Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

Návrat k výzvě MakeShift Challenge: Dead Car Battery

Prvních pět let Udělat:, vedli jsme sloupec v časopise nazvaném „MakeShift“, který napsal Lee David Zlotoff, tvůrce kultovní televizní show MacGyver. Stejně jako u přehlídky, kde se věda a inženýrská improvizace staly ústředním tématem, každá splátka „MakeShift“ představovala lepivou situaci a poté vyzvala naše čtenáře, aby předložili „provizorní“ řešení. Výzvy zahrnovaly takové hádanky, které se zabývaly vypuknutím virů v letadle, přežili útok zombie, co s časovou bombou objevenou v podzemní garáži a jak komunikovat s okolním světem během blokování střední školy. Závětří, Udělat: Staffer Bill Lidwell (který tyto výzvy upravil) a všichni z nás v časopisu byli neustále rozprášeni chytrostí a inteligencí odpovědí. Lidé se do toho opravdu dostali.

Když jsme se dívali na tyto sloupce, rozhodli jsme se, že je chceme přivést zpět ke sdílení se současným Udělat: čtenáři. Ve sloupcích a souhrnných článcích, Lee a Bill mluvili o MacGyver-hodné míra inteligence, že oni volali MQ (pro “MakeShift Quotient”). MQ je schopnost používat znalosti vědy a techniky, kombinované s některými žvýkacími gumami a drátem na plachty, aby vytvořila funkční řešení problémů za běhu. Doufáme, že tyto sloupce „MakeShift“ půjdou dlouhou cestou směrem ke zvýšení vašeho MQ.

Od dnešního dne budeme každou středu znovu zobrazovat sloupce „MakeShift“. Scénář / výzvy a předložená řešení a vítězové jsou zde prezentováni společně. Ale neváhejte vyzvat sami sebe. Nejprve si přečtěte scénář, výzvu a seznam dodávek. Strávit nějaký čas přemýšlením prostřednictvím možných řešení, než přejdete na analýzu a komentáře. Stejně jako v původních příspěvcích jsme zahrnuli i úplné texty předložených řešení (odkazováno v dolní části této stránky), abyste mohli jít tak hluboko, jak chcete. V těchto článcích je mnoho informací. Pokud chcete přeskočit na vítězné řešení, přejděte dolů na část Souhrn. -Gareth Branwyn


Chcete-li věci vypnout, vyberte sloupec Udělat: Svazek 01:

Baterie Dead Car

Scénář

Po relaxační noci kempování v hlubokém lese se vrátíte do svého auta a zjistíte, že to nezačne. Baterie je vybitá. „Někdo“ nechal rozsvítit parkovací světla přes noc. Jste 50 mil od nejbližší silnice a mají omezené jídlo a vodu. Pokoušíte se zavolat na pomoc, ale váš mobil je mimo výkon a mimo dosah. Zasněžené počasí je naplánováno na pozdní večer. Situace je vážná.

Výzva

Vytvořte provizorní řešení pro dobití baterie a spuštění vozu. Mezi nástroje a materiály, které máte k dispozici, patří níže uvedené předměty (stejně jako auto a jeho součásti). Máte 10 hodin. Mimochodem, auto má automatickou převodovku - push-start nebude fungovat.

Seznam zásob

(1) Stan (2) Spací pytle Sterno (sporák a palivo) Lékárnička (aspirin, adhezivní obvazy, peroxid vodíku) (2) Tužky (6) Balení cola (1) Dozen limety (2) jablka (1) Banán (1) Velký pytel bramborových lupínků (2) Litrů balené vody (1) Mobilní telefon (2) Silniční světlice Různé nástroje (šroubováky, klíče, kleště, švýcarský armádní nůž Matches Jumper kabely


MakeShift 01: Analýza, komentář a vítězové William Lidwell 13. května 2005

Úvod

První rukavička MakeShift byla vyhozena, aby se změřila Udělat: čtenáři - nezvládnutelná hlavolam oddělující intelektuální a kreativní pšenici od plev: mrtvá autobaterie uprostřed ničeho; osmihodinový časový limit, než nastane smrtící počasí; nic než vaše důvtipy, tábořiště a zbylé občerstvení k vyřešení problému. Výsledek?

Udělat: čtenáři odpověděli na výzvu s odvahou a rázností. Byly předloženy řešení od setrvačníků s raketovým pohonem až po bramborové chip-and-penny voltyic piloty. Následuje analýza problému „mrtvé autobaterie“, který je zasazen nápady a komentáři z nejpřehlednějších příspěvků čtenářů. Nakonec však mohou být pouze dva výherci na jedno číslo - čtenáři, kteří předložili nejkreativnější a nejspolehlivější řešení. Tyto MakeShift Masters a jejich řešení problémů se hlásí v dolní části této stránky. Jelikož tam bylo tolik výborných podnětů, také jsem si dovolil také prohlásit některá čestná uznání. Žádná kořist pro vás, ale nějaké formální potvrzení pro vaši výjimečnou práci. Výherní zápisy a čestné uznání jsou prezentovány v plném rozsahu (odkazy níže) pro výchovu všech.

Pro ty z vás, kteří provedli výzvu MakeShift bez úspěchu, ne. Na rozdíl od různých forem IQ, EQs a GQ, o kterých se říká, že jsou všechny, ale neměnné, je velmi zvláštní značkou geniality, kterou tímto značením MQ (pro MakeShift Quotient) označuji za bezpochyby pokročilou studiem vědy a techniky a prostřednictvím cvičení kreativitu a řešení problémů. MQ můžete začít rozvíjet studiem následující analýzy. Prozkoumejte a vyhodnoťte velmi rozmanité a inovativní nápady předložené kolegou Udělat: čtenářů. Přečtěte si to a přemýšlejte o tom, a brzy budete přemýšlet jako MakeShift Master.

Analýza

K této výzvě existují dva základní přístupy: (1) vyřešit problém způsobem, který nemá nic společného se zřejmými parametry problému, a (2) nastartovat vozidlo dobíjením baterie.

Řada čtenářů se rozhodla pro nezřetelný přístup. Například přispěvatel Udělat: web navrhl následující:

… Přečtěte si své zásoby, vezměte to, co je potřeba, a rychle se odtamtud, před sněhem, 50-ti minutová procházka by měla trvat asi 4 hodiny.

Žádné kostky. Jak jsem odpověděl v komentáři, rychlý chodec může průměrně 3 mph-nesoucí zásoby přes nerovný terén, možná 2 mph. Zkrácený být profesionální atleti, fit, průměrný pár by měl štěstí, aby to na půl cesty před soumrakem (a to je za předpokladu, že se nestratí nebo zraněný na cestě). Při špatném počasí může být jejich rozhodnutí poslední. Lidé umírají a neustále se snaží uniknout z problémů. Mnohem lepší plán by byl stavět oheň a čekat na pomoc… nebo zjistit způsob, jak vozidlo znovu nastartovat.

Úvahy o přežití / kompromisy o tom, jak jsou zásoby využívány (a možná zbytečně), byly vzneseny několika čtenáři. Například C. Holdredge nabídl v tomto ohledu následující výtky (měl bych poznamenat, že pak pokračoval v poskytování velmi silného řešení problému!):

V prezentovaném scénáři tráví čas snahou o nastartování auta REAL DUMB. Předmět má dva druhy úkrytů, šikovný les na palivo, půl tuctu způsobů, jak zahájit požár, a brzy bude mít zdroj pro rozsáhlou sladkou vodu. Kdokoli, kdo je kvalifikován být v lese vůbec, by měl být schopen přežít týdny za těchto okolností a čekat na záchranu. V reálném světě by byl předmět mnohem moudřejší strávit čas zásobováním suchého dřeva, zapálením ohně, stáním stanu, sledováním jejich viditelnosti ze vzduchu, atd. Rozruch s autem, aby se vyhnul nudě při čekání na strážce nebo SZP vás najít a vytáhnout ven.

Obecný zájem je platný. Pokud úsilí o restartování automobilu spotřebovává vzácné potraviny a vodní zdroje a pak selže, můžete mít potíže. To znamená, že během několika hodin bude z nebe padat velká zásoba zmrzlé vody. Jídlo je úvaha, ale máte spoustu a můžete přežít týdny na světelných dávkách. Zatímco ekonomika zdrojů by měla být v rovnici faktorem, zbytečně strávit dny / týdny v lese je riskantnější, než kdybyste sebe a své zdroje využívali k tomu, aby se auto znovu rozběhlo - zejména pokud máte rozum a na to, abyste to udělali.

V neposlední řadě v kategorii, která není zřejmá, jsou podání, která navrhují možnost push-startu vozidla. P. Stewart napsal:

Řekli jste, že „Mimochodem, auto má automatickou převodovku - push-start nebude fungovat.“ To není nutně pravda. Prakticky VŠECHNY automatiky od 30. let až do 70. let měly dvě olejová čerpadla a mohla být spuštěna. Vše, co je potřeba k tomu, aby se tyto starší modely střídaly, je malá rychlost, aby se vytvořil tlak oleje. Automatika Mercedes-Benz měla k dispozici sekundární olejové čerpadlo poháněné výstupním hřídelem. Domnívám se, že s touto skutečností dokonce inzerovali do 70. let - když jste měli plochý akumulátor, mohli byste tlačit start vozidla, což nebylo u většiny vozidel možné. V současné době, s jedním čerpadlem na vstupním hřídeli, není tlak na práci spojek, pokud se otáčení motoru neotáčí.

Skutečnost, že startování může být volbou pro starší vozidla s automatickou převodovkou, je dobrým bodem MQ. Děkujeme Stewartovi a dalším za jeho vyhlášení. Výzva, jak se objevila na webových stránkách, bohužel neobsahovala obraz pozdního modelu modelu Volvo SUV, který byl ve vzpěře, který nelze spustit. Co mohu říci - účastníci mají výhodu!

Takže za předpokladu, že není rozumné vyrazit na cestu ven z vozu nebo naštartovat vozidlo, a za předpokladu, že děláte něco víc než sbírání dřeva a čekání na strážce, podívejme se na přiblížení č. 2: startování vozidla dobíjením baterie . Než začneme přezkoumávat reakce čtenářů pomocí tohoto přístupu, bude užitečné stručně přezkoumat, jak fungují baterie. (POZNÁMKA: Elektrochemie olověných baterií je složitá. Následuje přehled zjednodušeného přehledu o této potřebě.)

Baterie je vytvořena, když dva různé kovy nebo uhlíkové tyče (nazývané elektrody) jsou umístěny v elektricky vodivém médiu (nazývaném elektrolyt). Nalepte penny (měděný zinek) a nikl (slitina nikl / měď) do citronu a máte baterii. Vložte drát a hliníkový drát do nádoby na moč a máte baterii. Máš nápad.

Různé kovy reagují s elektrolytem různými rychlostmi (tj. Vytvářejí nabité částice). To znamená, že jedna elektroda se vzdá elektronů rychleji než druhá, čímž se vytvoří nerovnováha rozložení náboje v elektrolytu. Bity nabitého elektrolytu se pohybují z jedné elektrody na druhou (směr je kladný až záporný), aby se tato nerovnováha eliminovala. Když se tyto nabité bity stýkají se zápornou elektrodou, vzdávají se svých elektronů a vytváří se elektřina. Když k tomu dojde, elektrody elektrody se stávají chemicky podobnějšími, elektrolyt je méně aktivní a napětí klesá, dokud akumulátor již nemůže dodávat potřebné napětí. Stimulace elektrolytu prostřednictvím určité formy přísady přidává do systému chemickou energii a může poskytovat krátkou energii pro baterii. Napájení elektrického proudu zpět do baterie obnovuje chemický rozdíl mezi elektrodami a dobíjí baterii (to nefunguje u všech baterií, ale funguje to u autobaterií).

Nabíjení baterie tedy znamená buď najít způsob, jak stimulovat elektrolyt, nebo najít způsob, jak dodávat elektřinu zpět do baterie. Čtenáři měli zajímavé nápady na obou počtech. J. Russell navrhl použít colu ke stimulaci elektrolytu:

Nalijte colu do baterie. Po několika minutách nastartujte auto. Samozřejmě budete muset vyměnit baterii, protože jste ji zničili, ale alespoň budete naživu.

G. Fetters navrhl jiný způsob elektrolytické stimulace:

Vyjměte baterii. Vyjměte kapalinu z baterie. Stiskněte několik desítek limetek do baterie. Pijte sodu a moči do baterie. Naplňte zbytek baterie vodou. Počkejte 9 hodin a vložte baterii zpět.

Další navrhované přísady zahrnovaly sliny, solanku bramborového čipu a peroxid vodíku. Tři nevýhody tohoto základního přístupu: (1) ačkoli teorie je zdravá, zpravidla nebude fungovat v praxi z různých důvodů (např. Získání správných proporcí), (2) pokud to zkusíte a neuděláte to práce, pravděpodobně jste zničili baterii a odstranili jakoukoli jinou příležitost, jak vozidlo nastartovat, a (3) několik navrhovaných aditiv má reálné riziko vyhození baterie. Existuje však jedna přísada, která se vyhne těmto nevýhodám, jak dosvědčil A. Seubert:

… Do každé baterie vložte dvě tablety aspirinu a vyčkejte ne déle než 1 hodinu (kyselina acetylsalicylová se s kyselinou sírovou spojí s jednou kyselinou, aby se uvolnila další dávka.) Kryty článků můžete vypnout šroubovákem i při většině údržby - bez baterií… Pak auto začne správně (na základě skutečných zkušeností).

D. Hottle potvrdil správnost přístupu, který uvádí:

Vím, že toto řešení funguje, protože jsem to udělal dříve. Dodnes mám v autě z tohoto důvodu aspirin.

As bizarní, jak to zní, aspirin bude často pracovat v závislosti na stupni vybití baterie.Jedná se o rozumně bezpečný přístup a obvykle dobrý pro další otáčení motoru. Upozorňujeme, že přidáním aspirinu dojde ke zkrácení životnosti baterie, protože aspirin bude reagovat s kyselinou sírovou na kyselinu octovou. Dobré pro zvýšení, ale špatné pro vnitřnosti baterie. Za předpokladu, že nepřidáte více než pár aspirinů na buňku, nemělo by to způsobit výrazné škody ani zabránit dalšímu úsilí, pokud nebude fungovat. Existuje tedy přinejmenším jeden bezpečný, životaschopný způsob, jak dostat přiměřený záběr při opětovném nastartování vozidla stimulací elektrolytu. J. O'Brien tento přístup dále vzal, nicméně se zaměřil na některé klíčové detaily, které by mohly být rozdílem mezi úspěchem a neúspěchem:

Nalijte colu na svorky baterie a konektory a otřete korozi pomocí obvazů z lékárničky. Cola je dobrý při odstraňování koroze a čištění kontaktů pomůže dostat více proudu z baterie. Znovu připojte baterii.

Další, rozdrtit několik aspirinu z lékárničky, dát prášek do baterie, a přidejte balenou vodu do baterie, aby ji na správnou úroveň. Kyselina acetylsalicylová z aspirinu se bude kombinovat s kyselinou akumulátoru a zvýší se nabití akumulátoru a voda pomůže obnovit elektrolyt v baterii.

Vzhledem k tomu, že je chladno, poslední věc, kterou bychom chtěli udělat, je dostat baterii a motor do teplého stavu a rozhodně nedovolit, aby se dostal do chladničky. Pomocí sporáku sterno zahřejte vodu v prázdných plechovkách a nalijte ohřátou vodu na baterii a motor.

Cola přinesla smíšené výsledky odstraňující korozi z bateriových terminálů, ale je to určitě lepší než nic. Zajištění čistých kontaktů maximalizuje přenos energie v okruhu. Pokud je voda nízká, určitě to neublíží. Zahřátí baterie a motoru je dobrý, pokud je velmi studený. Studené teploty dramaticky snižují účinnost baterie až o 50%, když je okolní teplota 32 stupňů Fahrenheita. Studené teploty také zesílí motorový olej, což zvyšuje proud potřebný pro spuštění motoru. Pečlivé vylévání teplé vody přes baterii a motor patří mezi nejbezpečnější způsoby, jak ohřát věci - jistě bezpečnější než ohřívání baterie a motoru nad ohněm.

Dost o stimulaci elektrolytů. Pokud jde o přívod elektrického proudu zpět do akumulátoru, byly nabídnuty dva základní přístupy: (1) vytvořit novou baterii pro dobíjení autobaterie a (2) vyvinout prostředky pro použití alternátoru vozidla k nabití baterie.

Malá odbočka k založení některých věd. Typická autobaterie se skládá ze 6 článků (v podstatě mini-baterií), z nichž každá vytváří asi 2 volty pro celkem 12 voltů. Tyto články používají dva elektrody olova (oxid olovnatý a olovo) jako elektrody a roztok kyseliny sírové - voda jako elektrolyt. Buňky jsou navzájem spojeny a připojeny ke dvěma svorkám, jeden kladný a jeden negativní. Pro spuštění vozidla za normálních podmínek musí být baterie schopna vybít přibližně 12 V při 200 ampérech.

V případě, že nevíte, napětí (měřeno ve voltech) je síla, která tlačí elektrony z jedné elektrody na druhou. Proud (měřený v ampérech) je rychlost toku elektronů mezi elektrodami. Jako analogii si představte, že jste v kleci na pálkování. Síla, kterou používá stroj na házení míče, je jako síla, která tlačí elektrony (napětí). Počet kuliček rozložených za jednotku času je stejný jako počet elektronů pohybujících se mezi dvěma body za jednotku času (proud). Síla tlačí elektrony je funkce různých reaktivit elektrod v elektrolytu. Proud je funkcí této reaktivity a povrchové plochy elektrod. Vzhledem k tomu, že k nastartování motoru je zapotřebí hodně proudu, jsou elektrody vyrobeny do tenkých desek, aby se maximalizovala plocha povrchu, která je k dispozici pro darování a přijímání elektronů. Čím větší plocha, tím více proudu.

Jeden poslední úkryt. Připojte více baterií do série (tj. Připojte svorky jedné baterie ke svorkám opačného náboje na jiném) a napětí se zvyšuje, protože proud zůstává konstantní. Připojte více baterií paralelně (tj. Připojte svorky jedné baterie ke svorkám stejného nabití na jiném) a proud se zvýší, jakmile napětí zůstane konstantní.

Podívejme se na některé z předložených nápadů na baterii. M. DuPont navrhl vytvořit baterii s použitím bramborového čipu / elektrolytu na bázi vápna / sody a elektrod z hliníkových plechovek a měděných svorek z propojovacích kabelů. Její diagram je tak pestrý jako postup navržený k jeho vytvoření:

Zaplavte osm tekutých uncí vody. Musím zůstat hydratovaný. Pomocí nože opatrně odřízněte horní část láhve na vodu tak, aby horní část byla dostatečně široká, aby se mohla sklouznout do dvou plechovek od limonády, stát vedle sebe. Ujistěte se, že máte v nádobě co nejvíce vody. Jezte dva bramborové lupínky pro štěstí. Zbývající bramborové lupínky rozdrtíme v pytli a vylijeme do láhve na vodu. Míchejte šroubovákem. Jezte banán. Nemá smysl nechat si hladinu cukru v krvi, pokud to bude zima. Do láhve na vodu vtlačte šťávu z tuctu limetek. Pijte jednu plechovku Coly a nalijte druhou láhev coly do láhve s vodou. Nevadí, jestli to přetéká. Pak použijte nůž (nebo jeho soubor, nebo skálu), abyste sebrali alespoň polovinu barvy z obou plechovek. Opatrně rozšiřujte otvory na vrcholcích dvou prázdných plechovek, aby plechovky mohly být pevně připnuty k sobě, zády k sobě, propojovacím kabelem. Připevněte je spolu s kabelem BLACK. Kousnout jablko. Mmm. Žvýkat a polykat. Jděte do auta a vypněte nebo odpojte všechny příslušenství: rádio, ventilátor, topení, světlomety (duh), vnitřní osvětlení a cokoliv, co je možné připojit k nabití (například mobilní telefon). Rovněž otočte zapalování do polohy OFF (Vypnuto) a kapsy klíčů. To je důvod, proč nic nenasaje sílu, když se pokusíte začít později. Odpojte svorky autobaterie od kabeláže vozidla. Pomocí nože (nebo souboru, nebo skály), škrábat všechny gunk / koroze z automobilových baterií terminály. NEDOTÝKEJTE se žádné části vozu a přitom stojíte na dvou skládaných spacích pytlích DRY, abyste se dále izolovali od náhodného uzemnění autobaterie a otřásali sami. Jen proto, že nemůže nastartovat vaše auto, NEZNAMENÁ, že nemůže zastavit vaše srdce. Buď opatrný. Připevněte volný konec černého propojovacího kabelu k kladnému („in“) terminálu autobaterie. Připevněte nejbližší konec červeného propojovacího kabelu k zápornému („out“) terminálu autobaterie. Ponořte druhý konec červeného propojovacího kabelu do láhve s vodou. Umístěte jej tak, aby byl ponořen do láhve, zcela ponořený, ale nešel příliš daleko pod hladinu vody. Láhev na vodu můžete vložit tak, aby mohla být zavěšena na místě.

Obrázek 1. Baterie solného vápna M. DuPont

Myšlenka vytvořit takovou baterii pro dobití baterie automobilu je dostatečně zvuková (a pokud tato baterie nefungovala, můžete vždy vypít elektrolyt!). Otázkou je, zda provizorní baterie může generovat dostatečné napětí a proud pro dobíjení autobaterie za osm hodin? Napětí - bezpochyby. Aktuální - sporné. S. Cahill se zabýval aktuálním problémem v jeho mokrém buněčném roztoku:

Samotné [4] mokré články samy o sobě nepřinesou dostatek okamžitého proudu k nastartování vozu, takže musí být použity k dobití akumulátoru automobilu během několika hodin. Baterie automobilu pak může být použita pro dodávání „studených startovacích“ zesilovačů pro spuštění vozu (doufejme) na několik sekund. Musíme vyvinout dostatečný potenciál „snížit“ síran olovnatý zpět na olovo a peroxid olova, což je reakce, která pohání autobaterii. Šest buněk olověných kyselin potřebuje celkový potenciál přesahující 6 x 2,12 V nebo 12,72 V, aby bylo možno nabít.

Mokrá buňka S. Cahilla

Tyto typy baterií by mohly generovat pouze proud. Pokud však mohou generovat dostatečné napětí po dostatečně dlouhou dobu, baterie se nabije. Jak Cahill poznamená, to bude trvat asi 13 voltů překonat vnitřní odpor baterie. Takže životaschopnost tohoto přístupu skutečně závisí na úrovni vybití baterie a na době, kterou je třeba baterii dobít. Pokud akumulátor není příliš vybitý, okolní teplota není příliš studená a provizorní baterie je schopna generovat 13+ voltů po dobu 8 hodin - mohlo by fungovat! Jiná konfigurace baterie stojí za zvážení - známý jako voltaic pilot - byl navržen N. Kondrick:

… Vezměte si vodu a odstřihněte roh z konvice a ořízněte ji tak, aby byla dostatečně velká, aby se vešly všechny vaše měděné kabely (z propojovacích kabelů), hliníku [z plechovek na plechovky] a hadříků, stejně jako nějaké kapaliny a aby bylo možné držet tekutina.

Nyní stohujte veškerou měď, hliník a hadřík dohromady do měděného / hadříkového / hliníkového vzoru - ujistěte se, že přes tkaninu není překlenuto žádné přemostění kovů a žádné překlenutí látky.

Pro připevnění jednoho konce každého drátu k koncům stohu použijte několik lepicích obvazů (červený vodič k měděnému konci, černý vodič k hliníkovému konci).

Nalepte celý zásobník do plastové nádoby (roh z nádoby na vodu). Pravděpodobně budete chtít dělat to bokem, takže ho můžete snáze zakrýt tekutinou.

Zmáčkněte citrony do plastové nádoby, dokud šťávy nepokryjí celý zásobník.

Voltaic Pile N. Kondricka

V této vrstvě tvoří každá vrstva z hliníku / látky / mědi buňku. Navrhovaná voltaic hromada je nezbytně osm buněk v sérii. Vrstvy mědi a hliníku jsou elektrody a tkanina nasáklá šťávou je elektrolyt. Protože tyto buňky jsou v sériové konfiguraci, jejich napětí se zvyšuje a jejich proud je konstantní. To je pochybné, že voltaic hromada této délky mohla generovat požadované napětí, ačkoli hromada mohla být rozšířena používat různé mince a jiné materiály uklízené od zásob. Proud by byl nominální, ale měli byste z něj dostat několik voltů. Háček dost je dohromady a máte výstřel, za předpokladu, že máte dost času.

Vytváření baterií pro dobíjení autobaterie využívá chemickou energii. Dalším přístupem by bylo použití mechanické energie pro dobití baterie. P. Salkie shrnul „eureka moment“ a problém tohoto přístupu pěkně:

… Pojďme si představit jeden z nejspolehlivějších, nejúčinnějších, osvědčených, univerzálních převodníků chemické energie na elektrickou energii, které kdy na této planetě existují - spalovací motor připojený k nějakému generátoru! A vy jste byli dost chytří, abyste přinesli spalovací motor. Celkem Genius!

Jo. To je ten problém, ne - nemůže to zatraceně začít. Uvažujme tedy o jednom z nejspolehlivějších, nejúčinnějších konvertorů yadayady - vy. Ano, vy (a osoba, která na vás hledá dýky) jsou spolehlivé, účinné převodníky organických potravinových sloučenin na mechanickou energii. Tak sežere to ovoce, vypiješ colu a pojďme do práce! Zaprvé, budeme muset přijít s nějakým způsobem výroby elektřiny z mechanické energie. Naštěstí jste s sebou na výlet zabalili generátorový systém! Co? Neviděl jsem to na seznamu vybavení? No, je to tam v pořádku - auto má zaručeno, že bude mít alternátor. Je pohodlně připojen k systému regulace napětí (což zajišťuje, že nepřekonáme baterii ani nevyfoukneme rádio) a je to pro nás dokonce již zapojené! Jediné, co musíme udělat, je obrátit to. Mnoho. Celé peklo. Prostě úžasné množství.

Jak Salkie upozorňuje, alternátor sedí tam, kde čeká na použití. Klíčovým problémem při používání alternátoru je zjistit, jak točit dostatečně rychle, aby se generovala energie potřebná k dobití baterie. Trochu o moderních alternátorech: alternátory vyrábějí elektřinu spřádáním jedné nabité měděné cívky (nazývané „rotor“ nebo „cívka“) uvnitř jiné stacionární měděné cívky (nazývané „stator“). Elektromagnetické pole vytvořené spirálovou cívkou se rozprostírá ke statoru a táhne elektrony kolem statorové cívky - voilá: elektřina. Vzhledem k tomu, že v alternátoru nejsou žádné magnety, potřebujete nějaký počáteční proud pro generování počátečního magnetického pole v cívce pole. Tento startovací proud může pocházet z autobaterie nebo jiného externího zdroje napájení. Jakmile cívka pole vytvoří magnetické pole, je třeba jej otočit při minimální rychlosti kolem 1000+ RPM nebo nada – 2000 otáček za minutu, aby se nabila na optimálních 14 voltech. Celkové napětí vycházející z alternátoru je funkcí síly magnetického pole a rychlosti otáčení. Byla navržena řada řešení, aby se to stalo. R. Bohn nabídl jeden inovativní způsob řešení tohoto problému:

Ujistěte se, že jsou parkovací světla vypnutá. Jezte banán (bude potřebovat energii!) Vyjměte alternátor z auta pomocí nástrojů. Namontujte alternátor na nárazník. Vyměňte malé kolo řemene na alternátoru za větší kolo řemene z motoru. Připojte náhradní pneumatiku k většímu řemenu (stavíme zde setrvačník). Připojte alternátor k baterii pomocí propojovacích kabelů (POLARITY MATTERS!). Dát si pauzu. Pijte colu s nějakou limetkovou šťávou… Začněte točit náhradní pneumatiku. To by mělo zapnout alternátor a nabít baterii. Po několika hodinách zkontrolujte baterii zapnutím světlometů. Měly by jasně svítit, když je baterie nabitá. Vypněte je! Vyjměte náhradní pneumatiku a vraťte ji zpět do vozu. Připevněte malé kolo řemene k alternátoru. Vraťte alternátor, velké kolo řemene a pás k motoru. Máte další colu a přejeďte prsty. Nastartujte auto a zamiřte domů.

P.S. Moje žena trvá na tom, že správné řešení musí zahrnovat banán.

Využití náhradní pneumatiky jako setrvačníku je vynikajícím způsobem, jak dosáhnout co největšího počtu otáček za jednotku času pro nejmenší množství energie. Pokud byste mohli udržet rychlost odstřeďování o jednu otáčku za sekundu (tj. 60 ot./min.) S rezervní pneumatikou 30 ″, můžete zhruba generovat 1 800 ot / min. Impozantní. Bohužel, cívka pole nebyla v tomto řešení nikdy nabíjena, takže by nevznikla elektřina. Žádný komentář ohledně banánů! J. Gasbarro zachytil detail cívky a dokonce vytvořil plány pro záložní zdroj energie:

Použijte proud pole. Připojte volný vodič z lampy [vytažené z kufru a připojené k alternátoru] k baterii. Pokud budete mít štěstí, lampa se rozsvítí, což znamená, že v cívce pole alternátoru je proud. Olověné akumulátory často obnoví část svých nábojů poté, co byly hluboce vybity, pokud jsou jen chvíli na místě. Oteplování jim pomáhá. Pokud se lampa nerozsvítí, musíte jít do zdroje záložního pole, což je vybitá baterie mobilního telefonu. Mobil je dost chytrý, že nebude vybíjet baterii pod asi 3V. Mělo by tedy zbývat dostatek náboje, aby bylo možné napájet proud alternátoru na několik sekund (viz část Alternátor). Použijte adhezivní obvazy na páskové dráty na baterii mobilního telefonu.

Konečně, S. Curl navrhl způsob, jak se dostat do jádra problému RPM alternátoru, který by byl MacGyver hrdý:

Pomocí dodaných nástrojů demontuji alternátor automobilu a zaklíním ho do strany nárazníku, kde může hřídel vyčnívat… .Pokud drátky nedosáhnou, roztahuji je o můstky. Náhradu pak namontuji na alternátor kombinací drátěných řemínků z propojovacích kabelů a chytrou lepicí pastou z ovocné šťávy doplněnou lepícími obvazy. Více této pasty a obvazy se používají k připevnění dvou silničních světlíků k pneumatice. Můj kamarád mezitím vyřezával jablka, aby vytvořil raketové trysky, které jsou nyní nacpané na světlice a délky gázové „pojistky“. Rukou se kolo otáčí co nejrychleji a v tomto okamžiku špičkové rychlosti se pojistky rozsvítí a rakety vystřelí. Přidaná podpora nabízí špičkovou generaci energie, která se pak aplikuje na nastartování vozu a odjíždíme !! A proto jsem sochař a ne mechanik!

souhrn

Vzhledem k tomu, že tento záznam je tak tvrdý postup, který budu následovat, vezmu si to jako můj pokyn k uzavření. Zde jsou mé souhrnné myšlenky na výzvu. Aspirin je nejjednodušší řešení. Pokud to funguje, jste z jam do 30 minut, bez mušlí. Pokud to nefunguje, pak Plán B. Jsem skeptický ohledně proveditelnosti vytvoření baterie, která by mohla dobít baterii automobilu s ohledem na čas a podmínky. I když máte nezvyklé pochopení elektrochemie (což někteří z vás jasně dělají!), Dostat elektrolytické proporce do pořádku a vše, co je napojeno na hrubé prostředí, není triviální úkol. Hodně se může pokazit a na to není moc času. Proto je nejlepším plánem B alternátor. Otočte alternátor dostatečně rychle a nabije baterii. Pokud vůz nezačne, otočte ho ještě více. Relativně jednoduché a spolehlivé. Jediné riziko tohoto přístupu je neúmyslné poškození alternátoru nebo řemenů v procesu - buďte tedy opatrní! Obecné faktory, které je třeba vzít v úvahu pro všechna řešení: vliv teploty na baterii a motor, kvalita spojení v okruhu autobaterie, hladiny vody v baterii, kyselá síla elektrolytu, minimální otáčky potřebné pro generování V / C od alternátoru, implementace čas potřebný tímto přístupem, schopnost testovat pokrok a vyladit váš přístup, jednoduchost, schopnost zálohovat nebo zkusit alternativní přístupy, pokud selháváte, spotřeba zdrojů potřebných pro přežití, pohotovostní plány a bezpečnost.

Vítězové

Chtěl bych poděkovat všem, kteří předložili řešení MakeShift 01 výzvu. Tam bylo mnoho vynikajících podání, a výběr dvou výherců z šarže nebyl snadný úkol. Pro budoucí použití hrála ve výběrovém řízení významnou úlohu úroveň podrobnosti uvedená v podáních. Takže, jak váš učitel na střední škole říkal: „Ukažte svou práci!“

Vítězové dostávají jednorázovou odměnu Udělat: tričko na oslavu a předvedení své jedinečné značky geniality; a dokonalý nástroj MakeShift Master - SWISSMEMORY USB Victorinox 512 MB - stejně vhodný pro turistiku a hacking. S těmito oceněními a vaše děsivě vysoké MQs, jsme na Udělat: očekávat velké věci. Vyjděte a vyřešte problémy světa!

Bez dalších okolků jsou vítězové úvodní výzvy MakeShift 01:

MakeShift Master: Nejvhodnější: Joe O'Brien MakeShift Master: Most Creative: Jim Gasbarro

"Alessandro Volta" Čestné uznání: Sean Cahill "No Stone Left Unturned" Čestné uznání: Melanie DuPont "Rube Goldberg" Čestné uznání: Phil Salkie

Gratulujeme dvěma úvodním mistrům MakeShift a čestným uznáním (potlesk… uznání… poklony). Všechny ukázaly působivou schopnost kreativně myslet, aplikovat teoretické i praktické znalosti a komunikovat svá řešení zábavným a efektivním způsobem. Vyzývám všechny čtenáře, aby tyto vítězné příspěvky studovali; zlepší vaše příslušné MQ a připraví vás na další výzvu MakeShift. Do té doby šťastná tvorba!

Podíl

Zanechat Komentář