Európai elképzelés a globális ipari termelésben résztvev szakemberek mechatronika témakörben történ továbbképzésér l

(Koncepció) Dr. Gabriele Neugebauer Dipl.-Ing. Matthias Römer Neugebauer und Partner OHG, Németország Európai elképzelés a globális ipari termelésben résztvev szakemberek mechatronika témakörben történ továbbképzésér l EU-project no. DE/08/LLP-LdV/TOI/147110 MINOS++, id tartama 2008-2010 Az Európai Bizottság támogatást nyújtott ennek a projektnek a költségeihez. Ez a kiadvány (közlemény) a szerz nézeteit tükrözi, és az Európai Bizottság nem tehet felel ssé az abban foglaltak bárminem felhasználásért. www.minos-mechatronic.eu

A szakmai anyag elkészítésében és kipróbálásában az alábbi magáncégek és intézmények vettek részt Chemnitz-i M szaki Egyetem, Szerszámgépek és Gyártási Folyamatok Intézete, Németország Projektvezetés Corvinus Egyetem, Informatikai Intézet, Magyarország Stockholm-i Egyetem, Szociológiai Intézet, Svédország Wroclaw-i M szaki Egyetem, Gyártástechnológiai és Automatizálási Intézet, Lengyelország Henschke Consulting Drezda, Németország Christian Stöhr Unternehmensberatung, Németország Neugebauer und Partner OHG Drezda, Németország Korff Isomatic sp.z.o.o. Wroclaw, Lengyelország Euroregionális Ipari és Kereskedelmi Kamara Jelenia Gora, Lengyelország Dunaferr Dunaújváros, Magyarország Knorr-Bremse Kft. Kecskemét, Magyarország Nemzeti Szakképzési Intézet Budapest, Magyarország Tartalom: Jegyzet, munkafüzet és oktatói segédlet az alábbi témakörökhöz Modul 1: Alapismeretek Modul 2: Interkulturális kompetencia, Projektmenedzsment Modul 3: Folyadékok Modul 4: Elektromos meghajtók és vezérlések Modul 5: Mechatronikus komponensek Modul 6: Mechatronikus rendszerek és funkciók Modul 7: Üzembehelyezés, biztonság, teleservice Modul 8: Távkarbantartás és távdiagnosztika Modul 9: Gyors prototípusgyártás Modul 10: Robotika Modul 11: Európai migráció Modul 12: Interfészek További információ: Technische Universität Chemnitz Institut für Werkzeugmaschinen und Produktionsprozesse (Chemnitz-i M szaki Egyetem, Szerszámgépek és Gyártási Folyamatok Intézete) Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Prof. E.h. Dr.-Ing. E.h. Reimund Neugebauer Prof. Dr.-Ing. Dieter Weidlich Reichenhainer Straße 70, 09107 Chemnitz, Deutschland Tel.: +49(0)0371 531-23500 Fax: +49(0)0371 531-23509 Email: wzm@mb.tu-chemnitz.de Internet: www.tu-chemnitz.de/mb/werkzmasch 8

Mechatronika Modul 12: Interfészek Jegyzet Készítették: Dr. Gabriele Neugebauer Dipl.-Ing. Matthias Römer Neugebauer und Partner OHG, Németország EU-Project Nr. 2005-146319,,MINOS, EU-Project Nr. DE/08/LLP-LDV/TOI/147110,,MINOS** Európai elképzelés a globális ipari termelésben résztvev szakemberek mechatronika témakörben történ továbbképzésér l A projektet az Európai Unió a Leonardo da Vinci szakmai továbbképzési akcióterv keretében támogatta. www.tu-chemnitz.de/mb/werkzmasch

1 Interfészek... 11 1.1 Bevezetés... 11 1.2 Elektromos hálózati ellátás... 12 1.2.1 Euró-csatlakozó... 12 1.2.2 Érintésbiztos csatlakozó... 13 1.2.3 Dugók Nagy-Britanniában... 15 1.2.4 Dugók Svájcban... 16 1.2.5 Dugók Észak-Amerikában... 17 1.2.6 Más rendszerek... 18 1.2.7 Csatlakozódugók... 19 1.2.8 Lámpák... 23 1.2.9 Elemek... 25 2 Számítógép interfészek... 27 2.1 Bevezetés... 27 2.1.1 Fogalmak... 28 2.2 Számítógépek küls interfészei... 29 2.2.1 Nyomtatóport... 29 2.2.2 Soros interfész... 31 2.2.3 Billenty zet és egér portok (PS/2)... 33 2.2.4 USB... 35 2.2.5 FireWire... 38 2.3 Monitor portok... 40 2.3.1 VGA... 40 2.3.2 DVI... 42 2.3.3 HDMI... 44 2.3.4 DisplayPort... 45 2.4 Bels interfészek... 46 2.4.1 Tápellátás... 46 2.4.2 ISA-slot... 48 2.4.3 PCI-slot... 49 2.4.4 PCI-Express... 51 2.4.5 Kiegészít funkciók esetén használt további slotok... 52 2.4.6 PCMCIA... 53 2.4.7 Lemezmeghajtó portok és csatlakozások... 54 2.4.8 IDE merevlemez csatlakozása... 56 2.4.9 Soros ATA... 58 2.4.10 esata... 60 2.4.11 SCSI... 61 2.4.12 SAS... 63 2.4.13 RAM slotok... 64 2.4.14 SO-DIMM... 67 2.4.15 Processzor aljzatok... 68 2.5 Audió portok... 70 2.5.1 Analóg audió adatátvitel... 70 2.5.2 Digitális audió jelátvitel... 73 2.6 Videó portok... 74 2.6.1 Kompozit videó... 74 2.6.2 S-videó... 75 2.6.3 SCART... 76 2.6.4 Komponens videó... 77 2.7 Számítógépes hálózati interfészek... 78 9

2.7.1 Ethernet... 78 2.7.2 WLAN... 80 2.7.3 Bluetooth... 82 2.7.4 IrDA... 84 2.8 Telefon és Internet... 85 2.8.1 Analóg telefonok... 85 2.8.2 ISDN... 87 2.8.3 DECT... 88 2.8.4 Mobil telefonok... 89 2.8.5 UMTS... 90 2.8.6 WiMAX... 90 2.8.7 DSL... 91 3 Szoftver interfészek... 92 3.1 Program interfészek... 92 3.2 Internet protokollok... 93 3.3 Univerzális Plug&Play... 94 4 Ember-gép interfészek... 95 4.1 Billenty zet... 95 4.2 Számítógépes egér... 97 4.3 Monitorok... 100 4.3.1 Jelorientált grafikus felhasználói felületek... 100 4.3.2 Grafikus felhasználói felület... 101 4.4 Hang interfészek... 102 4.5 Interfészek tervezése... 103 10

1 Interfészek 1.1 Bevezetés Az interfészekre akkor van szükség, ha különböz rendszereknek kell egymással kommunikálniuk. A magyar nyelv által is átvett angol interface szó latin eredet, és az inter között és a facies szerkezet vagy forma szavakból épül fel. Két rendszer közti kommunikáció kiépítéséhez kompatibilis interfészekre van szükség. Ebb l a szempontból lényegtelen, hogy a rendszeren belül az információ milyen formán kerül feldolgozásra. Az interfészekre számos szabvány vonatkozik, biztosítva így a rendszerek közötti problémamentes kommunikációt. Alapvet en a kommunikáció két csoportját kell megkülönböztetnünk: az eszközök közötti, és az ember és az eszköz közötti kommunikációt. Az els t gép-gép interfésznek, a másodikat ember-gép interfésznek nevezzük. Az interfészek a számítástechnikában is kiemelten fontos szerepet játszanak. A hardver interfészek a számítógépek különböz alkatrészeit kapcsolják össze, amelyek így lehet vé teszik a különböz gyártók termékeinek egyazon rendszeren belüli használatát. A hardver interfészek els sorban elektromos jeleket közvetítenek, azonban a fizikai méreteknek is illeszkedniük kell. A szoftver interfészek a különböz számítógépes szoftvereket kapcsolják öszsze, így pl. egy alkalmazás adatokat cserélhet az operációs rendszerrel. Az interfészek egy speciális csoportja a hálózati interfészek, amelyek a különböz számítógépek egymással folytatott kommunikációját teszik lehet vé. Itt a hardvernek és a szoftvernek is kompatibilisnek kell lennie. Interfészekre az ember és a számítógép közötti kommunikációban is szükség van. Az ilyen felhasználói interfészeknek intuitív kezelhet séget kell biztosítaniuk, hogy a program használatához a lehet legkevesebb képzésre legyen szükség. 11

1.2 Elektromos hálózati ellátás 1.2.1 Euró-csatlakozó A mindennapos interfészek jó példája az elektromos berendezések hálózati csatlakozódugója, amikor a csatlakozót csatlakoztatjuk a falon található aljzathoz. Európában és sok más országban a hálózati feszültség névleges értéke egységesen 230 V, azonban a csatlakozódugók és aljzatok fizikai méretei eltérhetnek. El ször is különbséget kell tennünk a két- és a háromlábú csatlakozódugók között. Az elektromos áram átviteléhez két vezet re van szükség, a harmadik lábat (vezet t) biztonsági okokból használják. Az euró-csatlakozó két lábbal rendelkezik, amelyek enyhén egymás felé hajlanak. Ez biztosítja, hogy a dugó biztonságosan csatlakozik az aljzathoz. A lábak átmér je 4 mm, hosszuknak nagyjából a fele szigetelt. A szigetel m anyag szakasz átmér je kisebb, mint a vezet ké. Az euró-csatlakozók legfeljebb 2,5 A áramer sséget engednek át. Mivel nincs véd vezet, az euró-csatlakozóval rendelkez berendezéseknek rendelkezniük kell véd szigeteléssel. Az euró-csatlakozóval rendelkez eszközök tipikus példái a lámpák és a kis teljesítmény elektromos berendezések. Az euró-csatlakozót keskeny kivitele miatt számos európai országban, köztük Svájcban is használják. 1.1 ábra: Euró-csatlakozó 12

1.2.2 Érintésbiztos csatlakozó Az úgy nevezett érintésbiztos csatlakozók európaszerte igen elterjedtek. Mindkét lábának átmér je 4,8 mm, azaz egy kicsit vastagabb, mint az eurócsatlakozó. A dugó mindkét oldalán biztonsági érintkez felületek találhatók. Az aljzat a megfelel helyeken két érintkez -rugóval rendelkezik. Amikor bedugjuk a dugót, el ször a biztonsági csatlakozó érintkezik, majd csak ezután érintkeznek a dugó vezet i. A kontúrdugasz hasonlóan néz ki, de nem rendelkezik biztonsági érintkez vel. Ezt olyan berendezések esetén használják, amelyek áramfelvétetel meghaladja az euró-csatlakozó által lehet vé tett áramfelvételt. Ilyen berendezés például a porszívó. Az euró-csatlakozóval ellentétben a kontúrdugasz nem minden országban használható, így például Svájcban sem, mivel küls mérete és a lábak vastagsága is nagyobb az euró csatlakozó méreteinél. A kontúrdugasz lábai a nagyobb áteresztend áramer sség miatt vastagabbak, és nem szigeteltek, mivel a szigetelés a hasznos átmér rovására megy. 230 V esetén az érintésbiztos dugók és a kontúrdugaszok akár 16 A-t is vihetnek. 1.2 ábra: Kontúrdugasz és érintésbiztos dugó 13

A francia biztonsági rendszerben a biztonsági érintkez a falból áll ki. Az ilyen aljzatokba csak olyan dugókat lehet bedugni, amelyek rendelkeznek az erre a célra kialakított lyukkal. A dugó oldalán található biztonsági érintkez kkel ellátott csatlakozókat az ilyen biztonsági láb nélküli aljzatokban is be tudjuk dugni, ez azonban tilos, mivel itt a biztonsági véd funkció nem aktív. A francia rendszerben az euró-csatlakozókat, köszönhet en keskeny alakjuknak, gond nélkül használhatjuk. Kontúrdugaszok esetén azonban már szükség van az aljzat biztonsági t je számára kialakított lyukra. A francia rendszerben használt biztonsági pin a dugókat a polaritás megfordításával szemben védi, azaz szemben az euró-csatlakozóval, azt 180 -al elfordítva nem tudjuk bedugni. Ennek el nye, hogy a fali aljzatok megfelel kábelezése esetén az áram alatt álló vezeték mindig a csatlakozó ugyanazon lábához kapcsolódik. Például így az áram alatt álló vezeték mindig az izzó foglalatának mélyen található harmadik érintkez jéhez, és nem a küls érintkez khöz csatlakozik. Manapság a francia rendszer és a biztonsági t nek kialakított lyuk nélküli dugókat már csak ritkán használják. Szinte minden ma használatos biztonsági dugó rendelkezik ezzel a biztonsági vezet höz érintkez lyukkal, így ezek a dugók Franciaországban is használhatók. 1.3 ábra: Érintésbiztos dugó kiegészít biztonsági érintkez vel és a nélkül 14

1.2.3 Dugók Nagy-Britanniában A Nagy-Britanniában használt dugók igen nagyok, az érintkez lábak keresztmetszete pedig négyszöglet. A biztonsági érintkez a két másik lábbal háromszöglet elrendezést alkot. Ezt a dugót a polaritás megfordítása ellen a lábak elrendezése védi, így amikor bedugjuk, a csatlakozó vezeték mindig lefelé irányul majd. Minden dugó védett, mivel Nagy-Britanniában a kábelezés körkörös, azaz vezeték a biztosítódoboztól indul, sorosan összekapcsolja az összes aljzatot, majd visszatér a biztosítódobozhoz. Így egy aljzat két irányból kaphat áramot. Európa más területein inkább a csillag alakú kábelezés az elterjedt. Minden kábel védett, általában 10 vagy 16 A-ig. Ezzel szemben a nagy-britanniai körkábelezés 32 A-es védelemmel rendelkezik, hogy minden fogyasztót megfelel en el tudjon látni árammal. Mivel ez az áramer sség (32 A) az egyes berendezések számára túl nagy, minden berendezés dugójának rendelkeznie kell kiegészít védelemmel. Ez általában 3, 5 vagy 13 A-re van méretezve. 1.4 ábra: Dugó, Nagy-Britannia 15

1.2.4 Dugók Svájcban A svájci dugók nagyon hasonlítanak az euró-csatlakozókra, azonban rendelkeznek egy kiegészít véd -érintkez vel is. Ez az érintkez a két másik érintkez között helyezkedik el, azok vonalától egy kicsit lejjebb. Jóllehet minden láb hossza azonos, bedugáskor mégis a véd -érintkez érintkezik el ször, mivel annak érintkez je az aljzaton kevésbé mély, mint a másik két láb érintkez je. A dugót a polaritás megfordításával szemben a véd -érintkez aszimmetrikus helyzete védi. Az ilyen csatlakozók akár 16 A-t is átengedhetnek, bár a szokásos áramer sség nem haladja meg a 10 A-t. A svájci aljzatokban használhatók az euró-csatlakozók, azonban az érintésbiztos dugók vastagabb lábaik miatt már nem, ráadásul ekkor a véd érintkez sem m ködne. A svájci dugók nagyon helytakarékosak a többi dugórendszerhez képest, ezzel egyidej leg pedig nagyon biztonságosak is. Hasonlóak az IEC (International Electrotechnical Commission, Nemzetközi Elektrotechnikai Bizottság) által 1986-ban létrehozott IEC 60906-1-nek megfelel dugórendszerhez. Az IEC 60906-1 különböz rendszerek el nyeit kombinálja, azonban csak Brazíliában terjedt el igazán. A svájci rendszerhez képest a lábak vastagsága 4 mm helyett 4,5 mm, a biztonsági érintkez pedig a középhelyzett l 5 mm helyett 3 mm-rel tér el. Az euró-csatlakozókat az IEC 60906-1-nek megfelel aljzatokban is használhatjuk. 1.5 ábra: Svájci dugó adapterrel 16

1.2.5 Dugók Észak-Amerikában Az Egyesült Államokban a hálózati feszültség 110 és 127 V között mozoghat, 60 Hz frekvencia mellett, tehát a dugók alakja mellett ezt a tényt sem szabad figyelmen kívül hagyni. Itt is vannak két- és hárompólusú csatlakozók. A kétpólusú csatlakozó érintkez lábai laposak és párhuzamosak. A polaritás megfordítása elleni védelem érdekében az egyik érintkez (a semleges láb) vastagabb a másiknál. A hárompólusú csatlakozók egy további, kerek véd -érintkez vel is rendelkeznek. Mivel ez a véd -érintkez kizárja a polaritás megfordításának lehet ségét, ebben az esetben a lapos érintkez k mérete megegyezik. Az aljzatok a két- és a hárompólusú csatlakozóknak is megfelelnek. Alakjuk lapos, így amikor a dugó nincs bedugva, az áram alatt álló vezet látható, és akár el is érhet. Az érintkez k lapos kialakításból adódóan ezeket a csatlakozókat nagyobb er vel kell bedugni, mint kerek társaikat, és a korábban említett típusokkal ellentétben az aljzat nem is tartja ket biztosan. Másrészr l azonban egy lapos lyukakkal ellátott aljzatba nehezebb idegen tárgyat bedugni, mint a kerek lyukú aljzatokba. 1.6 ábra: Észak-Amerikai dugó 17

1.2.6 Más rendszerek A fent említett csatlakozó típusok mellett más országokban további típusok is el fordulhatnak. Ausztráliában például az érintkez k az amerikai dugókhoz hasonlóan laposak, és lapos a véd -érintkez is. A három láb egy egyenl szárú háromszöget alkot. A két érintkez a véd -érintkez vel 30 -os szöget zár be. A véd -érintkez az aljzat alsó részén található, így a két másik érintkez felfelé néz. Izraelben is hasonló dugókat használnak, itt a két elfordított érintkez V alakot formál, a véd -érintkez vel együtt pedig egy Y-t. Néhány éve a lapos érintkez ket kerek lábakkal helyettesítették, ezért a jelenlegi aljzatok mindkét típussal kompatibilisek. Vannak olyan régi típusú lapos érintkez s aljazok is, amelyek alkalmasak az euró-csatlakozók használatára is. Afrikában és Ázsiában az euró-csatlakozó lábainál közelebb elhelyezked, kerek lábakkal rendelkez csatlakozókat használnak. Ezeket a típusokat használták régen Nagy-Britanniában, így ennek oka történelmi. Mindennek ellenére azonban Dániában is találunk az európai rendszerekkel nem kompatibilis csatlakozókat. Utazáskor érdemes egy adapterkészletet magunkkal vinni. Az ilyen adapterek legegyszer bb funkciója a fizikai méretek kompatibilitásnak biztosítása. Az öszszetettem adapterek már a feszültséget is transzformálják, ezek tehát már transzformátort is tartalmaznak. 1.7 ábra: Utazási adapterkészlet 18

1.2.7 Csatlakozódugók Nem minden elektromos berendezés rendelkezik fix vezetékkel. Sok esetben a vezetéket is csatlakoztatni kell a berendezéshez, mint például a számítógépek képerny i esetén. Ennek el nye, hogy a meghibásodott kábel könnyen kicserélhet. Az ilyen berendezéseket különböz országokban különböz tápkábelekkel használhatjuk. A csatlakozó vezetékek esetén dugóra és csatlakozódugóra is szükség van. A csatlakozódugó a kábelen, a dugó pedig magán a berendezésen helyezkedik el. A csatlakozódugó érintkez ivel szemben a dugó érintkez i láthatók. A csatlakozódugó érintkez inek belül kell elhelyezkedniük, mivel ezek között vannak áram alatt álló érintkez k is. A csatlakozódugók lábai laposak, a biztonsági pin a két másik között helyezkedik el, a középvonaltól egy kicsit feljebb. Kétpólusú csatlakozódugóval csak nagyon ritkán találkozhatunk. 1.8 ábra: Alacsony és magas h mérsékletre tervezett csatlakozódugók 19

Ezek a csatlakozók az alakjukból adódóan védettek a polaritás megfordításával szemben, azonban ez a tulajdonság haszontalan, ha a kábel másik oldalának csatlakozója nem védett kialakítású, azaz például érintésvédett típusú. A csatlakozódugók 10 A-ig képesek áramot átereszteni. Vannak olyan csatlakozódugók is, amelyek mérete nagyobb, és az érintkez lábak 90 -ban el vannak fordítva. Az ilyen csatlakozódugók esetén 16 A-es áramer sség is megengedett. A berendezések nagy része nem, vagy csak kis mértékben melegszik használat közben. Az ilyen eszközök esetén a nem-meleged termékekre tervezett dugókat használhatjuk. Az ilyen dugókat olyan berendezések esetén használhatjuk, amelyek legfeljebb 70 C-ig melegszenek fel. Szerencsére a berendezések nagy része ilyen, például a monitorok is. Azok a berendezések, amelyek a dugó csatlakozóinál akár 120 C-ig is felmelegedhetnek más csatlakozókkal rendelkeznek. Ezek alakja az alsó részen félkörös, így csak az ennek a h mérséklettartománynak megfelel csatlakozókat használhatunk. A 155 C-ig h álló csatlakozók alján két további alakbeli különbség található. Fontos, hogy mindig a megfelel dugót használjuk, bár az alacsonyabb h mérsékletre meleged berendezések esetén természetesen használhatjuk a biztonságosabb, magasabb h mérsékletre tervezett csatlakozókat. 1.9 ábra: Palacsintasüt dugója 20

A csatlakozódugók egy régebbi típusa kerámiából készült. Az ilyen dugókkal régi berendezések esetén találkozhattunk. Ezeket régi alkalmazásaik után palacsintasüt -, vagy vasalódugónak is nevezik. Az ilyen dugókat úgy tervezték, hogy 200 C-os h mérsékleten, vagy rövid ideig még akár magasabb h mérsékleten is m ködjenek. Manapság ez a típus már nincs használatban. Az általános csatlakozódugók 10, 16 és 25 A-es változatban léteznek. Sok esetben beépített kapcsolóval is rendelkeznek. A hordozható számítógépek és más alkalmazások rendelkezhetnek hárompólusú csatlakozóval is. A dugó érintkez it három m anyag cs szigeteli. Ezt a típust az alakjából kifolyólag lóhere-csatlakozónak is nevezik. Az erre a csatlakozótípusra vonatkozó szabványt a DIN VDE 0625, 1. rész, C5 lap tartalmazza. Az áramer sség maximálisan megengedett értéke 2,5 A, az érintkez lábak h mérséklete pedig nem haladhatja meg a 70 C-t. A lóhere-csatlakozó polaritás-megfordítás elleni védelme azonban haszontalanná válik, ha a kábel másik végén nem szintén védett csatlakozó található. 1.10 ábra: Lóhere-csatlakozó 21

Vannak kisebb méret berendezések, amelyek esetén a normál méret csatlakozókábelek dugói túl nagyok. Ilyen esetekben használjuk a kisebb méret csatlakozókat. Az ilyen kisebb csatlakozók bipolárisak, nem rendelkeznek véd érintkez vel. A lapos kialakítású dugó közepén mindkét oldalon egy-egy bemélyedés található, keresztmetszete a 8-as számra hasonlít. A kis csatlakozódugók esetén maximálisan megengedett áramer sség 2,5 A, a h mérséklet pedig nem haladhatja meg a 70 C-t. Vannak olyan kisebb, kis csatlakozódugóval ellátott berendezéseket, amelyek elemr l is m ködtethet k. Ebben az esetben az eszköz csatlakozójának aljzatán egy kapcsoló található, amely kikapcsol, amint a dugót bedugtuk. Ez a kapcsoló kapcsolja ki az elemr l érkez feszültséget. Nagyon kis berendezések rendelkezhetnek még a fentieknél is kisebb csatlakozókkal. Ezek alakja hasonló az el bbihez, de hiányzik a bemélyedés. Az ilyen csatlakozókat gyakran borotvacsatlakozónak is nevezzük, mivel a leggyakrabban borotvák esetén fordulnak el. Itt a maximálisan megengedett áramer sség 0,2 A, a h mérséklet pedig nem haladhatja meg a 70 C-t. 1.11 ábra: Kis csatlakozódugó, és borotvacsatlakozó 22

1.2.8 Lámpák Sok elektromos berendezés vezeték és dugó segítségével csatlakozik a foglalathoz. Elektromos lámpák esetén azonban a felhasználó és a tápellátás között egy további interfészre is szükség van, hiszen meghibásodás esetén a lámpát könnyen ki kell tudnunk cserélni. A leggyakrabban használt lámpatípus az izzólámpa. Ez a lámpa egy menettel rendelkezik, amelyet a lámpafoglalatba kell becsavarni. A menet neve és mérete még Thomas Edison idejéb l származik. Edison volt az els, aki nagy menynyiségben gyártott izzólámpákat. Az izzólámpák a háztartásokban általában E27-es menettel rendelkeznek: ekkor a menet küls kerülete 27 mm. 230 V-os tápfeszültség mellett a lámpák szokásos teljesítménye 40, 60, 75 és 100 W, azonban találhatunk ennél kisebb és nagyobb teljesítmény izzókat is. A 40 és 25 W-os izzók gyakran kisebb, E14-es foglalattal készülnek. Az ilyen izzókat gyakran használják éjjeli lámpákban, alakjuk pedig lehet hosszúkás is. Az ilyen hosszúkás alakú izzókat nevezzük gyertyaizzónak. Az E10-es foglalatot zseblámpák és lampionok esetén alkalmazzák. Az ilyen lámpák általában alacsonyabb tápfeszültségr l m ködnek. A modellez k azonban használnak még ennél kisebb foglalatokat is. Az E27-esnél nagyobb foglalatokat ipari alkalmazások esetén használják, az ilyen lámpák teljesítménye általában már meghaladja a 200 W-ot. 1.12 ábra: E27, E14 és E10 foglalatú izzólámpák 23

Fix lámpafoglalatok esetén a menethez a földelt semleges vezetéket kell csatlakoztatnunk, mivel ebben az esetben a feszültség alatt álló vezeték a lámpa belsejében helyezkedik el, így minimalizálva az emberi érintés valószín ségét. Ez az óvintézkedés azonban haszontalan, ha a vezeték másik végén érintésbiztos dugó található, hiszen ez nem védett a polaritás megfordításával szemben. A megszokott izzólámpa formában nem csak izzókat, hanem halogénlámpákat is készítenek, bár ezek nagy része más foglalattal rendelkezik. A reflektoros kivitel nagyfeszültség halogénlámpák 230 V tápfeszültségr l m ködnek, teljesítményfelvételük 35 vagy 50 W. A megfelel lámpafej jele GU10. A lámpa behelyezéséhez az izzólámpáknál szokásos több teljes fordulat helyett csak egy kis csavarásra van szükség. Ezzel szemben a kisfeszültség halogének két, a lámpatestb l kiálló érintkez vel rendelkeznek, nincs a hagyományos értelemben vett foglalatuk, a lámpatestbe egyszer benyomással lehet ket behelyezni. Autólámpák esetén sok különféle lámpafejet alkalmaznak. Itt az izzó megfelel rögzítése nagyon fontos, hiszen az autó folyamatosan vibrál és mozog, a lámpának viszont nem szabad kilazulnia. Az irányjelz, hátsó- és féklámpák esetén az izzók feje bajonettzáras. A duplavég cs alakú lámpák manapság már nem népszer ek. Az els lámpák foglalatai a fentiekt l eltér ek, és függnek a lámpa típusától: más és más foglalatot alkalmaznak duplaszálas izzó, halogén vagy xenon lámpa esetén. 1.13 ábra: GU10 fejelés és benyomható lámpák 24

1.2.9 Elemek Az elemeket és akkumulátorokat a mobil elektromos berendezések tápellátásához használjuk. Esetükben a méret és a szolgáltatott feszültség fontos paraméter. A következ méreteket különböztetjük meg: mono, baby, mignon és mikro. Ezek mind hengeres alakúak. A fentiek közül a mono elemek a legnagyobbak. Az elemek jelölése szabványfügg. Mignon elemeket kaphatunk R6 ás AA típusként is. A fenti négy elemtípus mind 1,5 V-ot szolgáltat. A régi és kevésbé er s cinkkarbon elemek, és a manapság használt alkáli elemek ugyanakkora feszültséget adnak. További szabványos elemtípus a 9 V-blokk vagy E-blokk. Ez a tégla alakú elem hat különálló hengeres elemb l áll, amelyek összesen 9 V-ot szolgáltatnak. Régebben a laposelem is népszer volt: ez három elemb l áll, összesen 4,5 V- ot ad. A fent említett típusokkal ellentétben ebb l nem készítenek tölthet változatot. A régi, laposelemmel m köd berendezéseket három mignon telepet alkalmazó tölthet elemr l is m ködtethetjük, megfelel adapter alkalmazásával. 1.14 ábra: Mono, mignon, mikro telepek, lítium elemek és gombelemek 25

Az akkumulátorokat gyakran tölthet elemeknek nevezzük. A leggyakoribb típusok a nikkel-kadmium és a nikkel fém-hibrid akkumulátorok. Manapság a nikkelkadmium akkumulátorokat már nemigen használják, mivel a kadmium mérgez. Mindkét típus 1,2 V-ot ad, feszültségük egy kicsit alacsonyabb, mint a hagyományos elemeké. A szolgáltatott feszültség ugyan egy kicsit alacsonyabb, azonban értéke használat közben hosszú id n át állandó marad, miközben a hagyományos elemek feszültsége használat közben folyamatosan csökken. Az elemekre tervezett berendezések tehát nyugodtan üzemeltethet k akkumulátorokról is. A nem tölthet elemek egy másik típusa a lítium elemek. El nye az alacsony önkisülés, amelynek következtében ezek az elemek hosszú élettartammal rendelkeznek. A lítium-elemeket például fényképez gépek vagy kamerák esetén használják. Ebben az esetben az elemek feszültsége 3 V. A lítium-elemeket a számítástechnika és az ipar egyéb területein biztonsági elemként is használják. Ezek feszültsége 3,6 V. A biztonsági elemek feladata, hogy a berendezést a tápfeszültség kiesésekor feszültséggel lássák el. Ezért a lítium elemek élete során a terheletlen állapotbani alacsony önkisülés komoly el ny. A gombelemeket nagyon kisméret, kis teljesítményfelvétel eszközök, például órák, számológépek és hallókészülékek esetén használjuk. A gombelemek nagyon sokfélék lehetnek, a rendelkezésre álló feszültség a telep kémiai összetételét l függ. A cink-leveg cellákat gyakran alkalmazzák hallókészülékekben, feszültségük 1,4 V. Az alkáli és ezüstoxid elemek feszültsége 1,5 és 1,55 V, ezeket órákban használják. A lítium gombelemek feszültsége elérheti a 3 V-ot is, ezeket a terheletlen állapotban való alacsony önkisülésük miatt gyakran biztonsági elemként használják. Az ilyen típusú elemek jelölése a méretükt l függ. A CR bet k után következ els két szám az átmér t (mm-ben), a másik két szám pedig a vastagságot (tized mm-ben) adjak meg. Egy CR2025 gombelem átmér je tehát 20, vastagsága 2,5 mm. 26

2 Számítógép interfészek 2.1 Bevezetés Manapság a számítógépek életünk szerves részévé váltak, azonban komplexitásukból adódóan csak néhány szabványos alkotóelemet tartalmaznak. A megbízható m ködés érdekében ezeknek az alkotóelemeknek kompatibilisnek kell lenniük egymással. Vannak olyan interfészek, amelyeket csak energiaátvitelre használunk, mások ezzel szemben jeleket is közvetítenek. A jelátvitel két alapvet típusát különböztetjük meg. Soros adatátvitel esetén az információ-csomagokat egymás után küldjük. Az információtechnikában az információt bitekben tároljuk, ez az információ legkisebb egysége. A másik adatátviteli forma a párhuzamos adatátvitel. Itt az információ-csomagok több párhuzamos vezetéken, vagy más átviteli csatornán egyszerre küldjük. A számítástechnikában általában egyszerre 8 bitet vagy annak egészszámú többszörösét közvetítjük, azaz egyszerre egy vagy több bájtot küldhetünk. Els ránézésre a párhuzamos módszerrel egyszerre több információt tudunk átadni, mint a soros módszer segítségével. A párhuzamos adatátvitel azonban nem problémamentes, viszont az adatátviteli vezetékek az információt pontosan azonos id ben adják át. Nagyon nagy adatátviteli sebesség, vagy eltér hosszú vezetékek esetén azonban itt is felléphet különbség a jelátviteli id k között. A párhuzamos adatátvitel másik problémája, hogy a különböz adatvezetékek befolyásolhatják egymást, interferencia léphet fel. Ezt nevezzük áthallásnak (a kifejezés a telefonok korai id szakából származik, amikor az egyik vonalon folyó beszélgetés behallatszott a másik vonalon). A soros adatátvitel esetén az egyes biteket az átvitel után ismét bájtokká kell összeállítani. A számítógépek belsejében, ahol a vezetékek rövidek, általában a párhuzamos adatátvitelt alkalmazzák, miközben küls berendezésekhez vezet hosszú vezetékek esetén a soros adatátvitel az elterjedtebb. 27

2.1.1 Fogalmak A baud és a bit/s egységeket gyakran összekeverik. Az egy baud jelentése, hogy egy másodperc alatt egy jelet közvetítünk, ezért ezt jelsebességnek nevezzük. Egy baud azonban több bitet is tartalmazhat. Az adatátvitel sebességét azonban bit/s-ban mérjük. A GigaBit-Ethernet esetén például egy kétvezetékes kábel segítségével 125 MBaudot vihetünk át. Itt minden baud két bitb l áll, azaz az adatátviteli sebesség 250 MBit/s. A GigaBit-es adatátviteli sebességet négy vezetékpár alkalmazásával érjük el. Vegyük észre, hogy az 1 kbit/s adatátvitel sebesség esetén 1000 Bit/s-ot közvetítünk. Ezzel szemben az adathordozó eszközök esetén másképpen számolunk: a tárolókapacitás bináris volta miatt a merevlemezek esetén használt kilobájt egység 1024 bájtból áll. Az ilyen számolás másik alapja, hogy az adattároló egységek a 2 hatványait használják. 1024 bájt pontosan 2 10 bájtnak felel meg. A jobb megkülönböztethet ség kedvéért az 1024 bájtot kibibájtnak is nevezik, bár ez az elnevezés ritkán fordul el. Az egy kilobájt és az egy kibibájt közötti különbség hozzávet legesen 2,5%, azonban a mai egy terrabájtos merevlemezek esetén az egy tebibájttól való eltérés már 10%. Az egy tebibájt átviteléhez szükséges id tehát azonos adatátviteli sebesség mellett kb. 10%-al hosszabb, mint az egy terrabájt átviteléhez igényelt id. Az adatátvitel irányának jelölése szintén fontos. Az egyirányú adatátvitel Simplexnek nevezzük, ekkor az információt csak a megadott irányba közvetítjük. Ilyenek például a rádióadók, ahol az információ mindig csak az adótól a vev felé haladhat. A fél-duplex megnevezés kétirányú adatátvitelt jelöl, azonban a két irányba történ adatátvitel nem egyszerre történik. Az ilyen alternáló adatátvitel az amat r rádiók sajátsága. Full-duplex adatátvitel esetén az információ mindkét irányba egy id ben áramolhat. Ilyenek például a telefonkészülékek. 28

2.2 Számítógépek küls interfészei 2.2.1 Nyomtatóport A régebbi számítógépek a nyomtatók csatlakoztatásához egy speciális, párhuzamos porttal rendelkeznek. Ezt a portot eredetileg CENTRONICS-interfésznek hívták, mivel ez a vállalat gyártotta a nyomtatókat. Ekkor még relatív nagyméret, 36 pines csatlakozókat használtak. Az érintkez k két sorba voltak rendezve, a sorok távolsága 2,2 mm volt. A nyomtatók ma is 36 pines csatlakozókat használnak. Az 1980-as évek eleje óta a számítógép oldalon már 25 pines D alakú csatlakozókat (D-sub-plug) alkalmaznak. Ezek a portok kisebbek, így a soros porttal egy plug-in kártyán is elférnek. A kábelek 18 csavart érpárból állnak. Mivel a 25 pines csatlakozók kevesebb érintkez vel rendelkeznek, a szimpla földel vezetékek részben össze vannak kombinálva. A kábel maximális hossza annak min ségét l függ. Jó min ség kábelek esetén a hossz ne haladja meg az 5 m-t, vannak azonban olyan speciális min ség kábelek is, amelyek 30 m-esek is lehetnek. Egyidej leg 8 vezeték 8 bitet közvetít. A többi vezeték a vezérl jelek számára van fenntartva. Ilyen vezérl jelek az ugrás, a papír vége vagy az adatok validitása. 2.1 ábra: Nyomtatókábel 29