Internet i GPS a la Lluna

Fins ara, la comunicació entre la Lluna i la Terra ha estat sempre directa, fent servir emissores de potents i antenes grans. Però si, com es preveu, l’activitat a la Lluna ha d’augmentar durant les properes dècades, caldria millorar el sistema de comunicacions. Algunes de les coses que cal resoldre són la dificultat de posar emissores potents en els vehicles lunars o la pràctica impossibilitat de comunicació directa amb la Terra des de les zones de la Lluna que no tenen visió directa del nostre planeta.

Una proposta que està sobre la taula és la de distribuir 24 satèl·lits artificials al voltant de la Lluna, repartits en quatre òrbites, de manera que es pugui cobrir en forma permanent la major part de la superfície de la Luna i periòdicament la resta. Atès que cada llançament té un cost molt elevat, s’ha buscat un equilibri entre el menor nombre de dispositius i la màxima cobertura.

A més, aquesta distribució de satèl·lits permetria establir un sistema de posicionament similar al GPS per facilitar que els vehicles lunars puguin conèixer, en tot moment, la seva posició.

Podeu llegir els detalls a la revista IEEE Spectrum.

Motors elèctrics basats en un circuit imprès

Els motors elèctrics, comparats amb els tèrmics, són extraordinàriament eficients però sempre seria desitjable aconseguir millors rendiments ja que les pèrdues impliquen una despesa econòmica i l’escalfament del motor i el seu entorn.

En el cas dels motors de flux axial, fa temps es va pensar en la possibilitat de fer uns estators basats en un circuit imprès combinat amb rotors basats en imants permanents. Això permet reduir molt el pes (el ferro dels nuclis és el responsable de la major part de la massa d’un motor), estalviar-se els costos del bobinat i acostar l’estator al rotor, reduint pèrdues.

Fins fa poc, hi havia hagut alguns intents reeixits amb motors de petita potència però ara sembla que s’han fet progressos en aquest àmbit. Llegeixo, en un article de la revista IEEE Spectrum, el cas d’un generador del 3 MW fet amb aquesta tecnologia per a una turbina eòlica. També es parla d’aplicar aquest tipus de motor per a vehicles híbrids.

És un tema que caldrà anar seguint...

Visualitzador lluminós basat en fibra òptica

Aquest visualitzador, creat per elliotmade, consta d’una matriu de 35 x 7 punts, cada un dels quals es correspon amb la punta d’una fibra òptica. La llum de cada punt es produeix en una matriu de 16 x 16 LED NeoPixel i és conduïda fins al visualitzador mitjançant fibra òptica.

Els elements mecànics principals del sistema són dues plaques perforades, una es posa sobre la matriu de LED i l’altra és el visualitzador. A més, hi ha dos separadors que aguanten el visualitzador sobre la placa de la matriu de LED. La matriu on es visualitza la imatge té 245 forats i la matriu de LED té 256 NeoPixels, per tant en sobren onze. L’Elliot ha optat per no emprar dos dels LED i fer servir aquells punts per fixar els separadors. Alternativament, es podria haver fet un visualitzador de 32 x 8 punts, aprofitar tots els LED i fixar el visualitzador d’una altra manera.

L’Elliot també ha preferit que les fibres es veiessin però es podia haver posat tot dins d’una caixa, excepte el visualitzador. Atès que les fibres es veuen, les ha posat seguint un desordre controlat i, en el programa, fa servir un vector que serveix per saber quin LED es correspon amb cada punt del visualitzador. Posant les fibres no visibles, potser seria preferible una forma més ordenada.

Podeu trobar les instruccions i els fitxers al web d’Instructables.

Motors elèctrics de flux axial

Els motors elèctrics consumeixen més de la meitat de l’energia elèctrica al món. Encara que, a primer cop d’ull, pot semblar que la major part dels aparells són dispositius electrònics i d’enllumenat, aquests elements solen tenir potències molt menors que la mitjana dels motors. Tenim motors per tot arreu; a la indústria n’hi ha moltíssims (transportadors, bombes, compressors, etc.), però també en tenim als edificis (ascensors, aparells de clima, etc.) i en el transport.

La major part dels motors elèctrics són de flux radial. En aquests, el rotor sol tenir forma de cilindre i el camp magnètic segueix una direcció perpendicular a l’eix. També tenim motors de flux axial, en els quals el rotor sol tenir forma de disc o plat i el camp magnètic segueix la direcció de l’eix. Aquests motors, més compactes i eficients, fins fa poc es fabricaven només per a potències petites o mitjanes.

En el cas d’un vehicle amb tracció elèctrica, un motor de flux axial es pot acoblar directament a cada roda; atès que té un disseny pla i compacte. Si, en canvi, féssim servir un motor de flux radial el caldria posar més allunyat de la roda i seria necessari un sistema de transmissió.

Dau de LED que pot mostrar missatges

Aquest dau, creat per la Charlyn, permet mostrar un missatge de text que es desplaça al llarg de quatre de les cares. A les altres dues hi pot mostrar un dibuix.

A cada cara del cub hi ha una matriu de 8 x 8 LED i a l’interior el microcontrolador que els controla i la bateria.

En podeu trobar una descripció al web de la Charlyn i les instruccions al web d'Adafruit.

Amplificadors magnètics

Heu sentit parlar mai dels amplificadors magnètics? Són un element una mica oblidat en la història de l’electricitat i la informàtica.

El disseny d’un amplificador magnètic és similar al d’un transformador. Hi ha un nucli magnètic, d'un material convenientment escollit, i, en principi, dues bobines. Una de les bobines és de molt poques voltes de fil gruixut i l’altra de moltes voltes de fil prim. El circuit que es vol controlar fa servir la bobina de fil gruixut que, atesa la seva gran inductància, dificultarà molt el pas del corrent. La bobina petita serveix per al control, ja que com més gran sigui el corrent que passi per aquesta bobina més es saturarà el nucli; com més saturat estigui el nucli, més corrent podrà passar pel circuit principal. Funciona, doncs, com un amplificador per a circuits de corrent altern.

Els amplificadors magnètics es van fer servir en lloc de vàlvules de buit en nombrosos circuits de ràdio, per a construir ordinadors i formant part de sistemes de potència; per exemple, per variar la lluminositat dels focus dels teatres. A mesura que els transistors i altres dispositius d’estat sòlid van anar baixant de preu, les vàlvules de buit i els amplificadors magnètics van anar desapareixent.

Us explico això avui perquè un article a la revista IEEE Spectrum m’ha fet recordar aquests dispositius. Quan jo feia el meu projecte de fi de carrera, en diversos llocs del laboratori hi havia uns elements semblants als transformadors que pesaven una barbaritat; eren amplificadors magnètics que, ja llavors, ningú del laboratori els havia vist en funcionament. Us recomano la lectura de l’article per conèixer una mica més la història d’aquests dispositius i, també, el paper que van jugar en la Segona Guerra Mundial i el desenvolupament dels ordinadors.

En la foto podeu, a més, veure la Grace Hopper, una de les principals pioneres de la informàtica, fent servir un d’aquests ordinadors basats en amplificadors magnètics.

Rètol de text lliscant controlat per Wi-Fi

Aquest rètol, creat pels Ruiz Brothers està format per un bastidor que incorpora una matriu de LED formada per tires de NeoPixel. El text a escriure i el seu color es poden enviar, per Wi-Fi, des d’un dispositiu mòbil.

Podeu trobar les instruccions completes al web d’Adafruit.