В комментарии к недавней заметке читатель задал такой вот вопрос:
"Как насчёт статьи "МВИТ своими руками из подобранного на мусорке"? Актуально это может быть людям, которые попали в ситуацию с обстрелами и локальным блэкаутом - и в подвалах, и в частном доме вполне может найтись металлический хлам и посуда, из которых можно сделать более-менее источники тока и попытаться зарядить смартфоны. По току это вообще реально или смысла особо нет?"
Что на это ответить, по току вполне реально все. До "идеологической оптимизации сотрудников академии наук" я со своими ассистентами развлекался в т.ч. и созданием металло-воздушных батарей, с акцентом на пористых катодах (адсорбционная специализация-с). Делали мы магний-воздушный элемент, т.к. магний достаточно активен, есть примеры рабочих изделий (тот же фонарь СВЭЛ), да и нет нужды использовать щелочные растворы.
Во всех металло-воздушных аккумуляторах именно катоды - основная область инноваций и know-khow. В большинстве случаев используются пористые угольные/графитовые электроды. И вот здесь уж кто на что горазд. Самый простой вариант - это спаянная из двух слоев мелкой металлической сетки "папка" внутрь которой плотно утрамбован пористый уголь (типа КАД или подобного) с добавкой промотора. Промотором может быть кобальтит лития, из него делаются положительные электроды во всех литий-ионных батареях, найти труда не составит. Более сложные варианты, тяжело реализуемые в условиях DIY, но весьма эффективные - это углеволоконные катоды (углеволокно, если вы помните, моя one love).
Сторона "папки" которая "дышит" - щедро пропитывается фторопластовой суспензией (водоотталкивающие составы для обуви, туристические пропитки для рюкзаков и т.п.). Вот и все, почти готова батарея. Осталось сделать подходящий бак для электролита и найти кусок магния (где искать в городе и деревне - см. мою статью Будьте бдительны! Сортируйте магниевый лом правильно). Для формирования емкости батареи в 7,5Ач надо примерно 6,75 г магния, если использовать пластину толщиной 1,5 мм и площадью 0,0025 м2, то можно обеспечить себе двое суток стабильных 150 мА.
С алюминием ситуация аналогична (и анод аналогичен). Правда в отличие от магния, здесь лучший электролит это гидроксиды калия/натрия (разность потенциалов ~1,2В против ~0,5В при использовании раствора соли). Подойдет для металло-воздушного элемента даже железо, электролит - раствор гидроксида калия.
Если подходящую емкость для создания элемента найти тяжело ( = такую, чтобы катод имел доступ к воздуху), можно вместо жидкого электролита использовать гелеобразный, или в крайнем случае пропитать раствором какой-то пористый материал и сделать "энергосендвич" - пластина металла, на нее пропитанная раствором соли губка, на губку катод. В таком случае "замена электролита" будет заключаться в периодических циклах "выжать губку/пропитать губку". Метод применим только с солевыми растворами, щелочь таких игр не простит.
Так что попробуйте представить сами, реализуемы ли для вас описанные выше методики в случае блэкаута...
#LAB-66@Energy
"Как насчёт статьи "МВИТ своими руками из подобранного на мусорке"? Актуально это может быть людям, которые попали в ситуацию с обстрелами и локальным блэкаутом - и в подвалах, и в частном доме вполне может найтись металлический хлам и посуда, из которых можно сделать более-менее источники тока и попытаться зарядить смартфоны. По току это вообще реально или смысла особо нет?"
Что на это ответить, по току вполне реально все. До "идеологической оптимизации сотрудников академии наук" я со своими ассистентами развлекался в т.ч. и созданием металло-воздушных батарей, с акцентом на пористых катодах (адсорбционная специализация-с). Делали мы магний-воздушный элемент, т.к. магний достаточно активен, есть примеры рабочих изделий (тот же фонарь СВЭЛ), да и нет нужды использовать щелочные растворы.
Во всех металло-воздушных аккумуляторах именно катоды - основная область инноваций и know-khow. В большинстве случаев используются пористые угольные/графитовые электроды. И вот здесь уж кто на что горазд. Самый простой вариант - это спаянная из двух слоев мелкой металлической сетки "папка" внутрь которой плотно утрамбован пористый уголь (типа КАД или подобного) с добавкой промотора. Промотором может быть кобальтит лития, из него делаются положительные электроды во всех литий-ионных батареях, найти труда не составит. Более сложные варианты, тяжело реализуемые в условиях DIY, но весьма эффективные - это углеволоконные катоды (углеволокно, если вы помните, моя one love).
Сторона "папки" которая "дышит" - щедро пропитывается фторопластовой суспензией (водоотталкивающие составы для обуви, туристические пропитки для рюкзаков и т.п.). Вот и все, почти готова батарея. Осталось сделать подходящий бак для электролита и найти кусок магния (где искать в городе и деревне - см. мою статью Будьте бдительны! Сортируйте магниевый лом правильно). Для формирования емкости батареи в 7,5Ач надо примерно 6,75 г магния, если использовать пластину толщиной 1,5 мм и площадью 0,0025 м2, то можно обеспечить себе двое суток стабильных 150 мА.
С алюминием ситуация аналогична (и анод аналогичен). Правда в отличие от магния, здесь лучший электролит это гидроксиды калия/натрия (разность потенциалов ~1,2В против ~0,5В при использовании раствора соли). Подойдет для металло-воздушного элемента даже железо, электролит - раствор гидроксида калия.
Если подходящую емкость для создания элемента найти тяжело ( = такую, чтобы катод имел доступ к воздуху), можно вместо жидкого электролита использовать гелеобразный, или в крайнем случае пропитать раствором какой-то пористый материал и сделать "энергосендвич" - пластина металла, на нее пропитанная раствором соли губка, на губку катод. В таком случае "замена электролита" будет заключаться в периодических циклах "выжать губку/пропитать губку". Метод применим только с солевыми растворами, щелочь таких игр не простит.
Так что попробуйте представить сами, реализуемы ли для вас описанные выше методики в случае блэкаута...
#LAB-66@Energy
UPD к "молния-видео"
Читатели напомнили в комментариях про интересный феномен, который связан с молниями. Точнее не только с молниями, а с высоковольтными искровыми разрядами. На опубликованном мной ранее видео четко просматривается как основному, мощному разряду, предшествует множество мелких, ветвящихся разрядов, формирующих неповторимые картины. Это т.н. фигуры Лихтенберга.
Фрактальные рисунки, которые показывают путь распространения искровых каналов на поверхности диэлектрика. В случае молнии форма этих фигур позволяет определять полярность разряда - "небесная искра" может проскакивать как от нижней части облака (отрицательно заряженной), так и от верхней (положительно заряженной). Часто фигуру Лихтенберга можно обнаружить и на земле, в том месте куда ударила молния. Эти узоры типичный пример фрактальной геометрии в природе. Формирование каналов происходит таким образом, чтобы минимизировать затраты на протекание электрического тока через любую среду.
Что интересно, для "искровых кистей" абсолютно не важно, на каком холсте оставлять свой след. В одном из своих старых исследовательских проектов("ниокр-халтур") я занимался разработкой рисунокформирующей пропитки древесины, которая в дальнейшем декорировалась фигурами Лихтенберга (с помощью искусственного высоковольтного разряда).
Некоторые из друзей, навещавших меня в лаборатории, наверное даже вспомнят испытательные стенды - деревянные рукоятки напильников(и мой 100W паяльник) украшенные цепляющим взгляд, "как будто японский", узором. Масштабированные результаты раньше можно было увидеть на одном из павильонов внутри крытого Комаровского рынка, как дело обстоит сейчас - не знаю.
Такой же узор молния часто оставляет на теле человека при попадании. Этот феномен еще называют керанографией. В большинстве случаев рисунок расплывается за сутки и часто проходит незамеченным для самого пострадавшего. Подобные же артефакты могут наблюдаться на коже тех, кто пострадал от высоковольтного удара (на подстанции и т.п.). Вспомню и недавнее исследование в журнале Forensic Science International: Synergy, которое показало, что похожий "рисунок" имеет место даже в костях человека или животных, погибших от удара молнии (хотя микроструктура кости у всех разная). Так что даже если внешние признаки исчезают в течении суток , внутренний отпечаток высоковольтного разряда живет гораздо дольше...
#LAB-66@Energy
Читатели напомнили в комментариях про интересный феномен, который связан с молниями. Точнее не только с молниями, а с высоковольтными искровыми разрядами. На опубликованном мной ранее видео четко просматривается как основному, мощному разряду, предшествует множество мелких, ветвящихся разрядов, формирующих неповторимые картины. Это т.н. фигуры Лихтенберга.
Фрактальные рисунки, которые показывают путь распространения искровых каналов на поверхности диэлектрика. В случае молнии форма этих фигур позволяет определять полярность разряда - "небесная искра" может проскакивать как от нижней части облака (отрицательно заряженной), так и от верхней (положительно заряженной). Часто фигуру Лихтенберга можно обнаружить и на земле, в том месте куда ударила молния. Эти узоры типичный пример фрактальной геометрии в природе. Формирование каналов происходит таким образом, чтобы минимизировать затраты на протекание электрического тока через любую среду.
Что интересно, для "искровых кистей" абсолютно не важно, на каком холсте оставлять свой след. В одном из своих старых исследовательских проектов
Некоторые из друзей, навещавших меня в лаборатории, наверное даже вспомнят испытательные стенды - деревянные рукоятки напильников
Такой же узор молния часто оставляет на теле человека при попадании. Этот феномен еще называют керанографией. В большинстве случаев рисунок расплывается за сутки и часто проходит незамеченным для самого пострадавшего. Подобные же артефакты могут наблюдаться на коже тех, кто пострадал от высоковольтного удара (на подстанции и т.п.). Вспомню и недавнее исследование в журнале Forensic Science International: Synergy, которое показало, что похожий "рисунок" имеет место даже в костях человека или животных, погибших от удара молнии (хотя микроструктура кости у всех разная). Так что даже если внешние признаки исчезают в течении суток , внутренний отпечаток высоковольтного разряда живет гораздо дольше...
#LAB-66@Energy
С утра многие минчане проснулись и были "обрадованы" новостью о том, что ночью произошло возгорание (со взрывом) алюминиевой пудры на Минском комбинате силикатных изделий.
С одной стороны, в этом нет абсолютно ничего удивительного. Алюминий очень активный металл, особенно в мелкодисперсном состоянии. Поэтому та самая алюминиевая пудра - старый и важный компонент большого числа всевозможных взрывчатых веществ. Так что то, что она возгорелась, это скорее ожидаемое следствие. Все что нужно мелкодисперсному алюминию - это подходящий окислитель, да безалаберный работник, бросивший окурок. Или искра от прогнившей проводки. В обычном состоянии (кусковом) для того чтобы зажечь алюминий нужен горящий магний и температура выше 1500°C. Но если алюминиевая пыль в воздухе(из-за деградации оборудования отсутствует вентиляция) - то получается прекрасная смесь для объемного взрыва. Ситуация, как верно отмечают в нашем чате, абсолютно аналогична объемным взрывам древесной пыли в Пинске (ссылка) и сахарной пудры в Скиделе (ссылка).
Но читателей взволновал не столько сам факт горения и взрыва горючего и взрывчатого вещества, сколько последствия такого инцидента для экологии города и здоровья горожан. Здесь с одной стороны я обнадежу - прямых токсических эффектов точно не будет. Алюминий сгорает в воздухе (4Al + 3O₂ = 2Al₂O₃) с выделением большого количества тепла и образует белый порошок оксида алюминия. Сверхтвердый корунд - это тот же оксид алюминия. Все алюминиевые изделия, которые используются человеком, сверху покрыты тонкой пленкой корунда и достаточно устойчивы, если не использовать их совместно с концентрированными щелочами или кислотами.
Но с другой стороны, немного озаботиться все же стоит. Алюминиевая пудра - это пластинки толщиной 0.2-0,5 мкм и длиной порядка десятков микрон. При горении образуются частицы абразива такого же размера. Термический способ получения, да еще со взрывом, выбросившим это все в воздух, намекает на то, что частицы в агрегаты не соединены, оседать будут слабо. В минский воздух ушло N-ное количество корундовых РМ2.5/PM10. У жителей прилежащих к заводу районов (и районов по направлению движения ветра) может наблюдаться раздражение дыхательных путей, слизистых и глаз. Кроме дискомфорта, особого вреда здоровью это не принесет. Точнее принесет не более, чем обычная городская пыль. Для того, чтобы возникли хронические эффекты - пылью корунда нужно дышать как минимум месяц.
С одной стороны, в этом нет абсолютно ничего удивительного. Алюминий очень активный металл, особенно в мелкодисперсном состоянии. Поэтому та самая алюминиевая пудра - старый и важный компонент большого числа всевозможных взрывчатых веществ. Так что то, что она возгорелась, это скорее ожидаемое следствие. Все что нужно мелкодисперсному алюминию - это подходящий окислитель, да безалаберный работник, бросивший окурок. Или искра от прогнившей проводки. В обычном состоянии (кусковом) для того чтобы зажечь алюминий нужен горящий магний и температура выше 1500°C. Но если алюминиевая пыль в воздухе
Но читателей взволновал не столько сам факт горения и взрыва горючего и взрывчатого вещества, сколько последствия такого инцидента для экологии города и здоровья горожан. Здесь с одной стороны я обнадежу - прямых токсических эффектов точно не будет. Алюминий сгорает в воздухе (4Al + 3O₂ = 2Al₂O₃) с выделением большого количества тепла и образует белый порошок оксида алюминия. Сверхтвердый корунд - это тот же оксид алюминия. Все алюминиевые изделия, которые используются человеком, сверху покрыты тонкой пленкой корунда и достаточно устойчивы, если не использовать их совместно с концентрированными щелочами или кислотами.
Но с другой стороны, немного озаботиться все же стоит. Алюминиевая пудра - это пластинки толщиной 0.2-0,5 мкм и длиной порядка десятков микрон. При горении образуются частицы абразива такого же размера. Термический способ получения, да еще со взрывом, выбросившим это все в воздух, намекает на то, что частицы в агрегаты не соединены, оседать будут слабо. В минский воздух ушло N-ное количество корундовых РМ2.5/PM10. У жителей прилежащих к заводу районов (и районов по направлению движения ветра) может наблюдаться раздражение дыхательных путей, слизистых и глаз. Кроме дискомфорта, особого вреда здоровью это не принесет. Точнее принесет не более, чем обычная городская пыль. Для того, чтобы возникли хронические эффекты - пылью корунда нужно дышать как минимум месяц.
Как пережить аномальную жару с минимальными потерями
📌 Ограничивайте нахождение на улице в период максимальной солнечной активности (с 10 до 17 часов). Если выходить все же приходится - используйте просторную светлую одежду из натуральных тканей, легкие головные уборы, тень от которых закрывает лицо и шею. Оптимально - широкополые шляпы типа афганка, на крайний случай кепкиарафатки? и правильные солнцезащитные очки. Перемещайтесь по затененным местам (используйте солнечный зонт), всегда берите с собой емкость с водой, обычной негазированной водой (или слабоминерализованной, близкой к изотоническому раствору). Эстеты могут в велогидратор залить раствор Регидрона и так передвигаться по городу:)
📌Следите за тем, чтобы организм не обезвоживался. Основной объем жидкости лучше употреблять в самую прохладную часть суток, так влага запасается в тканях, а не уходит с потом. С 8 до 12 часов и с 16 до 20 часов жидкости употреблять небольшими порциями в 1–2 глотка, не чаще, чем раз в полчаса. С 12 до 16 часов жидкости употреблять желательно как можно меньше. Абсолютно никакого спиртного и газированных сладких напитков, ибо они замедляют обменные процессы в организме и ухудшают переносимость жары. Отличным охлаждающим эффектом (за счет расширения сосудов, и как следствие усиления потоотделения) обладают горячие напитки. Узбеки не зря жарой пьют горячий зеленый чай. Но для эффективного теплообмена важна чистая кожа, поэтому лучше не использовать различные жировые дезодоранты. Не стоит мешать организму охлаждать вас. Кстати, стоит приобрести и важный, но незаслуженно забытый аксессуар - личный веер.Для понимания механизма см. ветровой индекс охлаждения Сайпла-Пассела или индекс ветрового охлаждения Хилла.
📌В пик жары желательно полностью исключить любые физические нагрузки и свести к минимуму физическую активность. Если работать все же приходится, то следует следить за возникновением симптомов теплового и солнечного удара: слабость, вялость, головокружение, сильное потоотделение, жажда, головная боль, тошнота и рвота, в особо тяжёлых случаях - потеря сознания. Если человек перегрелся, и появились упомянутые симптомы, необходимо срочно обращаться к врачу и проводить мероприятия по охлаждению организма. Пострадавшего нужно уложить в прохладном месте, приподнять ноги, на голову и шею положить холодный компресс или влажное полотенце (в домашних условиях можно дополнительно охлаждать подмышечные и паховые области). Если пострадавший в сознании, дать ему обильное питьё, если нет, то приводить в чувство с помощью нашатырного спирта.
📌 Если ваше жилище оборудовано кондиционером, закрывайте окна и двери. Снижать температуру ниже +22...+23 °C. Если в помещении кондиционер отсутствует, то можно охладить воздух используя ёмкость с водой, которая ставится перед вентилятором/сквозняком (испарительное охлаждение, применимо при низкой относительной влажности воздуха). Хороший охлаждающий эффект дают и бутылки с замороженной водой, установленные перед вентилятором. Вентилятор не создает сильной разницы температуры, а значит можно не бояться заболеть из-за перепада, плюс он экономичнее кондиционера. Если же вентилятора нет - создавайте движение воздуха с помощью все того же веера (в т.ч. и импровизированного).
📌Главным источником проникновения горячего воздуха в помещение являются окна. Днём их рекомендуется держать закрытыми/наглухо занавешенными шторами. Шторы желательно использовать плотные (не пропускающие солнечные лучи), но при этом светлые (не нагревающиеся от солнца). Хорошо использовать плотные жалюзи. Открывать окна лучше всего на ночь, и только если температура воздуха на улице ниже, чем в помещении. Лучшее убежище от жары - дом с толстыми стенами и маленькими окнами. Иногда на время жары имеет смысл переходить на ночь в самую прохладную комнату в доме/квартире. При возможности можно охладить постель перед сном (подержать простыни в холодильнике и расстелить за 30-40 минут до сна)
Статья https://www.patreon.com/posts/68276340
📌 Ограничивайте нахождение на улице в период максимальной солнечной активности (с 10 до 17 часов). Если выходить все же приходится - используйте просторную светлую одежду из натуральных тканей, легкие головные уборы, тень от которых закрывает лицо и шею. Оптимально - широкополые шляпы типа афганка, на крайний случай кепки
📌Следите за тем, чтобы организм не обезвоживался. Основной объем жидкости лучше употреблять в самую прохладную часть суток, так влага запасается в тканях, а не уходит с потом. С 8 до 12 часов и с 16 до 20 часов жидкости употреблять небольшими порциями в 1–2 глотка, не чаще, чем раз в полчаса. С 12 до 16 часов жидкости употреблять желательно как можно меньше. Абсолютно никакого спиртного и газированных сладких напитков, ибо они замедляют обменные процессы в организме и ухудшают переносимость жары. Отличным охлаждающим эффектом (за счет расширения сосудов, и как следствие усиления потоотделения) обладают горячие напитки. Узбеки не зря жарой пьют горячий зеленый чай. Но для эффективного теплообмена важна чистая кожа, поэтому лучше не использовать различные жировые дезодоранты. Не стоит мешать организму охлаждать вас. Кстати, стоит приобрести и важный, но незаслуженно забытый аксессуар - личный веер.
📌В пик жары желательно полностью исключить любые физические нагрузки и свести к минимуму физическую активность. Если работать все же приходится, то следует следить за возникновением симптомов теплового и солнечного удара: слабость, вялость, головокружение, сильное потоотделение, жажда, головная боль, тошнота и рвота, в особо тяжёлых случаях - потеря сознания. Если человек перегрелся, и появились упомянутые симптомы, необходимо срочно обращаться к врачу и проводить мероприятия по охлаждению организма. Пострадавшего нужно уложить в прохладном месте, приподнять ноги, на голову и шею положить холодный компресс или влажное полотенце (в домашних условиях можно дополнительно охлаждать подмышечные и паховые области). Если пострадавший в сознании, дать ему обильное питьё, если нет, то приводить в чувство с помощью нашатырного спирта.
📌 Если ваше жилище оборудовано кондиционером, закрывайте окна и двери. Снижать температуру ниже +22...+23 °C. Если в помещении кондиционер отсутствует, то можно охладить воздух используя ёмкость с водой, которая ставится перед вентилятором/сквозняком (испарительное охлаждение, применимо при низкой относительной влажности воздуха). Хороший охлаждающий эффект дают и бутылки с замороженной водой, установленные перед вентилятором. Вентилятор не создает сильной разницы температуры, а значит можно не бояться заболеть из-за перепада, плюс он экономичнее кондиционера. Если же вентилятора нет - создавайте движение воздуха с помощью все того же веера (в т.ч. и импровизированного).
📌Главным источником проникновения горячего воздуха в помещение являются окна. Днём их рекомендуется держать закрытыми/наглухо занавешенными шторами. Шторы желательно использовать плотные (не пропускающие солнечные лучи), но при этом светлые (не нагревающиеся от солнца). Хорошо использовать плотные жалюзи. Открывать окна лучше всего на ночь, и только если температура воздуха на улице ниже, чем в помещении. Лучшее убежище от жары - дом с толстыми стенами и маленькими окнами. Иногда на время жары имеет смысл переходить на ночь в самую прохладную комнату в доме/квартире. При возможности можно охладить постель перед сном (подержать простыни в холодильнике и расстелить за 30-40 минут до сна)
Статья https://www.patreon.com/posts/68276340
Что пить в жару ?
Что пить — почитай в Указе
Что есть — в «Полезных советах»
Указ прочитай три раза
Один из извечных вопросов/споров, который поднимается каждый жаркий сезон - что и как пить. Все просто. На картинке прикрепленной к заметке показаны основные гормональные и электролитные изменения. Нас здесь интересуют ионы натрия.
Повышение уровня натрия в крови приводит к повышению осмолярности крови. Повышенная осмолярность→ сильное ощущение жажды. Ощущение жажды → защитный механизм направленный на компенсацию потери жидкости организмом. Но здесь есть одно важное НО. У неадаптированного человека чувство жажды не всегда достаточно, чтобы обеспечить физиологическую потребность организма в воде.
В жаркую погоду, особенно во время аномальной жары человек должен пить, даже если не испытывает жажды
Самый лучший критерий оценки степени обезвоживания - это способность поддерживать массу. Поэтому в период аномальной жары рекомендуются регулярные взвешивания, особенно пожилым людям (у многих из которых восприятие чувства жажды снижено) и тем, кто вынужден ограничивать потребление жидкости (люди страдающие гипертонией, сердечной и почечной недостаточностью). Потеря в весе 1 кг или более свидетельствует об обезвоживании организма и необходимости увеличения потребления жидкости.
Чаще всего в жаркую погоду рекомендуется "обильное питье". Это объем воды, который необходим для восполнения дефицита жидкости в организме примерно на 150% от обычной нормы, т.е. порядка 2-3 литров жидкости (включая суп, чай, кофе, фрукты, овощи).
Добавление в напитки хлорида натрия (или использование соленых минеральных вод) имеет смысл только только при тяжелой физической работе в условиях очень жаркого климата (пустыни, литейные и кузнечные цеха etc). В остальных случаях организм сам способен поддерживать необходимый уровень натрия. А вот употреблять напитки богатые калием и магнием можно и нужно, так как уровень этих электролитов в крови может снижаться даже при физиологической адаптации.
Любители всего натурального могут выследить продукты богатые калием с помощью дозиметра (шутка конечно, но недалекая от истины, см мою историю про радиоактивный банан). Из напитков лидерами по содержанию калия являются соки: томатный, морковный, гранатовый, апельсиновый. Много калия будет в любых напитках (настои, чаи etc) с использованием чернослива, кураги, изюма. Лидеры по содержанию магния - какао, хлебный квас, некоторые виды зеленого чая (далеко не все), йогурты.
Ну а любители синтетической химии всегда могут приобрести недорогие безрецептурные панангин, аспаркам, нормогидрон/регидрон, магния диаспорал(все по инструкции) и не морочить себе голову поиском продуктов с правильным микроэлементным составом.
Что пить — почитай в Указе
Что есть — в «Полезных советах»
Указ прочитай три раза
Один из извечных вопросов/споров, который поднимается каждый жаркий сезон - что и как пить. Все просто. На картинке прикрепленной к заметке показаны основные гормональные и электролитные изменения. Нас здесь интересуют ионы натрия.
Повышение уровня натрия в крови приводит к повышению осмолярности крови. Повышенная осмолярность→ сильное ощущение жажды. Ощущение жажды → защитный механизм направленный на компенсацию потери жидкости организмом. Но здесь есть одно важное НО. У неадаптированного человека чувство жажды не всегда достаточно, чтобы обеспечить физиологическую потребность организма в воде.
В жаркую погоду, особенно во время аномальной жары человек должен пить, даже если не испытывает жажды
Самый лучший критерий оценки степени обезвоживания - это способность поддерживать массу. Поэтому в период аномальной жары рекомендуются регулярные взвешивания, особенно пожилым людям (у многих из которых восприятие чувства жажды снижено) и тем, кто вынужден ограничивать потребление жидкости (люди страдающие гипертонией, сердечной и почечной недостаточностью). Потеря в весе 1 кг или более свидетельствует об обезвоживании организма и необходимости увеличения потребления жидкости.
Чаще всего в жаркую погоду рекомендуется "обильное питье". Это объем воды, который необходим для восполнения дефицита жидкости в организме примерно на 150% от обычной нормы, т.е. порядка 2-3 литров жидкости (включая суп, чай, кофе, фрукты, овощи).
Добавление в напитки хлорида натрия (или использование соленых минеральных вод) имеет смысл только только при тяжелой физической работе в условиях очень жаркого климата (пустыни, литейные и кузнечные цеха etc). В остальных случаях организм сам способен поддерживать необходимый уровень натрия. А вот употреблять напитки богатые калием и магнием можно и нужно, так как уровень этих электролитов в крови может снижаться даже при физиологической адаптации.
Ну а любители синтетической химии всегда могут приобрести недорогие безрецептурные панангин, аспаркам, нормогидрон/регидрон, магния диаспорал
Ремарка про питьевой режим
В ранее опубликованной в канале книге про Семипалатинский полигон (ссылка) я встретил интересное замечание автора про питьевой режим в жару:
<...> Солдаты повтыкали лопаты в грунт и развесили на них свои гимнастерки и майки. В их тени стоял переносной термос с теплой и соленой водой. Я вспомнил фронтовую заповедь: никогда не пить в жару сырую воду. К этой заповеди я добавил из горького опыта на полигоне: не пить в зной даже минеральную воду. Однажды в поле я выпил бутылку воды, а потом испытал мучительную жажду и помчался в столовую нашего пункта, где в буфете продавалась минералка. Сразу опорожнил еще две бутылки, через час еще одну, а ночью впервые испытал сердечный приступ <...>
Можете предложить в комментарии причины, по которым это произошло с автором.
Почему нельзя пить холодную воду (и напитки) в середине дня, при максимальной жаре. Во время работы гормональной терморегуляции все сосуды у человека расширены. При попадании холодной жидкости в организм человека, происходит спазм кровеносных сосудов, в том числе и в кишечнике, поэтому так тяжело напиться ледяной воды из ручья. Низкая температура снижает эффективность гидратации. Плюс организм затрачивает энергию на нагрев воды до заветных 36°C и облегчает работу Солнцу. Аналогичный эффект и при купании в холодной воде - из-за суженных сосудов нарушается теплоотдача, и наступает еще больший перегрев организма.
В ранее опубликованной в канале книге про Семипалатинский полигон (ссылка) я встретил интересное замечание автора про питьевой режим в жару:
<...> Солдаты повтыкали лопаты в грунт и развесили на них свои гимнастерки и майки. В их тени стоял переносной термос с теплой и соленой водой. Я вспомнил фронтовую заповедь: никогда не пить в жару сырую воду. К этой заповеди я добавил из горького опыта на полигоне: не пить в зной даже минеральную воду. Однажды в поле я выпил бутылку воды, а потом испытал мучительную жажду и помчался в столовую нашего пункта, где в буфете продавалась минералка. Сразу опорожнил еще две бутылки, через час еще одну, а ночью впервые испытал сердечный приступ <...>
Можете предложить в комментарии причины, по которым это произошло с автором.
Почему нельзя пить холодную воду (и напитки) в середине дня, при максимальной жаре. Во время работы гормональной терморегуляции все сосуды у человека расширены. При попадании холодной жидкости в организм человека, происходит спазм кровеносных сосудов, в том числе и в кишечнике, поэтому так тяжело напиться ледяной воды из ручья. Низкая температура снижает эффективность гидратации. Плюс организм затрачивает энергию на нагрев воды до заветных 36°C и облегчает работу Солнцу. Аналогичный эффект и при купании в холодной воде - из-за суженных сосудов нарушается теплоотдача, и наступает еще больший перегрев организма.
Чтобы жить, нужно солнце, свобода и маленький цветок (Ганс Кристиан Андерсен)
Легко любить солнце морозной зимой. А попробуйте его так же любить сейчас, когда столбик термометра подбирается к +40°С. Здесь я наверное отличаюсь от большинства читателей, потому что мне одинаково по душе и экстремальный мороз, и экстремальная жара(лишь бы в привычный для этого всего сезон). Конечно в @lab66 я напишу про особенности питьевого режима и испарительное охлаждение квартиры, но в голове в такое время чаще крутятся мысли про бесцельно пропадающие киловатты энергии, а не про состав изотоников :)
На прошлой неделе я писал про источники "походной" энергии, которые можно использовать для автономного электропитания. Использовать можно, но случись что - в рюкзак/тревожный чемоданчик укладываются туристические солнечные батареи, а не элементы Пельтье или банки со щелочью для металло-воздушной гальванической ячейки.
Итак, почему солнечные батареи (CБ)? IMHO
⊕ Из всех возобновляемых источников СБ самые легкие, простые в запуске и наиболее выгодно выглядят с точки зрения цена/ватт/килограмм. При использовании в режиме "на рыбалке разложил-сложил и дальше полгода лежит на полке", ресурс батареи практически вечен - быстрее выйдут из строя провода/разьемы.
⊕ Интернет-магазины предоставляют огромный выбор СБ на любой вкус и цвет, равно как и всевозможного дополнительного оборудования к ним
⊕ Поток солнечной энергии на орбите Земли почти не зависит от времени года (солнечная постоянная ~1,5 кВт/м2). Поэтому если солнце довольно высоко (например, выше 30° над горизонтом) - то неважно на какой вы широте, просто ориентируйте батарею перпендикулярно Солнцу (для максимального КПД) и наслаждайтесь.
⊕ Туристические СБ как правило герметизированы производителем (водонепроницаемы), т.е. не боятся капель дождя, росы и подобных явлений
⊕ Правильным солнечным батареям (не всем) не страшны сколы/пробоины и другие подобные повреждения. Современные СБ при повреждении утрачивают всего лишь часть своей работоспособности.
Недостатки:
⊖ Мощность батареи коррелирует с площадью. Батарея может быть легкой, но одновременно в разложенном состоянии требовать значительного места под солнцем. Туристические СБ, из-за особенностей складной конструкции, часто страдают от периодического затенения какой-то части.
⊖ Для комфортной работы с СБ часто необходимо дополнительное оборудование (контроллеры, буферные аккумуляторы, инверторы, PD/QC адаптеры и прочие GANы), которое нельзя купить в первом попавшемся ларьке, а нужно искать-анализировать-выбиратьобжигаться на подделках.
⊖ Солнечные элементы практически не работают (КПД снижается почти до нуля) если Солнце ниже 10° над горизонтом или отсутствует (ночь). Сильное рассеяние света это бич СБ . Например вечернее солнце светит, но электричества дает мизер(а ведь еще есть чудаки-продавцы заявляющие от том что их СБ могут работать при свете Луны и звезд). Такая же ситуация и с облачностью, дымкой/смогом и проч. Попытки производителей как-то справится с этим осуществляются с переменным успехом
⊖ Продавцы CБ (как индивидуальных, так и встроенных во что-то) всегда завышают реальную мощность. Иногда на пяток ватт (это условно хорошие продавцы), иногда в десяток раз (это плохие продавцы). Нужно присматриваться к картинкам и все считать самому перед покупкой.
⊖ Герметичные СБ очень уязвимы перед нарушениями техпроцесса сборки модулей. При активном использовании деградации подвергается материал на котором закреплена СБ. Очень часто армирующие пленки, покрывающие фотоэлемент, тускнеют/мутнеют и перестают пропускать свет. Пайка внутренних проводников часто осуществляется кислотными флюсами, что медленно, но верно приводит к коррозии и утрате работоспособности.
Продолжение следует...
#LAB-66@SolarEnergy
Легко любить солнце морозной зимой. А попробуйте его так же любить сейчас, когда столбик термометра подбирается к +40°С. Здесь я наверное отличаюсь от большинства читателей, потому что мне одинаково по душе и экстремальный мороз, и экстремальная жара
На прошлой неделе я писал про источники "походной" энергии, которые можно использовать для автономного электропитания. Использовать можно, но случись что - в рюкзак/тревожный чемоданчик укладываются туристические солнечные батареи, а не элементы Пельтье или банки со щелочью для металло-воздушной гальванической ячейки.
Итак, почему солнечные батареи (CБ)? IMHO
⊕ Из всех возобновляемых источников СБ самые легкие, простые в запуске и наиболее выгодно выглядят с точки зрения цена/ватт/килограмм. При использовании в режиме "на рыбалке разложил-сложил и дальше полгода лежит на полке", ресурс батареи практически вечен - быстрее выйдут из строя провода/разьемы.
⊕ Интернет-магазины предоставляют огромный выбор СБ на любой вкус и цвет, равно как и всевозможного дополнительного оборудования к ним
⊕ Поток солнечной энергии на орбите Земли почти не зависит от времени года (солнечная постоянная ~1,5 кВт/м2). Поэтому если солнце довольно высоко (например, выше 30° над горизонтом) - то неважно на какой вы широте, просто ориентируйте батарею перпендикулярно Солнцу (для максимального КПД) и наслаждайтесь.
⊕ Туристические СБ как правило герметизированы производителем (водонепроницаемы), т.е. не боятся капель дождя, росы и подобных явлений
⊕ Правильным солнечным батареям (не всем) не страшны сколы/пробоины и другие подобные повреждения. Современные СБ при повреждении утрачивают всего лишь часть своей работоспособности.
Недостатки:
⊖ Мощность батареи коррелирует с площадью. Батарея может быть легкой, но одновременно в разложенном состоянии требовать значительного места под солнцем. Туристические СБ, из-за особенностей складной конструкции, часто страдают от периодического затенения какой-то части.
⊖ Для комфортной работы с СБ часто необходимо дополнительное оборудование (контроллеры, буферные аккумуляторы, инверторы, PD/QC адаптеры и прочие GANы), которое нельзя купить в первом попавшемся ларьке, а нужно искать-анализировать-выбирать
⊖ Солнечные элементы практически не работают (КПД снижается почти до нуля) если Солнце ниже 10° над горизонтом или отсутствует (ночь). Сильное рассеяние света это бич СБ . Например вечернее солнце светит, но электричества дает мизер
⊖ Продавцы CБ (как индивидуальных, так и встроенных во что-то) всегда завышают реальную мощность. Иногда на пяток ватт (это условно хорошие продавцы), иногда в десяток раз (это плохие продавцы). Нужно присматриваться к картинкам и все считать самому перед покупкой.
⊖ Герметичные СБ очень уязвимы перед нарушениями техпроцесса сборки модулей. При активном использовании деградации подвергается материал на котором закреплена СБ. Очень часто армирующие пленки, покрывающие фотоэлемент, тускнеют/мутнеют и перестают пропускать свет. Пайка внутренних проводников часто осуществляется кислотными флюсами, что медленно, но верно приводит к коррозии и утрате работоспособности.
Продолжение следует...
#LAB-66@SolarEnergy
На фото солнечная батарея жителя г. Николаева, сделанная из монокристаллических элементов, заказанных в мирное время. Две недели эта сделанная на колене батарея была единственным источником электричества для зарядки мобильных устройств (выдавая всего 0,5А), а потом была повреждена снарядом из РСЗО, попавшим в дом. Фото взято из комментария к статье Ирпень. Хроники апокалипсиса
У многих самодельщиков и радиолюбителей наверное лежат по чердакам и мастерским такие же элементы(кто ж не хотел сам собрать дешевую солнечную батарею?). Стоит признать, на сегодняшний день это лучший материал (соотношение цена/мощность), из которого может быть изготовлена СБ. Новомодные перовскиты или органическая фотовольтаика - это все где-то там, в лабораториях и испытательных стендах. С нами же все тот же батюшка-кремний, что и 5-10-15 лет назад. Читаем про выбор материала солнечной батареи в заметке 👇
У многих самодельщиков и радиолюбителей наверное лежат по чердакам и мастерским такие же элементы
Его Электричейство Кремний (Si)
Кремний это не только чипы в "этих ваших плафонах", но и бессменный лидер по КПД во всевозможных солнечных элементах. И это все несмотря на то, что в 2024 году мы будем отмечать 70-летие появления первого кремниевого фотоэлемента. Появился он, абсолютно ожидаемо, в легендарных исследовательских лабораториях Bell Labs.
Прим. авт. до сих пор всякие липовые академики и прочие "носители бумаги с печатью" гадают, что же было причиной ошеломительного успеха лабораторий Белла. И не могут крючкотворы найти ответа. А секрет прост: 1. Технически компетентный менеджмент сверху донизу, 2. Исследователь никогда не занимается привлечением денег, 3. Исследование может быть прекращено без даже минимальных обвинений в адрес исследователя. В легендарные лаборатории можно было приходить без носков, можно было заниматься разработкой каких-то вещей, которые не имели даже отдаленного отношения к теме исследования. Но нельзя было сидеть в кабинете за закрытыми дверями, нельзя было совращать секретарш, нельзя было отказывать коллегам в помощи. Результат - бОльшая часть знаковых изобретений 20 века сделана в BellLabs. Моя ❤️ и вечный пример для организационного подражания.
И сегодня кремниевые солнечные батареи - устройство выбора и для туристов, и для энергетиков "солнечных энергополей". Существуют две разновидности кремниевых СБ - это батареи на базе кристаллического кремния (моно- и поли-) и батареи на базе кремния аморфного. Монокристаллический и поликристаллический по КПД неплохо отличаются (19-22% против 7-10%), последний - это либо низкопробный кремний, либо переработанный кремниевый лом. Низкая цена компенсирует невысокую эффективность, что в итоге дает одинаковую стоимость ватта. Для туристических применений (в отличие от индустриальных панелей) нам это не подходит, т.к. низкая эффективность → большие площади и вес. Аморфный кремний еще 5-7 лет назад казался настоящим прорывом. Батареи на его основе могли сгибаться. Но при сравнимых с кристаллическими братьями КПД и мощности цена на панели была в N раз больше. Я достаточно долго боролся с "аморфнокремниевой жабой", и к счастью она победила.
К счастью, потому что ученых из Стентфордского университета предложили принципиально новый способ соединения элементов из монокристаллического кремния, когда все токосъемные контакты (как положительные, так и отрицательные) расположены на нижней стороне пластины. Это позволило серьезно уменьшить толщину панели. В итоге уменьшилась цена, вес (~в 1,5 раза относительно классического монокристалла и аморфного кремния) и самое главное - батарея начала изгибаться (~30°, поэтому и называется полугибкая, англ. semi-flex). Из-за того что панель как бы висит на проводниках, трещины и пробоины для нее теперь не смертельны. Осколки батареи проживут столько, на сколько хватит выносливости у металлических проводников.
Минус в том, производит полугибкие батареи один-единственный завод в мире, это SunPower Corporation (США). Нам остается только выискивать продавцов, которые собирают СБ на базе элементов компании.
Промежуточный вывод следующий: если солнечная батарея, то только монокристаллический кремний, если монокристалл, то только полугибкий элемент от SunPower. На 2022 год это самый оптимальный алгоритм.
На популярных интернет-акционах огромное количество брендов эксплуатирующих элементы SunPower: Suaoki, Allpowers, Xionel, Vodool, ihoplix, Blitzwolf, Anker, Fovigour и проч, тысячи их (на Patreon даже есть картинка-ориентир). Найдя батареи отслеживаем продавцов, но покупать пока не спешим. Почему - узнаете в следующей заметке.
#LAB-66@SolarEnergy
Кремний это не только чипы в "этих ваших плафонах", но и бессменный лидер по КПД во всевозможных солнечных элементах. И это все несмотря на то, что в 2024 году мы будем отмечать 70-летие появления первого кремниевого фотоэлемента. Появился он, абсолютно ожидаемо, в легендарных исследовательских лабораториях Bell Labs.
Прим. авт. до сих пор всякие липовые академики и прочие "носители бумаги с печатью" гадают, что же было причиной ошеломительного успеха лабораторий Белла. И не могут крючкотворы найти ответа. А секрет прост: 1. Технически компетентный менеджмент сверху донизу, 2. Исследователь никогда не занимается привлечением денег, 3. Исследование может быть прекращено без даже минимальных обвинений в адрес исследователя. В легендарные лаборатории можно было приходить без носков, можно было заниматься разработкой каких-то вещей, которые не имели даже отдаленного отношения к теме исследования. Но нельзя было сидеть в кабинете за закрытыми дверями, нельзя было совращать секретарш, нельзя было отказывать коллегам в помощи. Результат - бОльшая часть знаковых изобретений 20 века сделана в BellLabs. Моя ❤️ и вечный пример для организационного подражания.
И сегодня кремниевые солнечные батареи - устройство выбора и для туристов, и для энергетиков "солнечных энергополей". Существуют две разновидности кремниевых СБ - это батареи на базе кристаллического кремния (моно- и поли-) и батареи на базе кремния аморфного. Монокристаллический и поликристаллический по КПД неплохо отличаются (19-22% против 7-10%), последний - это либо низкопробный кремний, либо переработанный кремниевый лом. Низкая цена компенсирует невысокую эффективность, что в итоге дает одинаковую стоимость ватта. Для туристических применений (в отличие от индустриальных панелей) нам это не подходит, т.к. низкая эффективность → большие площади и вес. Аморфный кремний еще 5-7 лет назад казался настоящим прорывом. Батареи на его основе могли сгибаться. Но при сравнимых с кристаллическими братьями КПД и мощности цена на панели была в N раз больше. Я достаточно долго боролся с "аморфнокремниевой жабой", и к счастью она победила.
К счастью, потому что ученых из Стентфордского университета предложили принципиально новый способ соединения элементов из монокристаллического кремния, когда все токосъемные контакты (как положительные, так и отрицательные) расположены на нижней стороне пластины. Это позволило серьезно уменьшить толщину панели. В итоге уменьшилась цена, вес (~в 1,5 раза относительно классического монокристалла и аморфного кремния) и самое главное - батарея начала изгибаться (~30°, поэтому и называется полугибкая, англ. semi-flex). Из-за того что панель как бы висит на проводниках, трещины и пробоины для нее теперь не смертельны. Осколки батареи проживут столько, на сколько хватит выносливости у металлических проводников.
Минус в том, производит полугибкие батареи один-единственный завод в мире, это SunPower Corporation (США). Нам остается только выискивать продавцов, которые собирают СБ на базе элементов компании.
Промежуточный вывод следующий: если солнечная батарея, то только монокристаллический кремний, если монокристалл, то только полугибкий элемент от SunPower. На 2022 год это самый оптимальный алгоритм.
На популярных интернет-акционах огромное количество брендов эксплуатирующих элементы SunPower: Suaoki, Allpowers, Xionel, Vodool, ihoplix, Blitzwolf, Anker, Fovigour и проч, тысячи их (на Patreon даже есть картинка-ориентир). Найдя батареи отслеживаем продавцов, но покупать пока не спешим. Почему - узнаете в следующей заметке.
#LAB-66@SolarEnergy
Практический минимум "солнцелова"
По просьбам собирателей солнечных крох картинка из Patreon-статьи c примерами правильных солнечных батарей (SunPower-based). Отдельно подчеркну - на картинке не все, что можно встретить на просторах интернет-аукционов, так как вариаций и производителей тысячи, и особых критичных отличий между ними нет. Но по крайней мере далекий от мира кремниевой фотовольтаики читатель глядя на картинку сможет понять что ему нужно искать"абсолютно черные батареи" и на что ориентироваться. Такие батареи можно считать необходимым минимумом (если ограничен бюджет, нет желания разбираться и т.п.). И этот минимум в 21 веке должен присутствовать в любом доме, наравне с архаичным "свечи, соль, спички"
p.s. на картинке показаны батареи мощностью (реальной) порядка 15-17W. Китаец им приписывает то 21W, то 28W, то даже 60W. Разницы нет, достаточно посчитать количество элементов. Поэтому возможно и цена примерно одинакова, несмотря на различия в цифрах.
#LAB-66@SolarEnergy
По просьбам собирателей солнечных крох картинка из Patreon-статьи c примерами правильных солнечных батарей (SunPower-based). Отдельно подчеркну - на картинке не все, что можно встретить на просторах интернет-аукционов, так как вариаций и производителей тысячи, и особых критичных отличий между ними нет. Но по крайней мере далекий от мира кремниевой фотовольтаики читатель глядя на картинку сможет понять что ему нужно искать
p.s. на картинке показаны батареи мощностью (реальной) порядка 15-17W. Китаец им приписывает то 21W, то 28W, то даже 60W. Разницы нет, достаточно посчитать количество элементов. Поэтому возможно и цена примерно одинакова, несмотря на различия в цифрах.
#LAB-66@SolarEnergy
В поисках солнечной шагрени
Продолжаем беседы про солнечные панели экстренного использования. В прошлых заметках я рассказал про самые перспективные на сегодня полугибкие элементы SunPower и даже показал, как они выглядят в коммерческой реализации. Но порекомендовал не спешить с покупкой. Почему я это сделал?
Потому что есть один нюанс, о котором вы должны знать. При редком использовании упомянутых батарей в умеренном климате все хорошо, но если начинается эксплуатация "24/7", в условиях морского климаташатаниях месяцами по Куршской косе, то начинает проявятся деградация. У туристических батарей это чаще всего выражается в выгорании и разрушении ткани из которой сделана подложка батарей, также начинает дубеть и растрескиваться защитная пленка (она сделана из PET, разбор технологий ламинирования и материалов - смотреть в статье). Из-за изменения микроструктуры на поверхности батарей начинает скапливаться пыль и добавляется абразивный эффект.
Как с этим бороться? Искать батареи с фторопластовым (ETFE) покрытием. Важно что фторопластовые пленки для ламинации солнечных панелей идут со специальной "микроконцентрирующей" структрой на поверхности, которая снижает общую чувствительность к направленности на источник света за счет множественного отражения от боковой поверхности, плюс появляется возможность "захватывать" свет, отраженный с других направлений. Технологию эту китайский специалист еще не освоил, поэтому в основном импортирует из США/Японии. Подробно этот вопрос разбирается в моем лонгриде на Patreon (ссылка). Благодаря фторопласту появляется гидрофобность, увеличивается светопропускание, снижается коэффициент трения на поверхности батареи.
Из-за rocket science технологий пока найти ETFE батареи достаточно сложно, на том же aliexpress я нашел только три позиции (21W и две по 28W), подходящие под условия задачи. На картинке внизу заметки приведены примеры микроструктуры, по которой можно ориентироваться, рассматривая то, что продается в интернете.
Промежуточный вывод следующий: лучший вариант это солнечная батарея на полугибких элементах от SunPower с "микролинзовым" рельефным покрытием из фторопласта (ETFE)
Но здесь все к сожалению далеко от идеала. Самые популярные 21W "фторопласт-батареи" от китайца Allpowers, внутри имеют другой тип элементов (т.н. "черепичная упаковка" и элементы P-типа, в отличие от SunPower пластин N-типа в тканевом обрамлении). Эти элементы особенно не гнутся (поэтому и каркас у обновленной (?) батареи уже жесткий), мощность их немного ниже(микролинзы ведь есть!) и гибкие соединительные шлейфы между панелями практически нереально отремонтировать (а тканевые батареи можно распороть и перепаять внутренности). Тяжела участь тех, чья жизнь один сплошной поход. Придется выбирать, либо бОльший КПД и гибкость, но вероятность деградации защиты при активном использовании, либо меньший КПД и жесткость, но идеальное по устойчивости к внешнему воздействию покрытие.
#LAB-66@SolarEnergy
Продолжаем беседы про солнечные панели экстренного использования. В прошлых заметках я рассказал про самые перспективные на сегодня полугибкие элементы SunPower и даже показал, как они выглядят в коммерческой реализации. Но порекомендовал не спешить с покупкой. Почему я это сделал?
Потому что есть один нюанс, о котором вы должны знать. При редком использовании упомянутых батарей в умеренном климате все хорошо, но если начинается эксплуатация "24/7", в условиях морского климата
Как с этим бороться? Искать батареи с фторопластовым (ETFE) покрытием. Важно что фторопластовые пленки для ламинации солнечных панелей идут со специальной "микроконцентрирующей" структрой на поверхности, которая снижает общую чувствительность к направленности на источник света за счет множественного отражения от боковой поверхности, плюс появляется возможность "захватывать" свет, отраженный с других направлений. Технологию эту китайский специалист еще не освоил, поэтому в основном импортирует из США/Японии. Подробно этот вопрос разбирается в моем лонгриде на Patreon (ссылка). Благодаря фторопласту появляется гидрофобность, увеличивается светопропускание, снижается коэффициент трения на поверхности батареи.
Из-за rocket science технологий пока найти ETFE батареи достаточно сложно, на том же aliexpress я нашел только три позиции (21W и две по 28W), подходящие под условия задачи. На картинке внизу заметки приведены примеры микроструктуры, по которой можно ориентироваться, рассматривая то, что продается в интернете.
Промежуточный вывод следующий: лучший вариант это солнечная батарея на полугибких элементах от SunPower с "микролинзовым" рельефным покрытием из фторопласта (ETFE)
Но здесь все к сожалению далеко от идеала. Самые популярные 21W "фторопласт-батареи" от китайца Allpowers, внутри имеют другой тип элементов (т.н. "черепичная упаковка" и элементы P-типа, в отличие от SunPower пластин N-типа в тканевом обрамлении). Эти элементы особенно не гнутся (поэтому и каркас у обновленной (?) батареи уже жесткий), мощность их немного ниже
#LAB-66@SolarEnergy
☝️ Солнечные батареи с фторопластовым (ETFE) покрытием модулей. Лучший выбор для тех, кто очень активно эксплуатирует фотоэлементы в жестких полевых условиях (влажный морской климат, песчаные бури и другие вредные условия окружающей среды). Каркасы более жесткие чему к классических туристических батарей на элементах SunPower, используется другой тип фотоэлементов (дешевле классических, меньший КПД) с другим расположением относительно друг друга. Подробный разбор особенностей 👇
📜 Солнца текст. Солнечные батареи и все-все-все
#LAB-66@SolarEnergy
📜 Солнца текст. Солнечные батареи и все-все-все
#LAB-66@SolarEnergy
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
Небольшой ролик, показывающий принципиальное отличие кристаллических кремниевых фотоэлементов от полугибких кремниевых элементов, которые я расхваливал по ссылке. Традиционными кристаллическими элементами и батареями на их основе торгует бОльшая часть магазинов китайской сети "И жук, и жаба".
К сожалению мои любимые полугибкие элементы SunPower C60 тоже ломаются. Самая близкая аналогия - это слой фанеры, у которого предел прочности при сжатии вдоль волокон примерно в 10 раз больше чем предел прочности при сжатии поперек волокон. Помните это и избегайте прикладывания поперечных усилий к такой батарее.
Точечные же повреждения (пулевые, осколочные, пробоины, продавливания от острых предметов etc) из-за густой сети медных волокон подложки полностью нарушить работу батареи не смогут, но снизят эффективность зарядки (на сколько - зависит от обширности повреждения).
Надежная солнечная панель в 2022 давно перестала быть роскошью.
📜 Солнца текст. Солнечные батареи и все-все-все
#LAB-66@SolarEnergy
К сожалению мои любимые полугибкие элементы SunPower C60 тоже ломаются. Самая близкая аналогия - это слой фанеры, у которого предел прочности при сжатии вдоль волокон примерно в 10 раз больше чем предел прочности при сжатии поперек волокон. Помните это и избегайте прикладывания поперечных усилий к такой батарее.
Точечные же повреждения (пулевые, осколочные, пробоины, продавливания от острых предметов etc) из-за густой сети медных волокон подложки полностью нарушить работу батареи не смогут, но снизят эффективность зарядки (на сколько - зависит от обширности повреждения).
Надежная солнечная панель в 2022 давно перестала быть роскошью.
📜 Солнца текст. Солнечные батареи и все-все-все
#LAB-66@SolarEnergy
Ритуал "изгнания коробочки"
Предположим батарею на полугибких элементах вы взяли. Если очень повезло, то даже с микроконцентрирующим покрытием из вечного фторопласта. Что теперь с ней делать?
Первым делом, после получения панели на почте, обязательно проверьте на наличие трещин на поверхности панелей. Здесь придется подобрать верный угол освещения. Продольные трещины и связанное с ними снижение КПД - прекрасный повод начать спор и вернуть деньги.
Если трещин нет - я аккуратно убираю черную коробочку и припаиваю к проводникам, торчащим из панели дополнительный провод (желательно в силиконовой оболочке) длиной до полуметра. Конец провода оформляю подходящим разъемом (хоть "тюльпан", хоть "банан", хоть XT60 от дрона). Места выхода провода из панели герметизирую. Все, на этом панель становится генератором as is без всякой лишней мишуры.
"Черную коробочку" не выбрасываем, просто припаиваем к ней ответные разъемы. Главное здесь то, что отнесенная на значительное расстояние от панели коробчонка острыми пластиковыми углами уже не сможет в рюкзаке медленно, но верно продавливать тонкие C60.
Подключать какие-то солнечные контроллеры к маломощным, описанным мной ранее, туристическим батареям (до 40W) бессмысленно. Проще всего электричество от батареи подать через копеечный диод Шоттки (для предотвращения обратной утечки) на буферный аккумулятор.
Маломощная солнечная батарея без буферного аккумулятора - деньги на ветер (imho)
Буфер будет нивелировать для конечного потребителя все недостатки облачности и изменения инсоляции и позволит нормально заряжать свои устройства (без рывков и перебоев). Этот буфер надо заряжать c минимальным количеством преобразований и с максимальным КПД, а от него уже питать технику.
------------------
Важно! Я крайне рекомендую избегать случаев "двойного преобразования", когда конвертер воткнут в конвертер, который втыкается в конвертер. Все эти DC-DC агрегаты, преобразователи повербанков запросто съедят все что выдает наша батарея, оставив пользователю крохи энергии и ситуацию "смартфон заряжал сутки".
------------------
Среднестатистическая гибкая туристическая 21W батарея с aliexpress содержит 3 секции, соединенных между собой параллельно (при таком соединении затенение одной из секций панели приведет лишь к падению мощности батареи пропорционально числу затененных секций, но работоспособность сохранится). В каждую секцию входит по 12 ячеек соединенных между собой последовательно. Напряжение на одной ячейке составляет ~0.65V, что дает для 12-ти последовательно включенных ячеек 7.8V. Рабочее напряжение гуляет примерно около этих цифр.
Такое напряжение согласуется с напряжением гелевого свинцового аккумулятора на 6V. Такие аккумуляторы используются в мотоциклах, в источниках бесперебойного питания (ИБП), в системах домовой сигнализации. Весят они побольше (раз в семь-десять) литиевых банок одинаковой емкости - 1.2 А·ч~300 г, 3.2А·ч~600 г, 7А·ч~1300 г - но цена в пересчете на емкость сравнима с качественным литием. Тяжеловаты, зато минимум "преобразовательных" потерь в нашей гелиостанции.
Далее к нашему буферу можно подключить, например нашу "изгнанную коробочку". Хотя КПД схем внутри таких коробок составляет чаще всего ~80-90%, да и вообще работают они очень странно, выдавая при одинаковой инсоляции абсолютно разные токи. Лично у меня нет желания подключать это к аккумулятору. Лучше что-то более эффективное, такое с 4х выходами USB или такое, с QC2/3. Возможно существует и что-то поинтереснеепишите в комментарии!. И конечно же при подходящей облачности можно заряжаться минуя буфер: гелиопанель→преобразователь→телефон etc.
Nota bene: если последовательно соединить две гибких батареи (свою и друга), то получим напряжение ~13V, которое согласуется с трехбаночной (3S) сборкой Li-Ion, с зарядкой для автомобильного аккумулятора и работает с "тысячи их на aliexpresы" платами QuickCharge/PowerDelivery. Так что энергетически выгоднее путешествовать вдвоем с правильным другом.
#LAB-66@SolarEnergy
Предположим батарею на полугибких элементах вы взяли. Если очень повезло, то даже с микроконцентрирующим покрытием из вечного фторопласта. Что теперь с ней делать?
Первым делом, после получения панели на почте, обязательно проверьте на наличие трещин на поверхности панелей. Здесь придется подобрать верный угол освещения. Продольные трещины и связанное с ними снижение КПД - прекрасный повод начать спор и вернуть деньги.
Если трещин нет - я аккуратно убираю черную коробочку и припаиваю к проводникам, торчащим из панели дополнительный провод (желательно в силиконовой оболочке) длиной до полуметра. Конец провода оформляю подходящим разъемом (хоть "тюльпан", хоть "банан", хоть XT60 от дрона). Места выхода провода из панели герметизирую. Все, на этом панель становится генератором as is без всякой лишней мишуры.
"Черную коробочку" не выбрасываем, просто припаиваем к ней ответные разъемы. Главное здесь то, что отнесенная на значительное расстояние от панели коробчонка острыми пластиковыми углами уже не сможет в рюкзаке медленно, но верно продавливать тонкие C60.
Подключать какие-то солнечные контроллеры к маломощным, описанным мной ранее, туристическим батареям (до 40W) бессмысленно. Проще всего электричество от батареи подать через копеечный диод Шоттки (для предотвращения обратной утечки) на буферный аккумулятор.
Маломощная солнечная батарея без буферного аккумулятора - деньги на ветер (imho)
Буфер будет нивелировать для конечного потребителя все недостатки облачности и изменения инсоляции и позволит нормально заряжать свои устройства (без рывков и перебоев). Этот буфер надо заряжать c минимальным количеством преобразований и с максимальным КПД, а от него уже питать технику.
------------------
Важно! Я крайне рекомендую избегать случаев "двойного преобразования", когда конвертер воткнут в конвертер, который втыкается в конвертер. Все эти DC-DC агрегаты, преобразователи повербанков запросто съедят все что выдает наша батарея, оставив пользователю крохи энергии и ситуацию "смартфон заряжал сутки".
------------------
Среднестатистическая гибкая туристическая 21W батарея с aliexpress содержит 3 секции, соединенных между собой параллельно (при таком соединении затенение одной из секций панели приведет лишь к падению мощности батареи пропорционально числу затененных секций, но работоспособность сохранится). В каждую секцию входит по 12 ячеек соединенных между собой последовательно. Напряжение на одной ячейке составляет ~0.65V, что дает для 12-ти последовательно включенных ячеек 7.8V. Рабочее напряжение гуляет примерно около этих цифр.
Такое напряжение согласуется с напряжением гелевого свинцового аккумулятора на 6V. Такие аккумуляторы используются в мотоциклах, в источниках бесперебойного питания (ИБП), в системах домовой сигнализации. Весят они побольше (раз в семь-десять) литиевых банок одинаковой емкости - 1.2 А·ч~300 г, 3.2А·ч~600 г, 7А·ч~1300 г - но цена в пересчете на емкость сравнима с качественным литием. Тяжеловаты, зато минимум "преобразовательных" потерь в нашей гелиостанции.
Далее к нашему буферу можно подключить, например нашу "изгнанную коробочку". Хотя КПД схем внутри таких коробок составляет чаще всего ~80-90%, да и вообще работают они очень странно, выдавая при одинаковой инсоляции абсолютно разные токи. Лично у меня нет желания подключать это к аккумулятору. Лучше что-то более эффективное, такое с 4х выходами USB или такое, с QC2/3. Возможно существует и что-то поинтереснее
Nota bene: если последовательно соединить две гибких батареи (свою и друга), то получим напряжение ~13V, которое согласуется с трехбаночной (3S) сборкой Li-Ion, с зарядкой для автомобильного аккумулятора и работает с "тысячи их на aliexpresы" платами QuickCharge/PowerDelivery. Так что энергетически выгоднее путешествовать вдвоем с правильным другом.
#LAB-66@SolarEnergy
Дед и его радио 📻
Одно из самых милых воспоминаний детства - это дед, который "ночами крутит" VEF 202, ловитконтра заветную радиостанцию.
Новое - это хорошо забытое старое. Пришло время возвращать c чердака дедовское радио,от современных FM-бирюлек толку ноль или покупать какой-нибудь всеволновый Tecsun за 100500$
Ибо после 10+ лет молчания вновь начала вещать в радиоэфир Deutsche Welle (Немецкая волна) 🎉 Студентом DW я слушал из-за аудиокурса немецкого языка "Deutsch – warum nicht?". Не курс, а просто чудо какое-то ❤️Жаль что для чтения техдокументации он оказался слабоват
📻 Вещание: с 21.00 (GMT+3) частота 1386 кГц (216 метров, средние волны СВ/"АМ").
Бонусом можно стряхнуть пыль со спутниковых тарелок, и извлечьтактический Dreambox 500s. Кое что есть интересное 👇
🛰️HOTBIRD/ASIASAT7 13°E. 12226V 27500 FEC: 3/4, PID: 4260/4360
🛰️ASTRA 4A (~SIRIUS4) 4.8°E, 12303H 25546, FEC 7/8 или 12380H 27500, FEC 3/4
Не смог Интернет заменить вернейшего друга человечества - радио. Не смог. 73 DE EU1AEY
Одно из самых милых воспоминаний детства - это дед, который "ночами крутит" VEF 202, ловит
Новое - это хорошо забытое старое. Пришло время возвращать c чердака дедовское радио,
Ибо после 10+ лет молчания вновь начала вещать в радиоэфир Deutsche Welle (Немецкая волна) 🎉 Студентом DW я слушал из-за аудиокурса немецкого языка "Deutsch – warum nicht?". Не курс, а просто чудо какое-то ❤️
📻 Вещание: с 21.00 (GMT+3) частота 1386 кГц (216 метров, средние волны СВ/"АМ").
Бонусом можно стряхнуть пыль со спутниковых тарелок, и извлечь
🛰️HOTBIRD/ASIASAT7 13°E. 12226V 27500 FEC: 3/4, PID: 4260/4360
🛰️ASTRA 4A (~SIRIUS4) 4.8°E, 12303H 25546, FEC 7/8 или 12380H 27500, FEC 3/4
Не смог Интернет заменить вернейшего друга человечества - радио. Не смог. 73 DE EU1AEY
Связующая MESH
Вчера в комментариях к заметке про старые радиоприемники читатели упомянули про "тактическую mesh-сеть". Что такое mesh-сети и для чего они нужны я писал в июле-августе 2020 года (см, например, Оперативная связь для обывателя в случае конца света (~blackout). C тех пор я кое-что узнал. Во-первых про великолепный контроллером ESP32, а во-вторых про интересную open-source реализацию mesh-сети.
Называется эта реализация Meshtastic. Она позволяет превратить этот миниатюрный микроконтроллер с Wi-Fi и Bluetooth на борту.в отдельный УКВ-радиомодем (используются разрешенные гражданские диапазоны радиочастот - 433 и 868 MГц). Каждый такой радиомодем позволяет владельцу держать связь с другим владельцем на расстоянии 1-5-10 км в зависимости от застройки и используемой антенны. Притом взаимодействие пользователей происходит через обычные смартфоны, в приложении Meshtastic. Наличие интернета или сотовой связи никакой роли не играет.
Чтобы охватить mesh-сетью небольшой город тысяч на 30 населением достаточно 2-3 энтузиаста(и чтобы один жил в высотке которая просматривается из любой части города). Никакие неживые "корейские Bridgefly" и прочая дребедень, которую советуют популярные телеграм-каналы в минуты душевного волнения с meshtastic-ом и рядом не стояла :) Хотя стоит признать, что скорости обмена информацией в такой mesh-сети намного ниже, чем привычные нам по Telegram.
Все что нужно, чтобы примкнуть к движению. это приобрести кое-какие детали на aliexpress. Приведу свой список (цены на конец 2021 года, сейчас можно многое найти дешевле):
1. Контроллер ESP32-WROOM-32D (devkit на 38 выводов). Обошелся в 3.12$
2. GPS-модуль GY-NEO6MV2 с керамической антенной. Обошелся в 2.34$
3. Радиомодуль LoRa (SPI) на 433 MHz SX1278 с антенной. Обошелся в 2.5$
4. Опциональный I²C OLED дисплей 0,96" 128X64 жовто-блакитний (4х контактный) на микросхеме SSD1306. Обошелся в 1.1$
В общей meshtastic-конструктор стоит ~8-9$. Так любая связь - это наличие как минимум двух участников, то для испытаний пришлось масштабироваться.
Комплектующие можно соединять на скорую руку, обычными arduinо-проводами, сборка похожа на сборку детского конструктора. Больше всего трудозатрат у меня пошло на то, чтобы припаять к микроскопическому радиомодулю стандартную 2.54 мм гребенку (чтобы подключить модуль однотипными arduino-проводами). Схема, по которой все собиралось прикреплена к заметке. Соединив детали контроллер подключается к компьютеру, где нужно обязательно установить драйвера (в системе появляется новый виртуальный COM-порт). Затем скачиваем и программу ESP32HomeFlasher (лучше х86 версию) и загружаем с ее помощью в контроллер нужную прошивку. Мой вариант схемы - это прошивка TBeam 0.7. Прошитый контроллер подключаем к блоку питания (~ 5В 1A, можно использовать например зарядное от старого смартфона Nokia) и размещаем где-нибудь повыше да повлагозащищеннее. На смартфон устанавливаем приложение Meshtastic (если не работает - устанавливаейте не последнюю, а предыдущую версию), включаем блютуз и связываем радиомодем с телефоном, так же как связываем беспроводную гарнитуру, колонку и т.п (со вводом кодового набора цифр). Вот, в принципе и все. Теперь осталось настроить в приложении параметры сети (см. здесь), поделится ссылкой на сеть и можно передавать информацию владельцу такого же радиомодема на другом конце города. Meshtastic вполне можно считать доступной для обывателя адаптацией технологии APRS (cм. Рецепт на черный день).
p.s. "радиомодемы судного дня" можно приобрести и уже в готовом виде, по цене ~30-50$. Но учитывая радиус покрытия, imho даже десятки долларов не кажутся заоблачной ценой.
Вчера в комментариях к заметке про старые радиоприемники читатели упомянули про "тактическую mesh-сеть". Что такое mesh-сети и для чего они нужны я писал в июле-августе 2020 года (см, например, Оперативная связь для обывателя в случае конца света (~blackout). C тех пор я кое-что узнал. Во-первых про великолепный контроллером ESP32, а во-вторых про интересную open-source реализацию mesh-сети.
Называется эта реализация Meshtastic. Она позволяет превратить этот миниатюрный микроконтроллер с Wi-Fi и Bluetooth на борту.в отдельный УКВ-радиомодем (используются разрешенные гражданские диапазоны радиочастот - 433 и 868 MГц). Каждый такой радиомодем позволяет владельцу держать связь с другим владельцем на расстоянии 1-5-10 км в зависимости от застройки и используемой антенны. Притом взаимодействие пользователей происходит через обычные смартфоны, в приложении Meshtastic. Наличие интернета или сотовой связи никакой роли не играет.
Чтобы охватить mesh-сетью небольшой город тысяч на 30 населением достаточно 2-3 энтузиаста
Все что нужно, чтобы примкнуть к движению. это приобрести кое-какие детали на aliexpress. Приведу свой список (цены на конец 2021 года, сейчас можно многое найти дешевле):
1. Контроллер ESP32-WROOM-32D (devkit на 38 выводов). Обошелся в 3.12$
2. GPS-модуль GY-NEO6MV2 с керамической антенной. Обошелся в 2.34$
3. Радиомодуль LoRa (SPI) на 433 MHz SX1278 с антенной. Обошелся в 2.5$
4. Опциональный I²C OLED дисплей 0,96" 128X64 жовто-блакитний (4х контактный) на микросхеме SSD1306. Обошелся в 1.1$
В общей meshtastic-конструктор стоит ~8-9$. Так любая связь - это наличие как минимум двух участников, то для испытаний пришлось масштабироваться.
Комплектующие можно соединять на скорую руку, обычными arduinо-проводами, сборка похожа на сборку детского конструктора. Больше всего трудозатрат у меня пошло на то, чтобы припаять к микроскопическому радиомодулю стандартную 2.54 мм гребенку (чтобы подключить модуль однотипными arduino-проводами). Схема, по которой все собиралось прикреплена к заметке. Соединив детали контроллер подключается к компьютеру, где нужно обязательно установить драйвера (в системе появляется новый виртуальный COM-порт). Затем скачиваем и программу ESP32HomeFlasher (лучше х86 версию) и загружаем с ее помощью в контроллер нужную прошивку. Мой вариант схемы - это прошивка TBeam 0.7. Прошитый контроллер подключаем к блоку питания (~ 5В 1A, можно использовать например зарядное от старого смартфона Nokia) и размещаем где-нибудь повыше да повлагозащищеннее. На смартфон устанавливаем приложение Meshtastic (если не работает - устанавливаейте не последнюю, а предыдущую версию), включаем блютуз и связываем радиомодем с телефоном, так же как связываем беспроводную гарнитуру, колонку и т.п (со вводом кодового набора цифр). Вот, в принципе и все. Теперь осталось настроить в приложении параметры сети (см. здесь), поделится ссылкой на сеть и можно передавать информацию владельцу такого же радиомодема на другом конце города. Meshtastic вполне можно считать доступной для обывателя адаптацией технологии APRS (cм. Рецепт на черный день).
p.s. "радиомодемы судного дня" можно приобрести и уже в готовом виде, по цене ~30-50$. Но учитывая радиус покрытия, imho даже десятки долларов не кажутся заоблачной ценой.
Еще одна схема простейшего mesh-радиомодема
Тема меш-сетей вызвала живой интерес. Это абсолютно не удивительно, учитывая неубиваемость этих сетей, простоту сборки, незаменимость в случае ЧС с потерей или разрушением привычных систем связи или в местах очень отдаленных от цивилизации.
По просьбе "юных радиолюбителей" я сделал наглядную схему с "живыми деталями". Собирается все за десяток-другой минут, если все составные части под рукой. Детали аналогичны указанным в первой заметке:
- Контроллер ESP32-WROOM-32D (devkit на 38 выводов). Цена ~3$
- GPS-модуль GY-NEO6MV2 с керамической антенной. Цена ~2.3$
- Модуль LoRa SX1278 (SPI) с антенной. Цена ~2.5$
- Дисплей 128X64 (I²C) на микросхеме SSD1306. Цена ~1$
Прошиваем собранный конструктор программой ESP32HomeFlasher 1.4.0 (х86 версия работает стабильнее). Используем файл firmware-heltec-v2.0-1.2.65.bin из официального архива c прошивками Meshtastic. На смартфон устанавливаем приложение Meshtastic версии 1.2.67
Да будут meshtastic-и вездесущи! :)
Тема меш-сетей вызвала живой интерес. Это абсолютно не удивительно, учитывая неубиваемость этих сетей, простоту сборки, незаменимость в случае ЧС с потерей или разрушением привычных систем связи или в местах очень отдаленных от цивилизации.
По просьбе "юных радиолюбителей" я сделал наглядную схему с "живыми деталями". Собирается все за десяток-другой минут, если все составные части под рукой. Детали аналогичны указанным в первой заметке:
- Контроллер ESP32-WROOM-32D (devkit на 38 выводов). Цена ~3$
- GPS-модуль GY-NEO6MV2 с керамической антенной. Цена ~2.3$
- Модуль LoRa SX1278 (SPI) с антенной. Цена ~2.5$
- Дисплей 128X64 (I²C) на микросхеме SSD1306. Цена ~1$
Прошиваем собранный конструктор программой ESP32HomeFlasher 1.4.0 (х86 версия работает стабильнее). Используем файл firmware-heltec-v2.0-1.2.65.bin из официального архива c прошивками Meshtastic. На смартфон устанавливаем приложение Meshtastic версии 1.2.67
Да будут meshtastic-и вездесущи! :)
Media is too big
VIEW IN TELEGRAM
Видеоинструкция по запуску meshtastic
Сборка "mesh-модема" мной раскрыта. Но основное взаимодействие идет через ПО Meshtastic на смартфоне (модемы = дальнобойные УКВ-шлюзы), так что смотрим видео и настраиваемся. В УКВ принципиально отличие Meshtastic от Briar, который на 100% зависит от bluetooth телефона.
Примечания:
1. Для работы в meshtastic необходимы два модема, чтобы организовать сеть. Если сеть уже кем-то организована, то помимо модема и смартфона нужен QR-код ("ключ") чтобы в эту сеть попасть
2. Частоте LoRa в модемах 433 МГц. На 433 МГц работают 99% китайских раций, автосигнализации, метеодатчики, умные розетки и миллион всяких устройств.Степень активности модема настраивается (это к вопросу о пеленгации).
3. GPS в схеме опционален, работает и без него (координаты → со смартфона). Вопрос лишь в уровне паранойи пользователя → GPS это компас на ближайшую ноду.
❗ Низкий поклон хабра-автору Александру Медведю (aka NanoVHF). Без его обратной разработки никакого "mesh-прорыва" у нас просто бы не было.
Сборка "mesh-модема" мной раскрыта. Но основное взаимодействие идет через ПО Meshtastic на смартфоне (модемы = дальнобойные УКВ-шлюзы), так что смотрим видео и настраиваемся. В УКВ принципиально отличие Meshtastic от Briar, который на 100% зависит от bluetooth телефона.
Примечания:
1. Для работы в meshtastic необходимы два модема, чтобы организовать сеть. Если сеть уже кем-то организована, то помимо модема и смартфона нужен QR-код ("ключ") чтобы в эту сеть попасть
2. Частоте LoRa в модемах 433 МГц. На 433 МГц работают 99% китайских раций, автосигнализации, метеодатчики, умные розетки и миллион всяких устройств.Степень активности модема настраивается (это к вопросу о пеленгации).
3. GPS в схеме опционален, работает и без него (координаты → со смартфона). Вопрос лишь в уровне паранойи пользователя → GPS это компас на ближайшую ноду.
❗ Низкий поклон хабра-автору Александру Медведю (aka NanoVHF). Без его обратной разработки никакого "mesh-прорыва" у нас просто бы не было.
Почему столько внимания mesh?
Довелось отвечать на вопрос подписчика, решил продублировать ответ в канале. Ибо он скорее философский. Итак "зачем этот меш, что он дает?".
Затем, что это возможность в прямом смысле слов прикоснуться к будущему. Любая mesh-сеть это децентрализованная самоорганизующаяся беспроводная сеть не имеющая постоянной структуры. Устройства соединяются «на лету», каждый узел сети пытается переслать данные, предназначенные другим узлам. Определение того, кому пересылать данные, производится динамически. Такие сети не требуют настройки и администрирования, во время работы автоматически происходит обмен управляющей информацией для выравнивания нагрузки и реагирования на изменение топологии. У mesh-сетей нет никакого управляющего центра. Каждое абонентское устройство равноправно и активно участвует в организации приема и передачи данных внутри сети. Причем элементы сети могут активно перемещаться в пространстве и это ни на что не влияет.
В процессе функционирования происходит активный "круговорот устройств в природе" - одни узлы выпадают из сети, другие добавляются и начинают участвовать в построении топологии, происходит автоматическая настройка на установленные на данный момент правила (которые динамично изменяются в соответствии с текущей ситуацией - количеством узлов, связностью между ними etc). Возможности соединения в mesh-сетях зависят от поведения устройств, типа мобильности, расстояния друг от друга и т.д. и т.п. Такая организация сети дает высочайшую отказоустойчивость. Если один узел откажется принимать информацию, ее примет другой узел. Отключение одного или даже нескольких узлов не причинит сети ни малейшего вреда (сравните с обычной сотовой сетью, где отключение единственной базовой станции может оставить без связи тысячи абонентов).
Основной особенностью работы Meshtastic является максимально возможная дальность связи, при минимально возможной мощности радиомодемов. С одной стороны, это позволяет существенно повысить автономность - типовое время работы модема от Li-Ion аккумулятора составляет 3-7 дней. Основной упор идёт на автономность ноды. С другой стороны, применение маломощных (до 100 мВт/+20 дБм) LoRa-устройств накладывает ограничение по скорости и времени передаваемых пакетов. Время передачи одного сообщения в зависимости от настроек канала составляет 0,5-20 секунд. Скорость передачи составляет примерно от 100 Бит/с на самом дальнобойном режиме (далеко, но медленно, то что выбиралось в видеоинструкции) до 20 кБит/с в разогнанном режиме (быстро, но не далеко). Ясно, что при таких скоростях ни о каком медиаконтенте речи быть не может. Но это и не требуется, ибо задача сети - передать максимально далеко короткое SMS-сообщение и координаты абонента. Сообщения, кстати, можно даже прочитать на экране модема.
В общем для того, чтобы "войти в mesh" информации в LAB-66 достаточно. Беда всех таких проектов в том, что подавляющему большинству людей нет дела до возможной проблемы пока она не актуальна лично для них. А когда такая необходимость возникает то...уже ни запчасти с ali не заказать, ни приложение Meshtastic скачать. Мне кажется потратить полчаса на то, чтобы собрать радиомодем (вместо просмотра серии какого-нибудь сериала) - это посильная для каждого вещь.
Возможно мой призыв покажется идеалистическим, но...Освойте Meshtastic. Набросьте ячеистую сеть на свое село/поселок/микрорайон/город. Установите mesh-модемы у близких родственников. Отработайте механизмы работы, распечатайте QR код-ключ и ...забудьте на время. Пусть устройства отдыхают и лежат себе спокойно, пока не понадобятся. Периодически можно проводить "экстренные учения" по аналогии с популярной в ссср игрой "охота на лис" или брать с собой радиомодемы в поход и держать связь через них, а не через сотовую связь или рации. Таким образом вы не только скрасите свой досуг, но и будете "держать порох сухим" на случай всяких непредвиденных ситуаций.
С уважением, LABтактических ячеистых сетей 66
Довелось отвечать на вопрос подписчика, решил продублировать ответ в канале. Ибо он скорее философский. Итак "зачем этот меш, что он дает?".
Затем, что это возможность в прямом смысле слов прикоснуться к будущему. Любая mesh-сеть это децентрализованная самоорганизующаяся беспроводная сеть не имеющая постоянной структуры. Устройства соединяются «на лету», каждый узел сети пытается переслать данные, предназначенные другим узлам. Определение того, кому пересылать данные, производится динамически. Такие сети не требуют настройки и администрирования, во время работы автоматически происходит обмен управляющей информацией для выравнивания нагрузки и реагирования на изменение топологии. У mesh-сетей нет никакого управляющего центра. Каждое абонентское устройство равноправно и активно участвует в организации приема и передачи данных внутри сети. Причем элементы сети могут активно перемещаться в пространстве и это ни на что не влияет.
В процессе функционирования происходит активный "круговорот устройств в природе" - одни узлы выпадают из сети, другие добавляются и начинают участвовать в построении топологии, происходит автоматическая настройка на установленные на данный момент правила (которые динамично изменяются в соответствии с текущей ситуацией - количеством узлов, связностью между ними etc). Возможности соединения в mesh-сетях зависят от поведения устройств, типа мобильности, расстояния друг от друга и т.д. и т.п. Такая организация сети дает высочайшую отказоустойчивость. Если один узел откажется принимать информацию, ее примет другой узел. Отключение одного или даже нескольких узлов не причинит сети ни малейшего вреда (сравните с обычной сотовой сетью, где отключение единственной базовой станции может оставить без связи тысячи абонентов).
Основной особенностью работы Meshtastic является максимально возможная дальность связи, при минимально возможной мощности радиомодемов. С одной стороны, это позволяет существенно повысить автономность - типовое время работы модема от Li-Ion аккумулятора составляет 3-7 дней. Основной упор идёт на автономность ноды. С другой стороны, применение маломощных (до 100 мВт/+20 дБм) LoRa-устройств накладывает ограничение по скорости и времени передаваемых пакетов. Время передачи одного сообщения в зависимости от настроек канала составляет 0,5-20 секунд. Скорость передачи составляет примерно от 100 Бит/с на самом дальнобойном режиме (далеко, но медленно, то что выбиралось в видеоинструкции) до 20 кБит/с в разогнанном режиме (быстро, но не далеко). Ясно, что при таких скоростях ни о каком медиаконтенте речи быть не может. Но это и не требуется, ибо задача сети - передать максимально далеко короткое SMS-сообщение и координаты абонента. Сообщения, кстати, можно даже прочитать на экране модема.
В общем для того, чтобы "войти в mesh" информации в LAB-66 достаточно. Беда всех таких проектов в том, что подавляющему большинству людей нет дела до возможной проблемы пока она не актуальна лично для них. А когда такая необходимость возникает то...уже ни запчасти с ali не заказать, ни приложение Meshtastic скачать. Мне кажется потратить полчаса на то, чтобы собрать радиомодем (вместо просмотра серии какого-нибудь сериала) - это посильная для каждого вещь.
Возможно мой призыв покажется идеалистическим, но...Освойте Meshtastic. Набросьте ячеистую сеть на свое село/поселок/микрорайон/город. Установите mesh-модемы у близких родственников. Отработайте механизмы работы, распечатайте QR код-ключ и ...забудьте на время. Пусть устройства отдыхают и лежат себе спокойно, пока не понадобятся. Периодически можно проводить "экстренные учения" по аналогии с популярной в ссср игрой "охота на лис" или брать с собой радиомодемы в поход и держать связь через них, а не через сотовую связь или рации. Таким образом вы не только скрасите свой досуг, но и будете "держать порох сухим" на случай всяких непредвиденных ситуаций.
С уважением, LAB
Для тех, кому проще купить чем собрать
Самостоятельная сборка из деталей = дешевизна и возможность подобрать модули под свои задачи. Плюс готовых устройств - ничего не нужно паять. При покупке помните, что разрешенные частоты для LoRa это 433 и 868 МГц. Устройства на 915 и 923 МГц это US стандарт, нам не подходит. Важно! Всегда нужно два модема для того чтобы организовать минимальную сеть. Одно устройство может пригодится только если вы живете в городе, в котором уже развернут Meshtastic и вам нужно просто подключится. В иных случаях индивидуальный радиомодем бесполезен, эти устройства "живут парами" :)
Далее ссылки на проверенные готовые устройства. Выбирайте :)
1. TTGO T-Beam V1.1 (aliexpress)
2. TTGO LoRa32 V2.1(aliexpress)
3. TTGO SotfRF T-Echo (комплект из двух модемов) (aliexpress)
4. RAK WisBlock RAK5005-O. Модульная система, поддерживающая Meshtastic (aliexpress)
5. Heltec WiFi LoRa 32 V2.1 (aliexpress). Офсайт Meshtastic скептически относится к этому устройству.
Самостоятельная сборка из деталей = дешевизна и возможность подобрать модули под свои задачи. Плюс готовых устройств - ничего не нужно паять. При покупке помните, что разрешенные частоты для LoRa это 433 и 868 МГц. Устройства на 915 и 923 МГц это US стандарт, нам не подходит. Важно! Всегда нужно два модема для того чтобы организовать минимальную сеть. Одно устройство может пригодится только если вы живете в городе, в котором уже развернут Meshtastic и вам нужно просто подключится. В иных случаях индивидуальный радиомодем бесполезен, эти устройства "живут парами" :)
Далее ссылки на проверенные готовые устройства. Выбирайте :)
1. TTGO T-Beam V1.1 (aliexpress)
2. TTGO LoRa32 V2.1(aliexpress)
3. TTGO SotfRF T-Echo (комплект из двух модемов) (aliexpress)
4. RAK WisBlock RAK5005-O. Модульная система, поддерживающая Meshtastic (aliexpress)
5. Heltec WiFi LoRa 32 V2.1 (aliexpress). Офсайт Meshtastic скептически относится к этому устройству.
MESHTASTIC. Краткий FAQ по вопросам читателей
💥 Вопрос: что насчет безопасности и прослушивания?
✅ Ответ: в meshtastic используется шифрование AES256, извне прочитать будет очень проблематично. А вот изнутри - вполне, если в группу проникнет предатель.
+++++++++
💥 Вопрос: какие частоты мне выбирать при покупке радио-модема? Их там очень много разных.
✅ Ответ: В США/Японии/Австралии/Новой Зеландии/Канаде используется частота 915 МГц, в Китае - 470 МГц, в Евросоюзе (России) - 433 и 868 МГц.
+++++++++
💥 Вопрос: может быть есть похожие на Meshtastic проекты?
✅ Ответ: Disaster.radio (комплект модем, клон TTGO Lora 32+батарея ~63$), коммерческий, ориентированный на корпоративный рынок, GoTenna (модем ~200$). Не mestastic, но связаны с mesh-cетями: opwnwrt на роутерах и пакет сjdns. Raspberry PI — Meshberry (тоже на сjdns). И конечно же спутники Иридиум, благодаря которым существует само понятие спутниковой связи.
+++++++++
💥 Вопрос: есть ли какая-то карта всех пользователей подключенных к Meshtastic по городам.
✅ Ответ: карта сети с расположением нод находится по адресу - https://canvis.app/meshtastic-map. Из живых сообществ наиболее крупными можно считать Meshtastic-Italia (Телеграм: t.me/meshtastic_italia) и Meshtastic-Россия (Телеграм: t.me/meshtastic_russia).
+++++++++
💥 Вопрос: мне не нравится наличие в meshtastic-модеме GPS-модуля. Может ли устройство работать без него?
✅ Ответ: да, может. Абсолютно необходимы для функционирования "материнская плата" ESP32 и модуль LoRa. Все остальное (GPS, экран, выносная кнопка и светодиод) - это опциональные компоненты, они делают работу с meshtastic удобнее. <...>
+++++++++
💥 Вопрос: сколько человек могут подключаться своими телефонами к одному радиомодему?
✅ Ответ: "один радиомодем=один человек". В одну mesh-сеть могут объединяться 80 и более радиомодемов (максимум 250).
+++++++++
💥 Вопрос: со смартфона могут подключаться могут только устройства на Android?
✅ Ответ: активнее всего идет разработка ПО для системы Android. Выпуск варианта для устройств Apple запланирован на осень 2022 года. Помимо мобильных устройств к модему можно попробовать подключится через браузер (Crome и все Chromium) перейдя по ссылке https://client.meshtastic.org
+++++++++
💥 Вопрос: какой диапазон выбрать для LoRa-модуля: 433 или 868 МГц, что дальнобойнее?
✅ Ответ: 433 МГц это волна 70 см, а 868 - 35 см. Чем короче длина волны — тем менее она подвержена помехам и затуханиям, проникающая способность увеличивается, огибающая способность уменьшается. В этом плане 868 МГц выглядит перспективнее, плюс устройств в этом диапазоне работает меньше (433 МГц - это 99% китайских раций, автосигнализации, метеодатчики, умные розетки и миллион всяких устройств). <...>
+++++++++
💥 Вопрос: есть ли разница в работе радиомодуля модема в городе или деревне?
✅ Ответ: все упирается в физику распространения УКВ-волн. Они распространяются только практически по прямой видимости (в рамках "видимого горизонта"), могут проникать сквозь листву деревьев и через стены зданий. Т.к. длины волн сравнимы с размерами зданий, деревьев, автомобилей etc, то может наблюдаться отражение+дифракция и затухание, что особенно характерно для плотной городской застройки. Но при этом отражения/дифракция облегчают связь между источниками вне прямой видимости <...>
+++++++++
💥 Вопрос: а что с глушилками для LoRa-диапазона?
✅ Ответ: глушилки (как профессиональные, так и любительские) существуют для любого диапазона. Принцип работы у всех одинаковый — создать помеху в виде потока "белого шума" на определенном диапазоне частот. В этом потоке полезный сигнал просто теряется. Чем шире диапазон частот, которые требуется заглушить и больше радиус глушения — тем выше должна быть мощность глушилки. В плане глушения нет особой разницы в том что глушить, 2.4 ГГц wifi/bt сигнал или же 433 МГц LoRa. <...>
+++++++++
Развернутые ответы с поясняющими картинками см. в обновляемой(с появлением новых вопросов) статье 👇
📜 Экстренные брелки для медвежьих углов
💥 Вопрос: что насчет безопасности и прослушивания?
✅ Ответ: в meshtastic используется шифрование AES256, извне прочитать будет очень проблематично. А вот изнутри - вполне, если в группу проникнет предатель.
+++++++++
💥 Вопрос: какие частоты мне выбирать при покупке радио-модема? Их там очень много разных.
✅ Ответ: В США/Японии/Австралии/Новой Зеландии/Канаде используется частота 915 МГц, в Китае - 470 МГц, в Евросоюзе (России) - 433 и 868 МГц.
+++++++++
💥 Вопрос: может быть есть похожие на Meshtastic проекты?
✅ Ответ: Disaster.radio (комплект модем, клон TTGO Lora 32+батарея ~63$), коммерческий, ориентированный на корпоративный рынок, GoTenna (модем ~200$). Не mestastic, но связаны с mesh-cетями: opwnwrt на роутерах и пакет сjdns. Raspberry PI — Meshberry (тоже на сjdns). И конечно же спутники Иридиум, благодаря которым существует само понятие спутниковой связи.
+++++++++
💥 Вопрос: есть ли какая-то карта всех пользователей подключенных к Meshtastic по городам.
✅ Ответ: карта сети с расположением нод находится по адресу - https://canvis.app/meshtastic-map. Из живых сообществ наиболее крупными можно считать Meshtastic-Italia (Телеграм: t.me/meshtastic_italia) и Meshtastic-Россия (Телеграм: t.me/meshtastic_russia).
+++++++++
💥 Вопрос: мне не нравится наличие в meshtastic-модеме GPS-модуля. Может ли устройство работать без него?
✅ Ответ: да, может. Абсолютно необходимы для функционирования "материнская плата" ESP32 и модуль LoRa. Все остальное (GPS, экран, выносная кнопка и светодиод) - это опциональные компоненты, они делают работу с meshtastic удобнее. <...>
+++++++++
💥 Вопрос: сколько человек могут подключаться своими телефонами к одному радиомодему?
✅ Ответ: "один радиомодем=один человек". В одну mesh-сеть могут объединяться 80 и более радиомодемов (максимум 250).
+++++++++
💥 Вопрос: со смартфона могут подключаться могут только устройства на Android?
✅ Ответ: активнее всего идет разработка ПО для системы Android. Выпуск варианта для устройств Apple запланирован на осень 2022 года. Помимо мобильных устройств к модему можно попробовать подключится через браузер (Crome и все Chromium) перейдя по ссылке https://client.meshtastic.org
+++++++++
💥 Вопрос: какой диапазон выбрать для LoRa-модуля: 433 или 868 МГц, что дальнобойнее?
✅ Ответ: 433 МГц это волна 70 см, а 868 - 35 см. Чем короче длина волны — тем менее она подвержена помехам и затуханиям, проникающая способность увеличивается, огибающая способность уменьшается. В этом плане 868 МГц выглядит перспективнее, плюс устройств в этом диапазоне работает меньше (433 МГц - это 99% китайских раций, автосигнализации, метеодатчики, умные розетки и миллион всяких устройств). <...>
+++++++++
💥 Вопрос: есть ли разница в работе радиомодуля модема в городе или деревне?
✅ Ответ: все упирается в физику распространения УКВ-волн. Они распространяются только практически по прямой видимости (в рамках "видимого горизонта"), могут проникать сквозь листву деревьев и через стены зданий. Т.к. длины волн сравнимы с размерами зданий, деревьев, автомобилей etc, то может наблюдаться отражение+дифракция и затухание, что особенно характерно для плотной городской застройки. Но при этом отражения/дифракция облегчают связь между источниками вне прямой видимости <...>
+++++++++
💥 Вопрос: а что с глушилками для LoRa-диапазона?
✅ Ответ: глушилки (как профессиональные, так и любительские) существуют для любого диапазона. Принцип работы у всех одинаковый — создать помеху в виде потока "белого шума" на определенном диапазоне частот. В этом потоке полезный сигнал просто теряется. Чем шире диапазон частот, которые требуется заглушить и больше радиус глушения — тем выше должна быть мощность глушилки. В плане глушения нет особой разницы в том что глушить, 2.4 ГГц wifi/bt сигнал или же 433 МГц LoRa. <...>
+++++++++
Развернутые ответы с поясняющими картинками см. в обновляемой
📜 Экстренные брелки для медвежьих углов