Как работает машина: Устройство автомобиля

Содержание

схема, принцип работы и особенности :: SYL.ru

Изобретение двигателя внутреннего сгорания и автомобиля в корне перевернуло жизнь человечества. Благодаря машинам существенно экономилось время, которое тратилось на передвижение. Также за счет автомобилей появилась возможность осуществлять крупные грузоперевозки. Сегодня водительское удостоверение есть у каждого второго, но далеко не все водители знают, как устроен автомобиль. А ведь эти знания очень полезны – они помогут увереннее чувствовать себя на дороге и не теряться в трудных ситуациях. Машины иногда ломаются, а зная схему устройства и принцип работы, можно устранить неполадку своими силами или хотя бы рассказать автослесарю, что сломалось.

Как устроен автомобиль? Более подробно об устройстве расскажем в нашей статье.

Кузов

Это основная и самая важная часть любого авто. На многих автомобилях кузов – это несущая конструкция. К этой основе крепятся все остальные узлы. Кузов – это комплекс из штампованного днища, задних и передних лонжеронов, крыши, двигательного отсека и прочих навесных комплектующих.

Современные кузовы изготавливаются из сотен отдельных деталей, которые затем соединяются в цельную конструкцию. Основные элементы для производства кузовов делают из стальных сплавов, алюминия, пластика, полимеров, а также из стекла. При этом автопроизводители предпочитают применять сталь с низким содержанием углерода. Толщина листов составляет от 0,65 до 2 миллиметров. За счет применения такой стали удается снизить вес автомобиля не в ущерб характеристикам жесткости.

Производство кузовов представляет собой несколько этапов. Так, вначале из стального листа разной толщины посредством штамповки производят отдельные элементы. Затем они соединяются в узлы посредством сварки и собираются в единое целое. Современные кузовы производятся на роботизированных линиях, без участия человека.

Двигатель внутреннего сгорания

Многим интересно было бы узнать, как устроен автомобиль (для «чайников» эта тема тем более увлекательна). Конструкция его не сложная, а принцип работы простой и понятный. Хоть современные моторы и усложнились, но общее устройство не изменилось. Существуют бензиновые, дизельные двигатели, электрические моторы.

Двигатель внутреннего сгорания является самым распространенным среди всех, которые устанавливают на транспортные средства. Рассмотрим устройство и принцип работы силового агрегата.

Как устроен двигатель автомобиля? Он представляет собой блок, в котором есть цилиндр, поршень, впускной и выпускной клапаны, шатун, коленчатый и распределительный валы. На автомобили устанавливаются чаще всего четырехтактные четырехцилиндровые моторы. Но есть 6-, и даже 8-цилиндровые агрегаты.

В каждом моторе есть цилиндр и подвижный поршень. Внутри цилиндра тепловая энергия преобразуется в механическую. При открытии впускного клапана, в цилиндр поступает горючая смесь. Посредством искры, созданной системой зажигания, смесь поджигается и сгорает. Энергия горения заставляет поршень двигаться вниз. Когда он двигается, посредством шатуна вращается и коленчатый вал. Далее открывается выпускной клапан. Отработанные газы попадают в выпускную систему и выводятся наружу.

Современный мотор гораздо сложнее, чем 50 лет назад, и состоит он не только из базовых деталей. Сейчас почти все производители начали использовать турбины. Причем не только на дизельных, но и на бензиновых двигателях. Но мы продолжим дальше узнавать, как устроен автомобиль – будет интересно.

Трансмиссия и КПП

Недостаток двигателей внутреннего сгорания – очень узкий диапазон оборотов, при которых мощность достигает максимального показателя. Кроме того, каждый мотор имеет «красную зону» — это предел максимальных оборотов. Иначе есть риск, что двигатель выйдет из строя.

Чтобы в каждом режиме мотор мог работать на оптимальных для него оборотах, когда мощность и крутящий момент на максимуме или близки к нему, нужна коробка передач. Также трансмиссия передает крутящий момент на колеса автомобиля через полуоси в случае с переднеприводными автомобилями или через карданный вал в случае с заднеприводными. Последняя схема конструкции является классической.

Давайте рассмотрим, как устроена коробка передач автомобиля. Существует четыре варианта КПП – это традиционная механическая коробка, автоматическая гидротрансформаторная КПП, роботизированная и вариаторная система.

Начнем с устройства и принципа действия механических коробок. Этот механизм передает, преобразует и меняет направление вращательного момента от двигателя внутреннего сгорания на колеса.

Устроена МКПП следующим образом. В корпусе из стали или чугуна установлены шестеренки и валы. Последних всего три – это первичный, промежуточный и вторичный вал. Но это еще не все. Во всех моделях КПП имеется дополнительный вал и шестерни задней передачи. Также коробка состоит из картера, синхронизаторов, механизма переключения и селектора передач.

Валы КПП вращаются на подшипниках. Каждый имеет набор шестеренок с разным числом зубьев. Чтобы работа коробки была бесшумной, а включение передач плавным, шестерни оснастили синхронизаторами. Они предназначены для выравнивания угловых скоростей шестеренок в процессе вращения. Механизм переключения необходим для смены скорости. Водитель через рычаг-селектор выбирает необходимую передачу.

Передаточные числа КПП

Чтобы лучше узнать, как устроен автомобиль, с помощью простого примера разберем работу КПП. Имеется, к примеру, две шестерни с разным числом зубьев – на первой 20, на второй – 40. Если первая сделает два оборота, вторая провернется только один раз.

А далее простая математика. Первичный вал КПП и первая шестерня вращается с частотой 2000 об/мин. Вторая шестеренка будет вращаться в два раза медленнее – с частотой 1000 об/мин. Пусть у первой шестерни 20 зубьев, у второй – 40, у третьей – 20, четвертой — 40. Вторая и третья находятся на одном валу. А значит, третья шестерня тоже будет вращаться с частотой 1000 об/мин. А вот четвертая уже медленнее. Ее частота составит 500 об/мин. При этом на промежуточном валу будет 1000 об/мин.

Разные шестерни имеют разные передаточные числа. А значит, скорость вращения будет отличаться. Первая и вторая передача в автомобиле имеет самую большую мощность. Двигатель очень легко вращает колеса и двигает тяжелый автомобиль. Машина при этом едет с низкой скоростью. Более высокие передачи используются, когда машина уже едет по инерции и мотору не тяжело раскручивать колеса. Высшие передачи имеют более низкую мощность. Но они более быстрые – на них развиваются высокие скорости – от 80 и выше километров в час.

Ну, а мы продолжим дальше узнавать, как устроен автомобиль.

Система сцепления

Для того чтобы была возможность останавливаться на светофорах, трогаться с места, переключать передачи, автомобили оснащены сцеплением. Этот механизм позволяет соединять и разрывать связь коробки передач с двигателем. Это очень важный элемент в устройстве любого транспортного средства. Давайте рассмотрим, как устроено сцепление автомобиля.

Сцепление – это узел, в котором крутящий момент передается за счет сил трения. Он позволяет на короткое время разъединять двигатель и трансмиссию, а затем соединять обратно – максимально плавно.

Сцепление состоит из картера, кожуха, нажимного диска или корзины и ведомого диска. Также в устройстве имеется и привод (обычно он гидравлический). Ведомый диск под воздействием пружины прижат к маховику всегда. За счет очень высоких сил трения маховик и ведомый диск вращается вместе. При необходимости диски разъединяются и крутящий момент больше не передается. В этот момент можно переключить передачу или остановиться. Если нажать на педаль тормоза, не выжав предварительно сцепление, двигатель заглохнет.

Тормозная система

Рассмотрим, как устроена тормозная система автомобиля. Она представляет собой комплекс из колодок, барабанов, а также дисков и гидравлических цилиндров. Существует два типа тормозных систем – рабочая, которая предназначенная для полной остановки, и стояночная. Последняя необходима для удерживания машины на сложных участках.

В современных автомобилях тормоза представляют собой механизм с гидравлическим приводом. За счет избыточного давления при нажатии на педаль срабатывает тормозной механизм – колодки с большим усилием трутся об диск и машина останавливается.

Климатическое оборудование

Многие хотя знать, как устроен кондиционер автомобиля. При всех различиях в конструкции, он ничем не отличается от устройства обычного бытового кондиционера. Там также есть компрессор, вентиляторы и блок управления. Работает система за счет хладагента. Компрессор качает фреон, который из газообразного состояния превращается в жидкость.

Электрическое оборудование

Чтобы двигатель работал исправно, требуется электричество. Для этого в конструкции имеется аккумулятор. Но он не может долго выдавать нужный ток для всех потребителей. В паре с аккумулятором работает генератор. Давайте узнаем, как устроен генератор автомобиля.

Итак, что это такое? Генератор – это источник электрической энергии для всех потребителей. Работает после запуска двигателя, а также заряжает аккумулятор. Любые генераторы представляют собой статор и обмотку, первый зажат между двумя крышками. На последней имеет щеточный узел. Крышки стягиваются винтами. Также имеется и ротор, который вращается внутри статора.

При вращении генерируется электрический переменный ток. Он выпрямляется посредством специального блока. Имеется регулятор напряжения – он стабилизирует перепады тока при работе генератора.

Подвеска

Рассмотрим вкратце, как устроена подвеска автомобиля. Это комплекс из упругих элементов, гасящих устройств, стабилизаторов и опор колес. Система подвески предназначена для гашения или же смягчения колебаний, которые в процессе движения по неровностям передаются на кузов. За счет нее колеса могут перемещаться вне зависимости от кузова.

Система охлаждения

Двигатель разогревается до высоких температур, а перегрев для мотора очень страшен. Для этого существует система охлаждения, один из элементов которой – радиатор. Что он собой являет? Давайте рассмотрим, как устроен радиатор охлаждения автомобиля. Зачастую, он имеет несколько секций, сердцевину, а также детали крепления. Жидкость, которая поступает из рубашек охлаждения двигателя, должна охлаждаться в радиаторе. Сердцевина – это тонкие пластины, через которые идут плоские вертикальные трубы. Они припаяны к пластинам. Жидкость проходящая через сердцевину и трубки, интенсивно охлаждается.

Холодный поток поступает обратно в рубашку двигателя, забирая лишнее тепло. При помощи вентилятора, радиатор может охлаждаться принудительно. Данный элемент может быть электрическим, либо иметь привод от вискомуфты. В первом случае работают датчики, во втором частота вращения лопастей корректируется самой механической муфтой.

Заключение

Вот как устроен автомобиль. На самом деле ничего сложного в конструкции нет. Даже в современных авто можно разобраться и при необходимости отремонтировать их.

как работают водородные автомобили и когда они появятся на дорогах / Хабр

В Испании, где я сейчас живу, довольно много электромобилей — встречаю их практически каждый день, как на дорогах, так и на станциях для зарядки. И каждый год электрокаров становится все больше (не только в Испании, конечно). Но есть и альтернатива — автомобили на водородном топливе, которые тоже не загрязняют природу, поскольку их выхлоп — вода. Тема сегодняшней справочной — водородные машины, принцип их работы и перспективы.

Когда появились первые автомобили на водороде?

Изобрел двигатель внутреннего сгорания, работающий на водороде, Франсуа Исаак де Ривас (François Isaac de Rivaz) в 1806 году. Водород он получал с помощью электролиза воды. Поршневой двигатель, который создал изобретатель, называют машиной де Риваса (De Rivaz engine).

Зажигание было искровым, двигатель имел шатунно-поршневую систему работы. Ну а цилиндр приводился в движение детонацией смеси водорода и кислорода электрической искрой — ее приходилось генерировать вручную в момент опускания поршня. Через два года этот же изобретатель построил уже самодвижущееся устройство с водородным двигателем.

Но более-менее широко применять водород для работы автомобильных двигателей стали много лет спустя. В 1941 году в блокадном Ленинграде автомобильные двигатели ГАЗ-АА были модифицированы инженер-лейтенантом Б. И. Шелищем. Движки управляли лебедками аэростатов заграждения (их заправляли водородом, и запасов газа в Ленинграде было много), но это были автомобильные двигатели.

Кроме того, были модифицированы и несколько сотен движков в автомобилях.

Начиная с 1980-х сразу в нескольких странах, включая США, Японию, Германию, СССР и Канаду стартовало экспериментальное производство по созданию автомобилей, работающих на водороде, бензин-водородных смесях и смесях водорода с природным газом.

В 1982 году нефтеперерабатывающий завод «Квант» и завод РАФ разработали первый в мире экспериментальный водородный микроавтобус «Квант-РАФ» с комбинированной энергоустановкой на основе водородо-воздушного топливного элемента мощностью 2 кВт и никель-цинковой аккумуляторной батареи емкостью 5 кВт*ч.

На протяжении многих лет такие автомобили разрабатывали в разных странах по большей части в качестве эксперимента. После того, как концепция «зеленого» автомобиля стала популярной, автомобилями на водороде заинтересовались крупные корпорации вроде Toyota. Начиная с 2000-х, автомобильные компании стали разрабатывать концепты коммерческих авто.

А где брать водород?

Водород можно получать разными методами:

паровая конверсия метана и природного газа;
газификация угля;
электролиз воды;
пиролиз;
биотехнологии.

Наиболее экономичным способом производства водорода сейчас считается паровая конверсия. Так называют получение водорода из легких углеводородов (метан, пропан-бутановая фракция) с использованием парового риформинга. Риформингом называют процесс каталитической конверсии углеводородов в присутствии водяного пара. Водяной пар смешивается с метаном при высокой температуре (700–1000 Сº) и большом давлении с использованием катализатора.

При паровой конверсии водород получать дешевле, чем используя любые другие методы, включая электролиз.

Наиболее безвредный способ производства водорода — электролиз — получение водорода из воды с использованием электрического тока. Чистота выхода водорода близка к 100%. Если не считать загрязнение для получения электричества, такие установки почти безвредны для окружающей среды, поскольку в процессе работы выделяются только водород и кислород.

Еще один безопасный для окружающей среды способ получения водорода — реактор с биомассой.

Источник

Производить водород можно и на крупной фабрике, и на относительно небольшом предприятии. Чем масштабнее производство — тем ниже себестоимость газа. Но зато в первом случае увеличиваются расходы на доставку водорода к местам заправки машин.

Как работает топливная система и какие есть варианты?

Лучше всего рассмотреть принцип работы такой системы на примере серийных водородных авто Toyota Mirai. Основа — топливный элемент, электрохимическая система, преобразующая частицы водорода и кислорода в воду. Внутри такого элемента — протонпроводящая полимерная мембрана, которая разделяет анод и катод. Обычно это угольные пластины с нанесенным катализатором.

На катализаторе анода молекулярный водород теряет электроны, катионы проводятся через мембрану к катоду, а электроны отдаются во внешнюю цепь. На катализаторе катода молекулы кислорода соединяются с электроном и протоном, образуя воду. Пар или жидкость — это единственный продукт реакции.

Преимущество топливных ячеек на основе протонообменных мембран — высокая удельная мощность и относительно низкая рабочая температура. Они быстро греются и почти сразу после старта начинают производить энергию.

В Mirai используются топливные элементы с высокой удельной мощностью на единицу объема (3,2 кВт/л), максимальная их мощность 124 кВт. Произведенный топливным элементом постоянный ток преобразуется в переменный с одновременным повышением напряжения до 650 В. Электричество поступает в литий-ионный аккумулятор. Для движения машина расходует запасенную в нем энергию.

Водород в топливный элемент Mirai поступает из баллонов высокого давления (около 700 атм). Блок управления в автомобиле контролирует режим работы топливного элемента и зарядку/разрядку аккумулятора.

По данным Toyota на 100 км пути Mirai требуется до 750 граммов водорода. Владельцы Mirai говорят о примерно килограмме водорода на 100 км пути.

Такие автомобили опасны? Почему?

Поскольку водород — горючий газ, то транспортировать и хранить его нужно осторожно. Нужны высокочувствительные газоанализаторы, которые смогут дать сигнал в случае утечки. Правда, водород очень летучий газ (ведь это самый легкий химический элемент) и при попадании в атмосферу водород быстро поднимается вверх.

Сгорает он очень быстро. Дирижабль «Гинденбург» горел всего 32 секунды. Благодаря скоротечности пожара погибли далеко не все пассажиры, выжили 62 человека из 97, находившихся в гондоле дирижабля.

Тем не менее, если автомобилей на водороде станет много, то потребуются новые меры безопасности движения на дорогах. Машины с ДВС тоже опасны — в случае аварии и пробоя бака бензин или дизельное топливо вытекают на дорогу и могут воспламениться. Если будет пробит бак с водородом, газ очень быстро улетучится. Но если близко будет источник открытого огня или искр, водород может загореться.

В Mirai и других моделях водородных авто используются очень прочные баки для водорода. Toyota сделала свои баки пуленепробиваемыми, их стенки из сверхпрочного волокна выдерживают выстрелы из крупнокалиберного оружия. Для тестов компания наняла снайперов и пробить бак смогла только пуля калибром .50 после двойного попадания в одно и тоже место.

Если соблюдать меры безопасности, водородные автомобили не опаснее машин с ДВС.

Какой срок службы у топливных ячеек?

Пока что такая информация есть лишь для Mirai. Toyota заявляет, что одна ячейка гарантированно будет работать на протяжении 250 000 км. Затем, если работа ячейки ухудшается, ее можно заменить в сервисном центре.

Какие компании уже выпускают или собираются выпускать автомобили на водороде?

Водородные машины разрабатывают Honda, Toyota, Mercedes-Benz и Hyundai — у этих компаний уже есть готовые транспортные средства. Другие показывают пока лишь концепты (впрочем, рабочие) или просто красиво отрендеренные картинки. К числу первых можно отнести Audi и Ford, к числу вторых — BMW (справедливости ради нужно сказать, что в 2007 году BMW выпустила партию из 100 экспериментальных «водородных» моделей, которые так и остались экспериментом) и Lexus.

В серию запущены пока лишь Toyota Mirai и Honda Clarity. Их можно приобрести в США и Европе.

Сколько это стоит?

В настоящий момент водородные автомобили немного дороже обычных в плане эксплуатации. Так, при поездке в Европе протяженностью 480 км затраты на горючее для владельца обычной машины составят примерно $45, а вот владелец Mirai заплатит около $57. И это при том, что правительство некоторых стран субсидирует производство водорода для машин. Стоимость 1 кг водорода составляет в среднем $11.45.

Чем водородные авто лучше электромобилей?

Собственно, вопрос не совсем корректный. Дело в том, что и автомобиль на водороде, с топливной ячейкой, и «чистый» электр

Как работает двигатель автомобиля, виды и основные узлы

Двигатель — сердце. Как много сегодня означает это слово. Без двигателя не работает ни одно устройство, двигатель дает жизнь любому агрегату. В данной статье рассмотрим, что такое двигатель, какие виды бывают, как работает двигатель автомобиля.

Основная задача любого двигателя – превратить топливо в движение. Одним из способов достичь такого можно с помощью сжигания топлива внутри мотора. Отсюда и название двигатель внутреннего сгорания.

Но, кроме ДВС следует различать и двигатель внешнего сгорания. Примером служит паровой двигатель теплохода, когда его топливо (дерево, уголь) сгорают за пределами мотора, генерируя пар, являющийся движущей силой. Двигатель внешнего сгорания не так эффективен как внутреннего.

На сегодняшний день широкого распространения получил двигатель внутреннего сгорания, которым укомплектованы все автомобили. Несмотря на то, что КПД ДВС не близко к отметке 100 %, лучшие ученые и инженеры трудятся над доведением до совершенства.

По видам двигателя делятся:

• Бензиновые: могут быть как карбюраторными так и инжекторными, используется система впрыска.

• Дизельные: работают на основе дизельного топлива, которое под давлением распыляется в камере сгорания топливной форсункой.

• Газовые: работают на основе сжиженного или сжатого газа, произведённого от переработки угля, торфа, дерева.
Итак, перейдем к начинке мотора.

• Основным механизмом является блок цилиндров, он же часть корпуса механизма. Блок состоит из различных каналов внутри себя, что служит для циркуляции охлаждающей жидкости, снижая температуру механизма, в народе называется рубашка охлаждения.

• Внутри блока цилиндров расположены поршни, их количество зависит от конкретного двигателя. На поршень одеваются в верхней части компрессионные кольца, а в нижней маслосъемные. Компрессионные кольца служат для создания герметичности при сжатии для воспламенения, а маслосъемные для забора смазывающей жидкости со стенки блока цилиндров и предотвращения попадания масла в камеру сгорания.

• Кривошипно-шатунный механизм: передает вращательный момент от поршня к коленвалу. Состоит из поршней, цилиндров, головок, поршневых пальцев, шатунов, картера, коленвала.

Алгоритм работы двигателя достаточно прост: топливо распыляется форсункой в камере сгорания, где перемешивается с воздухом и под воздействием искры образованная смесь воспламеняется.

Образованные газы толкают поршень вниз и вращательный момент передается коленвалу, который передает вращение трансмиссии. С помощью шестеренного механизма происходит движение колес.

Если сотворить бесперебойный цикл воспламенений горючей смеси за определенное количество времени, то получим примитивный двигатель.

Современные моторы основаны на четырехтактном цикле сгорания для превращения топлива в движение транспорта. Иногда такой такт называют в честь немецкого ученого Отто Николауса, сотворивший в 1867 году такт, состоящий из таких циклов: впуск, сжатие, горение, выведение продуктов сгорания.

Описание и предназначение систем:

• Система питания: дозирует образованную смесь воздуха и топлива и подает ее в камеры сгорания — цилиндры двигателя. В карбюраторном варианте состоит из карбюратора, воздушного фильтра, впускного трубоканала, фланца, топливного насоса с отстойником, бензобака, топливопровода.

• Система газораспределения: балансирует процессы впуска горючей смеси и выпуска отработанных газов. Состоит из шестерен, кулачкового вала, пружины, толкателя, клапана.

• Система зажигания: предназначена для подачи тока на контакт свечи для воспламенения рабочей смеси.

• Система охлаждения: уберегает мотор от перегрева, путем циркуляции и охлаждения жидкости.

• Система смазки: подает смазывающую жидкость к трущимся деталям, с целью минимизации трения и износа.

В данной статье рассмотрены понятие двигателя, его виды, описание и назначение отдельных систем, такт и его циклы.

Многие инженеры работают на тем, чтобы минимизировать рабочий объем мотора и существенно увеличить мощность, сократив потребление топлива. Новинки автопрома в очередной раз подтверждают рациональность конструкторских разработок.

🔥 Автопилот для машин: как работает и зачем нужен?

Не для кого не секрет, что все больше производителей автомобилей смотрят в сторону автономного управления транспортом. Появления полностью беспилотной машины лишь вопрос времени. Такие гиганты как Tesla вовсю внедряют автоматическое управление машиной, при помощи компьютера и вскоре мы увидим, как машина самостоятельно смоет передвигаться по любым дорогам и доставлять человека в любую точку на карте, без единого прикосновения приборов управления транспортом.

Многие двигаются в этом направлении, и даже компании, изначально ни как не связанные с автомобилестроением, все же пробуют свои силы в данном направлении. Само близко приближенная компания к полностью автономной машине, считается выше упомянутая Tesla. По сути компания находится в режиме бета-теста, так как на данном этапе исключить водителя не получается, в основном из -за того, что не получается создать сто процентную безопасную систему. Но все недоработки выявляются на уже выпущенных моделях и в кротчайшие сроки устраняются. Надо полагать, что когда эксплуатируемые автомашины перестанут отправлять отчеты о багах и прочих дефектах, то следующим шагом будет полное исключения человека за рулем.

Для чего же нужен автопилот

Преимущество использования автопилота может быть неоспоримым. Мелочи, на подобии автоматической парковки, были придуманы еще до Tesla и разрекламированы по всему миру. Основными целями автопилота должны быть безопасность и комфорт.

Под комфортом можно подразумевать полное расслабление в дороге, отвлечение от напряженного управления транспортом. Вспомните хотя бы, как тяжело стоять в пробке, где постоянно приходится выдавать алгоритм: газ- тормоз. А теперь представьте себе, каково сидеть в машине, которая сама трогается вместе с потоком и сама останавливается, и все, что Вам необходимо, это указать машине, куда она должна Вас доставить. Машина сама проедет пробку (вероятно даже выстроит маршрут, по которому можно будет объехать затор), сама припаркуется и будет ждать дальнейших указаний!

Что касается безопасности, то не для кого не секрет, что компьютер всегда был и будет стремительнее в принятии решения, чем человеческая реакция. Вспомним, что стоп- сигналы на автомобили стоят не просто так, а потому, что человеческий мозг быстрее воспримет информацию, о том, что идущая впереди машина начинает тормозит при загоревших ярким светом красных огней, чем если бы сигналов не было и мозг не сразу бы воспринял то, что машина замедляет ход и он сейчас идет на сближение. Компьютер же в этом случае еще быстрее, и начать сбавлять ход он может практически мгновенно, как только датчики зафиксируют сокращение дистанции между автомашинами.

Возьмем другую ситуацию. Человек поехал на зеленый сигнал светофора, и будучи уверенным, что у него преимущество, расслабил бдительность и не заметил, как не особо одаренный мозгом водитель, летит на красный свет по перпендикулярной улице. Секунда, и мы видим страшное ДТП, возможно даже со смертельным исходом. А теперь представьте себе, что у машины стоял автопилот. Компьютер не растеряет бдительность и зафиксировав быстро приближающийся автомобиль, притормозит, избежав аварии. Что уж говорить, если бы автопилот стоял у машины, ехавшей на красный, и предположим, что компьютер в принципе не дал бы проехать машине на запрещающий сигнал светофора, и не позволил бы ей разогнаться.

Конечно же, приведенные выше примеры, относятся не только к автопилоту. Современные машины обладают бортовым компьютером, следящим за положением на дороге и помогающем водителю. Но речь идет о перспективе полного автоуправления автомобилем. Почти все сто процентов произошедших ДТП на дорогах, так или иначе связаны с человеческим фактором, и лишь малая толика случаев, связаны с техническими неисправностями авто, случившихся внезапно. Компьютер же сможет минимизировать количество ДТП. Например, по данным из доклада правительства США в 2017 году, автопилот Tesla сократил количество ДТП с участием машин данной марки на 40%. Теперь представьте себе, если автопилоты будут стоять на всех машинах, и будут они куда совершенней нынешних прототипов.

Да, опасение сбоя в электронике имеют место быть. Но техническая неисправность может случиться с любой машиной, что войдет именно в этот малый процент случаев ДТП. Если же сбой произойдет в самом программном обеспечении, то это по существу, опять же человеческий фактор, так как именно разработчики ПО не уследили за недоработкой. Но как бы цинично это не звучало: каждое ДТП, совершенной из- за несовершенства ПО, будет вносить свой вклад в развитие автопилота, так как информация о баге будет отправлена в центр, где его быстро исправят и выкатят обновление на все действующие автопилоты. С человеком же такого проделать не получится. Если водитель проехал на красный свет, нельзя это пофиксить и заставить все других водителей перестать это делать, а автопилот можно!

Думаю, основное предназначение автопилота будет дальня поездка. Как и с авиацией, где автопилот позволяет пилотам хоть немного расслабиться в дальнем перелете, так и с автомобилями. Например, дальнобойщик может хоть немного расслабиться в дальней поездке, что повысит производительность и минимизирует ДТП, случившемся из- за невнимательность, возникающей при переутомлении.

Как бы то ни было, будущее, описанной многими фантастами, неумолимо приближается, и мы стоит у самых его истоков, наблюдая за всем из первых рядов. Уже совсем скоро, мы увидим, как транспорт передвигается по дороге абсолютно без помощи человека. Одним из направлений, над которым работают в настоящий момент, это беспилотный общественный транспорт. Уже можно представлять, как электробусы без водителя и, возможно, без кондуктора будут колесить по городам, развозя его жителей с феноменальной пунктуальностью и безопасностью!

По сути, неразрешенным вопросом остается выявление ответственной стороны, если ДТП все же свершится из- за автопилота. Кто будет возмещать ущерб и отвечать по закону, владелец авто или его разработчик? Пусть этот вопрос решают в правительствах, а мы будем наблюдать и верить, что в будущем, автопилоты будут на столько совершенны, что по их вине не свершится ни одной аварии на дорогах.

Как работает автопилот в машине

У компьютера нет органов чувств в привычном для человека понимании, но все же он «видит» все, что происходит на дороге, как в прямом так и в переносном смысле, а кое в чем, его «зрение» превосходит человеческое. Разберем автопилот на примере все той же машины от Tesla.

По сути автопилот опирается на четыре элемента отслеживания дороги и ситуации на ней. GPS-трекер следит за правильным выполнением все работ других устройств, для избегания некорректных действий. Радар отслеживает другие машины вокруг транспорта, причем на данный момент, ему не помеха погодные условия, такие как ливень, туман и т.п. К тому же радар способен отследить различные объекты сквозь препятствия, например, находящимися за другой машиной. Ультразвуковые сенсоры так же предназначены для фиксации объектов вокруг машины, и к тому же они способны определить плотность данных объектов. На данный момент машины Tesla оснащены 12 такими датчиками по всему периметру машины. Камеры, в количестве 8 штук, размещенные так же по периметру машины, позволяют компьютеры отслеживать все, что происходит вокруг машины на 360°. Так же фронтальная камера определяет разметку на дороге и дорожные знаки!

Центральный компьютер анализирует все полученные данные и на их основе совершает то или иное действие. Например, двигаясь по трассе, водителю достаточно включить поворотник, что бы машина поняла, что нужно перестроиться в другую полосу движения. Но вот перестроится ли она? Вот в чем вопрос! Дело в том, что даже при команде водителя перестроиться в другой ряд, компьютер проанализирует ситуацию вокруг машины и примет решения, безопасно ли перестраиваться в данный момент. Например датчики могут зафиксировать быстрое приближения маши позади на соседнем ряду и компьютер просто откажется выполнять опасный маневр, который может привести к ДТП. Это лишь малое достоинство нынешних автопилотов, но подобных достоинств огромное множество и становится их все больше и в скором времени водителю необязательно будет давать команду на перестроение, а компьютер сам решит, нужно это или нет!

Что мы имеем по итогам

Безусловно, автопилот в машине, это совсем уже ближайшее будущее. Безопасность движения, автопилот повышает в разы. Конечно же, каждый задастся вопросом, доверится ли он бездушной машине, или все же решит сам управлять машиной. Но давайте посмотрим правде в глаза, недоверие компьютеру стоит лишь в ключе собственного авто. Каждый водитель моет заявить, что он побоится отдать управление своим транспортом компьютеру, но он не был бы против, если компьютер управлял машиной, которая только что пролетела на запрещающий сигнал светофора, или так, что только что подрезала его на трассе! Все довольно относительно, и лишь время покажет, друг нам автопилот или еще одна головная боль дорожной полиции!

Facebook

Twitter

Вконтакте

Google+

Как работает беспилотный автомобиль

Беспилотное вождение не такое далекое будущее, как нам казалось. Уже к 2025 году автомобили на автопилоте перестанут быть чем-то из ряда вон выходящим на городских улицах, а в 2030 г. планируется их массовое производство. Но мы до сих пор слабо представляем, как работает беспилотный автомобиль. В этой статье мы подробно ответим на этот вопрос.

Что умеет беспилот?

Он умеет очень многое из того, что недоступно классическим машинам.

Во-первых, он передвигается полностью самостоятельно из пункта А в пункт В, и выбирает для этого оптимальный маршрут, учитывая не только данные карты, но и информацию из интернета о пробках на дорогах.
Во-вторых, самостоятельно регулирует скорость, притормаживает на поворотах и ускоряется на прямых участках пути. А также находит свободное место для парковки и самостоятельно паркуется.
В-третьих, беспилотное авто распознает другие транспортные средства, четко «видит» сквозь туман, снег и дождь, замечает дорожные знаки и сигналы светофора.

Пока спектр функций можно считать ограниченным, ведь в планах разработчиков усовершенствовать систему таким образом, чтобы беспилот мог молниеносно реагировать на изменения на автострадах и тем самым избегать ДТП.

Какие уровни автономности беспилотов существуют?

Есть 6 уровней автоматизации машин, от 0 до 5. Нулевой уровень означает автомобиль, который полностью управляется водителем, 5 уровень — 100% беспилот. Подробнее об уровнях автоматизации беспилотных автомобилей читайте в этой статье.

Видео работы беспилотного автомобиля Яндекс на тестовом полигоне в Ступино

Принципы работы беспилотного автомобиля

Рассмотреть как работает беспилот можно на примере автомобиля Toyota Prius, который тестировали инженеры и программисты Google. Постоянное сканирование местности с помощью датчиков: лидаров (лазерных радаров), камер, радаров и высокоточные карты – обязательные условия автономного передвижения транспортного средства. Система беспилотного авто взаимодействует с сервисом Street View, который дает панорамный вид на улицы города с высоты 2,5 м.

Лидары Velodyne на крыше беспилота.

Лидары на беспилотном автомобиле Яндекса

Основные системы, которые обеспечивают автономное передвижение:

Лидар – сердце автопилота. Это лазерный дальномер, который устанавливается на крыше авто и генерирует 3D-карту пространства в радиусе до 100 метров. Полученные данные управляющий компьютер объединяет с картами Google, что позволяет ему избегать аварийных ситуаций и соблюдать ПДД.
Радар – их на беспилотном автомобиле 4 штуки (иногда больше): два впереди и два – на заднем бампере. Данная система применяет радиоволны, чтобы определить дальность объектов, траекторию и скорость их движения. Радар излучает импульсы, они отражаются от препятствий и передаются на принимающую антенну. Таким образом радары становятся «глазами» авто и позволяют мгновенно реагировать на любые изменения ситуации.
Датчик положения – специальное устройство, которое определяет координаты автомобиля на карте. GPS приемник позволяет отследить местоположение машины и маршрут его следования.
Видеокамера – расположена возле зеркала заднего вида. Она обнаруживает цветовые сигналы светофоров, объекты, которые приближаются на потенциально опасное расстояние. На современных беспилотах обычно установлено от 1 до 3 видеокамер.

В России одним из лидеров разработки беспилотных автомобилей стала компания Яндекс. Читайте подробный материал о том как устроен беспилот Яндекса.

В багажнике беспилотного автомобиля не столь интересно, однако свободного места для мешка картошки здесь нет. Железная составляющая Google-автопилота включает:

управляющий компьютер;
компьютер визуального интерфейса и модули датчиков;
контроллер рулевого управления и привода;
система коммуникации «машина-машина»;
система голосового радиоуправления.

Алгоритм работы беспилотного авто

1) С помощью лидара генерируется объемная карта местности, а управляющий компьютер соединяет ее с теми данными, которые содержатся в памяти.
2) На основе полученной информации от радаров, камеры и сенсоров специальный алгоритм оценивает ситуацию на дороге и учитывает поведение других участников движения.
3) Компьютер определяет траекторию движения беспилота, а также реагирует на ситуацию на дороге: движение других автомобилей, жесты полицейского, идущий впереди школьный автобус, пешеходы, гололед на трассе и множество других факторов.

Инновации Google: непрерывное обучение

Автоматизированные машины учатся очень быстро благодаря тому, что вся полученная информация и практический опыт передаются в базу данных Google и пользоваться ею могут все авто. В базе данных есть огромное количество сценариев, которые встречаются в реальной жизни: неуправляемая инвалидная коляска на дороге, внезапно выскочивший на проезжую часть пешеход и т.д.

Но есть и нестандартные ситуации. Например, при тестировании беспилотника Google на дороге девушка в кресле для инвалидов гонялась за птицей. Естественно, сценария такого плана в базе данных не было, но компьютер все равно затормозил. И не потому, что на дороге была птица – иначе машине пришлось бы тормозить при виде каждого голубя. Чтобы беспилотник правильно реагировал на такие необычные ситуации, инженерам приходится постоянно совершенствовать систему управления.

«Очеловечивание» работы беспилотного авто

По мнению большинства экспертов, беспилотные авто ведут себя на дорогах слишком правильно. Например, первые машины останавливались на дороге просто «завидев» человека – компьютер сразу решал, что пешеход собирается переходить дорогу. Но человек мог просто остановится завязать шнурки или подождать друга. Поэтому инженеры решили — логичнее будет притормаживать, а не останавливаться полностью, тем более что резкое торможение создает аварийно-опасную ситуацию на трассе.

Но разработчики Google пошли еще дальше и дали беспилотнику «голос» — возможность сигналить. Сигнал срабатывает автоматически при возникновении повышенной опасности как для участников движения, так и для самой автоматизированной машины.

Интерьер и салон беспилота Mercedes F015.

В будущем компьютер беспилотного авто можно будет синхронизировать с ежедневником и календарем. Пользователю даже не придется указывать место назначения – машина сама отвезет на деловую встречу или домой, если в календаре нет планов.

Лидеры разработки беспилотных технологий в России

В России лидерами разработки автономных машин и систем являются компании Яндекс и Cognitive Technologies.

Cалон беспилотного автомобиля Яндекс.

Лидеры разработки беспилотов в мире

Лидеры в мире: Tesla, Velodyne, Intel MobileEye, Cruise, Waymo, Ford, Aptiv, Baidu, UBER, Toyota и другие

Беспилотная Tesla — салон и виды с камер.

Эра беспилотных автомобилей уже не за горами, через несколько лет они преодолеют все трудности – юридические, экономические, этические – на пути к тотальному господству на дорогах. Они уже признаны в два раза безопаснее транспортных средств под управлением человека, а с развитием технологий их компьютерный «разум» сможет полностью заменить водителей.

Что такое машинное обучение? | Как это работает, методы и применение

Обучение с учителем

Машинное обучение с учителем создает модель, которая делает прогнозы на основе доказательств в присутствии неопределенности. Алгоритм контролируемого обучения берет известный набор входных данных и известные ответы на данные (выходные данные) и обучает модель генерировать разумные прогнозы для ответа на новые данные. Используйте обучение с учителем, если вам известны данные для результата, который вы пытаетесь предсказать.

Обучение с учителем использует методы классификации и регрессии для разработки моделей прогнозирования.

Методы классификации предсказывают дискретные ответы — например, является ли электронное письмо подлинным или спамом, или является ли опухоль злокачественной или доброкачественной. Модели классификации классифицируют входные данные по категориям. Типичные приложения включают медицинскую визуализацию, распознавание речи и кредитный рейтинг.

Используйте классификацию, если ваши данные можно пометить, классифицировать или разделить на определенные группы или классы.Например, приложения для распознавания рукописного ввода используют классификацию для распознавания букв и цифр. В обработке изображений и компьютерном зрении методы неконтролируемого распознавания образов используются для обнаружения объектов и сегментации изображений.

Общие алгоритмы для выполнения классификации включают машину опорных векторов (SVM), деревья решений с усилением и пакетами, ближайший сосед k , наивный байесовский анализ, дискриминантный анализ, логистическую регрессию и нейронные сети.

Методы регрессии предсказывают непрерывные реакции — например, изменения температуры или колебания потребляемой мощности.Типичные приложения включают прогнозирование нагрузки на электроэнергию и алгоритмическую торговлю.

Используйте методы регрессии, если вы работаете с диапазоном данных или если природа вашего ответа является действительным числом, например, температура или время до отказа для единицы оборудования.

Общие алгоритмы регрессии включают линейную модель, нелинейную модель, регуляризацию, пошаговую регрессию, деревья решений с усилением и пакетом, нейронные сети и адаптивное нейронечеткое обучение.

Как работает машинное обучение

На ранних этапах машинного обучения были проведены эксперименты, в которых использовались теории о том, что компьютеры распознают закономерности в данных и учатся на них.Сегодня, после этих фундаментальных экспериментов, машинное обучение стало более сложным.

Хотя алгоритмы машинного обучения существуют уже давно, возможность более быстро и эффективно применять сложные алгоритмы к приложениям с большими данными появилась совсем недавно. Умение делать эти вещи с некоторой степенью изощренности может поставить компанию впереди своих конкурентов.

Как работает машинное обучение?

Машинное обучение — это форма искусственного интеллекта (ИИ), которая учит компьютеры думать так же, как и люди: учиться и улучшать прошлый опыт. Он работает путем исследования данных, выявления закономерностей и требует минимального вмешательства человека.

Практически любую задачу, которую можно выполнить с помощью шаблона или набора правил, можно автоматизировать с помощью машинного обучения. Это позволяет компаниям трансформировать процессы, которые раньше были доступны только людям, — например, отвечать на звонки в службу поддержки, вести бухгалтерию и просматривать резюме.

Машинное обучение использует два основных метода:

Контролируемое обучение позволяет собирать данные или создавать выходные данные из предыдущего развертывания машинного обучения.Обучение с учителем интересно, потому что оно работает во многом так же, как и люди.

В контролируемых задачах мы представляем компьютеру набор помеченных точек данных, называемый обучающим набором (например, набор показаний из системы железнодорожных вокзалов и маркеров, где были задержки в течение последних трех месяцев).

Машинное обучение без учителя помогает находить в данных все виды неизвестных закономерностей. При обучении без учителя алгоритм пытается изучить некоторую внутреннюю структуру данных, используя только немаркированные примеры.Две распространенные задачи обучения без учителя — это кластеризация и уменьшение размерности.

При кластеризации мы пытаемся сгруппировать точки данных в значимые кластеры таким образом, чтобы элементы внутри данного кластера были похожи друг на друга, но не похожи на элементы из других кластеров. Кластеризация полезна для таких задач, как сегментация рынка.

Модели уменьшения размерности сокращают количество переменных в наборе данных, группируя похожие или коррелированные атрибуты для лучшей интерпретации (и более эффективного обучения модели).

Как используется машинное обучение?

От автоматизации утомительного ручного ввода данных до более сложных вариантов использования, таких как оценка страховых рисков или обнаружение мошенничества, машинное обучение имеет множество приложений, включая функции для работы с клиентами, такие как обслуживание клиентов, рекомендации по продуктам (см. Предложения продуктов Amazon или алгоритмы списков воспроизведения Spotify) и внутренние приложения внутри организаций, которые помогают ускорить процессы и уменьшить ручную нагрузку.

Большая часть того, что делает машинное обучение таким ценным, — это его способность обнаруживать то, что упускает человеческий глаз.Модели машинного обучения способны улавливать сложные закономерности, которые были бы упущены из виду при анализе человеком.

Благодаря когнитивным технологиям, таким как обработка естественного языка, машинное зрение и глубокое обучение, машинное обучение позволяет людям сосредоточиться на таких задачах, как инновации продуктов и повышение качества и эффективности услуг.

Возможно, вы хорошо разбираетесь в огромной, но организованной электронной таблице и выявляете закономерности, но благодаря машинному обучению и искусственному интеллекту алгоритмы могут исследовать гораздо большие наборы данных и гораздо быстрее понимать закономерности.

Какой лучший язык программирования для машинного обучения?

Большинство специалистов по обработке данных, по крайней мере, знакомы с тем, как языки программирования R и Python используются для машинного обучения, но, конечно же, существует множество других языковых возможностей, в зависимости от типа модели или потребностей проекта. Инструменты машинного обучения и искусственного интеллекта часто представляют собой программные библиотеки, наборы инструментов или комплекты, помогающие выполнять задачи. Однако из-за его широкой поддержки и множества библиотек на выбор Python считается самым популярным языком программирования для машинного обучения.

Фактически, согласно GitHub, Python занимает первое место в списке лучших языков машинного обучения на их сайте. Python часто используется для интеллектуального анализа и анализа данных и поддерживает реализацию широкого спектра моделей и алгоритмов машинного обучения.

Поддерживаемые алгоритмы в Python включают классификацию, регрессию, кластеризацию и уменьшение размерности. Хотя Python является ведущим языком в машинном обучении, есть несколько других, очень популярных.Поскольку некоторые приложения машинного обучения используют модели, написанные на разных языках, в игру вступают такие фреймворки, как архитектура бессерверных микросервисов Algorithmia, позволяющая создавать модели на нескольких языках и плавно конвейеризовать их вместе.

Чистая прибыль

Машинное обучение может быть полезным как для потребителей, так и для предприятий. С помощью машинного обучения предприятие может анализировать свою конкурентную среду и лояльность клиентов, а также прогнозировать продажи или спрос в режиме реального времени.

Наша платформа машинного обучения имеет встроенные инструменты для управления версиями, развертывания, конвейерной обработки и интеграции с текущими рабочими процессами клиентов. Алгоритмия интегрируется с любой технологией, которую ваша организация использует в настоящее время, легко интегрируясь, чтобы упростить развертывание машинного обучения, значительно ускоряя переход от построения модели к производству.

Если вы уже внедряете машинное обучение на своем предприятии или хотите начать, узнайте, чем может помочь алгоритм Algorithmia.

Дополнительная литература

Сценарии использования машинного обучения

Подробнее о типах контролируемых и неконтролируемых моделей

Неконтролируемое обучение и распознавание эмоций

Понимание того, как работают швейные машины

Ваш ключ к поиску и устранению неисправностей швейной машины

Понимание того, как работают швейные машины, помогает диагностировать проблемы с вашей собственной швейной машиной.

Этот онлайн-букварь «раскрывает» внутренняя работа вашей машины и то, как даже малейшие несовпадение может повлиять на его работу — И ваше здравомыслие.

Иногда такая простая вещь, как поврежденное острие иглы, может помешать вашей машине сделать строчку.

Замена иглы — это почти всегда моя первая рекомендация, когда что-то идет не так с вашей машиной! Это так просто. Но это важно.

Если бы вы могли снять крышку своей машины, вы бы быстро обнаружили, насколько на самом деле проста базовая машина. И почему не нужно много времени, чтобы вывести его из строя.

Компьютерные детали в сторону, рабочие части вашей машины:

Игла
Подающие собачки
Поворотный крюк
Двигатель
Два ремня

Теперь давайте посмотрим, как все части работают вместе.

Процесс изготовления строчки

Видео показано, чтобы проиллюстрировать этот пример.

Начиная с самого верхнего положения, игла движется вниз и протыкает ткань. Ваши собачки одновременно убираются с дороги, ниже игольной пластинки. (Ткань не двигается в течение наносекунды, игла находится в ткани.)

Когда она начинает свой обратный путь, за шарфом иглы образуется небольшая петля.

Поворотный крюк вращается и «захватывает» или «захватывает» петлю, неся ее до тех пор, пока она не зацепится за шпульная нить. Это формирует шов.

По мере того, как игла поднимается и выходит из ткани, захватывающий рычаг перемещается в самое верхнее положение, чтобы туго натянуть строчку.

Транспортеры движутся вперед, поднимаясь вверх через игольную пластину, захватывая ткань и протягивая ее через швейную машину.

На протяжении всего процесса сбалансированное натяжение иглы и шпульки удерживает строчку в центре ткани.

Этот процесс повторяется для каждого стежка.

Что удерживает это вместе?

Чтобы каждый шаг был упорядочен и гудел, эти части соединены ремнями с одним двигателем.

Тот же вал, который перемещает игла с одним ремнем и перемещает как поворотный челнок, так и транспортеры с еще один пояс. Два ремня плюс один мотор равняются синхронности!

Бытовые швейные машины сшивают примерно на 840 стежков в минуту (более новые модели еще быстрее — до 1600 стежков в минуту).Так что очень важно части работают вместе правильно и упорядоченно.

Если они не синхронизированы, то «время истекло», и потребуется поездка в ремонтную мастерскую, чтобы получить его исправлено.

Взгляд изнутри, как работают швейные машины!

Теперь можно легко взглянуть на внутреннее устройство старых машин, просто отвинтив крышку.

Самые новые модели, особенно с компьютеризированным внутренности, требуются специальные инструменты для правильного снятия крышки и эти инструменты обычно не идут в комплекте с вашей машиной.

Это видео показывает, как именно формируется стежок без каких-либо дополнительных усилий со стороны производителя. Хорошо потраченные 27 секунд!

Слава богу, видео замедляет работу настолько, что мы можем увидеть процесс создания стежка.

Можете себе представить, как быстро он будет двигаться на новой машине, способной делать 1600 стежков в минуту?

Применяйте то, что вы знаете …

… о том, как швейные машины помогают решать проблемы с вашей машиной.

Это должно начать понимать, почему ваша игла для швейной машины так важна и почему разумно иметь под рукой запасные части, чтобы быстро определить, является ли проблема вашей иглой IS .

Если вставлен не до упора, проталкивает дальше в машину, когда она проходит через игольную пластину. Петля будет либо формируются неправильно, либо формируются не вовремя. Роторный крючок не сможет зацепиться за петлю, чтобы сформировать петлю.

Погнутая или поврежденная игла отклоняется при прокалывании ткань.Опять же, он не будет в правильном положении для поворотного крючка. поймать петлю.

Если вращающийся челнок не захватывает петлю, чтобы скрутить нити вместе, значит, стежки пропущены.

Если нить не обтекает челнок плавно, стежки пропущены.

Много Рождества назад я по незнанию носил углубиться в мой поворотный крюк и узел челнока, потянув за из-под иглы, когда рука захвата не была в самом высоком должность.Натяжение нити и повторяющееся вытягивающее действие имели паз в поворотном крюке и челноке, который нужно было отполировать мой дилер.

Если ваше напряжение не сбалансировано, это может повлиять на образуется петля. Или насколько он большой или нет. Слишком маленький означает пропущенный шить. Слишком большое — начало гнезда ниток.

Используйте то, что вы узнали о формировании петли, чтобы помочь вам решить многие из наиболее распространенных проблем.

Подробнее о том, как работают швейные машины…

Это последнее видео, немного длиннее, чем первое, добавляет немного истории истоки швейной машины. Это юмористический, с хорошей графикой о том, как работают швейные машины, используя людей для частей машины что сделать шов. Наслаждайтесь!

Теперь, когда вы понимаете, как работают швейные машины, вас могут заинтересовать следующие страницы:

Главная
Инструменты для квилтинга
Как работают швейные машины

Подпишитесь на StashTalk, нашу бесплатную рассылку новостей

Как работает факсимильный аппарат?

Криса Вудфорда.Последнее изменение: 8 марта 2020 г.

Когда Александр Грэм Белл (1847–1922) произнес бессмертные слова «Мистер Ватсон! Иди сюда! Я хочу тебя видеть!» в его примитивный телефон в марте 1876 г., он стал одним из отцы-основатели современный век телекоммуникаций. Но представьте на мгновение, что он хотел отправить своему коллеге фотографию вместо того, чтобы говорить слова — как именно он это сделал бы? Большинство людей считают факс машины (которые отправляют документы по телефонным линиям) новее, чем телефонные линии они используют, но первый факс (Александр Бейн «химический телеграф») был запатентован за несколько десятилетий до телефон в 1840-х годах. Сегодня Интернет в значительной степени устарела факсимильная связь, но многие предприятия по-прежнему полагаются на старые надежные факсимильные технологии. Давайте подробнее рассмотрим, как это работает!

Artwork: Основная концепция факса, сокращение от «факсимиле»: идея состоит в том, чтобы создать копию оригинального документа на другом конце телефонной линии.

Представьте, что вы факс …

Предположим, у вас есть срочный контракт, который вы хотите, чтобы я подписал и вам нужно как можно скорее доставить его мне.Вы можете отправить это по почте, конечно, но это займет как минимум день, чтобы добраться до меня и еще один день для меня, чтобы вернуть его. Вы можете воспользоваться услугами курьера, но, если мы не живем поблизости друг друга, мы по-прежнему говорим о времени выполнения работ в часах. Или же вы можете отправить контракт по телефону с помощью факсимильного аппарата в минуту или около того.

Давайте представим на мгновение, что факсимильные аппараты не изобретено, но вы все равно хотите пользоваться телефоном. Предположим, вам нужно передайте мне одностраничный документ. Что ты можешь сделать? Сделаем проблема действительно простая.Допустим, документ может быть либо полностью черная страница или полностью белая. Теперь передача документа действительно легко. Вы просто берете свой телефон, набираете мой номер и ждете мне ответить, а затем сказать либо «черный», либо «белый».

Ладно, давайте усложним задачу. Предположим, документ одну страницу, разделенную на четыре квадрата, и каждая из четырех областей может быть либо черным, либо белым. Опять же, вам довольно легко передать этот документ. Вы звоните мне и просто говорите: «Черный черный белый черный »,« Белый черный белый белый »или что-то еще — и я могу мгновенно воссоздайте документ в моем воображении на другом конце.

Теперь давайте усложним задачу. Ты должен пришлите мне целую страницу в черно-белом цвете, слова, напечатанные компьютером. На самом деле это не так уж и сложно. выглядит. Все, что вам нужно сделать, это разделить страницу на тысячи сеток квадраты, а затем зачитайте слева направо и сверху вниз, является ли каждый квадрат черным или белым. Предположим, я сижу в другой конец телефона с листом бумаги, разлинованным идентичным сетка квадратов. Когда вы читаете «черный», «белый», «белый», «черный», мне просто нужно заштриховать все черные квадраты карандаш и пропустите белые.К тому времени, как вы доберетесь до сути страницы, моя закрашенная страница будет выглядеть так же, как ваша. Если мы сделаем достаточно маленькие квадраты, поэтому каждый немного больше булавочной головки, Я волшебным образом получу точную, читаемую копию вашей страницы. Проще говоря, так работают факсы.

Как работают настоящие факсы

Ну да ладно, не совсем так они работают! Факсимильный аппарат предназначен как для отправки, так и для приема документов, поэтому он имеет отправляющую часть и приемная часть.Передающая часть немного похожа на компьютерный сканер с ПЗС-матрицей (устройство с заряженной связью). который сканирует только одну строку документа за раз и только в черно-белом режиме. Грубо упрощенный, он смотрит на каждую строку отдельно, обнаруживает черные области и белые области, и передает один вид электрический импульс по телефонной линии, чтобы представляет черный, а другой — белый (как если бы вы говорили «черный» и «белый», на самом деле). Телефонная линия передает эту информацию практически мгновенно. к факсимильному аппарату на другом конце.Он принимает электрические импульсы и использует их для управления принтером. Если принимающий факс слышит «черный», он рисует на странице крошечную черную точку; если он слышит белый, он слегка перемещается, оставляя вместо этого белое пространство. Это занимает около минуты, чтобы передать одну страницу письма (или сложный рисунок) таким неуклюжим, но очень систематическим способом.

Группы факсов

Фото: Как факсимильный аппарат передает изображение Моны Лизы. Каждая часть изображения становится черной или белой.Не оттенки серого, а грубый, двоичный черный или белый. Вы все еще можете распознать изображение, но большая часть деталей потеряна. Для текстовых документов это имеет гораздо меньшее значение, чем для изображений.

Факсы бывают трех основных типов: группа 1, группа 2 и и группа 3. Номер группы, в общем, является мерой того, как быстро машина может отправлять и получать: машина группы 1 отправляет и принимает на самой медленной скорости (около шести минут на страницу), группа 2 может управлять страницей примерно за три минуты и сгруппировать 3 молнии в минуту или меньше на страницу.Когда факсимильный аппарат впервые набирает другой факсимильного аппарата, есть короткий (обычно 15–30 секунд) период рукопожатие, когда машины договариваются о скорости, которую они будут использовать для передачи. Всегда более медленная машина управляет скорость, поэтому, даже если у вас есть быстрая машина группы 3, она все равно будет работать на минимально возможной скорости, если вы отправляете факсы на (или прием факсов от) аппарата группы 1 на другом конце линии.

Плюсы и минусы факсов

В работе с факсом замечательно то, что он очень прост: просто введите ваш документ в аппарате, наберите номер, дождитесь другого машина, чтобы ответить, и нажмите кнопку СТАРТ.Получение факса даже проще: если ваша машина настроена на АВТО, вам не нужно предмет. Но есть и недостатки. Большинство факсов используют недорогие термопринтеры, записывающие изображения на термочувствительную бумагу (в подобных факсимильных аппаратах обычно используются плотные рулоны бумаги, а не листов). Бумага довольно дорогая в использовании, очень быстро тускнеет, и не подлежат переработке обычным способом. Это также отправка факса занимает много времени: если на каждую страницу уходит минута, На передачу 30-страничного документа потребуется более получаса.

Еще один недостаток — грубость отправляемых по факсу документов. Факс машина распознает области черного и белого, освещая ярким светом на страницу он передает и использует фотоэлементы (светочувствительные электронные компоненты) измерить свет снова отразился. Фотоэлементы передают сигнал, когда видят белые участки и не передают, когда видят черный. Другими словами, они не могут различать оттенки серого (или то, что принтеры называют «полутонами»). Это означает, что фотография или произведение искусства, отправленные по факсу, потеряют большую часть своего детали и могут даже стать совершенно неузнаваемыми на другом конец.

По всем этим причинам многие люди теперь предпочитают отправлять документы как вложения электронной почты. Они быстрее и удобнее, можно распечатать их (или нет, как хотите) на приличной бумаге, и вы можете отправить и получать вещи в полноцветных и оттенках серого. Возможно, самое главное, файлы, которые вы получаете по электронной почте, обычно представляют собой цифровые документы, которые вы можете редактировать другими способами, тогда как факс — это, по сути, аналоговая вещь, и все, что вы можете сделать, это прочтите или отправьте в архив (если вам повезет, вы сможете отсканировать его и превратить его в редактируемый документ).Некоторые телефонные компании также предлагают услуги факсимильной связи, когда вам выделяется уникальный номер телефона. Если кто-то отправит вам факс по этому номеру, компания получает факс на центральный компьютерный комплекс, преобразует его в файл изображения (например, JPG или TIFF) или PDF, а затем пересылает его вам по электронной почте. Точно так же большинство компьютеров тот есть модем коммутируемого доступа (факс) также может отправлять факсы людям очень легко без дополнительного оборудования. Итак, хотя это может быть устаревшая технология факсов, вероятно, здесь, чтобы остаться еще на несколько лет!

Краткая история факса

Фото: Еще в 1960-х годах метеорологи начали использовать первые факсимильные аппараты, такие как Muirhead Mufax, для получения карт погоды со спутников через систему радиовещания, называемую Автоматическая передача изображений (APT).Фото любезно предоставлено НАСА в палате общин.

1840: Сэмюэл Морс (1791–1872) получает патент на простой электрический телеграф, который произвел революцию в международной связи (Патент США 1647: Улучшение способа передачи информации посредством сигналов с помощью применения электромагнетизма).
1843–1850: шотландец Александр Бэйн (1811–1877) на основе телеграфа разрабатывает два разных типа примитивных машин для отправки документов: один — электромеханический, а второй — использует смесь химической и электрической технологий.Идеи Бэйна были усовершенствованы англичанином. Фредерик Бейкуэлл (1800–1869), который вводит идею вращающихся цилиндров, которые до сих пор используются в факсимильных аппаратах.
1865: Джованни Казелли (1815–1891), итальянский физик, разрабатывает более практичный электромеханический метод отправки документов по телеграфным проводам. Он называет свое изобретение Пантелеграф, комбинация «пантографа» и «телеграфа», потому что он копирует документы (с помощью пантографа) и отправляет их по телеграфу.
1876: Александр Грэм Белл (1847–1922) подал заявку на патент на телефон (патент США 174 465: Телеграфия) 14 февраля 1876 года.Заслуживает ли он всей заслуги в изобретении телефона, все еще ведутся споры, но он определенно помогает ему стать важной частью глобальной коммуникационной технологии.
1920-е годы: Western Union, RCA и Associated Press создают конкурента технологии проводной фотосъемки, которые позволяют отправлять фотографии по обычным телефонным линиям.
1930-е годы: телекс (способ отправки текстовых сообщений по телефонным линиям между телетайпами). выглядят как негабаритные пишущие машинки) впервые внедрен в Берлине компанией Siemens и почтовой службой Германии Рейх, а затем распространился по Европе и остальному миру.
1964: Xerox использует свой опыт, изобретая копировальные аппараты (первоначально называвшиеся ксерографическими машинами) для разработки системы передачи документов, называемой Ксерография на большом расстоянии (LDX).
1964: Метеорологи начинают использовать автоматическую передачу изображений (APT) для получения карт с метеорологического спутника на факсимильные аппараты. Первый эфир со спутника «Нимбус-1» — 28 августа 1964 года.
Конец 1960-х — начало 1970-х: благодаря дальнейшим инновациям таких пионеров, как Xerox, начинают появляться первые автономные факсимильные аппараты, хотя они все еще относительно большие (размер большого современного офисного копировального аппарата) и дороги.
1980: Canon, японская компания по производству электроники, представляет свой первый компактный факсимильный аппарат FAX-601. В 1980-е годы доступные по цене персональные факсимильные аппараты, практически все из которых были произведены в Японии, привели к революции факсимильной связи, быстро сделав телекс устаревшими.
1990-е годы: быстрый рост Интернета означает, что миллионы людей внезапно получили доступ к небольшим быстрым модемы, которые позволяют обычному компьютеру отправлять и получать документы в виде факсов.
2020: Национальная служба здравоохранения Великобритании, которая еще в 2018 году все еще использовала около 9000 факсов, получила указание перейти на более современные технологии.

Как работает автоматическая эспрессо-машина

Последнее обновление 10 мая 2020 г.
Автор: Know Your Grinder

Привет, ребята! Сегодня мы поговорим о том, как работает автоматическая эспрессо-машина.

Для тех, кто так или иначе не связан с профессией приготовления кофе, кофемашины могут вызывать затруднения. И все же стоит знать, как они работают, потому что это позволяет приготовить чашку лучшего кофе (эспрессо).

Например, знаете ли вы, что существует три типа кофемашин эспрессо? Это полуавтоматический, полностью автоматический и суперавтоматический.

Что касается качества напитка, то у каждого типа кофемашины есть потенциал, чтобы произвести одинаковую порцию эспрессо, но чем более «супер» они становятся, тем меньше шагов нужно будет выполнить человеку, управляющему машиной.

Например, полностью автоматические кофемашины эспрессо представляют собой систему приготовления кофе в одно касание, поэтому большинство задач возлагается на машину, что, конечно же, довольно удобно.

Разница между различными типами эспрессо-машин — полуавтоматическая и автоматическая

Мы связались с нашим другом Лиамом Илсом, известным как Autistic Barista, экспертом по кофе из Монреаля, Канада, чтобы узнать его мнение о разнице между ручной или полуавтоматической кофеваркой эспрессо иавтомат, и несколько кратких плюсов и минусов.

Лиам говорит: «Ручные кофемашины дают бариста больший контроль над продуктом, давая им возможность манипулировать почти очень разнообразно, позволяя манипулировать эспрессо и изменять его по-разному в зависимости от предпочтений набранного бариста.

Тем не менее, в очень загруженной спешке невозможно сохранить 100% единообразие при каждом порции, поэтому ручные кофемашины для эспрессо нереальны для очень загруженных кафе, поскольку все эти переменные остаются открытыми для изменения от бариста к бариста, то есть если вы пытаетесь открыть кафе, ваш продукт будет совершенно непоследовательным.

Автоматический (правильный термин — объемный) измеряет объем воды и автоматически регулирует давление, подаваемое в кофе, делая человеческие ошибки менее распространенными и обеспечивая большую последовательность от бариста к бариста.

Это также позволяет значительно ускорить установку шкалы эспрессо за счет устранения некоторых факторов ».

Как работают автоматические эспрессо-машины?

В целом, хотя автоматические кофемашины обычно не так уж сложны в использовании, все же полезно знать, как они работают.

В этой статье мы исследуем внутренние процессы этих машин и то, как они работают точно, чтобы лучше познакомить вас с более тонкими процессами этих машин.

Прежде чем мы начнем, вы можете перейти к концу этой статьи, если вы просто хотите посмотреть видео на ту же тему, поскольку мы приложили одно, которое очень полезно, хотя мы, конечно, рекомендуем прочитать то, что мы написали как хорошо, чтобы получить полную картину того, что происходит, по нашему мнению.

Внутренняя работа кофемашин эспрессо

Прежде чем мы начнем говорить об эспрессо-машинах, взгляните на это — вот! «Карпучино».

Ах, в каком чудесном мире мы живем, правда? Это то, на чем Марти Макфлай мог бы разъезжать, потягивая тройной эспрессо, путешествуя по Хилл-Вэлли.

Картинка выше предназначена для того, чтобы у всех нас было настроение внимательно изучить устройства, представляющие собой кофемашины для приготовления эспрессо, которые также являются достаточно техническими для полного понимания, но при этом выполняют удивительную задачу доставки такого восхитительного напитка нам ежедневно, ежечасно , а иногда _постоянно_ для тех из нас, у кого есть легкая зависимость.

В конце концов, эспрессо-машина — это, конечно, машина, которая в основном начинается с добавления чистой воды с прекрасным вкусом и смешивает ее с размолотым эспрессо, чтобы в итоге получился напиток.

Итак, мы должны начать с разговора о воде и о том, как она начинает свой путь…

Резервуар для воды

Резервуар для воды — это место, где вода будет стоять и ждать, пока ее вызовут для следующей чашки кофе.

Вот схема эспрессо-кофемашины а-ля Pavoni со всеми ее частями.

Это обычное дело для небольших машин, которым не нужно делать сотни чашек в день. Воду можно кондиционировать, пока она находится в резервуаре. Лучший эспрессо начинается с правильной воды.

Вода, как вы увидите, — ключ к формуле отличного эспрессо!

В разговоре с Мэттом Айришем из Conundrum Coffee, семейного обжарочного завода в Форт-Коллинзе, штат Колорадо, мы затронули тему качества воды, когда речь идет о кофе.

Мэтт сказал следующее о тесной связи между кофе и водой:

«Качество воды очень важно, и в некоторых местах трудно получить качественную воду. Мы используем OPTIPURE Scale x2 Filter Trak для большинства наших кофейных применений, хотя в Лавленде, штат Колорадо, у нас относительно хорошая вода.

Когда мы думаем о воде, мы думаем о трех основных вещах.

Прежде всего, это холин. Это первое, что мы удаляем из воды фильтрацией.Запах может вызывать неприятный запах и может сделать чашку вяжущей.

Вторая — общая твердость. Это в первую очередь для долговечности кофейного оборудования. Жесткая вода может вызвать образование накипи, а мягкая вода может вызвать коррозию.

Последняя часть — щелочность. Это относится к способности буферизовать кислоты ».

Еще раз спасибо Мэтту Айришу за цитату!

Это полезная информация, которую следует учитывать при наполнении резервуара для воды кофемашины.Помните, что кофемашины эспрессо не предназначены для очистки вашей воды за вас или для улучшения вкуса самой воды, чем она есть.

Резервуар любой машины только настолько велик. Если он требует наполнения в коммерческих помещениях, часто лучше приобрести машину, которую можно подключить непосредственно к водопроводу.

Для машин, которые подключаются непосредственно к водопроводу, вам потребуется смягчитель воды, а также система фильтрации.

Это лучший вариант для коммерческих предприятий, которые будут делать десятки кофе эспрессо в день.

Как вода проходит через машину?

Мы знаем, как вода попадает в машину — через резервуар, независимо от того, налита ли она вручную или по водопроводу.

Как только вода попадает в кофемашину, она должна пройти через различные участки, прежде чем будет извлечена, как насыщенный нектар, в чашку, превращаясь в вкусный напиток.

Насос жизненно важен для работы кофемашины эспрессо, поэтому лучше подумать об этой части больше, чем на мгновение.

Есть два типа насосов. Каждый должен производить не менее 130 фунтов на квадратный дюйм, чтобы вода прошла через машину, через помол и попала в чашку.

В какой-то момент коммерческой и домашней кофемашине требовалось, чтобы оператор потянул за рычаги, чтобы вода правильно протекала через кофемашину.

Термин «приготовление эспрессо» возник из-за способа приготовления эспрессо.С помпой все происходит автоматически.

На вопрос: « Как работает автоматическая эспрессо-машина? »Там действует термин« работа », а ответ — насос.

Что касается самих насосов, есть два варианта; вибрационный насос и роторный насос. Оба они используются для приготовления отличного эспрессо, но у обоих есть свои плюсы и минусы.

Вибрационный насос

В этом типе насоса вы получаете электрические токи, которые перемещают поршень.Внутри катушки находится магнит, который движется вверх и вниз, обеспечивая давление, необходимое для протекания воды.

Электрический ток воздействует на магнит. Магнит вибрирует и перемещает поршень. Поршень движется очень быстро. Фактически, он может нажимать приблизительно 60 нажатий в секунду.

Роторный венозный насос

Ротационный насос не работает так же, как вибрационный. Роторный насос имеет двигатель, который вращает небольшой диск. Этот вращающийся диск сегментирован так называемыми венами.

По мере вращения диска жилки перемещаются к внешнему участку. Это создает давление, которое используется для перемещения воды.

Куда движется вода, когда она нагревается?

Вода в бойлере

Давление воды — это еще не все, что нужно, чтобы протолкнуть ее через помол и приготовить кофе. Чтобы получить отличный эспрессо, воду необходимо нагреть до нужной температуры.

В бойлере содержится нагретая вода под давлением. Насос нагнетает воду в бойлер, где она нагревается нагревательным элементом.

Но есть еще одна деталь, необходимая для нагрева воды. В бойлере вода не нагревается до той же температуры без возможности контролировать температуру заваривания. Цифровой контроль температуры необходим для обеспечения нужной температуры всей воды.

Управление может быть ПИД-регулятором, что означает пропорционально-интегрально-производная. Зонд находится внутри воды в бойлере и последовательно считывает и нагревает воду по мере необходимости.

Цифровой контроль температуры делает то же самое, постоянно регулируя температуру воды.Однако есть небольшие отличия. Владелец может настроить ПИД-регулятор, а цифровой контроль температуры — нет.

Направляется к паровой палочке

Здесь все может немного усложниться. Паровой трубке необходим пар для производства молока. Независимо от того, производится ли капучино или кофейный латте, приготовление пропаренного молока необходимо с помощью пара.

Температура воды отличается от температуры воды в бойлере, потому что жидкость выполняет две разные функции.

Вода для варки молока должна быть паровой. В этом есть смысл. Температура воды для приготовления эспрессо должна быть намного ниже точки кипения, примерно от 195 до 205 градусов F.

Есть несколько способов кипячения, не смешивая их.

Однокотел — Этот котел имеет один нагревательный элемент в котле, но два термостата. Один термостат настроен на заваривание, а другой — на производство пара. Единственная проблема с этим типом машины заключается в том, что вы не можете одновременно делать выстрелы и производить пар.

Dual Boiler — Машина с парным бойлером — это именно то, на что это похоже. Вода перекачивается в два котла. Один будет нагревать воду для кофе, а другой делать пар.

Теплообменник — Вместо одного котла есть котел и теплообменник. От водопровода до теплообменника идет отдельная линия. Две температуры воды никогда не будут соприкасаться.

Термоблок — Этот тип машины имеет кусок металла с нагревательной спиралью.Весь кусок металла нагревается и на него направляется вода. Это струя воды, которая мгновенно превращается в пар.

Как только вода нагреется, переходите к следующему шагу.

Out of the Grouphead — E61, насыщенные и полунасыщенные

Заголовок группы — это место, где происходит вся кофейная магия. Нагретая вода встретит помол в головке. Здесь будет вытягиваться эспрессо. Следуя за тем, как вода проходит через кофемашину, это то место, куда вода выходит из бойлера.

E61

Это популярные типы групповых головок, которые были запатентованы в 1961 году. Вся деталь сделана из латуни и сама по себе весит невероятные 9 фунтов. Для приготовления кофе E61 требуется около 15 минут, но это простой процесс.

Есть клапан, который пропускает нагретую воду в головку группы. Вода переместится в портафильтр. Есть еще один клапан, который выпускает воду обратно в бойлер.

Вся латунная головка нагревается до температуры воды в котле.Вот почему руководителю группы требуется 15 минут, чтобы приготовить кофе.

Насыщенный руководитель группы

Головки группы открыты для воды из котла. По сути, это продолжение котла. Заголовки пропитаны водой, отсюда и название.

Есть линии, идущие к головке группы, от головки группы обратно к котлу, и линия для отходов, которая направляется в поддон для сбора капель.

Линия котла активируется, когда машина работает.По завершении эта линия закрывается, а линия для отходов открывается. Это должно уменьшить обратное давление.

Для ремонта и обслуживания этих групп требуются обученные техники. Они обычны для крупных коммерческих сайтов.

Полунасыщенный руководитель группы

С этими типами групповых головок все устройство закрыто для котла. Есть те же три общие линии, что и у других головок групп, но единственная часть, не открытая для котла, — это блок диспергирования.

Групповой заголовок такого типа гораздо проще ремонтировать и обслуживать, чем насыщенный групповой заголовок.

Портафильтр — вторая последняя остановка

Переносной фильтр представляет собой корзину с металлической ручкой. Помол помещается в корзину и утрамбовывается. Это то, что вставлено в заголовок группы для вашего эспрессо.

Размеры портафильтра различаются в зависимости от машины. Причина, по которой вам нужна эта информация, заключается в том, что темпер, который вы покупаете, должен быть подходящего размера. В противном случае помол будет неравномерно сжат.

Портафильтр заблокирован в головке группы, и вода проходит через измельчение.

Наконец — в чашку

Идеально нагретая вода проходила через машину в головку группы, через портафильтр и измельчалась, прежде чем, наконец, попала в чашку.

Хотя это кажется невероятно долгим путешествием, оно происходит очень быстро. Если бы мы объяснили, как газ проходит через вашу машину, вы бы удивились, почему колеса так быстро вращаются.

Вам не нужно знать весь путь или как работают машины, чтобы подать такой вкусный напиток, но интересно узнать, что именно происходит за кулисами.

Это также поможет, если вы принимаете решение о покупке дома или бизнеса. Вы захотите узнать, какой тип бойлера доступен, и что он делает, что может повлиять на производство кофе.

Как работает сердечно-сосудистый аппарат [Инфографика]

Здоровье и благополучие
Питание
Фитнес
Рецепты
Эфирные масла
Оценка состояния здоровья
Поиск
Здоровье и благополучие
Случайно
Последние
Питание
Случайно
Последние
Фитнес
Рекомендуемые
Последние
Рецептов
Случайно
Последние
.