Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

Întoarcerea provocării MakeShift: bateria pentru mașină moartă

În primii cinci ani de la Face:, am rulat o coloană în revista numită "MakeShift", scrisă de Lee David Zlotoff, creatorul emisiunii TV iconice MacGyver. La fel ca în cazul spectacolului, în cazul în care știința și improvizația în inginerie au fost o temă centrală, fiecare tranșă a "MakeShift" a prezentat o situație lipicioasă și apoi a provocat cititorii noștri să prezinte soluții "improvizate". Provocările au inclus astfel de conundrumuri ca tratarea unui focar viral pe un avion, supraviețuirea unui atac zombie, ce să facă cu o bombă cu ceas descoperită într-un garaj de parcare subterană și cum să comunici cu lumea exterioară în timpul unei blocări de liceu. Lee, Face: personalul Bill Lidwell (care a editat provocările), iar noi toți, la revista, au fost în mod constant smulși de inteligența și inteligența răspunsurilor. Oamenii au intrat într-adevăr.

Privind peste aceste coloane, am decis că am vrut să le aducem înapoi pentru a le împărtăși cu curentul Face: cititori. În coloanele și articolele sumare, Lee și Bill vorbeau despre o măsură de inteligență demnă de MacGyver pe care o numeau MQ (pentru "MakeShift Quotient"). MQ este capacitatea cuiva de a folosi cunoștințele de știință și inginerie, combinate cu niște gume de mestecat și sârmă de salvare, pentru a modela soluții viabile la problemele de zbor. Sperăm că aceste coloane "MakeShift" vor merge mult spre creșterea numărului de contracte.

Începând de astăzi, vom relua coloanele "MakeShift" în fiecare miercuri. Scenariul / provocările și soluțiile prezentate și câștigătorii sunt prezentate aici împreună. Dar nu ezitați să vă provocați. Citiți întâi scenariul, provocarea și lista de aprovizionare. Petreceți ceva timp gândind soluțiile posibile înainte de a vă deplasa la secțiunile de analiză și comentarii. Așa cum sa întâmplat și în înregistrările originale, am inclus textele complete ale soluțiilor prezentate (legate în partea de jos a acestei pagini), astfel încât să puteți ajunge cât de adânc doriți. Sunt multe informații în aceste articole. Dacă doriți doar să treceți la soluțiile câștigătoare, derulați până la secțiunea Rezumat. -Gareth Branwyn


Pentru a începe lucrurile, iată coloana din Face: Volumul 01:

Car de baterii nepermise

Scenariul

După o noapte relaxantă de camping în pădurile adânci, vă întoarceți la mașina dvs. pentru a afla că nu va începe. Bateria e descărcată. Cineva a lăsat luminile de parcare peste noapte. Sunteți 50 de mile de cel mai apropiat șosea și aveți hrană și apă limitate. Încercați să solicitați ajutor, dar telefonul mobil este în afara puterii și în afara domeniului. Vremea de zăpadă este programată să se stabilească până târziu seara. Situația este serioasă.

Provocarea

Creați o soluție provizorie pentru a reîncărca bateria și a porni mașina. Instrumentele și materialele la dispoziția dumneavoastră includ obiectele de pe lista de aprovizionare de mai jos (precum și mașina și componentele acesteia). Aveți 10 ore. Apropo, masina are o transmisie automata - pornire - nu va functiona.

Lista de aprovizionare

(1) Cort (2) Genți de dormit Sterno (aragaz și combustibil) Trusă de prim ajutor (Aspirină, bandaj adeziv, peroxid de hidrogen) (2) Creioane (6) Ambalaj de cola (1) Banana (1) Pungă de cartofi mari (2) Litri de apă îmbuteliată (1) Telefon celular (2) Flautere rutiere O varietate de unelte (șurubelnițe, chei, clește,


MakeShift 01: Analiză, Comentariu și câștigători de William Lidwell 13 mai 2005

Introducere

Prima mănușă MakeShift a fost aruncată pentru a lua măsura Face: cititorii - un conundru greu de separat pentru a separa grâul intelectual și creativ de pleava: o baterie de mașină moartă în mijlocul nicăieri; o limită de timp de opt ore înainte de apariția vremii mortale; nimic altceva decât inteligența ta, unelte de camping și gustări rămase pentru a rezolva problema. Rezultatul?

Face: cititorii au răspuns la provocare cu îndurare și vigoarea. S-au depus soluții variate de la volante cu propulsie la rachete până la grămezi voltai de cartofi și cartofi. Ceea ce urmează este o analiză a problemei "bateriei mașinilor moarte", modificată de idei și comentarii din cele mai clare contribuții ale cititorilor. În final, cu toate acestea, pot exista doar doi câștigători pe fiecare emisiune - cititorii care au prezentat cele mai creative și plauzibile soluții. Aceste manete MakeShift și prada lor de rezolvare a problemelor sunt anunțate în partea de jos a acestei pagini. Din moment ce au existat atâtea depuneri excelente, am și luat libertatea de a declara și câteva mențiuni onorabile. Nici o pradă pentru tine, dar o recunoaștere formală pentru munca ta excepțională. Înscrierile câștigătoare și mențiunile onorabile sunt prezentate în întregime (link-urile de mai jos) pentru edificarea tuturor.

Pentru cei care ați întreprins provocarea MakeShift fără succes, nu vă îngrijorați. Spre deosebire de diferitele forme de IQ-uri, EQ-uri și GQ-uri despre care se spune că sunt totuși de neinteresat, marca foarte specială de geniu pe care o denumesc MQ (pentru MakeShift Quotient) este fără îndoială avansată prin studiul științei și ingineriei și prin exerciții creativitatea și rezolvarea problemelor. Puteți începe să vă dezvoltați MQ studiind analiza care urmează. Explorați și evaluați ideile extrem de variate și inovatoare prezentate de colegi Face: cititori. Citește prin asta și gândește-te la asta și în curând te vei gândi ca un Maestru MakeShift.

Analiză

Există două abordări de bază ale acestei provocări: (1) rezolvarea problemei într-un mod care nu are nimic de-a face cu parametrii evideni ai problemei și (2) pornirea vehiculului prin reîncărcarea bateriei.

Un număr de cititori au optat pentru abordarea neobișnuită. De exemplu, un colaborator pe Face: site-ul a sugerat următoarele:

... revizuiți consumabilele, luați ceea ce este necesar și ieșiți rapid de acolo, înainte de zăpadă, o plimbare de 50 de mile ar trebui să dureze aproximativ 4 ore.

Nici un zar. Așa cum am răspuns în comentariu, un pasager rapid poate să furnizeze provizii de 3 mph pe teren accidentat, poate 2 mph. În lipsa atleților profesioniști, un cuplu normal, potrivit, ar fi norocos să o facă la jumătatea drumului înainte de căderea nopții (și asta presupunând că nu se pierd sau se rănesc de-a lungul drumului). În condițiile în care vremea este proastă, decizia de a face excursii ar putea fi ultima lor. Oamenii mor în încercarea de a-și extinde drumul de necazuri tot timpul. Un plan mult mai bun ar fi să construiești un incendiu și să aștepți ajutor ... sau să găsești o cale de a reporni vehiculul.

Considerațiile privind supraviețuirea / compromisurile privind modul în care sunt utilizate (și eventual irosite) proviziile au fost ridicate de un număr de cititori. De exemplu, C. Holdredge a oferit următoarea avertizare în această privință (trebuie să menționez că el a continuat să ofere o soluție foarte puternică problemei):

În scenariul prezentat, petrecerea timpului în încercarea de a începe mașina este REAL DUMB. Subiectul are două tipuri de adăpost, o pădure utilă pentru combustibil, o jumătate de duzină de metode de declanșare a unui incendiu și, în scurt timp, va avea o sursă de apă dulce extinsă. Oricine se califică să se afle în pădure ar trebui să poată supraviețui săptămâni în aceste condiții, așteptând salvarea. În lumea reală, subiectul ar fi mult mai înțelept să-și petreacă timpul stocând lemn uscat, declanșând un incendiu, așezând un cort, văzându-le din aer, etc. Fuss cu mașina pentru a evita plictiseala în timp ce așteptau rangerii sau PAC să vă găsească și să vă scoateți.

Preocuparea generală este valabilă. Dacă eforturile de a reporni mașina consumă alimente prețioase și resurse de apă și apoi eșuează, ai putea avea probleme. Acestea fiind spuse, o mare cantitate de apă înghețată va cădea din cer în câteva ore. Alimentarea este o considerație, dar aveți o mulțime și puteți supraviețui timp de câteva săptămâni pe rațiile de lumină. Deci, în timp ce economia resurselor ar trebui să influențeze ecuația, petrecerea zilelor / săptămânilor în pădure în mod inutil este mai riscantă decât neaplicarea dvs. și a resurselor dvs. pentru a vă reîncepe mașina - mai ales dacă aveți inteligența și mijloacele de a face acest lucru.

Nu în ultimul rând, în categoria nevăzută sunt observațiile care propun posibilitatea de a porni vehiculul. P. Stewart a scris:

Voi ati spus ca "Apropo, masina are o transmisie automata-push-start nu va functiona". Acest lucru nu este neaparat adevarat. Aproape toate automatele din anii 1930 până în anii '70 aveau două pompe de ulei și puteau fi pornite. Tot ceea ce este necesar pentru un start push pe aceste modele mai vechi este o viteză mică pentru a acumula presiunea uleiului. Autovehiculul Mercedes-Benz a folosit o pompă de ulei secundară acționată de arborele de ieșire. Cred că au promis chiar și în acest an în anii '70 - ai putea împinge vehiculul atunci când aveai o baterie plată, în timp ce nu era posibil cu majoritatea vehiculelor. În zilele noastre, cu o singură pompă de pe arborele de intrare, nu există presiune pentru a lucra cu ambreiaje decât dacă motorul se rotește.

Faptul că apăsarea de pornire poate fi o opțiune pentru vehiculele mai vechi cu transmisii automate este un bun punct MQ de știut. Mulțumită lui Stewart și altora pentru ridicarea lui. Din păcate, provocarea, așa cum a apărut pe site, nu a inclus imaginea modelului SUV de ultima generație, care a fost în mers, care nu poate fi declanșat. Ce pot să spun - abonații au un avantaj!

Deci, presupunând că nu este rezonabil să vă ridicați drumul sau să împingeți vehiculul, și presupunând că vă simțiți confortabil să faceți ceva mai mult decât colectarea lemnului și așteptarea rangerilor, să ne uităm la abordarea # 2: pornirea vehiculului prin reîncărcarea bateriei . Înainte de a începe să revizuiți răspunsurile cititorilor utilizând această abordare, va fi util să examinați pe scurt cum funcționează bateriile. (NOTĂ: Electrochimia bateriilor plumb-acid este complexă. Ceea ce urmează este o prezentare simplificată a "necesității de a ști" pentru această provocare.)

O baterie este creată atunci când două metale diferite sau tije de carbon (numite electrozi) sunt plasate într-un mediu conductiv electric (numit un electrolit). Puneți un penny (zinc placat cu cupru) și un nichel (aliaj de nichel / cupru) într-o lămâie și aveți o baterie. Puneți un fir de cupru și o sârmă de aluminiu într-un borcan de urină și aveți o baterie. Ai idee.

Metalele diferite reacționează la viteze diferite (adică, creează particule încărcate) cu electrolitul. Aceasta înseamnă că un electrod va renunța la electroni cu o viteză mai mare decât celălalt, generând un dezechilibru al distribuției sarcinii în electrolit. Biții de electrolit încărcat se deplasează de la un electrod la celălalt (direcția este pozitivă la negativ) pentru a elimina acest dezechilibru. Când acești biți încărcați intră în contact cu electrodul negativ, ei renunță la electronii lor și se creează electricitate. În acest caz, electrozii de plumb devin din ce în ce mai asemănători din punct de vedere chimic, electrolitul devine mai puțin activ și tensiunea scade până când bateria nu mai poate furniza tensiunea necesară. Stimularea electrolitului printr-o anumită formă de aditiv adaugă energie chimică la sistem și poate furniza o scurtă energie pentru baterie. Alimentarea unui curent electric înapoi în baterie restabilește diferența chimică dintre electrozi și reîncarcă bateria (acest lucru nu funcționează pentru toate bateriile, dar funcționează și pentru bateriile auto).

Deci, reîncărcarea bateriei implică fie găsirea unei modalități de a stimula electrolitul, fie găsirea unui mod de a alimenta energia electrică înapoi în baterie. Cititorii au avut idei interesante despre ambele aspecte. J. Russell a propus utilizarea cola pentru stimularea electrolitului:

Puneți niște cola în baterie. Porniți mașina după câteva minute. Desigur, va trebui să înlocuiți bateria pentru că l-ați distrus, dar cel puțin veți fi în viață.

G. Fetters a propus un alt mijloc de stimulare electrolitică:

Scoateți bateria. Scoateți lichidul din baterie. Strângeți zeci de limes în baterie. Beți sucul și urinați-l în baterie. Umpleți restul bateriei cu apă. Așteptați 9 ore și puneți bateria înapoi.

Alți aditivi propuși au inclus saliva, saramură cu cartofi și peroxid de hidrogen. Trei dezavantaje ale acestei abordări de bază: (1) deși teoria este solidă, în general nu va funcționa în practică din mai multe motive (de exemplu, obținerea proporțiilor corecte), (2) dacă încercați și nu , probabil că ați distrus bateria și ați eliminat orice altă posibilitate de pornire a vehiculului și (3) mai mulți aditivi propuși prezintă un risc real de a arunca bateria în aer. Există totuși un aditiv care evită aceste dezavantaje, așa cum a mărturisit A. Seubert:

... Puneți două tablete [de aspirină] în fiecare celulă de baterii și așteptați nu mai mult de o oră (acidul acetilsalicilic se combină cu acidul sulfuric pentru a scoate o încărcătură suplimentară.) Aveți posibilitatea să îndepărtați capacul celulei cu o șurubelniță, -baterii libere ... Atunci masina va porni imediat (pe baza experientei reale).

D. Hottle a confirmat soliditatea abordării, precizând:

Știu că această soluție funcționează pentru că am făcut-o înainte. Până în prezent, eu poartă aspirina în mașina mea, din acest motiv.

La fel de bizar ca sună asta, aspirina va funcționa adesea în funcție de gradul de descărcare a bateriei.Este o abordare rezonabilă și, de obicei, bună pentru încă un motor. Fiți avertizat că adăugarea de aspirină va scurta durata de viață a bateriei, deoarece aspirina va reacționa cu acidul sulfuric pentru a forma acid acetic. Bine pentru un impuls, dar rău pentru interstițiile bateriei. Presupunând că nu adăugați mai mult de două aspirine pe fiecare celulă, nu ar trebui să provoace daune semnificative și nici să excludă eforturi suplimentare dacă nu funcționează. Deci, există cel puțin o modalitate sigură și viabilă de a avea o șansă rezonabilă pentru a vă reîncepe vehiculul prin stimularea electrolitului. J. O'Brien a abordat această abordare în continuare, însă, prin factorizarea unor detalii-cheie care ar putea fi diferența dintre succes și eșec:

Turnați cola pe bornele și conectorii bateriei și ștergeți orice coroziune prin bandaje din trusa de prim ajutor. Cola este bun la îndepărtarea coroziunii și curățarea contactelor vă va ajuta să scoateți mai mult curent din baterie. Reconectați bateria.

Apoi, sfărâmați mai multe aspirină din trusa de prim ajutor, puneți praful în baterie și adăugați apă îmbuteliată la baterie pentru ao umple la nivelul corespunzător. Acidul acetilsalicilic din aspirină se va combina cu acidul bateriei și va crește încărcarea bateriei, iar apa va ajuta la restabilirea electroliților din baterie.

Din moment ce este rece, ultimul lucru pe care vrem să-l facem este să luăm bateria și motorul cald și cu siguranță să nu-l lăsăm să se răcească. Folosind soba din stern, încălziți apa în cutiile de cola goale și turnați apă încălzită peste baterie și motor.

Cola a obținut rezultate mixte pentru a elimina coroziunea de la terminalele bateriei, dar cu siguranță este mai bună decât nimic. Asigurarea contactelor curate va maximiza transferul de energie în circuit. Topping off de apă, dacă este scăzut, cu siguranță nu va face rău. Încălzirea bateriei și a motorului este o mișcare bună dacă este foarte rece. Temperaturile la rece reduc în mod dramatic eficiența bateriei, până la 50% atunci când temperatura ambiantă este de 32 de grade Fahrenheit. Temperaturile la rece cresc, de asemenea, uleiul de motor, crescând curentul necesar pentru a porni motorul. Îndepărtarea cu grijă a apei calde deasupra bateriei și a motorului se numără printre cele mai sigure metode de încălzire a lucrurilor - cu siguranță mai sigură decât încălzirea bateriei și a motorului la foc.

Destul despre stimularea electroliților. În ceea ce privește alimentarea curentului electric înapoi în baterie, s-au oferit două abordări de bază: (1) a crea o baterie nouă pentru a încărca bateria mașinii și (2) a dezvolta un mijloc de utilizare a alternatorului vehiculului pentru a încărca bateria.

O mică digresiune pentru a înființa o parte din știință. O baterie tipică a mașinii este compusă din 6 celule (în esență mini-baterii), fiecare realizând aproximativ 2 volți pentru un total de 12 volți. Aceste celule utilizează două tipuri diferite de plumb (dioxid de plumb și plumb) drept electrozi și o soluție de acid sulfuric-apă ca electrolit. Celulele sunt conectate unul la altul și la două terminale, unul pozitiv și unul negativ. Pentru a porni un vehicul în condiții normale, o baterie trebuie să poată descărca circa 12 volți la 200 de amperi.

În cazul în care nu știți, tensiunea (măsurată în volți) este forța care împinge electronii de la un electrod la celălalt. Curentul (măsurat în amperi) este viteza de curgere a electronilor dintre electrozii. Prin analogie, imaginați-vă că vă aflați într-o cușcă. Forța pe care utilajul de înclinare le folosește pentru a-și împinge mingea este ca și forța de împingere a electronilor (tensiune). Numărul de bile așezat pe unitate de timp este ca numărul de electroni care se deplasează între două puncte pe unitate de timp (curent). Forțele de împingere a forței sunt o funcție a diferitelor reactivități ale electrozilor din electrolit. Curentul este o funcție a acestei reactivități și a suprafeței electrozilor. Din moment ce este nevoie de o cantitate mare de curent pentru a porni un motor, electrozii sunt făcuți în plăci subțiri pentru a maximiza suprafața disponibilă pentru donarea și recepționarea electronilor. Cu cât suprafața este mai mare, cu atât este mai curentă.

Un ultim tidbit. Conectați mai multe baterii în serie (adică conectați bornele unei baterii la bornele de încărcare opusă pe altul), iar tensiunea crește, deoarece curentul rămâne constant. Conectați mai multe baterii în paralel (adică conectați bornele unei baterii la borne de aceeași încărcare pe alta), iar curentul se adaugă, deoarece tensiunea rămâne constantă.

Cu acest lucru din drum, să ne uităm la unele dintre ideile de baterie prezentate. M. DuPont a propus crearea unei baterii folosind un electrolit de cartofi / calcar / soda și electrozi din cutii de aluminiu și clemele de cupru de la cablurile jumperului. Diagrama ei este la fel de colorată ca procedura propusă pentru ao crea:

Puneți opt picături de apă. Trebuie să rămâi hidratat. Utilizați cuțitul pentru a tăia cu grijă partea de sus a sticlei de apă, astfel încât partea de sus este suficient de largă pentru a aluneca în două cutii de sifon, stând unul lângă altul. Asigurați-vă că păstrați cât mai multă apă în recipient. Mănâncă două chipsuri de cartofi pentru noroc. Puneți zdrobiți restul de chipsuri de cartofi în sacul lor și aruncați-le în sticla de apă. Se amestecă cu o șurubelniță. Mănâncă banana. Nu are sens să-ți lași zahărul din sânge, dacă va fi rece. Strângeți sucul de zeci de limes în sticla de apă. Beti o cana de cola, si turnati o alta cana de cola in sticla de apa. Nu vă deranjează dacă se revarsă. Apoi, utilizați cuțitul (sau fișierul sau o piatră) pentru a răsturna cel puțin jumătate din vopseaua de pe cele două cutii. Extindeți cu grijă deschiderile de pe vârfurile celor două cutii de sifon goale, astfel încât cutiile să poată fi fixate ferm împreună, înapoi în spate, cu cablul de conectare. Împingeți-le împreună cu cablul de conectare BLACK. Să muște un măr. Mmm. Mestecați și înghițiți. Du-te în mașină și opriți sau deconectați orice accesoriu: radio, ventilator, încălzitor, faruri, lumini de interior și orice element conectat la încărcare (de exemplu, telefonul mobil). De asemenea, puneți contactul în poziția OFF și buzunați cheile. Acest lucru nu face ca nimic să sute puterea atunci când încercați să începeți mai târziu. Deconectați bornele bateriei mașinii de la cablarea mașinii. Folosind cuțitul (sau fișierul sau piatra), răsturnați orice bucăți / coroziune de pe bornele bateriei mașinii. NU atingeți nici o parte a mașinii în timp ce faceți acest lucru și stați pe două pungi de dormit uscate, pentru a vă izola în continuare de împământarea accidentală a bateriei mașinii și de răsturnare. Doar pentru că nu poate porni mașina nu înseamnă că nu-ți poate opri inima. Ai grija. Împingeți capătul liber al cablului jumperului negru la borna pozitivă ("in") a bateriei auto. Împingeți cel mai apropiat capăt al cablului roșu al jumperului la borna negativă (ieșire) a bateriei mașinii. Îndepărtați celălalt capăt al cablului roșu al jumperului în sticla de apă. Poziționați-o astfel încât să se scufunde în sticlă, complet scufundată, dar nu merge prea departe sub suprafața apei. Aveți posibilitatea să tăiați sticla de apă pentru a accepta cablul, dacă acest lucru îl ajută să-l mențină agățat.

Figura 1. Bateria de sare-tare a lui M. DuPont

Ideea creării unei baterii ca aceasta pentru a reîncărca bateria mașinii este destul de bună (și dacă bateria nu funcționează, puteți bea mereu electrolitul!). Întrebarea este dacă o baterie improvizată poate genera o tensiune și un curent suficient pentru a încărca bateria mașinii în opt ore? Tensiune - fără îndoială. Curent-discutabilă. S. Cahill a abordat problema actuală în soluția sa de celule umede:

Celulele [4] umede nu vor livra suficient curent instant pentru a porni mașina, deci trebuie să fie utilizate pentru a reîncărca bateria mașinii în câteva ore. Bateria pentru mașină poate fi apoi utilizată pentru a livra amperi "răcire la rece" pentru a porni mașina (sperăm) pentru câteva secunde. Trebuie să dezvoltăm suficient potențial pentru a "reduce" sulfatul de plumb în plumb și peroxidul de plumb, care este reacția care alimentează bateria mașinii. Cele șase celule ale celulei plumb-acid necesită un potențial total mai mare de 6 * 2,12 V sau 12,72 V pentru a se reîncărca.

Celula umedă a lui S. Cahill

Aceste tipuri de baterii ar putea genera numai milliampe de curent. Cu toate acestea, dacă pot genera o tensiune suficientă pe o perioadă lungă de timp, bateria se va reîncărca. După cum notează Cahill, va fi nevoie de aproximativ 13 volți pentru a depăși rezistența internă a bateriei. Deci, viabilitatea acestei abordări depinde într-adevăr de nivelul descărcării acumulatorului și de timpul pe care trebuie să-l reîncărcați. Dacă bateria mașinii nu este prea descărcată, temperatura ambiantă nu este prea rece și bateria improvizată poate genera 13+ volți timp de 8 ore - ar putea funcționa! O altă configurație a bateriei care merită luată în considerare - cunoscută ca o grămadă voltaică - a fost propusă de N. Kondrick:

... Ia-ți apa și taie un colț de pe cană și tăiați-l astfel încât să fie suficient de mare pentru a se potrivi tuturor cuprului tău [din cablurile jumperului], aluminiu [din cola], și cârpă, precum și unele lichide și încă mai pot ține unele lichide.

Acum strângeți toate cuprul, aluminiu și cârpă împreună într-un model de cupru / cârpă / aluminiu - asigurați-vă că nu există nicio legătură între metale peste cârpă și nici o punte de legătură între cârpă.

Utilizați câteva bandaje adezive pentru a atașa un capăt al fiecărui fir la capetele stivei (firul roșu la capătul de cupru, firul negru la capătul din aluminiu).

Puneți întreaga teanc în recipientul de plastic (colțul de la recipientul de apă). Veți dori probabil să o faceți în lateral, astfel încât să puteți acoperi mai ușor cu lichid.

Strângeți lămâile în recipientul de plastic până când sucurile acoperă întregul tău.

Pila Voltaic a lui N. Kondrick

În această grămadă voltaică, fiecare strat de aluminiu / țesătură / cupru formează o celulă. Gelul voltaic propus este în esență opt celule în serie. Straturile de cupru și aluminiu sunt electrozii, iar pânza îmbibată cu suc este electrolitul. Deoarece aceste celule sunt într-o configurație de serie, tensiunea lor se adaugă și curentul lor este constant. Este îndoielnic că o grămadă voltaică de această lungime ar putea genera tensiunea necesară, deși grămada ar putea fi extinsă utilizând diferite monede și alte materiale scoase din consumabile. Curent ar fi nominal, dar ar trebui să poată obține câteva volți din ea. Cântați destul de ele împreună și aveți o șansă, presupunând că aveți suficient timp.

Crearea de baterii pentru a reîncărca bateria mașinii face uz de energie chimică. O altă abordare ar fi utilizarea energiei mecanice pentru reîncărcarea bateriei. P. Salkie a rezumat frumos "momentul eurecii" și problema acestei abordări:

... să ne gândim la unul dintre cei mai fiabili, eficienți, convertiți de energie chimică, cu o utilizare generală, la energia electrică care există vreodată pe această planetă - motorul cu combustie internă atașat la un fel de generator! Și ai fost chiar și deștept să aduci un motor cu ardere internă cu tine! Total Genius!

Oh da. Asta e problema, nu-i așa? Nu poți începe chestia asta. Deci, să ne gândim la unul dintre cei mai fiabili, eficienți, convertori de yadayada - tu. Da, voi (și persoana care vă uită la pumni) sunt convertoare fiabile și eficiente ale compușilor organici alimentari la energia mecanică. Deci, mâncați acel fruct, beți niște cola și să mergem la muncă! În primul rând, va trebui să găsim o cale de a genera energie electrică din energia mecanică. Din fericire, te-ai împachetat de-a lungul unui sistem de generare cu tine în călătorie! Ce? Nu ai văzut asta pe lista echipamentului? Ei bine, e bine - mașina are garanția că are un alternator. Este în mod convenabil atașat la un sistem de reglare a tensiunii (care asigură faptul că nu depășim bateria sau aruncăm în aer radioul) și este chiar conectat deja pentru noi! Tot ce trebuie să facem este să-l întoarcem. Mult. O dracu 'de mult. Doar o cantitate uimitoare de lot.

După cum arată Salkie, alternatorul este așezat chiar acolo și așteaptă să fie folosit. Problema cheie în utilizarea alternatorului este găsirea unei modalități de a fi centrifugat suficient pentru a genera energia necesară pentru a reîncărca bateria. Un pic despre alternatorii moderni: alternatorii generează energie electrică prin rotirea unei bobine de cupru încărcate (numită "rotor" sau "bobină de câmp") în interiorul unei alte bobine de cupru staționare (numită "stator"). Câmpul electromagnetic creat de bobina de câmp rotativ se extinde la stator și trage electroni în jurul bobinei stator-voila: electricitate. Deoarece nu există magneți într-un alternator, aveți nevoie de un curent de pornire pentru a genera un câmp magnetic inițial în bobina de câmp. Acest curent de pornire poate proveni de la bateria mașinii sau de la o altă sursă externă de alimentare. Odată ce bobina de câmp generează un câmp magnetic, atunci trebuie să o rotiți la o rată minimă de aproximativ 1.000 + RPM sau nada-2000 RPM pentru a reîncărca la cele optime de 14 volți. Tensiunea totală care iese din alternator este o funcție a rezistenței câmpului magnetic și a vitezei de rotație. O varietate de soluții au fost propuse pentru a face acest lucru. R. Bohn a oferit un mod inovativ de abordare a acestei probleme:

Asigurați-vă că lămpile de staționare sunt oprite. Mănâncă banana (va avea nevoie de energie!) Scoateți alternatorul din mașină folosind uneltele. Montați alternatorul pe bara de protecție. Înlocuiți roata centurii mici pe alternator cu roata centurii mai mare din motor. Conectați anvelopa de rezervă la roata centurii mai mare (construim aici un volant). Conectați alternatorul la baterie utilizând cablurile jumperului (POLARITY MATTERS!). Ia o pauză. Beți o cola cu puțin suc de lime ... Începeți să rotiți anvelopa de rezervă. Aceasta ar trebui să transforme alternatorul și să încarce bateria. După câteva ore, verificați bateria pornind farurile. Ele ar trebui să strălucească intens atunci când bateria este încărcată. Întoarce-le înapoi! Scoateți anvelopa de rezervă și returnați-o în mașină. Reatașați roata centurii mici la alternator. Întoarceți alternatorul, roata mare a centurii și centura la motor. Ia altă cola și îți tragi degetele. Porniți mașina și mergeți acasă.

P.S. Soția mea insistă că o soluție adecvată trebuie să includă și banana.

Utilizarea anvelopei de rezervă ca volant este o metodă excelentă de a obține cele mai multe rotații pe unitate de timp pentru cea mai mică cantitate de energie. Dacă ați putea menține o rată de rotație de o revoluție pe secundă (adică 60 RPM) cu o anvelopă de rezervă de 30 ", ați putea genera aproximativ 1.800 RPM. Impresionant. Din păcate, bobina de câmp nu a fost încărcată niciodată în această soluție, astfel încât nu s-ar genera energie electrică. Nu există comentarii cu privire la banană! J. Gasbarro a prins detaliile bobinei de câmp și chiar a făcut planuri pentru o sursă de alimentare de rezervă:

Aplicați curentul de câmp. Conectați cablul liber de la lampa [extras din trunchi și conectat la alternator] la baterie. Dacă aveți noroc, lampa se va aprinde, indicând faptul că aveți curent în bobina de câmp al alternatorului. Plăcuțele cu acid de plumb vor recupera adesea unele dintre ele după ce au fost profund descărcate dacă sunt doar lăsate să stea pentru o vreme. Încălzirea lor îi ajută. Dacă lampa nu se aprinde, atunci trebuie să mergeți la sursa curenta de rezervă, care este bateria descărcată de la telefon. Telefonul mobil este destul de inteligent încât nu va descărca bateria sub aproximativ 3V. Deci, ar trebui să existe suficientă încărcare pentru a acționa curentul câmpului alternatorului pentru câteva secunde (a se vedea secțiunea Despre secțiunea Alternator). Utilizați bandajele adezive pentru a lega firele pe bateria telefonului mobil, dacă este necesar.

În cele din urmă, S. Curl a propus o modalitate de a ajunge la nucleul problemei alternatorului RPM care ar face MacGyver mândru:

Folosind uneltele furnizate am înlăturat alternatorul mașinii și l-am fixat în partea laterală a barei de protecție unde arborele poate să iasă în afară ... Dacă firele nu vor ajunge, le extind cu jumperii. Apoi, montați rezervorul pe alternator cu o combinație de genelor de sârmă de la cablurile jumperii și o pastă de adezivă inteligentă din fructe dulci, completate cu bandaje adezive. Mai multe din această pastă și bandajele sunt folosite pentru a fixa cele două rachete rutiere pe pneu. Cuplul meu, între timp, a fost sculptat mere pentru a crea duze de rachete care sunt acum înghesuiți pe rachete și lungimi de tifon "siguranță" atașat. Cu mâna, roata se rotește cât mai repede posibil și în acel moment al vitezei de vârf, siguranțele sunt aprinse și rachetele se aprind. Amplificarea adăugată oferă o generație de vârf de energie, care este apoi aplicată la pornirea mașinii, și departe mergem! Și de aceea sunt un sculptor și nu un mecanic!

rezumat

Deoarece această intrare este un act atât de greu de urmărit, o să o iau ca un semn de închidere. Iată rezumatele gândurilor mele privind provocarea. Aspirina este cea mai simplă soluție. Dacă funcționează, nu mai ești în gunoiul în 30 de minute, nici măcar nu se face nimic. Dacă nu funcționează, atunci Planul B. Sunt sceptic cu privire la fezabilitatea creării unei baterii care să permită încărcarea bateriei mașinii în funcție de timp și de condițiile de funcționare. Chiar dacă aveți o înțelegere ciudată a electrochimiei (lucru pe care unii dintre voi îl faceți în mod clar!), Obținerea corectă a proporțiilor electrolitice și totul cuplat într-un mediu dur nu este o sarcină banală. O mulțime poate merge prost, și nu este prea mult timp să dăruiești. Prin urmare, cel mai bun Plan B este alternatorul. Rotiți alternatorul suficient de repede și acesta va reîncărca bateria. Dacă mașina nu pornește, rotiți-o mai mult. Relativ simplu și de încredere. Singurul risc al acestei abordări este deteriorarea accidentală a alternatorului sau a curelelor în proces - deci fiți atenți! Factorii generali de luat în considerare pentru toate soluțiile: efectele temperaturii asupra bateriei și a motorului, calitatea conexiunilor în circuitul bateriei auto, nivelul apei din baterie, tăria acidă a electrolitului, RPM minime necesare pentru a genera V / C din alternator, implementarea timpul necesar abordării, capacitatea de a testa progresul și de a vă adapta abordarea, simplitatea, abilitatea de a renunța sau de a încerca abordări alternative dacă eșuezi, consumul resurselor necesare pentru supraviețuire, planurile de urgență și siguranța.

Câștigătorii

Aș dori să mulțumesc tuturor celor care au prezentat soluții pentru provocarea MakeShift 01. Au existat multe observații excelente și selectarea a doi câștigători din lot nu a fost o sarcină ușoară. Pentru referință ulterioară, nivelul de detaliere prezentat în documentele prezentate a jucat un rol major în procesul de selecție. Deci, așa cum spunea profesorul tău de liceu: "Arătați-vă munca!"

Câștigătorii primesc un singur tip Face: tricou pentru a sărbători și a arăta brand-ul dvs. unic de geniu; și instrumentul Ultimate MakeShift Master - SWISSMEMORY USB Victorinox 512MB - la fel de util pentru drumeții și hacking. Cu aceste premii și cu extraordinaritățile tale de înaltă calitate, ne aflăm la Face: așteaptă lucruri minunate. Mergeți și rezolvați problemele lumii!

Fără îndoială, câștigătorii inițiativei MakeShift 01 sunt:

MakeShift Master: Cel mai plauzibil: Joe O'Brien MakeShift Master: Cel mai creativ: Jim Gasbarro

"Alessandro Volta" Mențiune de onoare: Sean Cahill "Nici o piatră stânga neschimbată" Mențiune de onoare: Melanie DuPont "Rube Goldberg" Mențiune de onoare: Phil Salkie

Felicitări pentru cei doi inaugurali de MakeShift Masters și mențiunile onorabile (aplauze ... accolades ... bowing). Toți au arătat o abilitate impresionantă de a gândi creativ, de a aplica atât cunoștințe teoretice cât și practice și de a-și comunica soluțiile într-un mod distractiv și eficient. Încurajez toți cititorii să studieze aceste intrări câștigătoare; va îmbunătăți MQ-urile dvs. și vă va pregăti pentru următoarea provocare MakeShift. Până atunci, făcând fericit!

Acțiune

Lasa Un Comentariu