Raspberryllä säädettävä korkeajännitepoweri

Posti toi tilaamani korkeajännitepowerin.
High Voltage DC-DC Boost Converter 8-32V 12V to ±45V-390V ZVS Capacitor Charging

Minulla on tarve tuottaa muutama sata volttia DC-jännitettä. Tuo kyseinen poweri soveltuu hyvin kyseiseen käyttötarkoitukseen. Ainut asia mikä jää harmittamaan on se että jännitettä voi säätää vain potikalla.

Trimmipotikat ovat perseestä. Halvimmat siniset kiinatrimmerit hajoavat heti kun niihin koskee ruuvimeisselillä. Jotkin konkat muuttavat sitäpaitsi resistanssiaan sillä hetkellä kun meisseli irtoaa trimmeristä (joku joustaa). Tilanteissa joissa joku valopää käyttää trimmeriä oparin (tai hakkurin) takaisinkytkentävastuksena... voi käydä niin että metallisen meisselin koskiessa metallista trimmeriä. kytkentään johtuu häiriöitä.. yritä siinä sitten trimmata.

Lisäksi on varsin epämiellyttävä ajatus alkaa sörkkimään korkeajännitekytkentää, tai mitä pahinta antaa jonkin amatöörin väännellä potikkaa. Siinä voi käydä Luis Slotinit ja meisseli livetä eli "Lilli Kupsahtaa". Meisseli lipeää korkeajännitevetoon tai raapaisee elektroniikkakonkan puhki... se on sitten "morjens". :D :D :D

Laitteistoissa joissa on enemmän kuin yksi potikka ja potikat vaikuttavat yhdessä enempi tai vähempi asiaan jota yritetään vääntää kohdalleen... tulee virittämisestä vaikeaa tai todennäköisesti mahdotonta.

Oma suositukseni kaikille elektroniikkaa suunitteleville. Jos suunitelma on joitain "pikaista kokeiluviritelmää" valmiimpaa. Suosittelen välttämään niitä sinisiä trimmeriperkeleitä kuin ruttoa!
2010 luvulle ei kuulu trimmerit.

Miten trimmereistä voi päästä eroon?

• Käytä tarkempia komponentteja
• Käytä digipotikkaa
• Hinta? Nopeus?
• Ei sovellu kaikkialle (jännitealue? yms)
• Korjaa softalla
• Voi vaatia tarkempaa esimerkiksi ADC:tä
• Syötä DAC:lla vastusjakoja

Mitäs tämä DAC:lla korjaaminen tarkoittaa. Yksinkertaisimmillaan se voi tarkoittaa sitä että sensijasta että korvataan DAC:lla vaikka trimmerivastusjako.

Katsotaans esimerkin omaisesti miten ratkaisin hakkuripowerin ohjauksen raspberryllä.

Vaihe1: Ensin kytketään virta

Sähköä vanhasta läppärin 12v powerista. Ja katsotaan että menee oikeaan reikään

Oletusasetuksilla poweri oltiin ruuvattu antamaan noin reilu 60volttia. trimmeriä vääntämällä jännitteen sai nousemaan 350v:hen.. Huomattavaa on että levyllä on elkot plus ja miinus puolella. Jännitteenkestona 400v. Nimelliseen rajaan pidän toistaiseksi hieman väliä, ei ainakaan ennen kuin käyttökokemusta löytyy. 

Koteloimattomasta kiinaelektroniikasta ensimmäisissä virtojen päällelaitoissa suosittelen katsomaan että elkojen päät eivät osoita kohti mitään herkkää, syttyvää tai kallista. Suojalasien käyttö suositeltavaa. Väärinpäin asennettu elko tai paska counterfeit konkka voi yllättää. "Kiinaelektroniikka" on itseasiassa ihan luotettavaa kunhan "Infant mortality" keissit on saatu suljettua pois.

Aijoo 10uF kapasitanssi (sekä plussassa että miinuksessa) tarkoittaa sitä että tuolla levyllä voi vahingossa tapattaa itsensä ainakin teoriassa... Varmasti sattuu kunnolla jos napsahtaa sormile... Noh luonnonvalinta karsii ja Tukes-kukkahatut itkevät. :D :D

Vaihe2: Tutustutaan kytkentään/levyyn

Kyseessä on DC-DC muunnin levy joka on

• reguloitu, ulostulo ei ole verranollinen sisääntulevaan jännitetasoon. Vaan jos lähtöjännite on asetettua tavoitearvoa matalempi, säädin pyrkii nostamaan jännitettä. Eli jossain on vastusjako
• isoloimaton. Sisääntulopuolen maa on aboit samassa potentiaalissa kuin ulostulon. Oleellista tietää kun mietitään mihin yleismittarin toinen karva kannattaa kytkeä. Nyt sama mihin GND:hen kytkee (periaatteessa joo)

Levyltä on hyvä spotata

• Mitkä kuparit ja pinnit ovat maata. Maata on yleensä paljon. Helpottaa kytkennän selvittämistä.
• Ulostulonastasta (pos tässätapauksessa, neg reguloituu samalla pos puolen mukana sama core sis ja vuo kun on). Lähdetään seurailemaan mistä mahdollisesti kytkentä otta takaisinkytkenstänsä sekä katsotaan mihin potentiometrin jalat. Koska korkea jännite, etsitään isokokoisia (jännitekesto suuri) vastuksia tai useampaa vastusta sarjassa.
• Millä sähköllä mikin osa/alue käy ja mistä löytyy korkeajännite. Levyltä löytyy 9v regulaattori. Ja jumpperi jolla voi valita ohjaimen käyttöön joko raaka-inputin tai 9v:hen lineaariregulla yli 10v:stä tehdyn käyttösähkön. 9V:n jännitetä voi hyödyntää mahdollisissa "häkeissä". Lisäksi tämä voi vihjata että paikkaan X ei sovi häkissä syöttää yli 9v:tä.
• Vikaantumispaikat, mahd kiinalaisten aivopierut, pienet eristevälit.. ja mahd sulakkeet.
• Missä potentiaalissa siiliehin kiinitetyt transistoreiden rivat ovat. Tärkeää suunnittelun (pitää miettiä voiko samaan ripaan kytkeä asiota X ja Y) ja turvallisuuden kannalta. Toki kiven ja siilin välissä eristematto... mutta eristematto on niin ja näin ja kumminkin transitori on kiini metalliruuvila ja tabissao on suht krafti ruuvinreikä. Tässä kytkennässä
• Takaisinkytkennät
• Jännitetaso
• Toinen vastusjako on todnäk jonkun synkronoinnin Zero Voltage Switching:in takia  (arvaus.. paha sanoa mitä lutikat tekee kun tekstit dremelöity pois)

Häkin kannalta oleellisimmat osat merkitty

Vaihe3: Kraapustellaan paperille tai tietokoneelle tilanne

Takaisinkytkentä on näin.

Potikan ylemmästä karvasta kun mittaa, havaitaan että jännite pysyy 2.5v:ssä maahan nähden vaikka miten potikkaa kääntelee  (ja korkeajännite muuttu).  Olemme siis löytäneet pisteen josta kontrolleri mittaa jännitteen ja vertaa sitä sisäiseen referenssiinsä (tehdään tyypillisesti sisäisesti myötäsuuntaisella referenssidiodilla).

Kun potikkaa vääntää pienempiohmiseksi, Joutuu korkeajännite nousemaan jotta referenssipiste nousisi 2.5v:hen... ja toisinpäin vastuksen kasvattaminen muuttaa vastusjakoa niin että korkeajännitteen pitää laskea.

On myös muistettava että takaisinkytkentänasta vetää aina vähän virtaa.. joten laskut eivät ole ihan eksakteja. Mutta jos heitetään karkea arvio niin vastusjaosta menevä virta I saadaan yhtälöstä (U=I*R)

2.5v = I * (alavastus+potikka)

Ja toisaalta pätee yhtälö, missä X on positiivinen korkeajännite

X-2.5 = I*3*300*1000ohm.

SIIS

X= (2.5v/(alavastus+potikka)) *3*300*1000+2.5

.

Jos kytkentään halutaan vaikuttaa DAC:lla, käytännössä mahd. operaatiovahvistinpuskurin (aiheesta lisää myöhemmin) avustuksella sytetään kautta joko nollaa tai nollaa suurempaa jännitettä.
Se onnistuu käyttämällä niinsanottua "bodge wireä", Bodge wire potikan yläpäähän ja johdon päähän sarjavastus ja DAC syöttämään

Päätetääns DAC:in vastuksen arvo

DAC:in nollalla saa aikaan suuriman korkeajännitteen. Rail to rail oparin ja DAC:in ollessa kyseessä tämä vastaisi sitä että 2.5v:n pisteestä vedettäisiin rinnalle DAC:in vastus maahan.

Speksattu maksimi on 350v. Virraksi tulisi.

(350v-2.5v)/(3*300*1000ohm) = 386*10^-6 A

2.5v pisteen ja maan välillä tulis olla minimissään

2.5v/0.0003861111111111111 = 6474 ohmia vastusta. Ei vähempää tai elko sanoo poks.

(tai siis 400v:lle  5660ohmia.. Alle 6k ei kannattaisi mennä.)

Onneksi valinta on helppo tehdä..10k:n vastus osui sormiini. Ei muuta kuin trimmmeriä reilusti vastapäivään (vastusta suuremmaksi). 10k vastus bodge-wirestä maahan ja tarkistus että nyt bodge wiresä maahan on yli 6k. Sitten yleismittari kiinni lähtöjännitteeseen ja virrat päälle. Potikkaa myötäpäivän kunnes ulostulojännite näyttää 350V:tä (maa ja pos)

Vaihe4: Koteloidaan turvalliseksi

Ei, tämä ei ole turhaa hössötystä. Systeemissä tulee olevan korkeajännitystä. On aika suuri riski sille että korkeajännitemoduli osuu johonkin pöydällä ajelehtivaan johtavaan roinaan tai otan epähuomiossa kiinni modulista muutenkin kuin reunoista.

Ei kannata ottaa turhia riskejä elektroniikan hajoamisesta.

Openscadillä alle tunti ja 51 minuuttia prusa i3:lla hitailla asetuksilla ja tuloksena suojattu poweri. Edessä on aukot johdoille ja sivussa kurkistusikkuna lediä ja sulakkeen kunnon tarkistamista varten.

Tai siis siitä puuttuu kansi (äkkiäkös sen tulostaisi)

Powerilevy pysyy boksissa siilen kahdella ruuvilla. Mahdollinen kansiosa voisi painaa levyä paremmin koppaan.

Periaatteessa boksin sisälle olisi voinut rakentaa myös DAC-kytkennän.

Kokemuksesta voin sanoa että jos systeemissä on jokin haastava osa (korkea jännite, suuria virtoja, kelluva potentiaali, häiriöttömyys tai kuumenevia osia). Kannattaa kyseinen alue rajata ja pitää ongelmat mahdollisimman pienen tilavuuden sisäpuolella. Nyt boksista häröittää ulos "bodge wire", jossa ideaalitilanteessa on 2.5v

Vaihe6: Suunnitellaan ohjaus

DAC:in jälkeen on mielestäni hyvä laittaa  operaatiovahvistin puskuriksi. Tämä siksi että digitaalipuoli käynnistyy eri tahtiin mitä analogipoweri. En halua tilannetta jossa jostain syystä virratonta DAC:ia kutitellaan 2.5v:llä tai hetkittäin jopa korkeammilla jännitteillä. Tällöin suojadiodit lähtevät johtamaan (DAC:in vcc:hen).  Onneksi vastusjaossa on varsin suuria vastuksia, jolloin ylijännitevirrat ovat  maksimissaan satoja mikroampeereita.

Rakensin nopeasti levyn. Ihan tavallinen LM358 puskuri. Mukana 5v lineaariregu jolla tehdään oparille käyttösähkö. Mukana I2C liitäntäinen DAC. DAC käynnistyy raspberrylevyltä tuodulla 3.3v jännitteellä.

Tuo DAC levy on itseasiassa vähän overengineerausta. Protoon menee mutta valmiimpaan teen elegantimman ratkaisun. Silti saatan tulostaa vastaavanlaisen oikosulkuja estävän pohjan tuolle dac-puskurilevylle.

Vaihe7: Koodia

Juu.. testaus jäi vähän vaiheeseen kun kaaduin aamulla kotipihalla. Ei sattunut pahasti.. mustelma tuli selkään ja lantio ehkä murtui, mutta töiden jälkeen meni ilta meni sohvalla löhöilyksi.

Viikonloppuna tein I2C DAC:ia varten tein raspberryyn  liitinlevyn.

Raspberryn liitinlevy-prototyyppi. Kuvattuna kauan sitten rikkimenneen raspberryn kanssa (ei kannata poweroida +5v pinnistä halvalla kiinahakkurilla ja samaanaikaan USB:stä). Levy on nykyään mekaniikka-mockup käytössä

3kpl I2C liittimiä,  2kpl SPI:tä (powereineen).  PWM output nasta+maa sekä yksi gpio+maa liitin.
Levyllä on myös raspberryn 5V:stä 3.3v tekevä regu. Ja siis kyllä.. näille liittimille olen keksinyt jo käyttökohteen. :D

Ebaystä voi koettaa hakusanoja
50 SETS JST XH 2.5-4 Pin Battery Connector Plug Female & Male with 120MM Wire
50 SETS JST XH 2.5-2 Pin Battery Connector Plug Female & Male with 120MM Wire

Liittimet ovat dupont wirejä parempia. Ei mene pinoutit väärinpäin niin helposti ja kaapelit lukittuvat paikallensa. Japan solderless terminalssit kävivisiät ihan oikeaan tuotteeseenkin. Grimppilaatu on ostamissani parempi mitä osaisin itse tehdä  (ainakaan ilman sopivia grimppipihtejä)

Lisäksi tuli testattua pumppua. Sopivien M3 ruuvien puutteen takia tulosteen testaus jäi puolitiehen

pumpun liitoskappale tulostuspedillä, pysykää kanavalla

Ihan järjetön johtaja

Pohditaanpas hieman käsitettä johtajuus.  Kaikenmaailman Jari Sarasvuot, intin skapparit, johtajuuskonsultit, MBA-pellet ja geneeriset yritysjohtajat omaavat käsityksen siitä mitä johtajuus tarkoittaa.

Itse tunnistan erään johtajaominaisuuden, jolle en keksi muuta termiä kuin "insane leadership" tai "ludicrous leadership" (vähän niinkuin kaksimoottorisen sedan-Teslan ajoasetukset). Tämä käytännössä tarkoittaa sitä että johtaja on hieman "kaheli", uskaltaa olla epäsovinnainen sekä ei omaa minkäänlaista kohtuullisuudentajua. Itse tunnistan näitä piirteitä itsestäni, mutta omalla kohdallani se näkyy muun muassa overengineerauksena ja "epäsovinnaisten" ratkaisuiden hakemisena yms...

Siispä "overengineerausta" johtamismielessä. Ihan älytön johtaja ei välttämättä vie maaliin, mutta oheisvaikutukset ovat pitkällä aikavälillä myönteisiä.

Yksikään "johtaja" (huomaa lainausmerkit) joidenka alaisuudessa olen työskennellyt tai suoritanut asepalvelusta, ei ole ollut "hullu johtaja". Ainakaan myönteisessä mielessä,

Hullulla johtajalla tarkoitan jotain luokkaa Adolf Hitler, Joseph Stalin tai  Donald Trump....

Mitäs helvettiä Hitleri tekee tuossa seurassa?  No koska hän on oli ÄLYTÖN. Eräs piirre jota uusnatsit eivät osaa arvostaa Hitlerissä. 

Kuka muu kuin Hitler olisi kehitelly suuruudenhulluja suunitelmia?  Okei... Stalin yritti... mutta ei saanut muuta aikaan kuin sai tapatettua slaaveja,, varastettua saksalta avaruusteknologiaa... jonka turvin sitten myöhemmin neuvostoliitto vei jenkkejä kuin litran..vai sanotaanko gallonan mittaaa :D

Kuka olisi hyväksynyt "Wunderwaffe" ohjelmia muu kuin ÄLYTÖN johtaja...

Alamainen:Hei meillä on hirveä puute materiaaleista, työvoimasta, sotatarvikkeista ja ihmiset näkevät nälkää. mitä tehdään?

Noh.. Hitler hyväksyi että V2 ohjelma pystyi jatkumaan.. Ei muuta kuin perunoista kiljua ja siitä tislaten B-Stoffia... ja sitten A-Stoffia (LOX:ia) rakettiin ja "bomben auf engeland" :D

Oikeasti, ilman v2 ohjelmaa jenkit ja ryssät olisivat leikkineet aika pitkään pommikoneilla ja suihkumoottoria käyttävillä risteilyohjuksilla.

Ja pitääpä vielä huomauttaa, että jos Hitler olisi ollut lestadiolainen ei tietenkään pontikan keittoa olisi voinut ottaa puheeksi eikä V2 ohjelmaa olisi ollut... jokuhan olisi voinut vaikka vahingossa juoda sitä (kauhistus)

Upotteen videoon selostukseen viitaten: "Suuri amerikkalainen tiedemies Wernher Von Braun":in eräs paha moka oli että hän ei ajatellut raketin alastulemisen kuuluvan hänen ostastolleen. Onneksi "Suuri afroamerikkalainen insinööri Elon Musk" mietti hieman myös buusterin alastuloa. :D

Toinen hieno.. tai hullu projekti mitä Hitlerillä oli oli "Kdf wagen".  Eli auto joka kiihtyy ihan järjettömästi, siinä on autopilotti ja omaa oman mielen ja tunteet. Tässä todiste.

Okei mukana on ehkä vähän Walt Disneyn "magiaa". :D
Tuollainen auto olisi todella hieno omistaa. Tai itseasiassa todellisuus on joskus tarua parempaa... ja informaatioteknologia magiaa mahtavampaa.

Väittäisin että maailman hienoin IOT-laite  Tesla P100D pesee Herbien mennen tullen. Herbiessä vetää vain 2 pyörää ja renkaat ovat kapeat. Täten Herbie ei voi mitenkään kiihtyä "järjettömästi". Tuplamoottoriteslassa vetää neljä pyörää ja säätösysteemi tekee kaikkensa että renkaat eivät sudi ja pito pysyy. Herbiessä nousee keula, renkaat savuavat, (rumpujarruista nyt puhumattakaan) ja ohjattavuus on mitä on.  Eikä softaa selvästikään päivitetä pilvestä... Herbie valuttaa öljyä, savuttaa... Frunk:in (front trunk) mahtuu vähemmän tavaraa mitä Teslaan... takakontin sijasta moottorin päällä herbiessä on matkustamon puolella pieni laatikko. Ja moottori säksättää ja äänentoistojärjestelmää ei ole.

Muskihan puuhaa "harrastusmielessä" Open AI:n parissa.(ja tässä blogissa tullaan vielä käsittelemään deep learninkia) Saattaa olla että tuleviin tesloihin tulee "strong AI" tai jopa tietoisuus ja tunteet.. Ja siinämielessä Tesla voittaa Herbien että yksilön tietoisuutta parempi tietoisuus on joukkotietoisuus. Herbieitä on yksi, Tesloja monta. Jokainen Teslan auto voi oppia maailman kaikkien Teslojen kokemuksista... kiitos internetin. (niin ja nvidian yms.. tahojen)

Eikös olekkin mahtavaa???


Tosiaan Hitlerillä oli muita  kaikelaisia "pikkuprojekteja" (suihkumoottoreita, tutkia, kivihiilipölyllä toimivia tulipyörremyrskykoneita, lentäviä lautasia, pimeänäkölaitteita, jättimäisiä rautatietykkejä yms...). Puhumattakaan eugeniikkaohjelmista. Tosin eugeniikkaohjelman heikkous ja epäonnisuus oli siinä että geeniteknologiaa ei käytännössä silloin edes tunnettu.

Älkääkä nyt alkako moralisoimaan. Muskikin listasi tärkeiksi teknologioiksi joihin kannattaisi panostaa

http://nextshark.com/elon-musk-hitler-problem/

Eli haistakaa iso paska...te kukkahattutädit, humanistit ja kristityt. Teidän ansiosta Musk ei polkaise genetiikkamanipulaatioyritystä pystyyn, joka nostaisi ihmiskunnan kehitysastetta.. Tuhansien vuosien kehityksen viivästymä... oletteko nyt tyytyväisiä HÄH!! NIIN! Juuri te tunteiden varassa ämmämäisesti asioista ajattelevat hihhulit.

Kiitos kristinusko

Olen myös henkilökohtaisesti todistanut tilannetta kun hihhulimafia ajattelee ensisijaisesti uskonveljiensä etua eikä mullistavan teknologian kehittymistä ja vielä vähemmän firman etua. En yhtään epäile ylläolevaa kuvaa.

Jatketaans...

Niin mitens tuo Donald Trump?.. Mitäs tällä ameriikan Jetro "Roasted":llä (jutkuvitsi jos ette tajunneet) on tekemistä Hitlerin kanssa?  Puolue ja maa on eri. Ja mitä hyvää tämä öyhöävä juntti saa aikaan? Hänhän on kristitty?

Se mitä hyvää tästä seuraa että hän tekee "älyttömiä" ratkaisuita koska hän on hullu kuin Hitler :D

Trump pistää ulkomaiset autonvalmistajat kuriin ja tarjoaa näin Teslalle menstymisen mahdollisuudet, tästä rahaa lisää SpaceX:lle. Tietenkään Nasa ei saa käyttää ryssien buustereita vaan suositaan paikallista toimittajaa joka palkkaa vain muricalaisia. Tietenkään rahaa ei mene sotimiseen ja sotavoimien ylläpitoon yhtä paljoa kuin ennen milloin käytiin sotaa "terrorismia" vastaan. Rahat todennäköisesti käytetään tekemään amerikasta suuri jotta seuraava kausi on varmistettu... tietenkään ei paranneta sosiaalipalveluita vaan rahat "törsätään" johonkin mahdollisimman näyttävän julkisuustemppuun kuten Mars-matkaan ja USA-meksiko muuriin :D

Vaikuttaa tosi hyvältä. Vielä kun Trump jaksaisi kuunnella fiksua neuvonantajaansa niin kaikki menisi ihmiskunnan kannalta hyvin.

Tiivistyksenä sopii tähän väliin Steve Jobsin filosofointivideo "hulluista".

PS.

Okei, Trump saattaa hidastaa geeniteknologian kehittymistä lainsäädännöllä. Mutta toivottavasti se jää abortti-asian kanssa julkisuuspuuhasteluksi ja femakoiden kiusaamiseksi,  Uskon että Trump on kuitenkin bisnesmies ja hän ymmärtää että "Moses is moses and business is business".. Toisin kuin jotkut lestadiolaiset.

Tasmanian tuholainen, ensimmäinen kokeilu

Viimemaanantainen merkintä jäi tekemättä kun töissä meni pitkään. Pahoittelut lukijoille  (joita ei ole).Viimeaikoina intoni harrastaa vapaa-aikana erinäisistä syistä heikentynyt.Tästä huolimatta olen committuinut (paskaa) koodia githubbiin, piirrellyt 3d malleja openscad:llä.. ideoinut

Eli tuossa viimevuoden ihan lopussa tilaamani moottori ja driveri saapui. Pistin prusa i3 tulostimen tulille ja tulostin ensimmäisen mallin

Ensimmäinen virhe mikä tuossa tuli tehtyä, oli se että pumpun vaippa oli vain yhden kerroksen paksuinen. Laakeripidike lohkesi :(

Moottoriohjain oli tarkoitettu radio-ohjattaviin. Ensimmäinen arvaukseni oli että ohjaussignaali on moottorille vastaavanlainen mitä servoille (esim peräsintä käntävä servo). Vailla syvempää asiaan perehtymistä kokeilin arduinon servokirjaston esimerkkiä ("knob", analogi - servopulssi muunnin). Virtojen kytkennässä driveri piippaa.. (tai itseasiassa moottorin käämi) piippaa. Tämän jälkeen pulssiohjaus tulee viedä maksimiin ja sitten minimiin. Sen jälkeen ohjain on kalibroinut itsensä.

Jossainvaiheessa etsin jostain romujemmastani optoerottimen ja laitan moottorin ohjaantumaan raspberrystä, mutta sitä ennen pärjään potentiometrillä.

Huomionarvoista on se, että moottorin kiinikkeet eivät kierry vasten toisiaan. Minimipaksus "propellin" paksuudelle on noin 5mm.  Sitävarten tein varsinaisen pumpun alle erillisen propellin, jonka tarkoitus on padota jäähdyttävää ilmaa ja painaa sitä moottorin reijistä käämeihin.

.

Jäähdytinpotkuri

Pumppu, paksummalla kuorella, 4mm korkeat raot. 

Pumppu ilman kuorta

Printtasin tänään uuden version kuoresta, valitettavasti kello oli jo senverta paljon että viitsinyt käynnistää moottoria. En halua ylittää naapurin ärsytyskynnystä, jonka kerran ylitettyäni alan saamaan valituksia koirien haukahteluista sekä 3d-tulostimen yöllisestä louskutuksesta

Hahmoteltu kehikko

Ideoin viikonloppuna alustavasti myös kehikkoa.



Pahoittelen tönkköä ilmaisua, ei ollu aikaa muotoilla :)

Irdium-1

Kuten tekniikan kehittymistä seuranneet lukijani tietävät että spacex:llä losahti tässä syksyllä falcon9 lähtöalustalleen. Syynä sellainen pieni fiba, että happi pääsi jäätymään ja rikkomaan (sytyttämään) hiilikuituisen heliumtankin happitankin sisällä.

http://www.popsci.com/spacex-falcon-9-explosion-reason

Aika jännää. Sitten kun olen saanut maksettua asuntolainan pois, kokeilen miten hiilikuitu reagoi jäätyvään happeen. :-O   Tottakai jokaisella itseään vähänkin arvostavalla miehellä pitää olla MRI-kuvauslaite tai vähintään NMR-spektrometri kotona.

Silti pidän tilannetta varsin vakavana. Jos Spacex kaatuu saattaa olla että ihmiskunnasta ei tule avaruusmatkailevaa sivilisaatiota oman elinaikani aikana :(
Avaruusmatkailevalla sivilisaatiolla tarkoitan siis sitä että ihmiskunta matkustaa ja asuu muuallakin kuin maapallolla  (ja maata matalalla kiertoradalla kiertävissä häkkyröissä)

Nyt on aika jännät paikat. Jos sää on otollinen 14.1.2017 klo 19:54 pitäisi youtubessa alkaa aiheesta lähetys.

Hostattuna

Teknisenä webcastina

JÄNNÄÄ.

Paljon jännempää kuin mikään "jiäkiekko" tai "jalakapallo".  Sipsilakko taitaa sittenkin loppua lauantaina, kaljaakin voisi ottaa. Ja koirille jotain hyvää kans.

Ihmettelen suuresti miksi spacex:n webcastit eivät "sytytä" ihmisiä :D
Harva suomalainen edes tietää spacex:n olemassaolosta vaikka kyseessä on ihmiskunnan tulevaisuudelle tärkein projekti ikinä.

Jonkun jalkapallon seuraaminen on pöljintä ikinä. Tai ainakin vitun tylsää konservatiivista paskaa. Pelihän on pysynyt samanlaisena satoja vuosia.  Ja se on sitten vieläpä täysin ok, että pelin jälkeen mennään kaupungille riehumaan, ölisemään ja öyhöttämään. Töíssäkin saa haista viinalle jos aiempana iltana ollut matsi. Ei voi asperger ymmärtää.

Sitten kun (toivottavasti) spacex ampuu viikolla jonkun häkkyrän avaruuteen onnistuneesti (vaikka crew dragon2), niin meikäläinen taitaa kyllä riipaista sellaiset kännit (ja menen ölisemään kaupungille) että juoppoputkasta suoraan töihin, missä haisen viinalta, silmät punottaen naama valkoisena väännän koodia.

NIIN,

Siinävaiheessa kun sattuu joku kosminen onnettomuus/ jätimäinen asteroidi törmää maahan / ydintalvi iskee... niin ei nälkäänäkevät kehitysmaalaiset, politiikan kiekurat, talouselämä, tai vitu ihan mikä tahansa omaa mitään merkitystä kun ihmiskunta on tuhon oma.

ELLEI ihmiset ole kyenneet levittäytymään muille planeetoille.. esimerkiksi marsiin.. tai vaikka saturnuksen tai jupiterin kuihin.

Jos jollakuilla lukijoillani sattuu olemaan ylimääräistä rahaa polttelemassa taskunpohjia, niin ostakaa Tesla. Voitto käytetään spacex:n rahoittamiseen ja ihmiskunnan pelastamiseen. Se on oikeasti merkityksellistä. Paljon merkityksellisempää kuin SPR:ät, uniseffit ja kirkon ulkomaanapu. Niillä rahoilla pelastetaan ihmiskunta eikä mukamasauteta ihmisiä.


Ostakaa tesla  S=sedan, (E=economy) tai X=katumaasturi ,
(Economy mallia odotellessa)

KIITOS!

Paperspray

Se on taas maanantai-ilta ja projektipäivityksen aika.

Omistan 2.5vuotiaan  uroskoiran ja sen kaverina asuu 6-vuotias pieni narttukoira. 

Joskus sattuu pissa lirahtamaan pissahädän yllättäessä paikkaan johon ei se kuuluu (ulos tai lehdelle/kaakelille).  Sitten seuraava kysymys onkin.. KUMPI SEN TEKI.  Tätä ei tapahdu edes joka viikko, mutta tapahtuu kumminkin

Tietenkään kumpikaan koirista ei tunnusta. :( 

Tyypillisesti uroskoira avaa venttiilin esim pöydänjalkaa vasten ja sitten nostaa kytkintä vielä napin valuttaessa pissaa, lopputuloksena siksakkikuvio lattialla, Toki siitä tunnistus onnistuisi, mutta jätetään hahmontunnistus johonkin toiseen postaukseen :D

Voisiko pissan tunnistaa helposti jollain testillä?  Uroksilla on testosteronia enemmän kuin nartuilla ja nartuilla on kuukautiskierron vaiheesta riippuen useaa erilaista hormonia virtsassa mitä uroksilla taasen ei ole. 

Tässäkohdin koirani ihmettelee mitä helvettiä hoomani taas säätää. Pienet koirapennutkin erottavat uroksen hajun nartusta. Ihan helppo juttu siis.

Ihminen tietenkin  joutuu turvautumaan kaikenlaisiin vippaskonsteihin.  Joku paperikromatografia??? voisi olla yksi ratkaisu. Ikävä kyllä paperiromatorafia tarkoittaa kaikenlaisten litkujen yms käsittelyä, kemiaa yms muuta mistä fyysikko ei pahemmin ymmärrä.  Luonnontiedelukion kemiasta armokympeillä ja yseillä läpi rämpineenä ja TKK:lla yhden kemmankurssin suorittaneena vierastan ajastusta.

Toki onhan niitä kaikenmaailman reagensseja ja optisia menetelmiä... mutta en minä ala pistämään rahaa kiinni mihinkään reagensseihin. Optiikka on kallista, menee helposti rikki ja sen kanssa säätäminen on kyllä ihan vitun neitimäistä pipertämistä. Eihän tässä olla kuin koiranpissaa mittailemassa.

Eräs alallaan kuuluisa professori totesi että mittausongelmista 80% johtuu huonosta näytteenotosta.

Siispä jos ratkaisen tämän ongelman, jäljellä on siis se 20%

Eli näyte pitäisi saada johonkin sellaiseen muotoon, josta sen mittaaminen kävisi helposti... No perkele...emmätiiä.... vittu... mä IONISOIN SEN PERKELE!!! Joka on oikean miähen puhetta!

Ionisointi kävisi näppärästi jos käytössäni olisi paljon jotain alfa-hajoavaa ainetta,  Tai ihan tarpeeksi lyhytaaltoista  sähkömagneettista säteilyä. Riittäisi että vähän säteilyttäisi höyryävää lammikkoa. Ikävä kyllä perkeleen ilonpilaajalaitos (STUK) on tehnyt tuonkaltaisenkin ratkaisun käytöstä turhan hankalaa. Tokihan ionisointi onnistuu, jos näytettä hehkutaa. Tai vaikka täräyttelee jollain hervottoman tehokkaalla laserilla. (joka on liian kallis)

Koska tarkoituksenani on mitata hormooneita (jotka menevät rikki turhan rajusta käsittelystä), kovinkaan karskit ionisointimenetelmät eivät tule kyseeseen.  Onneksi ratkaisu löytyy, jopa nobel-palkittu sellainen. Jota ihan oikeat tutkijatkin käyttävät.

https://en.wikipedia.org/wiki/Electrospray_ionization

Koska en ole narkkari, kotoa ei löydy injektineuloja. Neulat ovat turhan kalliita erikoisosia.. pitää pärjätä siis ilman. Purduen yliopisto USA:sta on näemmä kehittänyt sähkösuihkuttimesta hieman toisenlaisen ratkaisun

https://www.youtube.com/watch?v=Zlq1sRND3A8

Eli ei tarvita muuta kuin paperilappu, joka imee näytettä ja polaarista liuotinta. Lappu leikataan teräväkärkiseksi kolmioksi jotta siihen muodostuisi korona. (paperin höntyvätkin auttavat jo)  Useat lukijat ovat varmaan nähneet lukiossa kokeen, jossa influenssikoneen kupuun kiinitetään teräväkärkinen "propelli". Tai ovat testanneet "biefield brown" ilmiötä käyttävää lifteriä. Idea on tässä sama. Korona heittää liuotinta+näytettä ilmaan.. Dropletit ovat luonnollisestikin varautuneita negatiivisesti tai positiivisesti. Koska monessa mittausmentelmässä  käsitellään ioneja eikä aerosolia olisi hyvin toivottavaa että dropletit hajaantuisivat. Asiaa voi auttaa käyttämällä jotain haihtuvaa yhdistettä. Viinaa? Viina on kallista. Ehkä lasolia? tai pakkasenestoainetta?

Kokeilin asiaa, aluksi käytin liuoittimena 30% erittäin pahanmakuista "sitruunaviinaa". Tarkoituksena tietenkin että kykenisin haistamaan suihkunnutta aerosolia. (ompas tieteellistä :D)

12v patteristo,  labrapoweri, hv-lähde, pidike ja hauenleukaklipsi

Osalista:

• HV-poweri  1.7euroa  http://www.ebay.com/itm/361626314524
• Labrapoweri 7.66e (joululahja itselleni)   http://www.ebay.com/itm/222235179693
• patteripidike "8 AA 2A Battery 12V Clip Holder Box" alle euro
• Hauenleuka, ostin joskus honkkarin euron lootasta heräteostoksena
• Itseprintattu pidike
• sitruunaviinaa ~5ml

TUKES-kukkahatut tietenkin katsovat tälläistä setuppia kauhulla :D

Sanoisin kokeilijoille, että varhaisessa vaiheessa on erittäin fiksua käyttää jotain varmasti kelluvaa energianlähdettä.  Kun kumminkin voi tulla yllätys maadoitusten ja kapasitiivisten kytkeytymisten kanssa. Onhan noita korkeajännitetällejä tullut uran aikana otettua useita, joten puhun tästä "opittu kantapään kautta".

Sitten ei muuta kuin piuhat kiinni ja menoksi

Paperspray off / on

Kuvasta voidaan havaita miten repulsiivinen voima kiskoo pisaraa pois paperista ja miten paperin kärjessä loimottaa korona.

JESS... taitaa toimia. Tarkoituksena EI ole polttaa valokaarta, mikä hajoittaa mitattavaa ainetta. Ainoastaan tuoda niin paljon varausta, että polaarinen aine hyppä varautuneena pois paperista.

Korkeajännitepowerin antamasta jännitteestä minulla ei ole muuta tietoa kuin että se on "paljon" :D

Ajoin poweria 3.3v:llä Virtaraja alkoi iskemään vastaan.. Uskalsin nostaa virtarajaa yhteen ampeeriin, silloinkin käytin poweria maksimissaan muutaman sekunnin pätkissä. Mustasta pötkylästä kuului aika pahaa pauketta ja napsumista. Oma arvaukseni on se että poweri on käytännössä takaisinkytkemätön transistorisytkytin+muuntaja jonka perässä on walton-cocksucker kytkentä

https://en.wikipedia.org/wiki/Cockcroft%E2%80%93Walton_generator

Eli sähkö lyö läpi jossain. Ilmeisesti powerin oikeaoppisessa käytössä piuhojen välissä pitäisi pitää yllä valokaarta (plasma toimii pieni-impedanssisena vastuksena) jolloin reguloimattoman hv-powerin lähtö ei pääse nousemaan liian korkealle (jolloin esim kiinalainen halpakonkka tai diodi ei löisi läpi).

Juutube on täynnä videoita DIY tasereiden ja EMP pyssyköiden rakentelijoita jotka polttelevat surutta valokaarta.

Päätin keskeyttää kokeen, kun en halua polttaa ainokaista korkeajännitepoweria ja palaan asiaan myöhemmin. Todennäköisesti powerin oikea tapa on ajaa rajusti virtarajoitettuna pienellä jännitteellä (yksinkertaisimmillaan inputtipiuhaan sarjaan suht iso vastus) ja vain silloin kun ioneja oikeasti tarvitaan.

Pumputin

Lupasin itselleni uutenavuotena, että päivittäisin blogia aina maanantaisin littyen menelläoleviin kotiprojektiini. Tässä hieman muistiinpanon tynkää.

Projektin eräs oleellisista komponenteista on ilmapumppu, joka

• Toimii sähköllä, en ole tekemässä suihkumoottorilla toimivaa itsenäisesti lentävää naulapommidronea :D  (choolihan se ois)
• Imuteho pitää olla helposti säädettävissä
• Tuottaa tasaista virtausta
• Pitäisi kyetä tuottamaan staattista alipainetta hmm..öö.. kilopascalin? ja puhaltamaan huoneilmaan
• pumppu imee ilmaa putkesta. Poisto voi tapahtua joko putkeen tai vapaaseen ilmaan
• Ilmaa pitäisi siirtyä likemmäs 200 litraa tunnissa
• Kaupastaostettavien komponenttien yhteishinta max 10euroa
• Saa sisältää mielellään 3d tulostettuja osia :)
• Koko ja tehonkulutus ei ole ongelma

Vaikka varsinaisesta projektistani ei tulisi yhtikäs mitään, lopputuloksena olisi kiva pumppu jolle voi löytyä käyttöä kun lopulta julkaisen piirustukset ja rakennusohjeet open sourcena.

Mikään akvaariopumppu ei sovi. Sellainen tuottaa turhan röppöistä virtausta
https://en.wikipedia.org/wiki/Diaphragm_pump
Ja tuollainen imee ja tekee alipainetta kuin humanisti mamun....

Toki tuollaiseen voi liittää kuristimen ja ison tiiviin ilmasäiliön alipäästösuotimeksi. Käytännössä mahdollista, mutta ei eleganttia :)

Tyypillinen PC-tuuletin kykenee siirtämään suuria määriä ilmaa suht tasaisesti. Ikävä kyllä painetta se ei tuota. Harvasiipinen tuuletin ei yksinkertaisesti voi tuottaa paljoa alipainetta.

Eräs tapa vaihtaa suuri ilmanopeus paineeksi on se että väliin lyödään lisää siipiä jotka pysyvät suhteessa paikallaan
https://en.wikipedia.org/wiki/Axial_compressor
Allaolevalla youtube-clipillä näytetään miten yksittäinen staattori toimisi

Saatan kokeilla tuota joskus kun saan haalittua kasaan paineanturin ja kasan pc-tuulettimia. Toki jeesusteipillä (halleluja!!) kokoon teipattu pötkylä missä vuoronperään on tuulettimia ja staattoreita voisi olla ihan elegantti ratkaisu.


Toki on olemassa myös
https://en.wikipedia.org/wiki/Centrifugal_fan
Joka kykenee tuottamaan pikkuisen enemmän paineta

Toki... onhan niitä kaikenlaisia kompressoreita, mitkä soveltuisivat
https://en.wikipedia.org/wiki/Centrifugal_compressor
Millään kymmenellä eurolla tuollaisia ei kyllä kaupasta ostella. Onneksi internet on ratkaissut ongelman.
http://www.thingiverse.com/thing:205373

Mitä turbopumpuista ja turbopuhaltmista ymmärrän, turbon imukyky on hyvin kriittinen siitä kuinka knaftisti turporotkuli kykenee pyörimään kopan sisällä. Jos väliin jää paljon rakoa paine pääsee tasaamaan, jos taas rotkuli ottaa kiinni koppaan... tuloksena ei ole kuin rahinaa ja moottorin tehosta ja kierrosnopeudesta riippuen enempi tai vähempi villisti lenteleviä muovinpaloja.

Toki eräs ratkaisu on hinkuttaa hallitusti pumpun pyörivää osaa seinämää vastaan.
https://en.wikipedia.org/wiki/Rotary_vane_pump
Eli pikkuhiljaa pienet tulostusten epätarkkuudet hioituisivat pois. Mahdollisesti moottori kärähtäisi jossain vaiheessa tai pumppu jumittaisi. Ja jos hyvin menisi niin jossain vaiheessa lamelli loppuu kesken ja pumppu vaatii huoltoa.  Aika apinaratkaisu. Ei hyvä ollenkaan :(


Back to first principles, kuten Elon Musk sanoo.

Tässävaiheessa mieleeni juolahti kysymys: miksi helvetissä impellerin ja rungon välillä pitää olla rako? Se ei ole edellytys sille että ilmaa siirtyy.

Ainoat syyt ovat teknisiä,
a) jotenkin systeemiin pitää kyetä kytkemään tulo ja/tai menoputki
b) sisään ja ulostulon välille muodostuu paine-ero. Jotenkin pitää estää se että ilman lentäessä ulos pumpusta, se ei saa palata takaisin inlettiin ja lähteä uudelle kierrokselle.

Jos vastassa ei ole mikään fysiikan laki vaan tekniset pulmat niin ne on kyllä riittävällä diplomi-insinöörityöllä ratkaistavissa.

Tätähän mietin jonkinaikaa... kunnes otin käyttöön perinteikkään ongelmanratkaisumenetelmän. nimeltänsä: "Pölli ryssiltä" :D

Idea tuli pöllityä ryssien BTR-60:stä

Eli ryssäläisissä sotilasajoneuvoissa (idea todnäk pölitty jenkeiltä land-lease järjestelyn ajoilta) käytetään hienojen vaahdolla yms itsepaikkaavien renkaiden sijasta ratkaisua, missä akseliin pumpataan ajoneuvon käydessä kompressorilla ilmaa. Pyörä pyörii laakerin varassa, jonka läpi menee akseli. Renkaaseen ei tarivta kuin akselin päähän tulppa ja siitä putki ja letku renkaan venttiiliin. Pienet vuodot ei haittaa kun renkaaseen pumputaan kokoajan ilmaa.

Kyllä ryssä on ollu taas aika vekkuli :D

Ratkaisu: Pyöritetään moottorin akselin varassa roottori+runko yhdistelmää ja pistetään insertiksi laakeri. Ei muuta kuin openscad tulille:

Tähän liimataan muovin säästämiseksi muovi tai pahvilevyistä kannet ja pohjat.
Moottori pyörittämään tätä

Eli jotain tämänsuuntaista. Centrifugaalituuletinhan tuo on, mutta turbon siitä saisi jos vähän litistäisi ulostuloreunaa. (en keksinyt sopivaa funktiota millä madaltaa) Keskelle on kummiski jätettävä tilaa nupille joka littää muovin akseliin

Tuon kuvassaolevan laakerin sisälle töksätään vaan letku mahdollisesti jonkinlaisen sovittimen.Siinähän pyörii. Ei saa vaan vedellä mihinkään suuntaan tai pumppu rupeaa vatkaamaan ja räjähtä muovinsirpaleiksi.

Moottoriksi tarvitaan jokin tehokas, mielellään harjaton sähkömoottori. Nykyään suositun nelikko-tai monikkokopteriharrastusten ansiosta tehokkaiden sähkömoottoreiden hinta on tullut alas. Niihin on myös saatavilla valmiita driverimoduleita edullisesti

Ostoksia:
Ebaystä vaikka

• "A2212 outrunner", moottori vajaa 5euroa
• "Bearings 6803 2RS Rubber Shielded Deep Groove Ball Bearing Metric 17x26x5mm", hinta noin 1e
• "brushless ESC 40A" . ESC eli electronics speed controller... 4euroa enempä en maksaisi

Eli noin kympillä (bundlena voi saada edullisemmin ja isoissa erissä) olisi printattavia muoviosia ja mahd. ohjauselektroniikkaa ja poweria lukuunottamatta koosa.

Printtailen osia pikkuhiljaa kun saan tarvittavat osat ja raportoin asiasta lisää maanantaiblogissani. En ehkä ymmärrä turbopuhaltimien suunnittelusta, mutta tuo ideani karsii pois suht pahan epäideaalisuuden, joten luultavasti saan anteeksi aikapaljon perustavanlaatuisista

Ja ainahan sitä kierroksia voi nostaa. Niinpal ku moottorista lähtee tai muovi kestää räjähtämättä silmille. Eiköhän sitä alipainetta synny.

(Toim. huom: Testaan puhallinta sitten eri huoneessa johon koirat ei pääse, joten pikkuisiin ei satu. Itselläni ei niin väliä)