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Tapas是西門子中央研究院專家開發的全新變頻器，它有著無數的潛在用途。與過去的變頻器相比，Tapas有更普遍的應用范圍，因為它失真度小，動態反應快，并且設計極為緊湊。為了深入探索各種可能的用途，西門子組織了一場競賽，鼓勵工程師、科學家和各路創客試用這種新的變頻器，充分挖掘它的潛力。

機械臂、音頻放大器或無人機，所有這些應用都要使用所謂的變頻器。變頻器是一種高功率電子設備，它可在轉瞬之間按要求調節電壓頻率。

如今，許多特定應用領域使用著各式各樣的高度專業化的小型變頻器。這很快將成為歷史，因為西門子中央研究院的專家已經研發出一種新的通用型變頻器——Tapas。

這種變頻器的創新，主要歸功于氮化鎵（GaN）材料的發展。目前，變頻器使用的主要材料是硅，與之相比，氮化鎵可以支持更高頻率，也能耐受更高溫度。不僅如此，氮化鎵產生的廢熱更少。西門子Tapas變頻器研發負責人Dominic Buchstaller表示，“我們認為，從硅到氮化鎵的轉變，類似于從真空管到晶體管的轉變。一夜之間，各種全新的應用變為可能，這將帶來顛覆性影響。”

適用于機器人

與硅相比，氮化鎵仍是一種相對較新的半導體材料，有時成本略高一些。盡管如此，其前景十分廣闊。Buchstaller預測：“氮化鎵材料性能優異，生產過程中，它在半導體晶圓上占用的空間更少。長遠來看，它的成本講降到比硅的成本更低。”

西門子免費提供Tapas，它性能數據令人驚嘆。它們不僅比傳統變頻器的適用范圍更廣，而且失真極小，動態反應速度高達常規系統的10到50倍，外型亦更緊湊。因此，它們十分適用于要求高精度和高速度的機器人應用。然而，Tapas變頻器的應用范圍遠比這更廣闊，譬如，它也可用于無線充電、3D打印、LED和激光技術等。

面向開發人員開放源代碼

創新的靈活變頻技術的實現，不只靠采用氮化鎵材料。新的軟件、高速信號處理器和特種高性能濾波器等，也有助于發揮氮化鎵材料的潛力，提高靈活度。

僅需修改軟件即可對通用型變頻器進行調整，因此，西門子將這種新設備稱為“軟件定義的變頻器（SDI）”。在一定限度內，這種全新的變頻器更像是理想的放大器，而不是傳統的高功率電子系統。此外，這些設備的潛在應用范圍極為廣闊，西門子僅憑一己之力難以遍涉，因此，西門子決定向公眾提供這項技術。

一個系統、多種應用：一名創客在埃爾蘭根紐倫堡大學的SDI實驗室利用“Tapas”做發明創造。

Buchstaller說：“我們已生產了1000多個Tapas變頻器，目前正免費寄給工業工程師、高校研究人員和‘創客社區’的成員。”這些“創客”喜歡搞小發明，他們利用閑暇時間做專業化的事情，譬如，制作無人機。

西門子將Tapas電路板免費分發給開發人員得到了各方面的幫助，包括4家贊助企業：德州儀器、加州的Efficient Power Conversion、Würth Elektronik和傳感器制造商Allegro MicroSystems。它們為Tapas提供了組件。

出人意料的解決方案

不過，對于Tapas，西門子所做的不止于此。西門子希望充分利用全球社區的創新資源。正因如此，西門子發起TAPAS社區挑戰賽，邀請來自全歐洲的開發人員競相創造出與Tapas有關的創意。

Dominic Buchstaller（右）向西門子*技術官博樂仁解釋Tapas的發展。

這也是為什么，Tapas不僅兼容西門子控制裝置，亦可兼容Raspberry PI，這種大小的微型電腦，成本僅為35美元左右。自2012年 以來，Raspberry PI的銷量已高達數百萬臺。它在全球創客社區以及研究人員和工業企業中得到了廣泛使用。如果這種微型電腦充當設備的“大腦”，那么，Tapas就是它的“肌肉”——連接起數字世界與現實世界。有了合適的程序，系統就能執行各式各樣的任務。

Buchstaller表示，“我們每個人都翹首企盼開發人員的奇思妙想。譬如，將Tapas用作音頻放大器的主意不是我們提出來的，而是一個學生想到的。這正是我們研制Tapas的初衷：激發人們的想象力，另辟蹊徑探尋新的技術方向。”