Een werkruimte voor creatief engineering

Alexander Pozhitkov is een in Californië gevestigde wetenschapper met een thuiswerkruimte die is ontworpen om creatief te denken. Naast zijn baan bij een ziekenhuis voor kankeronderzoek, verkent hij graag microcontrollers, sensortechnologieën, amateurradio en analoge elektronica. Zijn werkruimte heeft handig gereedschap voor elektronicaprojecten maar doet ook dienst als chemielaboratorium en machinewerkplaats.
 
Wat doe je voor je werk?
 
Ik ben een wetenschapper (moleculaire biologie, bio-informatica) en werk in een ziekenhuis voor kankeronderzoek. Engineering is mijn hobby, waarin we onderzoeksapparatuur ontwerpen en vervaardigen. Elektronica is een essentieel onderdeel voor onze apparaten.

Vertel eens over je elektronica-werkruimte. Hoe zou je het omschrijven? Waar bevindt het zich?
 
Ik heb een "multidisciplinaire" werkruimte die elektronica en een chemielaboratorium combineert, evenals een machinewerkplaats. De ruimte is een aangebouwd deel van mijn huis. Ik heb deze ruimte nu twee jaar. Daarvoor was mijn lab door het hele huis verspreid.

Wat waren je vereisten en doelstellingen toen je de ruimte ontwierp en / of inrichtte?
 
Mijn doel is altijd geweest om een ​​"mini-onderzoeksinstituut" te creëren waarin ik verschillende projecten kon doen. Sommige projecten maken deel uit van mijn bedrijf, terwijl andere puur als onderzoek zijn, geïnspireerd door nieuwsgierigheid. Projecten die uitsluitend op nieuwsgierigheid zijn gebaseerd, zijn moeilijk te doen in een academische omgeving, waar je met de faculteitsleden een strijd zou voeren om ze te overtuigen, enz. Bij mijn eigen "mini-onderzoeksinstituut" kunnen mijn collega's en ik doen wat we interessant vinden!

Wat zijn je technische interesses? Aan wat voor soort projecten werk je in je werkruimte?
 
Mijn technische interesses draaien vooral om analoge elektronica, waarbij natuurkundige principes een grotere rol spelen dan software. Ik ben dol op vacuüm- en Nixie-buizen, amateurradio en sensoren. Tegelijkertijd kan een slimme digitale component ook heel leuk zijn. Met CPU's en MCU's heb ik echter een speciale relatie. Ik wil alles van registers en modi weten maar ook van assembler en C onderwerpen! Met andere woorden, het hebben van een “black-box” apparaat dat "alles doet" is nogal saai voor mij.

Wat voor soort apparatuur en gereedschap heb je in je werkruimte?
 
Ik heb een soldeerstation, Rigol-functiegenerator, Siglent-oscilloscoop, voedingen, variac en een spoelwikkelaar. Ook heb ik een VFD (voor het laten draaien van driefasige motoren), een grote transformator, kolomboormachine, lintzaag en een slijper. Ten slotte heb ik laboratoriumglaswerk, branders en een lasapparaat.

Wat beschouw je als je belangrijkste of meest gewaardeerde apparaat of tool en waarom?
 
Vanuit het oogpunt van elektronica denk ik dat het meest waardevolle stuk de Siglent-scope is. Dat is een geweldige apparaat: allerlei triggermodi, wiskunde, Fourier, RMS, statistieken. Ook erg intuïtief in gebruik. De handleiding was letterlijk maar twee pagina's.

Is er iets speciaals of unieks aan je ruimte?
 
Mijn werkruimte is een grootschalig laboratorium. Ik heb waterleidingen en aardgas aangelegd. Ook is mijn lab verbonden met een antennetoren van ongeveer 20 m, die op mijn terrein staat. De ruimte heeft ook een interessante geschiedenis. De vorige eigenaar was ingenieur bij NBC; het was zijn amateurradio studio. Ik vond hier een aantal leuke dingen, zoals een (superheterodyne) autoradio-ontvanger met electronenbuizen en een elektromechanische DC / AC-omzetter. (Ik heb het gerepareerd en het werkt prima hier in mijn werkplaats.)
 
Ben je iets nieuws aan het plannen voor je ruimte?
 
Ik ben van plan om mijn amateurradioapparatuur uit te breiden van UHF naar HF-banden. Op een dag zal ik via skywave met Europa praten! Als langetermijnplan werk ik aan het opzetten van hoogvacuümapparatuur in mijn laboratorium. Wie wil er nu niet spelen met elektronenstralen?

Heb je een favoriet elektronica-gerelateerd project? Wat heb je gebouwd en waarom? Wat heb je geleerd?
 
Mijn favoriete project was de ontwikkeling van een vloeibare diëlektrische sensor. We ontwikkelden een onderzoeksapparaat voor een klant, waarbij het niveau van gedeïoniseerd water (diëlektricum) gecontroleerd moest worden in een klein afgesloten roestvrijstalen compartiment met verhoogde temperatuur. Het systeem moet buitengewoon robuust en vrij goedkoop zijn. Na talloze experimenten ontdekten we dat simpele floaters of optische sensoren onaanvaardbaar waren. Terugkomend op de fysische principes, hebben we uiteindelijk een antenne in het compartiment gemaakt die van wisselstroomimpedantie veranderde bij contact met het gedeïoniseerde water. De impedantie werd gemeten door verschillende op-amps in combinatie met een detector. FET's deden het zware werk van het openen en sluiten van magneetventielen.

Het verbluffende aspect van dit project was de pure ontoereikendheid van de standaardoplossingen: ofwel te duur, te groot of te kwetsbaar. Uiteindelijk, door het begrijpen van de fysieke principes vonden we een oplossing. Dat voelt erg bevredigend!

Werk je momenteel aan een elektronica- of programmeerproject?
 
Momenteel ben ik bezig met het afwerken van een 10-cijferig Nixie-buis numeriek display. Het biedt twee digitale ingangen: een is het cijfer dat moet worden weergegeven, de andere is de selectie van de buis. Het zal uiteindelijk worden aangesloten op een digitale uitgang.

Ik begon dit project met mijn zoon om hem kennis te laten maken met elektronica en hem te laten zien dat elektronica een op fysica gebaseerde activiteit is. We hebben onze step-up transformator berekend en gewikkeld, de frequentie van de multivibrator berekend. Ook wilden we de energie niet verspillen aan de ballastanodeweerstanden, dus besloten we de Nixie-buisstroom te beperken door een spoel, aangezien ze pulserend gloeien. Voor het schakelen van kathodes gebruiken we hoogspanningstransistors en voor de anodes optocouplers. Hoewel Elektor veel op Nixie-buizen gebaseerde projecten heeft gepubliceerd was ons doel niet het beeldscherm op zich, maar eerder het leren van de ervaringen in de grondbeginselen van elektronica.

Heb je een droomproject?
 
Mijn droomproject is het direct omzetten van elektrische energie in biomassa. Zonne-energie, vooral in Californië, is alomtegenwoordig. Maar je kunt je maag niet vullen met elektriciteit! Nu denk ik aan een volgende stap: hoe je elektrische energie omzet in biomassa. Er zijn voorbeelden gepubliceerd in de literatuur maar de resultaten zijn echter verre van praktisch. Het project vereist waarschijnlijk uitgebreid onderzoek en ontwikkeling van een bioreactor met allerlei soorten besturingen.

Heb jij tips voor andere ingenieurs of makers die erover denken om een ​​werkruimte in te richten?
 
Mijn advies is om altijd een fundamenteel begrip te zoeken van het onderwerp waarmee je werkt, zoals een sensor, processor, enz. Een sterke afhankelijkheid van vooraf gemaakte “black-box” toepassingen maakt het leven gemakkelijk maar deze benadering heeft zo zijn beperkingen. Een echt revolutionaire doorbraak is naar mijn mening alleen mogelijk als we creatief denken en handelen.

Vind je het leuk om te leren aan wat voor elektronicaprojecten je collega’s werken? Bekijk deze andere elektronica werkplekken ​eens.

---

Ben je goed in creatief denken? Laat het ons zien!

Wil je informatie over je thuiswerkplek delen met de wereldwijde community van ingenieurs, studenten en hobbyisten van Elektor? Neem een ​​paar minuten de tijd om dit formulier in te vullen  zodat we contact met je kunnen opnemen!

Vertaling: Hans Adams