Category: наука

Category was added automatically. Read all entries about "наука".

Электрохимическая обработка металлов. Часть 5.

Сегодня я собираюсь рассказать о нашей очередной экспериментальной электрохимической установке ЭХ-5. Она отличается от прошлой установки (ЭХ-4И) следующим:

  • Мощный источник питания, способный выдавать до 60 А при напряжении 14-18 В.

  • Прокачка электролита через инструмент - медную трубку

  • Отсутствие контроля тока и обратной связи

  • Рабочая область, закрытая со всех сторон от разбрызгивания

  • Отстойник для рециркуляции электролита без (фильтров)

Сразу похвастаюсь, что установка заработала, и в отличие от всех предыдущих, таки прорезала за полчаса насквозь 4 миллиметра стали:

ЭХО

Хотя, конечно, без взрывов и ЧП не обошлось и тут. Итак, все по порядку:

Collapse )

Моделирование заряженных частиц в Algodoo. Часть 1: электрические взаимодействия.

Оригинал взят у mntc в Моделирование заряженных частиц в Algodoo. Часть 1: электрические взаимодействия.
algodoo_130518_0043

В этой статье подробно описан процесс создания заряженных частиц в Algodoo и разнообразные опыты с ними, включая самосборку двухмерных, но весьма реалистичных атомов, молекул  и кристаллов.

Готовую модель частиц скачать можно тут.
Collapse )

Перевод статей с сайта MIT по изготовлению печатных плат на оборудовании фаблабов

Опыты с электронно-световым индикатором 1Е4АВ

Оригинал взят у mntc в Опыты с электронно-световым индикатором 1Е4АВ
1) Как вы думаете, можно ли провести с этой лампой какие-нибудь интересные опыты по физике электронов, кроме термоэлектронной эмиссии и люминесценции? Как то: определение отношения заряда к массе по отклонению в магнитном поле,  внешний фотоэффект,  и т.п.?
2) Электронные лампы вообще - излучают при работе рентген с энергией в сотни эВ (соответствующий торможению разогнанного электрона об анод) или нет? Почему?

оликевич

Термофорез

Если нагретое тело поместить в объем, заполненный аэрозолем, т.е.
мелкими частицами, взвешенными в воздухе, например, дымом или туманом,
то вокруг тела возникает т.н. "темная зона", свободная от аэрозоля,
толщина которой зависит от разности температур тела и среды, давления
газа, размера и формы тела и не зависит от его химического состава.
Горячее тело как бы отталкивает от себя частицы аэрозоля.

Экспериментально наблюдать это явление можно в камере порошковой покраски.
Сначала к одному концу проволочки подвели заземление, а другой нагрели в
огне зажигалки до начала красного каления. Затем подали поток
заряженных частиц краски. Пока это происходило, температура конца
проволоки упала ниже красного каления, предположительно до 300-400 С.

Частицы краски осели на всю длину проволоки, исключая еще горячий
конец. Сдув краску с проволоки, мы получили следующую картину из трех
участков:

Thermophoresis.jpg

Слева вверху "холодный" участок, температура
которого не превысила 150 С. На него краски осела, но впоследствии
легко удалилась воздушным потоком. Затем "теплый" - там где краска,
прикасаясь, мгновенно приплавлялась к металлу (150-250 С). И наконец,
"горячий" - где ни одна крупинка краски не коснулась проволоки
вследствие ни чего иного как термофоретического эффекта.

Это явление обусловлено термофоретическими силами,
действующими со стороны газообразной среды на находящееся в ней
неравномерно нагретые тела (в частности, частицы аэрозоля). Они
возникают из-за того, что молекулы газа у более нагретой стороны частицы
сильнее бомбардируют ее, чем у менее нагретой, и потому сообщают
частице импульс
в направлении убывания температуры. Величина термофоретических сил
пропорциональна квадрату радиуса частицы, а скорость движения частицы
под действием этих сил - скорость термофореза - не зависит от ее размера
вследствие соответствующего возрастания силы сопротивления среды.

Статья в нашей вики: Термофорез

оликевич

Электронный конструктор МНТЦ вышел в продажу!

После 5-летнего перерыва, в нашем интернет-магазине можно приобрести Электронный конструктор МНТЦ, теперь уже новой версии: 1.1  Теперь в нем есть инструкция (пока состоящая из четырех глав), Arduino-совместимый контроллер, управление опытами с компьютера на языке python и много всего нового и интересного.



Электронный конструктор представляет собой набор электронных компонентов и описание схем сборки которые
позволят пользователю познакомится с миром электроники и дадут возможность собирать устройства которые не купишь в магазине.

Данный набор позволяет:
  1. Многократно собирать-разбирать, программировать и связывать с ПК
    и Интернетом электронные устройства на макетной плате из идущих в
    наборе радиодеталей
  2. Измерять и воздействовать на физические и химические величины
    через компьютерный интерфейс, откалиброванный в единицах СИ, и тем самым
    проверить и открыть для себя математические законы природы.

ЭК2-600px.jpg


Список деталей (версия 1.1)

НаименованиеОписаниеКоличество
Arduino-совместимый контроллерМикроконтроллерный модуль, программируемый и управляемый по USB1
Кабель mini-USBДля программирования контроллера и обмена данными с ним1
Макетная платаДля быстрого создания устройств без пайки (830 точек)1
Перемычки для макетной платыРазноцветные проводки70
Резисторы10, 22, 47, 100, 220, 470 Ом, 1, 2.2, 4.7, 10, 22, 47, 100, 220, 470 кОм, 1 МОм16х4
Резисторы прецизионные100 Ом, 10 кОм2х1
Резисторы переменные10 кОм, регулируются отверткой3
Конденсаторы керамические10, 22, 47, 100, 220, 470 пф, 1, 2.2, 4.7, 10, 22, 47, 100, 220, 470 нф, 1, 2.2, 4.7 мкф18х2
Конденсаторы электролитические10, 22, 47, 100, 220, 470, 1000 мкф7х2
Конденсатор высоковольтный0,01 мкф на 3 кВ1
Конденсаторы переменные4-20 пф2
Катушка индуктивности1, 10, 100, 1000 мкГн4х2
ФототранзисторыL-32P3C PBF Kingbright3
СветодиодыКрасный, синий, зеленый3
Светодиоды специальныеИК и УФ2
Стабилитрон3.3 В1
ТермисторNTC 600 Ом1
Батарейка"Крона" 9 вольт1
Клемма для подсоединения батарейки к макетной платедля батарейки "Крона"1
Датчик ХоллаAH491
Микросхема 74HC046 элементов НЕ (замена 155ЛН1, 561ЛН2)1
Микросхема LM339Четыре компаратора1
Микросхема NE555Таймер1
Микросхема L293DNEЧетыре полумостовых драйвера1
ИОН MCP1541Источник опорного напряжения 4,096 В1
Операционный усилитель КР140УД20АСдвоенный1
Диоды1N58194
Транзисторы полевые1х IRF540N, 1х IRF9540N2
Транзисторы биполярные4х BC337, 4х BC327, 1x BC51710
КнопкаТонкая кнопка с двумя выводами без фиксации4
Магниты редкоземельныенебольшие2
Ферритовый стерженьКороткий 8 мм диаметром1
Микрофонэлектретный1
Динамик8 Ом1
Медная проволока в изоляции1 метр1
Лампочка накаливанияС выводами для установки в макетную плату, на 9 В2
ПинцетДля вытаскивания маленьких перемычек из макетной платы1
ОтверткаМаленькая крестовая для резисторов1
Коробочка "Профи"Для хранения радиодеталей1
Шкуркадля зачистки проволоки от изоляции1

ВнтуриЭК600.jpg


Инструкция

готово:
  1. Знакомство с электронным конструктором
  2. Знакомство с языком Python
  3. Напряжение
  4. Делители напряжения
в работе:

  1. Ток
  2. Сопротивление
  3. Диод
  4. ВАХ
  5. Время
  6. Заряд
  7. Масса
  8. Емкость
  9. Мощность
  10. Температура
  11. Энергия
  12. Частота
  13. Резонанс
  14. Радиотехника
  15. Удельное сопротивление

Вообще, электронный конструктор предназначен не столько для повторения некоторой последовательности раз и навсегда заданных опытов, а для самостоятельной творческой работы по прототипированию новых устройств. Тем не менее, мы постараемся создать статьи или видеоматериалы, описывающие типовые или просто интересные эксперименты с конструктором. В разделах Схемотехника, Кибернетика, Телекоммуникации, Акустика, Оптика, Микро и нано, Биоэлектроника, Справочник схем даны описания различных схем и конструкций. Некоторые статьи там оформлены применительно к конструктору, как например, индуктивная трехточка, некоторые - еще нет, что, впрочем, не сильно усложняет их повторение.

Вики - это инструмент коллективного творчества, вы можете редактировать ее страницы, загружать изображения и делать ее более
информацинно наполненной и структурированной. Будем рады видеть здесь описания ваших собственных экспериментов и конструкций.

Вот еще некоторая полезная информация:


FabLab конференция в Москве, где буду выступать и я

Оригинал взят у mntc в FabLab конференция в Москве

Конференция «Революция цифрового персонального производства: Fab Lab и Центры молодёжного инновационного творчества в регионах (опыт локализации в разных странах)» состоится в пятницу, 2 ноября 2012 года в FabLab МИСиС.

Встреча команд и лидеров, желающих открыть FabLab с менеджерами FabLab и специалистами в области цифрового и персонального производства. Приглашенные международные эксперты расскажут о том, что такое FabLab и цифровое производство, о путях достижения финансовой устойчивости, международной программе Fab Academy, об оборудовании FabLab, а также об образовательных программах для детей и молодежи. Конференция проводится в рамках ММФИР "Открытые инновации".

Сайт мероприятия: http://fablab.timepad.ru/event/48190/


Программа конференции:

10:00 — 10:30 – регистрация участников;

10.30 — 10.50 – приветственное слово к участникам конференции от исполняющей обязанности ректора НИТУ «МИСиС» А.А. Черниковой;

приветственное слово к участникам конференции от представителя Министерства экономического развития РФ (уточняется);

приветственное слово от заместителя руководителя Департамента образования г. Москвы В.Ш. Каганова;

приветственное слово от представителя Министерства образования и науки РФ (уточняется)

10.50 — 11.20 – Владимир Кузнецов, НИТУ «МИСиС»: Цифровое производство в цифровой революции

11.20 — 12.00 – Шерри Ласситер, MIT: Стимулирование творческих и инновационных активностей в высокотехнологичных игровых средах

Кофе брейк

12.30 — 13.10 – Томас Диаз, IaaC: Фаблаб Барселона: от умной лаборатории к умному городу

13.10 — 13.50 – Алекс Шауб, Waag Society: Фаблаб Амстердам — история успеха

13.50 — 14.00 – Артур Хессель, FlexiCAM: Цифровые рабочие лошадки из Германии

Обед

15.00 — 15.40 – Александр Оликевич, МНТЦ: Фаблаб для изобретателя и изобретения для Fab Lab

15.40 — 16.00 – Александр Костинский, ЦИР: Центры молодежного инновационного творчества в Москве

16.00 —16.20 – Константин Леоненко, ИЗО ЛАБ: Открываем новый Fab Lab

16.20 — 17.00 – Надя Пик, MIT: Машины, которые делают машины

17.00 — 17.20 – Нил Гершенфельд. Приветствие к зарождающемуся FAB-сообществу России

17.20 — 18.00 – открытая дисскусия.


Фрактальные фермы

Фермовая конструкция повторяемая на многих масштабных уровнях. Предположительно обладает высокой жесткостью при ничтожном весе, что полезно для создания деталей станков а также футуристических наноматериалов.

Фрактальная ферма1.jpg

Первые фрактальные фермы были изготовлены в фаблаб МИСиС. Выводы из эксперимента с ними:

  • Жесткость фермы в таком исполнении как на фото падает примерно вдвое с переходом к фракталу на единицу более высокого порядка.
  • Однорядные фермы ненадежны - поломка всего одной стенки может привести к разрушению конструкции. Разумнее дублировать перекладины, делая их состоящими не из одного, а из нескольких рядов треугольников
  • Острые внутренние углы не спососбствуют прочности фермы - неплохо бы заменить их скруглениями или фасками, а быть может вовсе заменить треугольники на круги.
  • Надо переходить к трехмерным фермам - для начала к трехгранным призмам, склеенным из таких вот ферм, а потом от треугольников - к тетраэдрам, от кругов - к шарообразным полостям.

Интересно попробовать собрать такие самосборкой:

Страниячка проекта в нашей вики: Фрактальные фермы.
оликевич

Проект OpenBatcher - наш дозатор для эпоксидки и химических реагентов. Первый блин комом.

Оригинал взят уmntcв Проект OpenBatcher - наш дозатор для эпоксидки и химических реагентов. Первый блин комом.

Это open-source автоматический цифровой дозатор для жидкостей, например эпоксидной смолы или химических реактивов. Он позволит в будущем создать автматическую рисовалку эпоксидкой или робота-химика (биохимика?).

Изначально конкурировали две идеи - поршневая система (проблема: герметичность контакта поршня со стенками цилиндра) и такая где жидкость находится в изолированном мешке (проблема: засасывание жидкости в мешок, вытягиваемый поршнем). Обе концепции проверены на экспериментальном устройстве такого вот вида:

OpenBatcher1.jpg

Образец устройcтва был изготовлен в лаборатории Фаблаб МИСиС на станке лазерной резки:


Collapse )

Электрохимическая обработка металлов. Начало.

Много людей подписалось на мой ЖЖ после серии постов про опыты с конденсаторами. Но самому мне эти опыты не очень понравились, потому что в них не было никакой интриги и интерактива. Автор полазил по интернету, почитал книжки, а потом изложил, типа умный. В общем жанр какой то занудный получился, вроде лекции - интересный тем, кому уже и до меня была интересна тема конденсаторов. А как же быть с остальными?  

Думаю понятнее всего объясняет тот кто знает о предмете ненамного больше читателя. А лучше если даже меньше. И вот мы начинаем новый цикл статей, посвященный созданию машины для электрохимической обработки. Я об этом ничего не знаю и не буду особенно стараться узнать - вместе будем, путем опытов, разбираться что это такая за штука и с чем ее едят. Так мы с вами окажемся на переднем крае науки. Ведь если мы не знаем какого-то знания, то для нас оно так же бесполезно как если бы оно было не открыто человечеством вовсе. А если мы чего-то не знаем о природе то почему надо познавать это из книжек, когда интереснее - экспериментально? 

Овчинка выделки стоит: точность, качество поверхностей и спектр обрабатываемых материалов по этой технологии просто удивительны. Вот, например что делают на промышленных ЭХ-станках. Суть этой обработки в том что при электролизе атомы одного из электродов (изделия) ионизируются и выходят в раствор, а со вторым электродом (инструментом) ничего не происходит. Чем ближе инструмент к изделию, тем точнее и быстрее обработка, так как ток идет в этом случае, в основном, по кратчайшему пути. А если электрод будет далеко от поверхности изделия, то оно будет травиться со всех сторон более-менее равномерно.

Начнем с простой задачи - резки листовых материалов в 2D. Просто это сейчас для нас самое актуальное. А вообще хотелось бы освоить и другие технологические приемы ЭХО. Начнем осваивать 2D с 1D. Попробуем отпилить кусочек напильника по прямой линии :) И вот она первая электрохимическая чудо-машина, которую мы с sergoll собрали "из того что было". Так и назовем ее: Эх-1 :)

Электрохимическая резка

Collapse )