Несколько лет назад Джо Барнард оставил карьеру оператора и музыкального продюсера, чтобы посвятить себя любительскому ракетостроению. Сейчас Джо — основатель фирмы и Youtube-канала BPS.Space, а также увлечённый энтузиаст, главная цель которого — оставить свой след на луне.

Увидев запись контрольной посадки одной из ракет SpaceX, Джо обрёл настоящее призвание, а также желание присоединиться к компании. С тех пор прошло несколько лет, и теперь крупные ракетостроители сами стучатся к нему в двери, однако Барнард по-прежнему верен DIY-начинанию. Его эксперименты по сборке, запуску и посадке ракет способны воспроизвести реальные лётные тесты, не требуя столь же мощных финансовых вложений.

Узнайте больше о BPS.space на официальном канале Youtube.

 

Воскресенье, 25 апреля 2021 09:35

Используем эффект Пельтье на практике

Автор

В 1798 году Жану Шарлю Атаназу Пельтье было всего 13 лет, и хотя он был рождён в скудно образованной семье посреди провинциальной Франции, люди уже тогда начали обращать внимание на интеллектуальные способности юноши.

Пельтье увлечённо постигал каждую книгу, до которой только мог добраться, и проявлял недюжинный талант в починке часов. Поскольку традиционное общее образование было родителям не по карману, отец Жана определил мальчика в подмастерья к часовщику. По мнению молодого Пельтье, его начальник месье Браун был крайне неприятен и обладал нездоровой тягой к контролю. Браун запретил ученику постигать любые науки, кроме часовых механизмов. Впрочем, по ночам Пельтье зажигал свечи и тайно принимался за чтение. Так происходило до тех пор, пока Браун не застукал юношу и не отобрал у него единственный источник света. Даже после этого Пельтье пытался читать у окна под сиянием полной луны. Но Браун вновь вычислил его, лишив самой скудной возможности учиться. Это была последняя капля: в слезах воскликнув «Довольно!», Жан ускользнул в Париж.

В столице жизнь пошла на лад. Пельтье получил работу у почитаемого французского часовщика Абрахама-Луи Бреге. Жан верой и правдой служил ему вплоть до 1815 года — солидное наследство, доставшееся от матери жены, принесло долгожданную финансовую независимость и возможность выйти за рамки часового дела. Впервые в жизни Пельтье мог без остатка посвятить себя любимому занятию — чтению. Его интерес возбуждали любые книги: проза Вольтера, философия Руссо, но более остальных — научные издания.

С каждой прочитанной страницей любопытство Пельтье лишь возрастало. Вскоре он стал не только теоретиком, но и экспериментатором. Немногие учёные могли похвастать энтузиазмом к столь широкому полю дисциплин. Жан препарировал животных, наблюдал за ночным небом, изучал химические процессы и предсказывал погоду, и это лишь несколько примеров. Однако самым значительным вкладом изобретателя в наши дни считаются его эксперименты с электричеством.

В 1834 году Пельтье обнаружил, что при подаче тока через цепь, состоящую из двух разных проводников, на стыке разнородных проводов происходит нечто примечательное. В зависимости от направления движения тока, один спай нагревается, а другой охлаждается. Чем большее напряжение направлено в цепь, тем значительней разница температур.

Этот феномен сейчас называют эффектом Пельтье, и он является ключевым элементом конструкции множества точных инструментов, спутников, тепловых насосов, осушителей и даже винных шкафов.

Научные принципы, на которых основан эффект Пельтье, довольно сложны, но в целом они работают так: количество энергии, которую электроны несут по проводам при определённом напряжении, различается в зависимости от материалов, из которых сделаны проводники. На спаях методичный ход электронов нарушается, создавая аналог автомобильной пробки. С одной стороны электроны выделяют избыточную энергию, чтобы оказаться в новом проводнике, выделяя тепло в окружающую среду. На противоположном стыке происходит обратный процесс: поскольку электроны вынуждены поглощать окружающую энергию, проводник охлаждается.

Инженеры и учёные достаточно быстро поняли, что эта крайне простая цепь (по сути состоящая из двух типов припаянных друг к другу проводов и источника питания) может выполнять целый ряд функций. При наличии напряжения и двух различных проводников, она позволяет создать электронное устройство для нагрева и охлаждения, в котором нет ни единой подвижной детали.

Сегодня мы научимся использовать термоэлектрический принцип месье Пельтье и соберём подстаканник, способный нагреть или охладить ваш напиток по щелчку пальца.

СБОРКА ПОДСТАКАННИКА ПЕЛЬТЬЕ

Материалы:

- Блок питания, 12V 1,5А
- Болты, М6×60 мм с полной резьбой (4) с гайками
- Шайбы, внутренний диаметр — 6 мм (12)
- Вентилятор охлаждения, 12V, размер 50 × 50 мм
- Радиатор из алюминиевого профиля, примерно 70мм × 70мм × 25мм. Вероятно, вы не найдёте точно такого размера, но всё, что близко, подойдёт.
- Алюминиевые полосы размером 32мм × 12 мм × 5мм (4). Купить листовой алюминий можно в строительном магазине, а обрезать — при помощи ножниц по металлу. Обработайте и закруглите края в целях безопасности.
- Двухпозиционный выключатель
- Корпус, примерно 38мм × 51мм× 64мм
- Провод для подсоединения, площадь сечения 0,32 мм2 с изоляцией, красный и чёрный
- Термоэлектрические модули Пельтье, 40 мм × 40 мм, 12V 6А (2). Модули используют эффект Пельтье для нагрева и охлаждения. Они изготовлены из двух керамических пластин, расположенных по разные стороны массива полупроводников.
- Маленький тюбик термостойкого герметика.

Инструменты:

- Сверло с битами на 12мм и 8мм
- Кусачки для снятия изоляции
- Малые регулируемые гаечные ключи (2) и/или отвертка в соответствии с головками болтов
- Ножницы по металлу
- Напильник

См. схему сборки для всех последующих шагов.

Схема сборки подстаканника

1. Взяв отверстия на корпусе вентилятора за образец, сделайте отметки на плоской стороне алюминиевого радиатора. Просверлите в корпусе радиатора отверстия диаметром 8мм, как показано в схеме.

2. Согните алюминиевые полосы в форму буквы Г и просверлите в каждой отверстие диаметром 8мм. Изгиб нужно будет сформировать, основываясь на размерах вашей ёмкости для напитка. На схеме показано, в каком положении она будет находиться, оказавшись на устройстве.

3. Соедините Г-образные заготовки, радиатор и вентилятор в один блок при помощи болтов 6мм как показано на схеме. Поместите шайбы между головкой болта и Г-образными кронштейнами, вентилятором и радиатором, а также гайкой и вентилятором.

Заготовки прикручены к вентилятору

4. Просверлите отверстие для установки выключателя в центре корпуса. Обычно это отверстие имеет диаметр 12 мм, но чтобы убедиться, необходимо измерить диаметр переключателя. Просверлите такое же отверстие на противоположной стенке, чтобы проложить провода согласно схеме.

Г-образные заготовки
5. Подключите оба модуля Пельтье к 12-вольтовому блоку питания чтобы отметить, какая сторона охлаждается, а какая — нагревается.

6. Используйте герметик, чтобы присоединить модули Пельтье один поверх другого — горячей стороной вниз, к плоской стороне радиатора, как показано на схеме 2. Сдвоенные модули позволяют достичь более эффективного нагрева и охлаждения, чем одиночные.

7. Используйте кусачки и зачистное устройство, чтобы подключить аппарат согласно приведённой ниже электрической схеме, в которой у выключателя есть 3 положения.
- Когда переключатель в верхнем положении, верхние стороны модулей Пельте охлаждаются.
- Когда переключатель переводится в нижнее положение, верхняя часть элементов будет нагреваться.
- Среднее положение выключает устройство

 Схема соединений

Приведённая ниже иллюстрация показывает, как выполняются кабельные соединения между клеммами двухпозиционного выключателя.

Кабельные соединения

Соберите корпус. Ваш подстаканник Пельтье готов.

Подстаканник Пельтье без кружки

Дерзайте — жгите и охлаждайте

Чтобы использовать подстаканник Пельтье, подсоедините блок питания к розетке и приведите переключатель в верхнее положение. Поднесите руку к поверхности модуля Пельтье, чтобы проверить его на охлаждение. Переместите выключатель в нижнее положение, чтобы убедиться, что модуль нагревается.

Подстаканник Пельтье с кружкой

ВНИМАНИЕ: поверхность может нагреваться и охлаждаться крайне быстро. Избегайте прямого контакта с поверхностью более, чем на мгновение!!!

Если ваш подстаканник не работает, проверьте соединения и убедитесь, что устройство соединено верно.

Лучше всего подстаканник Пельтье работает с металлическими кружками (как показано на иллюстрации). Наслаждайтесь горячим (или холодным) напитком!

 

Вторник, 20 апреля 2021 12:22

Brunel Hand 2.0 - будущее кистевых протезов

Автор

Brunel Hand 2.0, разработка лаборатории Open Bionics – продвинутая, лёгкая и точная роботизированная рука, предназначенная для исследователей. Низкая стоимость и открытый исходный код делают эту кисть с шарнирными пальцами важным шагом на пути к революции в робототехнике.

Инженеры, учёные и университеты по всему миру используют Brunel Hand. Она обладает девятью степенями свободы, четырьмя режимами запуска, а также может быть перепрограммирована с использованием среды Arduino.

Brunel Hand 2.0 совместима с манипуляторами робота и идеально подходит для тех, кто нуждается в механической кисти для своего проекта, или для многофункционального использования с ботами-гуманоидами. Она является идеальным полем для исследований, связанных с протезированием и взаимодействием человека и машины.

 

Параметры:

- 9 степеней свободы

- 4 режима запуска

- Открытый исходный код согласно международной лицензии CC Attribution-Sharealike 4.0

- Совместима с ИСР Arduino

- Возможность программирования через USB

- Мощный встроенный контроллер

- Возможность следить за работой приводов в реальном времени

- Лёгкий вес (идеально подходит для мелкомасштабной погрузки)

- Подключение с использованием USB и I2C, а также проводов коммутации

- Полностью управляемый светодиодный RGB-индикатор

- Встроенный инерциальный модуль на 9 осей

- Механически совместимые фаланги пальцев

- Прочный дизайн, защищающий от поломки

- Цепкая ладонь и подушечки пальцев с полиуретановым покрытием для эффективного захвата

 

Технические характеристики:

- Вес 332 г.

- Размер 198 x 127 x 55 мм

- Рабочее напряжение: 12V

- Материалы: полилактид, ТПУ и уретан

 

Загрузки:

- Техническое описание ПП Chestnut

- Файлы для 3D-печати (.zip)

- Файлы Eagle (.zip)

- Прошивка Beetroot

- Библиотека прошивок Fingerlib (.zip)

- Руководство пользователя Beetroot V1

- Дополнительные обучающие ссылки

 

Полиуретановые подушечки пальцев

Разогнутые пальцы Brunel Hand

Согнутые пальцы Brunel Hand

муха Черная Львинка

Всемирный день экологического долга — день, когда количество расходуемых человеком возобновляемых ресурсов Земли за год превышает тот объем, который она способна воспроизвести. Такая дата отмечается в каждой стране мира с 1977 года, в России он наступит 22 августа. По расчетам специалистов, если мера потребления природных запасов останется на прежнем уровне, то через 10 лет человечеству понадобиться уже две Земли. 

То есть, мы все сейчас живем в долг, выжимаем из планеты все соки. Это наталкивает на мысль о том, что с расходованием природных ресурсов что-то не так.

Если в случае с автомобилями, недвижимостью и другими материальными ценностями мы говорим только о деньгах, то в случае с едой речь идет о человеческих жизнях. Мы живем в 21 веке, а в мире по-прежнему голод.

Начиная с 2014 года, показатель распространения недоедающих в мире вырос на 9%, что равнозначно темпам роста населения на всей планете.

голод Африка, голодные дети

В Африке от голода страдают 100 млн. человек — тогда как в Северной Америке и Европе 30% людей с лишним весом, в США это 96 млн. человек. И самое страшное: голод возникает не потому что нет ресурсов и еды, а потому, что ресурсы распределены неправильно.

Например, чтобы вырастить 1 килограмм крупной рыбы в искусственных условиях, требуется потратить 5 килограмм мальков в виде корма. Мы инвестируем 5 килограмм рыбы, чтобы получить 1 килограмм рыбы! Это происходит везде и давно. Мелкая рыба перерабатывается в белковую муку, которая используется в кормах для животных: птиц, поросят, других рыб.

Нецелесообразно распределяя рыбу, мы получаем многомиллионный голод!

К счастью, человечество стремиться избавиться от продукции из рыбной муки. Основанная в 2008 году компания AgriProtein изготавливает корм из личинок мух. Находится она в Южно-Африканской Республике в городе Кейптаун. 

 производство корма из личинок мух

Сюда приезжают грузовики с органическими отходами со всех ближайших населенных пунктов. Главные трудяги на ферме — личинки Черной Львинки — дружелюбный вид мух, не переносящий болезни. Именно они поедают отходы и откладывают яйца, а затем становятся ценным источником белка.

производство корма Америка, корм из личинок мух

Завод AgriProtein перерабатывает 100 тонн органического сырья ежедневно! В данный момент компания расширяется, предприятия строятся по всей Америке. В 2018 году проект собрал более 130 млн. долларов вложений. В числе инвесторов был даже Билл Гейтс! 

Наш соотечественник разработал подобную технологию — Zooprotein. Производство корма из личинок мух развернулось в Липецкой области. Основное отличие от “западных братьев” заключается в том, что автономное оборудование размещается рядом с агрокомплексом и может сразу получать отходы, перерабатывать их в корм и предоставлять обратно на комбинат. 

личинки мух, корм

Исследования кормовой продукции Zooprotein показывают впечатляющие результаты:

  • укрепляет иммунитет;
  • снижает заболеваемость;
  • повышает усвояемость других кормов, добавок, премиксов;
  • увеличивает привесы;
  • сокращает потребление кормов;
  • сокращает время достижения товарной массы.

Неоспорим факт благоприятного влияния корма на экосистему — каждая произведенаая тонна кормового белка из личинок мух получается в результате переработки 10 тонн отходов и сохраняет 5 тонн рыбы — а это еда для 50 человек на год!

Разработчики проекта открыты для сотрудничества, более подробно ознакомиться с их компанией можно на краудфандинговой площадке Boomstarter. Возможно, они тоже найдут своего Билла Гейтса!

В настоящее время цивилизации предстоит перебороть множество глобальных экологических проблем. Описанные выше разработки — первые шаги к восстановлению баланса между человеком и природой.

Нам стоит помнить, что в экосистеме каждое существо состоит в неразрывной связи с другими обитателями планеты, и даже мухи, которые ранее казались человеку вредителями, способны стать спасением от голода, загрязнения окружающей среды и критического вымирания рыбы в мировом океане.

 

 

 

Воскресенье, 04 апреля 2021 10:56

Teslonda - будущее хот-родов

Автор

 

Знакомьтесь, это Teslonda – наполовину Honda Accord 1981 года, наполовину сверхсовременный электромобиль. Её создатель Джим Белошич стремится выяснить, какое будущее ждёт хот-роды, а также понять, как можно сломать устоявшиеся транспортные стереотипы. По мнению инженера, ключевым фактором станет не автономность, а производительность.

 

Идея зародилась в мастерской Белошича в Рино, штат Невада. Приобретя Accord как воспоминание о своём первом транспорте, со временем Джим превратил его в семейный эксперимент. Желание испытать светлую ностальгию в конце концов преобразовалось в разработку машины будущего для собственных детей.

 

Как признался Белошич, «Сборка Teslonda была сложна, но в этом её прелесть. Работая с электричеством, я снова чувствовал себя подростком, который впервые меняет масло. Это был по-настоящему вдохновляющий опыт. Для меня было грандиозным открытием, что с электромобилями не столько важны двигатель и нагнетатель, сколько ноутбук и точная настройка объёмных данных».

 

Хотя на первых порах Teslonda была невинным домашним проектом, сейчас она — возможно, первый прорыв в сфере электрических хот-родов. Автомобиль разгоняется до 100 км/ч за 2,43 секунды, и даже эта скорость не является для него пределом. Машина Белошича служит доказательством, что электромобили ждут самые яркие перспективы.