Питание автономное это: автономное питание — это… Что такое автономное питание?

Содержание

автономное питание — это… Что такое автономное питание?

автономное питание
self-contained power supply

Большой англо-русский и русско-английский словарь. 2001.

  • автономное печатающее устройство
  • автономное причаливание

Смотреть что такое «автономное питание» в других словарях:

  • автономное питание — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва] Тематики электротехника, основные понятия EN self contained supplyself contained power supply …   Справочник технического переводчика

  • автономное питание — savarankiškasis maitinimas statusas T sritis radioelektronika atitikmenys: angl. self contained supply vok.

    Einzelspeisung, f; unabhängige Stromversorgung, f rus. автономное питание, n pranc. alimentation individuelle, f …   Radioelektronikos terminų žodynas

  • ПИТАНИЕ — обеспечение электронных устройств и электроаппаратуры электроэнергией для их бесперебойного нормального и длительного функционирования. Различают энергоснабжение потребителей от централизованной энергетической системы и автономное, при этом (см.… …   Большая политехническая энциклопедия

  • Устройство заземления автоцистерн — Проверить нейтральность. На странице обсуждения должны быть подробности. Устройства заземления автоцистерн (аббревиатура УЗА) предназначены для снятия зарядов статического электричества при любых технологических о …   Википедия

  • Дозиметри́я ионизи́рующих излуче́ний — раздел прикладной ядерной физики, в котором рассматриваются свойства ионизирующих излучений, физические величины, характеризующие поле излучения и взаимодействие излучения с веществом (дозиметрические величины).

    В более узком смысле слова Д. и. и …   Медицинская энциклопедия

  • ДТС — (Digital Theatre System, DTS), многоканальная система воспроизведения цифрового звука в кинематографе. К 2001 году DTS стала одним из мировых стандартов качества кинозвука, точно воспроизводя в кинозале звукозапись, сделанную на студии. Качество… …   Энциклопедия кино

  • ТЯГОВЫЙ АГРЕГАТ — сцепленные секции локомотивов (электровозов управления) и вагонов самосвалов (думпкаров), оборудованных тяговыми электродвигателями, однотипными с двигателями электровозов, что позволяет увеличить в 2 3 раза сцепной вес и включить в состав… …   Большой энциклопедический политехнический словарь

  • ЭЛЕКТРОКАРДИОСТИМУЛЯТОР — (от электро…, греч. kardia сердце и лат. stimulo подгоняю, возбуждаю) электронный аппарат для восполнения нервно энергетич. ф ций сердечной мышцы. Э. генерирует импульсы амплитудой 5 6 В, длительностью 1 1,2 мс с частотой 60 70 импульсов в 1… …   Большой энциклопедический политехнический словарь

  • Выход в открытый космос — Космонавт Олег Котов в открытом космосе во время космического полёта МКС 22. Выход в открытый космос  работа космонавта в …   Википедия

  • Встраиваемая система — (встроенная система, англ. embedded system)  специализированная микропроцессорная система управления, концепция разработки которой заключается в том, что такая система будет работать, будучи встроенной непосредственно в устройство,… …   Википедия

  • Безэховая камера — Акустическая безэховая камера …   Википедия

Автономное питание — The virtual drink — LiveJournal

Когда я был маленький, мне запрещали иметь дело с сетью 220 В.

Из-за этого запрета я был вынужден пользоваться химическими источниками тока. А конкретно, вот такими батарейками:

Поначалу я занимался механикой и электротехникой, делал различные механизмы с электродвигателями, но питать их было нечем. Электродвигатели были примерно такие (с большим трудом нашел в Интернет фотографию двигателя):

Играться с механизмами, сделанными своими руками, было очень интересно. Но через короткое время заряд заканчивался, ведь батарейки были совсем не такие, как современные «Duracell», двигатели тоже не блистали КПД, да и конструкция, сделанная ребенком, была далека от экономичности. Выпросить у взрослых новые батарейки было непросто. Они, может, и хотели бы мне их купить, но продавались батарейки только в райцентре, ехать туда 25 км, не каждый месяц там кто-то бывал. Вот и сидел я на голодном пайке, перебирая по которому кругу использованные батарейки, стуча по ним молотком и защемляя во входной двери, чтобы хоть как-то продлить их работу.

Акумуляторы в то время я видел двух видов: что-то типа 6СТ-55, которые устанавливались в автомобили, да дисковые аккумуляторы Д-025, которые стояли в модном фонарике, заряжавшемся от сети. В нашей семье такого фонарика не было. Я знал о них лишь по той причине, что соседи отдали мне на запчасти несколько таких фонариков, в которых аккумуляторы потеряли емкость. А происходило это, по их словам, довольно быстро. В этом фонарике, кстати, был очень необычный выпрямительный элемент. Другие типы аккумуляторов видел только на картинках в книгах. Поэтому к аккумуляторам доверия не было, да и они были некой экзотикой. Оставались батарейки. Глотая слюну, я смотрел на механизмы, работающие от сети. Какое счастье, они могли работать вечно! С тех пор выработалось негативное отношение к автономному питанию.

Когда я пошел в школу, мне разрешили работать с сетью. Первое, что я сделал, это сетевой лабораторный блок питания.

Трансформатор мотал сам, и первичку, и вторичку. Железо взял от сгоревшего силового трансформатора ламповой радиолы. Выходное напряжение у меня регулировалось переключением отводов вторичной обмотки. Как вспомню, с какими трудами удавалось найти хоть что-то из материалов — ужас. Весь листовой алюминий, которым я владел большую часть детства, это была крышка от выброшенной стиральной машины «Рига». Впрочем, сейчас с материалами не сильно лучше. Трансформатор БП был закреплен полосками жести, которые прикручены к деревянному основанию гвоздями с нарезанной на них резьбой М4. Счастье, что метчики и плашки были у меня с раннего детства. Галетник – и тот наполовину самодельный. Я уже не помню, по какой причине его пришлось переделывать. Для передней панели нашел кусок синего пластика. В детстве такого пластика были большие листы, они применялись где-то в строительстве. Но обрабатывался этот пластик очень плохо, он был похож по свойствам на полиэтилен. Зато у меня был кусок фольгированного стеклотекстолита! Я вырезал на нем дорожки и установил мост на Д226 и конденсатор. Можно сказать, БП был сделан на печатной плате! Этот блок питания прослужил мне все школьные годы и по факту является самой полезной моей конструкцией в жизни. Хотя в старших классах я сделал новый БП, более мощный, но все равно пользовался в основном старым.

Был у меня еще и БП для питания ламповых конструкций (+300 В анодного и ~6.3 В накала), но это промышленная конструкция. В некоторых ламповых радиолах БП выполнялся на отдельном шасси, вот оттуда я его и взял. Был у него и корпус с панелью из той же синей пластмассы, но, увы, фото корпуса нет. Вообще, все эти фотографии делались недавно, до этого приборы десятилетия валялись в пыли чердака.

В последующие годы я делал конструкции только с сетевым питанием. Автономные приборы – это что-то неполноценное. Например, портативный магнитофон всегда хуже стационарного, а переносной приемник хуже радиолы. И хорошо еще, если магнитофон имеет сетевой блок питания. Иначе предстоят вечные мучения с батарейками, которых когда надо нет под рукой. Так же и другие приборы, например, измерительные. Признаком высокого класса является сетевое питание.

Очередной раз я столкнулся с автономным питанием в 1998 году, когда решил сделать себе щедрый подарок на 30-летие и купил на рынке портативный проигрыватель компакт-дисков Panasonic SL-S200.

В то время у меня уже был стационарный компакт-проигрыватель, сделанный из обломков автомобильного проигрывателя Sony. Корпус самодельный, блок питания и аналоговая часть самодельная, дополнительный процессор AT89C2051 для реализации ИК ДУ.

Вместе с Panasonic SL-S200 продавцы решили реализовать мне аккумуляторы GP и зарядное устройство для них. Сам Panasonic имел сетевой блок питания, но на 110 В. К нему добрые продавцы дали маленький автотрансформатор, «рыжик», как его назвали за коричневый цвет пластин. Я, конечно, пользоваться им не стал, а переделал сетевой блок питания, заменив в нем трансформатор. Корпус взял от какого-то другого адаптера, родной был слишком маленький. Только шильдик аккуратно выпилил и вклеил в свой корпус.

Еще пришлось сразу отказаться от наушников, которые шли в комплекте. Но у меня были Sony MDR-14, купленные в магазине за 16$. Вообще, интересное тогда было время – в магазине на центральном проспекте столицы официально торговали за доллары. Я дал двадцатку (а это были тогда большие деньги), из кассы мне достали сдачу – 4 единички. Аккумуляторы GP не шли ни в какое сравнение с батарейками. Тем более, заряжать их было негде – купленное зарядное устройсво при первом включении испустило дым. Так я в очередной раз разочаровался в аккумуляторах. Плейер слушал в основном дома, питая его от сети. Мобильность понадобилась только в пределах квартиры. С собой куда-то пробовал брать, но вне дома слушать музыку не хочется. Так он и провел уже более 16 лет, почти не выходя из дома.

Следующий раз, когда меня жизнь снова столкнула с автономным питанием, это покупка первой цифровой фотокамеры Nikon 2100. В комплекте шли аккумуляторы, маркированные как Nikon. Я, конечно, по привычке решил запитаться от батареек. Но был расстроен тем, как быстро они заканчиваются. На удивление, аккумуляторы работали намного дольше. Тем более, в комплекте шло быстрое зарядное устройство тоже от Nikon. Первый раз в жизни увидел что-то хорошее в аккумуляторах. Очень захотелось купить такие же аккумуляторы в качестве второго комплекта. Вряд ли Nikon делает аккумуляторы сам, скорее всего, берет у кого-то другого. Я начал пристально рассматривать продающиеся аккумуляторы. Точь-в-точь были похожими аккумуляторы Sanyo, даже буквы HR на донышке были так же выштампованы. Только на них значилась емкость 2300, а на тех, с этикеткой Nikon, 2100.

Напуганный плохими аккумуляторами GP, долго не решался купить эти Sanyo, ведь аккумуляторы – вещи не дешевые. Но все-таки купил. В жизни радость случается редко, но тут именно тот случай. Купленные аккумуляторы работали так же долго, как и родные.

Когда пришло время менять фотоаппарат, встал вопрос о зарядке 4-х аккумуляторов AA. Была сделана попытка сделать свое зарядное устройство не хуже покупного. Но эта попытка провалилась. Я не понимаю, как в таком малом габарите умещается сетевой импульсник, да еще и схема контроля зарядки индивидуально для каждого из 4-х аккумуляторов. В результате долгих размышлений была написана статья и куплено зарядное устройство Duracell за большие деньги – целых 40$.

Для фотоаппарата я купил комплект тех же аккумуляторов Sanyo, потом еще один – работали они прекрасно. Один из комплектов был очень старый, пора было менять. Но в очередной раз купленные аккумуляторы оказались совсем слабенькими – примерно раза в 3 меньше емкостью. А на вид они никак не отличались. Огорчение было огромным, ведь деньги потрачены немалые. Но что делать, аккумуляторы нужны, решил еще раз рискнуть – купил комплект Sony. И опять провал. Снова разозлился в адрес автономного питания, но фотоаппарат является тем редким исключением, когда его эксплуатация возле розетки является практически невозможной. Прочитал на форумах, что сейчас продаются сплошные подделки, невозможно купить нормальные аккумуляторы. Вычитал, что Ansmann, вроде, пока не подделывают. Купил комплект со скромной емкостью 2100 и остался доволен. Снова на уровне старых добрых Sanyo.

В зеркальной фотокамере литиевый аккумулятор. Сначала переживал по этому поводу – невозможно купить в ближайшем киоске батарейки в случае чего. Но камера настолько экономична, что вообще забыл проблему аккумулятров. Зато накамерная вспышка питается от 4-х аккумуляторов AA. Тоже нужно было что-то покупать. Проанализировал отзывы и купил снова Sanyo, но теперь новую линейку Eneloop. Оказались отличными аккумуляторами.

Еще одно устройство, где без аккумулятора никак, это мобильный телефон. Сам по себе, конечно, телефон не так уж нужен, если не работаешь диспетчером или развозчиком пиццы, но раз есть, так нужно поддерживать в рабочем состоянии. Вот и приходится регулярно покупать новые аккумуляторы. Тоже попадаются разного качества, ничего тут не поделать.

По долгу службы делал много различных электронных устройств. Но почти никогда не делал автономных. Разве что термометр, который питается от 2-х батареек AA или от сети, в связи с чем там применен SEPIC-преобразователь, который может как повышать напряжение батареек до 3.3 В, так и понижать напряжение сетевого адаптера.

К чему я клоню? В последнее время сплошь и рядом радиолюбители пытаются делать приборы с автономным питанием. Я этого не понимаю. Там же возникает куча проблем. Мало обеспечить характеристики, нужно еще обеспечить низкое потребление. Зачем себя зажимать в такие рамки? Ну а если кто-то считает, что будет использовать прибор в поле, то он автоматически ставит себя на низшую ступеньку иерархии работников отрасли: жизнь в командировках вместо работы в уютном офисе за своим собственным столом в удобном кресле.

P.S. Забыл об одном устройстве, где автономномное питание оправдано. Это часы. В результате того, что потребление маленькое, менять батарейки приходится редко (раз в несколько лет), это можно терпеть. Но есть и обратная сторона низкого энергопотребления — на таких часах в темноте ничего не видно.

Что значит автономное питание. Автономные источники питания. Резервный источник энергии для загородного дома

В этом уроке по 3D-моделированию художник Antony Ward покажет, как создать джина Серену от скетча до финального рендера.

В этом уроке я рассказываю, как создавал Серену. Целью проекта было создание яркой, запоминающейся иллюстрации, полной таинственности. При этом мы постараемся рассмотреть все базовые этапы создания иллюстрации, включая создание UV-развертки и текстурирование, а также финальный рендер, поскольку сегодня специализированных уроков по скалптингу более, чем достаточно.

01. Работаем с примитивами

Работу над персонажем можно начинать по-разному. Это может быть куб, полигон или вездесущий скалптинг. У каждого из этих способов есть свои преимущества и недостатки, но конкретно в этом случае я предпочел работать с примитивами. Если упростить человеческое тело, то его можно разбить на основные геометрические формы, начинать с которых имеет смысл.

Создайте два цилиндра, один с 10 подразделениями для левой руки, а второй с 12 подразделениями для торса. Как ни крути, а эти части анатомии человека удивительно похожи на цилиндр. Поэтому имеет смысл начинать именно с них, а не с просмуженного куба. Из куба сделайте основание головы, а из половинок двух сфер — грудь персонажа.

02. Придаем примитивам форму

Затем продолжаем работать с примитивами и вылепливаем из них более или менее человеческое тело. Сглаживаем кубик, чтобы в результате получить сферу из четырехугольников, с которой будет работать удобнее и легче всего.

Итак, мы все ближе к заветным формам, пришло время сшить отдельные куски меша, чтобы получить бесшовную геометрию. На этом этапе разумнее будет продолжить работать с половинкой меша, чтобы не проделывать одну и ту же работу дважды. Полученный результат всегда можно легко отзеркалить.

Теперь, когда у нас уже угадываются человеческие формы, пришло время сделать их более женственными путем скучного таскания вертексов. Но без этого никуда. На этом этапе можно также просмузить геометрию или перейти в режим предпросмотра сглаживания, нажав тройку на клавиатуре.

03. Добавляем руки

Создание кистей рук не должно казаться чем-то нереальным, поскольку мы создали руку с восемью подразделениями, что дает нам разрешение, необходимое для дальнейшей успешной работы.

Начнем с команды Bridge, с помощью которой прикроем дыры на запястьях, создав три вертикальных четырехугольника. Затем из них можно проэкструдить первые три пальца. Далее надо будет снова вернутся к большому пальцу и проэкструдить еще два четырехугольника, чтобы с помощью третьего экструда создать четвертый палец.

И, наконец, с помощью финального экструда основания руки создаем большой палец перед тем, как перейти к окончательной доработке кисти руки. Возможно, выглядит она очень базово, но только на первый взгляд, поскольку с этой базовой топологией мы продолжим работать дальше.

Итак, руки есть. Пора остановиться и оглянуться на проделанную работу, а также при необходимости немного подправить геометрию, придав ей более анатомически корректный вид.

04. Моделируем голову

Для дальнейшей работой над головой у геометрии явно не хватает разрешения, поэтому добавим несколько эдж лупов вокруг будущего лица. Это создаст достаточное разрешение для формирования носа и основных черт лица.

Затем эти эдж лупы надо будет продлить вверх и вниз, до подбородка. Так, мы сможем создать три отверстия, один для рта и еще парочку для глаз. Вокруг полученных отверстий нужно также создать парочку эдж лупов, с помощью которых мы будем моделировать губы и глаза джина. На этом этапе важно создать глаза, которые помогут придать векам правильные очертания.

Вокруг век также необходимо добавить несколько эдж лупов, поскольку они нам пригодятся для создания выражения лица персонажа.

Затем продолжаем работать с лицом также, как мы работали с телом, пока не создадим персонажу такое лицо, которое хотим. Далее останется только промоделить уши.

05. Уточняем позу

Итак, если общие формы Серены вас устраивают, то пора задуматься о ее позе. С одной стороны, можно создать базовый риг из джоинтов, с помощью которого можно поставить персонажа в позу. Это позволит также заанимировать персонажа. Но изначально мы нацелены именно на иллюстрацию, поэтому постараемся достичь поставленной цели максимально быстро и просто.

Просто выделите вертексы той части геометрии, которую хотите двигать, например, руки, нажмите Insert, чтобы перейти в режим работы с пивотом, и переместите его к плечу. Теперь вы можете вращать руки вокруг нового пивота практически естественным образом.

Затем необходимо немного «почистить» сцену, сделать геометрии клинап. Возможно имеет смысл промоделить персонажу мышцы в стратегических местах сгиба конечностей и пр. Неплохой идеей также станут различные детали сцены.

06. Создаем элементы сцены

Все предметы в сцене я создавал также, как и Серену. Начинал с обычных примитивов, которые затем превращал в одежду джина, украшения и книги.

Для волос джина создайте один локон, который затем сдублируйте. Создать целую шевелюру из одного меша будет довольно сложно, да и на текстурировании могут возникнуть проблемы.

При моделировании волос убедитесь, что топология всех локонов одинакова. Это нужно для того, чтобы впоследствии легко переназначить UV, что поможет неплохо сэкономить время.

07. Работаем с

UV -разверткой

На этапе нужно остановиться и задуматься о том, как вы собираетесь текстурить персонажа. Возможно для некоторых частей геометрии можно обойтись базовым шейдером? На мой взгляд начинать нужно с волос Серены. Создайте для пряди волос UV-развертку, затем перейдите в UV Texture Editor, где воспользуйтесь инструментами Unwrap и Flatten. Для начала, зафиксируйте шелл горизонтально, затем вертикально, а потом примените команду Smooth на остальные пряди волос. Благодаря тому, что топология у них одинаковая, можно воспользоваться инструментом Transfer Attributes, чтобы скопировать UV с одного локона на другой. Далее проработайте остальные части геометрии, которые собираетесь текстуририровать.

08. Ставим свет и подбираем цвета

Теперь, когда Серена поставлена в позу, а UV-развертка сделана, пришла пора задуматься о финальном рендере и освещении сцены. Для начала нужно создать, например, простенький Final Gather, поработать с цветом фона камеры или, возможно, воспользоваться мощью HDRI. Затем нужно будет создать ключевой свет, что задаст направленное освещение и тени, придав изображению глубину.

А дальше «оживляем» Серену. На этом этапе можно использовать базовые шейдера, например, начать с Blinn. Это станет неплохим стартом, а рендер будет смотреться не так скучно. Кроме того, можно также создать контровый свет, расположив светильник позади персонажа. Затем можно раскрасить и затекстурить всю остальную геометрию в сцене.

09. Рендерим пасы

Теоретически, сцену можно отрендерить и так, а затем подкрутить результат в Photoshop до получения желаемого результата. Но основной минус такого подхода заключается в том, что контроль над результатом будет весьма ограниченный. Рендер пасы позволяют редактировать финальный рендер более гибко. Например, блики можно всегда сделать более мягкими и пр.

Только представьте, что такой контроль вы будете иметь над всеми элементами сцены, что даст максимальную свободу действий для настройки финального рендера. Итак, перейдите в Render Settings, затем во вкладку Passes, где нажмите на кнопку Create New Render Pass. Дефолтные настройки каждого паса вполне подойдут. Выбранные рендер пасы сразу же появятся в списке Scene Passes.

Теперь необходимо связать их с текущим рендер слоем и начать Batch Render, поскольку обычный рендер не рендерит по пасам. После завершения рендера вы найдете в соответствующей папке массу полезных файлов.

10. Вносим финальные штрихи

Ну, а теперь пора творить волшебство в Photoshop слой за слоем. И вот теперь вы можете в полной мере проявить свою творческую жилку, поскольку работать с каждым пасом вы можете так, как только хотите. В основном, большинство пасов неплохо смотрятся в режиме смешивания Screen, пасу с тенями же больше всего подходит режим Subtract.

Теперь, когда вы находитесь в Photoshop и имеете полный контроль над ситуацией, то можете легко настраивать слои с помощью масок, кривых и пр., подчеркивая ту или иную часть финальной картинки.

Вы удивитесь, если увидите, как круто может выглядеть финальный рендер, если потратить на его настройку достаточно времени. В конце можете сравнить базовый рендер с результатом, полученным в Photoshop. Последний, несомненно, будет выглядеть намного лучше.

Хотите знать больше? Приходите на наши курсы 3D-моделирования ,

Сразу небольшая оговорка – в статье описывается процесс создания модели NPC для ЧН или ЗП. Однако для ТЧ суть остается та же, меняется лишь скелет. Как вариант, можно сделать все по статье, а потом конвертировать в ТЧ. (как легче всего это сделать, подробно описано в статье). Таким образом вы получите модели под все игры серии с минимальными усилиями.

Для удобства восприятия урок разделен на три части – «Maya», «3DS Max» и «Настройка в SDK».

Maya

Для работы вам потребуется Autodesk Maya 8.5 или Autodesk Maya 2008 с установленными плагинами из пакета X-Ray Asset Tools от bardak»а.

Начну, пожалуй, с перечисления ограничений на вашу модель. Она может быть сделана вами собственноручно, рипнута из другой игры или же была взята собственно из Сталкера, но перенесла небольшую пластическую операцию. Так или иначе, предполагается, что модель у вас есть. И есть она в формате, понимаемом Maya.

Ограничения

1. Модель должна состоять из треугольников (то есть не должно быть ни одного четырех и более угольного полигона). Если вы не уверены в соблюдении этого условия или же уверены в его невыполнении, то проделываем операцию под названием триангуляция (автоматическое разбиение модели на треугольники): выделяем модель, нажимаем кнопку Mesh , затем выбираем пункт Triangulate :

2. В модели должно быть приемлемое количество полигонов. Точного ограничения нет, но делать больше 12000 точно не стоит – лагов не избежать. Для справки, модели от GCS в среднем имеют по 6000 полигонов. Если в вашей модели много больше, чем положено, то оптимизируем ее любым удобным вам способом. Самый легкий – Mesh -> Reduce
3. Размер модели должен соответствовать естественным размерам человека. Легче всего импортировать в сцену модель NPC из игры и подогнать свою инструментом «scale»
4. Модель должна быть с UV координатами, текстурой в формате DDS и X-Ray шейдером.
5. Модель должна находиться в начале координат.
6. Перед началом привязки модели к скелету, выполняем еще одну несложную операцию:

Edit -> Delete all by type -> History

Вот, пожалуй, и все. Если вы успешно преодолели все ограничения, то можно приступать непосредственно к привязке модели.

Привязка модели

Для начала импортируем в сцену с нашей моделью визуал любого NPC из архивов игры. Удаляем меш. Таким образом, в сцене остается только ваша модель и скелет из игры. Теперь необходимо нацепить меш на скелет. Лучше всего менять именно модель, оставляя скелет неизменным, во избежание проблем с шейпами. Хотя плагин экспорта должен возвращать положения костей в исходные, происходит это почему-то не всегда, так что лучше перестраховаться).

После того, как вы подогнали форму модели под скелет (кстати, можно не удалять модель сталкера, а ориентироваться по ней, так кому-то может показаться удобней) еще раз обнуляем историю, как описано выше. Теперь, когда все приготовления окончены, нужно заставить модель деформироваться под действием скелета. А делается это так:

1. Выделяем модель и скелет, затем жмем Skin , в открывшемся списке выбираем пункт Bind Skin , нажимаем на кубик, напротив Smooth Bind :

2. В открывшемся окне делаем следующие настройки:

Все, наша модель привязана к скелету. Однако не все так радужно, как может показаться на первый взгляд – у модели кривая развесовка, то есть кости влияют на оболочку не совсем так, как надо. Чтобы вы поняли, что я имею ввиду, посмотрите на иллюстрацию:

Модель требует дополнительной настройки, однако уже на данном этапе можно проверить ее работоспособность, экспортировав в SDK и подставив в игру, как описано ниже.

3. Снова выделяем модель. Развесовка модели правится инструментом Paint Skin Weights tool , а находится он тут:

Обратите внимание, снова нажимаем на кубик, а не на надпись. Если вы все сделали правильно, то ваша модель превратится в черно-белую, а справа появится окно настроек инструмента.
Попробую вкратце объяснить принцип работы с Paint Skin Weights tool :

1. Список костей скелета, работа ведется с выделенной костью, в данном случае это «Bip01_l_clavicle».
2. Образно выражаясь, место, где можно указать радиус кисти инструмента, которой вы мазюкаете по несчастному и ее прозрачность (Opacity), если работали в фотошопе, то поймете, о чем я.
3. Четыре режима работы кисти:
3.1 Replace – заменяет значение влияния кости на вертексы, попадающие под влияние кости на заданное (произведение степени влияния на прозрачность (Opacity x Value)).
3.2 Add — добавляет к имеющемуся значению опять же произведение степени влияния помноженное на прозрачность.
3.3 Smooth – сглаживает значения. (Если простым языком, то у вас есть белое пятно на черном фоне, мазюкаем и получаем белое пятно с серыми границами)
3.4 Scale – штука опасная, не трогаем вообще.
4. Value – степень воздействия кисти (0 – черный, 1 – белый).
5. Наглядное представление влияния кости на модель.

Собственно, все. Выделяем все кости по очереди и мазюкаем кистью до получения удовлетворительных результатов. Для удобства открываем еще одно окно майки, импортируем модель из игры и смотрим, как какая кость влияет на что. Пытаемся повторить с поправкой на то, что модель у нас немного отличается. Крутим суставы, чтобы посмотреть привязку в динамике, но не забываем нажимать «Edit» — «Undo», вручную на место кости никогда не ставим.

После пары дней мучений у нас получится что-то более-менее удовлетворяющее требованиям человекоподобного существа. Выделяем меш (скелет не нужно), нажимаем File –> Export selection , выбираем формат (X-ray skeletal object ) и кнопку Export . Если все сделано правильно и по гороскопу благополучный день, то экспорт пройдет удачно (зависит именно от гороскопа, так как часто случаются рендомные вылеты, и их причина мне неизвестна).

Работа в Maya на этом закончена.

3DS Max

Сразу предупрежу – в Maya можно гораздо проще и быстрее получить удовлетворительный результат, нежели в Max, однако он более распространен и стабилен, так что попытаюсь объяснить, как сделать подобие описанных выше действий в максе.

Итак, приступим.

Вам понадобятся Autodesk 3DS Max 8 и плагин экспорта.object.
Для удобства постараюсь придерживаться структуры первой главы.

Ограничения на модель:

1. Модель должна находиться в центре координат.
2. В модели должно быть приемлемое количество полигонов, точного ограничения нет, но делать больше 12000 точно не стоит – лагов не избежать. Для справки, модели от GCS в среднем имеют по 6000 полигонов. Если в вашей модели много больше, чем положено, то оптимизируем ее любым удобным вам способом. Самый легкий – назначить модификатор «optimize», однако тогда побьются UV координаты.
3. Размер модели должен соответствовать естественным размерам человека.
4. Модель должна быть затекстурирована, на ней должен быть x-ray материал.
5. Модель должна быть представлена в режиме «Editable Mesh», для этого выделяем модель, нажимаем правой кнопкой на рабочей области, в открывшемся списке выбираем пункт Convert To и далее Convert to Editable Mesh :

Пожалуй, всё.

Небольшое лирическое отступление на тему скелетов: Существует как минимум два способа импортирования скелета из игры в 3DS Max – через OGF2SMD и через FBX . Оба способа имеют свои плюсы и минусы. Например, при добыче скелета при помощи OGF2SMD последние кости в ветках получаются очень длинными, а при помощи FBX некоторые кости получаются настолько маленькими, что очень неудобно в них потом тыкать. Я выбрал OGF2SMD.

Вообще, после импорта в 3DS Max скелета, нужно дорисовывать в конце каждой ветки еще по одной кости, но я уже сделал это за вас, так что просто берем файл из архива:

1. Загружаем «Эколог.max»
2. Нажимаем File –> Merge , (ваша модель должна быть формате.max) и импортируем будущего NPC в сцену с экологом

3. Если все сделано правильно, то ваша модель появится на том же месте (у меня — там же, где и эколог). Если нет – двигаем.
4. Выделяем эколога и удаляем его.
5. Выделяем нашу модель и назначаем ей модификатор Physique . Для этого нажимаем на непонятного вида дугу, затем на перевернутый треугольничек и в открывшемся списке выбираем сам модификатор:

6. Нажимаем на модель, затем на кость root_stalker :

В появившемся окне ничего не меняем, только нажимаем Initialize .

Все, приступаем к настройке развесовки модели. Можно использовать так называемые огибающие, но я предпочитаю аттачить по вертексам – дольше, но точнее.

Уж извините, не буду описывать принцип работы с модификатором Physique, в интерете полно статей на эту тему, например, — эта: (вас интересуют только разделы «Physique» и «Настройка вершин»).

Внимание, есть один очень важный нюанс. 3DS Max не экспортирует кость, если к ней или к последующим в иерархической структуре не привязано ни одного вертекса. То есть, надо ко всем последним костям в ветках приаттачить хотя бы по одному вертексу.

Так или иначе, после пары лет мучений, модель оказывается привязанной более-менее правильно. Так же, как и в Maya, проверяем, правильно ли деформируется оболочка, поворачивая суставы. Опять-таки, на место возвращаем их только операцией Undo (Ctrl+z), вручную никогда. В итоге, у вас должно получиться что-то вроде этого (если делали как я, по вертексам):

Настройка привязки окончена, приступаем к экспорту модели в формат .object :

1. Выделяем нашу модель.
2. Нажимаем на молоточек в правом верхнем углу экрана (1), затем кнопку More. .. (2), в открывшемся списке выбираем XRay-Export (3), затем, естественно, OK (4).

Откроются настройки экспорта. Там нажимаем Export Skin. В открывшемся окошке вводим имя модели и директорию сохранения.
Все, работа в 3DS Max закончена.

Настройка в SDK

Для работы потребуется X-Ray SDK 0.4 .
(иллюстрации, к сожалению, сняты с переведенной версии SDK — прим. ред.)

Итак, приступим:

1. Открываем АЕ (Actor Editor ), загружаем сделанную ранее модель.
2. Изучаем поле с параметрами модели:

В разделе Object (1) нас интересует лишь последнее поле, User Data (2). В нем можно прописать путь к конфигу вашей модели. Если оставить поле незаполненным, то движок игры поставит значения урона вашей модели по дефолту. Еще, как вариант, чтобы не создавать лишних бумажек, можно прописать путь к конфигу NPC в броне, схожей по характеристикам с вашей. Стандартный вид – «#include «models\capture\нужный_конфиг. ltx «.

В разделе Material необходимо настроить поля Texture . Если путь к текстуре в 3D-пакете был указан неправильно, Shader (ставим models/model, если не хотим особых изысков типа полупрозрачности; если хотим, то ставим то, что считаем нужным для достижения необходимого эффекта) и Game Mtl (тут выставляем default_objec t, опять же, если не хотим изысков).

В разделе Motions дважды щелкаем мышкой на поле напротив Motion reference , в открывшемся окне нажимаем на треугольничек возле Actors (1), затем в открывшемся списке ставим три галочки как на картинке (2). Нажимаем OK .

Деятельность специалистов по технической анимации в разных компаниях называется по-разному, но сути дела это не меняет. Они устраивают разрушения, отвечают за динамику одежды и прочие симуляции. В этом уроке мы обсудим динамику одежды персонажа на примере Фроси – героини анимационного сериала «Джинглики ».

Работу над динамикой персонажа можно условно разделить на две части: первая – это непосредственное создание динамического сетапа, вторая – симуляция одежды под конкретную анимацию.

Динамический сетап одежды помогает упростить производство. Если из шота в шот одежда на персонаже не меняется, то разумно подготовить единообразный инструментарий под различную анимацию, а дальше – нажимать на одну кнопку и смотреть, как вещи самостоятельно просчитываются солвером программы. Правда, на практике обойтись одной кнопкой обычно не получается. Каждый раз приходится подкручивать и подстраивать параметры симуляции. Тем не менее, это проще и быстрее, чем создавать одежду с нуля в каждой анимационной сцене.

Итак, займемся динамикой одежды в программе Autodesk Maya 2014 на примере персонажа Фроси.


Персонаж мультсериала «Джинглики». Фото предоставлено Open Alliance Media

Возьмем нашего персонажа и начнем поэтапно создавать динамический сетап для юбки. В программе Maya для этого используют nCloth.

Часто персонажи имеют очень детализированную и высокополигональную одежду. Чтобы увеличить скорость просчета симуляции солвером (nucleus) программы, создают прокси-объекты (proxy). В роли прокси-объектов выступают низкополигональные копии одежды, на которых как раз и просчитывается симуляция, а на основную геометрию костюма мы только передаем деформации за счет различных деформеров (deformers). Низкополигональные копии увеличивают производительность и даже могут дать более красивый результат, чем если бы мы просчитывали всю одежду полностью.

Это оригинальная юбка:


А это юбка для прокси:


Элемент одежды персонажа мультсериала «Джинглики». Фото предоставлено Open Alliance Media

Мы удалили внутренние манжеты, немного проредили сетку и очистили историю. Плотность сетки на прокси-объекте может варьироваться в зависимости от того, насколько детальную симуляцию мы хотим получить в итоге (складочки, помятости). Также при создании прокси необходимо учитывать, что для корректного просчета плотность сетки должна быть максимально равномерной. Если на одежде присутствуют декоративные элементы в виде пуговиц, бантов и прочей атрибутики, то на прокси от них тоже стоит избавляться. Возможны варианты и без удаления, но даже в этих случаях предметы должны быть реализованы в виде отдельных объектов, и считывать их надо отдельно. Например, если мы будем делать прокси штанов следующего персонажа, то пряжки, пуговицы и накладные карманы, можем абсолютно спокойно удалить.


Но вернемся к нашей Фросе и ее прокси-юбке. Пора назначить на нее nCloth. Но если мы это сделаем, то юбка уже не будет следовать за перемещением персонажа в сцене. То есть, если мы загрузим нашу героиню в анимационную сцену и подвинем ее за контрол (control), юбка останется в центре глобальных координат, так как солвер «ничего не знает» о том, что у нас есть персонаж, и это именно его юбка, и именно за ним она должна перемещаться. Чтобы это исправить, мы выделим скелет Фроси за рутовую (главную) кость, потом выделим прокси юбки, пойдем в меню animation и выберем команду Smooth Bind.


Работа над элементами одежды для персонажа мультсериала «Джинглики». Фото предоставлено Open Alliance Media

Теперь, если перемещать девочку за контролы, прокси юбки всегда будет следовать за ней. Не помешает также перекинуть «веса» с исходной юбки на прокси при помощи команды Copy Skin Weights.



Работа над элементами одежды для персонажа мультсериала «Джинглики». Фото предоставлено Open Alliance Media

Обычно в студиях, где используется динамика одежды в анимационных сценах, персонажей всегда выставляют в Т-позу, чтобы при начале просчета одежды, она всегда была в исходном положении, в котором ее смоделировали. Если поза будет отличаться от исходной, нам поможет копирование «весов» с исходной геометрии. Ведь на исходной одежде они уже прокрашены корректно – это учли еще на этапе создания рига персонажа.

Теперь можно назначить nCloth на прокси юбки. Выделяем юбку, идем в меню nDynamics и жмем на команду Create nCloth.


Работа над элементами одежды для персонажа мультсериала «Джинглики». Фото предоставлено Open Alliance Media

После этого у нас автоматически создастся солвер (nucleus) и сформируется динамика у выделенного объекта. Теперь мы можем сделать предварительные настройки для загрузки персонажа в анимационную сцену. Первое, на что стоит обратить внимание – это нода солвера, которую мы можем увидеть в аутлайнере (outliner).

Для начала надо настроить динамику по отношению к масштабу сцены. За это отвечает параметр Space Scale. В зависимости от размера персонажа по отношению к глобальному масштабу сцены, этот параметр нужно менять. В процессе использования Space Scale вы поймете, как он работает и в каких пределах его стоит выставить, чтобы подобрать значение именно под вашего героя. В моем случае он будет иметь значение 0.01.

Кроме того, следует обращать внимание на такие основные настройки, как Substeps и Max Collision Iterations. Оба параметра позволяют повысить качество просчета вашей динамики. Substeps отвечает за то, сколько промежуточных кадров будет просчитываться в межкадровом интервале. Например, если по замыслу ваш персонаж двигается очень быстро, то Substeps нужно повысить, иначе солвер не успеет просчитывать ткань, и она будет бажить. Max Collision Iterations устанавливает, сколько раз, максимум, солвер будет обращаться к вершинам вашего объекта для определения их последующего положения в пространстве. Его также стоит повышать при быстрых и сложных симуляциях. Параметр Time Scale отвечает за скорость протекания процессов при симуляции.


Работа над элементами одежды персонажа мультсериала «Джинглики». Фото предоставлено Open Alliance Media

Обычно, если вы правильно задали параметр Space Scale, то для настройки симуляции ткани можно выбрать один из пресетов и немного подкрутить его. Не будем сейчас углубляться в дебри всего, что там можно настраивать, – этому надо посвящать отдельный большой мануал. Выберем стандартный «майский» пресет. Для этого выделим прокси юбки, перейдем в Attribute Editor и нажмем в нем на кнопку Presets в верхнем правом углу, а из выпадающего списка выберем пресет tshirt, нажав команду Replace.


Работа над элементами одежды для персонажа мультсериала «Джинглики». Фото предоставлено Open Alliance Media

Этот пресет позволяет создавать стандартные ткани, типа хлопка. Кроме того, при необходимости, мы можем смешивать разные пресеты, выбирая значения в процентном соотношении.

Если теперь мы нажмем кнопку play и запустим просчет симуляции, наша юбка будет свободно падать, пролетая сквозь персонаж. Чтобы это поправить, присоединим (приконстрейним) ее к телу и создадим объекты коллизии, от которых юбка будет отрабатывать. Для этого выберем прокси юбки, перейдем в режим выделения вертексов и обозначим их на поясе. Затем выделим тело персонажа и нажмем команду Point to Surface.


Работа над элементами одежды для персонажа мультсериала «Джинглики». Фото предоставлено Open Alliance Media

Таким образом мы «оденем» юбку. Теперь, если нажать кнопку play, юбка будет прикреплена к поясу Фроси, но будет проникать внутрь. Это происходит потому, что в данный момент Maya автоматически создала объект коллизии (Passive Collider), но не включила её, а только зафиксировала юбку на объекте. Чтобы включить коллизию, выделим тело персонажа и в Attribute Editor активизируем галку collide.


Работа над элементами одежды для персонажа мультсериала «Джинглики». Фото предоставлено Open Alliance Media

Для включения в коллизию дополнительных объектов (например, рук и головы), обозначим интересующий нас объект и выберем команду Create Passive Collider.


Работа над элементами одежды для персонажа мультсериала «Джинглики». Фото предоставлено Open Alliance Media

Это создаст объект коллизии, и при выполнении данной команды галка collide установится автоматически.

Теперь нужно сделать так, чтобы исходная ткань юбки наследовала трансформации, которые будут возникать на прокси-объекте при симуляции. Для этого мы можем объединить нашу высокополигональную юбку и низкополигональную прокси. Для этого выберем сначала высокополигональную юбку, затем низкополигональную, перейдем в меню animation и там нажмем команду Wrap.


Работа над элементами одежды для персонажа мультсериала «Джинглики». Фото предоставлено Open Alliance Media

Теперь можно скрыть прокси-геометрию, нажать play и увидеть, как исходная геометрия юбки опустится на Фросю.


Работа над элементами одежды для персонажа мультсериала «Джинглики». Фото предоставлено Open Alliance Media

После этого можно сохранить нашу героиню в отдельный ассет и задействовать в анимационных сценах. В процессе использования динамического сетапа мы можем вносить правки в дефолтные настройки ткани и со временем найти наиболее оптимальные параметры, позволяющие при минимальных подстройках просчитывать одежду с учетом характера движения в большинстве анимационных сцен.

Когда работоспособная оснастка персонажа уже создана, приходит время позволить ей управлять геометрической формой персонажа. Базовая привязка достаточно проста, так как в ней большую часть работы выполняет Майя. Тем не менее, как будет продемон­ стрировано ниже, настройка весовых коэффициентов оболочки для абсолютно правиль­ ной деформации персонажа требует времени и усилий. Чтобы привязать скелет к обо­ лочке, выполните следующие действия.

1. Выделите корневой сустав скелета (Hips) . Убедитесь, что выделен именно корневой сустав, а не исполнительный элемент hipsEff . Нажав клавишу , выделите геометрическую форму тела.

2. Выберите пункт меню Skin => Bind Skin => Smoot h Bind (Оболочка => Привязать оболочку => Плавная привязка ) . В появившемся окне па­ раметров восстановите значения по умолчанию, выбрав пункт меню Edit => rese t Settings (Правка => Восстановить параметры по умолча­ нию). Параметр Max Influence s (Максимум воздействий) определяет, насколько сильно суставы могут воздействовать на данный элемент геометрической формы, а параметр Dropoff rat e (Коэффициент спада) определяет, насколько быстро по мере удаления от сустава ослабевает воздействие сустава. (Чем выше число, тем быстрее уменьшается воз­ действие.) Этому персонажу подойдет значение 5 для параметра Ма х Influences и значение 4 — для параметра Dropoff rate . И еще, проверь­ те, установлен ли флажок ColoriZe Skeleton (Раскрашивать скелет) но­ вой возможности, которая раскрашивает каждую кость скелета. Эта возможность пригодится сразу, как будут откорректированы весовые коэффициенты оболочки.

3. Щелкните на кнопке Bind Skin (Привязать оболочку), и через несколь­ ко секунд геометрическая форма будет привязана к скелету.

Теперь при перемещении управляющей оснастки, более-менее правильно де- формируясь в ответ на движение суставов, за ней должен следовать и сам Ма­

шизмо (рис. 8.30). Если значения по умолчанию не дают удовлетворительных результа­ тов (особое внимание обратите на то, работоспособны ли вообще пальцы рук и ног и подмышки), попробуйте отменить процесс создания оболочки и откорректировать пара­ метры Max Influences (Максимум воздействий) и Dropoff rat e (Коэффициент спада). В качестве руководства можно использовать имеющийся на компакт-диске файл

MachismoSkinStart.mа.

К сожалению, создание плавной привязки — это простой процесс, который не соот­ ветствует требующей большей точности работе по настройке деформирования геометри­ ческой формы персонажа. Для создания работоспособного персонажа обязательно сле­ дует изменить весовые коэффициенты оболочки. Именно этот процесс является одним из самых утомительных и потенциально разочаровывающих этапов создания оснастки персонажа. Хотя само по себе изменение весовых коэффициентов оболочки в Maya до­ вольно просто, осуществить это для персонажа с десятками суставов — все же длитель­ ная и сложная задача, особенно если учесть одно только количество перекрестных связей между различными суставами.

Откорректировать весовые коэффициенты оболочки можно несколькими способами, наиболее наглядный из которых сводится к использованию ин­

струмента Paint Skin Weight s (Нанесение поверхностных весовых коэффициентов), по­ зволяющего виртуальной кистью корректировать имеющееся распределение весовых ко­ эффициентов и сразу же видеть результат сделанных изменений. В Maya 8 существует обратная цветовая связь, демонстрирующая с помощью цвета воздействие на оболочку всех суставов, что упрощает точную настройку. На рис. 8.31 представлена оболочка Ма­ шизмо с многоцветным отображением воздействий. Кроме того, в режиме нанесения ве­ совых коэффициентов еще можно поворачивать суставы, что существенно ускоряет на­ несение весовых коэффициентов, поскольку отпадает необходимость в переключении между инструментами поворота и нанесения коэффициентов.

Рис. 8.31. Многоцветное отображение воздействий на геометрической форме Машизмо

Чтобы перейти в режим нанесения весовых коэффициентов, выделите геометри­ ческую оболочку Машизм о и выберите из набора меню Animatio n (Анимация) пункт Ski n => Edit Smoot h Ski n => Paint Ski n Weight s Too l (Оболочк а => Редактировать гладкую оболочку => Инструмент нанесения поверхностных весовых коэффициен ­ тов ). Открывшееся окно параметров инструмента (рис. 8.32), кроме множества содержащихся в нем параметров, позволяет выбрать сустав, для которого следует наносить коэффициент ы воздействия. В нижней части окна, если прокрутить вклад­

ку Displa y (Представление) вниз, можно установить флажо к Multi-Colo r Feedbac k

(Многоцветная обратная связь), чтобы увидеть, как цвет кожи Машизм о отражает коэффициент ы каждого сустава.

Основная процедура нанесения весовых коэффициентов на оболочку (или окраши­ вания оболочки) такова: выберите конкретный сустав (например, сустав пальца) и затем наносите коэффициенты.

Puc. Окно параметров инстру­ мента Paint Skin Weights

При этом кнопки-переключатели позволяют добавлять (Add) , заменять (replace) или сглаживать (Smooth) весовые коэффициенты. (Также имеется возможность масштаби­ ровать (Scale) коэффициенты, но к ней прибегают редко.) В режиме добавления к коэф­ фициентам воздействия выбранного сустава на оболочку прибавляется определенное значение, определяемое как произведение значений параметров Value (Значение) и Opacity (Непрозрачность). Если оба указанных параметра равны 1, то к воздействию сустава на обрабатываемые вершины прибавляется полное воздействие (значение 1). Если же они оба равны 0, то коэффициенты воздействия не изменяются, так как прибав­ ление 0 не изменяет значения коэффициентов. В режиме замены старые весовые коэф­ фициенты заменяются новыми, вычисляемыми так же, как и в режиме добавления. Сглаживание сближает значения весовых коэффициентов воздействия различных суста­ вов на вершину: если некоторое воздействие одного сустава на контрольную вершину со­ ставляет 0. 8, а воздействие другого сустава на нее же — 0 .2, то в результате полного сглаживания оба коэффициента будут близки к 0.5. При нанесении весовых коэффици­ ентов операция замены опасна тем, что суммарный весовой коэффициент некоторых то­ чек оболочки может стать меньше 1.0 и они не будут вытягиваться на 100% вслед за движением скелета, а это уже чревато «отставанием» части оболочки при анимации пер­ сонажа. Таким образом, при нанесении весовых коэффициентов ограничимся использо­ ванием только операций Ad d (Добавить) и Smoot h (Сгладить) везде, где это возможно.

Для начала в окне Tool Settings (Параметры инструмента) выберите сустав Left- Forearm, а затем перейдите в режим поворота, щелкнув на нем средней кнопкой мыши. Согните сустав LeftForear m (для этого с помощью средней кнопки мыши перемещайте одну из его осей вращения) так, чтобы в области локтя только образовались складки, не допуская при этом частичного наложения оболочки, которое затруднит нанесение весо­ вых коэффициентов. Согнутый сустав показан на рис. 8.33. (Чтобы в конце можно было вернуть все в прежнее состояние, не забудьте записать исходные значения углов враще­ ния сустава, если только они не равны 0.) Выберите инструмент Paint Ski n Weight s

(Нанесение поверхностных весовых коэффициентов) (для его повторного выбора можно нажать клавишу ) , установите переключатель Paint Operatio n (Окрашивание) в по­ ложение Ad d (Добавить), а для параметров Valu e (Значение) и Opacit y (Непроз­ рачность) с помощью ползунков установите значения 0 .4 и 0 . 3 соответственно. При таких значениях параметров изменения весовых коэффициентов оболочки будут до­ вольно незначительными, что и требуется для того, чтобы не создавать никаких неод- нородностей при наложении влияний сразу нескольких суставов. При слишком боль­ шом размере кисти (красная окружность над геометрической формой), нажав клавишу

, протащите указатель мыши над геометрической формой оболочки, чтобы уста­ новить более подходящий размер.

Переключитесь в режим нанесения коэффициентов, щелкнув левой кнопкой мыши в любой точке геометрической формы, а затем, нанося весовые коэффициенты на нижнюю внутреннюю часть локтя, увеличьте воздействие локтевого сустава на предплечье, уве­ личивая таким образом внутренние складки в области локтя. Переключаясь в обоих на­ правлениях между суставами LeftArmrol l и LeftForearm, увеличивайте воздействие каждого из них до образования складок. Этим же методом на обратной стороне руки можно создать и более выраженный внешний локоть. Увеличение воздействий суставов на указанную область может сделать обратную сторону локтя слишком острой. Чтобы сгладить ее, измените режим на Smoot h (Сгладить) и наносите коэффициенты до тех пор, пока не получится удовлетворительный результат. (Можно заметить, что сглажива­ ние более эффективно работает при больших значениях параметра Opacity (Непрозрачность).) По окончании локоть с только что созданными на нем складками должен выглядеть так, как на рис. 8.34. Как только будет получен окончательный вари­ ант области локтя, выделите сустав LeftForeAr m и верните его в исходное положение, восстановив ранее записанные значения вращений. (Чтобы вернуть все суставы в исход­ ную позу привязки, выделите скелет и выберите пункт меню Skeleto n => Full Body IK =>

Go To Stanc e Pos e (Скелет => Инверсная кинематика всего тела => Перейти к стацио­ нарной позе).)

Выбрать сустав, для которого будет выполняться корректировка весовых коэффициентов, можно так: щелкните над ним правой кнопкой мыши и, не отпуская кнопку, выберите в появившемся контекстном меню пункт Paint Skin Weights (Нанесение поверхностных весо­ вых коэффициентов). По сравнению с выбором сустава в окне параметров инструмента это действительно ускоряет процесс нанесения весовых коэффициентов.

А теперь самое занятное: повторите процесс нанесения весовых коэффициентов для каждого элемента тела Машизмо! Это займет много времени, да И вообще получение аб­ солютно правильных весовых коэффициентов оболочки в некотором роде целое искус­ ство; поэтому непременно сохраняйте различные версии файла сцены, чтобы в случае че­ го можно было вернуться к предыдущим версиям. Вот несколько ценных указаний по процессу нанесения весовых коэффициентов.

Чтобы многоцветное отображение воздействий стало полезным при нанесении весо­ вых коэффициентов в областях с воздействием нескольких суставов, например в об­ ластях пальцев, подмышек или верхних частей ног/бедер, сначала необходимо при­ выкнуть к цветам, соответствующим разными суставам.

Дл я крайне трудных областей (например, подмышек) немного согните первый сус­ тав, коррекцией весовых коэффициентов добейтесь правильного вида и только по­ том сгибайте область дальше и повторно корректируйте весовые коэффициенты.

Рис. 8.33. Сгиб локтя для на­ несения весовых коэффици-

ентов

Рис. 8.34. Согнутый локоть с применен­ ными откорректированными весовыми коэффициентами оболочки

При проверке правильности весовых коэффициентов обязательно поворачивайте суставы во всех направлениях, в которых они только могут вращаться. Персонаж может выглядеть хорошо, если сустав повернут вокруг оси X, а при повороте того же сустава вокруг оси Z — ужасно.

Для областей, которые могут при сгибе тесно примыкать друг к другу (пальцы рук, колени, локти), обязательно корректируйте весовые коэффициенты для всего диапа­ зона движений персонажа. Попробуйте согнуть сустав частично, откорректировать коэффициенты, а затем согните еще и снова откорректируйте, согните до конца, а за-

‘ тем выполните завершающую корректировку.

Регулярно проверяйте получаемую оснастку на временных версиях сцены, а также передавайте эти временные версии для проверки другим. По мере выполнения пер­ сонажем полных движений начнут проявляться разнообразные небольшие проблемы весовых коэффициентов оболочки, и гораздо лучше решить их сейчас, чем в середине процесса анимации сцены.

Области, которые не должны деформироваться, можно закрасить кистью со значени­ ем 1 для воздействия одного сустава. Например, для головы это сустав head4. Таким образом, без нанесения весовых коэффициентов для каждого отдельного сустава бу­ дет устранено воздействие остальных суставов, например суставов шеи. Чтобы за­ полнить геометрическую форму, выберите режим replac e (Заменить) (именно в та­ ких случаях стоит использовать этот режим), установите значения параметров Valu e (Значение) и Opacity (Непрозрачность) равными 1 и щелкните на кнопке Flood (Заполнить).

Обязательно записывайте атрибуты перемещения и вращения каждого перемещае­ мого сустава или Маркера исполнительного элемента. Закончив нанесение весовых коэффициентов на оболочку, их следует в точности вернуть в исходные положения, а записать значения гораздо безопаснее, чем пытаться их запомнить. Несмотря на то

что операция Go To Bind Pose (Перейти в позу привязки) или Go To Stance Pose (Перейти к стационарной позе) обычно срабатывает, иногда она все-таки не возвра­ щает исходные значения атрибутов суставов.

Когда корректировка весовых коэффициентов модели будет закончена, от зна­ ния того, что теперь есть подобающим образом привязанный и безошибочно

правильно двигающийся при поворотах различных суставов персонаж, должно появить­ ся определенное чувство гордости. Рассмотреть оснастку с полностью откорректирован­ ными весовыми коэффициентами можно, воспользовавшись имеющимся на компакт- диске файлом MachismoWeighted.ma.

Резюме

В этой главе рассмотрены все основы создания оснастки персонажа: от создания стандартного двуногого скелета с должным образом выровненными осями вращения до управляющей оснастки с использованием инверсной кинематики всего тела и после­ дующим созданием оболочки самого персонажа. Выполнение всех упражнений этой гла­ вы придаст уверенность на пути к созданию собственных оснасток персонажей. Однако не забывайте основное правило художника по постановке персонажей: обращать внима­ ние на каждую деталь и именовать каждый элемент оснастки!

У вас есть эскизы по созданию трехмерного персонажа, которую вы готовы воплотить в жизнь.

С чего начать? В первую очередь необходимо продумать варианты моделирования. А они могут быть следующими. Вы можете создать low-poly модель в Maya, а затем натянуть на нее хорошо детализированную текстуру. Другой вариант заключается в том, что вы можете создавать свою модель в какой-либо программе скульптинга, сделать ее ретопологию и затем экспортировать в Maya для дальнейшей работы.

Именно второй вариант работы я использовала в своем дипломном проекте по созданию персонажа Учителя. Расскажу подробнее. Для скульптурной лепки я применила программу от Pixologic Z-Вrush. Для начала были использованы Z-Spheres, с помощью которых удалось быстро создать общий вид персонажа.

Затем с помощью различных скульптурных кистей, таких как Move, Smooth, Clay, Inflat, Pinch, Standart и других был вылеплен сам персонаж. На этом этапе вы должны применить все свои творческие способности. Представьте себя скульптором и творите!

Работа над одеждой персонажа шла примерно по тому же пути, только не были использованы Z-Spheres, а использовалась маска и опция Extrude. Т.е. на самом персонаже маской рисовалась одежда, а потом экструдировалась. Далее с помощью скульптурных кистей одежде придавалась форма и детали.

Единственная проблема заключалась в том, что модель получилось многополигональной и с неровной топологией. В Z-Brush модель насчитывает более 9 млн. полигонов. Форма полигонов хоть и четырехугольная, но расположены они не по определенной системе, а произвольно. Я имею ввиду, что на местах сгибов нет необходимых лупов, топология лица не соответствует топологии лица необходимой для анимации. Понятно, что для статичных картинок можно было бы так все и оставить, но я предполагала анимировать своего героя.

Отсюда вывод, о необходимости создания ретопологии. Конечно, данную операцию можно было осуществить в Z-Brush, но, честно говоря, данный инструмент в версии 3.5R (а именно этой версией я пользовалась) работает не лучшим образом. Удобным инструментом ретопологии является программа TopoGun. В нее экспортируется модель в формате *.obj, по которой делается ретопология. Причем хочу заметить, что данная программа используется только для создания новой сетки, инструментарий минимальный и хорошо продуманный.

Соглашусь с критикой тех, кто выразит свое «фи» касательно топологии тела персонажа. В свое оправдание могу сказать, что сверху был надет фрак, сетка которого была создана по всем правилам.

Но хочу привести пример более правильной сетки. Это один из вариантов для дипломного проекта. Да, да! У меня было несколько вариантов.

Итак, после того, как была сделана ретопология, модель персонажа экспортировалась в Maya. B Maya были созданы ногти, челюсть, язык, волосы персонажа.

Ногти, челюсть и язык были созданы при помощи полигонов, которые затем были конвертированы в поверхности подразбиения.

Что касается волос. Волосы созданы при помощи встроенного модуля Fur. Хотя изначально я рассматривала три варианта создания волос:

  • использование полигональной модели с материалом Anisotropic;
  • использование встроенного модуля Hair;
  • использование встроенного модуля Fur

Все три варианта были воплощены в жизнь, но выбор был остановлен на модуле Fur.

Полигональная модель отпала из-за отсутствия живости и движения, а модуль Hair отпал из-за длительного просчета динамики. На рисунке представлены варианты создания волос (слева направо: hair, polygons, fur)

Модель была готова. Но впереди оставалось еще много работы, о которой я расскажу в следующих уроках.

Питание кормящей мамы / Государственное бюджетное учреждение здравоохранения Ямало-Ненецкого автономного округа «Лабытнангская городская больница»

Есть мнение, что кормление грудью привносит в жизнь женщины множество ограничений. В том числе, до сих пор зачастую можно встретить различные строгие предписания, касающиеся питания кормящей мамы. По этой причине, некоторые женщины даже отказываются от кормления грудью своего ребенка, опасаясь не справиться с рекомендованной диетой. 
Все мамы понимают, что питаться во время грудного вскармливания желательно разнообразно, используя здоровую пищу. При этом большинство женщин в России, согласно нашему опросу, считают, что это сопряжено со сложным процессом приготовления еды и трудным выбором продуктов для своего питания. Однако, опыт зарубежных специалистов в области диетологии кормящих женщин показывает, что здоровой и питательной может быть даже та еда, которая широко доступна для всех и не требует трудозатрат при ее приготовлении. Например, Международная Молочная Лига упоминает в качестве таких продуктов сыр, йогурт, цельнозерновой хлеб или крекеры, томаты и брюссельскую капусту, свежие фрукты, целые или нарезанные овощи, яйца, орехи. С точки зрения питательной ценности несколько небольших перекусов подобной едой могут быть равноценны трем полноценным приемам пищи. Поэтому для кормящей мамы может быть удобным брать с собой тарелку со здоровым перекусом каждый раз, когда она устраивается кормить своего малыша, вместо того, чтобы готовить много еды на несколько основных приема пищи. 
Еда для кормящей мамы должна быть: 
• здоровой — например, цельнозерновые продукты, продукты, характерные для местности, в которой проживает семья, свежие фрукты и овощи, мясные продукты без излишнего добавления специй и пр.; 
• высококалорийной — например, молочные и мясные продукты с нормальным содержанием жира, растительные масла и пр.; 
• такой, чтобы мама могла держать ее одной рукой, а второй поддерживать малыша — например, бутерброды, печенье, крекеры, фрукты, нарезанные и цельные овощи и пр.; 
• легкой в приготовлении — чтобы ее можно было заморозить или несколько раз подогреть, не скоропортящейся. 
Несмотря на то, что общепринятая рекомендация – это потребление кормящей женщиной 2700 ккал в сутки (что на 500 ккал больше, чем для небеременной и некормящей женщины), некоторые исследования показали, что в среднем во время лактации женщины на самом деле употребляют между 2200, и 2640 ккал в сутки, сохраняя при этом прекрасное самочувствие, поддерживая свой нормальный вес и вырабатывая необходимое количество молока оптимального для ребенка состава. Минимально приемлемым для кормящей мамы уровнем потребления энергии считается 1800 ккал в день. Однако, мамам, которые придерживаются такого уровня калорий в день, рекомендуется выбирать продукты с высокой пищевой ценностью и задуматься о дополнительных источниках витаминов и минералов в своем рационе. 
Поскольку большинство мам не подсчитывают калории в своем рационе систематически, можно дать им простой совет – довериться своему аппетиту и постараться есть каждый раз, когда они чувствуют голод. 
Если мама придерживается адекватного рациона питания и не имеет вредных пищевых привычек, то у нее нет нужды менять что-то во время грудного вскармливания. Не существует продуктов, которые обязательно должны присутствовать в рационе кормящей женщины, как например, самый популярный в России миф – про непременное присутствие в дневном рационе кормящей мамы чая с молоком. Так же нет и таких продуктов, которые стоило бы исключить в обязательном порядке всем кормящим мамам. Хотя всегда есть исключения, большинство кормящих мам отмечают, что в умеренных количествах они могут употреблять почти все свои любимые блюда, включая шоколад и пряную пищу, без каких-либо негативных последствий для ребенка или лактации. 
Помимо всего прочего, мамина разнообразная диета может быть преимуществом для ее ребенка, т.к. блюда, которые ест мама, влияют на аромат и привкус молока, предоставляя тем самым малышу разнообразие вкусов и подготавливая его к получению прикормов с семейного стола в свое время. Есть исследования, согласно которым, молоко кормящих мам через 1-2 часа после того, как они  употребляли в пищу чеснок в натуральном виде, приобретало легкий чесночный запах. Однако при кормлении дети не показывали признаков беспокойства, а наоборот с большей охотой сосали грудь и высасывали большее молока за кормление. Таким образом, разнообразие вкусов грудного молока может положительно повлиять на вкусовые предпочтения ребенка в будущем — благодаря грудному вскармливанию дети обычно одинаково хорошо едят разный прикорм. 
Итак, большинство мам может питаться, придерживаясь своего обычного рациона. Но несмотря на это, до сих пор встречаются бессмысленные рекомендации по жесткому ограничению диеты для кормящих мам; а мамы, каждый раз при признаках беспокойства со стороны малыша, начинают думать, что причина в том, что они «съели что-то не то». Хотя в большинстве культур кормящим мамам рекомендуют избегать определённых продуктов, эти продукты сильно отличаются в зависимости от местности. Например, китаянки и женщины юго-восточной Азии стараются избегать холодных напитков, считая, что они вредны для их детей; испанкам советуют избегать употребления чили, томатов и свинины во время кормления грудью, а некоторые афроамериканки не едят лук. В Австралии кормящие мамы настороженно относятся к капусте, шоколаду, бобовым, луку и острой еде, так как, по их мнению, именно эти продукты вызывают колики, газообразование, диарею и сыпь у детей на грудном вскармливании. 
У некоторых малышей действительно можно заметить индивидуальную реакцию на отдельные продукты в рационе их мам. Однако продукты, которые вызывают реакцию, отличаются для каждой пары мама-малыш. В связи с этим не имеет смысла рекомендовать маме избегать какого-либо стандартного набора продуктов, ведь в подавляющем большинстве случаев жесткое ограничение обычного рациона питания мамы не уменьшит беспокойства у малыша. 
По данным ряда авторов, газообразование мамы не влияет на газообразование ребенка, так как в основном газ в кишечнике мамы образуется вследствие взаимодействия клетчатки и кишечных бактерий. Ни газ, ни клетчатка не проникают в грудное молоко. Точно так же высококислотные продукты не меняют уровень pH грудного молока. 
При решении о включении того или иного продукта в питание кормящей женщины, важно учесть и аллергический анамнез семьи. Если у одного из родителей есть пищевая аллергия, то вероятность развития аллергии у ребенка составляет около 30%, а если оба родителя страдают аллергией, то шансы ребенка унаследовать склонность к аллергическим реакциям уже 60%. 
Проявления пищевой аллергии могут появляться не сразу, а с течением времени. В связи с этим, при подозрении на склонность к пищевой аллергии у малыша, кормящей маме желательно вести пищевой дневник, то есть, записывать то, чем она обычно питается. В случае, если у ребенка обнаруживается какая-либо реакция аллергического характера, кормящая женщина может убирать по 1-2 продукта из своего рациона согласно пищевому дневнику как минимум на две-три недели и следить за реакцией ребенка, чтобы определить аллерген. 
Наиболее распространенными пищевыми аллергенами являются белковые продукты. К ним относятся молоко, соя, яичный белок, рыба, пшеница, орехи, кукуруза, цитрусы, помидоры, некоторые специи. Исследования зарегистрировали, что молекулы белков могут целиком проникать в грудное молоко. Для большинства детей подобное попадание белков не представляет проблемы, но иногда оно может вызывать реакцию у деток с предрасположенностью к аллергии. 
Стоит также иметь в виду, что еда или лекарства, которые употребляет мама, могут влиять на цвет молока из-за естественных или искусственных красителей, которые содержатся в данных продуктах, и, соответственно, может меняться цвет мочи ребенка. Обычно это никак не влияет на самочувствие малыша. 
И все-таки, если ребенок склонен реагировать на некоторые продукты из рациона мамы, то как может выражаться реакция? 
• беспокойство во время или после кормления, 
• безутешный плач в течении продолжительного времени, 
• нарушения сна, 
• неожиданное пробуждение с очевидным дискомфортом, 
• диарея, 
• кровь в стуле, 
• сухость кожи, 
• экзема, дерматит, сыпь,

крапивница, 
• заложенность носа или сопливость, 
• тяжелое или хриплое дыхание, 
• кашель. 
При этом нужно помнить, что более вероятна реакция на то, что ребенок получает непосредственно, а не из маминого молока — поскольку иногда мамы дают детям различные чаи, жидкости, лекарства, дополнительное питание, что, в свою очередь, может провоцировать реакцию со стороны ребенка. Если реакция у малыша на грудном вскармливании началась именно после введения каких-то дополнительных препаратов, жидкостей или питания, можно исключить эти продукты из рациона ребенка как минимум на неделю или дольше, если только эти вещества не назначены врачом по медицинским показаниям. 
#нацпроектдемография89
#ГБУЗЯНАОЛабытнангскаягородскаябольница

Автономные системы — Решения | CyberPower

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ СРЕДА

Если питание от энергосети недоступно, CyberPower может выступать в качестве собственного поставщика электроэнергии. Высокоэффективное солнечное зарядное устройство CyberPower поставляет максимальное напряжение для зарядки аккумулятора и оснащено надежным автономным инвертором, который преобразует энергию батареи для питания электрических приборов, благодаря чему обеспечивается самодостаточная система электропитания, независимая от обычной электрической сети.

Ограничение ответственности: Этот сценарий представлен только для справки. Для настройки системы обратитесь в службу технической поддержки.

Ограничение ответственности: Этот сценарий представлен только для справки. Для настройки системы обратитесь в службу технической поддержки.

КЛЮЧЕВЫЕ ПРЕИМУЩЕСТВА

Солнечные энергетические системы

НАДЕЖНОСТЬ СИСТЕМЫ
  • Высокая эффективность энергии

    Гарантирует высокоэффективную и экономичную ФЭ систему.

  • Целесообразная экономия энергозатрат

    Повышает мощность аккумуляторов, когда электроприборы находятся в режиме ожидания.

АДАПТИРУЕМОСТЬ СИСТЕМЫ
  • Наружное использование

    Для моделей, совместимых с IP65, с прочным корпусом возможна установка как внутри, так и вне помещений.

НЕПРЕРЫВНОСТЬ ПИТАНИЯ
  • Чистый выходной синусоидальный сигнал

    Обеспечивает чистую и постоянную мощность немодулированного синусоидального сигнала для применения как в жилых, так и в коммерческих помещениях.

  • Высокая сопротивляемость броскам тока

    Выдерживает высокий бросок пускового тока, чтобы избежать перегрузки при подаче питания на устройства с двигателями.

  • Совместимость с генератором

    Модели, совместимые с генераторами, обеспечивают продолжительность эксплуатации системы, используя генератор в качестве альтернативного резервного питания.

СЕРТИФИКАЦИЯ

  • ENERGY STAR®

    Отвечает строгим рекомендациям по эффективности ENERGY STAR® в целях защиты окружающей среды и экономии энергии.

    Больше
  • Совместимость с Cisco

    Согласно сертификату совместим с сетью Cisco и другими устройствами с поддержкой Cisco для оптимизации производительности и снижения затрат на электроэнергию.

    Больше
  • VMware READY™

    Программное обеспечение PowerPanel® Business Edition, сертифицированное VMware Ready ™, позволяет использовать виртуальные приложения на серверах VMware, обеспечивая мониторинг состояния питания, управление, корректное выключение и уведомление о нарушениях энергоснабжения в режиме реального времени.

Экспертный узел энергетического решения

В списке Data Center 100 и в Топ 20 поставщиков инфраструктуры по итогам CRN

Быстро развивающийся в среде корпоративных решений

Технология энергосбережения GreenPower UPS™

Расширение бизнеса на европейский рынок

Учреждена собственная лаборатория мирового уровня

Лидеры рынка после Интернет-революции

Начало ведения бизнеса в США

Взяв курс на достижение успеха за счет применения самых передовых технологий в ИБП системах, CyberPower снискала значительный успех в США и Европе, и на сегодняшний день продолжает предоставлять свои услуги во всем мире. С помощью команды инженеров выдающегося мастерства и за счет применения стандартов качества CyberPower стала лидером, как одна из самых быстро развивающихся компаний-производителей систем защиты источников электропитания в сфере ИТ.
  • Более 100 дистрибьюторов и розничных торговых точек по всему миру
  • С 2013 года три раза подряд входила в рейтинг Data Center 100 и в Топ-20 поставщиков инфраструктуры по итогам CRN
CRN — главный источник новостей для системных интеграторов и ИТ-канал — признала CyberPower одним из главнейших продавцов услуг для центров обработки данных, поставляющим инструменты резервного копирования, виртуальные решения и облачный хостинг, с точки зрения эффективности и экологичности.
  • Получила первое в мире свидетельство Energy Star от группы CSA и была награждена званием производителя энергоэффективных ИТ-систем по итогам Green IT Best Practice Award 2012
  • Запустила продуктовую линейку ИБП систем Datacenter и добилась программной совместимости с важнейшими партнерами в области виртуализационных технологий, среди которых VMware, Hyper-V, Red Hat, и Citrix
За годы практической плодотворной деятельности в сфере систем защиты энергопитания CyberPower получила признание как специалист в области корпоративных решений.
  • Открыла офис в Японии и начала осуществлять продажи через каналы в Австралии с целью расширения своего бизнес-присутствия в Азиатско-Тихоокеанском регионе
  • CyberPower сделала первое публичное предложение (ППП) акций на Тайваньской фондовой бирже
Технология GreenPower UPS™ от CyberPower представляет собой многосторонний усовершенствованный проект в сфере энергосбережения, обеспечивающий повышение эффективность эксплуатации и снижение уровня потребления неиспользованной энергии.
  • Выпустила первый высокочастотный энергосберегающий ИБП с технологией повышенной эффективности
  • Признана «Лучшим Новым Продавцом Года» по мнению Ingram Micro — самого крупного в мире дистрибьютора компьютеров и продуктов высоких технологий
Розничный бизнес CyberPower продолжает стремительно развиваться в США с последующим распространением на европейский рынок.
  • Разработан и выпущен ИБП DC для сферы телекоммуникаций
  • Начало сотрудничества с крупнейшим в мире дистрибьютором ИТ-технологий и поставщиком глобальных сетевых технологий — Tech Data и Tellabs
CyberPower продолжает развивать свои возможности в сфере научно-исследовательской деятельности, открывая собственные лаборатории
  • Прошла сертификацию либоратории «UL» на предоставления услуг усовершенствованной тестовой среды
  • Выполнены испытания на безопасность, получена сертификация EMI и пройдено предварительное тестирование для активизации разработок и повышения инженерного мастерства
CyberPower была признана первым в мире «Продавцом ИБП, совместимым с Microsoft Windows 98». После чего все ИБП, которые производила компания, были совместимы с Microsoft OS, что свидетельствовало о критических исследованиях, проводимых CyberPower на предмет существующих тенденций и нашей способности адаптировать и принять новую технологию.
  • Выпустила ИБП Power98 — первый ИБП, разработанный для совместимости с Windows 98
  • Продукция компании появилась в крупнейших мировых и мультинациональных розничных торговых сетях: Walmart, BestBuy и Fry’s

Благодаря своей специализации в области систем защиты энергопитания и резервных батарей, CyberPower сделала свой вклад в развитие сферы ИБП на американском рынке.

Велотренажер с автономным питанием BIKE 900 DOMYOS

ИСТОРИЯ ВЕЛОТРЕНАЖЕРА EB 900

«Провод слишком короткий», «Провод слишком длинный, я путаюсь в проводе», «Я не могу поставить его на террасу, потому что там нет розетки» или просто «Ах, нужно было подключить, я не знал!» Слушая наших спортсменов, мы пришли к идее использовать велотренажер с автономным питанием.
В 2018 году мы полностью оснастили велотренажер 500, затем использовали наработки в модели BIKE 900! Лучшая модель серии!

РАЗМЕР И ВЕС

Вес изделия + Упаковка: 49,9 кг
Вес изделия: 42 кг
Размеры изделия: 1,18 x 0,56 x 1,70
Размеры упаковки: 1,01 x 0,32 x 0,66 м

ИНСТРУКЦИЯ

Вы можете скопировать эту ссылку, открыть ее в браузере и скачать инструкцию к тренажеру.
https://drive.google.com/file/d/10nmhQY4Ia4YkI25TbHLlZoSw9mfOAoqX/view

МАХОВИК

Маховик: 8 кг
Чем больше вес маховика, тем легче и приятнее нажимать на педали!

КОНСОЛЬ — ЭТО ВАШ ВИРТУАЛЬНЫЙ ТРЕНЕР

Встроенная консоль станет вашим спортивным партнером!
Мы установили 24 программы вам в помощь. Эти 24 программы распределены по 4 категориям:
Здоровье / Укрепление мышц / Потеря веса / Результативность
Также тренажер имеет 7 функций: подсчет калорий, время, скорость, средняя скорость, расстояние, число оборотов (в минуту), ЧСС. Это позволит вам контролировать свои результаты!
-15 уровней нагрузки
Так же для вашего комфота рядом расположены держатель для планшета и бутылочки.

ИЗМЕРЕНИЕ ЧАСТОТЫ СЕРДЕЧНЫХ СОКРАЩЕНИЙ

Велотренажер EB 900 идет в комплекте с датчиками ЧСС. Показатели появятся через несколько секунд на консоли.
Функция Hand–Pulse (измерение частоты сердечных сокращений через руки) не допускается для людей, пользующихся кардиостимулятором.

СОВЕТЫ ПО ПРАВИЛЬНОЙ НАСТРОЙКЕ ВАШЕГО ВЕЛОТРЕНАЖЕРА!

Вы можете отрегулировать высоту седла CONFORT 900 и высоту руля, чтобы найти оптимальное положение и обеспечить максимальный комфорт!
Встаньте рядом с велотренажером и отрегулируйте седло таким образом, чтобы оно находилось на уровне Вашего бедра.
Руль с 2 позициями (положение cool и положение sport)
Использование туклипс обеспечивает более эффективное раскручивание педалей. Для этого необходимо хорошо затянуть туклипсы для оптимальной фиксации ноги.

СОВЕТЫ ПО НАСТРОЙКЕ УСТОЙЧИВОСТИ ТРЕНАЖЕРА

Рекомендуется устанавливать велотренажер на специальные напольные плиты (DF 920). Это позволит: оптимизировать устойчивость, уменьшить шум и вибрации, защитить напольное покрытие от повреждений.
Велотренажеры Domyos оборудованы 2 стабилизаторами уровня, расположенными на задней ножке, что позволяет обеспечить идеальную устойчивость в процессе Ваших тренировок, каким бы ни было покрытие пола.

СОВЕТЫ ПО ПЕРЕМЕЩЕНИЮ ТРЕНАЖЕРА

Велотренажер имеет колеса для перемещения спереди. Для перемещения тренажера встаньте к нему лицом. Используйте опору для блокировки и нажмите на рукоятку, чтобы поставить тренажер на колеса. Медленно толкайте тренажер в нужном направлении.

ОБСЛУЖИВАНИЕ И РЕМОНТ

2 года на детали и сборку
5 лет на металлические детали
Запчасти доступны в течение 10 лет
Ищите наши советы по техническому обслуживанию и ремонту изделия в разделе «НАШЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ» под карточкой товара.

ОГРАНИЧЕНИЯ ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ

Функция Hand–Pulse (измерение частоты сердечных сокращений через руки) не допускается для людей, пользующихся кардиостимулятором.
Макс. вес пользователя: 150 кг, рост 150-200см. Для домашнего использования

Светодиодное автономное освещение -Светодиодное освещение

Светодиодное автономное освещение.
 Низковольтное освещение.

Понятие — автономное освещение подразумевает, освещение независимое от централизованных сетей электроснабжения, как правило, от сетей переменного тока 220В или 380В 50Гц. Наиболее часто, в качестве автономных источников питания используют низковольтные источники питания постоянного тока на 12 Вольт, 24 Вольта, 48В. Чаще всего это аккумуляторы, солнечные батареи, инверторы или химические источники тока.

Существуют автономные системы с питанием переменным током от напряжения 220В, как правило, это аварийные и резервные системы освещения. Применение светильников с таким напряжением, обусловлено удобством переключения источников питания и использованием одних и тех же осветительных приборов.

Область применения автономного освещения весьма обширна и разнообразна:

  •  мобильные и передвижные объекты;

Низковольтное освещение с питанием от сети переменного тока 12 В или 36 В, обычно с использованием понижающего трансформатора, применяется в строительстве, при работах вне помещений, на открытом воздухе; в цехах и мастерских с металлическим полом, в смотровых ямах, автомастерских, гаражах и паркингах, в автомойках, влажных подвальных помещениях, подземных хранилищах овощей, душевых и ванных комнатах, бассейнах, банях и саунах, животноводческих фермах и птицефабриках.

На сегодняшний день самыми экономичными, долговечными и перспективными являются светодиодные источники света. Именно низковольтные светодиодные светильники чаще всего употребляют в системах автономного освещения.

Важные преимущества низковольтного автономного светодиодного освещения:

  • Независимость от графика работы и места прокладки сетей центрального электроснабжения;
  • Минимальные затраты на прокладку сетей и кабелей питания;
  • Экономия на обслуживании сетей и светодиодных источников света;
  • Минимум разрешительной и согласующей документации;
  • Высокая надежность и долговечность светодиодных источников света;
  • Высокая электробезопасность, низкое питающее напряжение;
  • Возможность работы напрямую от аккумуляторов, без дополнительных преобразователей;
  • Высокая энергоэффективность и экономичность;

Применение низковольтных светильников в системах автономного освещения совместно с солнечными батареями.

Использование солнечных батарей, в качестве источников имеет массу преимуществ:

Энергия солнца бесплатна и бесконечна. Энергия солнца экологична и безопасна для людей и окружающей среды.

Типичная гелиоустановка для автономного освещения состоит из:

  1. Фотоэлементов (солнечных батарей)
  2. Контроллера заряда аккумуляторной батареи
  3. Аккумуляторной батареи (12В или 24В)
  4. Светодиодных светильников (с питанием от 12В или 24В постоянного тока)

Для экономного расхода запасенной солнечной энергии, в помещениях с краткосрочным пребыванием людей (площадки перед подъездами, коридоры, тамбуры), дополнительно можно установить инфракрасный датчик движения и датчик освещенности, который будет автоматически включать свет в помещении, только в темное время суток и при наличии в помещении людей. Правильно спректированная система позволяет не испытывать недостатка энергии даже в темные и пасмурные декабрьские дни.

В качестве основного освещения, светодиодную ленту на 12 В лучше не использовать. Чаще ленту используют для декоративной подсветки, на объектах где есть централизованная сеть 220В. На это есть несколько причин: она низкоэффективная в плане получения светового потока на один потребленный Ватт. Во первых, там применяют обычно дешевые низкоэффективные диоды 40 — 80 лм/Вт, в то время, как светильниках давно уже применяют светодиоды с эффективностью 100 – 140 лм/Вт. Во вторых,  с лентой не используется драйвер тока, а используется «гасящий» резистор,  на котором падает в среднем 25% энергии, которая просто переходит в тепло. В третьих, лента (даже приклеенная на алюминиевый профиль) плохо отводит тепло от светодиода, из-за чего диод перегревается, еще больше теряет световую отдачу, и теряет ресурс долговечности. Наилучшее решение это – низковольтные светильники или низковольтные светодиодные модули.

Важное значение имеет тип аккумулятора, рабочая температура и место его хранения. Наиболее тяжелый режим работы аккумулятора зимой в холодное время, когда инсоляция (солнечное освещение) местности минимальная, а расход потребления увеличивается из-за увеличения темного времени суток. Для этих целей лучше подходят тяговые или гелевые аккумуляторы,  допускающие глубокий разряд и низкие температуры. Для автономных установок находящихся на улице, вне теплых помещений, оптимальным размещением аккумулятора является – хранение в герметичном ящике закопанном в землю, на глубину, где температура не опускается ниже  -5 градусов С.

Наиболее частый вопрос возникает при установке солнечных фотомодулей и батарей.

Какой должен быть угол установки,угол между плоскостью солнечных батарей и горизонтальной плоскостью?

Вопрос с направлением, обычно не возникает – на юг (при неподвижной установке). Максимального количества солнечной энергии, при неизменном угле установки в течение всего года, можно добиться тогда, когда солнечный луч падает под прямым углом по отношению к плоскости фотоэлементов, в полдень (когда солнце в зените) в дни весеннего и осеннего равноденствия. Проще говоря, угол между горизонтальной плоскостью и плоскостью солнечной батареи должен быть равен географической широте места установки.

Но на практике, все может быть по-другому. Если с южной стороны падает тень, от предмета, который загораживает солнечный свет, то нужно искать положение, где батарея дает больший ток заряда аккумулятора. Зимой, при пологом наклоне, снег не скатывается с поверхности солнечной батареи. В декабре самые короткие дни, света не хватает. Поэтому, для полностью автономных систем, более приемлемым будет решение – поставить плоскость батареи ближе к вертикали (угол = широта + 10 градусов). Это уменьшит общегодовое количество энергии, но увеличит количество энергии получаемое в зимние месяцы.

A Модуль питания для автономной портативной электроники: сверхнизкочастотный MEMS-накопитель электростатической кинетической энергии с гребенчатой ​​структурой, уменьшающей воздушное демпфирование

Изменение емкости

Изменения емкости четырех моделей без шара испытываются в воздухе и в вакууме. при ускорении 2 g пик и оптимальных частотах, с лучшими характеристиками в воздухе и в вакууме, достигнутыми моделями R и G , соответственно.Кривые переходных процессов показаны на рис. 3. Паразитная емкость (28 пФ) удалена из измеренных значений. Замечено, что минимальные емкости четырех моделей равны C мин = 25 пФ, как предсказано в теоретических расчетах. Напротив, C max (средняя пиковая емкость) четырех моделей зависит от формы гребенки и максимального смещения подвижной массы, на которое влияет эффект демпфирования воздуха. В вакууме эффектом демпфирования воздухом можно пренебречь, так что коэффициенты изменения емкости η = C max / C min из четырех моделей согласуются с теоретическими расчетами: Модель G достигает наибольшее отношение ( η = 17.6, C max = 440 пФ), что соответствует максимальному смещению 69 мкм. В воздухе (при стандартном давлении) демпфирующая сила воздуха препятствует движению подвижной массы, уменьшая ее максимальное смещение. Таким образом, отношение η для каждой модели в воздухе ниже, чем в вакууме.

Рис. 3

Изменение емкости моделей G ( a ), T ( b ), R ( c ) и M ( d ) (без напряжения смещения постоянного тока) без мини- мяч в воздухе и в вакууме

Влияние воздушного демпфирования в модели G является наиболее значительным среди четырех моделей: его пиковая емкость в воздухе составляет 130 пФ, что составляет менее одной трети емкости в вакууме, что соответствует смещению всего 64 мкм.Кроме того, временная длительность каждого емкостного импульса в воздухе намного больше, чем в вакууме, из-за гиперболической функции C (x) в гребенчатой ​​конструкции, закрывающей зазор, что также является результатом небольшого смещения массы, вызванного большим демпфированием. сила воздуха. Задний фронт емкостного импульса менее крутой, чем нарастающий, что указывает на уменьшенную скорость во время движения от максимального смещения обратно к точке баланса, что также свидетельствует об эффекте демпфирования воздуха: направление силы демпфирования воздуха, в отличие от сил пружины, всегда противоположно направлению скорости подвижного электрода, препятствуя изменениям емкости.Сила демпфирования воздуха в основном создается меньшим воздушным зазором 24 . В результате абсолютное значение ускорения подвижного электрода больше на стадии приближения (нарастающий фронт), чем на стадии спуска (спад). Это приводит к тому, что продолжительность нарастающего фронта кривой емкости меньше, чем спадающего фронта, то есть нарастающий наклон более крутой на временной шкале. Следовательно, длительность спадающего фронта больше, чем нарастающего.

Изменение емкости Model T в воздухе очень похоже на изменение емкости в вакууме ( η = 8, C max = 200 пФ), что указывает на то, что иерархическая форма гребенки дает преимущество в уменьшении демпфирования воздуха. эффект.Приближающееся движение иерархических гребней представляет собой комбинацию движения скольжения и движения закрытия зазора, что приводит к уменьшенному эффекту демпфирования воздуха сжатой пленкой и, следовательно, уменьшенной демпфирующей силе. Новая форма гребенки снижает относительную скорость между гранями электродов. Однако использование C max из Model T ограничено из-за ограниченного количества гребней для одной и той же площади.

Конструкция, обеспечивающая максимальное отношение емкостей в воздухе: Модель R ( η = 10.8, C max = 270 пФ), благодаря коллективному эффекту большего количества гребней и уменьшенной силе демпфирования воздуха от иерархических гребней. Относительная разница между его пиковыми емкостями в воздухе и в вакууме составляет менее 10%.

Хотя иерархическая гребенчатая структура применяется в модели M , как и в моделях R и T , сила демпфирования воздуха все еще значительна: ее среднее значение C max в воздухе (120 пФ) составляет всего 52 % от этого в вакууме ( C макс. = 230 пФ).В этом прототипе все плоские стороны гребней приближаются друг к другу одновременно, что приводит к сильному демпфированию воздуха, как в Model G , но в 50% случаев. Сводная информация о характеристиках четырех моделей представлена ​​в дополнительных материалах.

Преобразование энергии с частотной разверткой

На рисунке 4 показана энергия, преобразованная моделями R и G без миниатюрной развертки частоты. На e-KEH подается смещение 20 В и происходит ускорение с различной амплитудой (0.5 г пик , 1 г пик и 2 г пик ), на воздухе и в вакууме, соответственно. На рис. 5 показаны измерения, когда прототипы работают с мячом, при всех остальных условиях, как на рис. 4. Сравнение характеристик без мяча показывает влияние новой формы гребня на эффект демпфирования воздуха, в то время как с мини- мяч демонстрирует коллективный эффект новой конструкции гребня и взаимодействия с мячом.Паразитная емкость, создаваемая измерительной электроникой ( C пар = 28 пФ), не может быть исключена просто расчетом, как при измерениях динамической емкости, поэтому результаты занижены. Энергия за цикл, показанная на рис. 4–5 получается делением выходной мощности на частоту возбуждения. Точки дискретных данных (кружки и крестики) — это данные, полученные непосредственно из экспериментов, а линии показывают среднюю мощность соседних частот.

Фиг.4: Частотная развертка с резистивной нагрузкой:

Энергия за цикл моделей G ( a , b ) и R ( c , d ) (смещение 20 В) без мини -шар в воздухе ( a , c ) и в вакууме ( b , d ) при различных ускорениях: 0,5, 1,0 и 2,0 g пик

Рис. резистивная нагрузка:

Энергия за цикл моделей G ( a , b ) и R ( c , d ) (смещение 20 В) с мини-шаром в воздухе ( a , c ) и в вакууме ( b , d ) при переменном ускорении: 0.5, 1,0 и 2,0 г пик

Из рисунка 4 видно, что полоса пропускания Model G относительно мала в воздухе, и преобразование энергии резко падает, когда частота падает ниже определенных пороговых значений (60 Гц для 2,0 g пик , 85 Гц для 1,0 g пик , 100 Гц для 0,5 g пик ). Максимальное преобразование энергии составляет всего 14,7 нДж / цикл при 95 Гц, 2 г пик .Это связано с сильным воздушным демпфированием, ограничивающим смещение подвижного электрода. По этой причине гистерезис почти отсутствует, однако эффект смягчения пружины из-за электромеханической связи можно четко наблюдать. Для сравнения, диапазон его рабочих частот значительно расширяется в вакууме, а преобразование энергии улучшается во всем диапазоне рабочих частот. Это особенно верно при низкой частоте (ниже 60 Гц): при 20 Гц и 2 g пик преобразование энергии в вакууме (20 нДж) примерно в 50 раз больше, чем в воздухе (0.4 нДж). Это свидетельствует о значительном эффекте демпфирования воздуха в Model G на низких частотах. Кроме того, частотный гистерезис ограничен, поскольку электростатическая сила мала, в основном из-за большой силы демпфирования воздуха, которая препятствует уменьшению зазора между электродами (минимальный зазор модели G в воздухе составляет 3 мкм согласно аналитическим расчетам). .

В отличие от Model R имеет большой диапазон рабочих частот даже в воздухе. Увеличение преобразования энергии с уменьшением частоты (поведение преобразования с повышением частоты) 25 можно легко наблюдать во всем диапазоне частот при 2 g пик , особенно между 10 Гц и 40 Гц, как в воздухе, так и в воздухе. в вакууме.Такое поведение имеет место только тогда, когда демпфирование воздуха достаточно низкое, чтобы допускать сильные удары по упругим стопорам. Преобразование энергии с 2 г пиковое в воздухе и в вакууме аналогично, напротив, с Model G , что снова указывает на явное снижение эффекта демпфирования воздуха. Максимальная энергия за цикл для Model R в воздухе составляет ~ 66 нДж (при 12 Гц, 2 g , пик ), что всего на 14% ниже, чем в вакууме, и примерно в 4,5 раза больше, чем для Model G в воздух.

Из рис. 5 видно, что введение мини-мяча приводит к значительному дополнительному преобразованию частоты с повышением частоты на низкой частоте (ниже 60 Гц) как в воздухе, так и в вакууме. Преобразование энергии Model G при 20 Гц и 2 g пик увеличено в 45 раз, с 0,4 нДж / цикл без шара до 18 нДж / цикл с мячом. Напротив, улучшение мощности Model R на низкой частоте и 2 g пиковое является менее значительным, поскольку модель уже имеет поведение преобразования частоты с повышением частоты из-за удара с помощью гибких стопоров.Однако с введением шара преобразование частоты с повышением частоты происходит при меньших ускорениях. Преобразование энергии Model R в воздухе достигает 12 нДж / цикл при 20 Гц, 1,0 г пик с мячом (примерно в 100 раз больше, чем у модели без мяча).

С другой стороны, улучшение преобразования энергии за счет шара незначительно в диапазоне частот выше 60 Гц: в воздухе оптимальное преобразование энергии, достигаемое с помощью Model G (15,2 нДж / цикл), только на 3% выше. чем без мяча.Что касается Model R , максимальная мощность, достигаемая с мячом, даже ниже, чем без мяча. Это происходит из-за прерывания вибраций, вызываемых ударами мяча. Кроме того, частотный гистерезис Model G в вакууме в основном устраняется путем введения шарика (рис. 5b), а в воздухе этим гистерезисом можно пренебречь. Аналогичное явление наблюдается на кривых Model R в вакууме (рис. 4d и 5d). Причина этого в том, что удары мяча могут легко прервать неустойчивые колебания в области гистерезиса.

Чтобы исследовать максимальное преобразование энергии прототипа, напряжение смещения увеличивают до максимального (45 В). Вибрация гребней прерывается втягиванием при дальнейшем увеличении смещения. Ускорение также увеличено до максимума (3 g пик ). Характеристики преобразования энергии устройства в этих условиях показаны на рис. 6. Мы видим, что скорость преобразования энергии увеличилась более чем в 4 раза по сравнению с характеристиками при смещении 20 В, но диапазон рабочих частот уменьшился на ~ 60% (10–68 Гц).Максимальная мощность 13,2 мкВт достигается при 50 Гц, 3 g пиковая . Падение энергии из-за нестабильных колебаний наблюдается в диапазоне частот 37–64 Гц при 2 g пиковом ускорении и 63–100 Гц при 3 g пик . Наивысшая эффективность 3 54% достигается на частоте 10 Гц с ускорением 2 g пиковое (0,33 мкДж / цикл), а для ускорения 3 g пик достигается на 50% при 12 Гц (0.45 мкДж / цикл). Преобразование энергии при дрожании рук ниже 10 Гц также отмечено на рисунке. 0,36 мкДж / цикл получается при 5 Гц, 4,2 g rms встряхивающем движении. Помимо падения ускорения, причина снижения энергии ниже 10 Гц также связана с прерыванием колебаний массы, вызванных ударами между подвижным электродом и шаром. Текущий прототип оптимизирован для колебаний около 10 Гц. Чтобы еще больше снизить оптимальную рабочую частоту, следует увеличить длину резонатора.

Рис.6: Частотная развертка с резистивной нагрузкой:

Преобразование энергии Model R в воздухе с частотной разверткой при ускорениях 2 g пик и 3 g пик , с максимально допустимым напряжение смещения (45 В)

Преобразование переменного / постоянного тока

На рисунке 7 показаны результаты экспериментов по преобразованию переменного / постоянного тока, в которых Model R возбуждается синусоидальным ускорением (2 g пик , 10 Гц) на воздухе, работая с однополупериодным выпрямителем.Исследовано влияние смещения В от 10 В до 60 В. Переходные процессы для V res показаны на рис. 7a, а соотношение между V res и средним преобразованием энергии во время каждого цикла возбуждения показано на рис. 7b.

Рис.7: Выпрямление переменного / постоянного тока:

a Развитие В res и b средняя энергия за цикл по сравнению с В res с Model R , смещенным при переменном напряжении ( 10–60 В) при работе с однополупериодным выпрямителем (2 g пик , 10 Гц)

Было замечено, что оптимальное преобразование энергии достигается при В смещении 50 В и В res 12 В.В этих оптимальных условиях преобразованная энергия достигает 64,4 нДж / цикл. На каждой кривой зарядки эволюция V res сначала линейно растет со временем, а затем замедляется до тех пор, пока не будет достигнуто максимальное преобразование энергии. Затем рост напряжения постепенно приближается к насыщению, а энергия падает с дальнейшим увеличением на В res . Это насыщение происходит от полуволнового диодного выпрямителя, как показано в ссылке 25. При увеличении смещения В начальная крутизна накопленной энергии за цикл по сравнению снапряжение увеличивается, но приращение этого наклона незаметно, когда В смещение превышает 30 В со значением 8 нДж / В. Напряжение насыщения и максимальная мощность увеличиваются с увеличением В смещения ниже 50 В. При В смещении выше 50 В преобразование энергии постоянно прерывается состоянием втягивания KEH, поэтому что среднее преобразование энергии менее эффективно.

Передача данных

Развитие V res во время экспериментов по передаче данных показано на рис.8, где в качестве источника питания работает Model R с напряжением 50 В. На рис. 8а показана зарядка / разрядка C res с KEH, возбужденным синусоидальным ускорением 11 Гц, 3 g пик . Начальная зарядка от 0 В до 3,3 В занимает 22,4 с, в течение которых накапливается 5,4 мкДж, что соответствует среднему преобразованию энергии 22 нДж / цикл. Энергопотребление происходит только при включении (подключении) механического переключателя, RFID-метка считывается удаленным считывателем три раза подряд, после чего V res падает с 3.От 3 В до 1 В (минимальное напряжение питания чипа RFID), и метка RFID недоступна для считывателя. Во время каждого из следующих процессов зарядки В res повышается с 1 В до 3,3 В, а приращение энергии, накопленной в C res , составляет 4,9 мкДж в течение 16 с. Средняя энергия 28 нДж накапливается за каждый период разгона. Затем механический переключатель выключается (отключается) и возобновляется накопление энергии. Начиная с V res варьируется от 1 В до 3.3 В, однополупериодный выпрямитель работает далеко от оптимального состояния ( В res = 12 В, получено из рис. 7b), преобразование энергии KEH намного ниже, чем значение при условии (64,4 нДж /цикл).

Рис. 8: Передача данных:

V res evolution (сохранение / высвобождение энергии) во время эксперимента по передаче данных. Модель R , смещенная на 50 В, возбуждается a синусоидальным ускорением 11 Гц, 3 g пик , b серия ускорений с дрожащим движением руки с частотой ~ 3 Гц, со средним пиком значение 2 g , на вставке показано ускорение, зарегистрированное при движении рукопожатия

На рисунке 8b показана зарядка / разрядка емкости с KEH, возбуждаемым ускорением мягких движений рук со скоростью 180 ударов в минуту, так как показано на вставке.Ускорение представлено повторяющимися импульсами произвольной формы, среднее пиковое ускорение составляет около 2 g. Начальная зарядка занимает 3 минуты, что соответствует средней мощности 30 нВт (10 нДж / цикл). Каждая следующая зарядка занимает 2,2 мин, что соответствует средней мощности 37 нВт (12,4 нДж / цикл). Эволюция системы V res во время эксперимента по передаче данных, когда KEH возбуждается случайным дрожащим движением руки, можно найти в дополнительных материалах.Эти результаты дают нам представление о производительности KEH на практике в носимой электронике.

Топливный элемент EFOY Pro, необнаруживаемый и автономный

Полустационарные и стационарные системы мониторинга часто не имеют доступа к электросети, и их часто приходится маскировать. JENNY ND Terra с общим весом около 10,5 кг представляет собой инновационную портативную систему питания, предназначенную для транспортировки одним человеком и сразу готовую к использованию в любом месте и в любое время.JENNY ND Terra надежно поставляет электроэнергию для наблюдения, распознавания и защиты секретных активов. Он уже используется ведущими оборонными организациями в качестве легкого, бесшумного и необнаружимого источника энергии в полевых условиях. Его можно даже закопать!
Емкость 2,5-литрового топливного картриджа системы составляет 2750 Вт · ч. Такое же количество энергии в обычных свинцовых батареях или литий-ионных батареях будет весить около 90 кг и 18 кг соответственно.

Характеристики
Мощность в сутки: 600 Втч
Номинальная мощность: 25 Вт
Пиковая мощность: до 180 Вт (кратковременно)
Время работы на топливный картридж: до 110 часов
Номинальный ток: при 10 В / 16 .5 В 2,50 А / 1,51 А.
Вес: 10,5 кг с гибридной батареей
Размеры: 499 x 393 x 240 мм
Расход метанола <1,0 л / кВт · ч
Электрический интерфейс: Glenair # 804-005-07ZNU8-13s
Внутренняя батарея: BB-2590 (BT-70791A)
Номинальное напряжение: 14,4 В
Номинальная емкость: 14,4 Ач
Напряжение в конце заряда: 16,4 В +/- 0,08 В
Макс.нагрузка / разрядка: 6 A / 46 A
Рабочая температура: -32 ° C до +35 ° C
Начальная температура: от +1 ° C до +49 ° C
Температура хранения: от +1 ° C до +71 ° C от -34 ° C до +71 ° C с активированной защитой от замерзания
Влажность: 0 до 100% относительной влажности
Защита от брызг, водонепроницаемость в транспортной конфигурации
Метод вибрации: MIL-STD 810F 514.5, категории 5, 8 и 20
Испытание на падение: MIL-STD 810F, метод 516.5, процедура I
Рабочая высота: до 4000 м без потери выходной мощности
Уровень шума: <37 дБ (A) на расстоянии 1 м
EMV : VG 95373
Ситуация / эксплуатация Использование: стоячее, горизонтальное / скрытое, скрытое
Гарантия: 1500 часов работы.

Принадлежности в комплекте
Корпус системы с вентиляционными трубками и грибами
Топливный элемент JENNY 600S (включая транспортный аккумулятор)
Гибридный аккумулятор BB-2590
Соединительный кабель 12V Auto OUT
Рабочая жидкость, 20 мл
Руководство

Квазирезонансный преобразователь для автономное электроснабжение

  • 1.

    Войтенко В., Степенко С., Велигорский О., Чакиров Р., Робертс Д., Вагапов Ю. Цифровое управление квазирезонансным повышающим преобразователем с переключением при нулевом токе. В: Proc. IEEE ITA, стр. 365–369 (2015)

  • 2.

    Мусавиан, Х., Бахшай, А., Джайн, П .: Ячейка ZVT для высокочастотных квазирезонансных преобразователей в режиме ВКЛ – ВЫКЛ для солнечной энергии. Приложения. В: Proc. IEEE ECCE, стр. 15–22 (2017)

  • 3.

    Энни, С.И., Салим, К.М., Тасним, З., Уддин, М.Р .: Дизайн и анализ характеристик параллельного квазирезонансного преобразователя ZVS для индукционной солнечной энергии. система приготовления пищи.В: Proc. IEEE TENCON, стр. 2638–2641 (2016)

  • 4.

    Салехи, С., Гарахпетян, Великобритания, Монфаред, Дж. М., Тахери, М., Моради, Х .: Анализ и проектирование высокой ступени с питанием от тока квазирезонансный преобразователь постоянного тока в постоянный для топливных элементов. В: Proc. PEDSTC2013, pp. 442–447 (2013)

  • 5.

    Wu, Q., Wang, Q., Xu, J., Li, H., Xiao, L .: высокоэффективный повышающий ток — двухтактный квазирезонансный преобразователь с питанием от меньшего количества компонентов для топливных элементов. IEEE Trans. Ind.Электрон. 64 (8), 6639–6648 (2017)

    Статья Google ученый

  • 6.

    Городной А., Гордиенко В., Степенко С., Середа О., Бойко С. Влияние изменения напряжения питания на энергоэффективность повышающего квазирезонансного преобразователя мощности радиоэлектронной аппаратуры. запасы. В: Proc. IEEE MEES, стр. 232–235 (2018)

  • 7.

    Чен К.-К .: Новое применение квазирезонансного понижающего преобразователя с переключением при нулевом токе для зарядных устройств аккумуляторов.Математика. Пробл. Англ. 2011 (481208), 1–16 (2011)

    Google ученый

  • 8.

    Эшкевари А.Л., Заре, М .: Квазирезонансное импульсное изолированное зарядное устройство литий-ионных аккумуляторов с режимами работы CC – CV с использованием контроллера вторичной стороны. В: Proc. ICEE, pp. 1101–1106 (2017)

  • 9.

    Китано, Й., Омори, Х., Кимура, Н., Моризане, Т., Накагава, К., Накаока, М .: Новый беспроводной электромобиль. Зарядное устройство, использующее резонансный инвертор ZVS с одним переключателем, с оптимизированной передачей мощности и недорогим PFC.В: Proc. EDPE, pp. 515–521 (2015)

  • 10.

    де Оливейра Штейн, C.M., Hey, H.L .: Настоящая коммутационная ячейка ZCZVT для преобразователей PWM. IEEE Trans. Power Electron. 15 (1), 185–193 (2000)

    Артикул Google ученый

  • 11.

    Дуб, Ф., Йеферни, К., Рахмани, С., Аль-Хаооао, К.: Экспериментальная оценка квазирезонансного понижающего преобразователя с переключением при нулевом напряжении. В: Proc. IEEE SSD, стр. 328–333 (2018)

  • 12.

    Добахшари, С.С., Милимонфаред, Дж., Тахери, М., Морадисизкухи, Х .: Квазирезонансный преобразователь с питанием по току с минимальными коммутационными потерями. IEEE Trans. Power Electron. 32 (1), 353–362 (2017)

    Статья Google ученый

  • 13.

    Дипа, К., Шарика, М., Кумар, М.В .: Внедрение нового многоходового двухтактного первичного преобразователя ZVS. В: Proc. IEEE IICPE, стр. 1–5 (2013)

  • 14.

    Максимович Д., Cuk, S .: Постоянное управление частотой квазирезонансных преобразователей. IEEE Trans. Power Electron. 6 (1), 141–150 (1991)

    Артикул Google ученый

  • 15.

    Барби, Дж., Виейра, Дж. Б., Боласелл, Дж. К.: Квазирезонансный преобразователь с прямой широтно-импульсной модуляцией, анализ, конструкция и экспериментальные результаты. В: Proc. IEEE IECON, стр. 21–26 (1989)

  • 16.

    Нинг, Г., Чен, В.: Асимметричная частотно-импульсная модуляция с постоянной продолжительностью включения для последовательного резонансного преобразователя в высоковольтных мощных приложениях.Доступ IEEE. 7 , 176971–176981 (2019)

    Артикул Google ученый

  • 17.

    Ху, Дж., Сагнери, А.Д., Ривас, Дж. М., Хан, Ю., Дэвис, С. М., Перро, Д. Дж .: Высокочастотный резонансный преобразователь SEPIC с широким диапазоном входного и выходного напряжения. IEEE Trans. Power Electron. 27 (1), 189–200 (2012)

    Статья Google ученый

  • 18.

    Крисафулли, В., Пасторе, C.V .: Новый метод управления для увеличения регулирования мощности в квазирезонансном преобразователе переменного тока в переменный ток для высокоэффективной индукционной плиты. В: Proc. IEEE PEDG, стр. 628–635 (2012)

  • 19.

    Tang, C.-S., Shen, H., Lv, X .: Метод двойного управления с обратной связью для квазирезонансного преобразователя. WSEAS Trans. Схемы и системы. 13 , 405–411 (2004)

    Google ученый

  • 20.

    Парвати П., Девараджан Н .: Моделирование и реализация квазирезонансного преобразователя постоянного тока в постоянный.J. Comput. Sci. 8 (10), 1730–1738 (2012)

    Артикул Google ученый

  • 21.

    Таборда, Дж. А., Фахардо, П. П., Монтес, Ф. Ф .: Управление понижающим квазирезонансным преобразователем со схемой ШИМ с задержкой. В: Proc. IEEE PEPQA, стр. 1–5 (2015)

  • 22.

    Лу, Й.-Дж., Лян, Т.-Дж., Лин, С.-Х., Чен, К.-Х .: Дизайн и внедрение двунаправленного прямого / обратного преобразователя постоянного тока в постоянный с рециркуляцией энергии утечки. В: Proc.ACEPT (2017)

  • 23.

    Солтанзаде К., Юсефи М.Р .: Регенеративно-пассивный демпферный двухконтактный прямой преобразователь. Электрон. Lett. 54 (10), 653–655 (2018)

    Статья Google ученый

  • Аспиранты ТПУ из Египта работают над совершенствованием систем автономного электроснабжения

    аспиранта ТПУ закончили обучение по специальности «Электротехника».

    Научная работа Ахмеда сосредоточена на автономных системах электроснабжения, так называемых микросетях, изучает их режимы работы и ищет законы управления для этих систем.Работа основана на использовании новых математических алгоритмов, построенных по аналогии с законами эволюции в природе.

    «Микрогриды в последнее время активно распространяются и продвигаются, потому что с их помощью можно решить множество проблем. Например, электроснабжение отдаленных регионов, не подключенных к центральным электросетям, освоение новых территорий, требующих источников энергии и т. Д. »

    Рассказывает Сергей Обухов, научный руководитель Ахмеда, профессор кафедры энергетики и электротехники.

    Применяемый алгоритм построен по аналогии с роем частиц. Из множества вариантов он помогает найти лучшее решение, позволяющее повысить эффективность контроллеров максимальной емкости солнечных батарей, а также оптимизировать конфигурацию оборудования проектируемых систем электроснабжения на основе возобновляемых источников энергии.

    «Раньше нам приходилось перебирать десятки, сотни тысяч вариантов функций для будущих систем, а также анализировать их в течение длительного периода времени.С математической точки зрения для этих задач требуются компьютеры с высоким уровнем производительности. Наш алгоритм решает ту же проблему на обычных компьютерах. Кроме того, он универсален, — поясняет Ахмед.

    Исследования

    Raif сосредоточены на работе автономного инвертора напряжения, центрального звена электроэнергетического комплекса. Это устройство, преобразующее энергию первичного источника в энергию, необходимую потребителю.

    «Сегодня центральные автономные преобразователи напряжения построены на элементах силовой электроники и работают в режиме ключевой коммутации.Нашей задачей было найти такой режим работы этого звена, чтобы обеспечить бесперебойное питание высокого качества.

    При этом потребителем может быть любой: от автомобилей и самолетов до космических аппаратов, — говорит научный руководитель Раифа, профессор кафедры энергетики и электротехники Александр Гарганеев.

    Разработанный алгоритм относится к методу прогнозирующего управления, с помощью которого можно прогнозировать дальнейшие действия потребителя или системы в микросекундах или миллисекундах.

    «Вместе с Ахмедом и нашими руководителями мы подали заявку на грант Российского научного фонда. Мы планируем и дальше развивать направление автономных систем электроснабжения », — добавляет Раиф.

    Экспресс-методика расчета надежности систем электроснабжения с автономными источниками энергии

    Лицензия

    Политика авторских прав

    Журнал является журналом с открытым доступом, что означает, что каждый может читать, загружать, копировать, распространять, распечатывать, искать или ссылаться на полные тексты этих статей в соответствии с Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 Международная лицензия.

    Лицензионное соглашение

    1. Лицензия

    Некоммерческое использование статьи будет регулироваться лицензией Creative Commons Attribution-ShareAlike, которая в настоящее время отображается в Международной лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0. Без ущерба для вышеизложенного автор настоящим предоставляет журналу Energy Systems Research исключительную лицензию на некоммерческое использование статьи во всем мире, в любой форме, на любом языке, на весь срок действия авторских прав, вступающих в силу после принятия к публикации.

    2. Гарантии автора

    Автор гарантирует, что статья является оригинальной, написана указанными авторами, не публиковалась ранее, не содержит незаконных заявлений, не нарушает права других лиц, защищена авторскими правами, принадлежащими исключительно автору и свободными от любые права третьих лиц и что все необходимые письменные разрешения на цитирование из других источников были получены автором / авторами.

    3. Права пользователя

    Автор (ы) и пользователи могут свободно делиться (копировать, распространять и передавать вклад).

    4. Права авторов

    Авторы сохраняют следующие права:

    • авторские права и другие права собственности, относящиеся к статье, такие как патентные права,
    • право использовать содержание статьи в будущих собственных произведениях, включая лекции и книги,
    • право на воспроизведение статьи для собственных целей, если копии не выставлены на продажу,
    • право на самоархивирование статьи.

    5.Соавторство

    Если статья была подготовлена ​​совместно с другими авторами, лицо, подписавшее эту форму, гарантирует, что все соавторы уполномочили его подписать настоящее соглашение от их имени, и соглашается проинформировать своих соавторов об условиях. этого соглашения.

    6. Прекращение действия

    Это соглашение может быть расторгнуто автором или журналом ESR после двухмесячного уведомления, если другая сторона существенно нарушила это соглашение и не устранила такое нарушение в течение месяца с момента получения уведомления прекращающей стороны с просьбой исправить такое нарушение.Никакое нарушение или нарушение этого соглашения не приведет к автоматическому прекращению действия настоящего соглашения или любой предоставленной в нем лицензии или повлияет на определение журнала ESR.

    7. Роялти

    Это соглашение не дает автору права на получение гонорара или других сборов.

    8. Разное

    Журнал

    ESR опубликует статью (или опубликует ее) в журнале, если редакционный процесс статьи будет успешно завершен и журнал обязан опубликовать статью.Журнал ESR может привести статью в соответствие со стилем пунктуации, орфографии, использования заглавных букв и использованием, который сочтет подходящим. Автор признает, что статья может быть опубликована так, чтобы она была общедоступной, и такой доступ будет бесплатным для читателей.

    Отправляя статью в журнал, автор автоматически соглашается с политикой авторских прав и подписывает настоящее лицензионное соглашение.

    Солнечная энергия для мобильной сети

    • Deutsche Telekom и Ericsson партнер по возобновляемым источникам энергии для мобильных сайтов
    • Deutsche Telekom и Ericsson тестируют автономное энергоснабжение мобильных сайтов, направленное на сокращение выбросов углекислого газа и снижение затрат на электроэнергию

    В деревне примерно в 100 милях к северу от Мюнхена, Deutsche Telekom и Ericsson первыми начали использовать солнечную энергию для мобильных широкополосных сетей.Использование возобновляемых источников энергии увеличивается в секторах по всей Германии, но солнечные модули еще не использовались для питания коммерческих сайтов мобильной широкополосной связи. Посредством совместной инициативы обе компании хотят показать, что возможно независимое энергоснабжение мобильных телефонов с помощью солнечной энергии.

    В рамках проекта на мобильной площадке Deutsche Telekom в Диттенхайме были установлены небольшие солнечные модули общей площадью около 12 м2 (129 кв. Футов). Ericsson Power System обеспечивает отслеживание максимальной мощности (MPP), а также необходимое преобразование напряжения.Решение также включает интеграцию солнечных решений в ту же систему управления, которая также контролирует сеть радиодоступа (RAN).

    Испытания, проведенные во второй половине 2020 года, показали, что солнечная энергия может обеспечивать более двух третей общей мощности объекта в часы пик. В зависимости от солнечного излучения и конфигурации технологии также наблюдаются более крупные доли, в том числе вплоть до полностью автономных источников питания. Это благодаря энергоэффективному радиооборудованию.

    Проект подтверждает потенциал солнечной энергии в качестве альтернативного источника энергии для мобильных объектов и открывает возможности для других возобновляемых источников энергии.

    Лейф Хайтцер, старший вице-президент по техническому руководству и экономике Deutsche Telekom, говорит: «Автономное электроснабжение мобильных объектов не только снижает выбросы CO2, но и помогает расширять сеть в местах, где ранее затраты на разработку были неэкономичными. »

    Хизер Джонсон, вице-президент по устойчивому развитию и корпоративной ответственности, Эрикссон, говорит: «Эрикссон является движущей силой глобальных действий по борьбе с изменением климата, и этот проект является еще одним примером того, как сетевой подход может быть устойчиво развернут для мобильных сетей.Мы приветствуем это партнерство с Deutsche Telekom и по-прежнему стремимся поддерживать наших клиентов, управлять их энергопотреблением в сети и соответствующими выбросами углерода ».

    Инициатива призвана внести важный вклад в усилия по переходу на энергоносители и уменьшить воздействие на изменение климата. С начала 2021 года Deutsche Telekom получает электроэнергию по всей группе исключительно из возобновляемых источников энергии. К 2030 году другие выбросы CO2 должны быть сокращены на 90 процентов по сравнению с 2017 годом.

    Эрикссон является решительным сторонником Целей устойчивого развития ООН и активным участником инициативы «Экспоненциальная дорожная карта». Инфраструктура электросвязи позволяет внедрять инновации во многих отраслях промышленности, что ведет к более эффективным бизнес-процессам и, в конечном итоге, к низкоуглеродному обществу.

    Эрикссон уделяет большое внимание энергоэффективности своего портфеля, поскольку подробный сквозной анализ жизненного цикла показывает, что на этап эксплуатации продукта приходится около 80 процентов выбросов CO2 от общего жизненного цикла.Более высокая энергоэффективность решений для радиостанций означает, что использование местных возобновляемых источников энергии станет более целесообразным. Кроме того, Эрикссон поставил перед собой цель к 2030 году стать климатически нейтральным в своей деятельности.

    Об Ericsson

    Пассивные и автономные датчики с автономным питанием для удаленных измерений

    Датчики

    (Базель). 2009; 9 (2): 943–960.

    Кафедра электроники для автоматизации Университет Брешии / В. Бранце 38, 25123 Брешия, Италия; Электронная почта: [email protected]

    Поступила в редакцию 28 января 2009 г .; Пересмотрено 11 февраля 2009 г .; Принято 11 февраля 2009 г.

    Авторские права © 2009 г., авторы; лицензиат Molecular Diversity Preservation International, Базель, Швейцария. Эта статья цитировалась в других статьях в PMC.

    Abstract

    Автономные датчики играют очень важную роль в экологической, структурной и медицинской областях. Использование такого типа систем может быть расширено для нескольких приложений, например, для имплантируемых устройств внутри человеческого тела, где невозможно использовать провода.Кроме того, они позволяют проводить измерения в суровых или герметичных условиях, например, в условиях сильной жары, холода, влажности или коррозии. Использование батарей в качестве источника питания для этих устройств представляет собой одно решение, но их размер, а иногда и стоимость, а также нежелательные затраты на техническое обслуживание, связанные с заменой, являются важными недостатками. В этой статье обсуждаются пассивные и автономные датчики с автономным питанием для жестких или герметичных сред без батарей. Представлены их общие архитектуры.Анализируются стратегии обнаружения, методы связи и управление питанием. Затем представлены общие строительные блоки автономного датчика и даны рекомендации по проектированию, которым должна следовать такая система. Кроме того, в этой статье сообщается о различных предлагаемых применениях автономных датчиков, применяемых в суровых или герметичных условиях: предлагаются два примера пассивных автономных датчиков, использующих телеметрическую связь: первый для измерения влажности, а второй — для высоких температур.Другие примеры автономных датчиков с автономным питанием, которые используют систему сбора энергии из электромагнитных полей, предлагаются для измерения температуры и скорости воздушного потока.

    Ключевые слова: Автономные датчики, сбор энергии, сбор энергии, бесконтактные датчики, телеметрическая система, датчики с автономным питанием, беспроводные датчики

    1. Введение

    Автономные датчики можно определить как устройства, которые автономно выполняют свои измерительные функции в среда измерения.Они также не подключены к блоку сбора данных; они характеризуются автономными источниками питания и способностью измерять и передавать данные. Они могут выполнять различные функции, начиная от простых детекторов, подающих сигнал тревоги, когда датчик достигает порогового значения, до систем мониторинга, собирающих данные измерений различных физических или химических величин. Автономные датчики все чаще используются во многих приложениях, в основном для измерения физических явлений. Их можно применять для измерения величин как в мобильных устройствах, так и в защищенных средах или в помещениях, где отсутствует электрическая энергия.Их использование распространяется также на приложения, в которых нельзя использовать провода, соединяющие блок сбора данных и сенсорный элемент, например, в имплантируемых устройствах внутри человеческого тела, чтобы избежать риска инфекций или повреждения кожи [1-3] во вращающемся оборудовании, [4], или в герметичных средах [5]. В промышленной сфере кабельное соединение машины создает трение, жесткость и демпфирование, ограничивая движение. Кабели могут быть легко повреждены, что влияет на надежность измерительной системы.Герметично запечатанные пакеты необходимы для сухих продуктов, таких как картофельные чипсы и различные виды злаков, чтобы сохранить их свежесть и безопасность. Автономные датчики могут улучшить текущие этикетки срока годности, позволяя потребителям и производителям знать, когда упакованные продукты свежие и безопасные. В области логистики пищевых продуктов автономные датчики связаны с продуктом и следят за ним по всей пищевой цепочке, собирая данные и регистрируя пересечение нескольких пороговых значений температуры, влажности, света или концентрации газа [6-7].В биомедицинских полевых условиях кабельные соединения ограничивают подвижность пациента и, кроме того, могут вызывать раздражение кожи или инфекции. Некоторые приложения автономных датчиков могут быть основаны на устройствах дистанционного мониторинга для измерения и регистрации физиологических параметров [8-11]. Автономные датчики применяются на живых животных для анализа стимуляторов мозга для анализа нейрохимических данных в исследовательских целях. Эти системы небольшие и достаточно легкие, чтобы регистрировать биопотенциалы бодрствующих птиц и насекомых.Этот метод позволяет, например, в режиме реального времени считывать уровни глюкозы у пациентов с диабетом, интенсивной терапии и травм головного мозга. В ортопедии автономные датчики используются для точного измерения силы коленного сустава при тотальном эндопротезировании коленного сустава [1]. Эти силы вызывают износ полиэтилена, распределение напряжений в имплантате и на границе имплантат-кость и передачу напряжения на нижележащую кость.

    Автономные датчики используются во многих других областях: в литературе описаны приложения в суровых условиях, например, при высоких температурах, холода, влажности или коррозионных условиях [12-17]; приложения, в которых необходимо преодолеть большие расстояния или требуется большое количество распределенных компонентов, например, умные дома, приложения для защиты окружающей среды [18] или мобильные приложения для мониторинга условий окружающей среды [19].Распространенными примерами применения являются мониторинг состояния конструкций мостов или зданий [20] и мониторинг климатических условий или загрязнения [21]. В мониторинге окружающей среды расход и температура являются важными параметрами для эффективного управления бытовыми или промышленными предприятиями [22]. В этих случаях значения температуры вдоль секций отопительной или охлаждающей установки являются важными показателями для контроля энергоэффективности при регулировании теплового комфорта [23-24].

    Обычно автономный датчик требует источника питания: несколько примеров, описанных в литературе, оснащены батареями, но появляются и другие источники питания, такие как: модули сбора урожая и индуктивные связи.Поскольку уровни напряжения и тока электронных схем в настоящее время не соответствуют возможностям, предлагаемым системой сбора энергии или иногда даже батареями, требуется управление источником питания; этот блок обычно состоит из специального преобразователя постоянного тока в постоянный и схем контроля мощности. Некоторые датчики питаются от аккумуляторных батарей [18-19]. Однако батареи часто преобладают в размере и весе устройства. Батареи создают ненужные затраты на техническое обслуживание, связанные с заменой, и их часто нелегко заменить, поскольку автономный датчик находится в защищенной среде.Кроме того, утилизация все большего количества батарей оказывает серьезное воздействие на окружающую среду, поскольку они содержат токсичные химические вещества.

    Поскольку автономные датчики являются беспроводными устройствами, они сталкиваются с типичными проблемами беспроводной сети. Если расстояние между беспроводным устройством и системой сбора данных невелико, может быть реализована связь точка-точка. Связь точка-точка позволяет избежать интеграции в автономную систему цепей для управления сложностью сетевого протокола, экономии энергии и обеспечения совместимости системы с доступным низким энергопотреблением.Для связи точка-точка используется идентификационный код, который может быть назначен каждому автономному датчику с целью однозначной индивидуализации устройства. Этот принцип реализован, в частности, в технологии RFID. В настоящее время существует несколько стандартов связи RFID с разными рабочими диапазонами и скоростями передачи данных, которые применяются к различным приложениям.

    В этой статье представлены и обсуждаются некоторые автономные датчики, работающие без батарей. Введена классификация автономных датчиков на «пассивные автономные датчики» и «автономные датчики с автономным питанием».«Пассивные автономные датчики» — это просто пассивные элементы, опрашиваемые по беспроводной сети считывающим устройством. «Автономные датчики с автономным питанием» — это датчики, которые имеют модуль сбора энергии или питаются от электромагнитного поля. В следующем разделе описываются и обсуждаются общие архитектуры пассивных и автономных датчиков с автономным питанием.

    2. Архитектура автономных датчиков

    На рисунке показана общая архитектура системы измерения, основанной на пассивном автономном датчике.Пассивный автономный датчик — это чувствительный элемент в суровых или удаленных местах, в то время как блок считывания находится в зоне безопасности. Два элемента соединены беспроводной связью с использованием электромагнитной, оптической или акустической связи. Между чувствительным элементом и считывающим устройством обычно находится барьер, характеристики которого (в основном материал и геометрия) влияют на работу системы. Чувствительный элемент — это пассивное устройство, не требующее питания. Измеряемая величина обычно рассматривается как отраженный импеданс входной электроникой, содержащейся в блоке считывания.

    Блок-схема пассивного автономного датчика.

    Некоторые чувствительные устройства можно отнести к пассивным автономным датчикам: примеры приведены в [13, 25-32]. В [25] датчик NiFe связан с удаленным магнитным преобразователем и обеспечивает бесконтактное измерение температуры с расстоянием считывания около 4 мм. В [26] в химических датчиках на основе светодиодов используются пассивные элементы, состоящие из химических чувствительных материалов, помещенных в агрессивную среду. Эти элементы опрашиваются дистанционно с помощью абсорбциометрических измерений коэффициента пропускания и отражения.В [27] магнитострикционный кантилевер, соединенный с элементом биораспознавания, дистанционно приводится в действие и воспринимается с помощью магнитных сигналов. В большинстве пассивных автономных датчиков используется телеметрическая связь, состоящая из двух катушек индуктивности, одна из которых подключена к чувствительному элементу (далее называется «индуктор считывания»), а другой — к измерительной цепи [13, 28, 30]. В [28] система беспроводного мониторинга окружающей среды состоит из ЖК-датчика и двух рамочных антенн (передатчика и приемника). Изменение параметров L и / или C отражается как взаимный импеданс на антенне приемника.В подходе к мониторингу с одной антенной расстояние от датчика до считывающего устройства (15 см) зависит от размера антенны (одновитковая петля с радиусом 4 см) и уровня мощности передачи (10 дБм). В [30] сердечник катушки индуктора с проволочной обмоткой представляет собой микромашинное устройство емкостного давления; датчик работает в суровых или защищенных условиях и может опрашиваться удаленно с помощью беспроводной сети. Автономный датчик был протестирован в пластиковой камере, наполненной водой; резонансная частота резервуара контролируется снаружи антенной, подключенной к анализатору импеданса.

    В литературе используются различные методы измерения резонанса телеметрической системы. Первый метод измеряет частоту, на которой фаза импеданса достигает своего минимума (метод минимальной фазы) [29]. Второй метод измеряет частоту на максимуме реального импеданса (сопротивления) и частоту, на которой мнимое сопротивление (реактивное сопротивление) равно нулю [13]. В последние годы более точный метод измеряет три резонанса, компенсируя изменение расстояния между двумя индукторами (метод 3-резонансов) [31-32].

    Модель индуктивной телеметрической системы проиллюстрирована на. Параметры имеют следующее значение: R 1 , R 2 — эквивалентные сопротивления считывающего устройства и датчика; C 1 , C ‘ S — паразитные емкости считывающего устройства и датчика; L r , L s — индуктивности рассеяния считывания и датчика; L м относится к связанному потоку; N 1 и N 2 — эквивалентное количество обмоток индуктора; C c — емкость связи.Импеданс, видимый с вывода считывающей индуктивности, качественно нанесен на график, который показывает три резонансные частоты ( f ra , f rb , f a ). В соответствии с методом 3-резонансов датчик и паразитная емкость (C ‘ S ) могут быть рассчитаны следующим образом:

    CS ′ = L1C1L2 (2πfra) 2+ (2πfrb) 2− (2πfa) 2 (2πfa) 2

    (1)

    (а) Физическая модель автономного датчика. (b) Модуль и фаза импеданса, если смотреть с вывода считывающего устройства [32].

    Значение C ‘ S получается как произведение между постоянным членом и единицей, вычисленной с помощью мер f ra , f rb , f a . Постоянный член может быть автоматически получен путем калибровки или рассчитан путем измерения параметров эквивалентной схемы каждой отдельной катушки индуктивности: L 1 и L 2 представляют собой значения индуктивности считывающей и чувствительной катушек индуктивности.

    В отличие от пассивных автономных датчиков, автономные датчики с автономным питанием представляют собой автономные устройства, обладающие способностью и функциональностью автономного измерительного блока, даже если считывающий блок не находится рядом. Автономные датчики с автономным питанием должны иметь возможность выполнять измерения, сохранять данные измерений и отправлять эти значения в блок считывания. В литературе все чаще появляются примеры автономных датчиков с автономным питанием. Во многих примерах [5, 11, 33] в качестве источника питания используются батареи.В [5] обсуждаются физические и химические датчики для приложений регистрации логистических данных для оценки качества и свежести пищевых продуктов. В [11] представлены недавние результаты автономных сенсорных исследований для стимуляции мозга и регистрации активности нейронов. В [33] автономный датчик отслеживал данные о жизненно важных функциях пациента в больнице. Другие примеры автономных датчиков, не использующих батареи, цитируются в [23-24, 34-37]; все внутренние модули получают питание от модуля сбора энергии или от электромагнитного поля беспроводной связи.Поскольку возможность замены аккумуляторов системой уборки урожая очень привлекательна с экологической точки зрения, наш анализ будет сосредоточен только на автономных датчиках, оснащенных системами уборки урожая. Эти автономные датчики с автономным питанием состоят из одного или нескольких чувствительных элементов и различных модулей: входной электроники, аналого-цифрового преобразователя, блока разработки для управления внутренними задачами, управления питанием, беспроводного приемопередатчика и запоминающих устройств. На блок-схеме показан автономный датчик с автономным питанием.Можно выделить общие характеристики: конструкция с очень низким энергопотреблением, автономная конфигурация, минимальное количество цепей управления и связи для достижения наименьшей и наиболее легко присоединяемой формы.

    Блок-схема автономных датчиков с автономным питанием.

    Автономные датчики с автономным питанием требуют определенного уровня напряжения и тока, обеспечиваемого соответствующим блоком управления питанием. Обычно схема управления питанием имеет специальный преобразователь постоянного тока в постоянный или зарядный насос, чтобы согласовать выходное электрическое сопротивление генератора с характеристиками нагрузки схемы, реализуя передачу максимальной мощности.В [24] описана характеристика термоэлектрических модулей, подключенных к зарядовой накачке. Поскольку сбор энергии может работать с перебоями или автономному датчику может потребоваться гораздо больше энергии, чем энергия, доступная от блока сбора энергии, могут быть полезны элементы накопления энергии. В литературе описываются различные новые типы сбора энергии для небольших устройств: термоэлектрическое, вибрационное преобразование энергии в электрическое и радиочастотное преобразование ВЧ-мощности [23-24, 34-37]. показывает сравнение некоторых опубликованных комбайнов для автономных датчиков с автономным питанием.

    Таблица 1.

    Сравнение опубликованных харвестеров для автономных датчиков.

    908 Пьезоэлектрический 8 8
    Автор и ссылка Тип генератора Энергия Объем генератора [см 3 ] Необработанная мощность [мкВт] 3 908 Плотность мощности [мкВт / см 3 ]
    Майкельсон [34] Электростатический Движение 0.6 2,4 / 4
    Hammond [34] Пьезоэлектрический Движение 4,8 1700 700 145 Движение 0,65 203 / 312
    Li [34] Электромагнитный Движение 1 /100 909 908 [23] Термоэлектрический T Градиент 5.76 / 900 156
    Dalola [24] Термоэлектрический T градиент 3,87 31800 / / Фотоэлектрические Солнечные 40 400000 / 10000
    Weimer [37] Электромагнитные Воздушный поток 23 5-28

    Указаны различные характеристики: расчетные значения оцениваются в соответствии с данными, приведенными в ссылках. Как видно из таблицы, автономный датчик может рассчитывать на бюджет менее 1 мВт от типовой системы сбора энергии. Кроме того, источник питания может быть получен от магнитного поля (или электромагнитного поля), создаваемого блоком считывания [12-17]. В этом случае индуктивные телеметрические каналы часто используются для передачи мощности, данных или того и другого.Дистанционное питание передается через уникальную пару индукторов. В [38] сообщается о беспроводном транспондере для передачи данных и мощности, во время передачи потребляемая мощность составляет около 900 мкВт. Более низкое значение 810 мкВт можно найти в [39]. Другими примерами типичных передач данных и энергии являются пассивные устройства RFID.

    Снижение энергопотребления — это стратегия, позволяющая уравновесить количество энергии, доступной от устройств источника питания. Во-первых, датчики реализуют методы преобразования малой мощности, в основном емкостные или индуктивные, или используют некоторые специальные структуры MEMS, предназначенные для снижения потребности в мощности.В [5] датчик MOX представляет собой массив из четырех микроконфорок с круглой активной площадью 80 мкм и потребляет 8,9 мВт при непрерывной работе при 400 ° C. Во-вторых, интегральные электронные схемы имеют очень низкое энергопотребление: блок управления реализует определенные стратегии управления, запускающие периодическую активность и длительные интервалы, в течение которых автономный датчик находится в спящем режиме. Следствием этого является то, что активный поток процесса может быть следующим: пробуждение, активация датчика, сбор образцов, измерение, вычисление, хранение и / или передача данных, сброс датчика и спящий режим.Преимущество достигается, если мощность, необходимая для выключения и включения датчика, намного меньше, чем экономия энергии при выключении датчика. Очевидно, что активное время должно быть как можно короче из-за потребляемой мощности, а частота основного цикла управления должна быть как можно меньше. Эти требования могут противоречить характеристикам процесса измерения, когда высокая частота сбора данных обычно является системным требованием. В [40] обсуждается общая микросхема интерфейса датчика (GSIC) для емкостных датчиков.Устройство имеет среднее потребление 48 мкВт в системе мониторинга, которая содержит датчик, микроконтроллер и беспроводной уровень. Блок разработки управляет схемой интерфейса датчика, конфигурирует считывающую электронику и преобразует данные, поступающие от схемы интерфейса датчика, и сохраняет их в памяти. Чтобы снизить потребление энергии для передачи данных, он также может реализовать некоторые интеллектуальные алгоритмы сжатия данных измерений. Наконец, он обеспечивает телеметрическую связь со считывающим устройством.Кроме того, все неиспользуемые внутренние модули можно отключить по отдельности. В [41] энергопотребление автономного датчика во время цикла составляет около 60 мкВт, идеально синхронизировано и с интервалом измерения около 8 с. Обычно мощность, необходимая для передачи данных, зависит также от достигнутого расстояния, скорости передачи данных и частоты передачи. Увеличение значений вышеуказанных параметров вызывает соответствующее увеличение потребляемой мощности.

    3.Пассивные бесконтактные автономные датчики

    В следующих разделах представлены два примера пассивных автономных датчиков, разработанных и испытанных в наших лабораториях. Они используют телеметрическую связь, и у одного есть возможность компенсации расстояния. Дальность телеметрической связи составляет около 30 мм.

    3.1. Пассивный автономный датчик для измерения влажности

    Измерения относительной влажности (RH) в герметичных средах, например, в логистической и биомедицинской областях, могут выполняться по беспроводной связи с помощью пассивных автономных датчиков.На примере автономного датчика и системы считывания схематично изображены для этого приложения.

    (а) Изображение пассивного автономного датчика и системы считывания для измерения относительной влажности и (б) блок-схема экспериментальной установки.

    Пассивный автономный датчик представляет собой автономный планарный индуктор, изготовленный по технологии PCB из 25 обмоток с внешним диаметром 50 мм, покрытых полиэтиленгликолем (PEG). Изменения относительной влажности (RH) изменяют диэлектрик полимера, нанесенного на катушку индуктивности, вызывая изменение паразитной емкости.Согласно методике, разработанной в [31], схема кондиционирования выделяет три резонансные частоты, а микропроцессор вычисляет относительную влажность и компенсирует изменение расстояния. Система считывания состоит из различных функциональных блоков: один генерирует синусоидальный опорный сигнал, второй измеряет модуль импеданса, а третий вычисляет относительную влажность. Датчик был охарактеризован с использованием экспериментальной установки, показанной и описанной в [32]. Датчик расположен внутри камеры из оргстекла, которая используется как герметичный контейнер для влажного воздуха.В камере находится гигрометрический датчик (HIH-3610) для эталонных измерений. Индуктивности расположены параллельно, а их оси совпадают. Три резонансные частоты контролируются анализатором импеданса (HP4194A), подключенным к катушке индуктивности считывания или, альтернативно, к специальной электронике. Влажный воздух, протекающий внутри камеры, создается системой, контролирующей смесь двух газообразных сред с помощью двух измерителей потока. Расстояние считывания от датчика регулируется микрометрическим винтом с разрешением 10 мкм и достигает 25 мм.Три резонансные частоты были измерены на расстоянии 20 мм, и в соответствии с методом 3-резонансов [31] расчетные значения емкости представлены в виде квадратных точек в. На том же рисунке значения емкости, полученные с использованием анализатора импеданса (HP4194A) вместо электроники автономного датчика, представлены в виде ромбов. Все точки измерения являются функцией значений относительной влажности, измеренных эталонным датчиком. Интерполируя два набора данных измерений, максимальная разница между двумя кривыми составляет менее 15 фФ, что соответствует менее 8% диапазона измерения емкости.Значения емкости как функции расстояния указаны для изменения расстояния от 15 до 30 мм. Максимальное изменение емкости в худшем случае ограничено 20 фФ, что соответствует примерно 1% полной шкалы на каждый миллиметр изменения расстояния.

    Расчетные значения емкости как функция от RH и для различных значений расстояния.

    Значения емкости, рассчитанные с использованием предлагаемой электроники кондиционирования, в зависимости от относительной влажности и расстояния.

    3.2. Пассивный автономный датчик для измерения высоких температур

    Пассивный автономный датчик для измерения высоких температур схематично представлен на следующем рисунке: датчик представляет собой гибридный MEMS, состоящий из нового датчика температуры MEMS (см. Выше), разработанного с использованием процесса Metal MUMPs [42] и планарный индуктор (внизу в), реализованный по технологии толстой пленки путем трафаретной печати на подложке из оксида алюминия проводящей краской в ​​форме спирали.

    (а) эскиз пассивного автономного датчика для измерения высоких температур и (б) блок-схема экспериментальной установки.

    Датчик температуры MEMS использует каскад из 36 структур изогнутых лучей. Единая конструкция состоит из V-образной балки, закрепленной на двух концах, как показано на увеличении в верхней части. Изменение температуры вызывает тепловое расширение структуры, вызывающее смещение центральной вершины, которая соединена с гребенчатым гребнем. Устройство построено непосредственно над изоляционным слоем из нитрида кремния со структурным слоем из никеля и золота. Максимальная рабочая температура обусловлена ​​максимальным рабочим пределом никеля (350 ° C).Конденсатор MEMS соединен со встроенной катушкой индуктивности, и эквивалентный LC-контур имеет резонансную частоту, которая зависит от измеряемой температуры. Внешний индуктор может быть применен к внешней части барьера, ограничивающего агрессивную зону. Два индуктора представляют собой индуктивную телеметрическую систему. В экспериментальной установке печь, в которой расположен автономный датчик, имеет окна из закаленного стекла толщиной 8 мм.

    показывает блок-схему экспериментальной установки.В измерительной камере (в центре рисунка) ИК-нагреватель мощностью 500 Вт поднимает температуру до 350 ° C. Три терморезистора Pt100 (на рисунке показан только один) измеряют внутреннюю температуру в трех разных точках, и каждый из них подключен к мультиметру (Fluke 8840A). Эти три значения используются для обеспечения равномерного распределения температуры. Персональный компьютер, на котором работает разработанный виртуальный прибор LabVIEW ™, подключен к мультиметрам через шину IEEE 488 и к входу регулятора мощности через цифровой выход платы ввода / вывода.ПК контролирует температуру внутри духовки и управляет инфракрасным обогревателем, попеременно включая и выключая цепь питания. В духовку помещаются два датчика MEMS. Первый подключается напрямую к анализатору импеданса (HP4194A) для измерения его емкости, второй подключается к плоской катушке индуктивности для телеметрических измерений. Индуктор считывания подключен снаружи ко второму анализатору импеданса (HP4194A).

    В датчике емкость, измеренная на частоте 2 МГц, указывается как функция температуры: квадратные точки — это значения, непосредственно измеренные на клеммах датчика, в то время как остальные измеряются с помощью внешнего индуктора и рассчитываются с использованием метода минимальной фазы [29 ].На диаграмме показано квазилинейное поведение датчика. Значения, рассчитанные методом минимальной фазы, близки к эталонным, измеренным с помощью анализатора импеданса (HP4194A).

    Емкость датчика, непосредственно измеренная HP4194A, и данные, полученные с помощью телеметрической системы.

    4. Автономные автономные датчики с термоэлектрическим или воздушным генератором

    В этом параграфе представлены два автономных автономных датчика, один измеряет температуру, а второй — скорость ветра.Они используют термоэлектрическую и электромеханическую систему сбора урожая. Во втором примере измеряемый параметр обеспечивается той же энергией, что и силовой комбайн. Значения температуры вдоль секции теплоцентрали являются важными показателями для контроля энергоэффективности при регулировании теплового комфорта [23-24]. Автономная сенсорная система, состоящая из микропроцессора малой мощности, транспондера RF-ID 125 кГц, датчика температуры малой мощности и модуля сбора энергии, была разработана для измерения температуры труб со стенками [24].сообщает в (а) экспериментальную установку для тестирования автономных датчиков с собственным питанием, а в (б) блок-схему датчика и системы считывания.

    (а) экспериментальная установка автономного датчика с автономным питанием для измерения температуры и (б) структурная схема автономного датчика и системы считывания.

    Если автономный датчик размещен на горячих трубах, термоэлектрический генератор собирает энергию, питая автономный датчик, который периодически выполняет измерение температуры и сохраняет данные в энергонезависимой памяти.Отметка времени, связанная с отдельными данными, может быть сохранена, но если температурный градиент недостаточен для обеспечения непрерывного включения питания, он может быть утерян, но данные не будут перезаписаны. Когда удаленный блок находится рядом с автономным датчиком, он генерирует электромагнитное поле, используемое автономным датчиком для питания его цепей и для передачи сохраненных данных измерений на тот же удаленный блок. Таким образом, автономный датчик собирает два типа энергии, всегда доступной для функции, которую он должен выполнять: он измеряет и сохраняет температуру, когда та же самая высокая температура, и тепловая энергия доступна и передает сохраненные данные, когда удаленный блок находится рядом. .

    Термоэлектрический генератор вырабатывает электроэнергию непосредственно из разницы температур, используя эффект Зеебека. Когда разница температур ΔT применяется между поверхностями ТЭГ, выходное напряжение холостого хода V G создается в соответствии со следующим уравнением:

    где α — коэффициент Зеебека материалов ТЭГ (368 мкВ / ° C), N — количество термопар (254), а ΔT — применяемая разность температур. Используемый ТЭГ — модуль ТГМ-254-1.0-1,3 от Kryotherm с размерами (40 × 40 × 3,6) мм 3 .

    Выходная мощность, передаваемая термоэлектрическим модулем нагрузке, зависит от разницы между расходами тепла, которые поступают от источника отходящего тепла к горячим спаям и от холодных спаев к окружающей среде. В условиях согласованной нагрузки выходная мощность и выходное напряжение составляют около 27 мВт и 0,9 В, соответственно, при разнице температур около 9 ° C. Выход термоэлектрического генератора напрямую подключен к преобразователю постоянного тока в постоянный ({«type»: «entrez-protein», «attrs»: {«text»: «TPS61200», «term_id»: «1694057863», «term_text»: «TPS61200»}} TPS61200), который обеспечивает необходимый уровень напряжения для электронных схем.Во время операций измерения и сохранения данных потребление тока составляет около 400 мкА при 2,1 В, что соответствует примерно 840 мкВт. В то время как во время телеметрической связи потребление тока микропроцессором (9S08QE128), датчиком (LM94022) и трансивером (U3280M) составляет около 220 мкА при 2,58 В, что соответствует примерно 570 мкВт.

    Экспериментальная установка, описанная в [23], предназначена для тестирования разработанных автономных датчиков. Экспериментальная система состоит из дымохода, через который проходит поток горячего воздуха.Система обогревателя представляет собой упрощенную модель типовой отопительной установки здания. Горячий воздух подается в металлическую трубу, нагревая ее поверхности. Труба изготовлена ​​из эмалированного железа и имеет толщину 1 мм; квадратное сечение со сторонами 100 мм и длиной 1 м. Распределение внешней температуры вдоль дымохода измерялось с помощью пяти термисторов NTC, размещенных через каждые 20 см от нижнего конца трубы. Два автономных датчика были размещены на внешней стороне дымохода соответственно в 20 и 60 см от нижнего конца трубы, рядом с датчиками NTC.Во время испытания были оценены температура, измеренная как эталонным, так и автономным датчиками, напряжение, генерируемое термоэлектрическими генераторами. показывает значения температуры как функцию времени. Результаты экспериментов показывают функционирование системы во время операций измерения, сохранения и передачи данных. Данные о температуре, измеренные автономными датчиками, совпадают с данными эталонных датчиков, а максимальная разница температур составляет около 3,4 ° C.

    Автономные датчики измеряют температуру и эталонную измеренную температуру NTC.

    Для телеметрической связи характерно размещение между системой считывания и автономными сенсорными слоями из различных материалов. Металлические слои также были протестированы, но, как и ожидалось, они не допускают коммуникации. Испытываемые материалы: полистирол (толщина 6 см), полиуретан (6 см), дерево (4 см), стекловата (4 см), красный кирпич (5 см) и плитка (4 см). Напряжение, генерируемое транспондером, измеряется как функция расстояния между автономным датчиком и удаленным устройством.Нормальные рабочие операции выполняются при напряжении питания транспондера более 1,8 В. Как и ожидалось, кривая воздуха показывает наибольшее расстояние считывания, в то время как другие кривые показывают расстояние считывания на несколько сантиметров меньше.

    Питание транспондера для различных расстояний и материалов.

    В некоторых средах присутствуют умеренные потоки окружающей среды, например, в каналах системы кондиционирования воздуха, на открытом воздухе или в движущихся транспортных средствах. Измерение потока также является важным показателем для контроля энергоэффективности при регулировании кондиционирующих имплантатов [22].Был спроектирован и испытан автономный датчик, размещенный внутри труб и приводимый в действие электромеханическим генератором, поглощающим энергию воздушного потока (). Принятая блок-схема () аналогична автономному датчику для контроля температуры, описанному выше, при этом расход воздуха измеряется через частоту ротора электромеханического генератора. Более того, когда блок считывания активен, электромагнитное поле используется для питания автономной сенсорной системы и передачи данных.В литературе сообщается об использовании ветряных турбин или генераторов воздушного потока для питания автономных датчиков [33, 37]. Имеющаяся теоретическая мощность воздушного потока может быть рассчитана с помощью кинетической энергии. Используя формулу для движущейся системы, можно получить энергию потока:

    где ρ — плотность жидкости, A — площадь, нормальная к потоку, v — скорость воздушного потока, а Δt — время наблюдения. Кинетическая энергия может быть легко преобразована в мощность воздушного потока:

    (а) экспериментальная установка автономного датчика с автономным питанием для измерения расхода и (б) структурная схема автономного датчика и считывающего устройства.

    Эта мощность является функцией плотности воздуха, которую можно принять равной 1,2 кг / м площади 3 , и скорости воздушного потока. Теоретическое максимальное количество энергии для стандартной площади 55 см 2 и скорости ветра 4,5 м / с составляет около 300 мВт. Модуль генератора не может извлечь всю эту мощность из-за относительно высокого вязкого сопротивления лопастей, потерь в подшипниках и других факторов. Энергия ветра корректируется с коэффициентом мощности меньше единицы (C p ). Крупномасштабные генераторы воздушного потока могут быть высокоэффективными с коэффициентом мощности больше 0.5 достижимо; для малогабаритных генераторов воздушного потока производительность менее хороша, около 0,1 [34].

    В предлагаемой заявке были испытаны различные комбайны с воздушным потоком, использующие коммерческие детали ротора и генератора, чтобы изучить энергетический КПД как функцию нагрузки. Полученная эффективность составила около 0,08. При максимальной мощности 16 мВт при нагрузке 150 Ом бесщеточный генератор и рабочее колесо диаметром 7 см. Экспериментальная установка была организована для тестирования автономной системы путем измерения потока внутри трубы и напряжения, которое может генерироваться сборщиком воздушного потока.Полученные результаты показали линейное поведение датчика, как показано на. Система начинает работать при скорости воздушного потока выше 3 м / с, измеренные данные сохраняются в энергонезависимой памяти и загружаются в систему считывания. В зависимости от источника питания генератора воздушного потока, если потока недостаточно для питания автономного датчика, это может вызвать период отключения электроэнергии. По этой причине невозможно записать абсолютное время измерения.

    Значения мощности тестируемого воздухоуборочного комбайна для различных скоростей воздушного потока и различных нагрузок.

    Характеристика частоты ротора при различных скоростях воздушного потока.

    5. Выводы

    Были представлены и обсуждены автономные датчики, работающие без батарей и снижающие проблему воздействия на окружающую среду. Классификация «пассивных автономных датчиков» и «автономных датчиков с автономным питанием» была введена, чтобы различать те, которые представляют собой просто пассивные элементы, опрашиваемые по беспроводной связи от входной электроники, и те, которые имеют систему сбора энергии или питаются от используемого электромагнитного поля. в качестве коммуникационной поддержки и для получения электроэнергии, необходимой для правильного функционирования.Были представлены общие строительные блоки этих автономных датчиков и даны рекомендации по проектированию, которым должна следовать такая система, а также различные предлагаемые варианты применения автономных датчиков, применяемых в суровых или герметичных условиях. Было сообщено о двух примерах пассивных автономных датчиков, первый для измерения влажности, который представляет собой интервал расстояний около 30 мм и возможность компенсации изменения расстояния. Второй может измерять высокие температуры с максимальным пределом около 350 ° C, что гарантирует неприкосновенность суровых условий окружающей среды.Кроме того, сообщается о двух применениях автономных датчиков с автономным питанием с двумя разными модулями сбора энергии. Модули сбора энергии позволяют проводить измерения при необходимости, независимо от наличия считывающего устройства; тепловые градиенты использовались термоэлектрическим преобразователем в качестве источника сбора энергии или воздушного потока с помощью электромеханического генератора. Приведенные примеры имеют одинаковую структуру блок-схемы, но модульность таких систем применялась для двух разных приложений.Использование такого типа систем представляет собой хорошую возможность для удаленных сред, для которых важными характеристиками являются малый размер, автономный источник питания и способность воспринимать и передавать данные.

    Ссылки и примечания

    1. Киркинг Б., Креволин Дж., Таунсенд К., Колвелл К. В., мл., Д’Лима Д. Д. Многоосный имплантируемый протез большеберцовой кости с датчиком силы. Журнал биомеханики. 2006; 39: 1744–1751. [PubMed] [Google Scholar] 2. Ролманн А., Габель У., Грайхен Ф., Бендер А., Бергманн Г.Инструментальный имплантат для замены тела позвонка, измеряющий нагрузки в переднем отделе позвоночника. Медицинская инженерия и физика. 2007; 29: 580–585. [PubMed] [Google Scholar] 3. Содагар М., Перлин Г. Э., Яо Ю., Вайз К. Д., Наджафи К. Имплантируемая микросистема для беспроводной многоканальной записи коры головного мозга. Известия преобразователей’07. 2007: 69–72. [Google Scholar] 5. Замполли С., Эльми И., Коззани Э., Кардинали Г. К., Скорцони А., Чичони М., Марко С., Паласио Ф., Гомес-Кама Дж. М., Сайхан И., Беккер Т. Компоненты со сверхнизким энергопотреблением для RFID-меток с физическими и химическими датчиками. Микросистемная техника. 2008. 14: 581–588. [Google Scholar] 6. Vergara, Llobet E., RamIrez J.L., Ivanova P., Fonseca L., Zampolli S., Scorzoni A., Becker T., Marco S., Wollenstein J. Считыватель RFID со встроенной функцией считывания для мониторинга качества фруктов. Датчики и исполнительные механизмы B. 2007; 127: 143–149. [Google Scholar] 7. Abada E., Zampolli S., Marco S., Scorzoni A., Mazzolai B., Juarros A., Gomeza D., Elmi I., Cardinali G.К., Гомес Дж. М., Паласио Ф., Чичони М., Мондини А., Беккер Т., Сайхан И. Разработка микролаборатории гибких меток: интеграция газовых датчиков в гибкие метки RFID для логистики пищевых продуктов. Датчики и исполнительные механизмы B. 2007; 127: 2–7. [Google Scholar] 8. Серра П.А., Рокчитта Г., Баззу Г., Манка А., Пуджиони Г.М., Лоуриб Дж. П., О’Нил Р.Д.Проектирование и создание недорогой встроенной телеметрической системы с однополярным питанием для приложений амперометрических биосенсоров. Датчики и исполнительные механизмы Б. 2007; 122: 118–126. [Google Scholar] 9. Шрегардус Д.S., Pieneman A.W., Ter Maatc A., Jansen R.F., Brouwer T.J.F., Gahr M.L. Легкая телеметрическая система для регистрации активности нейронов у свободно ведущих мелких животных. Журнал методов неврологии. 2006; 155: 62–71. [PubMed] [Google Scholar] 10. Лин Д.К., Бухер Б.П., Дэвис Х.П., Спрунгер Л.К. Недорогая телеметрическая система, подходящая для измерения биопотенциалов мышей. Медицинская инженерия и физика. 2008. 30: 199–205. [PubMed] [Google Scholar] 11. Да X., Ван П., Лю Дж., Чжан С., Цзян Дж., Ван К., Чен В., Чжэн Х. Портативная телеметрическая система для стимуляции мозга и регистрации активности нейронов у свободно ведущих мелких животных. Журнал методов неврологии. 2008. 174: 186–193. [PubMed] [Google Scholar] 12. Такахата К., Джанчандани Ю.Б. Емкостной датчик давления с микромеханической обработкой, использующий структуру без полостей со слоями объемного металла / эластомера и его приложение беспроводной телеметрии. Датчики. 2008. 8: 2317–2330. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 13. Тан Э.Л., Нг В.Н., Шао Р., Перелес Б.Д., Онг К.Г. Беспроводной пассивный датчик для количественной оценки качества упакованных пищевых продуктов. Датчики. 2007; 7: 1747–1756. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 14. Фонсека М.А., Инглиш Дж.М., Фон Аркс М., Аллен М.Г. Беспроводной микромашинный керамический датчик давления для высокотемпературных применений. Журнал Microel. Системы. 2002; 11: 337–343. [Google Scholar] 15. Фонсека М.А., Аллен М.Г., Крох Дж., Уайт Дж. Гибкие беспроводные пассивные датчики давления для биомедицинских приложений. Tech. Копать землю. Мастерская по твердотельным датчикам, приводам и микросистемам.2006: 37–42. [Google Scholar] 16. Jia Y., Sun K., Agosto F.J., Quinones M.T. Конструкция и характеристики пассивного беспроводного датчика деформации. Измерительная наука и технология. 2006. 17: 2869–2876. [Google Scholar] 17. Бердселл Э., Аллен М.Г. Беспроводные химические датчики для высокотемпературных сред. Tech. Копать землю. Мастерская по твердотельным датчикам, приводам и микросистемам. 2006: 212–215. [Google Scholar] 18. Киркинг Б., Креволин Дж., Таунсенд К., Колвелл К. В. Младший, Д’Лима Д. Д. Многоосный имплантируемый протез большеберцовой кости с датчиком силы.Журнал биомеханики. 2006; 39: 1744–1751. [PubMed] [Google Scholar] 19. Валдастри П., Росси С., Менсиасси А., Лионетти В., Бернини Ф., Реккья Ф. А., Дарио П. Имплантируемая телеметрическая платформа с поддержкой ZigBee для мониторинга физиологических параметров in vivo. Датчики и исполнительные механизмы А. 2008; 142: 369–378. [Google Scholar] 20. Мита А., Тахира С. Интеллектуальный датчик, использующий механическую память для мониторинга состояния конструкций здания с контролируемым повреждением. Умные материалы и конструкции. 2003; 12: 204–9. [Google Scholar] 21.Мартинес К., Харт Дж. К., Онг Р. Сети датчиков окружающей среды. Компьютер. 2004. 37: 50–56. [Google Scholar] 22. Хуанико Л.Е., Гонсалес А.Д.Тепловая эффективность обогревателей с уравновешивающим дымоходом на природном газе: измерения для коммерческих устройств. Энергия и здания. 2008. 40: 1067–1073. [Google Scholar] 23. Далола С., Феррари В., Гиззетти М., Мариоли Д., Сардини Э., Серпеллони М., Тарони А. Автономная сенсорная система с радиочастотной связью и термоэлектрическим генератором для сбора энергии. Труды IEEE I2MTC08. 2008: 1376–1380.[Google Scholar] 24. Далола С., Феррари М., Феррари В., Гиззетти М., Мариоли Д., Тарони А. Характеристики термоэлектрических модулей для питания автономных датчиков. IEEE Transaction on Instrumentation and Measurement. 2008: 1–6. [Google Scholar] 25. Маврудиева Д., Воянт Дж., Кедоус-Лебук А., Йоннет Дж. П. Магнитные структуры для бесконтактных датчиков температуры. Датчики и исполнительные механизмы А. 2008; 142: 464–467. [Google Scholar] 27. Фу Л., Ли С., Чжан К., Чен И.Х., Петренко В.А., Ченг З. Магнитострикционный микрокантилевер как усовершенствованный датчик для биосенсоров.Датчики. 2007; 7: 2929–2941. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 28. Онг К.Г., Граймс К.А., Роббинс С.Л., Сингх Р.С. Разработка и применение беспроводного пассивного датчика мониторинга окружающей среды с резонансным контуром. Датчики и исполнительные механизмы A. 2001; 93: 33–43. [Google Scholar] 29. Харпстер Т., Старк Б., Наджафи К. Пассивный беспроводной встроенный датчик влажности. Датчики и исполнительные механизмы А. 2002; 95: 100–107. [Google Scholar] 30. Такахата К., Джанчандани Ю.Б. Емкостной датчик давления с микромеханической обработкой, использующий структуру без полостей со слоями объемного металла / эластомера и его приложение беспроводной телеметрии.Датчики. 2008. 8: 2317–2330. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 31. Мариоли Д., Сардини Э., Серпеллони М., Тарони А. Новый метод измерения емкостных преобразователей в системе телеметрических датчиков с компенсацией расстояния. Измерительная наука и технология. 2005; 16: 1593–1599. [Google Scholar] 32. Мариоли Д., Сардини Э., Серпеллони М. Индуктивная телеметрическая система измерения влажности. Измерительная наука и технология. 2008. 19: 115–204. [Google Scholar] 33. Ханде А., Полк Т., Уокер В., Бхатиа Д. Автономные беспроводные сенсорные сети для удаленного мониторинга пациентов в больницах. Датчики. 2006. 6: 1102–1117. [Google Scholar] 34. Митчесон П.Д., Йитман Э.М., Рао Г.К., Холмс А.С., Грин Т.С. Сбор энергии от движения человека и машины для беспроводных электронных устройств. Труды IEEE. 2008. 96 (9): 1457–1486. [Google Scholar] 35. Худака Н.С., Аматуччи Г.Г. Маломасштабный сбор энергии посредством термоэлектрического, вибрационного и радиочастотного преобразования энергии. Журнал прикладной физики.2008; 103: 101301–24. [Google Scholar] 36. Феррари М., Феррари В., Гиззетти М., Мариоли Д., Тарони А. Пьезоэлектрический многочастотный преобразователь энергии для сбора энергии в автономных микросистемах. Датчики и исполнительные механизмы А. 2008; 142: 329–335. [Google Scholar] 37. Веймер М.А., Пайнг Т.С., Зейн Р.А. Сбор энергии ветра в удаленных районах для маломощных автономных датчиков. Конференция специалистов силовой электроники. 2006; 18 (22): 1–5. [Google Scholar] 38. Грегори С., Ли Ю., Ли Х., Лю Дж., Малоберти Ф. Мощность 2,45 ГГц и передача данных для маломощной платформы автономных датчиков.ISLPED’04. 2004: 269–273. [Google Scholar] 39. Ким Дж. У., Такао Х., Савада К., Исида М. Интегрированные индукторы для РЧ-передатчиков в интеллектуальных микросенсорных системах cmos / mems. Датчики. 2007; 7: 1387–1398. [Google Scholar] 40. Бракке В., Меркен П., Пуэрс Р., Ван Хоф С. Общие архитектуры и методы проектирования автономных датчиков. Датчики и исполнительные механизмы А. 2007; 135: 881–888. [Google Scholar] 41. Baerta K., Gyselinckxa B., Torfsa T., Leonova V., Yazicioglua F., Brebelsa S., Donnaya S., Vanfleterena J., Beynea E., Ван Хоф С. Технологии для высоко миниатюрных автономных сенсорных сетей. Журнал «Микроэлектроника».

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.