Stroje, přístroje a zařízení

Pomáhám firmám vyvíjet komerční výrobky, speciální stroje, přístroje a zařízení pro průmysl, zdravotnictví, automotive...

Zakázková elektronika


Vývoj elektroniky na zakázku. Komplexní služby v oblasti návrhu a vývoje elektroniky, výroby prototypů, zajištění certifikace, rozjezdu a odladění sériové výroby.

Studie

Proveditelnost projektu. Rešerše, rámec projektu (legislativa, normy, patenty). Časová a finanční náročnost.

Vývoj

Návrh schéma zapojení a plošných spojů, výroba prototypu, programování firmware, testování, cyklus...

Shoda

Ověření shody výrobku v nezávislé laboratoři. Elektrická bezpečnost (LVD), el. magnetická kompatibilita (EMC) atd.

Série

Dodávky v požadovaném množství. Oživená a otestovaná elektronika nebo hotové přístroje.

Prototyp

Dokončený prototyp je komplexní systém designu konstrukce, elektronických obvodů, programu procesoru a požadavků norem specifických pro konkrétní druh výrobku např. zdravotnický přístroj. Dokončený prototyp bezchybně plní svoji funkci, je bezpečný, odolný vůči rušení a poruchám na všech rozhraních a sám není zdrojem rušení (EMC).


Průmyslový design


Použitelnost a bezpečnost přístroje je mírou kvality průmyslového designu. Způsob používání přístroje je průmyslový design. Komplexní návrh a vývoj elektroniky, je práce na průmyslovém designu přístroje. Vzhled přístroje je část průmyslového designu.

  • Návrh a vývoj uživatelských rozhraní
  • Návrh konektivity přístroje: ETH, USB atd.
  • Vývoj aplikačních komunikačních protokolů
  • Windows GUI aplikace

Uživatelská rozhraní

Programuji grafická rozhraní vestvěná do přístroje k provádění konfigurace a zobrazení hodnot. Používám dotykové TFT displeje (barevné, grafické). Textové řádkové OLED displeje s výbornou čitelností v terénu. Displeje LCD s nízkým odběrem proudu. Navrhnu fóliovou klávesnici na míru ovládacího panelu. Umístím tlačítka a LED na plošný spoj, hmatníky a světlovodé tyčinky do krytu přístroje. Použiju průmyslová tlačítka, joystik apod.

Konektivita přístroje

Implementuji ethernet pro připojení přístroje k firemní síti (práce s daty na serveru, komunikace mezi přítroji), sériová rozhraní USB, RS232, RS485. Konektory pro připojení externích periferií, analogové měřící a digitální ovládací vstupy a výstupy. Provedení konektorů a stupeň krytí IP XX se volí v souladu s krytím přístoje (normy, použití, prostředí).

Komunikační protokoly

Od jednoduché textové konzole na sériovém portu RS232 až po průmyslový ethernet (ETH). Navrhnu rádiové (RF) nebo infračervené (IR) spojení. Synchronizované řízení skupiny přístrojů provádím přes ethernet po kabelu s pomocí TCP/IP protokolů, soketů a dalších vrstev zabezpečných aplikačních protkolů. Moje přístroje umí komunikovat s FTP serverem (čtení a zápis souborů, adresářů apod.) a vlastními GUI aplikacemi.

Windows GUI aplikace

Naprogramuji související (jednoduchou) grafickou uživatelskou aplikaci (GUI) pro Windows nebo Linux. Aplikace slouží k provádění konfigurace zařízení, stahování dat nebo ovládání přístroje. Programuji v C/C++, pro vývoj aplikací používám multiplatformní framework Qt5.

Riziko a použitelnost

Analýzou rizik, která hrozí používáním přístroje, a související analýzou použitelnosti přístroje se vyhodnocuje bezpečnost přístroje (nejen elektrická bezpečnost). Jedná se o soubor metodických postupů (zakotvených v normách) pro identifikaci a snižování rizik používání přístroje na přijatelnou (minimální) úroveň již během jeho návrhu a vývoje.


Vývoj a výroba elektroniky


Navrhnu elektroniku přístroje v souladu s požadavky norem na elektrickou bezpečnost (LVD) a elektromagnetickou kompatibilitu (EMC).

  • Nakreslím blokové schéma celého přístroje
  • Navrhnu schéma zapojení elektronických obvodů
  • Provedu kvalifikovaný návrh plošných spojů
  • Osadím plošné spoje součástkami
  • Vyrobím kompletní prototyp

Blokové schéma

Nakreslím blokové schéma celého přístroje a vyřeším elektrickou pevnost jednotlivých částí: izolace, povrchové cesty, vzdušné vzdálenosti a unikající proudy.

Schéma zapojení

Navrhnu schéma zapojení elektronických obvodů, spolehlivých a odolných. Navrhnu efektivní napájecí obvody se spínanými zdroji (DC/DC). Přidám RLC EMI/EMS filtry, filtry s feritovými korálky "ferite beads", přepěťové ochrany (ESD), galvanické oddělění atd. Navrhnu analogové měřící obvody, filtry, zesilovače, refence signálů. Rychlé digitální obvody pro přístup do paměti nebo na ethernet, spočítám impedance a zpoždění signálových spojů.

Návrh plošných spojů

Provedu kvalifikovaný návrh plošných spojů pro bezchybnou funkci, elektrickou bezpečnost (LVD) a elektromagnetickou kompatibilitu (EMC) přístroje. Přizpůsobím rozměry a tvar aplikaci.

Vyberu vhodné konektory a ovládací prvky. Navrhnu výkonové obvody pro řízení motorů, nízkošumové analogové obvody, rychlé digitální obvody s řízenou impedancí (Microstrip, Stripline apod.). Navrhnu komunikační RF obvody a stínění. „Udělám to co nejmenší!“

Osazování plošných spojů

Na svém „Pick And Place“ manipulátoru osadím i velmi malá BGA pouzdra, běžně SMD 0402 (není to limit). Osazuji do bezolovnaté pájecí pasty. Pastu nanáším pomocí sítotiskové šablony v napínacím rámu. Přetavuji horkým vzduchem se spodním podehřevem PCB. Pro ruční pájení používám mikropáječku Weller s množstvím speciálních hrotů, bezolovnatý cín a špičkové tavidlo splňující vojenské normy IPCJ-STD-004. Desky umývám v izopropylalkoholu (IPA).

Výroba prototypu

Osazenou desku postupně oživím. Připojím zdroj napětí s omezením proudu. Otestuji vstupy a výstupy. Oživím analogové filtry, zesilovače atd. „Pustím do toho signál a podívám se osciloskopem zda je vše OK.“ Sestavím protoyp přístroje vč. kabeláže, chladičů apod. Oživím mikroprocesor, začnu programovat...


Program procesoru


Naprogramuji a odladím firmware pro předvídatelné chování přístroje v mezních stavech, při poruchách na vstupech, chybách uživatele nebo chybách v datech protokolů. Provádím simulace všech myslitelných chyb a poruch a ladím...

  • Spolehlivost sytému
  • Odezva v reálném čase
  • Struktura programu

Spolehlivost přístroje

Programuji od nuly pro konkrétní přístroj. Systematické testování a ladění každé části programu a elektronických obvodů vede k vysoké spolehlivosti celého systému.

Odezva v reálném čase

Reakce programu přístroje na asynchronní události i veškeré periodické procesy jsou prováděny v reálném čase. Přesné načasování jednotlivých operací a znalost „jak dlouho to trvá“ mi umožňuje vytvářet rychlé řídící a regulační aplikace.

Struktura programu

Program je strukturovaný, rozdělený do několika vrstev. Ovladače periferií využívají mechanizmu přerušení běhu hlavní smyčky programu, řízení priorit přerušení, přímý přístup do paměti (DMA), kruhové buffery (FIFO) atd. Vyšší vrstvy provádí zpracování dat a periodické operace (výpočty, komunikace, regulační smyčky). Nejvyšší vrstva dělá funkce přístroje z pohledu uživatele. Program je „neblokující“, firmware je obvykle velmi rozsáhlý.

  • Digitální filtrace a validace informací obsažených v signálech.
  • Použití dat ve zpětné vazbě pro řízení a výpočty PID regulátorů.
  • Řízení spotřeby energie přístroje, hibernace nepoužívaných periferií.
  • Komunikace přes mnoho rozhraní a protokolů.
  • Obsluha uživatelského rozhraní atd.

Řízení motorů


Precizní řízení lineárního nebo otáčivého pohybu stejnosměrných motorů ve strojích a přístrojích. Programování pokročilých algoritmů řízení krokových motorů, stejnosměrných komutátorových motorů a elektronicky komutovaných bezkartáčových (BLDC) motorů. Vývoj řídících jednotek pro motory do 1000 W.

Automatická detekce nerovnoměrného zatížení (břemeno hází), detekce dojezdu na zarážku apod., pomocí analýzy fázových proudů ve zvolém čase.

Udělám výpočty pro váš stroj nebo přístroj (požadované dynamické vlastnosti) a určím parametry pro výběr vhodného typu motoru, převodovky a způsobu řízení.

  • Precizní PID regulace otáček, momentu, polohy (servo)
  • Řízená reverzace, zrychlení, zpomalení v požadovaném čase
  • Bipolární 3-fázová sinusová PWM modulace pro hladký chod
  • Řízení ve všech čtyřech kvadrantech motor/generátor
  • Analýza fázových proudů v čase - zatěžování motoru
  • Ochranné funkce: přetížení, přepětí, teplota apod.
  • Enkodér - kvadraturní zpracování
  • Hallovy senzory - natočení magnetického pole
  • Měření fázových proudů a napětí koordinovaně s PWM
  • Měření teploty motoru a chladičů výkonových tranzistorů
  • IR závory, koncové spínače
...

Projekty


...

Navařovací automat

MPOWER Engineering, a.s.

Koordinované řízení krokových motorů na osách stroje. Ethernet komunikace. Aplikace Windows pro konfiguraci pracovního cyklu stroje.

...

Rehabilitace končetin

KALPE

Ověřena SHODA

Zdravotnický přístroj pro rehabilitaci končetin osob na vozíku. Rozpoznává a uvolňuje spasmy. Analýza rizik a použitelnosti.

...

Datalogger MSD1

Česká zemědělská univerzita v Praze
Technologická agentura ČR - GRANT

Miniaturní multisenzorický datalogger o hmotnosti 1 g. Rádiový maják pro dohledání v terénu. Výzkumný projekt.

...

Řídící jednotka MOT2

KALPE

Ověřena SHODA

Bipolární řízení BLDC motoru 400 W. Sinusová PWM modulace. Provoz ve čtyřech kvadrantech motor/generátor. Součást zdravotnického přístroje.

...

Grafický terminál 5" HMI2

KALPE

Ověřena SHODA

Grafický dotykový TFT displej 5", fóliová klávesnice, zvuk. Menu pro nastavení přístroje, zobrazení hodnot. Součást zdravotnického přístroje.

...

Omezovač proudu PTIM1

KALPE

Ověřena SHODA

Omezovač proudu pro spínání toroidního transformátoru. Filtry EMI/EMS. Přepěťové ochrany. Eurokonektor. Dvojitá izolace. Součást zdravotnického přístroje.

...

Datalogger MMS

Česká zemědělská univerzita v Praze
Technologická agentura ČR - GRANT

Registrován UŽITNÝ VZOR

Modulární zařízení pro monitoring ptačí inkubace. Ostrovní vodotěsný systém, LTE M2M modem, IP kamera, RFID, teplota, vlhkost.

...

Měření průtoku FM2

Správa přírodních léčivých zdrojů a kolonád, p.o.

Objemové měření průtoku vody. Přístroj reaguje na přirozené polohy měřící nádoby a zbavuje tak obsluhu provádění zbytečných manipulací. Displej OLED. Akcelerometr 3D.

...

Datalogger DAL2

Česká zemědělská univerzita v Praze
Fakulta životního prostředí

Datalogger o hmotnosti 1 g a čtečka (USB). Teplota, relativní vlkost, osvětlení, 3D akcelerometr, 3D magnetometr, paměť FLASH, mechanicky odolné rozhraní pro nabíjení a komunikaci s počítačem. Vodotěsné.

...

Datalogger DAL1

Česká zemědělská univerzita v Praze
Fakulta životního prostředí

Datalogger o hmotnosti 0.7 g a čtečka (USB). Teploměr, luxmetr, 3D akcelerometr, reálný čas. Miniaturní, vodotěsné.

...

Datalogger DHT

Česká zemědělská univerzita v Praze
Fakulta životního prostředí

Loguje teplotu a relativní vlhkost na dvou místech současně (reference). Speciální vodotěsné sondy pro měření v hnízdě.

...

Ovládání tabletu LEC1

Multimedial Board Systems s.r.o.

Ověřena SHODA

Automatické ovládání multimediálního tabledu podle provozních stavů autobusu. Galvanické oddělení vstupů.

...

Řídící jednotka MOT1

KALPE

Bipolární řízení BLDC motoru 250 W. Sinusová PWM modulace. Kaskáda PID regulátorů výkonu, momentu, otáček. Řízené zrychlení, zpomalení, reverzace.

...

Terminál HMI1

KALPE

Dotykový displej 3,5". Fóliová klávesnice, reproduktor. Grafické rozhraní pro ovládání stroje.

...

Napájení tabletu PSC24

Multimedial Board Systems s.r.o.

Ověřena SHODA

Spínaný měnič napětí pro napájení a dobíjení multimediálního tabletu z palubní sítě autobusu. Filtry EMI/EMS, přepěťové ochrany. Cerifikováno podle automotive norem.

...

Dětské LED svítidlo

stomisi® Michal Zajačik

Ověřena SHODA

Stmívání pomocí 3D akcelerometru v dálkovém rádiovém ovládači bez tlačítek. Ovládání reaguje na náklon a orientaci. Bezpečné pro děti od 3 let.

O mě


Michal Zajačik (nar. 1979), elektronik vývojář na volné noze. Poskytuji služby v oblasti návrhu, vývoje a výroby elektroniky. Od nezávazných konzultací až po úzkou spolupráci v různých etapách projektu: rešerše, analýzy, návrhy, vývoj a výroba elektroniky prototypů apod. Podle dobré praxe.

Přijmu výzvu, najdu řešení a dodám TO!

Spolupráce s firmou KALPE. Provedl jsem kompletní návrh a vývoj elektroniky zdravotnického přístroje v souladu s EN 60601-1, EN 60601-1-11 a souvisejícími normami. Vyvinul jsem firmware přístroje pro diagnostiku a procvičování končetin, detekci a uvolňování spasmů (řízení BLDC motoru, grafické uživatelské rozhraní). Vytvořil jsem dokumentaci, zpracoval analýzu rizika a zajistil ověření shody hotového výrobku. Zajišťuji technickou podporu běžící sériové výroby elektroniky. Provádím průběžné změny a doplnění firmware.

Spolupráce s Českou zemědělskou univerzitou v Praze (ČZU). Provádím vývoj miniaturních vodotěsných dataloggerů o hmotnosti do 1 g. Odolnost prachu a vodě, nízká hmotnost a malé rozměry jsou v protikladu k požadavkům na kapacitu akumulátoru, velikost paměti pro data a množství senzorů: 3-osý akcelerometr, 3-osý magnetometr, teploměr, vlhkoměr, tlakoměr, luxmetr, reálný čas, rádiový maják pro dohledání v terénu apod. Pro vývoj třetí generace přístroje byl získán grant od Technologické agentury ČR (TAČR).

Ve spolupráci s ČZU Fakultou životního prostředí jsem udělal vývoj elektroniky modulárního systému pro monitoring ptačí inkubace. Byl zapsán užitný vzor zahrnující vodotěsné provedení měřících sond teploty a vlhkosti a mechanicky odolné tenké provedení RFID antény o průměru 120 mm pro měření v hnízdě. Pro projekt byl získán grant od Technologické agentury ČR (TAČR).

Vyvíjím pro sebe stomisi® elektroniku pro precizní řízení pohybu stejnosměrných motorů ve strojích a přístrojích. Firmy těží z toho, že nemusí financovat vývoj řídící elektroniky, zaplatí jen vývoj firmware pro řízení svého speciálního stroje nebo přístroje. Umím dodat řešení v „krabici“ a zprovoznit jej na místě, u vás ve firmě.

  • Pracuji na volné noze od r. 2010
  • Vývojem elektroniky se živím od r. 1999
  • Ke čtení norem využívám placený portál ČSN online
  • Mám vyhl. č. 50/1978 Sb. §8 (pro řízení činností na EZ do 1000 V prováděné dodavatelským způsobem)
  • Několik semestrů ČVUT FEL v Praze, jinak SPŠ Elektrotechnika
  • Bastlím od dětství, bude ze mě vynálezce :-)

Spolupracuji s technologickými firmami a institucemi. Znám prostředí, spolehlivé dodavatele.

  • Výroba vinutých dílů (transformátory, tlumivy, cívky)
  • Fóliové klávesnice různých typů (na míru aplikaci)
  • Frézování, obrábění konstrukčních dílů (chladiče, šasí, panely)
  • Plošné spoje (všechny myslitelné typy a třídy přesnosti)
  • Planžety pro nanesení pájecí pasty (laserem řezané, v různých tloušťkách)
  • Osazování součástek na automatech nebo ručně (vč. kompletace, testování apod.)
  • Služby certifikačních laboratoří (mám dobré zkušenosti s několika laboratořemi)
  • Mám přístup k normám, zákonům, vládním nařízením apod.

Těším se na spolupráci s vašimi konstruktéry, designéry, marketingovými specialisty...


Kontakt

Napište mi
e-mail
nebo zavolejte.

Michal Zajačik

zajacik@stomisi.cz

+420 737 313 964

Firemní údaje:

Michal Zajačik
Břidlicová 142
273 51 Malé Kyšice
Česká republika

IČ: 75447959
DIČ: Neplátce DPH

Fyzická osoba podnikající dle živnostenského zákona nezapsaná v obchodním rejstříku