Куда движется электроника и чем нужно заниматься Российской электронной промышленности


В 2011 году я от компании Рэлсиб представил на инновационном форуме в Новосибирске проект «Глобальная сенсорная сеть». Проект понравился как слушателям, так и судьям конкурса, получив первое место. Но смысл моего выступления был не в получении награды. Тогда уже было понятно, куда нужно направить силы и средства, чтобы попытаться в короткий промежуток времени вывести нашу электронику на передовые рубежи в мире.

Естественно не в глобальном смысле, не во всех направлениях. А в нескольких, но имеющих огромный, взрывной потенциал в ближайшем будущем. Не нужно нам сейчас состязаться в производстве микроконтроллеров, микросхем памяти и т.д. Время упущено. Совершенно нет отечественного оборудования. И объём заказов не тот, чтобы обеспечить низкую конкурентную цену. Сейчас налицо парадоксальная ситуация. Мы в нашей компании изготавливаем приборы для мирной жизни и используем самые современные микросхемы мировых лидеров. Рядом военный завод использует старые отечественные изделия или недавно выпущенные, но по огромной цене с недостатком технической информации отечественные микроконтроллеры. Они нам откровенно завидуют. А мы не удивляемся, почему на танковом биатлоне постоянно ломаются наши современные танки.

На мой взгляд, вывести отечественную электронику на должный уровень можно, сосредоточив усилия на нескольких стратегических направлениях. Причём нужно сразу и стандарты свои писать. Далее, после того, как наши изделия станут продаваться на мировом рынке комплектации, а наши электронные компании станут лидерами в своих областях, можно будет по кооперации подтянуть всё остальное.

Что же это за направления?


Сейчас бурными темпами развивается направление интернет вещей, куда включают любую вещь, если у неё есть связь с Интернет. Сказано грубовато, но верно. И именно так однобоко называется направление развития - Интернет вещей, т.е. куча несвязанных между собой предметов.

Ещё тогда, в 2011 году нам представлялось всё в гораздо более совершенном, законченном и гармоничном виде. И название, которое мы тогда придумали: «Глобальная сенсорная сеть» как нельзя лучше подходит этой новой реальности в мире автоматики, к которой мы движемся.

Ну, а сейчас, непосредственно к существу вопроса. С течением времени нас окружает всё большее количество сенсоров. Наибольшая локализация этих сенсоров - дом и непосредственно человек. Через несколько лет количество всевозможных сенсоров, установленных дома перевалит за сотню, а потом и за тысячу. 
Ну и что, скажете вы? А проблема в том, что при существующем подходе их нужно обслуживать, хотя бы менять батарейки. И вот представьте, как это сделать и как просто запомнить, где эти сенсоры установлены. Получается, что человечество загоняет себя в угол. 
То же относится и к медицинским сенсорам. Часть из них будет установлена на человеке инвазивно: в сердце, желудке, артерии, мозге и т.д.


Какой выход? Сенсоры должны быть вечными. Поставил и забыл. Т.е. они должны сами вырабатывать для себя электроэнергию. Сенсоры должны быть интеллектуальными. Каждый из них должен иметь свой адрес в сети, но жить они должны в сообществе, общаясь не только с центральным пультом, но и между собой, коллективно вырабатывая правильное решение в той или иной ситуации. Приборы-посредники типа измерителей, регуляторов, логических контроллеров потихоньку исчезнут. Сообщество сенсоров будет напрямую передавать сигналы управления исполнительным устройствам. Такая конфигурация позволяет значительно повысить надёжность системы. Практически, система становится неубиваемой. При выходе из строя какого-либо сенсора его функции распределяются на остальных, либо система адаптируется на работу без него. Отсутствие центрального аппарата управления снимает возможность выхода из строя всей системы из-за каких-то поломок.

Сенсоры с автономным питанием представляют собой полностью герметичные изделия, которые могут иметь форму части обстановки или декора.

Что не даёт осуществить эту идею сегодня? Отсутствие законченных разработок автономных генераторов, изготовленных по групповой технологии микроэлектроники, сенсоров и нового протокола работы сенсорной системы. И всё. Существующие наработки по микроконтроллерам, приёмопередатчикам с микропотреблением, элементам памяти достаточны для создания такой системы. А эти три составляющие - вполне по силам российской электронной промышленности и Академии наук РФ. 

Недавно мы у себя сделали датчик - в некотором роде прототип. Датчик имеет форму обычного винтика. Прикрутил к электромотору. Как только мотор начинает работать, благодаря вибрации датчик накапливает электроэнергию и периодически отправляет данные по радиоканалу о температуре двигателя и амплитуде вибрации. Красивое решение? Этот же датчик можно установить на высоковольтный трансформатор и контролировать удалённо его работу. Теперь представьте себе систему из подобных датчиков на Саяно-Шушенской ГЭС, закреплённых на турбине, плотине, генераторе и т.д. Произошла бы в этом случае авария? Нет. Система заблаговременно предупредила бы о дефектах.



Глобальная сенсорная сеть - это задача сегодняшнего дня. Не возьмётся за это наше правительство. Сделают другие. А мы будем как и сейчас изучать чужие спецификации.


Sproutling - фитнес-браслет для новорожденного


Фитнес-браслеты - направление сейчас очень модное. Не обошли стороной и самых маленьких. Но если в фитнес-браслетах для взрослых используются всего один или два датчика: акселерометр для шагомера и пульсометр, то в данном случае разработчики не поскупились. Фитнес-браслет в виде мягкой повязки содержит кроме пульсометра и акселерометра также два сенсора температуры, сенсор влажности, микрофон и GPS навигатор. 

Разработчики придумали замечательное место крепления браслета - на ноге. Сам браслет выглядит замечательно и очень органично. Не мешает, хорошо держится.

Браслет передаёт информацию посредством Bluetooth и Wi-Fi. Родители всегда знают, где их малыш, могут послушать, что происходит рядом с ним, проконтролировать уровень физической активности, частоту пульса, потливость кожи. Это на мой взгляд здорово. 

Но вот дальше: проконтролировать температуру тела, температуру в помещении, влажность в помещении- это уже перебор. 
Как по температуре ноги можно судить о температуре тела? 
Как по сенсору закреплённому на ноге можно измерить температуру и влажность в помещении? 

Последние три параметра лучше разработчикам убрать, чтобы не дискредитировать прибор в целом. Потому что во всём остальном он сделан очень хорошо.


В размышлении об импортозамещении...


   В 2015 году власти России провозгласили новую инициативу «Импортозамещение». Тут же в Москве провели выставку – ярмарку с таким же названием, которая теперь должна стать ежегодной. Т.е. предполагается, что каждый год мы что-то будем замещать из импортного на своё. Ну и конечно слава и почёт тем организациям, которые включились в этот процесс.

   Казалось бы - хорошая инициатива. Такая же хорошая, как переименование милиции, реформа образования и науки, введение своего русскоязычного домена и запрет на импортное программное обеспечение. Но к чему она приводит? На что стимулирует отечественных изготовителей? Совершенно отчётливо не на создание лучших мировых образцов техники и технологии.

   Данная инициатива способствует дальнейшей изоляции страны от всего мира. Будем делать всё сами. Зачем? Давайте делать то, что у нас действительно лучшее и продавать всему миру. Не нужно напрягаться и пробовать сделать свой факс или копировальный аппарат. К тому же и момент упущен.

   Давайте создавать что-то своё, лучшее, чем у других и продвигать по всему миру. И именно эту работу и нужно стимулировать правительству, максимально облегчать этот путь выхода на внешний рынок. Соответственно и лозунг должен быть другой - «экспорториентированное производство» . 

   Но сами мы это не осилим. Нужны современные материалы и технологии. Поэтому нужно не изолироваться от всего мира, а наоборот привлекать в страну передовые компании и учиться многому у них.

Измерение температуры у детей. Проблема есть. Приборов нет


   Может я здесь несколько резковато сказал, что приборов нет. Есть приборы. Те же электронные термометры или инфракрасные термометры. Но что это за приборы в наше время? 
   Во-первых, могу сказать сразу, что инфракрасными термометрами мерить температуру детям нельзя. Эти приборы пока не удовлетворяют требованиям медицины по точности измерения. Можно получить ошибку в 1…2 градуса, а это очень много. Если выбирать между быстро и точно, то лучше остановиться на точном методе измерения.
   
   Ну а здесь нам предлагаются только обычные электронные термометры, время измерения которых аксиллярным методом (под мышкой) равно 5…10 мин., во рту и ректально – около одной минуты. Если ребёнок грудной - то лучший метод - ректальное измерение. Если же ребёнок постарше, то остаётся, фактически, только измерение температуры под мышкой. И тут нужно набраться терпения и фантазии, чтобы как то отвлечь его и заставить посидеть смирно 10 минут. Во рту больному ребёнку измерить температуру очень проблематично. Нужно, чтобы он около минуты плотно сжимал термометр губами и дышал носом. И то и другое маловероятно, особенно, если нос заложен. Вот и получается, что, не смотря на научно-технический прогресс, меряем мы температуру с такими же сложностями, как в 19-ом веке. 
   Есть проблема? Есть. И прямо рядом с нами. Вплотную. Но мы упрямо её не замечаем и строим космические аппараты.


   На самом деле - это не самая главная проблема. Главное - это контроль за температурой ребёнка ночью. Представьте себе главного конструктора СУ-34, который остался дома один с маленькой дочерью, которая вдруг заболела. И вот, чтобы не пропустить недопустимого повышения температуры наш Гл. конструктор заводит будильник на час вперёд, чтобы в течение 10-ти минут померить температуру и снова завести будильник. И так всю ночь. А утром нужно идти на работу, чтобы на совещании обсуждать форму лонжерона. Забавная ситуация? Всем знакомая проблема? Почему она до сих пор не решена?

   Нужно сказать, что за рубежом всё-таки этой проблемой занимаются и какие-то решения предлагают. Но, видимо, не самые хорошие решения, т.к. популярности они не получили.


Итак, что предлагается для контроля за температурой детей ночью. 


Достойные на первый взгляд приборы были созданы совсем недавно после появления беспроводного интерфейса Bluetooth 4,0 (Low power energy) и соответствующих смартфонов. Назовём новые приборы - мониторами температуры, так как с их помощью на смартфоне можно не только контролировать текущую температуру, задавать верхнюю границу для сигнализации, но и записывать график температуры, что очень полезно и для диагностики. Большое внимание изготовители уделили внешнему виду мониторов и программному обеспечению. Казалось бы вот оно, решение нашей проблемы! Но есть несколько но. 

   Давайте разобьём все известные мониторы по способу крепления на теле. 

1. Мониторы для крепления под мышкой 

   Мониторы имеют овальную плоскую форму с толщиной корпуса 6…8 мм., на одной стороне которого расположен сенсор. Изготовители предлагают крепить монитор в области подмышечной впадины. Крепление - обычный медицинский лейкопластырь, который либо поставляется вместе с монитором, либо покупается отдельно. 


   Выделю на мой взгляд лучшие модели: 

IThermonitor 

   Разработан и изготавливается Китайской компанией Raiing, которая возникла в 2011 г. как раз для того, чтобы уже в 2012 году выпустить первый беспроводной монитор температуры. В 2014 году монитор был доработан и получил настоящее имя. В этом же году компания получила американский сертификат (FDA). Цена монитора на www.banggood.com - 91 USD. Изготовитель декларирует точность в ±0,05°С. Приложение имеет разрешение ±0,01°С. Дальность связи с приёмником не оговаривается. Элемент питания заменяемый. Очень качественный внешне корпус и симпатичная упаковка. В России прибор стоит более 6000 руб. Если прибор действительно соответствует ожиданиям, то, думаю, найдутся многие, кто его купит. Здоровье детей дороже. 



Fever Smart

   Прибор очень похож на предыдущий. Но изготавливается Американской компаний в Филадельфии. Цена 129 USD. Но сайт компании, упаковка явно проигрывают китайскому аналогу. Такое ощущение, что это тот неординарный случай, когда идею похитили в Китае, а не наоборот. 




IRULU Temp Sitter Wireless Thermometer 

   Это чисто китайский прибор. Что можно определить и по цене: 27 USD. В отличие от предыдущих моделей сделан в герметичном корпусе. Можно выбрать цвет корпуса. Элемент питания не сменный. Т.е. прибор одноразовый. Через полгода…год придётся выбрасывать. А если батарея разрядится в самый неподходящий момент?
 

Есть ещё несколько клонов этим приборам, которые мы рассматривать уже не будем. 

   На первый взгляд - хорошие современные приборы. Но непонятно, как относиться к их показаниям? А показания будут явно заниженными и непредсказуемо изменчивыми. Закроет ребёнок монитор рукой – показания вырастут. Но появится большая вероятность, что пропадёт сигнал, т.к. антенна монитора будет заэкранирована. Сама конструкция монитора в виде моноблока, на одной стороне которого расположен сенсор - неправильная. Сенсор можно нагреть до температуры тела только вместе со всем прибором, а это невозможно, т.к. корпус прибора является воздушным радиатором и не изолирован от окружающей среды. Т.е. приборы есть. Но пользоваться ими по большому счёту нельзя. 

2. Мониторы для крепления на руке 


   Идея крепления монитора на руке, вблизи плечевого сустава с сенсором с внутренней стороны - очень правильная. Здесь проходят артерия и вена, питающие руку. Монитор на руке не стесняет дыхания и не мешает движениям. Теперь нужно правильно всё выполнить с точки зрения физики, физиологии и эстетики. 

Так что мы имеем? Есть очень много совсем никуда не годных изделий. Рассмотрим одно из лучших и к тому же недавно появившееся на рынке. У него уже тоже возникло много китайских клонов. 


VIPOSE

   Очень симпатичный прибор, напоминающий часы, с мягким фетровым ремешком, с внутренней стороны которого располагается сенсор, а с внешней стороны, на другом конце ремешка - электронный блок. Прибор имеет встроенный ЖК индикатор, что очень удобно. Необычная упаковка. Красивый современный прибор. Цена в России около 3000 руб. 

   Если бы он ещё выполнял возложенные на него функции. У моей 4-х летней дочери он свалился с руки уже через 15 минут. Температуру он также занижает. И это понятно, т.к. сенсор не имеет хорошей тепловой изоляции от окружающее среды. Что остаётся? Красивая игрушка. Налицо явная недоработка разработчиков. Потому что эту модель можно было довести до результата. 

3. Мониторы с креплением на поясе 


   Скажу сразу, эта идея провальная изначально. Нельзя ребёнку сжимать живот. Он им дышит. Посмотрите на фотографию и сразу всё станет ясно. 



Вот так. Проблемы есть. Приборов нет. Видимо, сделать танк или истребитель намного проще чем хороший домашний термометр. 

Bluetooth медицинский термометр VICKS SMART TEMP WIRELESS




Очень симпатичный термометр с беспроводной передачей данных по Bluetooth 4,0 в качественном герметичном корпусе. Зонд гибкий с металлическим наконечником.
   В верхней части корпуса есть кнопка включения. Есть индикация режима работы и цветная индикация о превышении температуры. Приложение под IOS и Android позволяет строить график, вести дневник наблюдений.

                 



   Термометр можно купить на amazon.com. Совсем недавно цена очень сильно упала с 30,0 до 13 USD. Казалось бы надо покупать. Но настораживает факт, что термометр исчез с официального сайта изготовителя. Видимо что-то не так.

Личное мнение.

   Термометр должен понравиться людям, любящим свои смартфоны. В остальном. Запись графика при экспресс измерении температуры никому не нужна. Это хорошая функция для мониторинга, а монитором данный прибор не является. Похоже, что Приложение работает только с одним термометром. Это конечно же очень неудобно. Казалось бы хорошая идея - менять цвет свечения корпуса от температуры. Но похоже людям этого будем мало и всё равно они захотят узнать точную температуру. Кажется, авторы где-то недоработали. Начало хорошее, а продолжение не последовало.

Термометр SMART STICK THERMOMETER от американской компании Kinsa

  
   Термометр представляет из себя зонд с утолщением для электроники и с 4-х контактным аудио разъёмом на конце размером 2,5 мм. Термометр присоединяется к аудиовходу смартфона жёстко или через кабель.
   На смартфоне можно наблюдать за показаниями, записывать измеренные значения, вести дневник наблюдений для каждого члена семьи отдельно.

  



   Термометр можно использовать для измерений во рту, анальном отверстии, под мышкой. Есть Приложения для IOS и Android. Термометр сертифицирован в США (FDA). Цена в рознице: 20 USD. 

   Симпатичный внешний вид, хорошая герметичность.

Личное мнение.

Главный вопрос: зачем он нужен? Чем он лучше обычного электронного термометра? Ведь дневник на смартфоне можно вести и так. Достаточно завести измеренное значение температуры. 

Термометр привязан к смартфону. Общая конструкция получается громоздкой. Наличие соединителя и кабеля - это заведомо слабые места, возможность механических повреждений. 
   То, что все члены семьи пользуются одним термометром - не преимущество, а недостаток. Один использует анально, другой, не зная об этом, орально. 


Картина с использованием термометра жёстко присоединённого к корпусу смартфона вообще смотрится комично. Похвально, что компания пошла каким-то своим путём. Но видимо не туда.

   Красиво, но не нужно. Компания постоянно снижает цену на своё творение, видимо этот процесс продолжится. Будем ждать.

Действительно ли врут электронные термометры?

   


   Тема: можно ли верить электронным термометрам назрела давно. Лет двадцать назад никаких вопросов касательно измерения температуры тела не было. Был замечательный ртутный градусник – очень точный, не требующий периодической юстировки и поверки,