Elektronóż paseczny. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Dom, gospodarstwo domowe, hobby

 Komentarze do artykułu

W artykule opisano elektryczny nóż pszczelarski, wolny od wad podobnych produktów wytwarzanych przez przemysł. Prostota konstrukcji, wykorzystanie dostępnej bazy pierwiastkowej i materiałowej daje możliwość powtórzenia jej w warunkach domowych.

Najpopularniejszym sposobem otwierania plastrów miodu podczas pompowania miodu jest odcinanie woskowych czapeczek, które uszczelniają komórki specjalnym nożem pszczelim. Tradycyjna technologia jest następująca: zestaw noży pszczelarskich zanurza się w pojemniku z wrzącą wodą - zwykle co najmniej cztery lub pięć sztuk. Wyciągają nóż, strząsają z niego wodę (dostanie się do miodu prowadzi do jego kwaśności) i szybko, aż nóż ostygnie, tnącymi ruchami otwierają plaster miodu. Otwarcie odbywa się poprzez stopienie wosku. W takim przypadku siły mechaniczne powinny być minimalne, aby uniknąć zmiażdżenia komórek. Po kilku sekundach nóż stygnie (jego temperatura staje się niższa niż temperatura topnienia wosku), więc ponownie zanurza się go w naczyniu z wrzątkiem, wyjmuje się kolejny nóż, po czym proces się powtarza. Aby uniknąć nalotu pszczół, otwiera się plaster miodu i wypompowuje miód w pomieszczeniu: w terenie jest to namiot, w warunkach stacjonarnych dowolne zaadaptowane pomieszczenie. Warunki pracy są dość trudne: wysoka temperatura ze względu na stale pracujący piec, wysoka wilgotność ze względu na obecność pojemnika z wrzącą wodą. Obecność wody na nożu i wysoka wilgotność powietrza ze względu na dużą higroskopijność miodu pogarszają jego jakość.

Niemniej jednak, pomimo wad związanych z używaniem noży pszczelich podgrzewanych we wrzącej wodzie, większość pszczelarzy preferuje tradycyjną metodę otwierania plastrów, rezygnując z pozornie wygodniejszych elektrycznych noży pszczelich produkowanych przez przemysł. Niestety przemysłowe noże elektryczne rzeczywiście nie są pozbawione „wrodzonych” wad. Tym samym nagrzewanie się ostrza noża podczas nieuchronnych przerw w pracy przekracza temperaturę wrzenia wody, dlatego wraz ze wznowieniem pracy następuje karmelizacja cukrów miodowych i przypalanie. Niewystarczająca moc grzałki oraz stosunkowo niska przewodność cieplna materiału ostrza noża powodują, że podczas pracy temperatura krawędzi tnącej spada poniżej temperatury topnienia wosku. A grzejnik z drutu nichromowego nie jest najbardziej niezawodną częścią noża elektrycznego.

W wyniku wieloletnich eksperymentów opracowałem projekt elektrycznego noża do pszczół, którego używam od ponad 10 lat. Opracowując go, wyszedłem z następujących rozważań.

1. Otwarcie plastra miodu następuje w wyniku działania termicznego na uszczelkę plastra miodu. Siły mechaniczne powinny być ograniczone do minimum, aby uniknąć fałdowania komórek. Temperatura krawędzi tnącej ostrza noża musi być wyższa od temperatury topnienia wosku (64 ^оC) uwzględniając intensywność oddawania ciepła o co najmniej 10°C, czyli około 75°C. Maksymalna temperatura ostrza noża w dowolnym trybie musi być niższa od temperatury wrzenia wody, tj. nie może przekraczać 95°C. Nie należy obawiać się przegrzania miodu - ze względu na niską przewodność cieplną miodu i wosku do temperatury powyżej 45°C, przy której niszczone są enzymy miodu, tylko cienka warstwa miodu ma bezpośredni kontakt z ostrzem noża jest podgrzewany, a są to setne i tysięczne procenta całkowitej objętości miodu, co praktycznie nie wpływa na jego jakość.

2. Aby zwiększyć produktywność, moc grzałki powinna być wystarczająco duża, a rezystancja termiczna obwodu krawędzi tnącej grzałki noża powinna być minimalna. Nóż musi być zasilany zarówno ze źródeł AC, jak i DC (akumulatory, układy elektryczne pojazdu itp.). Powinien pobierać jak największą moc z sieci, ze źródeł autonomicznych pobór mocy powinien być zmniejszony. Nóż pracuje w szerokim zakresie temperatur grzania, dzięki czemu jego moc można dyskretnie regulować.

Wymóg minimalnego oporu cieplnego można spełnić wykonując ostrze noża z materiału o wysokim przewodnictwie cieplnym. Najwyższy współczynnik przewodności cieplnej - 418,7 W / m-K - dla srebra, ale nóż wykonany z tego metalu będzie zbyt drogi. Miedź ma nieco gorszy nazwany parametr – 389,6 W/m-K. Stal całkowicie nie nadaje się na nóż elektryczny, w którym współczynnik przewodności cieplnej jest 8,5 razy mniejszy niż w przypadku miedzi. Wykonując nóż z blachy miedzianej o grubości 3 mm uzyskujemy odporność termiczną porównywalną do noża srebrnego z ostrzem o grubości 2 mm.

Nie należy obawiać się chemicznych reakcji miedzi z organicznymi kwasami miodu – nawet nasze prababcie uważały miedziane miseczki za najlepsze przybory do przyrządzania dżemów.

3. Temperatura grzałki nie powinna przekraczać 100 ^оC, a aby poprawić przenoszenie ciepła z grzałki na ostrze noża, należy zapewnić maksymalną powierzchnię styku grzałki i ostrza noża.

Na podstawie powyższego opracowano elektryczny nóż pasieczny, którego opis zwraca się do czytelników. Schemat części elektronicznej noża pokazano na ryc. 1, a projekt - na ryc. 2. Urządzenie zawiera grzałkę wykonaną z tranzystorów dużej mocy VT1-VT5 pracujących w trybie aktywnym, szczelny przekaźnik termiczny KK1 wyłączający grzałkę, gdy temperatura osiągnie 95°C oraz zespół diod Schottky'ego VD1, który jest służy do prostowania prądu przemiennego podczas pracy w warunkach stacjonarnych.

Rys.. 1

Rys.. 2

Podstawą konstrukcji noża elektrycznego jest ostrze 6, wykonane z blachy miedzianej o grubości 3 mm. Miedziana rurka 3 wygięta w kształcie litery łacińskiej Z o średnicy 8 ... 10 mm jest przylutowana do niej twardym lutem. Uchwyt 2, wykonany z materiału izolującego, jest zamocowany na rurze. Na jego końcu zamocowana jest wtyczka złącza 1 (XP1). Ona i odpowiadające jej gniazdo XS1 (na kablu przyłączeniowym) wykonane są z rozłącznego złącza ShR z pinami o średnicy 0,8...1 mm, dla którego odcięte są niezbędne fragmenty z części pinowej i gniazdowej złącza za pomocą piła do metalu.

Tranzystory 7 (VT1-VT5) są zamocowane na ostrzu za pomocą 6 śrub M3 z łbem stożkowym wkręconym w gwintowane otwory w ostrzu. Ta sama śruba została również użyta do zamocowania (poprzez przekładkę mikową) zespołu diody 9 (VD1). Przekaźnik termiczny 8 (KK1) jest dociskany do ostrza za pomocą wspornika i śrub M2 (nie pokazano na ryc. 2). Aby poprawić przenoszenie ciepła, powierzchnie styku ostrza i wymienionych części są smarowane pastą przewodzącą ciepło KPT-8.

Ponieważ statyczny współczynnik przenoszenia prądu bazy tranzystorów kompozytowych serii KT829 ma znaczną rozpiętość (normalizowana jest tylko jego minimalna wartość, równa 750), rezystory R1-R5 są dobierane dla każdego tranzystora osobno, aż prąd kolektora Otrzymuje się 1,5 A (rys. 3a). Odprowadzanie ciepła z tych rezystorów jest trudne, dlatego pożądane jest, aby rozpraszały one jak najmniej mocy. Jest to oczywiście możliwe przy dużej rezystancji rezystorów, czyli przy zastosowaniu tranzystorów o możliwie największym statycznym współczynniku przenoszenia prądu.

Rys.. 3

Wszystkie połączenia elektryczne są wykonane metodą lutowania ołowiowo-cynowego. Do połączenia z wtyczką 1 stosuje się przewód o przekroju 1 mm² w izolacji cieplnej.

Po zakończeniu instalacji części i przewody są pokryte nadmiarem autouszczelniacza 10 i zamknięte pokrywą 4. Wykonany jest z blachy miedzianej 0,6 ... W miejscu łączenia z osłoną 0,8 rurka 4 jest spłaszczana, a osłona jest piłowana w celu zapewnienia płynnego łączenia.

Przy powtarzaniu projektu zaleca się tymczasowe przymocowanie osłony do ostrza noża za pomocą śrub i nakrętek M2. Dzień później, po utwardzeniu szczeliwa, można wymienić śruby na nity miedziane z łbem stożkowym (nie można ich montować od razu - uszczelniacz wycieknie z powodu wibracji powstających podczas nitowania). Nadmiar szczeliwa jest usuwany, ostrze jest ostrzone, jak pokazano na ryc. 2 i zmiel. Nóż wykonany w ten sposób zapewnia temperaturę pracy na krawędzi tnącej niezależnie od intensywności pracy oraz eliminuje przypalanie miodu. Pokrycie mocowania warstwą uszczelniacza i zastosowanie szczelnej pokrywy eliminuje kontakt miodu z lutem zawierającym metale ciężkie.

Jak zauważono, prąd kolektora tranzystorów VT1-VT5 wynosi 1,5 A. Zatem przy napięciu zasilania 12 V każdy tranzystor zużywa (i rozprasza) moc 121 5 = 18 watów. W warunkach stacjonarnych nóż zasilany jest przez transformator obniżający napięcie T1 o mocy 150 watów. Jego uzwojenia wtórne II.1 i II.2 o napięciu 12 V każde są połączone szeregowo. Gniazdo XS1 jest połączone z uzwojeniami wtórnymi transformatora przewodem PVA 3x1,5. Podczas dokowania gniazda XS1 z wtyczką XP1 na zespole diody VD1 powstaje prostownik pełnookresowy. Zworka między pinami 2 i 3 gniazda zapewnia jednoczesne włączenie wszystkich tranzystorów, moc pobierana przez nóż wynosi 5 · 18 = 90 watów.

Podczas pracy z autonomicznego źródła zasilanie jest dostarczane do styków 1 i 2 (pobór mocy wynosi 3 18 = 54 W) lub 3 i 4 (pobór mocy wynosi 2 18 = 36 W). Zespół diod VD1 w tym przypadku służy do ochrony przed napięciem zasilającym o niewłaściwej polaryzacji.

W przypadku braku tranzystorów serii KT829 można zastosować tranzystory kompozytowe z dwóch zwykłych (ryc. 3, b). Jako VT1 wygodnie jest używać tranzystorów serii KT315, ponieważ mają one płaską obudowę i są najwygodniejsze w instalacji, ponieważ VT2 - tranzystory npn niskiej lub średniej częstotliwości w obudowie TO-220 o maksymalnej mocy rozpraszanej na kolektor co najmniej 25 W, dopuszczalne napięcie między kolektorem a emiterem co najmniej 25 V i maksymalny prąd kolektora co najmniej 3 A (KT805AM, KT805BM, KT819 z dowolnym indeksem literowym itp.). Rezystancja rezystora w obwodzie bazowym musi wynosić co najmniej 5 kOhm, w przeciwnym razie tranzystor VT1 należy wymienić na inny o wysokim współczynniku przenoszenia prądu.

Diody montażowe VD1 muszą umożliwiać prąd przewodzenia co najmniej 10 A i napięcie wsteczne co najmniej 25 V. Mogą to być zespoły domowe KD271AS, KD271VS, KD272AS, KD272VS, KD273AS, KD273VS lub pojedyncze diody o tych samych parametrach w TO- pakiet 220. Uszczelniony wyłącznik termiczny TLRS-9700 o temperaturze zadziałania +85...95 ^оPrzy prądzie przełączania 10 A można zastąpić dwa przekaźniki termiczne YC9700 lub KSD9700 prądem przełączania 5 A, włączając je w przerwę w przewodach łączących emitery grup tranzystorów ze stykami 2 i 3 wtyczki XP1.

Nóż jest dostępny do samodzielnego wykonania w domu. Lutowanie twarde może być trudne, ale operację tę można wykonać w warsztacie metalowym lub „Rembyttechnice”, w skrajnych przypadkach rurkę rękojeści można przymocować do ostrza noża za pomocą nitów.

Nóż jest łatwy w obsłudze, niezawodny i trwały.

Autor: K. Moroz

Zobacz inne artykuły Sekcja Dom, gospodarstwo domowe, hobby.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach 02.05.2024

We współczesnym rolnictwie postęp technologiczny ma na celu zwiększenie efektywności procesów pielęgnacji roślin. We Włoszech zaprezentowano innowacyjną maszynę do przerzedzania kwiatów Florix, zaprojektowaną z myślą o optymalizacji etapu zbioru. Narzędzie to zostało wyposażone w ruchome ramiona, co pozwala na łatwe dostosowanie go do potrzeb ogrodu. Operator może regulować prędkość cienkich drutów, sterując nimi z kabiny ciągnika za pomocą joysticka. Takie podejście znacznie zwiększa efektywność procesu przerzedzania kwiatów, dając możliwość indywidualnego dostosowania do specyficznych warunków ogrodu, a także odmiany i rodzaju uprawianych w nim owoców. Po dwóch latach testowania maszyny Florix na różnych rodzajach owoców wyniki były bardzo zachęcające. Rolnicy, tacy jak Filiberto Montanari, który używa maszyny Florix od kilku lat, zgłosili znaczną redukcję czasu i pracy potrzebnej do przerzedzania kwiatów. ... >>

Zaawansowany mikroskop na podczerwień 02.05.2024

Mikroskopy odgrywają ważną rolę w badaniach naukowych, umożliwiając naukowcom zagłębianie się w struktury i procesy niewidoczne dla oka. Jednak różne metody mikroskopii mają swoje ograniczenia, a wśród nich było ograniczenie rozdzielczości przy korzystaniu z zakresu podczerwieni. Jednak najnowsze osiągnięcia japońskich badaczy z Uniwersytetu Tokijskiego otwierają nowe perspektywy badania mikroświata. Naukowcy z Uniwersytetu Tokijskiego zaprezentowali nowy mikroskop, który zrewolucjonizuje możliwości mikroskopii w podczerwieni. Ten zaawansowany instrument pozwala zobaczyć wewnętrzne struktury żywych bakterii z niesamowitą wyrazistością w skali nanometrowej. Zazwyczaj ograniczenia mikroskopów średniej podczerwieni wynikają z niskiej rozdzielczości, ale najnowsze odkrycia japońskich badaczy przezwyciężają te ograniczenia. Zdaniem naukowców opracowany mikroskop umożliwia tworzenie obrazów o rozdzielczości do 120 nanometrów, czyli 30 razy większej niż rozdzielczość tradycyjnych mikroskopów. ... >>

Pułapka powietrzna na owady 01.05.2024

Rolnictwo jest jednym z kluczowych sektorów gospodarki, a zwalczanie szkodników stanowi integralną część tego procesu. Zespół naukowców z Indyjskiej Rady Badań Rolniczych i Centralnego Instytutu Badań nad Ziemniakami (ICAR-CPRI) w Shimla wymyślił innowacyjne rozwiązanie tego problemu – napędzaną wiatrem pułapkę powietrzną na owady. Urządzenie to eliminuje niedociągnięcia tradycyjnych metod zwalczania szkodników, dostarczając dane dotyczące populacji owadów w czasie rzeczywistym. Pułapka zasilana jest w całości energią wiatru, co czyni ją rozwiązaniem przyjaznym dla środowiska i niewymagającym zasilania. Jego unikalna konstrukcja umożliwia monitorowanie zarówno szkodliwych, jak i pożytecznych owadów, zapewniając pełny przegląd populacji na każdym obszarze rolniczym. „Oceniając docelowe szkodniki we właściwym czasie, możemy podjąć niezbędne środki w celu zwalczania zarówno szkodników, jak i chorób” – mówi Kapil ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum Rozrusznik genetyczny zasilany światłem 16.07.2015 Chociaż rozruszniki serca ratują wiele istnień – według statystyk ponad 3 miliony ludzi na świecie nosi takie urządzenia – ich stosowanie wiąże się z pewnymi niedogodnościami. Stymulator lub sztuczny rozrusznik pomaga przywrócić normalną częstotliwość i okresowość skurczów serca - w przeciwnym razie zaburzenia rytmu mogą prowadzić do dość poważnych konsekwencji dla całego organizmu, aż do śmierci. Ale aby rozrusznik działał, jego elektrody muszą być wszczepione w serce, przewody z nich muszą być podłączone do generatora impulsów, który wszczepia się pod skórę. Z biegiem czasu rozruszniki serca stały się mniejsze i stało się możliwe wprowadzanie elektrod z przewodami do serca za pomocą cewnika po prostu przez żyły. Jednak bez względu na to, jak mały jest stymulator i jak cienkie są jego przewody, nadal wymaga wymiany baterii, co oznacza nieuniknioną operację, choć niewielką. Ponadto przewody z elektrodami docierające do serca mogą się zużywać i co jakiś czas trzeba je wymieniać. Z drugiej strony, ze względu na konieczność przeciągania przewodów, nie możemy umieścić stymulatora w dowolnym miejscu i nie możemy wykorzystać wielu punktów do stymulacji. Samo serce nie zawsze „lubi” być pobudzane przez urządzenie zewnętrzne. Wreszcie, jeśli mówimy o dzieciach, to nie zawsze w ogóle jest możliwe założenie sztucznego rozrusznika. Udi Nussinovitch i Lior Gepstein z Technion Israel Institute of Technology opracowali rodzaj rozrusznika serca, który nie ma przewodów, elektrod, baterii i który dosłownie działa w świetle. W rzeczywistości nie ma w ogóle stymulanta w postaci urządzenia zewnętrznego – naukowcy wprowadzili do komórek serca modyfikację optogenetyczną, która umożliwiła kontrolowanie skurczów serca. Ogólne znaczenie metod optogenetycznych polega na tym, że do komórki wprowadzany jest gen światłoczułego białka - takie białko, po zintegrowaniu z błoną komórkową, otwiera kanały jonowe w błonie w odpowiedzi na impuls świetlny. A jak wiemy, to redystrybucja jonów po obu stronach membrany wytwarza impuls elektrochemiczny. Optogenetyka znalazła najszersze zastosowanie w neurobiologii: wprowadzając światłoczułe białko do neuronu, możemy dowolnie, za pomocą sygnałów świetlnych, wygenerować sygnał w łańcuchu neuronów. Ale przecież rytm serca zależy również od impulsów elektrochemicznych (przypomnijmy, że chociaż w sercu znajdują się włókna autonomicznego układu nerwowego, niektóre specjalne komórki mięśnia sercowego mogą same generować rytmiczne sygnały, tworząc tak zwany układ przewodzący serca) . I nic nie stoi na przeszkodzie wprowadzeniu do serca mechanizmu optogenetycznego. Naukowcy właśnie to zrobili: za pomocą specjalnego „udomowionego” wirusa wprowadzili do komór serca szczurów wrażliwe na światło białko ChR2 (channelrodopsyna-2), które reaguje na światło niebieskie. (Jednokomórkowe zielone algi, takie jak Chlamydomonas, wykorzystują to białko, aby znaleźć jaśniejsze miejsca.) Autorzy piszą, że mogli dostroić tętno zwierząt za pomocą niebieskich błysków. Wirus umożliwia dostarczanie białka do różnych części mięśnia sercowego, dzięki czemu można z większą wydajnością kontrolować pracę serca, ponieważ wiele komórek z różnych miejsc jednocześnie reaguje na sygnał z zewnątrz. Do „włączenia” optoproteiny nie są potrzebne żadne elektrody: niebieskie światło z zewnątrz, choć dość słabo penetruje żywe tkanki, nadal może dotrzeć do serca. Ale - tylko jeśli mówimy o szczurze. U mniej lub bardziej dużego zwierzęcia, nie wspominając o człowieku, serce leży głębiej, więc tutaj trzeba pomyśleć o tym, jak długo fala świetlna może do niego dotrzeć i odpowiednio, jakie światłoczułe białko będzie potrzebne. Obszary widma w kolorze czerwonym i podczerwonym mogą być tutaj odpowiednie, a jeśli chodzi o eksperymenty z naczelnymi, to właśnie te długości fal zostaną użyte. Warto jednak zauważyć, że istnieją inne podejścia do tworzenia bezprzewodowego rozrusznika serca. Około rok temu pisaliśmy o rozwoju pracowników Uniwersytetu Stanforda, którzy zaproponowali wspomaganie pracy rozrusznika za pomocą generatora fal elektromagnetycznych zlokalizowanego właśnie na powierzchni ciała. Inny pomysł należy do badaczy z University of Illinois w Urbana-Champaign – udało im się sprawić, by rozrusznik działał z samego mięśnia sercowego, dzięki energii jego skurczów. Ale oczywiście podejście optogenetyczne wygląda najbardziej radykalnie – w ogóle nie ma potrzeby wszczepiania żadnego urządzenia do serca.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Nowy sposób na poprawę wydajności komórek macierzystych

▪ Ameba na gumowym torze

▪ Nowe SDK do rozwoju systemów sterowania silnikami w oparciu o STM32

▪ Zestaw do obrazowania Starlight Nubia Z50S Pro

▪ Właściciele BlackBerry mogą rozmawiać za darmo

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja witryny Domofony. Wybór artykułów

▪ artykuł Szybka kolej TGV. Historia wynalazku i produkcji

▪ artykuł Co to jest świnka morska? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Bóle brzucha u dzieci. Opieka zdrowotna

▪ artykuł Programator do mikrokontrolerów AT89C51/52/55. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Oscylator kwarcowy na diodzie tunelowej. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn

www.diagram.com.ua
2000-2024