Универсальный внешний накопитель для всех iOS-устройств, совместим с PC/Mac, Android
Header Banner
8 800 100 5771 | +7 495 540 4266
c 9:00 до 24:00 пн-пт | c 10:00 до 18:00 сб
0 Comments

Содержание

Подвесной лабораторный блок питания своими руками

Как сделать подвесной лабораторный блок питаниясвоими руками.


Давно хотелось собрать компактный лабораторный блок питания, далее ЛБП. Я уже собирал ЛБП, но он получился тяжеловатый. Он включал в себя трансформатор и диодный мост на отечественных диодах. Теперь же я решил собрать на модулях. Они легкие, компактные и довольно мощные.

Материалы

  • понижающий модуль;
  • регулировочный модуль;
  • корпус;
  • индикатор напряжения и тока;
  • сетевой тумблер;
  • регулировочные резисторы;
  • клеммы;
  • инструменты.

Описание материалов

Понижающий модуль из Китая. Выходное напряжение составляет 24 вольта, то 4 ампера. Модуль компактный, что в моем случае в самый раз.

;

Регулировочный модуль из Китая. Вроде как за 300 Ватт. Но у меня ограничено 4 Амперами понижающего модуля, то есть до 100 Ватт.

Корпус от старого модема или роутера. Корпус крепкий и плоский, но мои комплектующие влезут.

Индикатор выходных напряжения и тока тоже китайский. Вольты отображаются красным. Амперы синим. 

 

Тумблер от старой техники. Модель Т3. Вроде на 2.5 Ампера.

Вместо установленных подстроечных резисторов, я поставлю регулировочные резисторы. Нашел в закромах две ручки, жаль что не было синей, было бы под цвет индикатора тока.

Выходные клеммы от старого прибора. Соответственно разного цвета.

Сборка

В корпусе проделываю отверстия под индикатор и клеммы. Да, верх ногами.

Корпус будет подвешен на полку. Такое расположение очень удобно, не занимает место на столе.

 ;

Прикидываю расположение модулей в корпусе. Лишний пластик удаляю. Креплю модули.

Соединяю проводами понижающий и регулировочный модули. Подстроечные резисторы удаляю, выношу на проводах регулировочные.

Сбоку расположена ниша, в нее установлю сетевой тумблер. Распаиваю тумблер и подсоединяю сетевой шнур. Нужно было сделать сетевой шнур съемным. Но не нашел разъем.

Для плавной регулировки напряжения, параллельно регулировочному резистору, установил постоянны резистор 27 кОм. Так же установил выходные клеммы.

Для питания индикатора собрал схему на TL431. Решил не питать от выходных 24 вольт. Рассчитать стабилизатор можно в он-лайн калькуляторе.

Соединил все компоненты проводами. Стабилизатор питания индикатора прикрепил термоклеем.

Провода с разъемами служат для подключения индикатора. Можно собирать корпус. Индикатор устанавливаю в последнюю очередь.

Корпус скручен. Индикатор установлен. Нагружаю автомобильной лампой. Ток чуть более 4 Ампер. Такой ток не стоит долго применять. Возможно перегреется понижающий модуль.

Теперь можно крепить наш блок питания к полке.

Такой вот лабораторный блок питания получился. Хотя не регулируется от нуля, примерно 1.2 вольта. Для домашнего использования в самый раз.

Текст данной статьи был взят с сайта freeseller. ru Переходите по ссылке, чтобы убедиться в этом. Также там вы найдёте для себя много полезной информации

Видео по сборке

Двухканальный лабораторный блок питания своими руками

В радиолюбительской практике нельзя обойтись одним стандартным блоком питания с фиксированным напряжением, так как электронные схемы необходимо питать от разного напряжения. Хороший лабораторный источник питания должен также иметь индикацию установленного напряжения и регулируемую защиту по току, чтобы в случае каких-либо проблем не вывести из строя подключенную конструкцию и не перегореть самому.

Такой универсальный блок питания можно приобрести, однако интереснее, а иногда и выгоднее собрать его самостоятельно. Тем более, что сейчас можно серьёзно сэкономить время разработки, взяв за основу универсальный преобразователь напряжения PW841 (см. рис.1.).

 

Это идеальное решение для реализации лабораторного блока питания, PW841 позволяет:

– устанавливать необходимое выходное напряжение в диапазоне 1…30В;

– регулировать максимальный потребляемый ток от 0 до 5А;

– индицировать на двух четырёхразрядных индикаторах одновременно напряжение и потребляемый ток;

– защищать от превышения выходного тока и от короткого замыкания в нагрузке.

Рис.1. Модуль Мастер Кит PW841

 

В качестве источника входного напряжения для PW841 можно применить готовый адаптер питания от бытовой техники. Удобно использовать сетевой адаптер от ноутбука: как правило, они имеют выходное напряжение 19В и ток нагрузки 3А и более. Нельзя получить на выходе готовой конструкции напряжение выше входного значения, но для большинства задач этого напряжения будет вполне достаточно. Чтобы сохранить возможность использовать адаптер ноутбука по прямому назначению, необходимо подобрать подходящее к его разъёму гнездо питания.     

Но можно не искать лёгких путей и собрать силовую часть блока питания самостоятельно. Схема самого простого линейного источника питания приведена на рис.2.

 

Рис.2. Простейший трансформаторный блок питания

 

Схема содержит трансформатор, диодный мост и конденсатор. Трансформатор понижает высокое сетевое напряжение 220В до необходимого безопасного уровня. Трансформатор можно приобрести или найти в старой технике (телевизорах, усилителях и т.п.). Но учтите, что в большинстве современных электронных конструкций применяются импульсные трансформаторы, а для сборки линейного источника питания подойдут именно классические трансформаторы: они обычно большие и тяжёлые.

 

Мне удалось найти трансформатор серии ТТП (трансформатор тороидальный). В этой серии очень много трансформаторов разных типов, отличающихся выходным напряжением, мощностью и количеством выходных обмоток. В моём случае у трансформатора одна первичная обмотка 220В (чёрные провода) и две одинаковые вторичные обмотки (выводы красных и белых проводов). Каждый из независимых выходов выдаёт переменное напряжение 15В с максимальным током нагрузки до 2А.

 

Раз уж мне повезло раздобыть трансформатор с двумя вторичными обмотками, я решил собрать двухканальный лабораторный блок питания на базе двух модулей PW841. В некоторых случаях электронной схеме для работы требуются два разных напряжения: например, 5В и 12В; и для наладки таких схем гораздо удобнее пользоваться двухканальным блоком питания. 

 

Трансформатор выдаёт переменное напряжение, поэтому потребуется дополнить схему диодным выпрямителем. Удобнее использовать сборку из четырёх диодов в одном корпусе, которую можно приобрести или выпаять из неисправного блока питания. Я применил диодные мосты типа RS405, которые рассчитаны на ток до 4А, но больше в моём случае и не нужно. Также в схему необходимо включить конденсаторы фильтра, которые уберут пульсации напряжения после выпрямления переменного тока. Подойдут конденсаторы ёмкостью в несколько тысяч микрофарад. На рис. 3. показаны компоненты, которые я использовал для сборки источника питания.

Рис.3. Компоненты для сборки трансформаторного блока питания

 

При выборе трансформатора и расчёте элементов схемы надо понимать, что после выпрямления постоянное напряжение становится выше переменного примерно в 1.4 раза. В моём случае из 15В переменного напряжения на выходе выпрямителя получилось 15х1.4=21В постоянного напряжения. Рабочее напряжение конденсатора необходимо выбирать с некоторым запасом, то есть в данном случае не менее 25В. Я нашёл конденсаторы ёмкостью 6800 мкФ и на рабочее напряжение 50В.    

 

Осталось смонтировать всю конструкцию в корпусе подходящих размеров. Желательно подобрать более свободный корпус, чтобы трансформатор и электронные компоненты лучше охлаждались. Для этой же цели рекомендуется просверлить в корпусе вентиляционные отверстия, если они не были предусмотрены конструкцией изначально.

Рис.4. Монтаж блока питания в корпусе

 

Трансформатор я притянул пластиковыми стяжками ко дну корпуса. Конденсаторы фильтров закрепил термоклеем из клей-пистолета, диодные мосты распаял прямо на выводах конденсаторов навесным монтажом. Параллельно выводам конденсаторов припаяны резисторы сопротивлением 6.8Мом: это необязательные компоненты, они служат для более быстрой разрядки конденсаторов после отключения блока питания от сети.

 

Для монтажа модулей PW841 пришлось их доработать: выпаял неиспользуемые белые разъёмы с лицевой части рядом с дисплеями и подстроечные резисторы регулировки тока и напряжения, их я заменил переменными резисторами соответствующего номинала (50 кОм).

 

Большинство компонентов блока питания я смонтировал на передней пластиковой панели корпуса (см. рис.5.).

Рис.5. Монтаж передней панели

 

В передней панели я просверлил четыре отверстия диаметром 7мм для переменных резисторов, выпилил два прямоугольных отверстия для индикаторов PW841, сами модули приклеил к передней панели клей-пистолетом. В качестве выходных клемм питания применил колодку аудиовыхода, выпаянную из сломанного музыкального центра. Под неё тоже пришлось выпилить окно. На боковой стенке установил сетевой выключатель питания.

 

Новые переменные резисторы и клеммы питания я соединил с соответствующими монтажными точками PW841 проводами. Для минимизации потерь тока желательно использовать гибкие проводники минимальной длины и сечением не менее 1.5 мм2. 

Рис. 6. Резистор, выключатель, разъём питания

 

На рис.7. демонстрируется работа собранного блока питания. На левом канале установлено напряжение 5.03В, потребляемый ток – 90 мА, в качестве нагрузки используется резистор общим сопротивлением 50 Ом. Левый канал в этом примере работает в режиме классического источника питания, если же ток нагрузки превысит установленный порог, блок перейдёт в режим работы с ограничением тока, при этом на плате PW841 загорится соответствующий светодиод. На правом канале установлено напряжение 12В, он не нагружен. При токах нагрузки до 2А нагрев элементов схемы минимальный и дополнительного охлаждения не требуется. Если же Вы будете работать с более высокими токами и заметите перегрев компонентов схемы, обеспечьте активный обдув трансформатора и модуля PW841, установив в корпус блока питания компьютерный кулер.

Рис.7. Блок питания в сборе

 

Собираем Лабораторный блок питания 0-30В 0-3А Сборка. Заключительная часть.

Всем привет. Сегодня заключительный обзор, сборка лабораторного линейного блока питания. Сегодня много слесарных работ, изготовление корпуса и финальная сборка. Обзор размещен в блоге «DIY или Сделай Сам», надеюсь я тут никого не отвлекаю и не кому не мешаю тешить свой взгляд прелестями Лены и Игоря))). Всем кому интересны самоделки и радиотехника — Добро пожаловать!!!
ВНИМАНИЕ: Очень много букв и фото! Трафик!

Добро пожаловать радиолюбитель и любитель самоделок! Для начала давайте вспомним, этапы сборки лабораторного линейного блока питания. Непосредственно к данному обзору не имеет отношения, потому разместил под спойлер:

Этапы сборки

Первый обзор. Сборка силового модуля. Плата, радиатор, силовой транзистор, 2 переменных многооборотных резистора и зеленый трансформатор (из Восьмидесятых ®) Как подсказал мудрый kirich, я самостоятельно собрал схему, которую китайцы продают в виде конструктора, для сборки блока питания. Я сначала расстроился, но потом решил, что, видать схема хороша, раз китайцы её копируют… В то же время вылезли и детские болячки этой схемы (которые полностью были скопированы китайцами), без замены микросхем на более «высоковольтные», на вход нельзя подавать больше 22 вольт переменного напряжения… И несколько более мелких проблем, которые подсказали мне наши форумчане, за что им огромное спасибо. Совсем недавно будущий инженер “
AnnaSun
” предложила свою версию избавления от трансформатора. Конечно каждый может модернизировать свой БП как угодно, можно и импульсник поставить в качестве источника питания. Но у любого импульсника (быть может кроме резонансных) на выходе куча помех, и эти помехи частично перейдут на выход ЛабБП… А если там имульсные помехи, то (ИМХО) это не ЛабБП. Потому я не буду избавляться от «зеленого трансформатора».

Поскольку это линейный блок питания, у него есть характерный и существенный недостаток, вся лишняя энергия выделяется на силовом транзисторе. Для примера, на вход мы подаем 24В переменного напряжения, которое после выпрямления и сглаживания превратится в 32-33В. Если на выход присоединить мощную нагрузку, потребляющую 3А при напряжении 5В, вся оставшаяся мощность (28В при токе 3А), а это 84Вт, будет рассеиваться на силовом транзисторе, переходя в тепло. Одним из способов предотвратить эту проблему, и соответственно повысить КПД, это поставить модуль ручного или автоматического переключения обмоток. Данный модуль был рассмотрен в 2-м моем обзоре:
Для удобства работы с блоком питания и возможности мгновенного отключения нагрузки, с схему был введен дополнительный модуль на реле, позволяющий включать или выключать нагрузку. Этому был посвящен мой третий обзор.

К сожалению, из-за отсутствия нужных реле (нормально замкнутых), данный модуль работал некорректно, потому он будет заменен другим модулем, на D-триггере, позволяющий включать или выключать нагрузку при помощи одной кнопки.

Вкратце расскажу про новый модуль. Схема довольно известная (прислали мне ссылку в личку):

Немножко модифицировал её под свои нужды и собрал такую плату:

С обратной стороны:

На это раз никаких проблем не было. Все работает очень четко и управляется одной кнопкой. При подаче питания, на 13 выходе микросхемы всегда логический ноль, транзистор (2n5551) закрыт и реле обесточено — соответственно нагрузка не подключена. При нажатии кнопки, на выходе микросхемы появляется логическая единица, транзистор открывается и реле срабатывает подключая нагрузку. Повторное нажатие на кнопку возвращает микросхему в исходное состояние.

Какой же блок питания без индикатора напряжения и тока? Потому в 4-м обзоре я попытался сделать ампервольтметр самостоятельно. В принципе получился неплохой прибор, однако он имеет некоторую нелинейность в диапазоне от 0 до 3.2А. Эта погрешность никак не будет влиять при использовании данного измерителя, скажем в зарядном устройстве для АКБ автомобиля, но недопустима для Лабораторного БП, потому, я заменю этот модуль, китайскими щитовыми прецизионными вольтметром и амперметром с дисплеями, имеющими 5 разрядов… А собранный мною модуль найдет применение в какой-нибудь другой самоделке.



Наконец-то приехали из Китая более высоковольтные микросхемы, о чем я Вам рассказал в 5-ом обзоре. И теперь можно подавать на вход 24В переменного тока, не опасаясь, что пробьет микросхемы…

Теперь дело осталось за «малым», изготовить корпус и собрать все блоки вместе, чем я и займусь в этом финальном обзоре по данной тематике.
Поискав готовый корпус, ничего подходящего не нашел. У китайцев есть неплохие коробки, но, к сожалению, цена их, а особенно стоимость доставки — запредельная…


Отдать китайцам 60 баксов мне «жаба» не позволила, да и глупо такие деньги отдавать за корпус, можно еще немного добавить и купить готовый ЛабБП. По крайней мере, корпус из этого Бп выйдет хороший.

Потому я поехал на строительный базар и купил 3 метра алюминиевого уголка. С его помощью будет собран каркас прибора.
Подготавливаем детали нужного размера. Расчерчиваем заготовки и спиливаем уголки при помощи отрезного диска. Обзор на мою версию дремеля.


Затем выкладываем заготовки верхней и нижней панели, чтобы прикинуть, что получится.

Пробуем расположить модули внутри

Сборка идет на потайных винтах (под шляпку зенкером, разенковывается отверстие, что бы головка винта не выступала над уголком), и гайках с обратной стороны. Потихоньку появляются очертания каркаса блока питания:


И вот каркас собран… Не очень ровный, особенно по углам, но думаю, что покраска скроет все неровности:

Размеры каркаса под спойлером:

Измерение размеров

К сожалению времени мало свободного, потому слесарные работы продвигаются медленно. Вечерами за неделю изготовил лицевую панель из листа алюминия и панельку под вход питания и предохранитель.



Расчерчиваем будущие отверстия под Вольтметр и Амперметр. Посадочное гнездо должно быть размерами 45.5мм на 26.5мм
Обклеиваем посадочные отверстия малярным скотчем:

И отрезным диском, при помощи дремеля делаем пропилы (скотч нужен, что бы не выйти за размеры гнезд, и не испортить панель царапинами) Дремель быстро справляется с алюминием, но на 1 отверстие уходит 3-4 отрезных диска

Опять была заминка, банально, кончились отрезные диски для дремеля, поиск по всем магазинам Алматы ни к чему не привел, потому пришлось ждать диски из Китая… Благо пришли быстро за 15 дней.

Дальше работа пошла более весело и быстро…
Пропилил дремелем отверстия под цифровые индикаторы, и обработал напильником.

Ставим на «уголки» зеленый трансформатор

Примеряем радиатор с силовым транзистором. Он будет изолирован от корпуса, так как на радиаторе установлен транзистор в корпусе ТО-3, а там сложно изолировать коллектор транзистора от корпуса. Радиатор будет стоять за декоративной решеткой с вентилятором охлаждения.


Обработал наждачкой на бруске лицевую панель. Решил примерить все что будет на ней закреплено. Получается вот так:

Два цифровых измерителя, кнопка включения нагрузки, два многооборотных потенциометра, выходные клеммы и держатель светодиода «Ограничение тока». Вроде ничего не забыл?

С обратной стороны лицевой панели.
Разбираем все и красим черной краской с баллончика каркас блока питания.

На заднюю стенку прикрепляем на болты декоративную решетку (куплено на авторынке, анодированный алюминий для тюнига воздухозабора радиатора 2000 тенге (6. 13USD))

Вот так получилось, вид с обратной стороны корпуса блока питания.

Ставим вентилятор для обдува радиатора с силовым транзистором. Я прикрепил его на пластиковые черные хомуты, держит хорошо, внешний вид не страдает, их почти не видно.

Возвращаем на место пластиковое основание каркаса с уже установленным силовым трансформатором.

Размечаем места крепления радиатора. Радиатор изолирован от корпуса прибора, т.к. на нем напряжение равное напряжению на коллекторе силового транзистора. Думаю, что он хорошо будет обдуваться вентилятором, что позволит значительно снизить температуру радиатора. Вентилятор будет управляться схемой снимающей информацию с датчика (терморезистора) закрепленного на радиаторе. Таким образом вентилятор не будет «молотить» в пустую, а будет включатся при достижении определенной температуры на радиаторе силового транзистора.

Прикрепляем на место лицевую панель, поглядеть что получилось.

Декоративной решетки осталось много, потому решил попробовать сделать П-образную крышку корпуса блока питания (на манер компьютерных корпусов), если не понравится, переделаю на что-нибудь другое.

Вид спереди. Пока решетка «наживлена» и еще не плотно прилегает к каркасу.

Вроде неплохо получается. Решетка достаточно прочная, можно смело ставить сверху что-либо, ну а про качество вентиляции внутри корпуса, даже не стоит говорить, вентиляция будет просто отличная, по сравнению с закрытыми корпусами.

Ну чтож, продолжаем сборку. Подключаем цифровой амперметр.

Важно: не наступайте на мои грабли, не используйте штатный разъем, только пайка непосредственно к контактам разъема. Иначе будет в место тока в Амперах, показывать погоду на Марсе.

Провода для подключения амперметра, да и всех остальных вспомогательных устройств должны быть максимально короткими.
Между выходными клеммами (плюс-минус) установил панельку из фольгированного текстолита. Очень удобно прочертив изолирующие бороздки в медной фольге, создавать площадки для подключения всех вспомогательных устройств (амперметр, вольтметр, плата отключения нагрузки и т.п.)

Основная плата установлена рядом с радиатором выходного транзистора.

Плата переключения обмоток установлена над трансформатором, что позволило значительно сократить длину шлейфа проводов.

Наступил черед собрать модуль дополнительного питания для модуля переключения обмоток, амперметра, вольтметра и т.п.

Поскольку у нас линейный — аналоговый БП, будем использовать так же вариант на трансформаторе, никаких импульсных блоков питания. 🙂
Вытравливаем плату:

Впаиваем детали:

Тестируем, ставим латунные «ножки» и встраиваем модуль в корпус:

Ну вот, все блоки встроены (кроме модуля управления вентилятором, который будет изготовлен позже) и установлены на свои места. Провода подключены, предохранителя вставлены. Можно проводить первое включение. Осеняем себя крестом, закрываем глаза и даем питание…
Бабаха и белого дыма нет — уже хорошо… Вроде на холостом ходу ничего не греется… Нажимаем кнопку включения нагрузки — зажигается зеленый светодиод и щелкает реле. Вроде все пока нормально. Можно приступать к тестированию.

Как говорится, «скоро сказка сказывается, да не скоро дело делается». Опять выплыли подводные камни. Модуль переключения обмоток трансформатора работает некорректно с силовым модулем. При напряжении переключения с первой обмотки на следующую происходит скачек напряжения, т.е при достижении 6.4В происходит скачек до 10.2В. Потом конечно можно уменьшить напряжение, но это не дело. Сначала я думал, что проблема в питании микросхем, поскольку их питание тоже от обмоток силового трансформатора, и соответственно растет с каждой последующей подключенной обмоткой. Потому попробовал дать питание на микросхемы с отдельного источника питания. Но это не помогло.
Потому есть 2 варианта: 1. Полностью переделать схему. 2. Отказаться от модуля автоматического переключения обмоток. Начну с 2 варианта. Полностью без переключения обмоток я остаться не могу, потому как вариант мириться с печкой мне не нравится, потому поставлю тумблер- переключатель позволяющий выбирать подаваемое напряжение на вход БП из 2-х вариантов 12В или 24В. Это конечно «полумера», но лучше чем вообще ничего.
Заодно решил поменять амперметр на другой подобный, но с зеленым цветом свечения цифр, поскольку красные цифры амперметра светятся довольно слабо и при солнечном свете их плохо видно. Вот что получилось:

Вроде так получше. Возможно, так же, что я заменю вольтметр на другой, т.к. 5 разрядов в вольтметре явно избыточно, 2 разряда после запятой вполне достаточно. Варианты замены у меня есть, так что проблем не будет.

Ставим переключатель и подключаем к нему провода. Проверяем.
При положении переключателя «вниз» — максимальное напряжение без нагрузки составило около 16В

При положении переключателя вверх — доступно максимальное напряжение для данного трансформатора 34В (без нагрузки)

Теперь ручки, долго не стал придумывать варианты и нашел пластмассовые дюбели подходящего диаметра, как внутреннего, так и внешнего.

Отрезаем трубочку нужной длины и надеваем на штоки переменных резисторов:

Затем надеваем ручки и фиксируем винтами. Поскольку трубка дюбеля достаточно мягкая, ручка фиксируется очень хорошо, что бы сорвать её необходимы значительные усилия.

Обзор получился очень большим. Потому не буду отнимать Ваше время и вкратце протестируем Лабораторный блок питания.
Помехи осциллографом мы уже смотрели в первом обзоре, и с тех пор ничего не изменилось в схемотехнике.
Потому проверим минимальное напряжение, ручка регулировки в крайнем левом положении:

Теперь максимальный ток

Ограничение тока в 1А

Максимальное ограничение тока, ручка регулировки тока в крайне правом положении:

На этом Всё мои дорогие радиогубители и сочувствующие… Спасибо всем, кто дочитал до конца. Прибор получился брутальный, тяжелый и я надеюсь надежный. До новых встреч в эфире!

UPD: Осциллограммы на выходе блока питания при включении напряжения:

И выключения напряжения:

UPD2: Друзья с форума «Паяльник» дали идею, как с минимальными переделками схемы запустить модуль переключения обмоток. Спасибо всем за проявленный интерес, буду доделывать прибор. Поэтому — продолжение следует.

Двух-полярный лабораторный блок питания своими руками – Блоки питания – Источники питания

 

автор DDREDD.

 

 

Решил пополнить свою лабораторию двух-полярным блоком питания. Промышленные блоки питания с необходимыми мне характеристиками довольно дороги и доступны далеко не каждому радиолюбителю, поэтому решил собрать такой блок питания сам.

За основу своей конструкции, я взял распространенную в интернете схему блока питания. Она обеспечивает регулировку по напряжению 0-30В, ограничение по току в диапазоне 0,002-3А.

Для меня это пока более чем достаточно, поэтому я решил приступить к сборке. Да, кстати схема этого блока питания одно-полярная, так что для обеспечения двух-полярности – придётся собирать две одинаковые.

 

 

Сразу скажу, что силовой транзистор Q4 = 2N3055 в данном блоке питания ( в этой схеме) не подходит. Он очень часто выходит из строя при коротком замыкании и ток в 3 ампера практически не тянет! Лучше всего и гораздо надёжнее, поменять его на наш родной совковый КТ819 в металле. Можно поставить и КТ827А, этот транзистор составной и в этом случае надобность в транзисторе Q2 отпадает и его, а так же резистор R16 можно не ставить и базу КТ827А подключить на место базы Q2. В принципе можно транзистор и резистор и не удалять (при замене на КТ827А), всё работает и с ними и не возбуждается. Я сразу поставил наши КТ827А и не удалял  транзистор Q2 (схему не менял), а заменил его на BD139 (КТ815), теперь и он не греется, правда вместе с ним надо заменить R13 на 33к. Выпрямительные диоды у меня с запасом по мощности. В исходной схеме стоят диоды на ток 3 А, желательно поставить на 5 А (можно и поболее), запас лишним никогда не будет.

 

     

Блок питания;

R1 = 2,2 кОм 2W
R2 = 82 Ом 1/4W
R3 = 220 Ом 1/4W
R4 = 4,7 кОм 1/4W
R5, R6, R20, R21 = 10 кОм 1/4W
R13 = 10 кОм (если используете транзистор BD139 то номинал 33кОм) R7 = 0,47 Ом 5W
R8, R11 = 27 кОм 1/4W
R9, R19 = 2,2 кОм 1/4W
R10 = 270 кОм 1/4W
R12, R18 = 56кОм 1/4W
R14 = 1,5 кОм 1/4W
R15, R16 = 1 кОм 1/4W
R17 = 33 Ом 1/4W
R22 = 3,9 кОм 1/4W
RV1 = 100K триммер
P1, P2 = 10KOhm линейный потенциометр (группы А)
C1 = 3300 uF/50V электролитический
C2, C3 = 47uF/50V электролитический
C4 = 100нФ полиэстр
C5 = 200нФ полиэстр
C6 = 100пФ керамический
C7 = 10uF/50V электролитический
C8 = 330пФ керамический
C9 = 100пФ керамический
D1, D2, D3, D4 = 1N5402,3,4 диод 2A — RAX GI837U
D5, D6 = 1N4148
D7, D8 = 5,6V зенеревский
D9, D10 = 1N4148
D11 = 1N4001 диод 1A
Q1 = BC548, NPN транзистор или BC547
Q2 = 2N2219 NPN транзистор (можно заменить на BD139)
Q3 = BC557, PNP транзистор или BC327
Q4 = 2N3055 NPN силовой транзистор (заменить на КТ819 или КТ 827А и не ставить Q2, R16)
U1, U2, U3 = TL081, опер. усилитель
D12 = LED диод.

Индикатор;

Резистор = 10K триммер – 2 шт.
Резистор = 3K3 триммер – 3 шт.
Резистор = 100кОм 1/4W
Резистор = 51кОм 1/4W – 3 шт.
Резистор = 6,8кОм 1/4W
Резистор = 5,1кОм 1/4W – 2 шт.
Резистор = 1,5кОм 1/4W
Резистор = 200 Ом 1/4W – 2 шт.
Резистор = 100 Ом 1/4W
Резистор = 56 Ом 1/4W
Диод = 1N4148 – 3 шт.
Диод = 1N4001 – 4 шт. (мост) или любые другие на ток не менее 1 А. (лучше 3 А)
Стабилизатор = 7805 – 2 шт.
Конденсатор = 1000 uF/16V электролитический
Конденсатор = 100нФ полиэстр – 5 шт.
Операционный усилитель МСР502 – 2 шт.
C4 = 100нФ полиэстр
Микроконтроллер ATMega8
LCD 2/16 (контроллер HD44780)



Печатную плату автора я повторять не стал, а перерисовал её по своему и сделал, как мне кажется, гораздо удобней (не говоря о том что я на треть уменьшил её в размерах).

В качестве измерителя (индикаторов), после поисков в просторах “инета”, было принято решение использовать схему на микроконтроллере Atmega8, позволяющую реализовать два вольтметра и два амперметра с использованием одного дисплея.

За основу корпуса блока питания, был взят корпус от нерабочего ИБП, который мне подарили друзья из сервисного центра. Ну а дальше немного терпения, и пилил, точил, кромсал. Процесс сборки блока питания запечатлел, и некоторые подробности предоставляю Вашему вниманию.

Да, кстати печатные платы которые я собрал, немного отличаются от печатки, которую я выложил в архиве. Просто после сборки передвинул детали и “положил” на плату конденсатор, это как оказалось, может быть очень полезно для экономии места в корпусе.

Так как, у меня силовые транзисторы прикреплены к радиатору просто через термо-пасту, то потребовалось изолировать их радиаторы друг от друга и от корпуса. Для этого я в авто-магазине прикупил пластмассок, через которые и прикрепил радиаторы к корпусу БП.

Потом конечно же всё проверил и прозвонил, всё оказалось замечательно, ничего, нигде не касается и не коротит.

Для обеспечения температурного режима элементов блока питания, разметил и высверлил в корпусе вентиляционные отверстия для отвода тепла, потом немного покрыл корпус грунтовкой, чтобы выявить какие остались косячки.

Под чутким руководством Кирилла (Kirmav) прошил микроконтроллер и проверил работу индикатора, пока что без калибровок.

Вольтметры работают нормально, амперметры нагрузить было нечем, но скорее всего тоже работают, так как касаюсь пальцами контактов на плате, значения на индикаторе меняются.

День как говорится, закончился для меня очень удачно.

Потом перемотал (вернее домотал) силовой трансформатор. Раньше на нём была одна силовая обмотка на 24 В переменки, домотал ещё одну для второго канала БП, благо – тор, и разбирать ничего не нужно. Так же добавил ещё одну обмотку на 8,5 вольт переменки (примерно 12В постоянки), проводом 0,5 мм. Запитал от этой обмотки индикатор и куллер с регулятором оборотов, всё вроде нормально работает.

 

Имейте в виду, что для данного блока питания необходим трансформатор с двумя раздельными вторичными обмотками.

Трансформатор с вторичной обмоткой со средней точкой не подойдёт!

Стабилизатор 7805 греется, но в принципе рука держит, значит температура его около 35-40 С, с заменой радиатора думаю все станет лучше.

Регулировка для куллера была выдрана из комповского БП и в общем то работает нормально.

Немного греются диоды на плате индикатора (диодный мост), но думаю не так страшно.

Начал красить корпус, потом уже после того, как его покрасил, только на фотографии заметил, что не прокрасил заднюю часть лицевой панели, а она выглядывает из за корпуса и вид её не очень, придется заново её перекрасить.

Забыл сказать про индикатор, вольтамперметр. Автор этого вольтамперметра, пользователь [email protected] с сайта c2.at.ua. За основу моего индикатора, была выбрана та схема, где на одном дисплее реализуются два вольтметра и два амперметра.

Сначала я собрал эту схему, но в процессе наладки выявилось то, что данная схема хорошо работает там, где два источника с общим минусом, а вот в двух-полярном блоке питания она совершенно не желает отображать отрицательные величины.

Долго мне пришлось повозиться, прежде чем на появились положительные результаты.

И вот наконец, на основе наработанной другим человеком схемы, нескольких дней “плясок с бубном”, работой с протеусом, кучей потраченного времени и нервов, я построил свою, которая способна показывать величину отрицательного плеча. Правда она показывает её в положительной полярности, но это не сильно печально, главное, что она уже работает, и я связался с автором прошивки и попросил его немного изменить прошивку так, чтобы ко второму каналу индикатора (U2 и А2), программа просто пририсовывала бы минусы к выводимым показаниям (надеюсь на его помощь). Но это уже так, просто эстетический момент, главное что схема уже работает.

Прошу знатоков посмотреть схему и оценить номиналы (в амперметре подобраны методом тыка, но погрешность очень мала и меня более чем устраивает).

Потом сделал печатку для индикатора, собрал всё в кучу и проверил. Вольтметры заработали оба и амперметр положительного плеча тоже. Плюс ко всему, сегодня твердо уяснил для себя, что все надо проектировать заранее, а потом уже пилить и вытачивать. Ну да ладно это все мелочи. В общем посидел, покипел и кое что дорисовал, потом проверил отрицательный амперметр – все работает. В связи с этим выкладываю свою печатку вольт-амперметра, может кому и сгодится.

Плату собирал из того, что было под руками. Для шунта взял 45 см. медного провода, диаметром 1мм и намотал его спиралью и впаял в плату. Я конечно понимаю, что медь не лучший материал для шунта (конечно же не в коем случае не прошу следовать моему примеру), но меня пока устраивает, а дальше будет видно.

В печатке которую я вытравил себе – немного “накосячил” с диодным мостом (видно на фото платы), но переделывать было уже лень – вышел из положения перекрестив диоды, после этого печатку поправил (в архиве исправленный вариант). Так же на схеме и на печатке есть разъём для подключения куллера.

Хочу сказать, что после того как схема заработал, я прямо таки полюбил протеус, не плохо оказывается работает, и уяснил для себя, что чтобы добиться желаемого результата, надо расширять свои познания в разных областях, и естественно учиться.

Ещё один вечер пришлось посвятить черчению передней панели. Дело это хоть и не сложное, но все же нудное и требует много терпения.

Для черчения, я в основном использую программу “Компас 3D”. Не знаю кому как, но мне почему то проще сначала сделать 3D-модель, а уже потом на её основе изготовить чертёж. Мне как то в свое время стало просто интересно что нибудь в “Компасе” начертить, чтобы соблюсти все размеры и прочее, решил попробовать, и как то это всё затянуло. Я конечно не владею Компасом на ура, но на базовом уровне вполне себе ничего. Ну и помимо Компаса – некоторая доработка передней панели в фотошоп.

Я уже говорил, что попросил автора схемы и прошивки – немного переделать саму прошивку, и вот наконец-то при его поддержке (спасибо ему огромное), удалось изменить приветствие при включении блока питания, а так же дорисовать долгожданный минус в отрицательном плече второго канала индикатора (мелочь, а приятно).У меня это теперь выглядит вот так.

Ну, и специально для тех, кто решит повторить данную конструкцию, он сделал общий вариант приветствия при включении блока питания, который выглядит следующим образом (ну и конечно-же минусы в отрицательном плече).

Специально для тех кому интересно, выкладываю так же в прикреплённом архиве печатку платы контроля работы куллера. Я её перерисовал с готовой платы которая была изъята из комповского бп – должна работать.

P.S. Сам ещё её не собирал.

При испытании собранного БП – решил проверить усилочик, отданный мне в дар. Блок питания успешно справился со своей задачей (обеспечил требуемое напряжение и ток для проверки) правда больше полутора ампер усилок не потреблял в момент проверки.

Для тех, кто решит собирать данный блок питания, скажу, что схема проверенная, повторяемость 100%, при правильной сборке из исправных, проверенных деталей, в налаживании практически не нуждается.

Правда регулировка напряжения и тока раздельная для каждого канала, но это может и лучше с одной стороны.

В архиве установка FUSE (фузов), которые соответствуют работе от внутреннего генератора 4MHz, скрин установки для программы PonyProg.

Удачи в сборке!

Если у кого-то возникнут какие либо вопросы по конструкции блока питания, задавайте их ЗДЕСЬ на форуме.

Архив для статьи

 

Лабораторный блок питания своими руками

При создании различных электронных устройств, рано или поздно, встаёт вопрос о том, что использовать в качестве источника питания для самодельной электроники. Допустим, собрали вы какую-нибудь светодиодную мигалку, теперь её нужно от чего-то аккуратно запитать. Очень часто для этих целей используют различные зарядные устройства для телефонов, блоки питания компьютеров, всевозможные сетевые адаптеры, которые никак не ограничивают ток, отдаваемый в нагрузку.

А если, допустим, на плате этой самой светодиодной мигалки случайно остались незамеченными две замкнутые дорожки? Подключив её к мощному компьютерному блоку питания собранное устройство легко может сгореть, если на плате имеется какая-либо ошибка монтажа. Именно для того, чтобы не случалось таких неприятных ситуаций, существуют лабораторные блоки питания с защитой по току. Заранее зная, какой примерно ток будет потреблять подключаемое устройство, мы можем предотвратить короткое замыкание, и, как следствие, выгорание транзисторов и нежных микросхем.
В этой статье рассмотрим процесс создания именно такого блока питания, к которому можно подключать нагрузку, не боясь, что что-нибудь сгорит.

Схема блока питания



Схема содержит в себе микросхему LM324, которая совмещает в себе 4 операционных усилителя, вместо неё можно ставить TL074. Операционный усилитель ОР1 отвечает за регулировку выходного напряжения, а ОР2-ОР4 следят за потребляемым нагрузкой током. Микросхема TL431 формирует опорное напряжение, примерно равное 10,7 вольт, оно не зависит от величины питающего напряжения. Переменный резистор R4 устанавливает выходное напряжение, резистором R5 можно подогнать рамки изменения напряжения под свои нужны. Защита по току работает следующим образом: нагрузка потребляет ток, который протекает через низкоомный резистор R20, который называется шунтом, величина падения напряжения на нём зависит от потребляемого тока. Операционный усилитель ОР4 используется в качестве усилителя, повышая малое напряжение падения на шунте до уровня 5-6 вольт, напряжение на выходе ОР4 меняется от нуля до 5-6 вольт в зависимости от тока нагрузки. Каскад ОР3 работает в качестве компаратора, сравнивая напряжение на своих входах. Напряжение на одном входе задаётся переменным резистором R13, который устанавливает порог срабатывания защиты, а напряжение на втором входе зависит от тока нагрузки. Таким образом, как только ток превысит определённый уровень, на выходе ОР3 появится напряжение, открывающее транзистор VT3, который, в свою очередь, подтягивает базу транзистора VT2 к земле, закрывая его. Закрытый транзистор VT2 закрывает силовой VT1, размыкая цепь питания нагрузки. Происходят все эти процессы за считанные доли секунды.
Резистор R20 стоит взять мощностью ватт на 5, чтобы предотвратить его возможный нагрев при долгой работе. Подстроечный резистор R19 задаёт чувствительность по току, чем больше его номинал, тем большей чувствительности можно добиться. Резистор R16 настраивает гистерезис защиты, рекомендую не увлекаться с повышением его номинала. Сопротивление 5-10 кОм обеспечит чёткое защёлкивание схемы при срабатывании защиты, более большое сопротивление даст эффект ограничения по току, когда напряжение не выходе будет пропадать не полностью.
В качестве силового транзистора можно применить отечественные КТ818, КТ837, КТ825 или импортный TIP42. Особое внимание стоит уделить его охлаждению, ведь вся разница входного и выходного напряжение будет рассеиваться в виде тепла на этом транзисторе. Именно поэтому не стоит использовать блок питания на малом выходном напряжении и большом токе, нагрев транзистора при этом будет максимальным. Итак, перейдём от слов к делу.

Изготовление печатной платы и сборка


Печатная плата выполняется методом ЛУТ, который неоднократно описывался в интернете.



На печатной плате добавлен светодиод с резистором, которые не указаны в схеме. Резистор для светодиода подойдёт номиналом 1-2 кОм. Этот светодиод включается при срабатывании защиты. Также добавлены два контакта, обозначенные словом «Jamper», при их замыкании блок питания выходит из защиты, «отщёлкивается». Кроме того, добавлен конденсатор 100 пФ между 1 и 2 выводом микросхемы, он служит для защиты от помех и обеспечивает стабильную работу схемы.



Скачать плату:

Настройка блока питания


Итак, после сборки схемы можно приступить к её настройке. Первым делом, подаём питание 15-30 вольт и замеряем напряжение на катоде микросхемы TL431, оно должно быть примерно равно 10,7 вольт. Если напряжение, подаваемое на вход блока питания, небольшое (15-20 вольт), то резистор R3 стоит уменьшить до 1 кОм. Если опорное напряжение в порядке, проверяем работу регулятора напряжения, при вращении переменного резистора R4 оно должно меняться от нуля до максимума. Далее, вращаем резистор R13 в самом крайнем его положении возможно срабатывание защиты, когда этот резистор подтягивает вход ОР2 к земле. Можно установить резистор номиналом 50-100 Ом между землёй и выводом крайним выводом R13, который подключается к земле. Подключаем какую-либо нагрузку к блоку питания, устанавливаем R13 в крайнее положение. Повышаем напряжение на выходе, ток будет расти и в какой-то момент сработает защита. Добиваемся нужной чувствительности подстроечным резистором R19, затем вместо него можно впаять постоянный. На этом процесс сборки лабораторного блока питания закончен, можно установить его в корпус и пользоваться.

Индикация




Для индикации выходного напряжения весьма удобно использовать стрелочную головку. Цифровые вольтметры хоть и могут показывать напряжение вплоть до сотых долей вольта, постоянно бегущие цифры плохо воспринимаются глазом человека. Именно поэтому рациональнее использовать именно стрелочные головки. Сделать вольтметр из такой головки очень просто – достаточно поставить последовательно с ней подстроечный резистор номиналом 0,5 – 1 МОм. Теперь нужно подать напряжение, величина которого заранее известна и подстроечным резистором подстроить положение стрелки, соответствующее прикладываемому напряжению. Успешной сборки!

Лабораторный блок питания своими руками

Привет!

Сегодня мы попробуем собрать небольшой лабораторный блок питания своими руками. В основе нашего устройства лежит радиоконструктор «M178.1». Он доступен в двух вариантах – как набор для самостоятельной сборки, и как уже собранный вариант. С помощью конструктора и дополнительной обвязки мы и сделаем наш блок питания.

Давно хотели себе один? Сделайте его своими руками!

Кроме самого конструктора нам понадобится радиатор к нему, трансформатор, различные разъемы и кнопочки, индикатор напряжения и тока (вольтметр-амперметр), и, собственно корпус, в который мы всё это зафигач… поместим.

Сам конструктор представляет из себя линейный стабилизатор питания с возможностью ограничения выходного тока и точной регулировкой выходного напряжения. С его помощью можно получить до 30 вольт постоянного напряжения и до 3 ампер выходного тока.

При этом схема предусматривает подключения трансформатора с выходом 24 вольта переменного тока.

Внутри корпуса у нас будет сам конструктор вместе с радиатором и трансформатор, а все элементы управления мы разместим на передней панели.

Чтобы закрепить силовой транзистор на радиаторе, сверлим отверстия сверлом 2.5 мм и нарезаем резьбу метчиком М3 х 0.5. При нарезке резьбы желательно смазать метчик чем-то жирным (смазкой, вазелином, маслом или даже кусочком сала).

Следующий шаг – разметить, где на передней панели будут все элементы управления и разметить под них отверстия. После того, как мы всё вырезали, все детали закрепили на передней панели, прикручиваем транзистор блока питания к радиатору через термопасту и запаиваем всё, что нужно.

Важно помнить, что подложка деталей обычно соединяется с какой-то из ножек, поэтому если на одном радиаторе прикручено несколько деталей, нужно удостовериться, что между ними нет контакта через радиатор.

Два отдельных стабилизатора — это линейные микросхемы-стабилизаторы на 5 В (L7805CV), и на 3.3 В (IRU1015-33CT). Их максимальный выходной ток равен 1.5 А.

Вольтметр-амперметр имеет отдельные контакты для подключения питания, и для измеряемого напряжения. Важно помнить, что контакты амперметра нужно поместить в разрыв цепи, последовательно с проводом, идущим на нагрузку.

После того, как мы проверили работу лабораторника с импульсным блоком питания, поняли — он не работает. Дело в том, что в схеме присутствует цепь, которая, судя по всему, работает от переменного напряжения, поэтому для нее есть обязательным подключение на вход обычного сетевого трансформатора. Когда мы заменили источник питания, все заработало.

Важно упомянуть о питании индикатора. Его максимальное напряжение на входе – 30 В, а в схеме у нас как раз чуть-чуть больше, что не очень хорошо. Поэтому можно взять напряжение со входа блока питания, но пустить его через стабилизатор на 12 В (например, L7812). А у нас в трансформаторе как раз была дополнительная обмотка на 12 В, поэтому дополнительных стабилизаторов ставить не потребовалось.

Итак, на передней панели у нас разместились: регуляторы выходного тока и напряжения, цифровой вольтметр-амперметр, USB-выход со стабильными 5 В, гнезда, чтобы брать с них либо 5 В, либо 3.3 В (переключаются тумблером) через бананы, и разъемы-бананы для подключения к собственно устройству, с ограничением выходного тока и регулируемым напряжением.

Кстати, индикатор имеет на плате подстроечные резисторы для калибровки показаний напряжения и тока. Так что при наличии качественного мультиметра прибор можно откалибровать для более точных показаний.

Получившийся лабораторный бп такие характеристики: выходное напряжение от 0 до 30 В; выходной ток: до 3 А, цифровую индикацию выходного напряжение и силы тока, а также несколько прикольных дополнительных приспособлений – USB-выход, разъем для измерения напряжения непосредственно на нагрузке, выход на 3.3 В. Можно даже одновременно запитать четыре разных устройства – 2 через USB, 1 с выхода 3.3 В, и еще 1 от самого блока питания.

В видео использовались:

  • Радиоконструктор M178.1
  • Амперметр-вольтметр цифровой DC 0-100V / 10A
  • Корпус пластиковый Kradex Z-2A, 147x90x180мм, черный
  • Микросхема-стабилизатор L7805CV
  • Микросхема-стабилизатор IRU1015-33CT
  • Переключатель с подсветкой on-off, красный, 3pin (KCD5-101N-2)
  • Гнездо акустическое Banana двойное, монтажное, пластиковое
  • Тумблер SMTS 202 on-on, 6pin
  • Гнездо акустическое Banana, монтажное, пластиковое, красное
  • Гнездо акустическое Banana, монтажное, пластиковое, чёрное
  • Штекер акустический, Banana, под винт, черный
  • Штекер акустический, Banana, под винт, красный
  • Термовоздушная паяльная станция Baku 878L

Не пропустите новых видео!

Опубликовано: 2018-12-19 Обновлено: 2021-08-30

Автор: Магазин Electronoff

Поделиться в соцсетях

ЛАБОРАТОРНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ СВОИМИ РУКАМИ

ЛАБОРАТОРНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ СВОИМИ РУКАМИ

ПРОСТОЙ ЛАБОРАТОРНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ С ФИКСИРОВАННЫМИ НАПРЯЖЕНИЯМИ

    Стабилизированный блок питания имеет несколько фиксированных значений выходного напряжения, которые устанавливают нажатием на соответст вующие кнопки. Он обеспечивает выходной ток до 2,7 А и снабжен защитой от токовых перегрузок. Благодаря применению импульсного стабилизатора он обладает высоким КПД при любом значении выходного напряжения.

 

 

 

 

    Блок питания формирует семь фиксированных значений выходного напряжения: 3, 5, 7, 9, 12, 18 и 24 В или другие, которые можно устанавливать, по своему желанию, в процессе налаживания. Его основа — импульсный понижающий стабилизатор напряжения, собранный на микросхеме DA1 и мощном полевом переключательном транзисторе VT3. В узле управления применена микросхема К174КП3 (DA2). Микросхема DA2 совместно с транзистором VT2 защищают блок питания от перегрузки по выходному току.

 

 

 

А. АБРАМОВИЧ, Радио, 2011, №5, с. 24 – 26

 

 

Лабораторный источник питания = 2…20 В / 1 А
с регулируемой стабилизацией напряжения и тока

    Благодаря использованию недорогой специализированной микросхемы LM723CN, представленный в статье источник питания отличается высокими эксплуатационными характеристиками при малом количестве деталей , а использование вместо питающего трансформатора преобразователя для питания галогенных ламп позволило сделать его компактным и легким .
    • напряжение питания сети – 220 В;
    • потребляемая мощность – до 35 Вт;
    • максимальное выходное напряжение – 20 В постоянного тока;
    • пульсации выходного напряжения – не более 20 мкВ;
    • максимальный выходной ток – 1 А постоян ного тока;
    • регулировка выходного напряжения – плав ная, в диапазоне 2…20 В;
    • тип токовой защиты – ограничение выходно го тока;
    • регулировка ограничения тока – плавная, в диапазоне 60… 1000 мА;
    • индикац ия выходного напряжения/тока – с помощью аналогового микроамперметра.


Принципиальная схема используемого электронного трансформатора

 


Внешний вид используемого электронного трансформатора

 


Принципиальная схема лабораторного блока питания

 


Расположение деталей на печатной плате лабораторного блока питания

Д . В . Карелов , Радiоаматор, 2011, № 2 , с. 31 – 34

Электронный трансформатор различной мощности можно заказать ЗДЕСЬ.

 

ДВУПОЛЯРНЫЙ ЛАБОРАТОРНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ

    В инженерной и радиолюбительской практике есть необходимость иметь удобный регулируемый двуполярный стабилизатор напряжения с подходящим диапазоном подстройки обоих напряжений , то есть как положительной , так и отрицательной полярности. Кроме того, необходимо сохранять заданное отношение между этими двумя напряжениями в полном диапазоне регулирования и иметь автоматическое отключение второго напряжения , если первое напряжение было уменьшено , например , из-за перегрузки или короткого замыкания . Естественно, что регулировка выходного напряжения обоих стабилизаторов должна осуществляться одним переменным резистором .

    Схема упрощенного варианта двуполярного стабилизатора, отвечающего изложенным критериям, показана на рис.1. Если необходима прецизионная работа устройства, то его можно дополнить усилителем сигнала ошибки. Для этой цели используется, например, схема на основе ОУ с соответствующими напряжениями питания. Этот вари ант показан на рис.2.

В . Рентюк , Радiоаматор, 2011, №3, с. 34 – 35

   

   

    Проверка работоспособности одной из популярных схем лабораторного блока питания в симуляторе и реализация в железе. Блок питания показал вполне не плохие результаты.

 


Адрес администрации сайта: [email protected]
   

 

Руководство для ученых по созданию собственного лабораторного оборудования

Ученые могут предоставить исследовательские и образовательные лаборатории за небольшую часть стоимости, распечатав свое собственное оборудование, – говорит Джошуа Пирс из Michigan Tech, который объясняет это в своей новой книге «Лаборатория с открытым исходным кодом». Предоставлено: Джошуа Пирс / Эльзевьер.

Джошуа Пирс не из тех, кто преуменьшает значение. «Это начало настоящей революции в науке», – говорит автор «Open-Source Lab.”Для исследователей, испытывающих нехватку денежных средств, он может быть прав.

Его новая книга, изданная Elsevier, представляет собой пошаговое руководство по изготовлению лабораторного оборудования своими руками. Основные инструменты – это 3D-принтер, программное обеспечение с открытым исходным кодом и бесплатные цифровые проекты. «Это руководство для новых преподавателей, открывающих лаборатории», – сказал он. «С его помощью они могут снизить стоимость оборудования исследовательского уровня в 10 или даже 100 раз.Даже в классе мы можем сделать учебную лабораторию стоимостью 15 000 долларов за 500 долларов ».

В соответствии с концепцией открытого исходного кода, части «Лаборатории с открытым исходным кодом: как создать собственное оборудование и снизить затраты на исследования» будут бесплатно доступны в разное время в магазине Elsevier. Первая и вторая главы теперь бесплатны.

Пирс, доцент Мичиганского технологического университета, всерьез начал печатать лабораторное оборудование после знаменательного момента, когда он оценил лабораторный домкрат в 1000 долларов.«Все, что он делает, это перемещает вещи вверх и вниз», – сказал он. Используя принтер и программное обеспечение с открытым исходным кодом, его команда сделала утилитарную копию примерно за пять долларов.

Пирс не оглядывался. На его столе стоит гаджет двойного назначения: он может измерять мутность воды, как нефелометр; и он может проводить химический анализ на основе цвета, как колориметр. «Мы объединили два устройства в одно, и оно полностью настраивается», – сказал Пирс. Чтобы купить их оба с одинаковой точностью, потребовалось бы более 4000 долларов.Изготовление этого гибрида на 3D-принтере обошлось примерно в 50 долларов, включая стоимость микроконтроллера с открытым исходным кодом, датчиков и светодиодов.

После того, как Джошуа Пирс оценил лабораторный домкрат примерно в 1000 долларов, он решил сделать свой собственный, используя 3D-принтер и программное обеспечение с открытым исходным кодом. Получившееся оборудование обошлось ему примерно в пять долларов. Предоставлено: Джошуа Пирс.

Экономия – это только половина дела. «Это позволяет преподавателям полностью контролировать свою лабораторию», – сказал он.Поскольку конструкции изменчивы, «устройства могут развиваться вместе с вашей лабораторией, а не устаревать».

Технология выходит за рамки сокращения затрат; это также может улучшить науку, – говорит Пирс. Тиражирование работы другого исследователя становится намного проще и дешевле. «Дизайном оборудования можно поделиться так же легко, как и рецептами», – сказал он. «Ученые со всего мира вносят свой вклад в разработку». И это может изменить динамику последипломного образования. «Мы получаем огромный приток студентов из Китая, Индии и Африки, отчасти потому, что у них так мало хороших лабораторий», – сказал Пирс.«Если бы они могли печатать свое собственное оборудование, им не пришлось бы покидать свой дом, чтобы учиться, если они этого не хотели, и гораздо больше талантливых людей могли бы внести свой вклад в экспериментальную науку. У нас могло бы быть поистине глобальное научное сообщество».

Но для Пирса, пожалуй, самое лучшее в 3D-печати с открытым исходным кодом – это часть с открытым исходным кодом.Создатели, как называют поклонников 3D-принтеров, используют не только дизайны, размещенные в Интернете. Они также публикуют свои собственные и оставляют отзывы. «Это создает положительную научную карму», – сказал он. «Вы можете поделиться своими идеями и получить помощь от сообщества, и это очень сильно ускорит процесс. Это похоже на наличие глобальной группы исследований и разработок, посвященной вашей работе».

«Лаборатория открытого исходного кода» написана для широкой аудитории, от новичков до тех, кто «заодно с силой открытого исходного кода», кто может пропустить вводный материал и сразу приступить к печати на собственном оборудовании.

В конце раздела «Благодарности» Пирс предупреждает читателя не слишком полагаться на существующие проекты. Весь смысл печати с открытым исходным кодом состоит в том, чтобы присоединиться к сообществу и делиться, делиться, делиться. «Если оборудование недостаточно хорошее для вас или вашей лаборатории, помните, оно бесплатное, так что перестаньте ныть и сделайте его лучше!»


Сделай сам и сэкономь: революция открытого исходного кода снижает затраты на науку

Дополнительная информация: Чтобы получить доступ к «Лаборатории открытого исходного кода» в магазине Elsevier, перейдите по адресу http: // store.elsevier.com/coArticle.jsp?pageid=18200010&utm_source=Joshua+Pearce&utm_medium=marketing&utm_campaign=Open-Source+Lab+Free+Access

Предоставлено Мичиганский технологический университет

Ссылка : Сделай сам и сэкономь: Руководство для ученых по созданию собственного лабораторного оборудования (2013, 18 ноября) получено 1 октября 2021 г. с https: // физ.org / news / 2013-11-diy-science-lab-equipment.html

Этот документ защищен авторским правом. За исключением честных сделок с целью частного изучения или исследования, никакие часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в информационных целях.

Лаборатории своими руками демократизируют науку

В эпоху социальных сетей и онлайн-обучения проекты «сделай сам» (DIY) популярны как никогда.Эта тенденция проникает в лаборатории сообществ, предоставляя общественности возможности «заниматься наукой» способами, которые ранее были в исключительной сфере высококвалифицированных ученых и окутаны тайной рецензируемых журналов.

Передовая наука, такая как синтетическая биология, может казаться недоступной для многих людей. Признавая растущий разрыв между общественностью и наукой, некоторые ученые увидели возможную связь между этим разрывом и недоверием к науке.Научные лаборатории DIY появились для решения этой проблемы, предоставляя пространство, где общественность может изучать науку, занимаясь наукой.

Научные лаборатории «сделай сам» демократизируют науку, снижая барьеры для входа в сферу научных исследований. Эти лаборатории часто предлагают членство всем, от любителей и студентов до профессионалов и начинающих биотехнологических компаний.

Научные лаборатории DIY предоставляют лабораторные помещения и ресурсы для индивидуальных или групповых проектов, встречи для укрепления сообществ, увлеченных наукой, классы и семинары для вовлечения общественности в научные методы, а также работу с общественностью, чтобы поддерживать интерес молодых людей и их активность в науке.Лаборатория DIY в Лос-Анджелесе, которая называет себя «лабораторией сообщества медико-биологических наук», даже предлагает мастерскую по краске Петри для всех в возрасте от шести лет и старше.

Но это не просто проект школьной ярмарки науки для взрослых. Многие из этих DIY-лабораторий специализируются на таких передовых технологиях, как CRISPR, новый прорыв в области редактирования генов.

Многие DIY-лаборатории зарегистрированы как некоммерческие организации 501 (c) (3), поэтому любые сделанные пожертвования не облагаются налогом. Они также могут полностью управляться волонтерским персоналом.Стремясь сделать науку доступной для всех, некоторые научные лаборатории «сделай сам» предлагают членство со значительной скидкой для студентов и других, у которых нет финансовых возможностей для оплаты полных ставок.

Научные лаборатории

DIY могут поддерживать свои членские взносы и прямые расходы на низком уровне за счет приобретения оборудования за счет пожертвований. Hivebio, домашняя лаборатория в Сиэтле, штат Вашингтон, опубликовала список желаемого оборудования, которое она просила общественность помочь получить. Большая часть оборудования либо дарят, либо покупают подержанное в университетах и ​​исследовательских лабораториях или даже на eBay.

Джордон Белфорт в Wolf of Wall Street сказал: «Уолл-стрит любит использовать запутанные термины, которые заставляют вас думать, что только они могут делать то, что они делают». Но такое исключение не ограничивается финансами и фондовыми биржами. Ученые часто используют дорогостоящее оборудование, которое наводит на мысль, что только профессионально подготовленные и хорошо финансируемые профессионалы могут делать то, что они делают. Наука DIY намерена изменить это.

– Эллисон Вауро, стажер проекта Центра медицинской этики и политики здравоохранения Медицинского колледжа Бейлора

Как создать научную лабораторию дома

Как лучше всего занять детей, учиться и развлекаться, пока они не общаются? Сделайте из них научную лабораторию у себя дома!

Многим детям может быть скучно сидеть дома во время COVID-19, но научная лаборатория откроет для них целый мир возможностей.От создания химической реакции до создания бумажного планера – научные эксперименты – это весело и познавательно. Используйте это дополнительное время в помещении, чтобы развить у вашего ребенка любопытство и страсть к науке.

Самое лучшее в научной лаборатории для детей своими руками – это то, что она не занимает много места – всего лишь небольшая столешница, стул и немного творчества. Следуйте нашим простым рекомендациям о том, как сделать научную лабораторию дома, и ваш ребенок сразу же начнет экспериментировать.

Насколько ваш ребенок интересуется наукой?

Прежде чем строить детскую научную лабораторию дома, важно учитывать возраст ваших детей и их интерес к науке.Научная лаборатория для ученика средней школы будет сильно отличаться от лаборатории, построенной для ребенка, поступающего в начальную школу. Тип места и материалов, необходимых ребенку для научной лаборатории, будет зависеть от его возраста и интересов.

В то время как старший ребенок может быть достаточно компетентным, чтобы самостоятельно обрабатывать ингредиенты и убирать беспорядок, младшему ребенку может потребоваться создание научной лаборатории в месте, где вы можете часто проверять их. Конечно, вы не сможете постоянно парить рядом с научной лабораторией, поэтому убедитесь, что вы разместили ее в таком месте, где вам будет комфортно оставлять своих детей одних на короткое время, независимо от их возраста.

Какая наука интересует вашего ребенка, также повлияет на расположение научной лаборатории. Например, если вашим детям нравятся сложные научные эксперименты, такие как химические реакции, обязательно установите их лабораторию рядом с раковиной. В целом, убедитесь, что вы построили свою домашнюю научную лабораторию специально для детей, которые будут ее использовать.

Сколько у вас места?

После того, как вы определились, с какими науками должна справиться ваша лаборатория, вам нужно будет подумать, в какой части вашего дома лучше всего будет разместиться научная лаборатория для детей и сколько места у вас есть для нее.К счастью, научным лабораториям не требуется много места, если они хорошо организованы, так что свободный уголок в подвале, офисе или игровой комнате может быть идеальным.

Вот некоторые важные аспекты, которые следует учитывать при создании своей научной лаборатории.

Научный стол

Надежный научный стол – центральный компонент любой научной лаборатории – именно здесь творится волшебство! Ваш научный стол не должен быть необычным. Подойдет любой стол или складной стол, если в нем достаточно места для всех наук, которые хочет изучать ваш ребенок.

Главное, что нужно помнить при установке научного стола для вашего ребенка, – это поставить его в такое место, где вы не боитесь беспорядка. Ошибки неизбежны как естественная часть обучения. Итак, чтобы способствовать обучению и не бояться неудач, убедитесь, что на вашем научном столе нет ценных, хрупких или дорогих предметов.

Склад

Убедитесь, что рядом с вашим научным столом достаточно стеллажей или ящиков, чтобы вместить все принадлежности, которые понадобятся вашим детям для экспериментов.Если какие-либо ингредиенты, включенные в эксперименты, опасны, храните их в безопасном месте.

Освещение

Эксперименты в плохо освещенном месте могут быть опасными, поэтому очень важно располагать лабораторию в хорошо освещенном месте. Попробуйте разместить свою научную лабораторию рядом с окном или купите настольную лампу для этой области, если ее трудно видеть только при верхнем освещении.

Вентиляция

Для экспериментов, связанных с запахом веществ или вредных паров, вам нужно, чтобы в комнате, в которой находится научная лаборатория вашего ребенка, была соответствующая циркуляция воздуха.Опять же, установка вашей научной лаборатории рядом с окном может быть полезным, поскольку это простой способ обеспечить хорошую вентиляцию.

Полы

Установите научный стол на пол, который может выдерживать разливы. Такие напольные покрытия, как винил или линолеум, легко чистить. Если у вас нет подходящего варианта напольного покрытия, убедитесь, что ваш ребенок откладывает газету перед каждым экспериментом.

Рекомендуемые материалы и оборудование

После того, как вы настроите свою научную лабораторию, вам нужно будет наполнить ее необходимыми материалами и оборудованием для ее использования.Это не обязательно означает покупку дорогого микроскопа. Вместо этого используйте увеличительное стекло, которое у вас уже есть, и проявите творческий подход к поиску экспериментов, не требующих сложных ингредиентов или оборудования.

Давайте посмотрим, какие материалы вам нужно иметь при себе, чтобы ваша домашняя научная лаборатория была безопасной и полностью работоспособной.

Защитное снаряжение

При использовании их научной лаборатории безопасность всегда должна быть главным приоритетом ваших детей. Убедитесь, что ваши дети носят подходящие средства защиты, чтобы уберечь их и их одежду от повреждений во время экспериментов.

Вот научное снаряжение, которое вы всегда должны иметь под рукой:

  • Очки защитные
  • Лабораторный халат или халат
  • Перчатки

Основные принадлежности для экспериментов

Для проведения экспериментов вашему ребенку понадобятся некоторые основные принадлежности, а поскольку приготовление пищи – это химия, у вас, скорее всего, уже есть несколько ингредиентов, связанных с наукой, в ваших шкафах.

Проверьте свою кладовую на предмет этих научных предметов:

  • Соль
  • Сода пищевая
  • Уксус
  • Масло
  • Пищевой краситель
  • Кукурузный крахмал
  • Таблетки шипучие
  • Вода

В экспериментах по науке, технике, инженерии и математике (STEM) часто используются другие бытовые материалы.Поощряйте ребенка строить модели из разных обрезков – это тоже отличный способ переработать.

Соберите эти STEM-материалы и добавьте их в свои лабораторные принадлежности:

  • Скрепки
  • Воздушные шары
  • Зубочистки
  • Соломка
  • Лента
  • Пряжа
  • Линейка
  • Ножницы

Как использовать вашу научную лабораторию

Теперь, когда у вас есть хорошо оснащенная научная лаборатория, пора ею воспользоваться! Чтобы начать работу, вы можете найти множество идей для научных экспериментов в Интернете, которые можно распечатать.

Если вы не знаете, с чего начать, вот несколько наших любимых идей для проектов:

Наборы

Science – это отличный способ без проблем убедиться, что у ваших детей есть правильные инструкции и все принадлежности, которые им понадобятся для конкретных экспериментов. Приобретая подписку на набор для занятий наукой, вы сможете предоставить своим детям постоянный запас веселых, образовательных и безопасных научных экспериментов, не беспокоясь о том, чтобы самому придумывать идеи или выходить за покупками каждую неделю.

Сделайте обучение интересным с исследователями науки

Когда обучение доставляет удовольствие, ваш ребенок захочет заниматься этим больше. Так позвольте исследователям науки показать им, насколько приятным может быть обучение! Используйте свою новую домашнюю научную лабораторию с пользой, подписавшись на виртуальный летний лагерь STEM вместе с нами. Мы предлагаем виртуальные летние научные лагеря по разным темам, чтобы каждый ребенок мог найти программу, которая ему интересна.

И веселье не должно прекращаться после лета. Запишитесь в послешкольный клуб STEM с Science Explorers, чтобы продолжить веселые образовательные мероприятия.Если у вас дома есть подающий надежды ученый, ознакомьтесь со всеми классными программами, которые Science Explorers может предложить сегодня.

Как создать собственную биолабораторию DIY

Читайте статьи из журнала прямо здесь, по марке : . Еще нет подписки? Получите сегодня.

Итак, вы хотели бы попробовать свои силы в биохакинге. Создание профессиональных лабораторий с нуля обходится в сотни тысяч долларов, но вы можете начать работу примерно за 500 долларов или меньше, проявив немного импровизации и терпения.

Крупное оборудование

Начнем с предметов, которые займут самый большой кусок пространства в вашей лаборатории: холодильника, морозильной камеры, автоклава и инкубатора. Если вы просто планируете использовать учебный биотехнологический комплект дома, вам, вероятно, удастся освободить место в кухонном холодильнике. Однако, если вы планируете заняться чем-то большим, чем просто проект на выходные, купите специальный холодильник и морозильник для своих экспериментов. Подавляющее большинство образовательных наборов совершенно безопасны, но средний новичок может не осознавать, что некоторые классические эксперименты (например, выделение неизвестных бактерий) могут быть опасны для вашего здоровья, если хранить их рядом с едой.Кроме того, вам в любом случае понадобится дополнительное пространство, и оно защитит ваши эксперименты и съедобные продукты от перекрестного заражения.

Фото любезно предоставлено Министерством сельского хозяйства США.

Мини-холодильники часто можно найти на Craigslist менее чем за 50 долларов или бесплатно на Freecycle. По возможности избегайте тех, у которых есть крошечное морозильное отделение вверху – они покрываются льдом и слишком малы для практического использования. Вместо этого попробуйте найти мини-морозильник того же размера, что и ваш холодильник, или купите двухдверный холодильник / морозильник.Многие современные бытовые морозильные камеры имеют функцию автоматического размораживания, которая кратковременно нагревает охлаждающий змеевик несколько раз в день, чтобы предотвратить накопление льда. Результирующие колебания температуры могут быть вредными для чувствительных биологических материалов, таких как рестрикционные ферменты. Проверьте, есть ли способ отключить схему автоматического размораживания или просто поместите ферменты в коробку из пенополистирола в морозильной камере.

Автоклав – это, по сути, большая скороварка, которая нагревает питательную среду или оборудование выше точки кипения воды для их стерилизации.Угадайте, что – обычная скороварка тоже может стать отличным автоклавом. В крайнем случае, вы можете даже использовать микроволновую печь для стерилизации питательной среды – только берегитесь быстрого кипячения! Когда вы будете готовы к обновлению, профессиональные автоклавы на удивление легко найти на Craigslist. Стремитесь к тому, чтобы иметь диаметр не менее 7 дюймов, чтобы вы могли вместить фляжки приличного размера, и рассчитывайте заплатить несколько сотен долларов.

Колбы в микроволновке. Фото Патрика Д’Хаселера

Инкубатор используется для выращивания клеток при тщательно контролируемой температуре.Возможно, вы сможете купить старый инкубатор для яиц или йогуртницу в местном комиссионном магазине. Вы также можете просто построить свой собственный, поместив грелку с термостатом в старый кулер. В зоомагазинах продаются грелки, предназначенные для того, чтобы домашние рептилии оставались красивыми и поджаренными.

Икра форели в инкубаторе. Фото Скотта Ковингтона / USFWS

Настольные инструменты

Центрифуга действительно полезна для концентрирования клеток из жидкой культуры, разделения ДНК, белков и растворимых компонентов в сложных смесях и многого другого.Экстраординарный биохакер Катал Гарви (@onetruecathal) разработал «дремельфуга» для 3D-печати, который можно вставить в электроинструмент Dremel и превратить в центрифугу. Однако, если ваш 3D-принтер не настроен должным образом, он может разбиться на высоких скоростях. Вы можете заказать высококачественную дремельфугу в Shapeways, но за эту цену вы также можете купить дешевую центрифугу на eBay. Недорогие китайские модели со скоростью около 4000 об / мин можно купить за 50–100 долларов, а модели на 10 000 об / мин – примерно за 150 долларов. (Вы также можете распечатать свою собственную центрифугу с помощью этих инструкций).

Центрифуга. Фото любезно предоставлено Sparkfun

. Коммерческая установка для гель-электрофореза может стоить несколько тысяч долларов, но, по сути, это всего лишь источник постоянного тока и пластиковая коробка с двумя электродами. Вы можете сделать очень дешевый источник питания для электрофореза, используя диммерный переключатель хозяйственного магазина и мостовой выпрямитель. Саму гелевую коробку можно легко сделать из пластиковых контейнеров из долларового магазина и проволоки из нержавеющей стали или платины для электрода (обратите внимание на эту конструкцию гелевой коробки за 21 доллар от Cheapass Science).

Вам также может понадобиться аппарат для ПЦР (полимеразной цепной реакции). Опять же, коммерческое оборудование может стоить тысячи долларов, но в Интернете доступно несколько самостоятельных разработок, а OpenPCR даже продает комплект оборудования PCR с открытым исходным кодом за 599 долларов. Как и большинство биотехнологического оборудования, многие подержанные инструменты из профессиональных лабораторий в конечном итоге попадают на eBay или Craigslist. Независимый интернет-магазин биохакеров The Odin скупает недорогие бывшие в употреблении ПЦР-машины и перепродает их после ремонта.

Вам понадобится способ создать стерильное поле, в котором вы сможете манипулировать микроорганизмами, не опасаясь заражения.Для начала подойдет открытое пламя от спиртовой лампы или горелки Бунзена. Простая вытяжка с ламинарным потоком, часто используемая для выращивания грибов или культивирования тканей растений, обдувает культуры сверхчистым воздухом, отфильтрованным HEPA. Если вы хотите стать действительно серьезным, вы можете вместо этого перейти на шкаф биобезопасности. Профессиональные лаборатории часто оставляют свои шкафы биобезопасности, когда они переезжают, поэтому, если вы установите правильные контакты и захотите нанести серьезную смазку для локтей, вы можете получить один бесплатно.

Лабораторные принадлежности

Для манипулирования небольшими, но очень точными количествами жидкостей вам также понадобится набор регулируемых пипеток. Дешевые китайские пипетки можно купить в ODIN и некоторых других местах по цене около 40 долларов за штуку – вам понадобится как минимум два или три разных размера для переноса чего-либо, от однозначных микролитровых капель до нескольких миллилитров.

Другие мелкие предметы, которые вам понадобятся, включают цифровые термометры, несколько небольших цифровых весов с разрешением 0.01 г или лучше, коробки с нитриловыми перчатками, а также различная стеклянная и пластиковая посуда (проверьте свои местные долларовые магазины!).

Удачного взлома!

Как открыть лабораторию при нехватке средств

Исследователи из Ганы принимают участие в TReND в африканском семинаре Advanced Open Labware в Кейптауне, Южная Африка, в апреле этого года Фото: Agnieszka Pokrywka / TReND в Африке

Микробиолог Ребекка Шапиро после того, как начала работать в Университете Гвельфа в Канаде, столкнулась с непростой задачей: построить лабораторию с нуля и с ограниченным бюджетом.

Она унаследовала некоторое оборудование от уходящих на пенсию преподавателей, но большая его часть была сломана, что в некоторых случаях было опасно. В одном случае она чуть не обгорела на использованном нагревательном блоке, подаренном коллегой, потому что все устройство стало раскаленным, когда она его включила. «Я подумала:« Хорошо, это идет в мусор », – вспоминает она.

В июне 2018 года, через 6 месяцев своей новой работы, Шапиро подала в правительства Канады и Онтарио заявку на получение гранта на инфраструктуру в размере 200 000 канадских долларов (152 000 долларов США).Эти средства помогут ей купить большую часть оборудования, в том числе планшет-ридер на 40 000 канадских долларов, встряхивающий инкубатор на 40 000 канадских долларов и морозильник со сверхнизкой температурой на 20 000 канадских долларов. Но она также обратилась к сайтам онлайн-аукционов, таким как eBay, BidSpotter и BioSurplus, чтобы найти предложения по работающим нагревательным блокам и другим более мелким предметам, чтобы ее лаборатория заработала.

«Моя лаборатория думает, что я странный, потому что я постоянно говорю по телефону:« О нет, нас перебили », – говорит Шапиро. Но упражнение окупилось. По ее оценкам, до сих пор она покупала большую часть своего оборудования – пипетки, вортексы, центрифуги, pH-метры, горячие плиты и многое другое – со скидкой 60–90% от типичных цен по каталогу.

Большинство новых главных исследователей (ИП) сталкиваются с ограничениями бюджета и должны быть проницательными в вопросах обеспечения безопасности лабораторного оборудования. У них могут быть стартовые пакеты, которые в реальном выражении представляют собой очень большие суммы, но всего несколько единиц высококачественного комплекта могут быстро съесть эти средства. Между тем, научные лаборатории в странах с ограниченными ресурсами могут работать в условиях ограниченных ресурсов, а новые производственные предприятия в развивающихся странах часто испытывают затруднения с приобретением даже самых элементарных материалов.

К счастью, существует множество предложений по экономии денег и недорогих обходных решений.Ученым просто нужно знать, где их искать.

Чтобы найти выгодную сделку, требуется дополнительная работа: некоторые ИП даже прибегают к попрошайничеству и заимствованию старого оборудования в других лабораториях или придумывают способы поделиться вещами. Тем не менее, даже самые нуждающиеся в средствах руководители новых лабораторий обычно могут быстро запустить свои исследовательские центры. Они могут просматривать дисконтные интернет-сайты, проверять предприятия, такие как хозяйственные магазины или рестораны, у которых может быть аналогичное или идентичное оборудование для продажи, и воздерживаться от немедленных покупок у поставщиков, которые могут предложить более низкую цену позже, если товар еще не был продано.В качестве дополнительного бонуса, говорит Шапиро, дешевое оборудование лаборатории может дать личное чувство выполненного долга. «Это действительно может быть весело», – говорит она. “Я рекомендую это.”

Экономическое совместное использование

Один из способов сэкономить на дорогостоящих товарах – это избегать покупки вещей, которые уже доступны для общего пользования в основных или совместных исследовательских лабораториях – объектах, в которых ученые могут либо бронировать время в зависимости от состояния. современное оборудование или платить персоналу за выполнение технически сложных экспериментов от их имени.

В Имперском колледже Лондона, например, факультет материалов предлагает ряд передовых технологий, в том числе электронные микроскопы и приборы с фокусированным ионным пучком – то, что физик конденсированного состояния Бен Бриттон знал, что ему нужно. За исследования природы металлов, используемых в аэрокосмической и энергетической промышленности. Когда Бриттон раздумывал, стоит ли занять должность преподавателя в отделе, он позаботился о том, чтобы эта работа дала ему достаточно времени, чтобы получить доступ к этим машинам по доступной цене.

Перед тем, как занять должность, он договорился о неограниченном свободном доступе к оборудованию до тех пор, пока не получит внешнее финансирование. По оценкам Бриттона, эта договоренность позволяла ему ежегодно экономить 20 000 фунтов стерлингов (26 500 долларов США) в течение первых нескольких лет в качестве независимого руководителя, и эту сумму он вместо этого использовал для приобретения компьютерного оборудования.

Микробиолог Ребекка Шапиро говорит, что оснащение собственной лаборатории по дешевке «может быть действительно забавным» Фото: Иегошуа Шарма

Не ограничиваясь базовыми исследовательскими центрами, химик Пол Бракер рекомендует устанавливать менее формальные договоренности с ближайшими лабораториями.Это может избавить исследователей от необходимости покупать оборудование, которое является неотъемлемой частью их работы, но не используется каждый день. Брэкер, который пять лет назад открыл лабораторию в университете Сент-Луиса в Миссури, изучает происхождение жизни. Его исследования включают некоторый химический синтез, но не очень много. Таким образом, ему удалось избежать покупки роторного испарителя за 5000 долларов – устройства, удаляющего растворители из образцов, – при необходимости он взял его у коллеги.

Для Брэкера каждый сэкономленный доллар был еще одним долларом, доступным для покупки чего-нибудь еще для его лаборатории.Чтобы выяснить, что ему нужно, он создал электронную таблицу и обратился за советом к другим младшим преподавателям, которые занимали аналогичную должность, а также к поставщикам оборудования, которые работали с другими новыми ИП.

Среди записей в электронной таблице были предметы повседневного пользования, такие как молотки и парафиновая пленка – вещи, которые обычно включают огромные наценки при покупке у компаний, поставляющих лабораторные принадлежности. Вместо этого Брэкер зашел в свой местный хозяйственный магазин и сделал покупки в Интернете. Молоток за 70 долларов был доступен по одной десятой цены.На Amazon рулон парафиновой пленки за 100 долларов продается примерно за 25 долларов.

Но альтернативные продавцы продают не только товары для дома. Иногда стоит подумать о разных отраслях. Например, исследования Брэкера часто включают настройку реакций в камерах с регулируемой влажностью, которые предназначены для имитации условий в первобытные времена. Камера хорошего размера может стоить десятки тысяч долларов – намного больше, чем планировал Брэкер. Однако рестораны и предприятия общественного питания используют практически один и тот же предмет, известный как «шкаф для хранения», для того, чтобы приготовленная еда оставалась горячей и готовой к употреблению.

Они стоят около 5000 долларов за штуку. Брэкер поднял троих из них. И хотя шкафы для пищевых продуктов могут быть не так точно настроены, как лабораторные, они более чем подходят для его исследовательских целей.

Брэкер также использовал хитрые приемы ведения переговоров по предметам, которые он мог получить только от поставщиков специализированных лабораторий. Например, он знал, что ему нужен дорогой масс-спектрометр для анализа следов металлов, но он ему сразу не понадобился. Поэтому он сделал несколько низких предложений и стал ждать, пока продавцы заплатят его цену.Несколько месяцев спустя позвонил торговый представитель. Он объяснил, что пытался выполнить квоту менеджера, потому что это был конец финансового квартала, и теперь он мог предложить инструмент почти по такой же низкой цене, как первоначально предлагал Брэкер. «Часто помогает подождать, – говорит он.

Но досадный торг может иметь неприятные последствия, предупреждает Кевин Райан, который до своего ухода на пенсию в апреле был совладельцем и управлял W. Nuhsbaum, торговым центром микроскопов со штаб-квартирой в МакГенри, штат Иллинойс. По его словам, покупка дорогого микроскопа или другого дорогостоящего лабораторного оборудования может показаться покупкой машины.Но в то время как любой механик может заменить масло в автомобиле и повернуть его шины, торговый представитель, который продает большой лабораторный прибор производителю, будет контактным лицом исследователя для обслуживания и модернизации на долгие годы.

«Это тонкая грань для дисконтирования, – говорит Райан. «Не стоит слишком строго относиться к продавцу, потому что вы хотите построить долгосрочные отношения».

Кроме того, зачастую нет необходимости в агрессивной переговорной тактике; Большинство поставщиков удовлетворяют разумные запросы, чтобы обеспечить бизнес недавно нанятого преподавателя, отмечает Лиза Витте, президент Fisher Scientific, компании по снабжению лабораторий в Питтсбурге, штат Пенсильвания.Это потому, что у начинающих исследователей впереди десятилетия закупок, а продавцы хотят завоевать лояльность к бренду на раннем этапе. Как отмечает Витте: «Мы хотим заработать на этом повторном бизнесе».

Вот почему Fisher Scientific разработала свою программу запуска новых лабораторий, и почему другие поставщики, в том числе MilliporeSigma в Берлингтоне, Массачусетс, и VWR в Рэдноре, штат Пенсильвания, предлагают нечто подобное. Схема Fisher Scientific работает как книга купонов для лабораторных принадлежностей, со 100 предложениями по экономии денег по широкому спектру продуктов для новых ИП.«Мы действительно стараемся помочь ИП максимально расширить эти драгоценные деньги на исследования», – говорит Витте. Чем больше частный заказчик тратит, тем больше он может сэкономить, добавляет она, «потому что, если это один крупный оптовый заказ, мы, как правило, можем предоставить дополнительные скидки».

Лабораторная группа химика Рупики Делгода распаковывает лабораторное оборудование, подаренное Seeding Labs Института натуральных продуктов Университета Вест-Индии в Моне, Ямайка Фото: Рупика Делгода через Seeding Labs

Проблемы с деньгами

Однако даже с большими скидками некоторые исследователи не могут позволить себе даже самое простое лабораторное оборудование.Биолог растений Мувари Тджиурутуэ получил докторскую степень в Массачусетском университете в Амхерсте, а в 2016 году устроился на работу в Университет Намибии в Виндхуке. Там у нее не было шейкеров или мешалок, не говоря уже о более сложных аналитических инструментах, на которые она привыкла полагаться в аспирантуре. «На самом деле я не смог провести свое исследование из-за отсутствия оборудования», – говорит Тджиурутуэ. «Это очень расстраивает».

Seeding Labs, некоммерческая организация из Бостона, Массачусетс, пришла ей на помощь.Он собирает излишки оборудования на миллионы долларов от западных университетов, компаний и государственных учреждений. Затем он предлагает этот перечень учреждениям в странах с низким и средним уровнем дохода, которые демонстрируют потенциал для продвижения передовых исследований – если бы только у них было необходимое оборудование.

Tjiurutue подала заявку в Seeding в июле прошлого года с просьбой предоставить оборудование, которое, по ее оценке, стоит более 5 миллионов намибийских долларов (365 000 долларов США). Товар, полный хроматографов и основных лабораторных принадлежностей, должен прибыть до конца года.Департаменту Чиурутуэ пришлось заплатить всего 33 500 намибийских долларов, чтобы покрыть часть затрат на получение, обработку и доставку оборудования.

Рупика Дельгода, химик из Университета Вест-Индии в Моне, Ямайка, в октябре 2017 года получила поставку лабораторных товаров от Seeding Labs, но не раньше, чем в течение многих лет пыталась открыть университетский институт натуральных продуктов. «Нам пришлось построить столешницы и начать с нуля», – говорит Дельгода, возглавляющий институт.

Ее стратегия заключалась в том, чтобы попросить у бывших коллег неиспользованное оборудование.Ее бывшие товарищи по лаборатории из университетов Оксфорда и Лестера, Великобритания, где проходила обучение Дельгода, принесли коробки бесплатного снаряжения. «Они были рады узнать, что нашли хороший дом», – говорит Делгода.

Другие тоже находят способы обойтись, ничего не покупая. Эволюционный генетик Сантьяго Кастильо Рамирес вернулся из постдока в Соединенном Королевстве, чтобы открыть лабораторию в Центре геномных наук в Куэрнаваке, входящем в Национальный автономный университет Мексики. Поскольку у него был минимальный стартовый пакет, который едва покрыл стоимость пары компьютеров, он решил начать сотрудничество.

Первоначально он сотрудничал с группами в Германии и США, работая с наборами геномных данных, которые они ранее накопили, по инфекциям, передаваемым половым путем, и клещевым патогенам. Затем он объединил усилия с Мигелем Севаллосом, микробиологом-экспериментатором, также работающим в Центре геномных наук. Вместе они создали исследовательскую программу по изучению появления новых видов устойчивых к лекарствам бактерий в мексиканских больницах.

Севаллос выполняет лабораторную работу, а Кастильо Рамирес занимается геномным анализом.«Это была беспроигрышная ситуация для нас обоих, – говорит Кастильо Рамирес.

Make do

Ученые с доступом к 3D-принтеру и небольшими инженерными ноу-хау теперь также имеют возможность создавать собственное лабораторное оборудование – с подробными инструкциями по сборке и программным обеспечением с открытым исходным кодом, доступным в онлайн-репозиториях. «Это очень эффективный способ быстро и качественно выполнить работу», – говорит Том Баден, нейробиолог из Университета Сассекса в Брайтоне, Великобритания.

В лаборатории Бадена используется Ultimaker 2, компактный настольный компьютер, новый стоит около 1800 фунтов стерлингов, но существуют альтернативы за несколько сотен фунтов. И хотя создание такого рода оборудования собственными силами занимает немного больше времени, отмечает он, материалы и электроника, которые используются в лабораторном оборудовании, напечатанном на 3D-принтере, обычно стоят меньше, чем на коммерческих платформах.

В прошлом году, например, Баден детально разработал проектную схему для создания системы выброса под давлением для точной доставки мельчайших объемов жидкости с использованием готовых компонентов и деталей, напечатанных на 3D-принтере (C.J. Forman et al. Sci. Реп. 7 , 2188; 2017). По его словам, материалы обошлись ему примерно в 400 фунтов стерлингов; коммерческие модели как минимум в пять раз больше. Его группа также разработала и произвела другое индивидуальное оборудование. «Все механические устройства, которые не требуют микрометровой точности, обычно печатаются на 3D-принтере в нашей лаборатории», – говорит Баден.

Через некоммерческую организацию TReND в Африке, которую он основал, Баден теперь проводит семинары в Эфиопии, Уганде, Южной Африке и других местах, чтобы обучать ученых такому подходу к недорогому лабораторному оборудованию. .Олувасеун Фабороде, нейрофизиолог из Университета Ибадана, Нигерия, посетил один из этих курсов и быстро применил свои вновь обретенные навыки, запрограммировав микроконтроллер, чтобы помочь ему в изучении моделей депрессии на грызунах. «Это всего лишь базовый индикатор времени», – говорит он, – но он помогает снизить вероятность человеческой ошибки и вмешательства исследователя в эксперименты. Создавая собственное оборудование, Фабород говорит: «Я улучшаю свою игру».

Но использование самодельного оборудования или подержанных лабораторных принадлежностей имеет свои недостатки.Есть вероятность, что что-то вышло из строя, и производитель не дает гарантии возврата денег. С другой стороны, «у вас нет неограниченного количества денег», отмечает Брэкер, поэтому нужно продумать, где срезать углы и когда платить полную цену.

Шапиро подводит черту к своим планшетным ридерам, инструментам, которые она использует для одновременного измерения роста десятков или сотен штаммов дрожжей, чтобы исследовать лекарственную устойчивость. «Вы рискуете, что оборудование не будет работать очень хорошо, и на него не распространяется гарантия», – говорит она.«Я не хочу идти на такой риск с чувствительным аналитическим оборудованием стоимостью около 40 000 долларов, но я готов пойти на этот риск с базовой центрифугой или вортексом».

Весы, купленные ею на Bidspotter, поставлялись без зарядного шнура. А электронную многоканальную пипетку от eBay нужно было откалибровать. Но в конце концов Шапиро заставил работать оба элемента.

А дополнительные хлопоты? «Это того стоит», – говорит она.

Подход к автоматизации лаборатории своими руками

Самостоятельная автоматизированная система для культивирования бактерий или дрожжей, eVOLVER, может стоить всего 5000 долларов США.Предоставлено: Б. Г. Вонг, и др. / Нат. Biotechnol.

Система бутылочек с реактивами и голых печатных плат, подключенных к портативному компьютеру, не работает. Но по команде договоренность оживает. Микрожидкостные насосы перекачивают питательную среду из 2-литровых бутылок во флаконы, заполненные бактериями. Другие насосы удаляют отходы из культур. Под каждым флаконом магнит, прикрепленный к компьютерному вентилятору, перемешивает культуру с помощью мешалки, в то время как другие устройства контролируют температуру и оптически регистрируют плотность культур.Встречайте eVOLVER, автоматизированную систему для культивирования бактерий и дрожжей.

Калеб Башор, биоинженер из Университета Райса в Хьюстоне, Техас, не покупал эту сложную экспериментальную установку; он и его коллеги построили его сами. «Ни одна коммерчески доступная система не делает того, что делает eVOLVER», – говорит Башор, изучающий, как условия окружающей среды и ДНК объединяются для управления поведением бактерий. Такие исследования зависят от присутствия кого-то, кто точно контролирует условия окружающей среды, в которых растут бактерии, и повторяет процесс как можно чаще и воспроизводимо.Введите eVOLVER, который может контролировать до 16 культур одновременно. «За счет автоматизации нескольких параллельных экспериментов за один прогон время, которое вы экономите, в основном зависит от вашей пропускной способности», – говорит Башор. С полным набором флаконов eVOLVER может провести 16 экспериментов по росту бактерий за время, необходимое для проведения одного из них вручную.

У самостоятельного подхода есть как минимум два преимущества. Один из них – гибкость: ученые могут создавать именно то, что им нужно для автоматизации конкретных лабораторных процессов, вместо того, чтобы покупать готовую конфигурацию.Более очевидным является экономическое преимущество: по оценкам Башора, сопоставимое оборудование будет стоить 100 000 долларов США или больше, но ученый может построить eVOLVER за 5 000–10 000 долларов, в зависимости от желаемой производительности, средств управления и датчиков. Система описана в литературе 1 , а подробные инструкции можно получить в Bashor по запросу. В результате, по его словам, были построены десятки eVOLVER.

Но разработка оборудования своими руками неизбежно носит итеративный характер. «Вы строите схему для оборудования и электроники, – говорит Башор, – а затем понимаете, что это было не совсем правильно, и тогда следующая итерация все еще может быть не совсем правильной.«Перспективным самоделкам стоит ожидать, что они приложат определенные усилия для создания дизайна. «Вы должны сбалансировать, сколько времени вы хотите инвестировать, – говорит Башор.

Идеальный шторм

Наука давно исповедует принцип «сделай сам». Но благодаря доступности программного обеспечения с открытым исходным кодом, электроники, 3D-принтеров и онлайн-форумов у DIY есть момент. «Механическое производство стало намного доступнее, чем раньше», – говорит Башор. Для 3D-печати имеется множество учебных пособий и онлайн-ресурсов 2 , например, в том числе несколько классов на образовательном веб-сайте Coursera.

То же самое и с электроникой. Вместо того, чтобы создавать сложные схемы с нуля на «макете», ученые могут обратиться к инструментам с открытым исходным кодом, таким как широко используемая программируемая печатная плата Arduino, для разработки, создания и программирования необходимых элементов управления.

Но DIY – это, в общем, DIY. Даже со всеми этими ресурсами, смазывающими колеса, ученым все равно предстоит проделать эту работу. «Вы должны быть готовы копнуть и попытаться изучить это самостоятельно», – говорит Эрик Гринвальд, специалист по визуализации из Калифорнийского университета в Сан-Диего, который сам изготовил часть оборудования в своей лаборатории.И, как и вся остальная наука, проекты DIY – это эксперименты.

Возьмем, к примеру, ручной планшетный ридер Брайана Чоу. Как и Башор, Чоу хотел создать то, чего не существовало, – недорогой планшетный ридер для учебных лабораторий. Биоинженер из Пенсильванского университета в Филадельфии, Чоу собрал команду разработчиков, состоящую в основном из студентов, для выполнения этой задачи.

Робот Opentrons OT-One, вроде того, что взломал Эрик Гринвальд для проведения своих исследований по передаче сигналов от клеток.Предоставлено: Opentrons

.

Считыватель микропланшетов автоматически перемещает многолуночный планшет относительно спектроскопического датчика, например, для обнаружения реакций путем измерения флуоресценции. Задача заключалась в создании надежной и недорогой площадки для перемещения образцов и интеграции ее с недорогой оптоэлектроникой. Как только исследователи нашли нужные части и собрали их вместе, они использовали программное обеспечение для автоматизации с открытым исходным кодом, написанное собственными силами на языке программирования Python, чтобы заставить систему работать.«С философской точки зрения я верю в поддержку сообщества разработчиков оборудования с открытым исходным кодом, – говорит Чоу.

Но это обязательство, требующее значительных затрат времени и энергии. Для проекта Чоу потребовались детали, напечатанные на 3D-принтере, специальные печатные платы и компоненты, вырезанные лазером 3 , не говоря уже о сделанных на заказ скриптах Python и инвентаре примерно из 121 детали.

Получившийся в результате считыватель, который может работать с 96-луночными планшетами, стоит около 3500 долларов, что вдвое дешевле, чем даже бывшее в употреблении коммерческое устройство.Но эта система в 1000 раз менее чувствительна, признает Чоу. Тем не менее, этого достаточно для многих клеточных и белковых приложений, включая измерение флуоресценции белков и даже динамику некоторых молекулярных процессов.

Автоматизация визуализации

Те, кто боится создавать инструменты с нуля, могут выбрать компромиссный подход и модифицировать существующее оборудование. Гринвальд, например, настроил OT-One, роботизированную систему дозирования, созданную Opentrons в Нью-Йорке, чтобы автоматизировать добавление реагентов и визуализацию образцов в исследованиях клеточных сигналов.

Робот Opentrons, за который Гринвальд заплатил 5000 долларов, имеет 8-канальную пипетку для добавления реагентов к каждому образцу и вмещает 24- или 96-луночные планшеты. По сути, Гринвальду нужно было установить этого робота над инвертированным микроскопом, чтобы отобразить реакции, которые он создавал. Он построил ноги из того же материала, что и рама робота, и соединил их с ней. Затем он вырезал отверстие в OT-One, чтобы обеспечить доступ к столику микроскопа, и соединил ноги робота с воздушным столом для устойчивости.«Подойдет практически любой прицел», – говорит Гринвальд. «Это просто должен быть несколько автоматизированный прицел, например, моторизованный столик и автоматическая замена колеса фильтра».

Гринвальд использует свою гибридную систему для отслеживания флуоресцентных биосенсоров для измерения клеточной передачи сигналов в живых клетках 4 . По его словам, без этого такие эксперименты пришлось бы проводить вручную: добавление лекарств или стимуляторов вручную, ожидание, добавление другого лекарства, визуализация и повторение. Робот ускоряет этот процесс как минимум в восемь раз, а также снижает вероятность ошибок и повторных стрессовых травм.

Как оказалось, Гринвальд нашел готового партнера в лице Opentron. «Мы начинали как DIY-проект, – говорит Уилл Канин, соучредитель Opentrons. Чиу Чау, другой основатель компании, построил первого робота Opentrons в своем гараже и отправил планы по электронной почте в список рассылки DIY-биологии. Компания поддерживает аппаратное и программное обеспечение своих роботов с открытым исходным кодом. «Это делает платформу очень удобной для самостоятельного использования, позволяя людям настраивать нашу технологию в соответствии со своими потребностями», – добавляет он.

Фотонная связь

Потребность в индивидуальной автоматизации не ограничивается биологами.Микаэль Мазур, аспирант, который работает с инженером Йохеном Шредером в лаборатории фотоники Технологического университета Чалмерса в Гетеборге, Швеция, изучает способы повышения эффективности передачи данных в телекоммуникационных приложениях. «Если я смогу улучшить объем информации, который может передаваться по заданной полосе пропускания, вы сможете снизить стоимость системы связи или уменьшить потребность в новых системах», – говорит он.

Эксперименты Мазура проводятся круглосуточно, иногда по две недели.Его установка может включать более 20 устройств, таких как усилители, лазеры, детекторы, все из которых он сам автоматизировал. Написав код на Python и используя микроконтроллеры Arduino, он разработал систему, которая легко поддерживает новые устройства.

Изначально Мазур скептически относился к автоматизации своей установки, но он работает в благоприятной среде для самостоятельного взлома: Шредер помогает проводить хакатоны по автоматизации лабораторий по всему миру для проектов фотоники, написанных на Python. «Это своего рода семинары, на которых мы показываем людям, какие инструменты использовать для автоматизации лаборатории», – говорит Шредер.«Это помогает каждому делать великие дела».

В случае с Мазуром он вспоминает, как задавался вопросом, стоит ли тратить неделю на разработку системы. Теперь, смеясь, он говорит: «Я экономлю месяцы!»

5 биологических экспериментов своими руками, которые можно легко провести дома

Вот пять простых экспериментов по биологии своими руками, чтобы весело провести время дома без дорогостоящего лабораторного оборудования.

Биология увлекательна, но не все из нас имеют доступ к современному лабораторному оборудованию для проведения биологических экспериментов.Тем не менее, с подходящими материалами можно провести несколько простых экспериментов дома. Эти биологические эксперименты своими руками подходят для всех возрастов и уровней знаний. Основная цель – развлечься наукой и проявить любопытство.

На всякий случай в список не включены эксперименты по генной инженерии; во многих странах вам не разрешается выполнять их на несертифицированных объектах. Тем не менее, если вы очень заинтересованы, некоторые люди смогли сертифицировать свои дома для создания генетически модифицированных микробов.

1. Извлеките свою ДНК

Извлечь ДНК в домашних условиях, просто используя повседневные кухонные принадлежности, очень легко. Вы можете извлечь собственную ДНК из своей слюны или использовать любые фрукты или овощи, которые найдете дома – бананы и клубника – одни из самых популярных на научных ярмарках.

Следуйте инструкциям здесь, чтобы извлечь ДНК. В конце процесса у вас должно получиться белое мутное вещество, которое можно собрать зубочисткой. Затем вы можете наблюдать его под микроскопом или попробовать метиленовый синий, краситель, который обычно используется в биологических лабораториях, который связывается с ДНК и заставляет ее становиться синей – обратите внимание, что его следует использовать с осторожностью за пределами лаборатории.Если вы высушите ДНК и храните ее в бумажном пакете или конверте, вы сможете использовать ее в будущих экспериментах.

Также можно проанализировать извлеченную ДНК дома, хотя этот этап может быть более дорогостоящим. Оборудование для электрофореза, метода разделения молекул ДНК по размеру, можно купить примерно от 300 евро. Его также можно построить дома с некоторой самоотдачей. Если вы хотите пойти дальше, вы можете получить карманный секвенатор ДНК примерно за 1000 евро – ученые часто используют это портативное оборудование для секвенирования, когда отправляются в удаленные места без доступа к лаборатории.

2. Культивирование бактерий на домашнем агаре

Бактерии, дрожжи и другие микроорганизмы окружают нас. Вы можете легко приготовить питательную среду дома, а затем собрать образцы из разных мест, чтобы узнать, что там живет.

В этом видео вы найдете пошаговое руководство о том, как приготовить чашки с агаром на кухне. Как только вы заставите микробы расти на чашках, вы можете поэкспериментировать с тем, как различные условия влияют на их рост, или проверить действие антибиотиков на различные микроорганизмы.(А если у вас есть секвенатор ДНК, вы можете использовать его, чтобы определить, какие виды растут на вашей чашке Петри.)

Для творческих душ вы также можете создать искусство из чашки Петри, используя различные цвета и текстуры различных микробов, которые вы можете найти. Ежегодно Американское общество микробиологов проводит всемирный конкурс агарового искусства, на который вы можете представить свои лучшие творения.

3. Ферментируйте пищу самостоятельно

Ферментация – одна из тех вещей, которые лучше всего помогают бактериям и дрожжам.Мы используем эти микроорганизмы для приготовления пищи с древних времен, и ферментация пищи в домашних условиях довольно проста.

Есть много вариантов на выбор: от напитков, таких как чайный гриб, кефир или медовуха, до йогурта, сыра, кимчи и квашеной капусты. В большинстве случаев вам нужна всего лишь закваска бактерий или грибов, из которых вы будете ферментировать пищу. Вы можете получить его у кого-то, кто уже занимается ферментацией дома, или купить в Интернете.

К каждому ферментированному продукту предъявляются разные требования, поэтому перед началом убедитесь, что у вас есть все необходимое.Есть множество онлайн-уроков, которым вы можете следовать, и как только вы освоитесь с методами, вы можете начать играть с различными условиями и ингредиентами для закуски, чтобы изменить вкус и текстуру своей еды.

4. Посмотрите на деление клеток под микроскопом

В настоящее время вы можете легко найти дешевые цифровые микроскопы с большим увеличением, которые можно подключить непосредственно к вашему ноутбуку или смартфону. Вы можете взять с собой цифровой микроскоп и наблюдать за каждой мелочью, которую найдете дома или на улице.(Совет: вы найдете много интересных форм жизни в прудах или любом другом источнике неочищенной воды.)

Отличный эксперимент, который можно провести дома с микроскопом, – это посмотреть, как клетки делятся в разных организмах. Один из самых простых – пекарские дрожжи. С увеличением не менее 400x вы можете начать различать формы отдельных дрожжевых клеток в воде. Вы заметите, что на некоторых из них есть маленькие бутоны, по которым они растут и делятся.

Клетки, расположенные на кончиках корней лука, также являются очень хорошим объектом для изучения.Независимо от того, готовите ли вы и окрашиваете их самостоятельно или покупаете готовые предметные стекла для микроскопа, эти клетки отлично подходят для наблюдения за различными стадиями митоза и за тем, как ДНК дублируется и перестраивается по мере деления клеток.

5. Изготовить биолюминесцентную лампу

Некоторые микроорганизмы способны сами генерировать свет. Когда их соберется достаточно, они могут заставить светиться по ночам целые пляжи. К счастью, мы живем в эпоху Интернета, и есть возможность заказать эти микробы онлайн и доставить их прямо домой.(Например, в магазинах Carolina или Sea Farms.)

Биолюминесцентные организмы могут существовать в течение нескольких месяцев при правильных условиях, включая обеспечение достаточного количества света в течение дня для восстановления своей способности светиться. Ночью они начнут светиться, когда вы их встряхнете.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *