Направете го навсякъде, част 4: Мобилни лабораторни системи - 💡 Fix My Ideas

Направете го навсякъде, част 4: Мобилни лабораторни системи

Направете го навсякъде, част 4: Мобилни лабораторни системи


Автор: Ethan Holmes, 2019

Попитахме Стивън Робъртс, уважаваният „високотехнологичен номад“, най-известен с неговите мрежи, свързани с мрежата, натоварени с притурки Winnebiko и BEHEMOTH от 80-те години, да напишат редица статии за невероятната нова лаборатория за мобилни проекти, която той изгражда, наречен Polaris. Този измамен трейлър ще позволи на Стив да бъде готов за правене, където и да паркира, с всякакъв вид поддръжка, производство и ремонт на машини, инструменти и консумативи на борда. Това е пространство на колела. Можете да прочетете останалите вноски от поредицата тук: Част 1, Част 2, Част 3. - Гарет

Направете го навсякъде, част 4: Мобилни лабораторни системи

От Стивън К. Робъртс

Това е заключението на нашата мобилна лабораторна серия (моля, вижте Въведение за фона). В края на нашата трета вноска, ние се озовахме с ремарке, изпълнено с работни повърхности и инвентарни приспособления. Сега имаме една последна стъпка, която трябва да завършим, преди да се обадим на платформата „направено“ и да я използваме за работа реален каквито и да са те.

В моя случай, това е начин да паркирам моето работно място в яхтеното пристанище, където съм гейкинг на 44-метрова стоманена яхта с мрежа от Arduino възли и вграден Linux сървър, вградена лаборатория с обвиващи конзоли. и значителни подобрения на корабните системи. Трудно е дори да си представим такъв проект без близкото работно място, а мобилната лаборатория беше единствената ми възможност. Но преносими съоръжения като това са много на интересни приложения: ефективна работа на клиентски сайтове, използване на познати инструменти, преживяване на ход с минимални творчески смущения, инсталиране на невидим магазин далеч от домашните разсейвания, но без да се разбиват кодове за сгради, показващи се в Maker Faires и други събития в пълна рана режим, или да се настроите да станете герой-маниак по време на бедствие.

Независимо от приложението, всяка мобилна лаборатория има някои основни изисквания за захранване, осветление, комуникации, сигурност и достъп до интернет. В тази последна статия се разглеждат такива „системни“ проблеми, така че нека започнем с основните неща…

Управление на енергията

Инсталацията ми беше оформена от оборудване, което имах под ръка (и общо предпочитание за морски хардуер), и по никакъв начин не се хвърля в камък. Всъщност, a минимум конфигурацията може да е всичко, което е необходимо, ако създавате алтернатива на традиционната постройка: просто пуснете кабел към специален изход на вашия дом и разпределете енергията вътрешно с обща кутия за прекъсване. На това ниво ресурсите на "големия магазин" са всичко, от което се нуждаете, и няма причина да се харесвате, освен ако не е необходимо да оцелеете при прекъсване на захранването. Ако бях инсталирал лаборатория в контейнер за транспортиране, тогава, ако го пуснах на тампон, където и да живея, вероятно това бих направил.

В противен случай мобилното работно място изисква батерии, инвертор / зарядно устройство и поне един първичен енергиен източник. Ето снимка на моята „стена за захранване“:

Контролните панели са монтирани на врата, която изрязах в носа на ремаркето, което беше лесно, тъй като има аеродинамичен „нос конус“, който прави тази зона удобно куха за окабеляване. В повечето инсталации такъв панел ще изисква или допълнителен корпус или повторно използване на съществуващите шкафове (както в RV). От горния ляв до долния десен ъгъл на снимката вратата за достъп носи:

  • Панел на прекъсвача за постоянен ток (светлини, вградени системи и спомагателен жак)
  • Контролен панел за инвертор / зарядно устройство ProSine 2.0
  • Аналогов променлив волтметър, свързан директно към главната шина
  • Монитор на батерията Link 10 (индикатор за гориво)
  • Авариен прекъсвач (главен прекъсвач, осветление, бюро, пейки, машини)
  • Контролен панел за соларно управление на Trace C40
  • Индикатор за предпазител за товари, свързани директно със захранването на брега

Вляво е бутилка с вода в клетка, която всъщност е пакет от литиево-йонни батерии. Зарядното за това е локално, осигурявайки бързо преносима, изолирана DC, когато е необходимо (комплект с адаптери за всички размери на коаксиални конектори за захранване).

Под вратата има GFCI изход и превключвател на светлината, които са защитени от самостоятелен предпазител. Това може да изглежда излишно, като се има предвид, че великолепната морска класа AC прекъсвач панел с две неизползвани позиции, но аз почувствах, че си струва да се осигури източник на енергия, който е свързан директно към мощност на брега преди цялата инвертор / зарядно устройство (в случай на повреда в системата) ).

Вдясно от това е 12-волтов DC "запалка" изход. Това е един грозен и анахроничен стандарт на конектора, но е удобен за уреди като ръчни прожектори и други автомобили от клас автомобили.

Продължавайки надолу, виждаме двете големи кутии: 2-киловаттен инвертор / зарядно устройство и соларен контролер за зареждане. Нито една от тях нямаше да е първият ми избор в една нова инсталация, но те бяха разположени около лабораторията; ProSine е неефективна и шумна, а Trace е хубава, но отдавна е заменена от по-ефективните MPPT (следене на точките за максимална мощност) соларни контролери за зареждане от редица доставчици. Ако се впуснете в тази територия, препоръчвам ви Домашна сила Списание като отличен информационен ресурс.

Следващото тежко червено и черно батерийно окабеляване: главен прекъсвач, 300-ампуловият предпазител, шунт за текущо измерване… след това кабелите (размер 2/0) изчезват в стоманен шкаф, където са свързани към банка от AGM морски батерии с дълбок цикъл. Малкият сив проводник в същата посока отива към температурен сензор, който се използва от ProSine за фина настройка на параметрите на заряда.

Зад вратата за достъп е обичайното гнездо за електрически проводници на плъх (ще ви спести графичните детайли ). Ключовите съвети тук са да осигурят щедър шарнирен контур, за да се сведе до минимум фокусираната гъвкавост на тел, да се използва многожилен проводник самои се уверете, че кабелите са добре затегнати, преди да бъдат прекъснати (за да се предотврати счупване на стрес-щранга на прегъване).

Това може да изглежда като луд хардуер, свързан със захранването, но да се вземат предвид възможностите, като се започне с 30-амперния морски захранващ конектор:

Това е външната страна на конуса на носа, споменат по-горе, така че е много кратък кабел към основния прекъсвач. Обикновено имам този стандартен морски кабел, който се движи към близката сграда (къща, лаборатория или яхтено пристанище), с адаптер за пигтейл от другата страна, който го преобразува в стандарт за 3-бр. Това поддържа хардуера взаимодействащ с моите вещи.

Ако платформата не е на едно от стандартните си места за паркиране, имам няколко опции за променлив ток. Първо, ако нуждите са скромни (осветление и офис оборудване, а не машинни инструменти), аз използвам друг адаптер, който се превръща в 15-амперни домакински щепсел и се подушвам за изход с обикновен оранжев външен удължителен кабел в ръка. Ако това не стане, адаптерът на опашката е достатъчно дълъг, за да се включи в тихия малък генератор на Honda eu2000i (2 киловата), който почива добре върху рафт, монтиран точно под конуса на носа.

Независимо от източника на променлив ток, вътрешният път е един и същ: 30-амперният прекъсвач директно захранва инвертора / зарядното устройство и неговият изход се връща към панела и подава всички прекъсвачи на разклоненията. При наличие на променлив ток, акумулаторната батерия се зарежда, но ако енергията на брега / генератора изчезне, веднага се превключва в режим на инвертор и продължава да осигурява AC. С други думи, всичко е просто голямо UPS устройство (непрекъсваемо захранване), а промяната е толкова бърза, че едва забелязвам трептене.

Междувременно, постояннотокови натоварвания се получават директно от акумулаторната банка. За максимална ефективност, когато се изключват от мрежата, се опитвам изцяло да избягвам AC натоварвания… но разбира се, това не винаги е възможно. В зависимост от активността (компютри, осветление, запояване, тестово оборудване, радиостанция, електрически инструменти, компресор и др.) Мога да достигна от един ден до повече от една седмица от рутинната работа от четири акумулаторни батерии от AGM 110 часа. Сега съм в северозападната част на Тихия океан, така че слънцето понякога може да е малко мътно… но системата също така е настроена да се справи с голяма слънчева решетка на покрива (на ръка, но все още не е инсталирана).

Всеки ток в и от батерията на батерията преминава през шънт на земята, което генерира пропорционално спадане на напрежението (50 миливолта на 500 ампера). Това, заедно с напрежението на терминала, се следи от Link 10 (събрана от моята лодка, когато извадих наследството и инсталирах нова предавка за управление на захранването Outback). Показва се в реално време волтари и усилватели, заедно с ампер-часови обозначения, индикатор за гориво и екстраполирано време до празна, то отива добре с моя ретроволтметър:

Както вероятно сте забелязали от някои от моите коментари, има много начини да се събере такава система. Ако бях започнал пресен с здравословен бюджет, щях да използвам цялото оборудване на Outback. От това, което наблюдавах на лодката, техният механизъм е забележително тих (както в RF, така и в акустични области, за разлика от ProSine) и е в състояние да издържи на случайни обиди като блъш на бреговата мощност без патологични странични ефекти. Всичките им хардуерни преговори с Ethernet, така че подходяща система за мобилна лаборатория от този мащаб ще се състои от инвертор / зарядно устройство, слънчев контролер за зареждане, монитор на батерията и мрежов хъб… плюс дисплей „MATE“, който да служи като единен потребителски интерфейс всичко това. Удобно, това устройство има сериен порт, което позволява лесно регистриране на данни и отдалечен достъп.

Добре, имаме захранване, светлина и AC / DC разпределение към всички пейки. Какво друго имаме нужда? Нека разгледаме накратко другата инфраструктурна категория…

комуникации

Едно от първите ми открития, когато всъщност започнах да работя в мобилната ми лаборатория Полярната звездабеше, че wi-fi беше предизвикателство… дори когато паркираха близо до къщата ми с няколко параболични рефлектора на двойката антенни решетки на маршрутизатора. Това не беше добре; Знаех, че ремаркето е най-вече обковано със стомана, но цялата задна врата е шперплат, а конусът е от фибростъкло. Уви, тези RF-прозрачни повърхности не бяха достатъчни, за да се създаде надеждна зона на Френел във всички ориентации на паркинга the два пъти повече с MacBook Pro и моята гореща точка.

Аз си играех неефективно с груби хакерски антени, но след като се уморих да стоя на работната маса в кърмата, за да проверя имейл, реших да направя нещо по-проактивно. Взех Pepwave Surf, който просто… работи. Ще имам нужда от това така или иначе, за да позволя на рутера на лодката да прекъсне връзката между EVDO и wi-fi от страна на WAN, така че беше лесно решение… и антената е отдалечена със стандартен RP-SMA кабел, когато средата се превръща в малко по-голямо предизвикателство от моя двор.

Този син кабел е Ethernet към лаптопа, но разбира се може да отиде до маршрутизатор или нещо друго на борда ... включително и мрежовата камера на Axis за сигурност. (Допълнителни подробности за системите за мониторинг се редактират по очевидни причини, но аз препоръчвам както сензори за периметъра, така и сензори за движение, както и 0-лукс видео с архивиране извън обекта чрез wi-fi, всички добре скрити и захранвани по начин, който не може да бъде удобно изключен.)

Тези гласови комуникации днес са по-лесни за повечето хора, въпреки че моята база е черна дупка на RF без почти никакво клетъчно покритие. Това би обяснило тромавия безжичен телефон на първата снимка по-горе… временно решение.

Радиото Ham, обаче, е важна част от тази платформа; Използвам почитаемия Icom 706mkIIg за VHF и UHF с постоянно монтирана Larsen двулентова антена, както и случайни HF с външен стадион, монтиран на статив. Последното удобно поддържа двойно-лентови yagi на Arrow за слаби сигнали или DX работа със старите "Yaesu близнаци" (290 и 790). Едно от ключовите приложения на цялата тази битка е задният канал за телеметрия на пакета с радио, така че радиосъоръжението е нещо повече от случайно забавление.

Заключителни бележки

Накратко резюмето е, че Полярната звезда е създадена, за да бъде дестилация на огромната, небрежна лаборатория, която съм използвала от 12 години, неудобно разположена в средата на гора на остров без пристанище. Тази настройка не е довела до ефективни морски проекти (с изключение може би за малки лодки, които бяха първоначалното намерение), така че сега пренасочвам и пренасям лабораторията към проекта, вместо обратното.

Полярната звезда е компактен, но здрав набор от инструменти с над 900 инвентарни чекмеджета, осцилоскоп, стереомикроскоп, Меткална запояваща станция, добър набор от електрически и ръчни инструменти, преса за пробиване, шлайфмашини, масажни триони, въздушен компресор, малък заваръчен шнек MIG , посветен компютър, Sirius / iPod морски стерео, система за сигурност и пълен комплект офис оборудване. Празната точка на машинната маса е запазена за малък CNC рутер (Fireball V90) за конзолни предни панели и платки; това ще има собствен компютър със сензорен екран.

След като стартирах проекта за лодката, прекъснах връзката си с домашната база и направих дългоочаквания преход към пълен живот на борда, мобилната лаборатория ще се превърне в резервно съоръжение, паркирано в къща на приятел ... в редовен контакт с кораба, притежаването на резервни части и обслужването като магазин и офис на брега, когато е необходимо.

И това е всичко, за което става дума (снимката е взета от пристанището на Монтагю в залива на Британска Колумбия, преди 2 години):

Наздраве и светли ветрове Nomadness!

Повече ▼:

  • Направете го навсякъде с мобилна лаборатория, част 1
  • Направете го навсякъде, част 2: Подвижна лабораторна подложка
  • Направете го навсякъде, част 3: Мобилни лабораторни приспособления


Може Да Се Интересувате

Ще тази нова технология направи 3D принтери 25 пъти по-бързи?

Ще тази нова технология направи 3D принтери 25 пъти по-бързи?


Необичайните DC и чудесни миниатюри ни заблудиха с техния реализъм

Необичайните DC и чудесни миниатюри ни заблудиха с техния реализъм


Екстремни картони: Картон тренировка за бягаща пътека

Екстремни картони: Картон тренировка за бягаща пътека


Hacked Teddy Bear затопля сърцето ти и прегръдките ти

Hacked Teddy Bear затопля сърцето ти и прегръдките ти