西门子SM327数字量输出模块

Tapas是西门子*研究院*开发的全新变频器，它有着无数的潜在用途。与过去的变频器相比，Tapas有更普遍的应用范围，因为它失真度小，动态反应快，并且设计较为紧凑。为了深入探索各种可能的用途，西门子组织了一场竞赛，鼓励工程师、科学家和各路创客试用这种新的变频器，充分挖掘它的潜力。

机械臂、音频放大器或无人机，所有这些应用都要使用所谓的变频器。变频器是一种高功率电子设备，它可在转瞬之间按要求调节电压频率。

如今，许多特定应用领域使用着各式各样的高度专业化的小型变频器。这很快将成为历史，因为西门子*研究院的*已经研发出一种新的通用型变频器——Tapas。

这种变频器的创新，主要归功于氮化镓（GaN）材料的发展。目前，变频器使用的主要材料是硅，与之相比，氮化镓可以支持更高频率，也能耐受更高温度。不仅如此，氮化镓产生的废热更少。西门子Tapas变频器研发负责人Dominic Buchstaller表示，“我们认为，从硅到氮化镓的转变，类似于从真空管到晶体管的转变。一夜之间，各种全新的应用变为可能，这将带来颠覆性影响。”

适用于机器人

与硅相比，氮化镓仍是一种相对较新的半导体材料，有时成本略高一些。尽管如此，其前景十分广阔。Buchstaller预测：“氮化镓材料性能优异，生产过程中，它在半导体晶圆上占用的空间更少。长远来看，它的成本讲降到比硅的成本更低。”

西门子免费提供Tapas，它性能数据令人惊叹。它们不仅比传统变频器的适用范围更广，而且失真较小，动态反应速度高达常规系统的10到50倍，外型亦更紧凑。因此，它们十分适用于要求高精度和高速度的机器人应用。然而，Tapas变频器的应用范围远比这更广阔，譬如，它也可用于无线充电、3D打印、LED和激光技术等。

面向开发人员开放源代码

创新的灵活变频技术的实现，不只靠采用氮化镓材料。新的软件、高速信号处理器和特种高性能滤波器等，也有助于发挥氮化镓材料的潜力，提高灵活度。

仅需修改软件即可对通用型变频器进行调整，因此，西门子将这种新设备称为“软件定义的变频器（SDI）”。在一定限度内，这种全新的变频器更像是理想的放大器，而不是传统的高功率电子系统。此外，这些设备的潜在应用范围较为广阔，西门子仅凭一己之力难以遍涉，因此，西门子决定向公众提供这项技术。

一个系统、多种应用：一名创客在埃尔兰根纽伦堡大学的SDI实验室利用“Tapas”做发明创造。

Buchstaller说：“我们已生产了1000多个Tapas变频器，目前正免费寄给工业工程师、高校研究人员和‘创客社区’的成员。”这些“创客”喜欢搞小发明，他们利用闲暇时间做专业化的事情，譬如，制作无人机。

西门子将Tapas电路板免费分发给开发人员得到了各方面的帮助，包括4家赞助企业：德州仪器、加州的Efficient Power Conversion、Würth Elektronik和传感器制造商Allegro MicroSystems。它们为Tapas提供了组件。

出人意料的解决方案

不过，对于Tapas，西门子所做的不止于此。西门子希望充分利用**社区的创新资源。正因如此，西门子发起TAPAS社区挑战赛，邀请来自全欧洲的开发人员竞相创造出与Tapas有关的较佳创意。

Dominic Buchstaller（右）向西门子**技术官博乐仁解释Tapas的发展。

这也是为什么，Tapas不仅兼容西门子控制装置，亦可兼容Raspberry PI，这种信用卡大小的微型电脑，成本仅为35美元左右。自2012年先发以来，Raspberry PI的销量已高达数百万台。它在**创客社区以及研究人员和工业企业中得到了广泛使用。如果这种微型电脑充当设备的“大脑”，那么，Tapas就是它的“肌肉”——连接起数字世界与现实世界。有了合适的程序，系统就能执行各式各样的任务。

Buchstaller表示，“我们每个人都翘首企盼开发人员的奇思妙想。譬如，将Tapas用作音频放大器的主意不是我们提出来的，而是一个学生想到的。这正是我们研制Tapas的初衷：激发人们的想象力，另辟蹊径探寻新的技术方向。”