Spis treści zeszytu Elektronika nr 9/2023

SYMULACJA I BADANIA NOWEGO GRAFITOWEGO ELEMENTU GRZEJNEGO DEDYKOWANEGO DO OGRZEWANIA POMIESZCZEŃ
(Simulation and tests of new graphite heating element for houses and rooms warming)
S. BURSZTEIN, M. BURSZTEIN, M. WESOŁOWSKI . . . . . . . . 2

Streszczenie
Transformacja w energetyce jest obecnie zagadnieniem niezwykle istotnym, o ile nie kluczowym, z punktu widzenia funkcjonowania społeczeństw w przyszłości. Fakt ten wynika, między innymi, z konieczności ograniczania oraz eliminacji eksploatacji skończonych zasobów naturalnych Ziemi. Z punktu widzenia uniwersalności, to właśnie energia elektryczna jawi się jako przyszłościowy i niezawodny nośnik energii wykorzystywanej przez ludzkość. Dlatego zmiany w strategii rozwoju i funkcjonowania szeroko rozumianego syste- mu elektroenergetycznego, łącznie z wykorzystywanymi źródłami i przekształtnikami energii są klasyfikowane jako działania najbardziej priorytetowe. Cele, jakie powinny spełniać w/w rozwiązania wynikają, między innymi, z następujących czynników: - eliminacja korzystania z paliw kopalnych; - zmniejszenie oraz zaprzestanie emisji substancji obciążających środowisko naturalne; - korzystanie z technologii BAT, zwłaszcza pod względem energetycznym; - zmniejszenie energochłonności urządzeń wykorzystywanych we wszystkich gałęziach gospodarki. W artykule skupiono się na zagadnieniach ogrzewania pomieszczeń z wykorzystaniem technologii rezystancyjnej. Dokonano symulacji i badań fizycznych popularnych typów grzałek, zwłaszcza w odniesieniu do nowego typu elementu HEX-R. Dokonano porównania sprawności całkowitych zróżnicowanych rozwiązań
SŁOWA KLUCZOWE: ogrzewanie pomieszczeń, element grzejny, wysoka wydajność

ABSTRACT
Transformation in the energy sector is currently an extremely important, if not crucial, issue from the point of view of the functioning of societies in the future. This fact results, among other things, from the need to limit and eliminate the exploitation of the Earth’s finite natural resources. From the point of view of universality, electricity appears to be a future and reliable carrier of energy used by humanity. Therefore, changes in the development strategy and operation of the broadly understood power system, including the energy sources and converters used, are classified as the most priority actions. The goals that the above- -mentioned solutions should meet result from, among others, the following factors: - elimination of the use of fossil fuels; - reducing and stopping emissions of substances that burden the natural environment; - use of BAT technologies, especially in terms of energy; - reducing the energy consumption of devices used in all sectors of the economy. The article focuses on the issues of space heating using resistive technology. Simulations and physical tests of popular types of heaters were performed, especially in relation to the new type of HEX-R element. A comparison of the total efficiency of various solutions was made.
KEYWORDS: warming of an houses, heating element, high efficiency

WDRAŻANIE UŻYTKOWNIKA W TEMATYKĘ PROGRAMOWANIA I SIECI NEURONOWYCH
(Introducing the user to programming and neural networks)
K. BŁASZCZUK, Z. M. PIOTROWSKI . . . . . . . . 10

Streszczenie
Programowanie oraz sztuczne sieci neuronowe są obecnie jednymi z najważniejszych dziedzin informatyki, które znajdują zastosowa- nie w wielu obszarach życia, takich jak przetwarzanie obrazów, rozpoznawanie mowy, czy też analiza finansowa [1]. W artykule zostały przedstawione podstawy programowania oraz budowy sieci neuronowych, ze szczególnym uwzględnieniem biblioteki TensorFlow oraz środowiska Google Colab. Zaprezentowane zostały również dwie praktyczne koncepcje tworzenia modelu sieci neuronowej wraz z omówieniem specyfiki kodu. Artykuł jest przeznaczony dla początkujących inżynierów, którzy pragną rozpocząć swoją przygodę z programowaniem.
SŁOWA KLUCZOWE: sieci neuronowe, Google Colab, TensorFlow, Keras

ABSTRACT
Programming and artificial neural networks are now one of the most important areas of computer science, with applications in many areas of life, such as image processing, speech recognition or financial analysis. This paper will present the basics of programming and building neural networks, with a focus on the TensorFlow library and the Google Colab environment. It also discusses two practical concepts of creating a neural network model along with a discussion of the specifics of the code. The article is aimed at young engineers who wish to start their adventure in programming.
KEYWORDS: neural networks, Google Colab, Tensorflow, Keras

ENERGOOSZCZĘDNY SYSTEM ZARZĄDZANIA URZĄDZENIAMI IoT INTELIGENTNEGO DOMU
(Energy-saving IoT device management system for a smart home)
K. NOWAKOWSKA, K. SIECZKOWSKI. . . . . . . . 15

Streszczenie
W artykule przedstawiono projekt innowacyjnego, energooszczędnego systemu zarządzania urządzeniami IoT inteligentnego domu. W opracowanym systemie położono szczególny nacisk na niski pobór prądu co bezpośrednio przekłada się na redukcję kosztów związanych z eksploatacją urządzenia. Zaprojektowany system pozwala również na zasilanie z wykorzystaniem ogniw akumulatorowych, bez konieczności zasilania komponentów systemu z sieci energetycznej. Komunikacja pomiędzy komponentami systemu odbywa się za pomocą technologii Bluetooth Low Energy (BLE), a dane pomiarowe pozyskane z podłączonych do systemu czujników są wyświetlane na energooszczędnym ekranie typu e-papier. Dzięki zastosowaniu przedstawianego rozwiązania możliwe jest zarządzanie w sposób ekonomiczny urządzeniami takimi jak np. systemy ogrzewania, rolety okienne, urządzenia RTV/AGD, a nawet pompa ciepła.
SŁOWA KLUCZOWE: BLE, Bluetooth, mikrokontroler, energooszczędność

ABSTRACT
Article presents innovation project of energy efficient, IoT devices smart home management system. Main goal in development was low power consumption which reduces running costs. The designed system can be used also with rechargeable battery pack. That implies IoT system could operating without electrical grid. Communication between components of the system was realized via Bluetooth Low Energy (BLE), probed data by sensors included in the system are displayed at e-paper screen. This solution provides cost-effective management of IoT smart home system which can consist various appliances e.g., window shutters, consumer devices, heating system and also heat pump.
KEYWORDS: BLE, Bluetooth, microcontroller, energy-efficient.

PRZEMYSŁOWE AKCELERATORY ELEKTRONÓW I ICH ZASTOSOWANIA W TECHNOLOGIACH RADIACYJNYCH. ZASTOSOWANIE TECHNOLOGII RADIACYJNYCH DO MODYFIKACJI PRZYRZĄDÓW PÓŁPRZEWODNIKOWYCH – WDROŻENIA PRZEMYSŁOWE
(ndustrial electron accelerators and their applications in radiation technologies. Radiation technologies for the modification of electronic devices – industrial applications)
S. BUŁKA. . . . . . . . 21

Streszczenie
Modyfikacja przyrządów półprzewodnikowych wiązką przyśpieszonych elektronów polega na skróceniu czasu życia nośników mniejszościowych. Aby uzyskać odpowiednie warunki dla tego procesu, wysokoenergetyczne elektrony wytwarzają szereg defektów w kryształach krzemu. Istotną kwestią doboru parametrów procesu napromieniowania jest uzyskanie kompromisu pomiędzy zmniejszającym się czasu życia nośników, co prowadzi do polepszania zdolności przełączania, a jednoczesnym wzrostem napięcia przewodzenia, co ogranicza poziom dopuszczalnego prądu obciążenia. Technika obróbki radiacyjnej w porównaniu do dyfuzyjnego wprowadzania domieszek metalicznych w półprzewodnikach oferuje: precyzję, niezawodność i powtarzalność wymaganych parametrów. Precyzyjna kontrola koncentracji generowanych defektów zapewnia bardziej jednorodną charakterystykę elektryczną. Zastosowanie przyrządów półprzewodnikowych, takich jak diody Si i tranzystory MOSFET jest uznawane za jedną z innowacyjnych metod, które można zastosować do pomiarów dozymetrycznych wykonywanych w obszarze medycznym, a także w typowych systemach przemysłowych, gdzie dawka pochłonięta może waha się od 10 Gy do 50 kGy.
SŁOWA KLUCZOWE: wiązka elektronów, półprzewodnik, defekty sieci, efekt radiacyjny, modyfikacja struktur

ABSTRACT
Electron beam modification of semiconductor devices is based on the decrease of the lifetime of minority carriers after radiation treatment. To obtain suitable conditions for this process a number of defects are created in silicon crystals by high energy electrons. Certain irradiation conditions should be followed to obtain a compromise between decreasing carriers’ lifetime, which leads to the faster switching properties, but at the same time reduces load current level due to increase of the conduction voltage drop. The radiation processing technique, as compared to the introduction of metal impurities in semiconductors, offers: precision, reliabi- lity and reproducibility of required properties. Precise control of the concentration of defects that are generated provides more uniform electrical characteristics. The irradiation process is very flexible and can be used for the processing of raw semiconductor components and for final products as well as for the improvement of the device properties. The use of semiconductor devices, like Si diodes and MOSFET transistors, are recognized as one of innovative methods which can be used for dosimetry measurements as performed in the medical area, and also in typical industrial irradiators where the absorbed dose can range from 10 Gy to 50 kGy.
KEYWORDS: electron beam, semiconductor, lattice defects, ra-diation-induced effect, structure modification

BIOFOTONIKA KLASYCZNA I KWANTOWA CZĘŚĆ 6 – TECHNIKI LABORATORYJNE, OBRAZOWANIE BIOCHEMICZNE
(Classical and Quantum Biophotonics – substances, phenomena, instruments Part 6 – laboratory assays, biochemical imaging)
R. ROMANIUK. . . . . . . . 25

Streszczenie
Biofotonika jest dziedziną na pograniczu biologii i fotoniki. Jest obszarem badawczym i aplikacyjnym obejmującym zjawiska i procesy, substancje, obiekty w skali rozmiarowej od nanometrów do makro, jak wirusy, molekuły, organella, komórki, bakterie, membrany, tkanki, małe i większe organizmy, w aspekcie ich właściwości fotonicznych. Biofotonika obejmuje oprzyrządowanie laboratoryjne badawcze i standaryzowane kliniczne i ogólnego zastosowania. Aktywnym kierunkiem rozwoju biofotoniki jest jej gałąź kwantowa, gdzie badane są procesy zachodzące na ogół w nanoskali. Zainteresowanie tymi nanoprocesami, albo zawierającymi zjawisko fotoniczne, albo badane metodami fotonicznymi, bierze się z faktu że stanowią one często fundament procesów zachodzących i odzwierciedlanych potem w makroskali całego obiektu biologicznego. Cykl artykułów na temat biofotoniki jest skrótem wykładu prowadzonego przez autora na WEiTI Politechniki Warszawskiej dla doktorantów. Kolejna część cyklu dotyczy wysokorozdzielczego obrazowania biochemicznego łączącego domeny czasu, przestrzeni, energii, biochemii i biofizyki. Poprzednie części dotyczyły korelacji biofotoniki z pokrewnymi dyscyplinami, procesów biofotonicznych, foto-biosubstancji, obiektów, spektroskopii, biofotonicznych technik laboratoryjnych.
SŁOWA KLUCZOWE: biofizyka, biofotonika, biochemia, nanomedycyna, oświetlenie, biomedyczne obrazowanie i mikroskopia super-rozdzielcze, obrazowanie Ramana i kwantowe

ABSTRACT
Biophotonics is a field on the border of biology and photonics. It is a research and application area covering phenomena and processes, substances, objects in the size scale from nanometers to macro, such as viruses, molecules, organelles, cells, bacteria, membranes, tissues, small and larger organisms, in terms of their photonic properties. Biophotonics includes research and standardized clinical and general-purpose laboratory instrumentation. An active direction in the development of biophotonics is its quantum branch, where processes that usually occur at the nanoscale are studied. The interest in these nanoprocesses, either containing a photonic phenomenon or studied with photonic methods, stems from the fact that they often constitute the foundation of processes that occur and are later reflected in the macroscale of the entire biological object. The series of articles on biophotonics is an abbreviation of a lecture given by the author at the Faculty of Economics and Information Technology of the Warsaw University of Technology for PhD students. The next part of the series deals with the issues of biochemical imaging combining domains of time, space, energy, biochemistry and biophysics. The previous parts concerned research areas and correlations of biophotonics with related disciplines, biophotonic processes, photo-biosubstances, objects, spectroscopy, biophotonic laboratory techniques.
KEYWORDS: biophysics, biophotonics, biochemistry, nanomedicine, lighting, biomedical superresolution imaging and microscopy, Raman and quantum imaging

HISTORIA IFA. . . . . . . . 39


ŻEGNAJ PRZYJACIELU! (WSPOMNIENIE O PROFESORZE STANISŁAWIE BOLKOWSKIM)
J. GRZYBOWSKI. . . . . . . . 41

PROF. DR HAB. INŻ. JERZY WŁADYSŁAW KLAMKA . . . . . . . 44