Zaloguj się
Wszystkie
1 lipca 2026
30
Koła się kręcą
Po opublikowaniu tamtego artykułu otrzymałem e-mail od emerytowanego matematyka, fizyka i inżyniera Petera Breareya, który napisał: „Jedną z kwestii, o której nie wspomniałeś (a którą widać na pokazanym przez ciebie przykładowym układzie przekładniowym), jest to, że ułamek wyrażający przełożenie nie powinien mieć wspólnych czynników. Każdy ząb na jednym kole zębatym musi wcześniej czy później mieć kontakt z każdym z zębów na drugim kole. Zapewni to równomierne zużycie przekładni i pozwoli na demontaż i ponowny montaż układu przekładniowego bez problemów z zacinaniem się i niedopasowaniem.”
Jak tylko to przeczytałem, pomyślałem: „ma to sens”. Uderzyło mnie również, że prawdopodobnie sam bym o tym nie pomyślał. Wiele tego typu rozwiązań powstało w odległej przeszłości, kiedy w krajobrazie technicznym dominowały inżynieria mechaniczna i maszyny parowe. Uświadamia mi to, że nasi poprzednicy w dziedzinie inżynierii wiedzieli bardzo dużo o wielu rzeczach.
Myśląc o tym, ponownie przyjrzałem się kołom zębatym tworzącym układ przekładni w prostym serwomechanizmie, który mój przyjaciel Steve Manley zdemontował i zamodelował. Natychmiast przykuł moją uwagę stosunek 8:32 między stopniami 2B i 3A, więc wysłałem do Petera e-mail z pytaniem: „W nawiązaniu do twojej uwagi o tym, że ilości zębów na kołach nie powinny mieć wspólnego mianownika: w serwomechanizmie, który w numerze wrześniowym rozłożyliśmy na części, mamy między 2B a 3A przejście z 8 na 32 zęby. Steve właśnie jeszcze raz policzył zęby, aby mieć sto procent pewności. Czy mamy tu wyjątek potwierdzający regułę?”.
Peter odpowiedział, że rzeczywiście jest to stosunek niefortunny, dodając: „Stosunek ilości zębów 10:38 między 1B a 2A również nie jest zbyt dobry. Dla 1B/2A lepiej byłoby zastosować 11:38, a dla 2B/3A – 8:33. W tym przypadku jest jednak mało prawdopodobne, aby ktoś ten układ przekładni rozmontowywał, a następnie składał ponownie. Ponadto koła są plastikowe, więc łatwo dopasowują swój profil do naprężeń, pod warunkiem, że zostały wykonane z rozsądną tolerancją.
Potrzeba stosowania przełożeń, które nie mają wspólnego dzielnika, jest tym większa, im większej precyzji oczekujemy. Tolerancja 1/100 jest mniej kłopotliwa niż 1/1000 lub 1/10000. Jest to kwestia konkretnego zastosowania i tego, gdzie zużycie i/lub uszkodzenia są tolerowane najłatwiej. W przypadku produkcji masowej ważne są koszty i możliwość ponownego wykorzystania części oraz łatwość montażu bez błędów (stąd zróżnicowana kolorystyka kół). Porównywanie produkcji masowej z pojedynczym, ręcznie wyregulowanym egzemplarzem to jak porównywanie jabłek z gruszkami”.
Magia analogu
Zauważyłem, że moje meandrujące rozważania wydają się budzić wiele wspomnień wśród Czytelników. Na przykład w moim poprzednim felietonie („Practical Electronics”, październik 2022 r.; EdW 5/2026) poruszyłem temat wykorzystania rtęciowych linii opóźniających i magnetycznych pamięci rdzeniowych we wczesnych komputerach cyfrowych.
Skłoniło to emerytowanego fizyka i inżyniera oprogramowania („mówcie mi po prostu Jim”) do wysłania mi e-maila o następującej treści: „Cześć Max, właśnie przeczytałem twój najnowszy artykuł i jak zawsze mi się podobał. Mam ciekawą anegdotę, którą chciałbym się z tobą podzielić. W odległych latach 80. robiłem doktorat na Uniwersytecie Warwick, korzystając z wysłużonego spektrometru elektronowego Augera. Musiałem go w dużym stopniu przerabiać, często od podszewki.
Zawierał wyłącznie elektronikę analogową. Był podłączony do równie wysłużonego komputera GEC4080, który miał pamięć rdzeniową, prymitywny przetwornik analogowo-cyfrowy do pomiaru sygnału oraz nie mniej prymitywny przetwornik cyfrowo-analogowy do sterowania spektrometrem.
Pewnego dnia, w połowie długiego eksperymentu, nastąpiła całkowita przerwa w dostawie prądu trwająca około 15 minut. Oczywiście cały sprzęt i komputery, w tym GEC, przestały działać. Kiedy prąd wrócił, komputer BBC Micro w naszym laboratorium natychmiast przystąpił do formatowania obu dyskietek, a cały nowoczesny (w tamtych czasach) sprzęt cyfrowy albo się zrestartował, albo zawiesił w jakimś niezrozumiałym stanie. A mój sprzęt uruchomił się bez problemu i, jakby nigdy nic, pobrał kolejne dane pomiarowe. Tak więc elektronika analogowa + pamięć rdzeniowa = czarodziejstwo. Na dobrą sprawę to zdarzenie otworzyło mi oczy, ponieważ tak właśnie powinna działać cała elektronika – i tak będzie działać w przyszłości, gdy tylko opanujemy powszechne użycie pamięci prawdziwie nieulotnych”.
Jim pisał dalej: „Jeden z moich wykładowców na Uniwersytecie Warwick opowiedział mi następującą historię o rtęciowych liniach opóźniających. Pracował przy jednym z pierwszych komputerów, wyposażonym w długą linię opóźniającą w postaci szklanej rurki wypełnionej rtęcią, biegnącej przez całe laboratorium. Nad rurką zbudowano wygodną ławkę, aby ją chronić i jednocześnie zapewnić miejsce do siedzenia. Wkrótce zauważono pojawianie się przypadkowych błędów w działaniu komputera. Tamte wczesne komputery były całkowicie zależne od dokładnego czasu propagacji impulsów wzdłuż linii opóźniającej. Po pewnym czasie odkryto, że gdy ktoś siadał na ławce, ciepło jego ciała ogrzewało rtęć na tyle, że zmieniało czas propagacji impulsów, co prowadziło do błędów w pracy komputera”.
Na koniec Jim stwierdził: „Tęsknię za czasami, kiedy zasilanie było załączane wyłącznikiem, a nie w wyniku negocjacji”. Przypis redaktora: Autor nawiązuje do współczesnych systemów zasilania i komunikacji, w których przed podaniem zasilania urządzenia często wymieniają informacje i negocjują parametry pracy. Przykładem jest technika PoE (Power over Ethernet) lub USB Power Delivery.
Muszę przyznać, że ta ostatnia uwaga wywołała na mojej twarzy ironiczny uśmiech, ponieważ sam obecnie pracuję nad przełącznikami i doskonale rozumiem, o czym Jim mówi.
Jestem radosny jak szczygiełek
W poprzednich felietonach wspomniałem, że na początku września 2022 roku wybierałem się do Trondheim w Norwegii. Wygłosiłem tam gościnny wykład dla studentów informatyki systemów wbudowanych na Norweskim Uniwersytecie Nauki i Techniki (NTNU). Wygłosiłem również prezentację podczas Forum FPGA. Jest to miejsce, gdzie „trzeba się pokazać”, jeśli ma się cokolwiek wspólnego z układami FPGA w Norwegii i krajach sąsiednich. Z radością informuję, że oba moje wystąpienia wypadły całkiem nieźle (przynajmniej nikt we mnie niczym nie rzucił, co zawsze uważam za dobry znak). Jeśli jesteście zainteresowani, możecie dowiedzieć się o tych wystąpieniach więcej, odwiedzając strony https://bit.ly/3BlWJTr i https://bit.ly/3xvOZx3.
Jednym z zagadnień, którymi dzieliłem się ze studentami, jest koncepcja „urbexu” (urban exploration), która oznacza eksplorację obiektów stworzonych przez człowieka – zazwyczaj opuszczonych ruin lub innych elementów, ukrytych w środowisku naturalnym. Obiekty eksploracji są różne w różnych krajach, a do najbardziej znanych tego typu miejsc należą parki rozrywki, elewatory zbożowe, fabryki, elektrownie, silosy rakietowe, schrony przeciwatomowe, szpitale, zakłady psychiatryczne, więzienia, szkoły, przytułki dla ubogich i sanatoria.
Nie wiem dlaczego, ale uwielbiam wędrować po takich starych fabrykach, elektrowniach i innych budynkach. Lubię też oglądać zdjęcia z tych miejsc. Być może wynika to z mojego zainteresowania postapokaliptycznymi opowiadaniami science fiction. Najważniejsze jest to, że nie jestem w tym osamotniony, ponieważ wiele osób również przejawia podobne zainteresowania.
Jednym z moich idoli w tej dziedzinie jest André Joosse, który pochodzi z miasta i gminy Goes na wyspie Zuid-Beveland w prowincji Zeeland leżącej w południowo-zachodniej Holandii. Na stronie internetowej André można znaleźć mnóstwo niesamowitych zdjęć z wypraw urbexowych (www.urbex.nl). Jedno z moich ulubionych, które dzięki uprzejmości André wolno mi udostępnić studentom i Czytelnikom, przedstawia opuszczoną elektrownię na Węgrzech.
Studentom przedstawiłem to zdjęcie jako wstęp do rozmowy o starych technikach wyświetlania. A na potrzeby naszej niniejszej dyskusji chcę po prostu, abyśmy nacieszyli oczy tym niesamowitym pięknem. Szczerze mówiąc, brakuje mi słów.
Wiele z tego, co budujemy obecnie, to „hołd dla betonu” i brakuje w tym nawet podstaw stylu. Natomiast sterownia na zdjęciu André emanuje prawdziwym szykiem.
Facebook
Twitter
Linkedin
Kup teraz
