Llegeixo això en una publicació de l’IEEE i no puc estar-hi més d’acord. En aquest text ens comenten alguns casos en els que la vessant creativa de determinats enginyers els ha portat a crear coses realment innovadores en el seu moment. Per exemple Anthony Agnello va inventar l’harmonitzador H910 que fou pioner en els efectes digitals de so o Alvy Ray Smith que va revolucionar els gràfics digitals i ha permès revolucionar el món del cinema d’animació.
Com afirma S.K. Ramesh, director del programa AIMS2 a la California State University, tenir una formació STEAM augmenta la diversitat de pensament i la inclusivitat en el lloc de treball, més enllà de les categories tradicionals de diversitat, com ara gènere, orientació sexual, estat socioeconòmic i raça, en concret "Els que tenen una formació artística, musical o un altre fons creatiu veuen les coses des d'una perspectiva diferent. Els altres empleats comencen a apreciar-los, cosa que porta als companys de treball a valorar-se mútuament. STEAM reuneix persones i comunitats que poden ser transformadores."
Hem de seguir apostant per combinar les habilitats artístiques amb els coneixements tècnics i científics per tendir cap a una societat en la que la tecnologia realment sigui inclusiva i ajudo a solucionar els problemes de les persones.
16 de set. 2019
Nova versió del visualitzador de missatges
Ja hem parlat dos cops en aquest blog del visualitzador de missatges que tinc a la porta del meu despatx. La primera versió, de la primavera de 2016, tenia una pantalla LCD de quatre línies. Hi va haver una segona versió (de la que no vaig parlar al blog) en la que es va canviar el programa inicial (creat per l’estudiant Marc Palacín) per adaptar-lo millor a les meves necessitats. En la tercera versió, que es va posar en servei a la tardor de 2018, es va afegir una pantalla TFT en color que, a més dels missatges, permetia mostrar altres coses (bàsicament informació de les meves activitats).
La tercera versió es va fer d’una manera força conservadora. El nucli del sistema era un microcontrolador Arduino amb una placa de connexió Ethernet que estava situada a l’interior del despatx (juntament amb la pantalla LCD). La pantalla TFT (situada a l’exterior del despatx) portava un segon Arduino que es comunicava amb el principal. Aquest sistema tenia, però, alguns inconvenients:
La nova versió de la pantalla soluciona aquests inconvenients i té alguns altres avantatges. Ara hi ha un únic microcontrolador (Arduino MKR WiFi 1010) que es connecta a internet mitjançant Wi-Fi i controla la pantalla LCD interior i la pantalla TFT exterior. Els avantatges del nou sistema, entre altres, són:
A més, el nou visualitzador incorpora alguns altres avantatges:
La tercera versió es va fer d’una manera força conservadora. El nucli del sistema era un microcontrolador Arduino amb una placa de connexió Ethernet que estava situada a l’interior del despatx (juntament amb la pantalla LCD). La pantalla TFT (situada a l’exterior del despatx) portava un segon Arduino que es comunicava amb el principal. Aquest sistema tenia, però, alguns inconvenients:
- Atès que el detector de presència estava connectat al controlador principal, l’encesa de la pantalla trigava una mica a causa de la comunicació entre els dos dispositius. En alguns casos, a més, la comunicació fallava i el missatge no es mostrava complet.
- Quan hi havia una apagada elèctrica es perdia el missatge i es mostrava el text “Sense missatge”.
- El sistema no podia saber l’hora, per tant quan el missatge s’havia enviat des del polsador del visualitzador no es podia mostrar l’hora en la que s’havia creat.
- Atès que actualment l’adreça IP de la pantalla era una adreça privada (al 2016 totes les adreces IP de l’Escola eren públiques) calia fer servir una xarxa virtual (VPN) per connectar-se a la pantalla des de fora de l’Escola i, per tant, enviar un nou missatge no era un procés ràpid.
La nova versió de la pantalla soluciona aquests inconvenients i té alguns altres avantatges. Ara hi ha un únic microcontrolador (Arduino MKR WiFi 1010) que es connecta a internet mitjançant Wi-Fi i controla la pantalla LCD interior i la pantalla TFT exterior. Els avantatges del nou sistema, entre altres, són:
- Resposta més ràpida perquè només hi ha un microcontrolador i, a més, el programa s’ha desenvolupat pensant en la màxima velocitat de resposta a l’activació dels sensors i el polsador.
- Ara el missatge actual està guardat en el núvol i, per tant, després d’una apagada elèctrica es pot tornar a recuperar.
- El canvi de missatge des de fora de l’escola és ràpid perquè, en estar els missatges al núvol, no cal cap VPN per connectar-s’hi.
- Els missatges enviats amb el polsador s’envien al núvol de manera que també guarden l’hora i estan disponibles després d’una apagada elèctrica.
A més, el nou visualitzador incorpora alguns altres avantatges:
- El servidor del núvol ens proporciona l’hora actual. Això permet que a la part superior de la pantalla es mostrin, alternativament, el dia i l’hora o la temperatura i la humitat.
- S’ha afegit un LED de tipus NeoPixel a la part interior que indica, amb colors diferents, quin és el tipus de missatge actual. Això ajuda a detectar quan t’has oblidat de canviar el missatge, cosa que abans passava quan entraves al despatx acompanyat d’algú o amb les mans ocupades.
- S’ha posat un sensor de llum (concretament una fotoresistència) que permet desactivar l'indicador interior quan el llum del despatx està apagat.
- Atès que ara podem saber l’hora actual, el programa té un mode nocturn que redueix les connexions durant les hores en les que l’Escola esta tancada.
- La informació que es guarda al núvol permet que quan et connectes mitjançant l'aplicació mòbil puguis saber si el dispositiu s'està comunicant amb la periodicitat apropiada o no.
- Si el microcontrolador s'ha reiniciat (probablement per un tall elèctric) m'envia un correu electrònic quan torna l'alimentació. En aquest missatge m'indica l'hora de la posada en marxa i l'hora de la darrera connexió prèvia a l'apagada.
17 de juny 2019
Microcontrolador muntat en un regle
No és difícil trobar persones que sàpiguen programar un microcontrolador, com a mínim fins a un cert nivell. Que ho sàpiguen fer en assemblador i entenguin com funciona el microcontrolador a baix nivell ja és una altra història.
El dispositiu Digirule 2 que us presentem avui està pensat, precisament, per practicar la programació a baix nivell dels microcontroladors. Tot el sistema (microcontrolador, LED, polsadors, pila) va muntat sobre un regle de circuit imprès de manera que és fàcil portar-lo a la bossa per tenir-lo sempre a mà.
El desenvolupament està basat en un PIC18F45K20 i és open hardware i, per tant, es pot trobar tota la documentació. I un detall final: com a regle que és, també serveix per traçar línies rectes i mesurar (en mil·límetres i polzades) però tenint en compte que la numeració del regle està en binari.
El dispositiu Digirule 2 que us presentem avui està pensat, precisament, per practicar la programació a baix nivell dels microcontroladors. Tot el sistema (microcontrolador, LED, polsadors, pila) va muntat sobre un regle de circuit imprès de manera que és fàcil portar-lo a la bossa per tenir-lo sempre a mà.
El desenvolupament està basat en un PIC18F45K20 i és open hardware i, per tant, es pot trobar tota la documentació. I un detall final: com a regle que és, també serveix per traçar línies rectes i mesurar (en mil·límetres i polzades) però tenint en compte que la numeració del regle està en binari.
3 de juny 2019
Escultures electròniques
Tenim el costum d’amagar els circuits electrònics dins de caixes. També és habitual fer els circuits sobre una placa. Però cap de les dues coses és imprescindible. El músic i dissenyador Eirik Brandal ha optat per un estil totalment diferent. L’Eirik fa les seves escultures a base de soldar components electrònics i fil de coure estanyat de manera que crea estructures en tres dimensions.
Però la finalitat de les seves escultures no és únicament visual. Els seus circuits funcionen i interactuen amb l’espectador. Típicament incorporen sensors que en presència d’una o més persones fan que l’escultura emeti sons i, en alguns casos, llum.
Hem posat dues imatges com a exemple però en podeu trobar més al seu web. Al número 16 de la revista HackSpace magazine explica (a la pàgina 6) com ha fet una d’aquestes escultures.
Però la finalitat de les seves escultures no és únicament visual. Els seus circuits funcionen i interactuen amb l’espectador. Típicament incorporen sensors que en presència d’una o més persones fan que l’escultura emeti sons i, en alguns casos, llum.
Hem posat dues imatges com a exemple però en podeu trobar més al seu web. Al número 16 de la revista HackSpace magazine explica (a la pàgina 6) com ha fet una d’aquestes escultures.
27 de maig 2019
Joc d’escacs amb Arduino
Avui us presentem un joc d’escacs, dissenyat per Sergey Urusov, basat en un Arduino Mega i una pantalla tàctil que permet jugar contra la màquina. Bé, de fet en presentem dos.
El que hi ha a la imatge superior és la primera versió i el que hi ha a l’inferior (aparentment molt semblant) és la segona, que és cinc cops més ràpida que la primera.
Podeu trobar les instruccions per fer-ne un i el programa complet al web d’Arduino Project Hub.
El que hi ha a la imatge superior és la primera versió i el que hi ha a l’inferior (aparentment molt semblant) és la segona, que és cinc cops més ràpida que la primera.
Podeu trobar les instruccions per fer-ne un i el programa complet al web d’Arduino Project Hub.
20 de maig 2019
Aclarim conceptes sobre el transport d’electricitat en corrent continu i en corrent altern
No és gaire freqüent rebre comentaris al blog però la setmana passada en vaig rebre un, d’en Joan, que em va fer pensar que potser moltes persones no tenen els conceptes clars en relació al transport d’energia.
Sovint s’explica que als inicis de la distribució elèctrica (l’època de Tesla i Edison) es va optar pel corrent altern perquè era més fàcil transportar corrent altern a llargues distàncies. Aquesta explicació, que en el fons és certa, és una simplificació que ha permès entendre el sistema elèctric durant moltes dècades però, en canvi, fa difícil comprendre les noves superxarxes de transport en corrent continu. Anem a comentar unes quantes diferències:
Una línia de corrent altern amb uns determinats fils permet transportar menys energia que una de corrent continu perquè en corrent altern hi ha una pèrdua de tensió a causa de la inductància dels fils i això s’ha de compensar fent-los més grans.
En una línia de corrent altern apareix un efecte capacitiu que fa que una part del corrent que entra a un costat de la línia no surti per l’altre. Quan la línia és llarga aquest efecte és gran i hi ha una distància màxima a partir de la qual no té sentit fer la línia. Per solucionar el problema, en línies llargues cal posar subestacions intermèdies proveïdes de bobines que compensin aquest efecte. Això fa que les línies de corrent continu puguin ser molt més llargues que les de corrent altern.
El corrent que passa per una línia provoca pèrdues. Aquestes pèrdues augmenten amb la distància i són proporcionals al quadrat del corrent. Per mantenir aquestes pèrdues dins uns límits raonables el que es fa és que les línies que han de transportar molta potència a distàncies grans treballen a tensions més altes. A les centrals cal, doncs, elevar el nivell de tensió per transportar l’energia i en les zones de consum cal baixar la tensió per posar-la en els nivells raonables per al seu us final.
En corrent altern és molt fàcil canviar el nivell de tensió fent servir transformadors. En canvi, en corrent continu és complicat i car ja que són necessaris uns convertidors electrònics (que treballen amb elevades tensions i potències) que no van ser d’ús comercial fins a finals del segle XX.
Així, durant els inicis de l’electrificació i la major part del segle XX va resultar que l’única manera de transportar l’energia a grans distàncies (desenes de quilòmetres) era el corrent altern. Si s’hagués fet en corrent continu s’hauria hagut de transportar a tensions relativament baixes i, per tant, a distàncies molt més curtes.
Actualment hi ha disponibles convertidors que permeten elevar o reduir el nivell de tensió en corrent continu i fins a tensions de centenars de kilovolts. Això ha permès repensar algunes coses. Cal tenir present, però, que aquests convertidors són complicats i cars i això fa que només tingui sentit posar-ne dos a cada línia o en alguns casos tres o quatre.
Les energies renovables són altament variables i sovint ens trobem que a una zona del continent hi fa sol, en una altra bufa el vent i en una tercera hi fa molt fred i neva i els climatitzadors van al límit. Si hi haguessin xarxes transcontinentals es podria portar l’energia dels llocs on es genera als llocs on es consumeix. Però no es poden fer fàcilment línies transcontinentals en corrent altern i, en canvi, sí en corrent continu. D’aquí surt la idea de superxarxa.
Una superxarxa és una xarxa de corrent continu a molt alta tensió que uneix els nusos principals de les xarxes de corrent altern de les zones per on passa. D’aquesta manera es pot portar l’energia de les zones excedentàries a les deficitàries en forma molt eficient. Cal tenir present que, a més, en corrent continu podem controlar el flux de portència i la seva direcció, cosa que és quasi impossible en corrent altern.
Ja hi ha algunes superxarxes en expansió actualment i en aquest blog ja hem parlat de la xarxa xinesa i d’un tram alemany de la xarxa europea. També vam parlar de la proposta d’una superxarxa intercontinental.
La primera fotografia correspon a una línia de transport en corrent continu, la segona a la comparativa de les línies necessàries per transportar la mateixa energia en corrent continu i en corrent altern i la tercera correspon a un convertidor per a corrent continu d'alta tensió.
Sovint s’explica que als inicis de la distribució elèctrica (l’època de Tesla i Edison) es va optar pel corrent altern perquè era més fàcil transportar corrent altern a llargues distàncies. Aquesta explicació, que en el fons és certa, és una simplificació que ha permès entendre el sistema elèctric durant moltes dècades però, en canvi, fa difícil comprendre les noves superxarxes de transport en corrent continu. Anem a comentar unes quantes diferències:
Una línia de corrent altern amb uns determinats fils permet transportar menys energia que una de corrent continu perquè en corrent altern hi ha una pèrdua de tensió a causa de la inductància dels fils i això s’ha de compensar fent-los més grans.
En una línia de corrent altern apareix un efecte capacitiu que fa que una part del corrent que entra a un costat de la línia no surti per l’altre. Quan la línia és llarga aquest efecte és gran i hi ha una distància màxima a partir de la qual no té sentit fer la línia. Per solucionar el problema, en línies llargues cal posar subestacions intermèdies proveïdes de bobines que compensin aquest efecte. Això fa que les línies de corrent continu puguin ser molt més llargues que les de corrent altern.
El corrent que passa per una línia provoca pèrdues. Aquestes pèrdues augmenten amb la distància i són proporcionals al quadrat del corrent. Per mantenir aquestes pèrdues dins uns límits raonables el que es fa és que les línies que han de transportar molta potència a distàncies grans treballen a tensions més altes. A les centrals cal, doncs, elevar el nivell de tensió per transportar l’energia i en les zones de consum cal baixar la tensió per posar-la en els nivells raonables per al seu us final.
En corrent altern és molt fàcil canviar el nivell de tensió fent servir transformadors. En canvi, en corrent continu és complicat i car ja que són necessaris uns convertidors electrònics (que treballen amb elevades tensions i potències) que no van ser d’ús comercial fins a finals del segle XX.
Així, durant els inicis de l’electrificació i la major part del segle XX va resultar que l’única manera de transportar l’energia a grans distàncies (desenes de quilòmetres) era el corrent altern. Si s’hagués fet en corrent continu s’hauria hagut de transportar a tensions relativament baixes i, per tant, a distàncies molt més curtes.
Actualment hi ha disponibles convertidors que permeten elevar o reduir el nivell de tensió en corrent continu i fins a tensions de centenars de kilovolts. Això ha permès repensar algunes coses. Cal tenir present, però, que aquests convertidors són complicats i cars i això fa que només tingui sentit posar-ne dos a cada línia o en alguns casos tres o quatre.
Les energies renovables són altament variables i sovint ens trobem que a una zona del continent hi fa sol, en una altra bufa el vent i en una tercera hi fa molt fred i neva i els climatitzadors van al límit. Si hi haguessin xarxes transcontinentals es podria portar l’energia dels llocs on es genera als llocs on es consumeix. Però no es poden fer fàcilment línies transcontinentals en corrent altern i, en canvi, sí en corrent continu. D’aquí surt la idea de superxarxa.
Una superxarxa és una xarxa de corrent continu a molt alta tensió que uneix els nusos principals de les xarxes de corrent altern de les zones per on passa. D’aquesta manera es pot portar l’energia de les zones excedentàries a les deficitàries en forma molt eficient. Cal tenir present que, a més, en corrent continu podem controlar el flux de portència i la seva direcció, cosa que és quasi impossible en corrent altern.
Ja hi ha algunes superxarxes en expansió actualment i en aquest blog ja hem parlat de la xarxa xinesa i d’un tram alemany de la xarxa europea. També vam parlar de la proposta d’una superxarxa intercontinental.
La primera fotografia correspon a una línia de transport en corrent continu, la segona a la comparativa de les línies necessàries per transportar la mateixa energia en corrent continu i en corrent altern i la tercera correspon a un convertidor per a corrent continu d'alta tensió.
13 de maig 2019
La futura superxarxa de la Xina
Ja sabem que a la Xina tot és gros. Són molts habitants i la superfície del país també és molt gran. Però sovint ens sorprenen també per les novetats tecnològiques.
A nivell elèctric resulta que la part on hi ha més habitants i més indústria està al sud-est però, en canvi, a la zona nord-oest del país on estan les principals centrals productores. En concret hi ha algunes de les plantes solars i eòliques més grans del món. Per poder transportar l’energia en distàncies tan llargues han optat per xarxes de transport en corrent continu formant una superxarxa que tingui imbricades les actuals xarxes de transport de corrent altern. Cal tenir present que amb línies de transport de corrent altern les distàncies màximes assolibles són força més curtes que amb corrent continu que, a més, permet gaudir d’un millor rendiment.
Estem parlant de les línies de transport en corrent continu més llargues del món a unes tensions encara mai vistes. Per exemple, la línia de Xinjiang a Anhui treballarà a 1100 kV i tindrà una llargada superior als 5000 km. Evidentment, els transformadors i convertidors necessaris també són de mides mai vistes. Estem parlant de transformadors d’entre 500 i 800 tones.
Podeu llegir més informació a la revista IEEE Spectrum.
A nivell elèctric resulta que la part on hi ha més habitants i més indústria està al sud-est però, en canvi, a la zona nord-oest del país on estan les principals centrals productores. En concret hi ha algunes de les plantes solars i eòliques més grans del món. Per poder transportar l’energia en distàncies tan llargues han optat per xarxes de transport en corrent continu formant una superxarxa que tingui imbricades les actuals xarxes de transport de corrent altern. Cal tenir present que amb línies de transport de corrent altern les distàncies màximes assolibles són força més curtes que amb corrent continu que, a més, permet gaudir d’un millor rendiment.
Estem parlant de les línies de transport en corrent continu més llargues del món a unes tensions encara mai vistes. Per exemple, la línia de Xinjiang a Anhui treballarà a 1100 kV i tindrà una llargada superior als 5000 km. Evidentment, els transformadors i convertidors necessaris també són de mides mai vistes. Estem parlant de transformadors d’entre 500 i 800 tones.
Podeu llegir més informació a la revista IEEE Spectrum.
Subscriure's a:
Missatges (Atom)