Make it anywhere, deel 4: mobiele lab-systemen - 💡 Fix My Ideas

Make it anywhere, deel 4: mobiele lab-systemen

Make it anywhere, deel 4: mobiele lab-systemen


Auteur: Ethan Holmes, 2019

We vroegen Steven Roberts, de eerbiedwaardige 'high-tech nomade', vooral bekend om zijn met internet verbonden gadget-beladen Winnebiko en BEHEMOTH fietsprojecten uit de jaren 80, om een ​​reeks artikelen te schrijven over het verbazingwekkende nieuwe mobiele projectenlab dat hij bouwt, nagesynchroniseerde Polaris. Met deze uitgeklede trailer kan Steve overal klaar zijn om te parkeren, met allerlei onderhouds-, fabricage- en reparatiemachines, gereedschappen en benodigdheden aan boord. Het is een hackerspace op wielen. Je kunt de andere delen van de serie hier lezen: Deel 1, Deel 2, Deel 3. - Gareth

Maak het overal, deel 4: mobiele labsystemen

Van Steven K. Roberts

Dit is de conclusie van onze mobiele labserie (zie de Inleiding voor achtergrond). Aan het einde van onze derde aflevering, bevonden we ons met een trailer gevuld met werkbladen en inventaris van stuwage. We hebben nu nog een laatste stap voltooid voordat we de rig "klaar" hebben geroepen en gebruiken om verder te werken echt projecten, wat die ook mogen zijn.

In mijn geval is dit een manier om mijn werkruimte te parkeren in de jachthaven, waar ik een stalen zeiljacht van 44 voet uitzoek met een netwerk van Arduino-knooppunten en een geïntegreerde Linux-server, een ingebouwd lab met omwikkelbare consoles en belangrijke upgrades voor scheepssystemen. Het is moeilijk om een ​​dergelijk project zelfs maar voor te stellen zonder een werkruimte in de buurt, en een mobiel lab was mijn enige optie. Maar draagbare faciliteiten zoals deze hebben veel van interessante applicaties: effectief werken op klantlocaties met behulp van vertrouwde tools, een beweging overleven met minimale creatieve ontwrichting, een heimelijke winkel installeren, weg van huiselijke afleiding, maar zonder in botsing te komen met bouwcodes, verschijnen bij Maker Faires en andere evenementen in volledige hack- modus, of jezelf instellen om een ​​nerd held te zijn in de nasleep van een ramp.

Ongeacht de toepassing heeft elk mobiel lab enkele fundamentele vereisten voor voeding, verlichting, communicatie, beveiliging en internettoegang. Dit laatste artikel gaat in op dergelijke 'systeem'-problemen, dus laten we beginnen met de basisprincipes ...

Energiebeheer

Mijn installatie werd gevormd door apparatuur die ik bij de hand had (en een algemene voorkeur voor mariene hardware), en is zeker niet in steen gegoten. In feite, een minimum configuratie is mogelijk alles wat u nodig hebt als u een alternatief voor een traditioneel bijgebouw creëert: voer gewoon een kabel naar een speciaal stopcontact in uw huis en distribueer intern stroom met een generieke brekerdoos. Op dit niveau zijn de 'big box store'-bronnen alles wat u nodig hebt en er is geen reden om zin te maken, tenzij u stroomuitval moet overleven. Als ik een lab in een verzendcontainer zou installeren en het op een pad zou laten vallen waar ik ook woon, is dit waarschijnlijk wat ik zou doen.

Anders vereist een mobiele werkruimte batterijen, een omvormer / lader en ten minste één primaire energiebron. Hier is een foto van mijn "power wall":

De bedieningspanelen zijn gemonteerd op een deur die ik in de neus van de trailer snijd, wat gemakkelijk was omdat deze een aerodynamische "neuskegel" heeft die dat gebied handig hol maakt voor bedrading. In de meeste installaties zou een dergelijk elektriciteitspaneel een extra behuizing vereisen of bestaande kasten ombouwen (zoals in een RV). Van linksboven naar rechtsonder op de foto draagt ​​de toegangsdeur:

  • DC-circuitonderbrekerpaneel (verlichting, ingebedde systemen en extra aansluiting)
  • Bedieningspaneel voor ProSine 2.0-omvormer / oplader
  • Analoge AC voltmeter direct aangesloten op de hoofdbus
  • Link 10 batterijmonitor (brandstofmeter)
  • Wisselstroomonderbrekerpaneel (hoofdschakelaar, verlichting, bureau, voorste banken, werktuigmachines)
  • Bedieningspaneel voor Trace C40 solar charge manager
  • Aanduiding van de zekeringcontactdoos voor belastingen die rechtstreeks op walstroom zijn aangesloten

Links is een waterfles in een kooi, wat eigenlijk een pakket van lithium-ion-batterijen is. De lader hiervoor is lokaal en biedt een handjevol draagbare, geïsoleerde DC indien nodig (compleet met een set adapters voor alle coaxiale voedingsconnectormaten).

Onder de deur bevindt zich een aardlekschakelaar en een lichtschakelaar, beide beschermd door een afzonderlijke zekering. Dit lijkt misschien overbodig, gezien het prachtige zeekwaliteit AC stroomonderbrekerpaneel met twee ongebruikte posities, maar ik vond het de moeite waard om een ​​stroombron te leveren die direct is aangesloten op de walstroom stroomopwaarts van de hele omvormer / laderomgeving (in geval van een systeemstoring) ).

Rechts daarvan is een 12-volt DC-sigarettenaanstekeruitgang. Dat is een lelijke en anachronistische connectorstandaard, maar het is handig voor apparaten zoals draagbare schijnwerpers en andere auto-achtige dingen.

Verder naar beneden zien we de twee grote dozen: een 2 kWowatt-omvormer / lader en de solar-laadregelaar. Geen van beide zou mijn eerste keuze zijn in een nieuwe installatie, maar ze lagen rond het lab; de ProSine is inefficiënt en lawaaierig, en de Trace is leuk, maar is al lang vervangen door efficiëntere MPPT-tracking (solar tracking) van een aantal leveranciers. Als je je op dit gebied begeeft, raad ik je aan Home Power Magazine als uitstekende informatiebron.

De zware rode en zwarte accukabels zijn de volgende: een hoofdschakelaar, een zekeringblok van 300 ampère, een shunt voor stroommeting ... daarna verdwijnen de kabels (2/0-formaat) in een stalen kast waar ze zijn aangesloten op een AGM-bank deep-cycle scheepsaccu's. De kleine grijze draad in dezelfde richting gaat naar een temperatuursensor die door de ProSine wordt gebruikt om de laadparameters nauwkeurig af te stellen.

Achter de toegangsdeur is het het gebruikelijke rattennest van stroombedrading (ik zal je de grafische details besparen ). De belangrijkste tips hier zijn om een ​​royale scharnierlus te bieden om gefocusseerde draadflexie tot een minimum te beperken, gebruik gevlochten draad enkel en alleenen zorg ervoor dat de kabels goed zijn vastgeklemd voordat ze worden afgesloten (om breuk bij de spanningsverhoger van een krimp te voorkomen).

Dit kan een gekke hoeveelheid aan stroom gerelateerde hardware lijken, maar overweeg de mogelijkheden, te beginnen met de 30-amp marine power connector:

Dit is de buitenkant van de hierboven genoemde neuskegel, dus het is een zeer korte kabeldoorgang naar de hoofdbreker. Normaal gesproken heb ik dit standaard marine cordset dat naar een nabijgelegen gebouw (huis, lab of jachthaven) loopt, met een pigtail-adapter aan het andere uiteinde dat het converteert naar de 3-blade RV-standaard. Hierdoor blijft de hardware interoperabel met mijn bootdingen.

Als het tuig niet op een van de standaard parkeerplaatsen staat, heb ik een paar AC-opties. Ten eerste, als de behoeften bescheiden zijn (verlichting en kantoorapparatuur, geen gereedschapswerktuigen), gebruik ik een andere adapter die wordt omgezet in een huishoudelijke stekker van 15 ampère en ga snuffelen naar een stopcontact met een normaal oranje verlengsnoer in de hand. Als dat niet lukt, is de pigtail-adapter lang genoeg om op een stille kleine Honda eu2000i-generator (2 kilowatt) aan te sluiten die netjes op een plank ligt die net onder de neuskegel is gemonteerd.

Ongeacht de AC-bron is het interne pad hetzelfde: een hoofdstroomonderbreker van 30 A voedt rechtstreeks de omvormer / lader en de uitvoer keert terug naar het paneel en voert alle onderbrekers in. Wanneer AC aanwezig is, blijft de accubank opgeladen, maar als de wal / generatorstroom verdwijnt, schakelt deze onmiddellijk over naar de omvormermodus en blijft AC leveren. Met andere woorden, het geheel is slechts een grote UPS (ononderbroken voeding), en de omschakeling is zo snel dat ik nauwelijks een flikkering waarneem.

Ondertussen worden DC-belastingen direct afgeleid van de batterijbank. Voor maximale efficiëntie probeer ik AC-belastingen volledig uit de weg te gaan ... maar dat is natuurlijk niet altijd mogelijk. Afhankelijk van de activiteit (computers, verlichting, solderen, testapparatuur, hamradio, elektrisch gereedschap, compressor, enz.) Kan ik van een dag tot meer dan een week van routinehandelingen komen van vier AGM-batterijen van 110 ampère per uur. Ik woon in de Pacific Northwest, dus zon kan soms een beetje dubieus zijn ... maar het systeem is ook ingesteld om een ​​groot zonnepaneel op het dak te behandelen (bij de hand, maar nog niet geïnstalleerd).

Alle stroom in en uit de accubank loopt via een shunt aan de grondzijde, die een proportionele spanningsval (50 millivolt per 500 ampère) genereert. Dit, samen met de klemspanning, wordt gemonitord door de Link 10 (geoogst van mijn boot toen ik de legacy-spullen eruithaalde en een nieuw Outback-apparaat voor energiebeheer installeerde). Weergave van real-time volt en ampères, samen met een amp-hour tally, brandstofmeter en geëxtrapoleerde tijd-tot-leeg, het past mooi bij mijn retro AC voltmeter:

Zoals je waarschijnlijk hebt opgemerkt in sommige van mijn opmerkingen, zijn er veel manieren om een ​​systeem als dit samen te stellen. Als ik fris zou beginnen met een gezond budget, zou ik alle Outback-apparatuur gebruiken. Van wat ik op de boot heb waargenomen, is hun uitrusting opmerkelijk stil (zowel in RF- als in akoestische gebieden, in tegenstelling tot de ProSine) en bestand tegen willekeurige beledigingen zoals walstroomstoten zonder pathologische bijwerkingen. Al hun hardware spreekt met ethernet, dus een geschikt systeem voor een mobiel lab van deze schaal zou bestaan ​​uit een omvormer / lader, zonnelaadcontroller, batterijmonitor en netwerkhub ... plus een "MATE" -display dat dient als de enige gebruikersinterface voor alles. Handig is dat dit apparaat een seriële poort heeft, waardoor het gemakkelijk is om gegevens te loggen en op afstand toegang te krijgen.

OK, we hebben stroom, licht en AC / DC-distributie naar alle banken. Wat hebben we nog meer nodig? Laten we een korte blik werpen op de andere infrastructuurcategorie ...

communicatie

Een van mijn eerste ontdekkingen over het daadwerkelijk beginnen met werken in mijn mobiele lab (genaamd Polaris) was dat wi-fi een uitdaging was ... zelfs wanneer ik in de buurt van mijn huis geparkeerd stond met een paar parabolische reflectoren op het phased array-antennepaar van de router. Dit was niet goed; Ik wist dat de trailer grotendeels in staal was gehuld, maar de hele achterdeur is van multiplex en de neuskegel is glasvezel. Helaas waren die RF-transparante oppervlakken niet genoeg om een ​​betrouwbare Fresnel-zone te vestigen in alle parkeeroriëntaties 'tussen de MacBook Pro met al bereik en mijn hotspot.

Ik speelde ondoeltreffend met ruwe antenne-hacks, maar nadat ik het zat was om aan de werktafel in de achtersteven te staan ​​om e-mail te checken, besloot ik iets proactiever te doen. Ik heb een Pepwave Surf opgepikt, die alleen ... werkt. Ik heb dit hoe dan ook nodig om de router van de boot tussen EVDO en wifi aan de WAN-zijde te laten falen, dus het was een gemakkelijke beslissing ... en de antenne kan worden verwijderd met een standaard RP-SMA-kabel wanneer de omgeving een iets uitdagender dan mijn eigen achtertuin.

Die blauwe kabel is Ethernet naar de laptop, maar het kan natuurlijk naar een router of iets anders aan boord gaan ... inclusief de Axis IP-netwerkcamera voor beveiliging. (Verdere details over monitorsystemen worden om voor de hand liggende redenen geredigeerd, maar ik raad zowel perimeter- en bewegingssensoren aan als 0-lux video met off-site archivering via wifi, allemaal goed verborgen en ingeschakeld op een manier die niet kan gemakkelijk losgekoppeld.)

Spraakcommunicatie is tegenwoordig voor de meeste mensen gemakkelijker, hoewel mijn thuisbasis een RF-zwart gat is met bijna geen mobiele dekking. Dat zou de onhandige draadloze telefoon in de eerste foto hierboven verklaren ... een tijdelijke oplossing.

Hamradio is echter een belangrijk onderdeel van dit tuig; Ik gebruik de eerbiedwaardige Icom 706mkIIg voor VHF en UHF met een permanent gemonteerde Larsen dual-band zweepantenne, evenals incidentele HF met de externe statief gemonteerde Buddipole. De laatste ondersteunt handig een Arrow dual-band yagi voor zwak signaal of DX-werk met de oude "Yaesu-tweeling" (290 en 790). Een van de belangrijkste toepassingen van deze hele lash-up is een achterkanaal voor packet-radio telemetrie vanaf de boot, dus de radio-uitrusting is meer dan alleen casual plezier.

Notities sluiten

De notendop samenvatting is dat Polaris werd gemaakt om een ​​destillatie te zijn van het enorme, slordige laboratorium dat ik 12 jaar lang heb gebruikt, ongelegen in het midden van een bos op een eiland zonder ligplaats. Die opzet zorgde niet voor efficiënte nautische projecten (behalve misschien voor kleine boten, wat de oorspronkelijke bedoeling was), dus nu ben ik aan het terugschuiven en sleep het lab naar het project in plaats van andersom.

Polaris is een compacte maar robuuste toolset met meer dan 900 inventarisladen, oscilloscoop, stereomicroscoop, Metcal-soldeerstation, een goede reeks kracht- en handgereedschap, boormachine, schuurmachine / slijpmachine, tafelzaag, luchtcompressor, MIG lasmachine met draaddraad, soldeeruitrusting , speciale computer, Sirius / iPod marine-stereo, beveiligingssysteem en een volledig pakket kantoorapparatuur. Een lege plek op een machinetafel is gereserveerd voor een kleine CNC-router (Fireball V90) voor frontpanelen en printplaten van de console; dit heeft een eigen computer met touchscreen.

Nadat ik het bootproject heb opgestart, de verbinding met de thuisbasis heb verbroken en de langverwachte overgang naar een fulltime leven aan boord heeft gemaakt, wordt het mobiele lab een back-upfaciliteit die bij een vriend thuis wordt geparkeerd ... in regelmatig contact met het schip, een voorraad reserveonderdelen in voorraad hebben, en waar nodig als winkel en kantoor aan de kust dienen.

En dit is waar het allemaal over gaat (foto genomen over de haven van Montague in de Gulf Islands van British Columbia, 2 jaar geleden):

Proost en eerlijke wind van Nomadness!

Meer:

  • Maak het overal met een mobiel lab, deel 1
  • Maak het overal, deel 2: mobiel lab-substraat
  • Maak het overal, deel 3: mobiele lab-armaturen


U Bent Wellicht Geïnteresseerd Zijn

De Edinburgh Mini Maker Faire Roundup

De Edinburgh Mini Maker Faire Roundup


Ga naar Maker Faire UK, maar laat ze je auto niet verpletteren

Ga naar Maker Faire UK, maar laat ze je auto niet verpletteren


Bouw deze modelarm en verken menselijk knutselen

Bouw deze modelarm en verken menselijk knutselen


En de Winnaar van de Maker Faire Design Challenge is ...

En de Winnaar van de Maker Faire Design Challenge is ...






Recente Berichten