| MŰSZAKI HORIZONT |
Elektronika tegnap - ma - holnap
"A világ a bonyolultság felé halad"
(Aldous Huxlei: Szép új világ)
A hőskor
Az elektronika története a 19. század utolsó évtizedében kezdődött. Miután Maxwell - számtalan korábbi kísérletre alapozva - megjósolta, majd Hertz kísérletileg is előállította az elektromágneses hullámokat, seregnyi érdeklődő kezdett el foglalkozni gyakorlati alkalmazásukkal. Branly, Marconi, Popov - hogy csak a legismertebbeket említsük - eredményes kísérletei lázba hozták az embereket. A világon az első drótnélküli táviratot 1896 márciusában adta le Marconi. Ekkor még csak jelek - Morse jelek - átviteléről volt szó (drótnélküli telegráf), a század végére többen felismerték, hogy a beszéd/zene átvitele is lehetségessé válhat. Ehhez azonban folyamatosan állandó frekvenciát adó generátort kellett szerkeszteni, ami 1902-ben Poulsen-nek sikerült először villamos ív segítségével. Csak az új évszázad első évtizedében alakult ki a "drótnélküli telefon" - amit a század második évtizedében már rádiótelefonnak, majd egyre többen rádiónak neveztek. Az elektroncsövet 1906-ban találta fel Flemming - a csöves adók csak az évszázad második évtizedének végére váltották fel a szikratávírókat, majd a századforduló után alkalmazott Poulsen-féle ívadókat - és a sokpólusú forgó gépekkel működő gépadókat. A harmadik évtizedben - az I. világháború után - hozták létre az első műsorszóró rádió-adóállomásokat. Az első detektorok: a gömb-szikraköz, a koherrer (Branly) , mágneses detektor (Marconi), elektrolitikus detektor, majd a kristály és az elektroncső voltak, csak a század második felében jelentek meg a félvezető diódák.
Gazdasági szempontból az első jelentősebb sikerek Marconi nevéhez fűződnek. A rádiókapcsolattal áthidalt távolság 1897.05.13-án 14 km, néhány hét múlva 108 km, majd 1899-ben Anglia-Franciaország, 1902. végén Európa és Észak-Amerika (3200 km) között is sikerült kapcsolatot teremteni. Az új évszázad első évtizedében a táviratváltás már a földrészek között történt: sikerült kapcsolatot teremteni Európa és Amerika, majd Európa és Ausztrália között is.
Marconi sikeres kísérletei lehetővé tették a kapcsolatteremtést a tengereken lévő hajókkal - majd később a léghajókkal. A hajózási társaságok pénzügyi támogatásával létrejöhetett Angliában a "Marconi Wireless Telegraf Co" (1887), a rádióipar őscége. Az első amatőr adóengedélyt is Angliában adták ki 1904-ben. Itt alakult meg az első amatőr szervezet is, (a hazai 1928-ban), majd az 1918-as Washingtoni konferenciával létrejött a világszervezet. A rádióláz hamarosan átterjedt Amerikára is ahol hatalmas tömegeket hódított. Az elektronika rohamos fejlődésnek indult.
Az addig ismert szerkezetek - az erőgépek, autók, repülők stb. - működése többnyire szemmel követhető volt. Az új technika, az elektromos készülék láthatatlan hatásokkal működik: megértéséhez elvont gondolatokra van szükség - és ez megbabonázta a nagyközönséget. Az új kísérleteket számtalan lelkes érdeklődő figyelte és ismételte meg: ezeket nevezték rádióamatőröknek.
A történeti adatokból kiolvasható, hogy jelentős eredményeket csak sok tanulással és szívós munkával lehetett elérni - s ez többnyire csak a legképzettebbeknek sikerült. De a többiek támogatása is fontos volt: az anyagok/alkatrészek/információk iránti kereslet piacot teremtett.
A rádiókészülék már a század első évtizedében kötelezővé vált a hajózásban, majd tovább terjedt a repülésben - és a haditechnikában. Aminek eredményeképpen az amatőröket az adóállomások rohamos terjedése miatt hamarosan kitiltották a kisebb frekvenciás, hosszúhullámú sávokból, s a kevésbé használhatónak ítélt rövidebb - 2000 m alatti, majd az 1912-es Washingtoni konferencián a 200 m alatti megbízható forgalmazásra alkalmatlannak ítélt sávokban engedélyezték működésüket.
Így kénytelenek voltak a használhatatlannak tartott rövidebb hullámsávokra áttérni. Nagy meglepetést okozott, hogy ezekben a sávokban meglepően kis teljesítményekkel - tizedwattokkal - igen nagy távolságokat sikerült áthidalni. Ehhez azonban egyre újabb ismeretekre és megoldásokra volt szükség. Tömegesen születtek az újabb és újabb elgondolások, alkatrészek és kapcsolások. Végül is létrejött a rádiós kis- és nagyipar: a század második évtizedében megkezdődött az elektroncsőgyártás majd a rádiógyártás is. A rádiótechnika felnőtté vált. A készülékek többségét kezdetben az amatőrök gyártották, majd egyre több kisiparos is. Utóbbiakra a rohamosan terjedő rádiók javításához is szükség volt. A kisiparosok rendszerint nagy gyakorlattal rendelkező amatőrök voltak, tudásuk biztosította a magasabb színvonalat. Akkoriban úgy vélték, hogy a jó rádiós szakembernek elég egy csavarhúzó - és a tudás: ezzel bármilyen hibát elhárít. A jó szakember tudása átfogta a szakmát. Később, a bonyolultabb készülékekhez már egyre inkább szükség volt a kapcsolási rajzokra is, ezért rendszerint mellékelték a készülékekhez. Az amatőrök megbecsülésére jellemző, hogy a negyvenes években az ORION hirdetésekben toborzott amatőröket a rádiógyártáshoz. Készülékeik jobbak voltak, mint a gyáriak.1946-ban még a "Rádióvilág" című hazai lapban úgy hirdettek rádiókészüléket, hogy "Valódi kisipari gyártmány". A rádió-építésnek anyagi okai is voltak. A készülék készítése kevesebbe került, mint a megvétele. Így az önálló tervezésű készülékek mellett az utánépítés is divatba jött.
Mindez azonban elmúlt! Az ipar felnőtt - s az amatőr már nem tud versenyezni vele. Ki gyártana és venne ma már "Valódi kisipari gyártmányt". Az élvonalat már nem az amatőrök képviselik. Az amatőr megnevezés ma már gyakran lekicsinylő jelzőnek minősül: azt jelenti, hogy viselője nem szakember!
A változások kora és okai
Mi történt az utolsó fél évszázadban az elektronikus gyártmányok fejlődésében.
A XX. század egyre gyorsuló tudományos/technikai fejlődésének eredményeképpen nagyságrendekkel megnőtt mind az elméleti, mind a gyakorlati ismeretanyag. A gyártmányok szempontjából ez a következő főbb változásokkal járt.
A változások és az egyén
"Varietas delectat" (A változatosság gyönyörködtet)
Latin közmondás (Ciceró vette át a görög Euripidestől)
A gyártmányok - az előbbiekben vázolt - fejlődése alapvetően megváltoztatta a technika iránt érdeklődő ember viszonyát az elektronikához. E változások főbb jellemzői a következők:
Míg a hőskorban az amatőr mechanikai és elektromos alkatrészeket, ezekből - ma már egyszerűnek mondható - áramköröket, majd készülékeket talált ki és készített, manapság ezek korszerűbb - és lényegesen bonyolultabb - változatait óriási választékban és tetszőleges minőségben megvásárolhatja. Az elektronikai készüléket lényegesen olcsóbban lehet megvásárolni, mint megcsinálni. Miután a vásárolható választék a mechanikai elemeknél is fennáll, a mai amatőr egyre kevésbé kénytelen mechanikai munkákkal foglalkozni. Számos szolgáltatást is igénybe vehet, (Nyák-gyártás, tekercselés, hitelesítés stb.) s így nem kell minden technológiát elsajátítania.
Az érdeklődés a lehetőségek bővülésével arányosan megoszlott. Az igények sokfélesége számos szakágat teremtett. Így például külön tábora van a rádióvevőknek, a rádióadóknak /URH amatőröknek/, a tv vevőknek és a műhold-vételnek, a hangerősítőknek és a zenei elektronikának, a műszertechnikának, a modell- és távirányításnak, a mikrohullámú technikának (a "Giga-amatőröknek") és mindenekelőtt a számítástechnikának.
És a lehetőségek folyamatosan tovább növekednek.
A teljesség kedvéért megemlítjük az örökmozgókkal foglalkozók - örök sikertelenségre kárhoztatott - igen népes táborát is. A régi elnevezést ma már nem szívesen használják: nullponti- és térenergiákról, vizel hajtott autókról, mágneses effektusokról, kvantumfizikai képletekről, s egyéb bonyolult jelenségekről beszélnek. A megszállottak mellett szélhámosok is akadnak, akik megoldott problémaként hirdetik az ingyenes energiatermelést - és pénzt kérnek a "világraszóló" találmány fejlesztéséhez.
A megnövekedett ismeretanyag miatt mindenhez egyformán jól értő szakember manapság már nehezen képzelhető el. A kezdőnek választania kell, hogy melyik úton kíván elindulni: mindegyiket bejárni képtelenség. A választás - a szakosodás - értelemszerűen szakmai beszűkülést is jelent.
Különböző a kedvenc témákkal való foglalkozás módja is.
Másfajta tudás szükséges a korszerű elektronika műveléséhez, a korábbi ismeretek egy része feleslegessé válik. Így például a mai készüléképítő számára egyre kevésbé fontos a mechanikai anyagok és technológiák ismerete, az alapáramkörök tervezési/számítási tudnivalói, számos egyszerűbb méretezési módszer - pl. transzformátorok/tekercsek méretezése - stb. Egyáltalán a műszaki ismeretek és áramköri megoldások helyett egyre inkább az áruismeret, a gyakorlati gyártmányadatok ismerete válik fontossá a gyakorlatban. Például az integrált áramkörök belső kapcsolásának ismerete kevésbé fontos, ezek az elemek "fekete dobozként" kezelhetők, elegendő be- és kimenő adataikat ismernünk. Az igen összetett egységek arányának növekedése miatt a szakemberek egyre több olyan egységet használnak, amelynek belső működését kevésbé, vagy egyáltalán nem ismerik. A gyártmány dokumentációja is csak a használatához szükséges - külső - adatait tartalmazza. Alkalmazásához a gyártók felhasználási irodalmat mellékelnek, egyre bonyolultabb belső áramköreiket már nem is ismertetik - ezek szükségtelenek a használatához. Összekapcsolásukkal olcsóbban, gyorsabban, jobban lehet megvalósítani a feladatot - hacsak nem még olcsóbb a teljes megoldást megvenni. Így az alapáramkörökkel kapcsolatos ismeretek jelentősége a szakmabeliek számára is csökken. A másfajta tudás elsajátítása egyben másfajta ismeretanyagot is igényel. Az élvonalbeli technika alapos megismerése bármely témában szívós munkát kíván - s a kezdőknek ehhez többnyire szervezett oktatásra van szüksége. Nem kisebb feladat a megszerzett tudás szinten tartása sem.
Az előbbi hatással részben ellentétes, hogy a számítástechnika fejlődése rendkívüli módon megkönnyítette a tanulást (oktatási programokkal), az információ-szerzést ( gyártmányismertetők beszerzését), és a méretezést/ tervezést (a CAD-programokkal). Különösen jelentősek az áramkör-analitikai programok, amelyekkel a képernyőre vitt áramkörökkel kísérletezhetünk, a számítógépben kialakított látszólagos (virtuális) műszerekkel pedig méréseket végezhetünk a kialakított áramkörökön. S mindezt nagyságrendekkel gyorsabban és olcsóbban, mint azt a hagyományos módszerekkel tehettük. Kitűnő áramkör tervezők lehetnek azok is, akik még sohasem használtak forrasztópákát. A tanulást megkönnyítő hatás mellett azt is figyelembe kell vennünk, hogy a színvonalas tudás megszerzéséhez szükség van az angol nyelv minél magasabb szintű ismeretére is.
A szerviz-tevékenység is alapvetően megváltozott. A hibakeresés túl bonyolulttá vált, a korszerű gyártmányokhoz drága műszerek és szerszámok kellenek - és igen sokféle ismeret. Továbbá megfelelő dokumentáció. Az egyre bonyolultabb gyártmányoknál egyre nehezebb minden részáramkör működését kitalálni. A mindenhez egyformán jól értő szakember ma már nem létezik. El kell fogadnunk a tényt, hogy számos hiba az adott időben és helyen nem elemezhető és nem javítható. Vagy ha igen: nem gazdaságos. Ezért lett divatjamúlt például a rádiójavítás és a rádiójavító kisiparos. Ugyanez történik napjainkban a tv-vel is. A szakszervizek sem javítanak a szó hagyományos értelmében: többnyire csak egységeket cserélnek. Így azután rendszerint ki sem derül, hogy mi volt a konkrét hiba: "kiment a tápegység". Ehhez kevesebb ismeret szükséges - és lényegesen kevesebb idő - mint a hiba pontos behatárolásához. Kis többletmunkával ki lehetne deríteni, hogy elég egy tranzisztor-csere is. A hibás egység kidobásra kerül, ami pazarlásnak tűnik. És gyakran az is: a szakszervizek nagyon könnyen kimondják, valamiről hogy nem javítható. Vagy monopolhelyzetüket kihasználva közlik, hogy ehhez már nincs tartalék alkatrész: tessék másikat venni! Ez ugyanis jobb üzlet.
A változások hatása a társadalomra.
Az új műszaki termékek születése ma már a nagyipari laboratóriumokban folyó céltudatos kutatási/fejlesztési tevékenységből ered. Amatőrök helyett hivatásos fizikusok, matematikusok, mérnökök-műszakiak együttműködésének eredményeképpen. Az egyre bonyolultabb gyártmányok miatti szakosodás következtében az áramkörtervezés bevonult a nagyüzemek laboratóriumaiba. Az egyéni ötletek, találmányok szerepe nem csökkent, de az eredményhez szükségszerű a sokirányú együttműködés, és a sokféle drága eszköz! Utóbbiak nélkül ma már nem nagyon lehet kísérletezni. Új eredményekhez - gazdaságtani szóhasználattal - nagyobb tőkekoncentráció szükséges. Azt is kimondhatjuk, hogy a sokirányú tudományos képzettség nélkül, egyszerű eszközökkel felfedezhető témák, megvalósítható eszközök száma csökkent.
A nagyipari tervezés miatt egy témához kevesebb tervezőt kell foglalkoztatni. A mai tervező tehát lényegesen hatékonyabban dolgozik, mint a korábbiak.
A szerviz-tevékenység csökken és szakosodik. A kisipari tevékenység, a szolgáltatások jelentős részét átveszik a barkácsolók. Ami egyben azt is jelenti, hogy tovább bővül a "Csináld magad" (Selber machen, Do it Yourself) barkács tevékenység. Már ma is látható, hogy egész rendszereket - naperőművet, hőcsapdát, fűtő/klíma rendszereket, stb. - hirdetnek a műszakilag képzettebb és vállalkozó szellemű vevőknek saját kivitelezésre, összeállításra.
A változások következménye, a korábbi oktatási anyagok gyors elavulása. Szinte minden területen új ismeretekre van szükség. Ezt gyakran az egzakt elméleti anyag rovására, annak csökkentésével igyekeznek megoldani. Pedig a követelmények abban is növekednek. Csak az elméleti ismeretek tömörítésével, általánosabb szintű oktatásával oldható fel az ellentmondás.
Milliószor említett tény, de itt is kell szólnunk az informatika és számítástechnika forradalmi hatásáról a társadalomra. Számtalan formájával itt nem is foglalkozunk, csak a műszaki tevékenységet könnyítő szempontok érdekesek számunkra. Ami azt jelenti, hogy
A 21. század szakembere
Áttekintésünk végén önként adódik a kérdés, milyen lesz az új évszázad-elektronikai szakembere? Jósolni mindig kockázatos. De mielőtt megtennénk, fontoljunk meg néhány dolgot.
A korábban elmondottakból jól látható, hogy a változások többsége egyetlen alapvető, a társadalmat a kezdetektől formáló örök gazdasági törvényszerűségre vezethető vissza. Ez pedig a munkamegosztás! Aminek közvetlen hatása - amit minden technológus jól ismer - hogy "nagyban minden jobban megy". Legalábbis minőségi és gazdaságossági szempontból. Így a termelés tömegszerűvé válik és a piacon pedig a jobb és olcsóbb győz. Sajnos, az együttműködés lehetőséget nyújt egymás kihasználására, egyoldalú előnyök elnyerésére is. Különösen, ha nem egyenlő fejlettségű felek között történik. Manapság az egész világra kiterjedő nemzetközi munkamegosztás kialakításának korszakát éljük, amit globalizációnak nevezünk. A globalizáció igen sok nehézséget okoz: szükségszerűen felborít kialakult helyi rendszereket. Súlyos erkölcsi problémát okoz, hogy a nemzetközi cégbirodalmak a szabad verseny jelszavát hangoztatva könyörtelenül megfojtanak kisebb cégeket és monopol helyzetet teremtenek. Szomorúan tapasztalhatjuk, hogy a neves világcégek sem tudnak ellenállni a kísértésnek és korszerűnek feltüntetett silány minőségű áruval árasztják el a piacot. Mindezek ellenére sem kétséges, hogy a világ ebben az irányban fejlődik tovább. Aki ebből kimarad - saját jövőjét nehezíti. A munkamegosztás szakadatlan fejlődése objektív gazdasági/társadalmi törvényszerűség.
Változatlanul fennáll a megismerés igénye, az érteni/tanulni akarás is. Adott terület ismeretanyagának elsajátítása, szellemi követése az ismeretszinttől és az életkortól független igény. Csakúgy, mint az új megoldások keresése, vagy a természet jelenségeinek megismerése. Az emberiség tudományos ismeretei, s ezzel együtt technológiai lehetőségei minden határon túl, folyamatosan növekszenek. Az előbbiekhez hasonlóan ezt is akaratunktól független törvényszerűségnek tekinthetjük.
Utóirat!
Borbás István
A laprendszer készítője: UFE