangst van de sensorgegevens verwerkt<br />
en analyseert de black box de data en<br />
genereert hij waarschuwingen bij<br />
het bereiken van de maximaal toegestane<br />
bewegingen en krachten.<br />
Met behulp van speciale wiskundige<br />
algoritmes doet hij bovendien<br />
een voorspelling voor de toekomstige<br />
bewegingen. De computer<br />
slaat alle gegevens ook lokaal op<br />
voor verwerking achteraf.<br />
De data-analyse loopt asynchroon<br />
aan de logging. Daarbij<br />
passen we lters en matrixberekeningen<br />
toe die we hebben gemodelleerd<br />
met behulp van Octave,<br />
een opensource variant van<br />
Matlab, en geoptimaliseerd voor<br />
de black box. Door de modellen in<br />
een simulatieprogramma te vergelijken<br />
met de originele meetgegevens<br />
hebben we aangetoond<br />
dat de zwarte doos de bewerkingen<br />
juist uitvoert.<br />
Samen met een partner van Siri hebben<br />
we software ontwikkeld om de gegevens<br />
op afstand uit te lezen en direct in een pcapplicatie<br />
te visualiseren, met een minimale<br />
vertraging tussen binnenkomst en weergave.<br />
Omdat de sensordata bedrijfsgevoelige<br />
informatie bevatten, zijn ze slechts toegankelijk<br />
via een strikt beveiligd protocol.<br />
Klimaatkast<br />
Het hele systeem vereist een nauwkeurige<br />
inregeling om in de praktijk de juiste meetgegevens<br />
te verkrijgen. Speciek voor Siri<br />
hebben we daarom een 6DOF-kalibratietool<br />
gebouwd. Dit is een mechanische constructie<br />
die een bewegingssensor 24 uur<br />
om zijn assen draait terwijl de temperatuur<br />
varieert van -20 tot 50 graden Celsius – de<br />
sensor is erg temperatuurgevoelig door de<br />
Mems-technologie die erin zit.<br />
Tijdens het kalibreren is het van belang<br />
dat alleen de sensoren onderhevig zijn aan<br />
de temperatuurveranderingen. Als ook de<br />
mechanische constructie eraan blootstaat,<br />
geeft dat onnauwkeurigheden in de hoekverdraaiingen,<br />
als gevolg waarvan de kalibratie<br />
niet goed verloopt. Dit hebben we<br />
De speciaal ontwikkelde kalibratietool draait de<br />
6DOF-bewegingssensor 24 uur om zijn assen terwijl de<br />
temperatuur varieert van -20 tot 50 graden Celsius.<br />
opgelost door de sensoren direct op verwarmingselementen<br />
te zetten en de gehele tool<br />
in een klimaatkast op constante temperatuur<br />
te plaatsen.<br />
Na kalibratie levert de sensor nauwkeurige<br />
meetresultaten, met een maximale absolute<br />
hoekafwijking van 0,07 graad. De tool<br />
kwaliceert ook, met als resultaat een rapport<br />
dat aangeeft hoe goed de gekalibreerde<br />
component uit de productie is gekomen.<br />
Marc Bisscheroux is business developer<br />
bij Embed Engineering, dat vanuit<br />
zijn hoofdkwartier in Groningen en de<br />
nevenvestiging in Amsterdam elektronica<br />
op maat ontwikkelt voor onder meer de<br />
maritieme sector.<br />
Redactie Nieke Roos<br />
2 | 47
Hans-Elias de Bree vond zijn akoestische<br />
deeltjessnelheidsmeter eigenlijk<br />
per toeval uit. Na afronding van zijn<br />
studie aan de UT in 1994 was hij in een<br />
tussenjaar beland, waarbij hij nog wel aan<br />
de universiteit verbonden was maar geen<br />
werk meer hoefde te verzetten. Zodoende<br />
had De Bree tijd over om met techniek te<br />
spelen en daarbij raakte hij geboeid door<br />
de akoestische eigenschappen van een mass<br />
air ow-sensor toen hij deze met wat vrienden<br />
in een auto monteerde om de benzinetoevoer<br />
te regelen.<br />
‘Toen we door de sensor schreeuwden,<br />
merkten we dat hij geluid oppikte’, herinnert<br />
De Bree zich. ‘Voor de grap noemden<br />
we het ding een ‘microown’ in plaats van<br />
‘microfoon’. Ik ben me vervolgens gaan<br />
verdiepen in de werking van het apparaat<br />
en kwam erachter dat het wezenlijk anders<br />
geluid verwerkt dan een drukmicrofoon. En<br />
omdat ik de ontdekking zelf had gedaan,<br />
kon ik ermee doen wat ik wilde.’<br />
Het idee achter de Microown is eenvoudig.<br />
De sensor bestaat uit twee dunne platina<br />
strips die zijn opgenomen in een stroomkring<br />
en worden verhit tot een temperatuur<br />
van 200 graden Celsius. Lucht die erlangs<br />
stroomt, warmt op en de ‘draadjes’ koelen af.<br />
De tweede strip gebruikt daarbij verwarmde<br />
lucht van de eerste, die zodoende minder snel<br />
afkoelt. Hierdoor ontstaat er een verschil in<br />
de elektrische weerstand van beide draadjes,<br />
dat kan worden omgezet in een elektrisch signaal<br />
waar je naar kunt luisteren.<br />
Bijzonder aan de Microown is niet zozeer<br />
dat de sensor beter of meer geluid detecteert,<br />
maar vooral de wijze waarop het<br />
48 | 2<br />
In bedrijf Microflown<br />
Arnhemse Mems-microfoon<br />
vindt eindelijk eerste<br />
toepassingen<br />
Zo’n twintig jaar geleden vond Hans-Elias de Bree een Mems-sensor uit die de deeltjessnelheid<br />
akoestisch kan meten. Lang ontbrak het aan toepassingen, maar met<br />
name in de defensie-industrie heeft zijn bedrijf Microflown nu toch een doorbraak<br />
bereikt.<br />
Bram Semeijn<br />
geluid wordt verwerkt. Een conventionele<br />
microfoon registreert geluid met behulp<br />
van een membraan, waarbij de trilling van<br />
het membraan wordt omgezet in elektrische<br />
spanningsvariaties. De elektrische<br />
spanning over de tijd zegt iets over de geluidsdruk.<br />
De Microown meet het geluid<br />
als gevolg van uctuaties van de weerstand.<br />
Een meting levert daardoor een waarde<br />
die informatie geeft over de beweging van<br />
luchtdeeltjes als gevolg van geluid.<br />
IJkingsprobleem<br />
De consequenties en mogelijkheden van<br />
een dergelijke akoestische deeltjessnelheidsmeter<br />
waren in 1994 nog onduidelijk.<br />
De Bree kreeg van de UT de kans om op het<br />
onderwerp te promoveren, waarbij hij en<br />
passant kon denken aan toepassingen. Na<br />
zijn promotie richtte hij Microown Technologies<br />
op om de sensor commercieel te<br />
exploiteren. De eerste tien jaar is De Bree<br />
echter vooral bezig geweest te bewijzen dat<br />
zijn vinding daadwerkelijk goed kan meten.<br />
‘Dat werd, zeker in het begin, sterk betwijfeld’,<br />
vertelt hij. ‘Eigenlijk geloofden weinig<br />
mensen dat zo’n sensor goed werkte.’<br />
Belangrijk was dat de Deense professor<br />
Finn Jacobsen interesse kreeg in de Micro-<br />
own. ‘Hij is echt de goeroe der goeroes van<br />
de akoestiek. In eerste instantie probeerde<br />
hij in een wetenschappelijk paper aan te tonen<br />
dat de sensor niet functioneerde. Toen<br />
hij dat niet voor elkaar kreeg, bewees hij dat<br />
de Microown wel werkte. Vervolgens ging<br />
hij allerlei papers schrijven over de natuurkundige<br />
basis van de sensor. Dat heeft ons<br />
enorm vooruit geholpen.’
Jacobsen loste onder meer het ijkingsprobleem<br />
op. Het was nog onduidelijk hoe<br />
de snelheidsmetingen van de Microown<br />
zich verhielden tot de geluidsdruk en om<br />
zijn metingen te ijken, moest De Bree de<br />
geluids absorptie van zijn sensor meten. Dat<br />
kan alleen met een speaker met een bekende<br />
akoestische afstraalweerstand. Jacobsen<br />
kwam echter met het idee te gaan meten in<br />
een bolvormige luispreker, waardoor de die<br />
weerstand uit te rekenen was.<br />
Eerste salaris<br />
Hoewel de starter in die eerste jaren veel<br />
energie stak in het uitkristalliseren van de<br />
natuurkundige basis, bleef het onduidelijk<br />
hoe de sensor precies kon worden gebruikt.<br />
Uiteindelijk werd toch een toepassing bedacht<br />
en wel door een Duitse klant die<br />
voor de auto-industrie werkte. ‘Elk automerk<br />
heeft zijn eigen geluid’, licht De Bree<br />
toe. ‘Een Volvo klinkt als een Volvo en een<br />
Renault als een Renault. Om precies het<br />
goede geluid te krijgen, verricht de fabrikant<br />
metingen om het vermogen van het<br />
geluid te bepalen.’<br />
Geluidsintensiteit wordt berekend door<br />
de geluidsdruk te vermenigvuldigen met<br />
de snelheid. Volgens de klassieke methode<br />
wordt de snelheid van het geluid daarbij<br />
bepaald door de metingen van twee drukmicrofoons<br />
met elkaar te vergelijken. De<br />
minimale verschillen in geluidsdruk zeggen<br />
dan iets over de snelheid van de deeltjes.<br />
Die methode is echter lang niet altijd<br />
toepasbaar. In een afgesloten ruimte, zoals<br />
een auto, is het door de galm onmogelijk<br />
te bepalen waar het geluid precies vandaan<br />
De sensoren van<br />
Microflown beginnen<br />
door te breken in de<br />
defensiesector.<br />
komt. Traditioneel lossen fabrikanten dit<br />
probleem op door de auto vol te stoppen<br />
met absorberend materiaal, er een gaatje in<br />
te maken en dan te meten welk geluid daar<br />
precies vandaan komt.<br />
De Microown heeft echter geen last van<br />
galm. In combinatie met een drukmicrofoon<br />
is hij zodoende in te zetten als geluidsintensiteitsmeter,<br />
precies wat de auto-industrie<br />
nodig had. De Bree: ‘Ze zeggen wel eens dat<br />
je tien jaar na je uitvinding je eerste salaris<br />
krijgt. Bij mij klopte dat precies.’<br />
Onder water<br />
In de automotivebranche had Microown<br />
zijn eerste klanten, maar pas afgelopen jaar<br />
kwam de echte doorbraak met grote contracten<br />
in de defensie-industrie. Een Indiase<br />
klant was op het idee gekomen de sensor in te<br />
zetten als akoestische ‘radar’ op het slagveld.<br />
Drie Microowns plus een microfoon kunnen<br />
de richting van geluid bepalen. Zo’n bundeling<br />
heet een acoustic vector sensor (AVS).<br />
‘Radarsystemen kunnen een heleboel<br />
niet’, verklaart De Bree. ‘Zonder line of sight<br />
zien ze bijvoorbeeld niks. Objecten op minder<br />
dan tweehonderd meter hoogte kunnen<br />
ze daardoor niet waarnemen. Een JSF hoog<br />
in de lucht spotten ze meteen, maar als de<br />
Rode Baron met een driedekker laag over<br />
de stad scheert om een bommetje te droppen,<br />
zullen ze dat niet oppikken. Horen doe<br />
je ’m echter wel. Een radar is bovendien detecteerbaar<br />
door de vijand. Marineschepen<br />
hebben fantastische radarsystemen, maar<br />
die moeten ze uitzetten wanneer ze niet<br />
ontdekt willen worden. Onze AVS is dan<br />
nog steeds te gebruiken.’<br />
Voor soldaten bleek de AVS eveneens nuttig.<br />
Special forces krijgen bijvoorbeeld vaak<br />
een drone mee die hen op het slagveld van<br />
informatie voorziet. Het vliegtuigje vliegt<br />
over het gebied en registreert met een videocamera<br />
waar vijandelijk vuur vandaag komt.<br />
Dat is niet altijd even goed zichtbaar. Een<br />
AVS kan het geluidsvermogen waarnemen<br />
op een specieke plek, wat een stuk eectiever<br />
is in een dergelijke situatie. Daarnaast is<br />
het mogelijk om schoten en mortiervuur op<br />
de grond te registreren, want in tegenstelling<br />
tot een geavanceerde wapenlocatieradar<br />
is de sensor vrij gemakkelijk mee te nemen.<br />
Bovendien is hij een stuk goedkoper.<br />
Met het Nederlandse ministerie van Defensie<br />
heeft Microown onlangs een R&Dcontract<br />
van een miljoen euro gesloten om<br />
zijn Mems-microfoons ook geschikt te maken<br />
voor gebruik op voertuigen. Het grote<br />
aantal metingen dat dit idealiter oplevert,<br />
geeft een akoestisch totaalplaatje van het<br />
slagveld. ‘Binnen defensie breken we nu helemaal<br />
door’, stelt De Bree.<br />
De CTO van het inmiddels in Arnhem<br />
gevestigde Microown denkt dat er nog<br />
veel onontdekte toepassingen zijn voor de<br />
akoestische deeltjessnelheidssensoren. Zelf<br />
ziet hij nog mooie mogelijkheden onder<br />
water. ‘Daar is de geluidssnelheid vijf keer<br />
zo hoog als in lucht. En omdat alle hoogfrequente<br />
componenten worden gedempt,<br />
is al het geluid in water laagfrequent. Dat<br />
betekent dat druksensoren behoorlijk ver<br />
van elkaar af moeten staan om de richting<br />
te kunnen bepalen. Om bereik te hebben<br />
met zijn sonar zal een onderzeeër daarom<br />
moeten varen. Dat kunnen wij veel beter.’<br />
2 | 49
50 | 2<br />
Achtergrond Astronomie<br />
Voor de radioastronomie betekent oppervlakte<br />
gevoeligheid: een grote radiotelescoop<br />
kan simpelweg meer radiosignalen<br />
opvangen dan een kleine. In de<br />
beginjaren van de radioastronomie werden<br />
de telescopen dan ook steeds groter. Het gewicht<br />
stelt echter een limiet aan de afmetingen.<br />
Vandaar dat de radiotelescoop in Westerbork<br />
in 1970 is opgebouwd uit veertien<br />
afzonderlijke telescopen die aan elkaar kunnen<br />
worden gekoppeld tot één grote sensor.<br />
In de jaren negentig werden er bij Astron<br />
echter al ideeën ontwikkeld voor een<br />
nog veel grotere radiotelescoop met een<br />
oppervlakte van een vierkante kilometer:<br />
de Square Kilometre Array (SKA). Het was<br />
duidelijk dat een dergelijke extreem grote<br />
telescoop niet met conventionele technieken<br />
kon worden gebouwd. Omdat elektronische<br />
signaalverwerking steeds goedko-<br />
Op naar een vierkante<br />
kilometer antenneoppervlak<br />
Komend decennium moet er in Australië en Zuid-Afrika in totaal een vierkante kilometer<br />
aan antenneoppervlak worden gebouwd voor radioastronomie. De radiotelescopen<br />
die Astron in Noord-Nederland bouwt, moeten de nieuwe technologie<br />
verkennen die hiervoor nodig is – zowel de sensoren als het verwerken van de gigantische<br />
datastromen die hieruit voortkomen.<br />
Albert-Jan Boonstra André Gunst<br />
per werd, ontstond toen het idee om de<br />
telescoop uit vele kleine antennes te bouwen<br />
en die op een slimme manier elektronisch<br />
te combineren.<br />
Een bijkomend voordeel van deze aanpak<br />
is dat het richten van de telescoop elektronisch<br />
gebeurt en dat mechanisch bewegende<br />
delen dus niet langer nodig zijn. Dit<br />
maakt het instrument niet alleen een stuk<br />
voordeliger. Door het gebruik van meer, parallelle,<br />
elektronische dataverwerking kan<br />
het blikveld van de telescoop ook worden<br />
vergroot, iets wat niet mogelijk is met traditionele<br />
telescoopschotels.<br />
Astron startte daarom aan het eind van<br />
de jaren negentig een R&D-programma<br />
voor het ontwikkelen van phased arrays of<br />
aperture arrays. Astron is onderdeel van<br />
NWO; genoemde projecten zijn mede ondersteund<br />
door BSik, Efro, SNN, EZ/Kom-<br />
pas, ELI en de provincie Drenthe. De ‘platte<br />
antenne’-technologie heeft in 2010 geleid<br />
tot de eerste grote stap naar de SKA: de Lofar-telescoop<br />
in Noord-Nederland.<br />
Per glasvezel<br />
Lofar (Low Frequency Array) bestaat uit<br />
zo’n vijftigduizend sensoren verspreid over<br />
48 stations. Veertig hiervan liggen in Nederland,<br />
de overige acht zijn verdeeld over<br />
Duitsland, Engeland, Frankrijk en Zweden.<br />
Daarmee is het momenteel de grootste radiotelescoop<br />
op aarde in het lagefrequentiegebied<br />
(10 tot 240 MHz). Het geheel is<br />
genancierd door het BSik-programma voor<br />
interdisciplinair onderzoek om de kennisinfrastructuur<br />
te verbeteren, met additionele<br />
gelden van het European Regional Development<br />
Fund (Efro), het Samenwerkingsverband<br />
Noord-Nederland en EZ/Kompas.
Lofar gebruikt twee typen sensoren: een<br />
voor radiogolven met een frequentie van 10<br />
tot 90 MHz en een voor het frequentiegebied<br />
tussen 120 en 240 MHz. Tevens zijn<br />
veel Nederlandse stations uitgerust met<br />
sensoren uit andere wetenschappelijke disciplines<br />
voor geofysica en infrageluid.<br />
De crux van een phased-array-sensorsysteem<br />
is om de radiosignalen op een<br />
goede, gesynchroniseerde, manier aan elkaar<br />
te knopen. Dat wordt gedaan op een<br />
centrale plek in het sensorveld. Via coaxiale<br />
kabels zijn alle antennesensoren van het<br />
station elektronisch met elkaar verbonden.<br />
Deze centrale elektronica telt de lokale<br />
sensordata gewogen bij elkaar op. Dat resulteert<br />
in de vorming van een bundel aan<br />
de hemel. Meer bundels kunnen worden<br />
gemaakt door simpelweg meerdere optellers<br />
te gebruiken.<br />
Foto: Aerophoto Eelde<br />
Het hart van Lofar ligt nabij Exloo in Drenthe. Er zijn meerdere stations te zien. De hogebandantennes<br />
zijn de zwarte vlakjes. De foto hierboven toont de lagebandantennes.<br />
Lofar heeft nu al een van de beste hemelkaarten<br />
ooit gemaakt van gigantische bubbels geproduceerd<br />
door een supermassief zwart gat.<br />
Deze aanpak reduceert de datastroom<br />
die een station verlaat aanzienlijk. Van de<br />
230 Gb/s die de sensoren op een station<br />
gezamenlijk produceren, blijft na optelling<br />
slechts zo’n 3 Gb/s over. Die data gaan per<br />
glasvezel naar een supercomputer in Groningen<br />
om de bundels van de stations met<br />
elkaar te combineren. De totale datastroom<br />
naar de centrale supercomputer ligt daarmee<br />
tussen de 150 en 223 Gb/s, afhankelijk<br />
van de geselecteerde waarneemmodus. De<br />
supercomputer correleert de gegevens met<br />
elkaar en past vervolgens nog een kalibratieprocedure<br />
toe om allerlei instrumentele<br />
verstoringen te compenseren.<br />
Deze aanpak zal gedeeltelijk terugkomen<br />
in de SKA. Deze zal begin volgend decennium<br />
verrijzen op afgelegen gebieden in Zuid-Afrika<br />
en Australië. Omdat Nederland te klein is<br />
voor het maken en huisvesten van een tele-<br />
2 | 51
52 | 2<br />
Achtergrond Astronomie<br />
scoop met de omvang van de SKA, is het een<br />
internationaal project geworden waaraan op<br />
dit moment tien landen deelnemen.<br />
De SKA moet een veel bredere band in beeld<br />
gaan brengen dan Lofar: van 70 MHz tot aan<br />
10 GHz. Om dit te realiseren, worden er verschillende<br />
sensortechnologieën ingezet. Voor<br />
de lage band van circa 70 tot 450 MHz speelt<br />
de Lofar-technologie een sleutelrol. Voor de<br />
hoogste frequenties zijn aperture arrays minder<br />
geschikt. Kleinere golengtes betekenen<br />
namelijk ook kleinere antennes, dus je hebt<br />
er veel meer van nodig om een groot ontvangend<br />
oppervlak te maken. Voor de hoge frequenties<br />
tot 10 GHz worden daarom traditionele<br />
radiotelescopen geplaatst met diameters<br />
tussen de twaalf en vijftien meter.<br />
In de buitenlucht<br />
Voor de frequenties daartussenin, van circa<br />
400 tot 1400 MHz, is het nog de vraag wat<br />
de beste aanpak is. Er zijn drie opties. De eerste<br />
is om ook dit frequentiegebied volledig af<br />
te handelen met aperture arrays. De tweede<br />
optie is een hybride aanpak: een aperture array<br />
als ontvanger in het brandpunt van een<br />
traditionele radiotelescoop. De laatste optie<br />
is om een extra of breedbandigere ontvanger<br />
in te bouwen in een traditionele radiotelescoop.<br />
Bij Astron doen we onderzoek naar<br />
de eerste twee benaderingen. Op dit moment<br />
is het niet duidelijk welk systeem het<br />
meest competitief zal kunnen zijn.<br />
Bij de Lofar-aanpak voor deze frequentieband<br />
zijn er zo’n dertig miljoen antennes<br />
nodig om de vereiste gevoeligheid te halen.<br />
Net zoals bij de Noord-Nederlandse telescoop<br />
moeten deze sensoren op een slimme<br />
manier met elkaar worden verbonden zodat<br />
de prijs per vierkante meter zo laag mogelijk<br />
is. Dit is zowel een elektronische als een<br />
mechanische uitdaging omdat de sensoren<br />
uiteraard in de buitenlucht moeten staan.<br />
Te midden van de Westerbork-telescopen<br />
is daarvoor het Embrace-demonstratiesysteem<br />
(Electronic Multi-Beam Radio Astronomy<br />
Concept) gebouwd, met een meetbereik<br />
tussen de 500 en 1500 MHz. Hiermee<br />
onderzoeken we de volgende stappen op dit<br />
gebied wat betreft productiekosten, elektrisch<br />
vermogen en systeemruis. Ook dit<br />
systeem is gedeeltelijk genancierd door het<br />
Samenwerkingsverband Noord-Nederland.<br />
Momenteel is er een oppervlak van 110<br />
vierkante meter gerealiseerd via veertienduizend<br />
antenne-elementen, waarmee we al<br />
een pulserende ster (pulsar) en de Melkweg<br />
hebben gemeten. Dit gebeurde simultaan<br />
met twee onafhankelijke bundels. In het<br />
Franse Nançay staat een vergelijkbaar maar<br />
kleiner demonstratiesysteem.<br />
De techniek waarbij een phased array in<br />
het brandpunt staat van een radiotelescoopspiegel<br />
heet ook wel focal plane array of phased<br />
array feed. Het voordeel is dat de telescoop de<br />
beschikking krijgt over een veel groter blikveld<br />
dan een telescoop met een traditionele<br />
ontvanger. Bovendien biedt deze techniek de<br />
mogelijkheid om beeldfouten van de spiegel<br />
te corrigeren. Dit principe is als eerste gedemonstreerd<br />
bij de telescoop van Westerbork:<br />
een wereldprimeur. In 2014 en 2015 zullen<br />
Een aanpak voor middenfrequenties<br />
is om een phased array<br />
te plaatsen in een traditionele<br />
telescoop. Binnen het Apertifproject<br />
zullen er twaalf Westerbork-telescopen<br />
worden omgebouwd<br />
met deze technologie.
twaalf van de veertien telescopen worden uitgerust<br />
met deze systemen binnen het Apertif-project<br />
(Aperture Tile in Focus).<br />
Exaschaal<br />
Radioastronomie is vrij uniek in de zin dat<br />
het om extreem veel data gaat die realtime<br />
moeten worden verwerkt. Op de sensorsignalen<br />
moet de bundelvorming worden<br />
uitgevoerd en om de uiteindelijke gekalibreerde<br />
hemelkaart te krijgen, zijn er vele<br />
online en oine signaalbewerkingsstappen<br />
nodig. Systemen hiervoor zijn niet in de<br />
markt verkrijgbaar. Daarom ontwikkelt de<br />
radioastronomie ze doorgaans zelf.<br />
Een voorbeeld is Uniboard, een Europees<br />
FP7-project geleid door Jive in Dwingeloo<br />
waarin Astron het signaalbewerkingsplatform<br />
heeft ontwikkeld en gebouwd. Dit systeem<br />
vormt de basis voor de bundelvormer<br />
en de centrale computer (correlator) voor<br />
Apertif, en is onderdeel van de technologieroadmap<br />
voor de SKA. Het bord verwerkt<br />
grote hoeveelheden data (160 Gb/s) en kan<br />
rond de twee biljoen multiply-and-accumulate-bewerkingen<br />
per seconde uitvoeren.<br />
In totaal worden er honderdtwintig van dit<br />
soort borden ingezet om alle signaalverwerking<br />
van Apertif uit te voeren.<br />
De uitdagingen voor de SKA-telescoop<br />
liggen voor wat betreft de signaalbewerking<br />
op de exaschaal: 1018 bewerkingen<br />
per seconde. Om dit mogelijk te maken, is<br />
vorig jaar het Dome-project gestart, een<br />
samenwerking tussen Astron, het IBM-onderzoekslab<br />
in Zürich en IBL-NL, gesteund<br />
door de provincie Drenthe en het ministerie<br />
van ELI. Het mkb wordt erbij betrokken<br />
middels een gebruikersplatform. Dit project<br />
onderzoekt allerhande nieuwe technieken,<br />
variërend van 3D-chips, fotonische<br />
signaalwerwerking en slimme algoritmes<br />
tot microservers, accelerators en nieuwe dataopslagtechnieken.<br />
Albert-Jan Boonstra is hoofd R&D bij<br />
Astron en wetenschappelijk projectleider<br />
van het Dome-project. André Gunst werkt<br />
bij hetzelfde instituut in de digitale- en<br />
embedded-processing-groep. Hij was<br />
verantwoordelijk voor de ontwikkeling van<br />
Lofar en is nu projectleider van de aperture<br />
arrays voor de middenfrequentie (400 tot<br />
1400 MHz).<br />
Redactie Pieter Edelman<br />
Het Embrace-project gebruikt vele kleine antennes voor de middenfrequenties. Het<br />
grijze gebouw is gebaseerd op polystyreen en is transparant voor radiogolven.<br />
Het Uniboard is ontwikkeld om signaalverwerking zoals filterbanken, bundelvormers en<br />
correlatoren te implementeren voor enorme hoeveelheden data. Dit bord is in staat om 160<br />
Gb/s aan data te verwerken. De totale hoeveelheid processing op het bord is 2 GMac/s. Dit<br />
aantal kan worden verhoogd door meerdere Uniboards via een backplane te combineren.<br />
2 | 53
54 | 2<br />
Achtergrond Ruimtevaart<br />
Het vakgebied van de astronomie is<br />
continu op zoek naar mogelijkheden<br />
om het grote heelal in kaart te brengen<br />
en het daarmee beter te begrijpen.<br />
Daarvoor zijn sensoren ontwikkeld voor<br />
elektromagnetische signalen uiteenlopend<br />
van lage frequenties tot het zichtbare licht.<br />
Het gebied beneden de 30 MHz is echter<br />
nog een grote onbekende binnen de astronomie.<br />
Wetenschappelijk gezien, is dit een<br />
zeer interessant frequentiegebied, onder<br />
meer voor het ontdekken van planeten en<br />
zonuitbarstingen in andere zonnestelsels,<br />
het bestuderen van ruimteweer en het onderzoeken<br />
van roodverschoven radiogolven<br />
afkomstig van waterstof uit het vroege<br />
heelal, de zogeheten dark ages.<br />
Helaas is dit frequentiegebied onbereikbaar<br />
vanaf de aarde door de invloeden van de<br />
ionosfeer. Die geeft scintillaties (vergelijkbaar<br />
met het fonkelen van sterren) beneden<br />
de 30 MHz. Beneden de 15 MHz is de ionosfeer<br />
meestal zelfs helemaal ondoorzichtig.<br />
Bovendien wordt dit frequentiegebied veel<br />
gebruikt voor communicatiedoeleinden op<br />
aarde. Het verschil tussen de zwakke astronomische<br />
bronnen en de man-made noise is<br />
zo groot dat het praktisch onmogelijk is om<br />
ontvangers voor deze toepassing te maken.<br />
De enige oplossing is om een groot<br />
sensornetwerk te realiseren in de ruimte.<br />
Hoe groter de telescoop, hoe hoger het<br />
detail. Voor deze lage frequenties is een<br />
telescoop van zo’n honderd kilometer in<br />
diameter nodig om met voldoende detail te<br />
kunnen waarnemen.<br />
Voor een dergelijke applicatie kunnen we<br />
putten uit de kennis over draadloze sensor-<br />
Radiotelescoop zwermt<br />
uit rond de maan<br />
Voor radioastronomie op lage frequenties is een telescoop buiten de dampkring<br />
nodig, maar een enkele satelliet is veel te klein voor die toepassing. De draadlozesensornetwerkaanpak<br />
kan hier uitkomst bieden. Dit idee wordt uitgewerkt binnen<br />
het Olfar-project.<br />
Mark Bentum Chris Verhoeven Steven Engelen Raj Thilak Rajan Alex Budianu David Smith<br />
netwerken. Ruimtelijk verspreide sensoren<br />
vormen hierbij autonoom en ad hoc een onderlinge<br />
verbinding. Soms varen, rijden of<br />
vliegen ze zichzelf naar de gewenste positie<br />
als er onevenredig veel menskracht nodig is<br />
voor de installatie, of als de locatie erg onbereikbaar<br />
of onherbergzaam is. Deze zelfredzaamheid<br />
is bij uitstek een eigenschap<br />
die in de ruimte goed van pas komt.<br />
Bij een sensornetwerk in de ruimte hebben<br />
we het over complete satellieten als<br />
sensornodes. En wanneer het over grote<br />
aantallen nodes gaat, spreken we over<br />
een zwerm, een speciaal soort formatie of<br />
constellatie waarbij voor de buitenwereld<br />
alleen de positie van het geheel belangrijk<br />
is. De satellieten zorgen zelf autonoom<br />
voor een nette verdeling over het volume<br />
van de constellatie.<br />
Deze benadering maakt dat de satellieten<br />
relatief weinig hulpbronnen zoals brandstof<br />
nodig hebben om hun diensten te kunnen bewijzen.<br />
En dat maakt op zijn beurt dat nanosatellieten,<br />
die wat hulpbronnen betreft heel<br />
beperkt zijn, erg goed in een zwerm kunnen<br />
functioneren. Hun lage kosten maken het<br />
dan weer mogelijk om met grote aantallen te<br />
werken. Een zwerm van nanosatellieten kan<br />
in de ruimte dus heel eectief als zelf-uitrollend<br />
draadloos sensornetwerk fungeren.<br />
Standaard meetlint<br />
Dat is exact wat we doen binnen het Olfarproject,<br />
een samenwerkingsverband tussen<br />
Astron, de Universiteit Twente (Short<br />
Range Radio), de TU Delft (Circuits & Systems<br />
en Space System Engineering) en de<br />
bedrijven Aemics, Axiom IC, Dutch Space,<br />
Isis, National Semiconductor en Systematic.<br />
Hierin wordt de komende jaren gewerkt aan<br />
de nieuwe technologieën die het mogelijk<br />
moeten maken om een gedistribueerde radiotelescoop<br />
te bouwen met een zwerm van<br />
tientallen nanosatellieten die bijvoorbeeld<br />
in een baan om de maan met lange antennes<br />
het niet eerder waargenomen frequentiegebied<br />
in kaart brengen.<br />
De belangrijkste sensor is het antennesysteem.<br />
De benodigde ontvangstelektronica is<br />
eenvoudig te ontwerpen en een nanosatelliet<br />
biedt ruim voldoende plaats en energie<br />
om die mee te kunnen nemen. Voor de<br />
antenne zelf ligt dit iets ingewikkelder. De<br />
waarneemfrequentie is erg laag, zodat een<br />
standaard dipoolantenne erg lang zou moeten<br />
worden. Als we een astronomische meting<br />
willen uitvoeren op 1 MHz, betekent<br />
dit een antennelengte van ongeveer honderdvijftig<br />
meter. Aangezien de satelliet zelf<br />
ongeveer tien bij tien bij dertig centimeter<br />
meet, is dit niet realiseerbaar.<br />
Er zijn wel concessies mogelijk. Door de<br />
antenne sterk in te korten en de versterker<br />
daarop aan te passen, is nog steeds<br />
een goede meting mogelijk. Dit wordt dan<br />
een actieve antenne die niet in staat is om<br />
energie uit het radioveld te halen of op deze<br />
frequenties te zenden, maar dat is toch niet<br />
nodig. Actieve antennes zijn voor aardse<br />
toepassingen al decennia met groot succes<br />
in gebruik. Ze meten alleen het elektrische<br />
veld van de radiogolven, maar dat bevat alle<br />
benodigde informatie.<br />
De lengte van de antenne heeft een directe<br />
relatie met de ruisvloer van de ontvanger. Die<br />
lengte moet zodanig worden gekozen dat de
uis uit de ruimte hoger is dan die van de ontvanger,<br />
waardoor we het signaal uit de ruimte<br />
kunnen detecteren. Bij Olfar lijkt het erop dat<br />
een antenne van tussen de vijf en tien meter<br />
voldoende is en dat lijkt mechanisch weer<br />
goed haalbaar voor een nanosatelliet.<br />
Een andere uitdaging is hoe de antennes in<br />
drie richtingen te plaatsen zijn. Een eerste ingeving<br />
is om ze precies in het midden van elke<br />
kant van de satelliet te plaatsen. Maar daarmee<br />
komen verschillende problemen naar<br />
voren. Dan moeten er immers op zes plekken<br />
in de satelliet een ontvanger en een uitvouwmechanisme<br />
voor deze antenne komen. Dat<br />
neemt veel ruimte in beslag en beperkt het<br />
plaatsen van zonnecellen en antennes voor<br />
de satelliet-naar-satelliet-communicatie.<br />
Omdat de satelliet toch al niet symmetrisch<br />
is, onderzoeken we op dit moment<br />
een geheel andere aanpak. Uit twee hoeken<br />
van de satelliet worden drie monopolen ontvouwen.<br />
Daarmee zijn er slechts twee plekken<br />
in de satelliet nodig voor aansluitingen.<br />
Een consequentie van deze uitvoering is dat<br />
de dipolen niet meer symmetrisch ten opzichte<br />
van elkaar staan. Dit zal een kalibratieslag<br />
vereisen.<br />
In uitgevouwen toestand moet de antenne<br />
enkele meters lang zijn en ook een<br />
zekere stijfheid bezitten. Voor de lancering<br />
moet het geheel echter juist heel klein zijn.<br />
In de Del-C3-satelliet van de TU Delft is<br />
een standaard meetlint gebruikt. Opgerold<br />
neemt dat een beperkte ruimte in, uitgerold<br />
is de antenne stijf. De Olfar-antennes<br />
zouden hier te lang voor kunnen zijn. Hoewel<br />
dit vooralsnog onduidelijk is en er misschien<br />
een zero-g-vlucht aan te pas moet<br />
komen om echt uitsluitsel te krijgen, is er<br />
als voorzorg een onderzoek gestart naar een<br />
alternatieve antenne met metaal in een Vvorm.<br />
Op dit moment maken we een eerste<br />
prototype dat we gaan onderzoeken op mechanische<br />
en elektrische eigenschappen.<br />
Exotisch alternatief<br />
Een ander project binnen Olfar richt zich op<br />
de sensoren om de positie van de satellieten<br />
vast te stellen. Hierbij gaat het om twee dingen:<br />
de onderlinge plek en de absolute positie<br />
voor navigatiedoeleinden. De relatieve<br />
positie kan de intersatellietcommunicatie<br />
gebruiken: door tijdvertraging en het faseverschil<br />
hiervan te meten, is de onderlinge<br />
afstand te bepalen.<br />
Voor de absolute positie in het heelal zijn<br />
verschillende technieken denkbaar. GPS<br />
werkt ver van de aarde niet. Wel kunnen we<br />
kijken naar andere objecten. Traditioneel<br />
zijn dat sterren aan de hemel. Een camera<br />
met beeldverwerkingsalgoritmes kan hiermee<br />
een schatting maken van de locatie en<br />
de oriëntatie.<br />
Binnen Olfar richten we ons op een exotisch<br />
alternatief. Het lijkt namelijk mogelijk<br />
om objecten in het heelal te gebruiken die<br />
zich gedragen als een soort natuurlijke GPSsatellieten:<br />
pulsars. Dit zijn overblijfselen van<br />
supernova’s die zeer snel om hun as draaien.<br />
Ze zenden daarbij over een heel breed spectrum<br />
een uniek herkenbaar elektromagnetisch<br />
signaal uit met een timing nauwkeuriger<br />
dan die van een atoomklok, van enkele<br />
megahertzen tot aan röntgenstraling. Door<br />
een set bekende pulsars te meten op (ook<br />
weer) lage radiofrequenties, moet het voor<br />
De Olfar-radiotelescoop moet<br />
worden opgebouwd uit een<br />
zwerm nanosatellieten.<br />
een satelliet mogelijk zijn om de positie te bepalen.<br />
Dit idee zal binnenkort verder worden<br />
uitgewerkt binnen een EU-project.<br />
Het aardige is dat pulsarnavigatie, als het<br />
werkend te krijgen is, ook gewoon op aarde<br />
functioneert. Dan krijgt het Olfar-project ineens<br />
een heel interessante spin-o die in het<br />
dagelijks leven als betrouwbare back-up kan<br />
dienen voor de satellietnavigatiesystemen<br />
waar op dit moment veel van afhangt en die<br />
gevoelig zijn voor de grillen van onze zon.<br />
Het lijkt erop dat er voor nanosatellieten<br />
in ieder geval één nuttige wetenschappelijke<br />
toepassing bestaat. Dat is, uitstekend<br />
passend in de Nederlandse traditie, een<br />
radiotelescoop die een tot nu toe ongezien<br />
frequentiegebied ontsluit. Er is op dit moment<br />
geen ander systeem bekend dat eerder<br />
tot resultaten zou kunnen leiden dan<br />
Olfar. Nederland laat hiermee wederom<br />
zien hoe je een krachtige radiotelescoop<br />
bouwt. En wanneer het eerste kleinst denkbare<br />
satellietje de maan bereikt, zullen we<br />
misschien terugdenken aan wat wij vroeger<br />
met kleine scheepjes deden. Winnen!<br />
Wetenschappers Mark Bentum (UT/Astron) en<br />
Chris Verhoeven (TU Delft) leiden het Olfarproject.<br />
Steven Engelen, Raj ilak Rajan en<br />
Alex Budianu doen hun promotieonderzoek en<br />
David Smith is postdoc binnen het project.<br />
Redactie Pieter Edelman<br />
2 | 55
56 | 2<br />
De hemel bestormen<br />
met CMos-beeldsensoren<br />
De sensorervaringen die hij opdeed bij Imec, spin-off Fillfactory en de voortzetting<br />
daarvan onder Cypress-vlag nam Bart Dierickx mee naar zijn eigen bedrijf Caeleste.<br />
De ruimte is een terugkerend thema in de activiteiten van de Antwerpse beeldchipontwerper.<br />
Joost Backus<br />
In bedrijf Caeleste<br />
Mede gestimuleerd door het onderzoek<br />
van Imec lijkt België zich steeds<br />
meer op te werpen als een van de<br />
Europese beeldsensorbolwerken. Ook Caeleste<br />
heeft zijn roots in het Leuvense R&Dcentrum:<br />
medeoprichter Bart Dierickx was<br />
daar als verse doctorandus personeelslid<br />
nummer 74. Met de uithuisplaatsing van de<br />
beeldsensoractiviteiten in 2000 verhuisde<br />
hij mee naar Fillfactory. Een paar jaar later<br />
kwam de spin-o in handen van Cypress,<br />
dat er echter een compleet andere marktvisie<br />
op na hield. ‘Met een groep van veertig<br />
ingenieurs probeerden we daar te concurreren<br />
met bedrijven waar vierhonderd mensen<br />
aan gelijkaardige producten werkten’,<br />
herinnert Dierickx zich.<br />
In 2006 besloot Dierickx met twee compagnons<br />
voor zichzelf te beginnen. Bij een<br />
van hen op zolder, bijna traditie in de hightech,<br />
ontwierpen ze de eerste producten.<br />
Tegenwoordig bewoont Caeleste een heus<br />
kantoor in Antwerpen-Berchem. Twaalf<br />
medewerkers maken daar specialistische<br />
CMos-beeldsensoren, met name voor toepassingen<br />
in de ruimtevaart. De ociële lezing<br />
van de bedrijfsnaam verwijst daarnaar:<br />
caeles is Latijn voor ‘hemel’, de ‘te’ staat<br />
voor ‘technologie’. De oorspronkelijke herkomst<br />
is echter het eveneens Latijnse har-<br />
monia caelestium ‘hemelse harmonie’, dat de<br />
oprichters gewoon leuk vonden klinken.<br />
Zwarte schoenen<br />
De huidige CMos-beeldsensoren zijn grotendeels<br />
gebaseerd op actieve pixeltechnologie.<br />
Binnen in de kleine pixels worden<br />
hierbij fotodetectoren gekoppeld aan een<br />
signaalversterker. Door de versterkers uit te<br />
lezen, ontstaat een digitaal beeld.<br />
Het begon allemaal met de Mos-variant<br />
in 1968. Hier kleefden vele haken en ogen<br />
aan, waaronder hoge ruis, grote variabiliteit<br />
in het productieproces en yield-problemen.<br />
Mos-sensoren werden daardoor jarenlang<br />
gezien als inferieur aan charge-coupled devices<br />
(CCD’s), een in 1970 uitgevonden alternatieve<br />
halfgeleiderpixeltechnologie die de<br />
meeste van deze bezwaren niet kende. Ook<br />
de CMos-opvolgers konden lange tijd niet<br />
tippen aan CCD’s, vertelt Dierickx. ‘Het<br />
signaal van een CCD was zo clean dat het<br />
rechtstreeks op de antenne kon.’<br />
In 1983 kreeg Dierickx als kersverse promovendus<br />
van zijn promotor Gilbert Declerck<br />
de mogelijkheid om te werken aan<br />
ruimtevaartcamera’s. ‘Toen ontdekten we<br />
dat CCD’s niet meer werkten bij lage temperaturen.<br />
Bij 77 kelvin hield het op. Het<br />
lelijke eendje CMos deed het daar echter
prima. CCD’s bleken bovendien niet stralingshard:<br />
in de ruimte gingen ze na een<br />
half jaar stuk. Wederom bracht CMos soelaas.<br />
Zo hebben we gezien hoe CMos de<br />
markt van CCD langzaam is beginnen opeten<br />
langs verschillende kanten.’<br />
Een ander probleem met CCD’s is dat<br />
pixels sequentieel worden uitgelezen, dus<br />
allemaal via één kanaal gaan. Bij hoge<br />
beeldfrequenties wordt dat een bottleneck.<br />
Dit heeft ertoe geleid dat hogesnelheidscamera’s<br />
zijn uitgeweken naar CMos.<br />
‘Daarnaast zorgde de wet van Moore en<br />
de bijbehorende grote verbeteringen en<br />
miniaturisatie van het productieproces<br />
ervoor dat CMos ook bruikbaar werd voor<br />
heel kleine pixels’, vult Dierickx aan. ‘Vandaag<br />
de dag zijn bijna alle beeldsensoren<br />
CMos, behalve voor enkele zeer specieke<br />
high-end toepassingen waar uniformiteit<br />
primordiaal is.’<br />
Voor een goede beeldsensor is het aantal<br />
megapixels helemaal niet zo belangrijk;<br />
het zijn juist de donkerstroom en de ruis<br />
die tellen. ‘We zaten ooit eens om de tafel<br />
met Nokia omdat we onze producten graag<br />
daar wilden wegzetten’, geeft Dierickx een<br />
treend voorbeeld. ‘Die mensen hadden de<br />
‘black shoe under the table’-test, waarbij ze<br />
onder de tafel een plaatje schoten van zwar-<br />
te schoenen. Als ze dan allerlei artefacten<br />
zagen, betekende dat dat de sensor voor hen<br />
niet goed genoeg was. In de mobiele hoek is<br />
een sensor gewoon een commodity.’<br />
Paradepaardje<br />
Al deze ervaringen namen Dierickx en de<br />
zijnen mee naar Caeleste, dat zich juist richt<br />
op de high-end markt. Het bedrijf maakt<br />
bijvoorbeeld golrontsensoren voor de European<br />
Extremely Large Telescope (E-ELT).<br />
Met een hoofdspiegel van 39 meter in doorsnee<br />
wordt dit veruit de grootste optische/<br />
Nir-telescoop ter wereld. Hiervoor heeft<br />
Caeleste een ongewone en uitdagende combinatie<br />
van specicaties opgelegd gekregen:<br />
1760 bij 1760 pixels, elk met een grootte<br />
van 24 bij 24 µm en uitleesfrequenties van<br />
zevenhonderd tot duizend frames per seconde.<br />
De 35 duizend parallelle on-chip<br />
ADC’s spuwen iedere seconde tot dertig<br />
miljard bits uit. Daarbij heeft de sensor een<br />
ultralage ruis van minder dan 2,4 elektronen<br />
en een kwantumeciëntie van bijna<br />
honderd procent.<br />
Een ander gebied waarin Caeleste pioniert,<br />
is het maken van röntgenbeelden<br />
in verschillende energieën, oftewel ‘kleurenröntgen’.<br />
Voor het maken van een medisch<br />
röntgenbeeld worden intensiteiten<br />
Met partner Brainvision brengt<br />
Caeleste een Tof-camera op de markt<br />
voor toepassingen in de automotive,<br />
robotica en eventueel gaming.<br />
gebruikt tussen de tien en honderd kiloelektronvolt.<br />
Koolstof, stikstof en zuurstof<br />
hebben hierbij een andere spectrale<br />
absorptie. Caeleste heeft een beeldsensor<br />
ontwikkeld die de verschillende invallende<br />
fotonen kan tellen en hun energieën kan<br />
bepalen. Hiermee is een plaatje te genereren<br />
dat toont waar vet- en watermassa’s in<br />
het weefsel aanwezig zijn.<br />
Caeleste ontwerpt en patenteert ook<br />
verschillende concepten voor time of ightcamera’s<br />
(Tof). Hiermee zijn bewegingen te<br />
visualiseren. Sinds afgelopen jaar heeft het<br />
bedrijf met partner Brainvision een Tof-camera<br />
op de markt voor toepassingen in de<br />
automotive, robotica en eventueel gaming.<br />
Paradepaardje is een sensor van veertien<br />
bij veertien centimeter, ongeveer het grootste<br />
vierkant dat uit een CMos-wafer met<br />
een diameter van twintig centimeter is te<br />
halen. Deze joekel is bedoeld voor gebruik<br />
in de astronomie en heeft maximaal tien<br />
defecte pixels.<br />
Zo is de ruimte is een terugkerend thema<br />
bij Caeleste. Een zekere fascinatie voor dit<br />
onderwerp kan Dierickx ook niet ontkennen.<br />
‘Ik schep wel eens op dat een van de<br />
IC’s die ik heb ontworpen nu op het oppervlak<br />
van Mars ligt. Er zijn niet zo veel mensen<br />
die dat kunnen zeggen.’<br />
2 | 57
58 | 2<br />
Achtergrond Medisch<br />
In de tweede eeuw van onze jaartelling<br />
beschreef de Griekse arts Galenus hoe<br />
het bloedvatenstelsel via vertakkingen<br />
tot in alle delen van het lichaam doordringt.<br />
De exacte werking ontging hem echter; hij<br />
meende dat aderen en slagaderen twee gescheiden<br />
systemen waren die doodliepen<br />
in de organen. Zijn beschrijving miste een<br />
essentieel element: de haarvaten. Hierdoor<br />
stroomt het bloed door de organen van<br />
de slagaderen naar de aderen. Het zijn ultrajne<br />
vertakkingen die ervoor zorgen dat<br />
een lichaamscel nooit ver weg is van een<br />
bloedvaatje; de kleinste haarvaatjes zijn<br />
nét breed genoeg voor een rode bloedcel, de<br />
zuurstoftransporteurs van het lichaam.<br />
Galenus kon dit allemaal niet bevroeden.<br />
Pas in de zeventiende eeuw kwamen<br />
er microscopen die de haarvaatjes en rode<br />
bloedcellen in beeld konden brengen. De<br />
volgende stap liet minder lang op zich wachten:<br />
eind jaren negentig van de vorige eeuw<br />
ontwikkelde het Amerikaanse bedrijf Cytometrics<br />
een techniek om ze niet-invasief bij<br />
een patiënt aan het bed in beeld te brengen.<br />
‘Het AMC was een van de instellingen die<br />
toen veel onderzoek zijn gaan doen om te<br />
kijken wat daarmee kan’, vertelt Keshen<br />
Mathura, COO van het Amsterdamse bedrije<br />
Microvision. Samen met CEO Jean-<br />
Marc ter Riet startte hij het bedrijf in 2003<br />
als spin-o van het academische ziekenhuis<br />
om de geleerde lessen in te zetten voor een<br />
speciek scenario: bij patiënten op de intensive<br />
care bloedvergiftiging detecteren,<br />
Bloedvatsensor maakt<br />
doorstart op intensive care<br />
Al uren voordat een patiënt er echt ziek van wordt, verraden de haarvaatjes dat<br />
er een bloedvergiftiging gaande is, een levensgevaarlijke situatie voor intensivecarepatiënten.<br />
De sensor van AMC-spin-off Microvision voor deze bloedvaatjes is<br />
hard op weg om tot de standaarduitrusting van het ziekenhuis te behoren.<br />
Pieter Edelman<br />
een levensgevaarlijke situatie die op een<br />
tijdschaal van slechts uren tot ernstige problemen<br />
kan leiden en vaak zelfs tot de dood.<br />
Bloedvergiftiging ontstaat als ziektekiemen<br />
op de een of andere manier – bijvoorbeeld<br />
tijdens een operatie of ernstige verwonding<br />
– binnendringen in de bloedvaten,<br />
normaal gesproken een steriel gebied van<br />
het lichaam. Wanneer ze zich weten te vermenigvuldigen,<br />
kan dat uiteindelijk leiden<br />
tot een dramatische daling van de bloeddruk,<br />
waardoor de organen niet voldoende<br />
zuurstof meer krijgen.<br />
Het lichaam geeft zich echter niet zonder<br />
slag of stoot gewonnen. Op het moment<br />
dat er te weinig bloed is, gaat het prioriteren.<br />
Hart, longen en hersenen móeten simpelweg<br />
altijd voorzien worden. De lever en<br />
nieren eigenlijk ook wel. Maar huid en slijmvliezen?<br />
Die kunnen wel met wat minder<br />
toe. De haarvaatjes krijgen de opdracht om<br />
een beetje samen te knijpen zodat er geen<br />
bloedcellen meer doorheen passen. ‘De patiënt<br />
is daar uiteindelijk niet mee geholpen’,<br />
vertelt Mathura. ‘Maar het is wel al vroeg<br />
waarneembaar, vroeger dan elke andere indicator.<br />
De bloeddruk daalt pas uren later en<br />
dan is de patiënt al ernstig ziek aan het worden.’<br />
Terwijl snel ingrijpen juist cruciaal is.<br />
Kleine föhn<br />
De sensor van Microvision is bedoeld om<br />
dwars door weefsels heen te kijken en een<br />
afbeelding te maken van alleen de rode<br />
bloedcellen. Dat verraadt waar de bloedva-<br />
ten lopen – deze cellen zitten altijd in een<br />
bloedvat. Meegeleverde software meet in<br />
het beeld hun diameter en lengte. Ontbreken<br />
de allerdunste haarvaatjes in het beeld,<br />
dan stromen daar geen rode bloedcellen<br />
door. Een teken aan de wand.<br />
Het principe van de detector is eigenlijk<br />
verrassend simpel. In de basis bestaat hij uit<br />
een microscoop met beeldsensor, die tegen<br />
het weefsel wordt aangedrukt en daar tot<br />
enkele honderden micrometers diep kan kijken.<br />
Om ervoor te zorgen dat de microscoop<br />
alleen de rode bloedcellen in beeld brengt,<br />
is de sensor voorzien van een lichtbron die<br />
speciek is afgestemd op het absorptiespectrum<br />
van hemoglobine: 540 nanometer ofwel<br />
groen. Eigenlijk probeert de sensor de<br />
bloedcellen dus juist niet te zien: door het<br />
ontbreken van teruggekaatst licht worden ze<br />
zwart afgebeeld terwijl de omliggende delen<br />
uniform worden verlicht. ‘We gebruiken het<br />
hemoglobine in de rode bloedcellen als het<br />
ware als contrastmiddel’, legt Ter Riet uit.<br />
De lichtbron ligt als een ring om de microscoop<br />
heen. Hij wordt direct op het<br />
weefsel gedrukt en ligt een beetje teruggetrokken,<br />
waardoor er geen licht direct de<br />
microscoop in lekt. Het enige dat de sensor<br />
ziet, is daarmee het zwakke licht dat uit het<br />
weefsel wordt gereecteerd.<br />
De meting wordt uitgevoerd onder de<br />
tong van de patiënt. ‘Je zou in principe door<br />
de huid heen kunnen kijken, maar die is<br />
vrij dik. Je zou dan een erg sterke lichtbron<br />
moeten gebruiken terwijl het beeld niet
zo goed wordt’, vertelt Mathura. ‘Daarom<br />
moet je de plaatsen gebruiken waar de vaten<br />
vlak onder het oppervlak liggen, zeg maar<br />
de natte plekken.’<br />
Het geheel is gevat in een handheld sensor<br />
met de afmetingen van een kleine föhn.<br />
Op de voorkant wordt voor elke patiënt een<br />
nieuwe steriele wegwerpkap geplaatst, terwijl<br />
de gebruiker aan de achterkant belichting<br />
en focus kan instellen. De sensor is met<br />
een kabel verbonden met een batterij-unit<br />
en een laptop. ‘In een toekomstige uitvoering<br />
zou de meting misschien kunnen worden<br />
geïntegreerd in de handheld unit. Voor<br />
de klinische toepassing is het nu eigenlijk<br />
niet meer nodig om over de videobeelden<br />
te beschikken. Maar we wilden het systeem<br />
in eerste instantie zo open mogelijk maken<br />
zodat onderzoekers over de ruwe meetdata<br />
kunnen beschikken’, verklaart Ter Riet.<br />
Even opletten<br />
De technologie, sidestream dark eld genoemd,<br />
is eigenlijk een doorontwikkeling<br />
van de aanpak van Cytometrics. Het belangrijkste<br />
verschil was dat de Amerikanen<br />
de microscoop en lichtbron niet optisch<br />
van elkaar isoleerden, maar polarisatielters<br />
gebruikten om het directe licht weg te<br />
lteren. Hun pogingen om deze aanpak tot<br />
commercieel succes te brengen, zijn nauw<br />
vervlochten met de ontstaansgeschiedenis<br />
van Microvision. ‘Zij hadden een nogal<br />
ambitieus doel’, aldus Ter Riet. ‘Zij wilden<br />
die technologie inzetten voor het stimule-<br />
ren van bloeddonoren. Want wat bleek nou:<br />
mensen hebben niet zo heel veel moeite<br />
met de dikke naald in hun arm om bloed af<br />
te staan, maar wel met het prikje in hun vingertop<br />
om te bepalen of ze geschikt zijn als<br />
bloeddonor. Cytometrics wilde dat prikje<br />
vervangen door een lichtmeting.’<br />
Ondanks tientallen miljoenen aan venture<br />
capital bleek dat een te harde noot om<br />
te kraken. Het bedrijf kwam in nanciële<br />
problemen en ging uiteindelijk in 2003 over<br />
de kop. Een ramp, vonden Ter Riet en Mathura,<br />
want het was ondertussen duidelijk<br />
geworden dat de technologie op de ic levens<br />
kan redden. ‘Er was destijds een onderzoek<br />
gepubliceerd naar de vernauwing van die<br />
haarvaten. Bij patiënten op de ic bij wie dit<br />
werd waargenomen, was 87 procent 24 uur<br />
later overleden!’, vertelt Mathura.<br />
De mogelijkheid om iets fundamenteels<br />
te verbeteren in de ic-zorg was voor hen<br />
uiteindelijk te groot om te laten liggen. Zij<br />
gingen op zoek naar een techniek die uit het<br />
vaarwater van Cytometrics’ patentportfolio<br />
zou blijven en richtten daaromheen uiteindelijk<br />
een bedrije op, actief en nancieel<br />
gesteund door het AMC. In 2005 kwam de<br />
Microscan-sensor op de markt. ‘De meeste<br />
technologische vernieuwingen op de ic de<br />
afgelopen decennia zijn eigenlijk verbeteringen<br />
van bestaande systemen. Dit is echt wat<br />
nieuws. Maar als wij daar niks mee hadden<br />
gedaan na het faillissement van Cytometrics<br />
was het gewoon blijven liggen’, stelt<br />
Ter Riet. De ultieme bevestiging wat hem<br />
De sensor van Microvision<br />
bestaat uit een microscoop<br />
die rode bloedcellen in de<br />
weefsels onder de tong in<br />
beeld brengt.<br />
Onder groen licht worden rode<br />
objecten zwart. De rode bloedcellen<br />
steken daardoor zwart af<br />
tegen een witte achtergrond.<br />
betreft, kwam op een conferentie bij monde<br />
van de inmiddels overleden arts Max Harry<br />
Weil, die als grondlegger van de hedendaagse<br />
traumazorg wordt beschouwd. ‘Toen wij ons<br />
praatje wilden houden, stond hij op, richtte<br />
zich tot het publiek en zei: ‘Nu moeten jullie<br />
even opletten, want dit is écht wat nieuws.’’<br />
Over aandacht heeft het nu vijfkoppige<br />
bedrijf dan ook niet te klagen. De technologie<br />
staat duidelijk op de agenda van icartsen<br />
wereldwijd en er zijn adviezen in de<br />
maakt om standaard drie keer per dag de<br />
controle toe te passen op alle ic-patiënten.<br />
De technologie is ook in een nieuwe fase terechtgekomen,<br />
vertelt Mathura: ‘In het begin<br />
werden er vooral onderzoeken gepubliceerd<br />
die de eerdere resultaten bevestigen.<br />
Nu zie je veel meer dat er publicaties komen<br />
over wat bepaalde metingen betekenen<br />
voor specieke patiëntgroepen.’<br />
En andere toepassingen, zoals Microvision<br />
zelf ook een alternatieve toepassing<br />
werd voor de Cytometrics-technologie? Er<br />
zijn mogelijkheden zat, maar ze staan niet<br />
echt op de agenda van de oprichters. ‘Er zijn<br />
onderzoeken over een relatie met hartfalen,<br />
en hier bij het AMC was een aio die onze oplossing<br />
gebruikte voor metingen aan wondherstel.<br />
Maar om daar goed in te kunnen<br />
kijken, moet je op de wondrand gaan zitten,<br />
en dat is juist het meest pijnlijke deel’, licht<br />
Mathura toe. ‘Ik schat dat negentig procent<br />
toch wel wordt gebruikt voor de ic. Maar als<br />
iemand vragen heeft, dan helpen we hem<br />
daar uiteraard wel mee.’<br />
2 | 59
60 | 2<br />
Achtergrond Beeldverwerking<br />
Na een periode van marktonderzoek en<br />
investeerders aantrekken ging CMosis<br />
in 2008 echt van start. Sindsdien heeft<br />
het Antwerpse ontwerphuis zijn omzet in<br />
CMos-beeldsensoren elk jaar verdubbeld. De<br />
onderscheidende kenmerken: een global shutter,<br />
een andere manier om de pixelmatrix uit<br />
te lezen en snelle on-chip AD-conversie die<br />
zeer hoge framerates mogelijk maakt.<br />
Tot voor kort bewoog CMosis zich hoofdzakelijk<br />
in industriële markten. Eind vorig<br />
jaar kwam daar verandering in, toen het<br />
een aansprekende samenwerking in de consumentenelektronica<br />
wereldkundig mocht<br />
maken. Oude rot in fotocamera’s Leica heeft<br />
de Antwerpenaren in de arm genomen om<br />
de 24 megapixel CMos-beeldsensor te leveren<br />
voor zijn gloednieuwe M-model.<br />
Streepje voor<br />
Volgens Guy Meynants was Leica speciek<br />
op zoek naar een sensor op het full-frame<br />
35-mm-formaat, met een laag energieverbruik,<br />
een lage ruis en een lage donkerstroom.<br />
‘Zij gebruikten eerst CCD’s’, aldus<br />
de medeoprichter en CTO van CMosis. ‘Een<br />
grote CCD-chip kun je echter niet snel genoeg<br />
klokken om de datastromen te realiseren<br />
die nodig zijn voor HD-videotoepassingen.<br />
Een laag energieverbruik was<br />
belangrijk om te voorkomen dat de sensor<br />
bij deze toepassingen te veel opwarmt.’<br />
Een andere bijzondere eigenschap van de<br />
Leica-camera’s is dat ze spiegelloos zijn, zodat<br />
de lens heel dicht op de sensor zit. ‘Dat<br />
geeft invalshoeken van dertig, veertig graden<br />
of wel meer’, legt Meynants uit. ‘Veel<br />
sensoren kunnen daar slecht mee omgaan.<br />
Onze producent ST kan een heel dunne op-<br />
CMosis en de<br />
renaissance<br />
van een Leica<br />
Het Antwerpse CMosis levert de 24 megapixel<br />
beeldsensor voor de nieuwste<br />
fotocamera van Leica. De samenwerking<br />
met de Duitse maker van hoogwaardige<br />
optische apparatuur liep gesmeerd.<br />
Joost Backus<br />
bouw realiseren: de ‘microlensjes’ van de<br />
pixels staan heel dicht op de bijbehorende<br />
fotodiodes. Dat is een enorm voordeel bij<br />
dergelijke grote invalshoeken.’<br />
Verder heeft CMosis een streepje voor<br />
met zijn zuinige ADC, zijn 14 bit conversiebreedte<br />
en zijn dynamische bereik van<br />
76 dB. ‘Wij gebruiken een techniek waarbij<br />
we twee samples van een pixel twee keer<br />
bemonsteren. Dat draagt bij aan de goede<br />
ruiscijfers. Bij video sommeren we de beeldpunten,<br />
want daar zijn van de 24 megapixels<br />
maar twee megapixels nodig.’ Voor<br />
het digitale deel heeft CMosis control loops<br />
ingebouwd op de chip om het zwartniveau<br />
aan te passen met behulp van zwarte pixels<br />
aan de rand van de pixelmatrix.<br />
Om en om<br />
Leica heeft CMosis veel vrijheid gegeven bij<br />
de ontwikkeling. ‘We wisten goed wat we<br />
aan elkaar hadden’, vertelt Meynants. ‘De<br />
specs stonden in steen gehouwen, de im-<br />
plementatie was aan ons. Bij Amerikaanse<br />
bedrijven is het nog wel eens fuzzy allemaal;<br />
bij Duitsers, maar ook bij Japanners, is er<br />
een soort Gründlichkeit waardoor het jn<br />
samenwerken is.’<br />
De eerste prototypes voor de Leica M<br />
had CMosis al in augustus 2011 gereed, de<br />
tweede in april 2012. ‘Wij zitten vaak op<br />
het tijdkritieke pad: de specs voor de sensor<br />
zijn het laatst klaar, maar de chip moet<br />
doorgaans als eerste worden geleverd om de<br />
ontwikkeling af te kunnen ronden’, aldus<br />
Meynants. ‘Desondanks liep het bij ons vrij<br />
gesmeerd. Alle problemen hebben we gecorrigeerd<br />
via de routing op de chip. We hebben<br />
geen enkele transistor hoeven aanpassen.’<br />
‘Eigenlijk heeft Leica iets unieks gedaan’,<br />
besluit Meynants. ‘Vaak zie je dat generaties<br />
om en om worden geïntroduceerd:<br />
eerst verversen ze de sensor en houden ze<br />
de oude processor, om in een volgende iteratie<br />
ook bij de processor een stap te maken.<br />
Leica heeft in één klap beide vernieuwd.’
Achtergrond Logistiek<br />
In Nederland wordt jaarlijks naar schatting<br />
voor een miljard euro aan voedsel<br />
weggegooid voordat het de klant bereikt.<br />
Zonde, want er is water verbruikt om het<br />
voedsel te verbouwen en er zijn kilometers<br />
gereden om de producten naar het distributiecentrum<br />
te vervoeren. Een gedeelte van<br />
de totale voedselderving is te wijten aan<br />
transport en opslag.<br />
Goederen worden per vrachtwagen, vliegtuig<br />
en andere vervoermiddelen van de<br />
producent naar de gebruiker gebracht via<br />
een netwerk van op- en overslagcentra. Bij<br />
bederfelijke producten moet het klimaat tijdens<br />
het transport worden gereguleerd en<br />
de reis zo kort mogelijk zijn: de koude keten.<br />
Het probleem van bederfelijk voedsel<br />
werd pijnlijk duidelijk in een pilot voor<br />
een Duitse supermarktketen waaraan wij<br />
met Ambient Systems deelnamen. De aardbeien<br />
voor deze retailer worden gekweekt<br />
in Noord-Spanje en na de pluk per vrachtwagen<br />
naar Duitsland vervoerd. Aardbeien<br />
zijn erg gevoelig voor de temperatuur. Tijdens<br />
hun tweedaagse reis kunnen ze het<br />
beste tussen de 2 en 4 graden Celsius worden<br />
gehouden. Deze strikte eisen betekenden<br />
uiteindelijk een groot verlies tijdens het<br />
transport: de distributiecentra en de supermarktvestigingen<br />
gooiden samen rond de<br />
dertig procent van de aardbeien weg.<br />
Het is, zeker voor de eindklant, lastig om<br />
te bepalen waar dit aan ligt. Is de koeling wel<br />
goed ingesteld? Zet de chaueur de koeling<br />
misschien uit om brandstof te besparen?<br />
Een manier om dit boven water te krijgen, is<br />
met de inzet van slimme sensoren, een aanpak<br />
die in de vorige eeuw is bedacht. Mark<br />
Weiser stelde in 1988 dat kleine computers<br />
die overal aanwezig zijn, hetzelfde of misschien<br />
wel meer kunnen bereiken dan één<br />
grote computer. Kristofer Pister deed daar<br />
in 1997 nog een schepje bovenop door te<br />
bedenken dat als deze kleine, simpele computers<br />
ook nog zouden kunnen waarnemen,<br />
er een immens nauwkeurig beeld kan worden<br />
gevormd van allerlei fenomenen.<br />
<strong>Sensoren</strong> bewaken de koude keten<br />
Levensmiddelen, maar ook medicijnen, kunnen bederven als ze tijdens het transport<br />
te warm of te koud worden bewaard. Voor de eindklant betekent dat verspilling,<br />
voor de transporteur kan dat hoge claims tot gevolg hebben. Slimme sensoren<br />
kunnen de goederen onderweg bewaken en gezamenlijk kunnen ze een distributiecentrum<br />
in de gaten houden, vertelt Lodewijk van Hoesel van Ambient Systems.<br />
Lodewijk van Hoesel<br />
Om te beginnen, kan een slimme sensor<br />
meereizen met de goederen. Door sensoren<br />
uit te rusten met communicatiemogelijkheden<br />
en een beetje intelligentie kan<br />
de chaueur direct worden gewaarschuwd<br />
als de temperatuurgrenzen worden overschreden.<br />
Ook kunnen ze dan autonoom de<br />
verwachte houdbaarheid van de goederen<br />
uitrekenen. Zodra de vracht bij het distributiecentrum<br />
aankomt, leggen ze contact<br />
en vertellen ze de retailer welke kratten<br />
er het eerst naar de winkel moeten. In het<br />
aardbeienproject bleken er met deze aanpak<br />
grote besparingen haalbaar.<br />
Best beschikbare route<br />
Interessanter wordt het als de slimme sensoren<br />
volgens de visie van Weiser en Pister<br />
een netwerk gaan vormen om gedistribueerd<br />
de omgeving waar te nemen. Een voorbeeld<br />
hiervan is het distributiecentrum op de<br />
luchthaven van Luxemburg van de Panalpina<br />
Group, een van ’s werelds grootste logistieke<br />
aanbieders. Panalpina gebruikt dit distributiecentrum<br />
om per vliegtuig en per vrachtwagen<br />
temperatuurgevoelige farmaceutische<br />
producten te verzenden – een van de snelst<br />
groeiende segmenten van het bedrijf.<br />
Voor het bewaken van deze medicijnen tijdens<br />
het transport worden eveneens slimme<br />
sensoren ingezet. Het distributiecentrum van<br />
zestigduizend vierkante meter is bovendien<br />
voorzien van 31 routers zodat de sensoren<br />
ook met het distributiecentrum zélf communiceren.<br />
Dankzij de routers kunnen de sensoren<br />
een verbinding leggen met een centrale<br />
computer, die op zijn beurt in contact staat<br />
met het internet. De routers communiceren<br />
onderling via de licentievrije band rond de 2,4<br />
Aardbeien zijn bijzonder gevoelig voor temperatuur tijdens het transport. Meereizende<br />
slimme sensoren kunnen helpen om bederf onderweg te verminderen.<br />
GHz en geven de datapakketten steeds via de<br />
best beschikbare route aan elkaar door totdat<br />
de eindbestemming is bereikt.<br />
Hiermee is het gehele distributiecentrum<br />
redundant bedekt en kan er direct worden<br />
gereageerd op de realtime alarmering van de<br />
sensoren. Tevens zijn temperatuursensoren<br />
geïnstalleerd in bijvoorbeeld koelcellen en<br />
houden weer andere sensoren in de gaten of<br />
de deuren hiervan niet te lang openblijven.<br />
Dankzij het draadloze sensornetwerk<br />
heeft Panalpina van begin tot einde realtime<br />
inzicht in de condities van de goederen die<br />
het verscheept. Hiermee kan het bedrijf<br />
productbederf en hoge claims die daaruit<br />
volgen, voorkomen, en interne bedrijfsprocedures<br />
meetbaar verbeteren. Als extra service<br />
kan de transporteur open met klanten<br />
communiceren over de omstandigheden van<br />
goederen – als een extra aangeboden service.<br />
Lodewijk van Hoesel is CTO van Ambient<br />
Systems.<br />
Redactie Pieter Edelman<br />
2 | 61
62 | 2<br />
Achtergrond Leefomgeving<br />
Net als in andere steden vormt de luchtkwaliteit<br />
in het centrumgebied van<br />
Eindhoven een probleem. Een breed<br />
actieprogramma dat provincie en gemeentes<br />
gezamenlijk uitvoeren om die kwaliteit<br />
te verbeteren, lijkt onvoldoende eectief.<br />
De kans is aanwezig dat het niet gaat lukken<br />
om te voldoen aan de EU-normen, die<br />
mogelijk ook nog eens verder worden aangescherpt.<br />
Het eect van de luchtkwaliteit<br />
op de gezondheid blijkt daarnaast groter<br />
dan gedacht. Bovendien bestaan er onverklaarbare<br />
verschillen tussen de berekende<br />
en de feitelijk gemeten luchtkwaliteit.<br />
Om de luchtkwaliteit eectief te verbeteren,<br />
is meer inzicht nodig in alle relevante<br />
factoren. Dat is precies wat het Aireasluchtmeetsysteem<br />
in Eindhoven kan opleveren.<br />
Dit systeem is een jnmazig netwerk<br />
van sensoren waarmee (ultra)jnstof en<br />
stikstofoxides realtime zijn te meten. Voor<br />
de betrokken partijen kan het tevens als zogeheten<br />
Living Lab fungeren, bijvoorbeeld<br />
ter ondersteuning van wetenschappelijk<br />
onderzoek, technologische innovaties en<br />
de uitvoering van beleidsprogramma’s op<br />
het snijvlak van milieu, gezondheid, verkeer<br />
en economie.<br />
De regie over de implementatie van<br />
het luchtmeetsysteem ligt bij Aireas, een<br />
coöperatieve vereniging die zich richt op<br />
duurzame verbetering van het leefklimaat<br />
met behulp van hightech oplossingen. De<br />
industriële inbreng komt van Imtech ICT<br />
en Philips. De onderzoekspartners zijn<br />
ECN, het Institute for Risk Assessment<br />
Sciences (Iras) van de Universiteit Utrecht<br />
en de faculteit Geo-informatiewetenschappen<br />
en Aardobservatie (ITC) van de Universiteit<br />
Twente. De gemeente Eindhoven<br />
en de provincie Noord-Brabant nemen deel<br />
vanuit de overheid.<br />
Sensorkastjes houden luchtkwaliteit<br />
Eindhoven realtime in de gaten<br />
Sensortechnologie en opensource software gaan een doorslaggevende rol spelen<br />
in verbetering van de luchtkwaliteit in Eindhoven. De stad fungeert vanaf dit voorjaar<br />
als pilot voor een innovatief systeem dat de hoeveelheden (ultra)fijnstof en<br />
stikstofoxides registreert. Projectdeelnemers ECN en Imtech ICT vertellen over de<br />
ontwikkeling van de sensorkastjes en het back-end.<br />
Erik Dierdorp René Otjes Bastiaan Wit Carl Wolff<br />
Amperometer<br />
Doel van het pilotproject is een luchtmeetsysteem<br />
op te zetten dat niet alleen goed<br />
werkt maar ook betaalbaar is, om het meten<br />
van luchtkwaliteit laagdrempelig te maken.<br />
In tegenstelling tot de bestaande oplossingen<br />
moet dit systeem echt realtime en<br />
low-cost worden. We gebruiken vier typen<br />
sensoren: voor jnstof, ultrajnstof, NO x en<br />
ozon. Die voor ultrajnstof is een kant-enklaar<br />
product, ontwikkeld en in het project<br />
ingebracht door Philips Research. Die voor<br />
jnstof, NO x en ozon kopen we in en passen<br />
we met onze eigen kennis aan om de nauwkeurigheid<br />
te verhogen.<br />
Dat laatste is nog een behoorlijke uitdaging.<br />
De EU-regels zijn gebaseerd op metingen<br />
van deeltjes die kleiner zijn dan tien<br />
micrometer (PM 10). Het advies vanuit de<br />
Wereldgezondheidsorganisatie is om nog<br />
jner te meten: op een niveau van PM 2,5.<br />
Met ons systeem halen we al PM 1: we kunnen<br />
deeltjes registreren die kleiner zijn dan<br />
één micrometer. Voor ultrajnstof kunnen<br />
we zelfs tot PM 0,1-niveau gaan.<br />
De ultrajnstofsensor van Philips kan<br />
deeltjes meten met een doorsnee tot een<br />
paar honderd nanometer. Deze hebben<br />
nauwelijks massa maar de aantallen zijn<br />
heel groot. Kern van de sensor is een kanaal<br />
met drie delen, waar lucht doorheen wordt<br />
gezogen. In het eerste deel zit een coronalader,<br />
die een hoge spanning op de lucht<br />
zet. Als gevolg daarvan worden de deeltjes<br />
geladen, de kleinere minder dan de grote.<br />
In deel twee van de sensor passeren ze vervolgens<br />
een elektrisch veld, dat de deeltjes<br />
met een grote lading doet afbuigen naar<br />
een elektrode. De overblijvende nanodeeltjes<br />
gaan in de derde trap door een kooi van<br />
Faraday, waar ze worden afgevangen op een<br />
metalen oppervlak. Een amperometer meet<br />
de stroom die zo wordt opgewekt, wat een<br />
maat is voor het ultrajnstof.<br />
Het jnstof registreren we met een low-cost<br />
optische sensor. De lens die daarin zit, wordt<br />
na verloop van tijd vies. Om die vervuiling te<br />
volgen, hebben we eigen elektronica toegevoegd,<br />
zodat we tijdig weten wanneer we de<br />
sensor moeten vervangen. Daarnaast hebben<br />
we de standaard component uitgebreid<br />
met meet- en regeloplossingen van ECN die<br />
de nauwkeurigheid met ongeveer een factor<br />
tien verbeteren. Alle modicaties doen we in<br />
samenwerking met de fabrikant.<br />
De basis van de NO x -sensor is een elektrochemische<br />
cel in de vorm van een tonnetje,<br />
met aan de bovenkant een teon membraan<br />
waar wel gassen doorheen kunnen maar<br />
geen vloeistoen. Onder dit vlies zitten enkele<br />
vloeistoagen waarin het doorgelaten<br />
stikstofdioxide oxideert tot nitraat (NO 3 – ).<br />
Via drie elektrodes en weer een amperometer<br />
meten we hoeveel elektronen nodig zijn<br />
voor deze omzetting. Die hoeveelheid is een<br />
maat voor het aantal NO 2 -moleculen in de<br />
lucht. Een probleem is dat variaties in luchtvochtigheid<br />
en temperatuur de meting verstoren.<br />
Om hiervoor te compenseren, werkt<br />
ECN nu aan een aanpassing van de sensor.<br />
Gaius<br />
De jnstof-, NO x - en ozonsensor stoppen<br />
we gedrieën in een kastje, samen met alle<br />
meetapparatuur. In totaal krijgt de stad<br />
Eindhoven 35 van zulke Airboxen, dertig<br />
op een vaste plek en vijf mobiel. Daarnaast<br />
komen er vijf extra kastjes met alleen een<br />
ultrajnstofsensor van Philips.<br />
De integratie doet ECN in eigen beheer,<br />
op zelf ontworpen en gelay-oute printplaten.<br />
Om preciezere meetresultaten te verkrijgen,<br />
gebruiken we niet de ingebouwde<br />
digitale uitleesmogelijkheid van de senso-
en maar de analoge, in combinatie met een zelf ontwikkeld algoritme. In<br />
samenwerking met de sensorfabrikanten maken we de meettechniek steeds<br />
geavanceerder en zorgen we ervoor dat er tijdens de levensduur nauwkeurigere<br />
gegevens beschikbaar komen.<br />
De Airbox bevat twee door onszelf geprogrammeerde microcontrollers.<br />
De ene leest de aangesloten sensoren uit en geeft de meetresultaten via een<br />
RS232-verbinding door aan de andere. Die regelt de communicatie met het<br />
modem, dat de gegevens via GPRS naar het back-end stuurt. Daar zorgt Imtech<br />
ICT voor centrale opslag en ontsluiting van de data, zodat de Aireas-partners er<br />
zinvolle informatie uit kunnen aeiden.<br />
Het back-end is een server met versie 6.3 van de Linux-distributie Cent-<br />
OS, waarop het opensource Gaius-systeem van Imtech draait. Dit in Python<br />
gebouwde platform bevat een data-acquisitiemodule om de sensorberichten<br />
te verwerken die via TCP/IP-verbindingen binnenkomen vanuit<br />
het GPRS-netwerk. Gebaseerd op de vorm en inhoud van de berichten<br />
maakt het voor iedere sensor automatisch een tabel aan in de centrale database.<br />
Daarnaast zijn er mechanismen om de bestaande connecties weer<br />
te geven, sensoren te bewaken en de opgeleverde data door menselijke ogen<br />
te laten inspecteren.<br />
Optioneel maakt de acquisitiemodule realtime gebruik van de meetdata<br />
mogelijk. Daartoe biedt hij op 20 Hz draaiende ‘selectoren’ die de aangeboden<br />
gegevens continu analyseren. Bij een plotselinge discrepantie in de data,<br />
bijvoorbeeld een zeer hoge waarde, verstuurt het systeem een mail waarin<br />
staat dat het een afwijking heeft gesignaleerd die correctieve actie behoeft.<br />
De centrale database is gebaseerd op het Hierarchical Data Format (HDF5).<br />
Dit formaat is gemaakt voor grote hoeveelheden gegevens en is zeer eciënt<br />
in opslag en retrieval. Zoals de naam al aangeeft, kan het hiërarchisch georganiseerde<br />
data bevatten, bijvoorbeeld geograsch gegroepeerd op GPSlocatie.<br />
HDF5 wordt veel toegepast in de wetenschappelijke wereld. Python<br />
heeft een eciënte binding met het dataformaat en er zijn verschillende<br />
standaard tools voor beschikbaar, bijvoorbeeld VITables.<br />
Gaius maakt de HDF5-database toegankelijk via het opensource Opendapprotocol,<br />
dat een Hyrax Data Server gebruikt om de meetresultaten over het<br />
internet aan te bieden aan de Aireas-partners. Het protocol bevat inspectiemechanismen<br />
zodat afnemers de aangeboden data kunnen onderzoeken.<br />
Ook zijn er Api’s voor softwarematige ontsluiting via bijvoorbeeld Soap.<br />
Erik Dierdorp en Carl Wol werken bij Imtech ICT, respectievelijk als projectmanager<br />
en senior consultant. René Otjes is wetenschappelijk medewerker bij ECN, Bastiaan<br />
Wit ontwikkelt embedded hardware en software bij het onderzoeksinstituut.<br />
Redactie Nieke Roos<br />
In totaal krijgt de<br />
stad Eindhoven<br />
35 Airbox-kastjes,<br />
dertig op een vaste<br />
plek en vijf mobiel.<br />
1 | 63
64 | 2<br />
Achtergrond Systeemontwerp<br />
Van telefoontjes, tablet-pc’s, thermostaten,<br />
tv’s, sleutels, lantaarnpalen,<br />
tandenborstels, auto’s tot dierenparken,<br />
vrijwel alles dat relevante data kan<br />
genereren, hangt aan het wereldwijde web.<br />
Grotere systemen kunnen de gegevens eenvoudig<br />
via internet ophalen en verwerken,<br />
bijvoorbeeld om waardevolle informatie te<br />
genereren voor de aansturing van complexe<br />
processen of de ondersteuning van commerciële<br />
activiteiten. De behoefte aan sensordata<br />
groeit enorm onder druk van continu<br />
veranderende omstandigheden. Hoe<br />
ontwerp je deze sensornetwerken als je nog<br />
niet precies weet in welke omgeving ze gaan<br />
opereren en welke informatievragen ze in<br />
de toekomst gesteld krijgen?<br />
In verschillende domeinen kijkt TNO naar<br />
de inzet van slimme genetwerkte sensorsystemen.<br />
Ons onderzoek omvat zowel de<br />
denitie van gebruikseisen, de systeemarchitectuur<br />
als de bouw van prototypes en de demonstratie.<br />
Daarbij passen we verschillende<br />
technologieën toe, zoals sensortechnologie,<br />
communicatietechnologie, cloud computing en<br />
kunstmatige intelligentie, en streven we naar<br />
de optimale integratie in een slim systeem<br />
dat optimaal presteert in elke situatie.<br />
Systeemmodel<br />
Voor het ontwerp van een dergelijk slim systeem<br />
zijn verschillende relevante vakgebieden<br />
nodig, zoals draadloze sensornetwerken,<br />
multi-agent-systemen en sensorfusie. Elk<br />
gebied is essentieel voor de oplossing maar<br />
Overkoepelend systeemmodel<br />
maakt slimme sensornetwerken<br />
toekomstbestendig<br />
Er komt een tijd dat al onze spullen aan het internet hangen en zelf kunnen zien,<br />
horen, voelen, meten en zelfs actief taken kunnen uitvoeren. Maar zelfs dan is nog<br />
lang niet alles geregeld. Om alle genetwerkte sensorsystemen optimaal te laten<br />
samenwerken, onder steeds veranderende omstandigheden en doelen, is er een<br />
nieuwe ontwerpbenadering nodig. TNO geeft zijn visie.<br />
Peter Hiemstra Huib Pasman Martin van Rijn Willem van Willigen<br />
doordat ze allemaal een eigen visie op intelligente<br />
systemen hebben, verloopt de onderlinge<br />
interactie vaak stroef. Met kennis en<br />
ervaring opgebouwd in onder meer het defensiedomein<br />
hebben we bij TNO een generiek<br />
verbindend systeemmodel ontwikkeld<br />
dat de verschillende vakgebieden integreert.<br />
Dit model rust op vier pijlers. De eerste<br />
is dat de inschatting en het beheer van situaties<br />
op meerdere niveaus binnen het<br />
systeem kan worden belegd. De tweede is<br />
dat elke specieke systeemfunctie (bijvoorbeeld<br />
detectie, state estimation, herkenning<br />
of tracking) door het netwerk meerdere<br />
gedistribueerde instanties kan hebben. De<br />
derde is dat deze gedistribueerde functies<br />
moeten kunnen beschikken over resources<br />
als rekenkracht, geheugen, communicatie<br />
en energie. De vierde pijler is dat we de<br />
functies kunnen modelleren als interacterende<br />
agents.<br />
Systeemprestaties<br />
In een nieuwe situatie zal het systeem zich<br />
anders moeten gedragen. Er bestaan modellen<br />
en simulatieomgevingen die inzicht geven<br />
in de te verwachten prestaties van een<br />
component zonder deze echt te hoeven implementeren.<br />
Het systeem kan deze analysemodellen<br />
ook zelf gebruiken, runtime, om<br />
de prestaties van zijn componenten onder<br />
nieuwe omstandigheden te evalueren. Op<br />
basis van deze runtime evaluatie kan het in<br />
nieuwe situaties er dan zelf voor kiezen om<br />
bijvoorbeeld een andere sensor, een ander<br />
algoritme of een ander communicatiemiddel<br />
in te zetten voor een specieke taak.<br />
In de huidige aanpak gaan we vaak uit<br />
van constante omstandigheden, waarin<br />
niet alleen beschikbare resources maar ook<br />
het gewenste resultaat vastliggen. Het ontwerpproces<br />
begint dan bij de denitie van<br />
mea sures of eectiveness (MOE’s) voor het<br />
systeem. De systeemarchitect vertaalt deze<br />
vervolgens naar measures of performance<br />
(MOP’s) voor de benodigde systeemfuncties.<br />
Om het systeem echt toekomstbestendig<br />
te maken, heeft het echter weinig zin om<br />
sys teemfuncties te laten voldoen aan van<br />
tevoren vastgestelde MOP’s, bijvoorbeeld afgeleid<br />
uit eerdere simulaties. In plaats daarvan<br />
stellen we dynamische doelen op, uitgedrukt<br />
in utility functions. Voor elke MOE<br />
beschrijven we een top-level utility function<br />
die weer is opgebouwd uit onderliggende<br />
utility functions, de MOP’s. Door voor elke<br />
MOE dynamische doelen af te leiden voor<br />
elke systeemfunctie ontstaat in feite een<br />
sys teem met meerdere agents (systeemfuncties),<br />
die allemaal streven naar een zo goed<br />
mogelijke invulling van hun doel.<br />
Informatiewaarde<br />
Wanneer resources in nieuwe situaties<br />
schaars worden, moet het systeem zelf<br />
kiezen welke sensorinformatie de hoogste<br />
prioriteit krijgt. Een gesloten opzet sluit<br />
interactie met de omgeving en verdere ontwikkelingen<br />
en aanpassingen in de tijd uit.<br />
Het systeem verbetert niet, breidt zich niet
Zijn visie op toekomstbestendige sensornetwerken<br />
heeft TNO onder meer<br />
in de praktijk gebracht bij een project<br />
rond coöperatieve adaptieve cruisecontrol<br />
in auto’s.<br />
uit en past zich dus ook niet aan aan veranderende<br />
behoeftes en situaties. In ons onderzoek<br />
werken we in het overkoepelende<br />
systeemmodel aan een framework waarin<br />
we de waarde van informatie, bijvoorbeeld<br />
een nieuwe sensormeting, op elk moment<br />
kunnen bepalen.<br />
Veelgebruikte maten voor informatiewaarde<br />
zijn entropie, Kullback-Leibler en Shannon.<br />
Deze zeggen echter iets over de informatiedichtheid<br />
en niets over het nut van de<br />
gegenereerde informatie voor het doel van<br />
het systeem. Als een nieuwe sensormeting<br />
bijvoorbeeld de betrouwbaarheid verhoogt<br />
in de snelheidsschatting van een object, maar<br />
het object is onbelangrijk, geeft dit een hogere<br />
informatiedichtheid, terwijl de informatie<br />
niet waardevol is voor het systeem. Een slim<br />
sensorsysteem zal deze informatie dus niet<br />
genereren, verwerken of versturen als er beperkingen<br />
zijn in resources en deze ook voor<br />
belangrijkere taken kunnen worden ingezet.<br />
Omdat systeemgedrag gerelateerd moet zijn<br />
aan eectiviteit, is het nut – de utility – van<br />
informatie hier zo belangrijk.<br />
Veilige afstand<br />
Onze visie hebben we onder meer in de<br />
praktijk gebracht bij een project rond coö-<br />
peratieve adaptieve cruisecontrol (CACC)<br />
in auto’s. De bestaande adaptieve variant<br />
(ACC) kan al automatisch een vaste afstand<br />
tot de voorganger behouden. Wanneer die<br />
echter hard remt, wordt de afstand toch<br />
kleiner, omdat het even duurt voordat de<br />
radarsensor het verschil in afstand meet.<br />
In een genetwerkt sensorsysteem kan de<br />
voorganger via draadloze communicatie<br />
aangeven dat er geremd gáát worden, dus<br />
zijn intentie kenbaar maken, zodat de achterliggende<br />
auto’s gelijktijdig remmen. Als<br />
sensornetwerk kan er een treintje – platoon<br />
– worden gevormd van voertuigen die elkaar<br />
zeer dicht kunnen volgen, alsof er een<br />
trekstang tussen de wagens zit. Dit rijdt<br />
een stuk comfortabeler, mits de veiligheid<br />
is gewaarborgd.<br />
Voor het sensorsysteem zijn de situaties<br />
en de omstandigheden zeer veranderlijk.<br />
Onzekerheden in de datacommunicatie en<br />
de sensormetingen maken het dynamisch<br />
kiezen van een minimale veilige afstand<br />
tussen de auto’s een lastige taak. TNO<br />
heeft hiervoor de Safety Checker ontwikkeld,<br />
die die afstand realtime berekent. Als<br />
bijvoorbeeld de car-to-car-communicatie<br />
problemen geeft, en daarmee de onzekerheid<br />
toeneemt, zal de minimale veilige<br />
afstand tot de voorganger automatisch<br />
worden vergroot, net zoals een menselijke<br />
bestuurder die afstand aanpast wanneer hij<br />
niet zeker is van zijn zaak. Dit maakt een<br />
fail-safe implementatie van coöperatief rijden<br />
mogelijk.<br />
Rijstijlen<br />
We ontwikkelen ook rijstrategieën op basis<br />
van de bestuurdersbehoeftes. Deze behoeftes<br />
lopen uiteen van het zo snel mogelijk op de<br />
plaats van bestemming zijn tot zo comfortabel<br />
mogelijk of zo zuinig mogelijk willen<br />
rijden. Het intelligente sensorsysteem dat<br />
auto’s automatisch kan laten rijden op snelwegen<br />
moet rekening houden met deze dynamische<br />
doelen (MOE’s). Om dat te realiseren,<br />
gebruiken we onder meer multi-objective optimisation.<br />
Deze techniek geeft een hele verzameling<br />
optimale oplossingen, die elk een<br />
unieke afweging maken tussen de verschillende<br />
te optimaliseren doelstellingen.<br />
Daarnaast passen we evolutionary computation<br />
toe. Geïnspireerd door de evolutietheorie<br />
van Darwin werkt deze methode<br />
met populaties van oplossingen, waarin<br />
elk individu een specieke tness (kwaliteit)<br />
heeft. Individuen met een hoge tness<br />
kunnen een kind krijgen dat eigenschappen<br />
heeft van beide ouders en zo nog beter<br />
presteert. In combinatie met multi-objective-methodes<br />
levert deze techniek populaties<br />
van ‘rijstijlen’, die elk een eigen combinatie<br />
van doelstellingen optimaliseren<br />
afhankelijk van de situatie en behoefte.<br />
Peter Hiemstra, Huib Pasman, Martin van Rijn<br />
en Willem van Willigen zijn werkzaam bij TNO<br />
Technical Sciences en dragen daar bij aan het<br />
Adaptive Multi-Sensor Network-programma.<br />
Redactie Nieke Roos<br />
2 | 65
Upgrade to ...<br />
Surgery 4.0<br />
www.hightechsystems.eu
Opinie<br />
Joost Backus beziet de hightech door<br />
een creatieve bril.<br />
De bril van Joost<br />
Hup Hue hup<br />
Ik heb me in het verleden nogal negatief<br />
uitgelaten over Philips, maar de afgelopen<br />
tijd is mijn kijk op het bedrijf iets<br />
ten goede gekeerd. Bij de consumentenelektronicatak<br />
meen ik toch een mooie omslag<br />
te bespeuren. Zo kwam ik het bedrijf afgelopen<br />
kerst tegen in verschillende lijstjes<br />
van coole gadgets: Wired bestempelde de<br />
Bluetooth-boomboxjes van Philips als ‘neat’,<br />
met een ‘great design’ en ‘excellent sound’, de<br />
Econova-tv kreeg raving reviews en de Sonictandenborstels<br />
zijn volgens CNN een musthave<br />
voor reizigers.<br />
Pièce de résistance voor mij is echter de<br />
Hue: een pakket met drie Zigbee-ledlampen<br />
die via het meegeleverde controllertje<br />
zijn te bedienen vanaf een Iphone of<br />
Android-device. Het product is uitsluitend<br />
verkrijgbaar via de Apple Store. Na introductie<br />
schoot de levertijd omhoog naar ongeveer<br />
vijf maanden.<br />
Ik was gelijk enthousiast en heb er meteen<br />
een aangeschaft. En echt: een superding.<br />
Mooie doos, goede uitpak-experience,<br />
werkt direct. Gelikte website en redelijk<br />
doordachte app van Philips waarmee ik de<br />
lampen op kantoor aan en uit kan zetten.<br />
Minpunten? De Nederlandse ‘schrapers’<br />
onder het journaille hebben er – natuurlijk<br />
– een gevonden: de prijs. Ook mijn collega’s<br />
op de redactie vinden het ding te duur, en<br />
bovendien niks nieuws onder de zon. Ik had<br />
de doos nog niet open of ik kreeg al de wind<br />
van voren: wat had ik nu toch weer gekocht?<br />
Ik vind de prijs juist mooi hoog; een mooie<br />
marge voor Philips, zou ik zeggen.<br />
Gelukkig sta ik niet alleen in mijn bewondering.<br />
De Everyhue-webgemeenschap<br />
leeft en de Philips-ontwikkelaars doen gezellig<br />
mee in de ongeveer 250 discussies die<br />
momenteel gaande zijn binnen deze onof-<br />
ciële fanclub. Er zijn zelfs min of meer directe<br />
lijntjes naar de projectleider en de systeemarchitect.<br />
Op 15 maart is er bovendien<br />
een heuse Hue-ontwikkelaarsconferentie op<br />
de High Tech Campus. Daar hebben ze bij<br />
Philips eens een keer goed over nagedacht.<br />
En de community doet meer dan discussiëren.<br />
Iemand heeft bijvoorbeeld een soort<br />
armeluis-Ambilight ontwikkeld. Plaats een<br />
paar Hue-lampen achter je televisie, richt<br />
je Iphone erop et voilà: die analyseert het<br />
tv-beeld en laat de Hue-kleuren dienovereenkomstig<br />
verlopen. Uit Duitsland komt<br />
een geweldig Hue-lichtorgel dat reageert op<br />
de microfoon van je Ipad of Ipod. Op mijn<br />
eigen Mac heb ik Color for Hue staan, ook<br />
ontwikkeld door een derde partij, want aanvankelijk<br />
was er niks voor OS X.<br />
Als ik erover nadenk, zie ik een hele wereld<br />
aan mogelijkheden opengaan. Zigbeekoppelingen<br />
naar stopcontacten, sensoren<br />
via Zigbee, NFC-identicatie via Zigbee,<br />
webtriggers van domotica, integratie met<br />
Hoe gaat Philips hier een<br />
vervolg aan geven?<br />
andere lampen, stereo-installaties, televisies,<br />
thermostaten. Eindelijk een product<br />
van Philips met een mooie marge en een<br />
kansrijke marktpositie dankzij een ecosysteem<br />
dat klanten echt kan vangen.<br />
De grote vraag is hoe Philips hier een vervolg<br />
aan gaat geven. Blijft het bij connected<br />
lampjes? Waarom zijn er nog steeds geen<br />
companion-producten? In de maanden die<br />
er sinds de introductie zijn verstreken, had<br />
het bedrijf de Hue toch allang aan zijn Living<br />
Colors-lijn van van kleur veranderende<br />
verlichting kunnen hangen. Nu moeten we<br />
zelf gaan zitten knutselen.<br />
Als de Hue slechts een gimmick is, dan laat<br />
Philips een enorme kans schieten. Ik zie winkeleigenaar<br />
Apple zomaar aan de haal gaan<br />
met deze en andere domotica-ideeën. Eerst<br />
Philips gebruiken om de markt te testen en<br />
dan bij gebleken succes eigen spullen lanceren<br />
en Philips als een baksteen laten vallen.<br />
Dat laten ze in Eindhoven toch zeker niet<br />
gebeuren? Dit positieve verhaal krijgt toch<br />
zeker geen negatieve wending? Nee toch?<br />
2 | 67
Agenda Trainingen<br />
Comsol Multiphysics<br />
7 maart, Maastricht<br />
12 maart, Zoetermeer<br />
26 maart, Antwerpen<br />
Comsol Multiphysics intensive training<br />
18 en 19 maart, Leuven<br />
15 en 16 april, Zoetermeer<br />
13 en 14 mei, Zoetermeer<br />
AC/DC modeling<br />
20 maart, Zoetermeer<br />
Heat transfer<br />
29 mei, Zoetermeer<br />
Acoustics and structural vibrations<br />
12 juni, Zoetermeer<br />
Electromagnetics modeling<br />
13 juni, Zoetermeer<br />
www.comsol.nl<br />
Introduction to Tcl/TK<br />
4 en 5 maart, Borne<br />
Advanced VHDL<br />
21 en 22 maart, Borne<br />
Professional VHDL (basic course)<br />
17 - 19 april, Borne<br />
Switched-mode power supplies<br />
23 april, Borne<br />
Introduction to Verilog<br />
24 - 26 april, Borne<br />
www.dizain-sync.com<br />
Lean Six Sigma Champion<br />
Start 4 maart, Eindhoven<br />
Lean Six Sigma Black Belt<br />
Start 5 maart, Eindhoven<br />
Start 19 maart, Utrecht<br />
Lean Six Sigma Green to Black Belt<br />
upgrade industrie<br />
Start 14 mei, Eindhoven<br />
Acquisitie van higtechprojecten<br />
Start 16 mei, Eindhoven<br />
www.engenia.nl<br />
Reliability and test<br />
11 maart, Neuchâtel, Zwitserland<br />
Basic introduction to<br />
CMos image sensors<br />
14 en 15 maart, Neuchâtel, Zwitserland<br />
Wafer bonding<br />
22 maart, Lausanne, Zwitserland<br />
Electron microscopy:<br />
recent progress in methodologies<br />
and new applications<br />
12 april, Neuchâtel, Zwitserland<br />
Non-silicon materials for<br />
microsystem technologies<br />
15 april, Karlsruhe, Duitsland<br />
Polymer microfabrication<br />
16 en 17 april, Karlsruhe, Duitsland<br />
Smart materials in robotics and<br />
microtechnology<br />
22 en 23 april, Zürich, Zwitserland<br />
Microsystems in biomedical<br />
engineering and medical products<br />
3 en 4 juni, Zürich, Zwitserland<br />
www.fsrm.ch<br />
Object-oriented analysis and design –<br />
fast track<br />
Start 5 maart, Eindhoven<br />
Signal integrity – workshop<br />
Start 5 maart, Eindhoven<br />
Bits on chips – an introduction<br />
8 maart, Eindhoven<br />
Design of analog electronics –<br />
embedded analog 1<br />
Start 12 maart, Eindhoven/Nijmegen<br />
Design of real-time software –<br />
workshop<br />
Start 18 maart, Eindhoven<br />
68 | 2<br />
Networking<br />
15 april, Eindhoven<br />
Electromagnetic compatibility –<br />
design techniques<br />
Start 22 april, Eindhoven<br />
Level 2: test designer<br />
Start 22 april, Eindhoven<br />
How to deal with the 7 biggest<br />
communication challenges in<br />
innovation and technology<br />
Start 13 mei, Eindhoven<br />
Six thinking hats<br />
Start 13 mei, Eindhoven<br />
www.hightechinstitute.nl<br />
Reliability foundation 1<br />
Start 4 maart, Eindhoven<br />
Projectmanagement masterclass<br />
Start 12 maart, Eindhoven<br />
Design for Six Sigma Black Belt<br />
Start 25 maart, Eindhoven<br />
Design for Six Sigma Green Belt<br />
Start 25 maart, Eindhoven<br />
Six Sigma methodologies<br />
16 april, Eindhoven<br />
Root cause analysis<br />
18 april, Eindhoven<br />
www.holland-innovative.nl<br />
Nanometer scale CMos technology<br />
4 en 5 maart, Leuven<br />
Monte Carlo simulation of radiation<br />
effects in microelectronics<br />
8 maart, Leuven<br />
Sensing the world<br />
with millimeter waves<br />
11 maart, Leuven<br />
Introduction to Cadence-based<br />
full custom design<br />
13 - 15 maart, Leuven<br />
Nanometer CMos ICs<br />
8 - 12 april, Leuven<br />
Summerschool@Imec: ontwerp van<br />
geïntegreerde schakelingen<br />
9 - 12 april, Leuven<br />
Do you get stressed about<br />
chip package integration?<br />
25 april, Leuven<br />
An energy-efficient 2.4 GHz<br />
multistandard transceiver for<br />
personal and body area networks<br />
29 april, Leuven<br />
Nanometer CMos process technology<br />
13 - 17 mei, Leuven<br />
Summerschool@Imec:<br />
VHDL language and design flow<br />
8 - 12 juli, Leuven<br />
www.imec-academy.be<br />
Expedition PCB introduction (V2007)<br />
11 - 13 maart, Almelo<br />
Hyperlynx advanced high-speed PCB<br />
analysis<br />
18 - 20 maart, Almelo<br />
Hyperlynx power integrity analysis<br />
25 en 26 maart, Almelo<br />
Hyperlynx signal integrity analysis<br />
4 en 5 april, Almelo<br />
Library Manager for DXDesigner to<br />
Expedition PCB flow<br />
8 en 9 april, Almelo<br />
Pads logic<br />
15 april, Almelo<br />
Pads router<br />
16 april, Almelo<br />
Pads layout<br />
18 en 19 april, Almelo<br />
Blueprint<br />
22 april, Almelo<br />
Ces fundamentals tips & tricks<br />
24 april, Almelo<br />
www.innofour.com<br />
Matlab fundamentals<br />
5 - 7 maart, Eindhoven<br />
9 - 11 april, Eindhoven<br />
16 - 18 april, Mechelen<br />
Matlab programming techniques<br />
12 en 13 maart, Eindhoven<br />
Signal processing with Matlab<br />
19 en 20 maart, Amsterdam<br />
Simulink for system and<br />
algorithm modeling<br />
19 en 20 maart, Eindhoven<br />
Matlab to C with Matlab Coder<br />
21 en 22 maart, Amsterdam<br />
Image processing with Matlab<br />
23 en 24 april, Eindhoven<br />
Matlab for data processing and<br />
visualisation<br />
14 mei, Eindhoven<br />
Matlab for building<br />
graphical user interfaces<br />
15 mei, Eindhoven<br />
www.mathworks.nl<br />
Design for Six Sigma<br />
Start 5 maart, Eindhoven<br />
Applied optics<br />
Start 7 maart, Eindhoven<br />
High-power leds<br />
Start 7 maart, Eindhoven<br />
Can in de praktijk<br />
Start 13 mei, Utrecht<br />
Start 27 mei, Eindhoven<br />
Object-oriented analysis & design<br />
using UML 2.0<br />
Start 15 mei, Eindhoven<br />
Software engineer empowerment<br />
Start 16 mei, Eindhoven<br />
Procesmatig systemen ontwikkelen<br />
Start 27 mei, Eindhoven<br />
Technisch software testen<br />
Start 29 mei, Eindhoven<br />
Design patterns<br />
Start 5 juni, Eindhoven<br />
www.mikrocentrum.nl<br />
Labview Real-Time 1<br />
4 en 5 maart, Woerden<br />
Labview FPGA<br />
7 en 8 maart, Woerden<br />
Labview core 1<br />
11 - 13 maart, Zaventem<br />
15 - 17 april, Woerden<br />
13 - 15 mei, Zaventem<br />
Labview core 2<br />
14 en 15 maart, Zaventem<br />
18 en 19 april, Woerden<br />
16 en 17 mei, Zaventem<br />
Labview core 3<br />
19 - 21 maart, Woerden<br />
Teststand 1: test development<br />
25 - 27 maart, Zaventem<br />
Data acquisition and<br />
signal conditioning<br />
28 en 29 maart, Zaventem<br />
www.ni.com/netherlands<br />
Vermogenselektronica<br />
advanced topics<br />
Start 22 april, Eindhoven<br />
Hoogspanning 3<br />
Start 26 april, Delft<br />
cursus.paotechniek.nl<br />
Signal and power integrity and<br />
high speed methodology<br />
15 - 17 april, Deurne<br />
www.sintecs.eu<br />
Altium Nanoboard<br />
8 maart, Markelo<br />
12 april, Markelo<br />
Altium Designer advanced<br />
18 maart, Markelo<br />
22 april, Markelo<br />
Altium Designer<br />
25 en 26 maart, Markelo<br />
Leren communiceren in een<br />
technische werkomgeving<br />
28 en 29 maart, Markelo<br />
18 en 19 april, Markelo<br />
www.transfer.nl<br />
Build strong new applications and<br />
business concepts<br />
28 maart, Noordwijk<br />
New products and<br />
innovation management<br />
18 en 19 april, Kruibeke<br />
www.verhaert.com<br />
Commences 13 th May 2013<br />
Eindhoven<br />
Training<br />
How to deal with the 7 biggest<br />
communication challenges in<br />
innovation and technology<br />
Do colleagues say you are too critical or black and white in sending the message?<br />
Is motivating your team taking an awful lot of energy plus time? Do you<br />
wish to increase your influence by<br />
communicating more effectively?<br />
Creating technical solutions is<br />
about making the right technical<br />
choices. However, being successful<br />
as a technician is much<br />
more dependent on being able<br />
to handle the 7 biggest communication<br />
challenges you face. This course is 100 percent practical and hands-on<br />
because we will work with cases directly coming from your personal work. It will<br />
be intense: you will sweat, but you will be challenged and will quickly learn how<br />
to motivate and communicate more successfully to your colleagues and others.<br />
Duration: 4 days + 2 evenings<br />
Course price: 2,990 euros excl. VAT<br />
www.hightechinstitute.nl
MAART<br />
Automatiseren in de agro en food<br />
6 maart, Bleiswijk<br />
www.mikrocentrum.nl<br />
Automotive meets aerospace<br />
7 maart, Helmond<br />
www.automotivenl.com<br />
Hightech meets hightech: innovate<br />
towards a sustainable future<br />
8 maart, Eindhoven<br />
www.holland-innovative.nl<br />
Smart Systems Integration<br />
13 en 14 maart, Amsterdam<br />
www.mesago.de/en/ssi<br />
Rail-Tech Europe<br />
19 - 21 maart, Amsterdam<br />
www.railtech-europe.com<br />
Holland High Tech Event<br />
21 maart, Utrecht<br />
www.htsm.nl<br />
Agenda Events<br />
Empack<br />
27 en 28 maart, ’s-Hertogenbosch<br />
www.easyfairs.com/empack-nl<br />
APRIL<br />
Hannover Messe<br />
8 - 12 april, Hannover, Duitsland<br />
www.hannovermesse.de<br />
Fotonica-evenement<br />
24 en 25 april, Veldhoven<br />
www.fotonica-evenement.nl<br />
High-Tech Systems<br />
24 en 25 april, Eindhoven<br />
Info: events@techwatch.nl<br />
www.hightechsystems.eu<br />
Parallel to the Model-Driven<br />
Development Days 2013, High-Tech<br />
Systems 2013 will be held in the<br />
Klokgebouw, Eindhoven, as well.<br />
24 AND 25<br />
APRIL<br />
2013<br />
KLOKGEBOUW<br />
EINDHOVEN<br />
The Netherlands<br />
M<br />
Model-Driven Development Days<br />
24 en 25 april, Eindhoven<br />
Info: events@techwatch.nl<br />
www.hightech-events.nl/mdd<br />
MEI<br />
MODEL DRIVEN<br />
DEVELOPMENT<br />
DAYS<br />
Sensor + Test 2013<br />
14 - 16 mei, Neurenberg, Duitsland<br />
www.sensor-test.de<br />
Electronics & Automation<br />
28 - 30 mei, Utrecht<br />
www.fhi.nl<br />
M<br />
JUNI<br />
Automotive Congress.NL<br />
11 juni, Eindhoven<br />
www.automotivecongress.nl<br />
Bits&Chips Hardware Conference 2013<br />
12 juni, ’s-Hertogenbosch<br />
Info: events@techwatch.nl<br />
www.hardwareconference.nl<br />
SEPTEMBER<br />
Health & Technology<br />
17 en 18 september, Arnhem<br />
www.hat-event.com<br />
Techwatch organises<br />
OKTOBER<br />
Empack Brussels<br />
2 en 3 oktober, Brussel<br />
www.easyfairs.com/empack-be<br />
NOVEMBER<br />
Bits&Chips 2013<br />
EMBEDDED<br />
SYSTEMS<br />
Bits&Chips 2013 Embedded Systems<br />
7 november, ’s-Hertogenbosch<br />
Info: events@techwatch.nl<br />
www.embedded-systems.nl<br />
MODEL DRIVEN<br />
DEVELOPMENT<br />
DAYS<br />
MDD, a two-day seminar on model-driven development<br />
Modeling and simulation are of increasing importance in the product development process. The tooling is<br />
advancing fast and approaches physical reality. In fact, it is possible to skip physical models or prototypes<br />
in many cases and develop a product or machine first time right. At MDD technicians, technical managers<br />
and decision makers learn the latest news, share experiences and exchange ideas about organising and<br />
managing their development flows.<br />
The conference will oer presentations on finite elements, multi-body dynamics, multi-physics development<br />
methods and simulation as well as model-based software and system development and testing.<br />
Registration open<br />
You can now register for High-Tech Systems 2013. Entrance to the exhibition and conference programme is<br />
free of charge when you register before 19 April 2013.<br />
www.hightech-events.nl/mdd<br />
www.hightech-events.nl/mdd<br />
3 rd<br />
Edition<br />
2 | 69
Electronics<br />
Signal integrity - workshop (SI-WS) Start 5 March 2013 (3 afternoons)<br />
Design of analog electronics - embedded analog 1 (DAE-AE1) Start 12 March 2013 (8 days)<br />
Electromagnetic compatibility – design techniques (EMC-DT) 22 - 26 April 2013 (5 days)<br />
Nanometer CMOS ICs basics (CMOS-Basic) 27 - 29 May 2013 (3 days)<br />
Cooling of electronics (CoE) 29 - 31 May 2013 (3 days)<br />
Discrete-time signal processing (DTSP) Start 9 September 2013 (17 evening sessions)<br />
Electronics for non-electronic engineers (ENE-BSc) Start 9 September 2013 (43 sessions)<br />
Mechatronics<br />
Introduction in ultra high and ultra clean vacuum (UHV1) Start 4 March 2013 (4 days)<br />
Iterative learning control (ILC) 13 and 14 March 2013 (2 days)<br />
Machine vision for mechatronic systems (MVMS) 21 and 22 March 2013 (2 days)<br />
Design for ultra high and ultra clean vacuum (UHV2) Start 8 April 2013 (4 days)<br />
Experimental techniques in mechatronics (ETM) 9 - 11 April 2013 (3 days)<br />
Motion control tuning (MCT) Start 17 April 2013 (6 days)<br />
Design principles basics (DPB) Start 29 May 2013 (5 days)<br />
Mechatronics system design - part 1 (Metron1) 10 - 14 June 2013 (5 days)<br />
Summer school Opto-mechatronics (SSOM) 24 - 28 June 2013 (5 days)<br />
Actuation and power electronics (APE) 23 - 25 September 2013 (3 days)<br />
Advanced motion control (AMC) 7 - 11 October 2013 (5 days)<br />
Metrology and calibration of mechatronic systems (MCMS) 18 and 19 November 2013 (2 days)<br />
Dynamics and modelling (DAM) 25 - 27 November 2013 (3 days)<br />
Optics<br />
Modern optics for optical designers (CMOP) Start 13 September 2013 (28 morning sessions)<br />
Applied optics (AP-OPT) Start 29 October 2013 (15 morning sessions)<br />
Software<br />
Object-oriented analysis and design - fast track (OOAD) Start 5 March 2013 (4 days)<br />
Design of real-time software - workshop (DRTS/WS) 18 - 22 March 2013 (5 days)<br />
System<br />
Level 2: Test designer (STE2) Start 22 April 2013 (10 sessions)<br />
Level 1: System test engineer (STE) Start 2 September 2013 (10 sessions)<br />
System architect(ing) (Sysarch) 4 - 8 November 2013 (5 days)<br />
Tools<br />
Labview: introduction in language and programming 1 (Labview) Spring 2013 (3 days)<br />
Programming in Labview 2 (Labprog) 3 and 4 June 2013 (2 days)<br />
Leadership & Communication<br />
Networking (NETW) 15 April 2013 (1 day)<br />
How to deal with the 7 biggest communication challenges in<br />
innovation and technology (COMC) Start 9 May 2013 (4 days + 2 evenings)<br />
Six thinking hats (6-Hats) 13 and 14 May 2013 (2 days)<br />
Lateral thinking (LATH) 16 and 17 May 2013 (2 days)<br />
Time and work pressure management in innovation (TWP) 30 and 31 May 2013 (2 days + 1 evening)<br />
The art of reviewing (TAR) 17 - 19 June 2013 (3 days + 1 evening)<br />
All training courses take place in Eindhoven (area)
Software<br />
Design of real-time software - workshop<br />
The development of real-time software requires special methods and techniques. In this intensive 5-day course participants<br />
will learn design aspects of real-time (embedded) programs, in particular timeliness and concurrency. This course is<br />
developed for hardware and software engineers, system analysts and designers who develop real-time software in the<br />
area of embedded systems, CAM, laboratories, etc. Prerequisites are experience in software development, knowledge of<br />
the fundamentals of computing science and knowledge of general operating system policies and mechanisms. The training<br />
is a mixture of lectures, discussions and exercises. On the last day there is an intensive interactive workshop to practice<br />
presented techniques.<br />
Course code: DRTS/WS<br />
Location: Eindhoven<br />
Course price: 2,400 euros excl. VAT<br />
Duration: 5 consecutive days<br />
Dates: 18th - 22nd March 2013<br />
Mechatronics<br />
Motion control tuning<br />
Starting with the time domain, the complete basis of control is repeated, placed in a modern framework, validated<br />
experimentally and applied to mechanical servo systems. During the course all aspects of ‘motion control’ are covered,<br />
including the use of feedforward steering. This course is targeted at engineers that are involved in controlled mechanical<br />
servo systems who want to gain more insight into the possibilities and limitations of servo control in an industrial setting.<br />
Participants will have a BSc/MSc degree in electrical or mechanical engineering, mechatronics, physics or equivalent practical<br />
experience, and some basic understanding of servo control.<br />
Course code: MCT<br />
Location: Eindhoven<br />
Price: 4,495 euros excl. VAT<br />
Duration: 6 days in a period of 2 weeks<br />
Dates: commences on 17th April 2013<br />
Electronics<br />
Cooling of electronics<br />
To prevent expensive redesigns and a delayed market introduction, thermal management needs to be part of the design process<br />
right from the start. This course introduces thermal design and cooling of electronic components, modules and systems from an<br />
industrial point of view. This view is relevant for many applications, such as semiconductors, power electronics and, recently,<br />
lighting through the accelerated introduction of LEDs. Two very experienced lecturers teach the participants to solve the<br />
thermal problems they encounter during all levels of the product creation process. Real-life cases obtained from the participants<br />
themselves and prepared by the lecturers are used to demonstrate the application of the course principles during the final day.<br />
Course code: CoE<br />
Location: Eindhoven<br />
Course price: 1,650 euros excl. VAT<br />
Duration: 3 days<br />
Dates: 29th - 31st May 2013<br />
www.hightechinstitute.nl
72 | 2<br />
Wegwijzer Bedrijven in de hightech<br />
DIENSTVERLENING<br />
Alten PTS<br />
Beukenlaan 44<br />
5651 CD Eindhoven<br />
Tel +31 40 2563080<br />
Linie 544<br />
7325 DZ Apeldoorn<br />
Tel +31 55 5486200<br />
Rivium 1e straat 85<br />
2909 LE Capelle aan<br />
den IJssel<br />
Tel +31 10 4637700<br />
info@alten.nl<br />
www.alten.nl<br />
Specialist in FPGA en SoC ontwikkeling<br />
IP ontwikkelingen voor JPEG2000, Video, Video over IP<br />
Crypto, Memory controllers<br />
Barco Silex<br />
Rue du Bosquet 7<br />
1348 Louvain-la-Neuve<br />
Tel +32 10 454904<br />
geert.decorte@barco.com<br />
www.barco-silex.com<br />
VIANEN CIMSOLUTIONS B.V.<br />
BEST Havenweg 24<br />
DEVENTER 4131 NM Vianen<br />
ROTTERDAM Tel +31 347 368100<br />
AMSTERDAM Fax +31 347 373777<br />
GRONINGEN cimsolutions@cimsolutions.nl<br />
DHAKA www.cimsolutions.nl<br />
ENTER BV<br />
Science Park 5001<br />
5692 EB Son<br />
Tel +31 40 2141020<br />
info@enter-group.nl<br />
www.enter-group.nl<br />
ESPRIT ICT Group<br />
Bastion 1-5<br />
5491 AN Sint-Oedenrode<br />
Tel +31 413 271412<br />
info@esprit-it.nl<br />
www.esprit-it.nl<br />
Freelance Technical Automation<br />
Nspyre<br />
Postbus 85066<br />
3508 AB Utrecht<br />
Tel +31 88 8275000<br />
Fax +31 88 8275099<br />
info@nspyre.nl<br />
www.nspyre.nl<br />
Fourtress BV<br />
Meerenakkerplein 20<br />
5652 BJ Eindhoven<br />
Tel +31 40 2661080<br />
Fax +31 40 2661081<br />
info@fourtress.nl<br />
www.fourtress.nl<br />
HIGH TECH SOLUTIONS BV<br />
Linie 506<br />
7325 DZ Apeldoorn<br />
Tel +31 55 3606135<br />
Steenovenweg 1<br />
5708 HN Helmond<br />
info@hightech.nl<br />
www.hightech.nl<br />
ICT Automatisering<br />
Science Park Eindhoven 5006<br />
5692 EA Son<br />
Postbus 6420<br />
5600 HK Eindhoven<br />
Tel +31 40 2669100<br />
Fax + 31 40 2669101<br />
info@ict.nl<br />
www.ict.nl<br />
IT-Staffing Nederland BV<br />
Fultonbaan 2<br />
3439 NE Nieuwegein<br />
Tel +31 30 6001007<br />
Fax +31 30 6001599<br />
bs@it-staffing.nl<br />
www.it-staffing.nl<br />
Regio Midden<br />
Herculesplein 24, Utrecht<br />
Tel +31 88 8275000<br />
Regio Zuid<br />
Dillenburgstraat 25-3, Eindhoven<br />
Tel +31 88 8275100<br />
Regio West<br />
Poortweg 10, Delft<br />
Tel +31 88 8275200<br />
Regio Noord<br />
Zuiderzeelaan 21, Zwolle<br />
Kapteynlaan 17, Leek<br />
Tel +31 88 8275300
DISTRIBUTIE<br />
RS Components<br />
Bingerweg 19<br />
2031 AZ Haarlem<br />
www.rsonline.nl<br />
www.rsonline.be<br />
PROJECTBUREAU<br />
Technolution B.V.<br />
Zuidelijk Halfrond 1<br />
P.O. Box 2013<br />
2800 BD Gouda<br />
Tel +31 182 594000<br />
info@technolution.eu<br />
www.technolution.eu<br />
Technical Software<br />
Tel +31 40 2677100<br />
(Zuid-Nederland)<br />
Tel +31 88 7468928<br />
(Midden- en Noord-Nederland)<br />
Tel +32 14 848718<br />
(België)<br />
Remote Solutions<br />
Tel +31 40 2677100<br />
Electronics<br />
Tel +31 495 633221<br />
Industrial Mathematics<br />
Tel +31 40 7516116<br />
TMC Group<br />
Regio Zuid<br />
Flight Forum 107<br />
5657 DC Eindhoven<br />
Tel +31 40 2392260<br />
Regio Midden/West<br />
Herculesplein 44<br />
3584 AA Utrecht<br />
Tel +31 30 8200518<br />
info@tmc.nl<br />
www.tmc.nl<br />
TOPIC Embedded Systems<br />
Eindhovenseweg 32c<br />
5683 KH Best<br />
Tel +31 499 336979<br />
Fax +31 499 336970<br />
info@topic.nl<br />
www.topic.nl<br />
TOOLS<br />
The MathWorks BV<br />
Dr. Holtroplaan 5b<br />
5652 XR Eindhoven<br />
Tel +31 40 2156700<br />
Fax +31 40 2156710<br />
info@mathworks.nl<br />
www.mathworks.nl<br />
National Instruments<br />
Pompmolenlaan 10<br />
3447 GK Woerden<br />
Tel +31 348 433466<br />
Fax +31 348 430673<br />
info.netherlands@ni.com<br />
netherlands.ni.com<br />
2 | 73
Electronics<br />
Design of analog electronics - embedded analog 1<br />
This course module learns to specify and design the most essential basic functions (amplifiers and analog level shifts) for<br />
interfacing with sensors, actuators, AD and DA converters. It also refreshes, broadens and learns to apply analysis techniques.<br />
The course is developed for designers with little or no experience in analog electronic design. BSc in physics or electrical<br />
engineering or secondary education in electrical engineering with some years of experience in design and engineering of<br />
simple electronic circuits is a prerequisite. Prior knowledge on matrix algebra, complex functions, transformations, stochastic<br />
modeling and network theory is also necessary.<br />
Course code: DAE-AE1<br />
Location: Eindhoven or Nijmegen<br />
Course price: 4,000 euros excl. VAT<br />
Duration: 8 days in a period of 12 to 14 weeks<br />
Dates: commences on 12th March 2013<br />
Mechatronics<br />
Iterative learning control<br />
A completely renewed and extended training course in our mechatronics curriculum is ‘Iterative learning control’ (ILC). Not only<br />
offers the ILC-course the most recent theory, it treats practical issues as well. Participants get the opportunity to gain experience<br />
with developing ‘self learning’ controllers, applying them in industrial mechanical positioning systems and performance<br />
analyses. The course is intented for engineers involved in control systems who want to gain more insight on the possibilities<br />
and limitations of learning control in an industrial setting. Participants already have a Bsc/MSc degree in electrical engineering,<br />
mechanical engineering, mechatronics, physics or equivalent practical experience and must have some basic understanding of<br />
servo control. This course is particularly intended for engineers having followed the course in ‘Motion control tuning’.<br />
Course code: ILC<br />
Location: Eindhoven, TU/e<br />
Course price: 1,490 euros excl. VAT<br />
Duration: 2 consecutive days<br />
Dates: 13th - 14th March 2013<br />
Electronics<br />
Electromagnetic compatibility - design techniques<br />
Electromagnetic compatibility (EMC) often lies on the critical path of the product creation process. In this training course,<br />
guidelines and tools are given to achieve a systematic and cost-effective integration of EMC technology into new electronic<br />
products. In this way, we can prevent delayed market introduction because of EMC problems. The complete EMC training<br />
consists of two parts: lectures and a workshop. The participants can use their own products as test vehicles during the<br />
workshop. The course is intended for electronic designers and EMC quality engineers working in product development,<br />
research, production automation and system engineering. Educational level should be a technical BSc/MSc.<br />
Course code: EMC-DT<br />
Location: Eindhoven<br />
Course price: 2,250 euros excl. VAT<br />
Duration: 5 consecutive days<br />
Dates: 22nd - 26th April 2013<br />
www.hightechinstitute.nl
Colofon<br />
Bits&Chips is een onafhankelijk nieuwsmagazine voor mensen die werken<br />
aan slimme producten en machines. Bits&Chips is een publicatie van<br />
Techwatch bv in Nijmegen.<br />
Snelliusstraat 6 – 6533 NV Nijmegen<br />
tel +31 24 3503532 – fax +31 24 3503533<br />
info@techwatch.nl – www.techwatch.nl<br />
Redactie<br />
Nieke Roos – hoofdredacteur<br />
tel +31 24 3503534 – nieke@techwatch.nl<br />
René Raaijmakers – redacteur<br />
tel +31 24 3503065 – rene@techwatch.nl<br />
Alexander Pil – redacteur<br />
tel +31 24 3504580 – alexander@techwatch.nl<br />
Pieter Edelman – redacteur<br />
tel +31 24 3503534 – pieter@techwatch.nl<br />
Paul van Gerven – redacteur<br />
tel +31 24 3504580 – paul@techwatch.nl<br />
Joost Backus – sales en opinie<br />
tel +31 24 3505028 – joost@techwatch.nl<br />
Vormgeving<br />
Justin López – vormgever<br />
tel +31 24 3503532 – justin@techwatch.nl<br />
Marketing, events en trainingen<br />
Daniëlle Jacobs – marketingmanager<br />
tel +31 24 3505195 – danielle@techwatch.nl<br />
Kim Huijng – salesmanager<br />
tel +31 24 3505195 – kim@techwatch.nl<br />
Marjolein Vissers – sales- en eventcoördinator<br />
tel +31 24 3505544 – marjolein@techwatch.nl<br />
Simone Straten – marketing- en eventcoördinator<br />
tel +31 24 3505544 – simone@techwatch.nl<br />
Ellen Lely – cöordinator trainingen<br />
tel +31 24 8455169 – ellen@techwatch.nl<br />
Katja Hofman – medewerker sales en trainingen<br />
tel +31 24 8455169 – katja@techwatch.nl<br />
Abonnementenadministratie<br />
Leonie Ceelen – officemanager<br />
tel +31 24 3503532 – info@techwatch.nl<br />
Adviseur<br />
Maarten Verboom<br />
Medewerkers<br />
Linda Berends, Ann-Kathrin Falkenberg, Julie Frijstein, Teresa Klawitter,<br />
Sofie van Koningsbruggen, Omar Martina, Imke Okkerman, Leanne Robbertsen,<br />
Kitty Stam, Lisette de Vries<br />
Columnisten en externe auteurs<br />
Mark Bentum, Marc Bisscheroux, Albert-Jan Boonstra, Jeroen Bouwens,<br />
Alex Budianu, Joachim Burghartz, Erik Dierdorp, Fred Dijkstra, Anton Duisterwinkel,<br />
Steven Engelen, Jaco Friedrich, Derk-Jan de Grood, André Gunst, Jos Hegge,<br />
Wim Hendriksen, Peter Hiemstra, Lodewijk van Hoesel, Mathilde van Hulzen,<br />
Jeroen Koëter, Albert Lak, René Otjes, Huib Pasman, Raj Thilak Rajan, Martin van Rijn,<br />
Anton van Rossum, Bram Semeijn, David Smith, René van der Veen, Chris Verhoeven,<br />
Willem van Willigen, Bastiaan Wit, Carl Wolff, Jan Woolderink<br />
Uitgever<br />
René Raaijmakers<br />
tel +31 24 3503065 – rene@techwatch.nl<br />
ISSN 1879-6443<br />
Verantwoordelijk uitgever voor België<br />
René Raaijmakers<br />
Biesheuvelstraat 1<br />
2370 Arendonk, België<br />
Drukkerij<br />
Senefelder Misset, Doetinchem<br />
Abonneren<br />
Abonnement op privéadres: 81 euro<br />
Bedrijfsabonnement: 140 euro<br />
Internationaal abonnement: 210 euro<br />
Studentenabonnement: gratis<br />
Prijzen op jaarbasis en inclusief btw.<br />
Abonnementen lopen van januari tot en met december.<br />
Opzeggen tot uiterlijk één maand voor het verstrijken van de abonnementsperiode.<br />
Studenten en professionals die werken aan slimme producten en machines (zoals<br />
elektronica- en softwareontwerpers, systeemarchitecten, chipdesigners en technisch<br />
managers) kunnen Bits&Chips gratis thuis ontvangen. Vul het aanvraagformulier in op<br />
www.bits-chips.nl. Deze gratis abonnementen zijn beperkt tot België en Nederland.<br />
Losse nummers op aanvraag: 10 euro.<br />
Klachten over bezorging<br />
Heeft u Bits&Chips niet of te laat ontvangen of heeft u andere opmerkingen over de<br />
bezorging? Laat het ons weten. Stuur een e-mail naar info@techwatch.nl.<br />
Adverteren<br />
Advertentietarieven staan vermeld op onze website (www.bits-chips.nl). Wanneer<br />
u op de hoogte gehouden wilt worden van komende thema’s en specials of<br />
voor het reserveren van advertenties, neem dan contact op met de afdeling sales,<br />
tel +31 24 3505544 – sales@techwatch.nl.<br />
Verschijningsdata<br />
1 maart, 29 maart, 26 april, 31 mei, 28 juni, 13 september, 4 oktober, 1 november,<br />
13 december<br />
Copyright<br />
Alle rechten voorbehouden. (c) 2013 Techwatch bv.<br />
Niets uit deze uitgave mag worden verveelvoudigd, opgeslagen in een geautomatiseerd<br />
gegevensbestand of openbaar gemaakt, in enige vorm of op enige wijze, hetzij<br />
elektronisch, mechanisch, door fotokopieën, opnamen of enige andere manier, zonder<br />
voorafgaande toestemming van de uitgever.<br />
Disclaimer<br />
Uitgever en redactie betrachten uiterste zorgvuldigheid bij het maken, samenstellen<br />
en verspreiden van de informatie in Bits&Chips, maar kunnen op geen enkele<br />
wijze instaan voor de juistheid of volledigheid van de informatie. Uitgever en redactie<br />
aanvaarden geen aansprakelijkheid voor schade die zou kunnen ontstaan<br />
als gevolg van de publicatie van informatie in Bits&Chips. Columnisten en externe<br />
medewerkers schrijven op persoonlijke titel. Reacties van lezers vallen buiten de<br />
verantwoordelijkheid van uitgever en redactie. Uitgever en redactie aanvaarden geen<br />
aansprakelijkheid met betrekking tot de inhoud en ondertekening van reacties van<br />
lezers. De redactie behoudt zich het recht voor reacties niet of gedeeltelijk te plaatsen<br />
of te bewerken.<br />
Fotografie<br />
Productfoto’s zijn van fabrikanten, overige foto’s zijn van Techwatch bv (c), tenzij<br />
anders vermeld.<br />
Voorpagina<br />
Foto: Aerophoto Eelde<br />
Volgende keer<br />
Nummer 3 | 29 maart 2013 | Softwaretooling<br />
Software maken is allang geen pure handvaardigheid meer. De gereedschapskist<br />
van de ontwikkelaar puilt uit met hulpmiddelen die zijn werk vergemakkelijken<br />
en de kwaliteit van zijn output optimaliseren. Deze uitgave focust op de state of<br />
the art, van ontwerp via test tot versiebeheer.<br />
Nummer 4 | 26 april 2013 | Beveiliging<br />
Hoe kunnen we onze producten (beter) beschermen tegen kwaadwillenden<br />
die er data of intellectueel eigendom uit willen ontvreemden? Dat is de vraag<br />
die centraal staat in deze uitgave. In een scala aan praktijkverhalen passeren<br />
verschillende beveiligingsoplossingen de revue.<br />
Een interessante bijdrage? nieke@techwatch.nl<br />
Adverteren in deze nummers? sales@techwatch.nl<br />
2 | 75
Innovatief!<br />
Hoe hightech ben jij?<br />
Wil jij bij ICT Automatisering werken aan innovatieve oplossingen?<br />
Innovatie is een mooie graadmeter voor ambitie. De vertical Machine & Systems van<br />
ICT Automatisering wil het verschil maken door de best mogelijke softwareoplossingen<br />
voor de hightech industrie te bouwen. Zonder de passie van onze medewerkers<br />
kunnen wij het verschil niet maken. Daarom biedt ICT Automatisering je een baan<br />
waarin je niet alleen software ontwikkelt, maar ook jezelf.<br />
Kijk op werkenbijict.nl voor de mogelijkheden of neem contact op met Tjitske Hartman, telefoon 06 270 873 58<br />
of recruitment@ict.nl.
Change language