Technischer Fortschritt

Technischer Fortschritt äussert sich oftmals ganz offensichtlich, so verwandelt er zum Beispiel ganze Stereoanlagen, welche früher eine Wohnung wie ein Hausaltar einnahmen, in Apps auf dem Smartphone, anstelle von Musclecars (Pontiac Trans Am) treten selbstfahrende Elektroautos, und in Ländern, welche gemeinhin für den Fortschritt stehen, ist auch schon die Präsidentschaft führerlos.
Es gibt aber auch einen technischen Fortschritt, welcher ziemlich unbemerkt abläuft und uns erst wieder bewusst wird wenn wir angenehme Eigenschaften unbewusst als gegeben annehmen, diese dann aber fehlen.

Als kleines Beispiel dient ein Verstärker zur Erzeugung von Magnetwechselfeldern. Der Verstärker ist einigermassen leistungsstark und vorallem für Dauersignale ausgelegt. Um ihn in einem Prototypenstadium unter Leistung zu testen benötige ich einen Lastwiderstand zur Belastung des Ausgangs des Verstärkers, er wird die abgegebene Leistung in Wärme umsetzen. Im Schrank mit den Leistungswiderständen findet sich gerade nichts passendes, ausser einem ziemlichen Vintage-Teilchen unbekannten Alters, welches zwar nicht ganz passend ist, aber vorübergehend eventuell auch dienen könnte. Allerdings findet sich darauf auch noch eine Belastungsangabe von „max. 15 Ampere“. Das ist etwas zuwenig, also eigentlich eher viel zu wenig, aber eben, ein anderer Widerstand lässt sich in Kürze gerade nicht finden, who cares.

Die Gedankengänge gehen etwa so:

  • Was könnte passieren?
  • Es handelt sich um einen Messwiderstand, da haben sie vielleicht einfach etwas knapp spezifiziert damit er nicht zu heiss und damit unpräzise wird, immerhin ist er recht gross, der wird schon was vertragen.
  • Falls nicht geht er eventuell kaputt, wenn ich’s bemerke werde ich vorher abschalten.

Das ist das Ende des Nachdenkenes und der Anfang des folgenden Geschehens:

Der Widerstand wird montiert, der Verstärker eingeschaltet. Der Strom beträgt vorerst 60 Ampere. Über dem Widerstand steigt merklich warme Luft auf, aber es ist ja nur für kurz und ich werde gleich abschalten.
Ich schalte tatsächlich auch gleich ab, aber vorher passiert noch etwas anderes: Über dem Widerstand steigt nicht nur warme Luft auf, sondern auch  Flammen, er brennt. Und er brennt auch weiter nachdem ich abgeschaltet habe. Damit hatte ich nicht gerechnet, ansonsten hätte ich das Messgeräte (Oszilloskop), welches sich obendran befand, vorher etwas weiter entfernt und das Kabel der Messsonde hätte sich auch nicht unmittelbar über dem brennenden Widerstand befunden.


Rechts im Bild: Feuerchen über dem Widerstand

Die nächsten Schritte:

  • Messsondenkabel mit Schraubenzieher wegschieben, damit es nicht durchschmort.
  • Den brennenden Widerstand ebenfalls etwas nach vorne schieben, damit die Flammen, welche inzwischen grösser werden nicht das Oszilloskop tangieren. Der Widerstand brennt jetzt wenigstens freistehend.
  • Jan bitten, doch schnell ein Bild vom brennenden Widerstand zu machen (Dokumentation ist wichtig, das sagen wir immer …)
  • Handtuch unter den Wasserhahn halten und die Flammen damit ersticken. Die Flammen gehen nicht aus und der Widerstand  hängt immer noch an den Zuleitungskabeln.
  • Genügend grosse Zange finden um die Kabel durchzuschneiden und damit den Widerstand zu fassen und unter den Wasserhahn zu transportieren.
  • Dort lässt sich das Feuerchen jetzt problemlos löschen.


Bild: Die sterblichen Reste des Widerstandes

Welches sind jetzt die fortschrittlichen Eigenschaften, welche hier fehlten? Also mal abgesehen von der leichten Fehleinschätzung meinerseits und dem nicht unmittelbar bereitliegenden Smartphone sind (oder eher waren) dies die Eigenschaften unbrennbar und selbstverlöschend (sinnvollerweise in dieser Reihenfolge). Wenn heute ein Elektrogerät kaputt geht hört es einfach auf zu funktionieren, es wird nicht heiss, brennt nicht, alles völlig unspektakulär und ohne Drama – fertig lustig mit Städte abbrennen, wie dies früher jeweils noch Usus war. Die braven Geräte werden dann als Messgeräte bei Metas wiedergeboren, die bösen als elektronisches Kinderspielzeug.

Gruss
Andreas

Sekunden zählen

Ende zweites Lehrjahr wird mit einer Zwischenprüfung die Grundausbildung abgeschlossen, die weitere Ausbildung wird fortan durch den Lehrbetrieb gestaltet. Für unsere angehenden Elektroniker sind dies zwei Jahre in der Elektronikentwicklung mit kleineren oder auch mal grösseren Projekten.

Ein solche Projekt für unsere beiden Auszubildenden zu Beginn des dritten Lehrjahrs war ein Zähler für unser Verkehrslabor. Dabei handelt es sich um eine Uhr, welche ab einem Startzeitpunkt die Sekunden und Sekundenbruchteile zählt. Diese Zähler werden von unserem Verkehrslabor verwendet um bei Verkehrsüberwachungen zu prüfen, ob zum Beispiel die gemesenen Durchfahrzeiten bei Tunnelüberwachungen korrekt ermittelt wurden, oder auch ob die Orangephase bei einer Verkehrsampel genügend lang war.

Dies hört sich für die Auszubildenden vorerst nach nicht viel Arbeit an, wird sie jedoch (nebst Berufsschule) für fast 1,5 Jahre beschäftigen und durch alle Phasen einer Elektronikentwicklung führen.

Der erste Schritt ist das Verstehen der Aufgabe, Gespräche mit denjenigen, welche das Gerät anschliessend benutzen wollen und das Ausarbeiten eines detailierten technischen Pflichtenhefts. Die Aufgabe erhält dadurch spezifische Anforderungen:

  • Die Ziffern unseres Sekundenzählers müssen gross und sehr hell sein, damit sie im Bild der Überwachungsanlage auch erkennbar sind.
  • Es müssen immer alle Segmente der Ziffern leuchten, bei kommerziellen Uhren leuchten die Segmente in schneller Abfolge eines nach dem andern, damit kann Energie und Elektronik gespart werden und unser Auge ist zu träge um dies zu erkennen, nicht jedoch eine Verkehrskamera, sie würde bei entsprechend kurzer Belichtungszeit nur die zu diesem Zeitpunkt gerade leuchtenden Segmente sehen, die Zeit wäre so nicht ablesbar.
  • Einige Kameras benutzen einen Infrarotblitz um den Autofahrer nicht zu erschrecken. Daraus ergibt sich dann aber auch ein Infrarotbild, Leuchtziffern in Rot oder Grün würden so nicht erkannt. Es muss also auch eine Version geben mit Ziffern, welche für uns unsichtbar im Infrarotbereich leuchten.

Eine spezielle Herausforderung bei der Entwicklung war der Betrieb des Zählers ab einem leistungsfähigen Lithiumionen-Akku. Solche Akkus erfordern aufgrund der hohen gespeicherten Energie besondere Schutzmassnahmen und auch die Ladeschaltung will richtig dimensioniert sein. Das war alles nicht trivial und forderte den Lernenden doch einiges ab. Die folgenden beiden Bilder zeigen zwei Impressionen von Prototypaufbauten, welche während dieser Phase entstanden:

Anschliessend erfolgt die Layouterstellung mittels CAD-System. Um das Gerät möglichst einfach produzieren zu können wurde alles was möglich ist auf einer einzigen Leiterplatte platziert, auf der einen Seite die Anzeigeelemente, in den Zwischenräumen und auf der Rückseite die restliche Elektronik. Derart sind nur wenige Kabelverbindungen notwendig.

Auch die Produktion verlangt etwas Vorbereitung:

  • Materialbestellungen
  • Definieren der Produktionsschritte und der notwendigen Tests während der Produktion.
  • Erstellen der Produktionsdokumentation.
  • Anleiten und Unterstützen der Lernenden im ersten Lehrjahr bei den Löt- und Testarbeiten.

Jetzt folgen noch die Abschlussarbeiten:

  • Die Geräte werden einem Dauertest unterzogen
  • Eine Bedieungsanleitung wird erstellt. Einige Geräte werden im Ausland eingesetzt, die Bediungsanleitung wird deshalb in Englisch geschrieben.
  • Um die Geräte gegebenenfalls später auch reparieren zu können wird kritisches Material, welches später nicht mehr einfach aufzutreiben wäre, in einer soganannten Projektschachtel eingelagert.
  • Die Geräte werden durch die Lernenden ausgeliefert und der entsprechende Dank entgegengenommen.

Bild: Nico und Jan, von den Zählern jeweils auch „Papi“ genannt.

Somit kann man sagen, dass unsere Lernenden mithelfen, dass niemand ungerechtfertigt eine Verkehrsbusse bezahlen muss.

Gruss
Andreas

Ähnlichkeiten

Gelegentlich kommt eine Kiste mit Material zurück, nähmlich wenn jemand mal ein Labor aufgeräumt hat (Selten, aber wahr… 😉 ). So wie heute:

Blogbeitrag_Kiste

Unter anderen Kabeln war auch dieser Taster dabei:

Blogbeitrag_Taster

Mit den aktuellen Ereignissen im Kopf betrachtet sieht dies alleine schon ziemlich verdächtig aus…

Eine weitere Ähnlichkeit: Dynamit-Stäbe und Li-ion-Akkus

LG ICR 18650-HE2 - 2500mAh 3,6V - 3,7V (20A) Lithium Akku

Noch eindeutiger wird es, wenn mehere solche Akkus in einem Akkupack verbunden sind, wie zum Beispiel hier. Vielleicht haben Sie es schon geahnt, aber nun wird beides mit einem Rucksack kombiniert:

Blogbeitrag_Rucksack

Was wir jetzt erhalten, ist schon ziemlich eindeutig…(und mit Humor zu nehmen 😉 ) Damit bei einem Bahnhof herumzulaufen ist nicht eine sehr gute Idee. Ich habe schon nur mit einem Werkzeugkoffer merkwürdige Blicke auf mich gezogen…

Gruss
Raphael

Das hat man jetzt davon….

Im dritten Lehrjahr erhalte ich eine Aufgabe, welche in Form eines alten Geräts daher kommt:

151218_3

Bild: Aufgabenstellung in Form eines leicht angestaubten Geräts.

Meine Aufgabe ist es ein bedienungsfreundlicheres und moderneres Gerät zu entwickeln.

Die Schaltung wird in Teilschaltungen gegliedert und diese einzeln entwickelt und getestet. Anschliessend sind diese zusammen zu fügen, idealerweise sollten sie dann auch als Ganzes noch gut funktionieren.

Ich entwickle eine Temperaturüberwachung für den Hochspannungsverstärker, welcher mit +/- 160 VDC gespiesen ist. Die Schaltung wird aufgebaut und gemessen, neu dimensioniert und wieder gemessen. Bei der Inbetriebnahme merke ich, dass Temperatursensoren nicht so erfreut sind, wenn sie mit einem Heissluftföhn geheizt werden…Ooops. Später stellt sich heraus, dass auch andere Bauelement links und rechts vom Sensor nicht Freude hatten. Nun das gehört wohl zum Entwickeln und man lernt immer dazu.

Weitere Teilschaltungen werden aufgebaut, in Betrieb genommen und anschliessend in ein Gehäuse eingebaut.

151218_2

Bild: Detail des inneren Aufbaus mit Netzteil, Hochspanungsverstärker und Temperaturüberwachung.

151218_1

Bild: Tja, das kommt heraus, wenn ein Lehrling ein Projekt erhält 🙂

Gruss Nico

Offene Lehrstellen

Dies sind unsere Auszubildenenen:

lernende2015

Ganz schön viele finden wir, dabei sind das noch gar nicht alle. Damit dies auch in Zukunft so bleibt bieten wir auch für 2016 Lehrstellen an.

Eine Übersicht und weitere Informationen zu den offenen Lehrstellen finden sich auf unsere Website.

Gruss
Andreas

Schrankschliess-System

Das Bild unten zeigt Materialschränke. Als solche gehören sie der physikalischen Welt an und unterliegen damit folgerichtig auch deren Gesetzmässigkeiten.

3

Eine dieser Gesetzmässigkeiten ist das Prinzip des Ausgleichs, Beispiele mögen dieses Prinzip erläutern: Giessen wir Sirup in ein Glas und schütten wir anschliessend Wasser nach, so sitzen die Sirupmoleküle vorerst am Boden des Glases, werden sich mit der Zeit aber gleichmässig im Wasser verteilen. Auch Gasmoleküle sitzen in einem Behältnis nicht einfach in einer Ecke, sondern verteilen sich bis im Gefäss überall der gleiche Druck herrscht.
Kommen wir zurück zu unserem Schrank. Hier stellen wir fest, dass dieses Prinzip offensichtlich nicht nur für die mikroskopische Welt gilt, sondern auch auf grössere Einheiten anwendbar ist. So findet sich zum Beispiel in einer der obigen Schublade eine erhöhte Dichte von Batterien gegenüber der Aussenwelt. Wie nicht anders zu erwarten wäre baut sich diese Dichte mit der Zeit ab und die Batterien verteilen sich zusehends über das ganze Institut, ganz von selbst wie es scheint, zumindest kriegen wir davon ausser der abnehmenden Anzahl Batterien meist nicht viel mit.
Die Geschwindigkeit mit welcher dieser Ausgleich geschieht wird normalerweise mit einer sogenannten Diffusionskonstante beschrieben, möchten wir den Vorgang etwas verlangsamen wäre der Hebel also bei dieser Konstante anzusetzen.

Bekannterweise ist die Modifikation von Diffusionskonstanten eine der Stärken von Auszubildenden – diese kriegen also den Auftrag, ein Schliesssystem (Was hatten sie erwartet, wie man so eine Konstante ändert?)  für die Schränke und Schubladen zu entwickeln.

Die lernenden Polymechankier und Elekroniker entwarfen ein pneumatisches System, das heisst, die Schliesszylinder arbeiten mit Druckluft:

4

Bild: Schliesszylinder für die Schränke

1

Bild: Schliessmechanismus für die Schubladen.

Gesteuert wird das ganze durch eine programierbare Steuerung von Wago. Über einen Touch-Bildschirm kann der Code zum Öffnen eingegeben werden.

2

Der Code ist übrigens 4148 … tut mir leid, ich höre gerade, der Code wurde inzwischen geändert …

Gruss
Andreas

Lehrstelle für Physiklaborant/in

Für 2016 ist eine Lehrstelle für Laborant/in EFZ Fachrichtung Physik frei.

physiklaborant
Bild: Lernender Physiklaborant

Wenn deine Interessen technischer Natur sind, aber du dich nicht zwischen Elektronik, Optik, Mechanik, Informatik und weitern Berufen entscheiden kannst, weshalb nicht gleich alles und Physiklaborant/in werden. Man gönnt sich sonst ja nichts …

Link zur Stellenausschreibung und weiter nützliche Info: Lehrstelle Physiklaborant/in am METAS

Am 28.August 2015 um 14h00 findet bei uns ein Infonachmittag für diesen Beruf statt, eine Anmeldung ist nicht notwendig.

Eine Beschreibung zum Berufsbild für diesen sehr faszinierenden Beruf findet sich auch hier: Physiklaborant.ch

Gruss
Andreas

Fahrstunden auf LeCroy

Betreffend Werkzeugen und Messgeräten für Lehrlinge mag es verschiedene Ansichten geben. Sicher hingegen ist, angehende Elektroniker mögen modernste Messgeräte, wäre dem nicht so, so wäre wohl etwas falsch mit der Berufswahl.

Entsprechend dürfen unsere Lernenden in der Elektronik an ihrem Arbeitsplatz auch Messgeräte für Arbeiten verwenden, welche gelegentlich für die noch einfache Aufgabe eine kräftige Schuhnummer zu gross sind.

Es gibt jedoch einen Haken an der Sache. Die Lernenden müssen die Geräte nutzen können. Das hat etwas von Ross und Reiter – es kommt darauf an wer oben sitzt. Und nicht selten wächst die Aufgabe auch in dem Masse, wie das Messgerät Möglichkeiten bietet.

Vor kurzen haben wir ein neues Oszilloskop gekauft, 4-Kanäle, 1GHz analoge Bandbreite, hohe Auflösung, sehr tiefe Akquisitionsspeicher, weit über das normale hinausgehende komplexe Triggermöglichkeiten, Datenanalyse, Logikanalyse, Spektrumanalyse, Histogramme … praktisch alles was ein Oszilloskop heute haben kann aber normalerweise nicht hat.

Entsprechend gehört zu diesem Gerät auch ein Tag Schulung durch den Hersteller, es wäre ja schade, würden sich die Features vom glücklichen Neuoszilloskop-Besitzer nicht geliebt fühlen.

lecroy

Die angehenden Elektroniker nahmen an dieser Schulung demzufolge auch Teil. Das ist etwa ähnlich wie Auto-Fahrstunden auf einem Ferrari.
Falls sie bei uns also ins Labor kommen und am Arbeitsplatz der Lernenden ein modernstes Oszilloskop erblicken: Ja, das hat schon seine Richtigkeit.

Gruss
Andreas

Berufslehre oder Gymnasium?

Unter dem Titel Berufslehre oder Gymnasium? beschäftigte sich die NZZ vom 14.Januar mit der Frage nach dem geeigneten Berufsbildungsweg.

Zusammengefasst kann man sagen, dass der gymnasiale Weg oftmals aufgrund falscher Vorstellungen von der Berufslehre eingeschlagen wird.

chemielaborant

Bild: Lernender Chemielaborant

Der Artikel kommt dann auch zu folgendem Schluss:

Für intellektuell leistungsfähige Jugendliche, die sich für die Lehre entscheiden, empfiehlt sich aber eine intellektuell herausfordernde Lehre sowie die Berufsmatur; zusammen ist dies mindestens so anspruchsvoll wie ein Gymnasium und lässt alle Studienwege offen. Gemäss einschlägigen Einteilungen gehören zum Beispiel Elektroniker, Kauffrau, Informatiker, Grafiker, Medizinlaborant, Polymechaniker und Mediamatiker (nebst vielen mehr) zu den intellektuell anforderungsreichen Berufen.

Ersetzt man in dieser Liste Grafiker und Medizinlaborant durch Chemielaborant und Physiklaborant, so entspricht dies den von uns angebotenen Lehrstellen.

In der gleichen Ausgabe erschien auch ein lesenswertes Interview mit dem Titel Das Kind soll sich gemäss seinen Neigungen entscheiden.

Gruss
Andreas

Vakuum-Flammenfressermotor

Gelegentlich hat man grad so ein wenig Zeit und dann macht man etwas fürs Gemüt. Früher waren das so Sachen wie Drachentöten, heute geht es etwas weniger martialisch, Flammenfressen.

Schon zu Beginn der Polymechanikerausbildung begannen wir (Pascal, Adrian, Kyra) erste Teile für den Flammenfresser nach einem Bauplan, welchen wir vom Chef erhalten hatten, herzustellen.
Im Laufe von 2 1/2-Jahren entstanden Kolben, Zylinder, Schwungrad und all die anderen Teile (inklusive der Kanne) für den Motor:

Alle Teile wurden von A-Z selbst hergestellt. Normalerweise macht man in der Lehre Übungsstücke alleine zum Üben, bei uns ergab sich daraus eben dieser  Motor.

Übrigens: Wir nehmen alle Jahre eine(n) Lernenden/Lernende für Polymechaniker. Für 2015 ist eine Lehrstelle ausgeschrieben.

Gruss
Pascal