De computer als laborant

CRI-bulletin november 1994

Richard van Leeuwen en de geautomatiseerde meetopstelling

Aad van de Wijngaart

netwerk gemaakt, gebaseerd op PC/NFS omdat dat heel mooi aansluit op de Unix-omgeving. Veel PC's bij de meetopstellingen draaien tegenwoordig ook onder de Unixkloon LINUX."

Sociaal contact
Inmiddels telt het vakgroepsnetwerk van Moleculaire natuurkunde naast
drie Sun-workstations zon 50 PC's. Van Leeuwen beheert ze vanaf zijn werkplek op de elektronische afdeling van het Huygens Laboratorium.
"Het netwerk vergemakkelijkt de administratie van die PCs enorm: ik hoef maar op een plaats een nieuwe gebruiker in te voeren, en hij is op alle computers bekend. Het is natuurlijk niet te doen als je achter al die computers moet kruipen. Daarnaast hoeft er nu niet bij elke meetopstelling een printer en een plottertje te komen."
Voor de medewerkers zelf betekent het netwerk dat ze niet meer gebonden zijn aan een plek. "De Suns staan centraal, zijn niet persoonlijk, dus iedereen kan aan-
schuiven. En het maakt eigenlijk niet uit achter welke PC of workstation je schuift: je krijgt altijd je eigen files en software. Dat is de kracht van een netwerk. Je hebt ook promovendi die een computer hebben op hun 'zitkamer' en de computer bij de meetopstelling exclusief daarvoor inzetten: die zijn gewoon continu aan het meten. Die kunnen dan vanuit hun zitkamer de boel in de gaten houden. Ze loggen in bij de machine bij de meetopstelling en kijken hoe het loopt. Ze kunnen daar meteen de gegevens af halen en er plaatjes van maken."
Trillingsgevoelige metingen kunnen zo in de kelder gebeuren, want bovenin is het gebouw minder stabiel: de wind veroorzaakt uitwijkingen, om nog maar te zwijgen van de ventilatoren op het dak en dichtslaande deuren. Van Leeuwen: "Met dat netwerk heeft de promovendus toch nog enig sociaal contact. Hij kan de boel aanzetten en weggaan om boven bij de rest van de vakgroep te werken. In de praktijk komt het niet voor, maar als je thuis een

Automatisering van het onderzoek: dat is de dagelijkse uitdaging voor
ing. Richard van Leeuwen. Hij is als elektronicus verbonden aan de
vakgroep Moleculaire natuurkunde, waar hij hele meetopstellingen
rechtstreeks in het vakgroepsnetwerk opneemt.

"Toen ik hier voor het eerst kwam, als stagiaire in '81, waren er al computers. Mijn eerste taak was om nog meer meetopstellingen aan de centrale computer vast te knopen. Bij elke opstelling stond een MoNaCo; dat was een zelfgemaakte 'Moleculaire-Natuurkunde-Computer', die de meetgegevens registreerde. Een centrale computer met een multitasking- operating-systeem erop sluisde de gegevens door naar de minicomputer, waar de onderzoekers de verwerking op deden. Dus het werken met een netwerk en computers bij de meetopstellingen is hier niets nieuws. Het is echt een levensbehoefte voor de vakgroep."
Toch is de huidige situatie volgens Van Leeuwen wezenlijk anders dan toen hij begon. "Toen was het: we moeten zorgen dat de gegevens op die minicomputer
komen, zodat we er lekker mee kunnen werken. Nu is decentralisatie het motto: ze willen overal op het netwerk met hun eigen files kunnen werken."
Die trend zette in toen er steeds meer klachten kwamen over de performance van de VAX. Begin '91 werd het mogelijk om workstations aan te schaffen en korte tijd later werden er bij het CRI drie Suns besteld.
"De volgende stap was eigenlijk: nu willen we die Suns ook beter bereikbaar maken vanaf de meetopstelling. In '92 is er dus een compleet

		stellen en vaak krijg je wel antwoord; niet altijd het goede, maar het is toch wel handig." Ook WorldWide Web raadpleegt hij vaak: "Je kunt op het netwerk als het ware bedrijven binnengaan en er rondneuzen om te zien wat ze allemaal aanbieden. Natuurlijk krijg je veel reclame voorgeschoteld, maar het is wel informatief. Door Mosaic is dat soort informatie niet zozeer uitgebreid of veranderd, maar wel toegankelijker en smeuiger geworden: in plaats van een kale database krijg je een digitale folder. Het hoeft voor mij niet zozeer, maar als het de drempel verlaagt, heeft het zijn nut wel bewezen." Toch heeft Richard van Leeuwen gemengde gevoelens over dit soort multimediale informatie: "In de begintijd, toen we net het netwerk hadden, en ik had een paar megabyte overgehaald, dacht ik: goh, wie gaat die rekening betalen? Nu haal je een plaatje van 1 MB over en gooi je het een tel later weer weg." RULbus De elektronici binnen het Huygens zijn allemaal rechtstreeks verbonden aan een bepaalde vakgroep. Van Leeuwen verklaart: "Dat komt naar mijn idee zeer ten goede aan de produktie en de kwaliteit. Als je de drempel voor de onderzoekers verhoogt door een aparte elektronische dienst te maken, kom je zelf minder op de vakgroep, hoor je minder, kun je minder invloed op standaardisatie en hergebruik van apparatuur en dergelijke uitoefenen. Nu zijn we van het begin af aan betrokken bij meetopstellingen. We kunnen meedenken, om te bepalen wat er ingekocht moet worden en wat we voordeliger of beter zelf kunnen maken." De elektronici werken wel samen op een verdieping van het Huygens. Ook binnen de universiteit als geheel is er nauwe samenwerking. Die dateert van 1984, toen Van Leeuwens voorganger Henk Klein Wolterink erin slaagde om alle elektronische afdelingen te verenigen achter een standaard voor de computerhulpstukken die worden gebruikt bij meetopstellingen: RULbus. Van Leeuwen: "De vruchten daarvan plukken we nog steeds. Bij die laseropstelling beneden zijn bijvoorbeeld ook RULbuskaarten gebruikt die afkomstig zijn van de vakgroep Biofysica, het Gorlaeus en het Kamerlingh Onnes Laboratorium. Tegenwoordig werken we als GEC (Gemeenschap voor Elektronica en Computertechniek) ook samen op het gebied van software en bij de aanschaf van dure apparaten. Door die vrijwillige krachtenbundeling wordt veel tijd en geld bespaard."
modem hebt zou je zelfs bij het CRI kunnen inbellen en zo het netwerk op kunnen gaan om het experiment te volgen." Keizerskleren Ter illustratie volgt een kleine expeditie naar de kelder van het Huygens Laboratorium. In een kleine betonnen ruimte zonder ramen staat de meetopstelling van promovendus Marco Bijersbergen. Licht uit een laser wordt een cel binnengeleid, waarin een glazen plaatje hangt met een spiegeltje. Ze zijn bevestigd aan een draad die zo dun is (0,004 mm) dat ze gemakkelijk kunnen draaien. De draad is werkelijk onzicht- baar voor het blote oog. Van dit materiaal worden keizerskleren geweven. Het experiment zelf is echter nog verbazingwekkender. Richard van Leeuwen vertelt: "Door dat glazen plaatje wordt licht gestuurd dat een rondgaande beweging maakt. Dat is voor elkaar gekregen door een soort draadje in het midden van de laser op te hangen, waardoor de straal daar geen versterking meer heeft en om het midden heen moet gaan werken. Dan krijg je die draaiende beweging: de lichtstraal beweegt als een kurketrekker vooruit. De bedoeling is dat het plaatje daardoor mee gaat draaien en er dus een mechanische draaiing door het licht ontstaat." Het meten gebeurt door met een andere laser naar het spiegeltje te stralen. De plaats van de reflectie wordt gesignaleerd en doorgegeven aan de computer bij de meetopstelling, die het hele experiment ook bestuurt. Het effect van de draaiing van het licht op het glazen plaatje wordt bepaald door de richting van de kurketrekker om te keren met een prisma dat de laserbundel passeert op zijn weg naar de cel.	Gereedschap Er is de afgelopen decennia dus wel het een en ander veranderd. Voor de komst van de computer werd er veelal gemeten met 'penrecorders', die nog bekend zijn uit de seismografie. De onderzoekers moesten de eindeloze rollen papier te lijf gaan met niets dan een lineaal en een mechanische rekenmachine. Ook als gereedschap voor elektronici als Van Leeuwen is de computer een steeds grotere rol gaan spelen. Hij wordt gebruikt bij het ontwerpen van apparatuur, printplaten en frontplaten met knopjes en meters; bij het ontwikkelen van software, zoals drivers voor de zelfgebouwde apparaten; voor het schrijven en vormgeven van handleidingen en andere documentatie. Een bijzondere toepassing is ook simulatie: "Vaak is een computermodel voor een apparaat zo complex dat je het moeilijk uit kunt rekenen; dan simuleer je het. We gebruiken daarbij het programma SPICE, dat speciaal voor elektronica is ontworpen. In de praktijk blijkt het vrij aardig te kloppen. Veel leveranciers van onderdelen geven modellen van hun produkten voor dat soort pakketten." "We gebruiken de computer ook als database. We kunnen bijvoorbeeld een onderdeel selecteren op bepaalde grootheden. Ook hiervoor geven veel leveranciers programma's, alleen voor hun eigen merk natuurlijk. We hebben ook een database van al onze eigengemaakte dingen. Zo kan ik snel de documentatie vinden en weet ik ook of er nog exemplaren van zijn. Wat dat betreft hebben we ook veel steun aan de computer." Folder Een andere belangrijke informatiebron voor Van Leeuwen is het Internet. Hij volgt newsgroups over systeemsoftware, Sun en science & electronics. "Je kunt een vraag