Nekorektní blog Petra Kubáče na Blog.cz

Téměř všechny běžné plasty jsme už probrali, proto se dostáváme ke ke královně robotických plastů a to je poly-methyl-metakrylát - neboli plexisklo.

Málem jsem napsal Jean Luc Picard ;-)) ale to nebyl on - to byl Jaques Picard, který se za prachy amerického námořnictva chtěl potopit na dno nejhlubšího mořského příkopu na světe. Když k tomu konstruoval batyskaf Trieste - narazil na zvláštní problém. Kupodivu nebyl problém ponořit jakoukoliv techniku do jakékoliv hloubky - prostě ji stačilo pečlivě zalít nízko-viskózním silikonovým olejem, který je nestlačitelný a mohlo se jít do hloubek. Když potřeboval plovák, který by celé monstrum nadnášel - taky to nebyl problém prostě naplnil plechovou rouru benzínem a bylo ( v roce 1960 se ekologistika ještě tak neřešila). Problém se ukázal být v tom jak dostat dolů člověka, protože člověk - mrcha- chce dýchat vzduch a silikon ani benzín v plicích mu nevoní. Takže nechal z ocele odlít obrovskou kouli, která měla nahoře poklop a vpředu měla zesílenou stěnu ve které byla kuželovitá díra pro okno.

Když testovali skleněná okna - okno vždy prasklo a batyskaf se zalil vodou - teprve když přešli ze skla na plexisklo - začaly být ponory do několika - kilometrových hloubek možné - i tak při ponoru do Mariánského příkopu plexisklové okno v 9 km pod mořem prasklo taky. Picard byl patrně člověk s odvahou sebevraha, protože i s vlasovou prasklinou v okénku v ponoru pokračoval. Kdyby tak učinil dneska - v podstatě by se ani nemusel vynořovat, protože na hladině by jej zatkli EU / ISO inspektoři za "porušení bezpečnostních směrnic" a patrně by ho za úsvitu, tak jako tak, sťali pro výstrahu....

Jenom nepatrný detail nakonec - víte proč američtí mariňáci sponzorovali podmořský výzkum ? Protože potřebovali prostředek k lovení trosek svých i rusáckých ponorek, který jim Picard v podobě Trieste, za pár pěněz přinesl na stříbrném tácu.

Tím plexisklo potvrdilo svoji úlohu nesmírně houževnatého a relativně laciného plastu, který je navíc dokonale průhledný, neb se z něj dělají optická vlákna s nepatrnými ztrátami světla i na kilometrových vzdálenostech.

Aby nebylo hrdinských historek kolem plexiskla dosti - doktoři si během letecké bitvy o Británii všimli už v roce 1940, že piloti rozstřílených Spitfirů kteří mají v očích střepiny plexisklových krytů kabin - nemají kolem těchto střepin zánětlivou reakci - takže ještě před ponorkami se zjistilo že polymetylmetakrylát je "biokompatibilní" a tudíž se z něho dodnes dělá kde co možné od pouzder kardiostimulátorů, přes kroužky do umělých chlopní, tvrdé nitrooční čočky - až po "žuby" alias zubní protézy pro geronty.

Osobně jsem plexisklo začal považovat za krále plastů až nekdy v roce 2006 kdy jsem z odřezků 4 mm plexiskla slepil velice hrubou kostičku velikosti přibližně 3x3x3 cm - a to tak že v místech kde byly mezery mezi díly moc velké jsem prostě nahňahňal vteřinového lepidla tolik až vzniklo malé "jezírko" po zasychání přes noc se kostička ukázala tak pevná, že i když jsem po ní skákal svojí tehdy asi 110 kilovou váhou - nic se jí nestalo a mám ji dodnes.

Tedy až budete stavět robota - pořiďte si hafo plexiskla, dobrou pilu a moře vteřiňáku, nebo 5 minutového epoxidu - polymethylmetakrylát slepený těmito lepidly drží tak dokonale, že spoj je pevnější než původní hmota - takže se nemusíte smolit se složitými konstrukcemi prostě vyřežete díly, které pak slepíte "na tupo".

Plexisklo má navíc docela vysoký index lomu - vyšší než některá "opravdová skla" dají se z něho tedy brousit a lešit docela slušné čočky pro viditelné světlo - viz "fotograf-bezdomovec" Miroslav Tichý a jeho foťáky.

Aby nebyla chvála plexiskla tak naprostá tak mám několik poznámek.

Lepíme - li plexisklo je třeba si vybrat. Spoje lepené Epoxidem jsou méně pevné, ale zato epoxid tuhutím nemění svůj objem. Naopak spoje lepené kyanoakrylátem alias vteřiňákem jsou pevnější, ale lepené díly na sebe musí přesně sedět. Navíc má kyanoakrylát nepříjemnou vlastnost - než ztuhne - jeho monomer se odpařuje a může na okolních plochách udělat bílý povlak - tedy optiku a povrchy které musí být hladké lesklé nebo dokonce průhledné vteřiňákem ne-ne-ne nelepit.

Už jsme popsali kde-co ale k chemii jsme se zatím nedostali. Takže o co je samotný plast neškodnější o to je jeho výroba větší svinstvo - monomer - metakrylát se vyrábí z acetonu a kyanovodíku. Vzniká kyanhydrin, který se nechá reagovat s kyselinou sírovou za vzniku sulfonylesteru kyanhydrinu a pak se přidá methanol čímž vznikne metakrylát a síran amonný.

Existuje i průmyslová syntéza z ethylénu, ale jestli si myslíte, že ta je čistší tak se nemylte, protože při ní se pracuje zase pro změnu s oxidem uhelnatým, methanolem a formaldehydem.

Mimo to existují ještě další cesty syntézy, ale ty jsou dobré tak do laboratorních cvičení na vysokou školu, neboť používají řádově dražší reagencie.

Monomer se polymerizuje nejčastěji s použitím katalyzátoru a malého množství práškového polymethylmetakrylátu jako "startéru". Pro odlévání a zdravotnické použití se používají směsi kde práškového - již polymerizovaného - polymetylmetakrylátu je převaha - a tekutý monomer jenom "spojí řetězce".

Když se podíváte na řetězec polymeru - je vám jasné, že má výrazné postranní řetězce jako polypropylén, nebo polystyrén, tudíž bychom mohli probírat jaká je jeho "takticita" ale musím vás uklidnít - polymethylmetakrylát je přísně ataktický - tedy boční řetězce jsou uspořádány náhodně - stejně tak molekuly jsou uspořádány náhodně a plexisklo má - jako každé "sklo" amorfní strukturu.

Tím jsme plexisklo více než vyčerpali a zbývá už jenom rada robotům ke zničení lidstva - plexisklo nic moc, ale ten nápad s ponořením elektroniky do oleje - to není špatná finta jak ze sebe udělat ponorku ne ?

Poznámka při druhém čtení - já blbec - hlava děravá - stěžuju si tady na podvodný "hobbyglass" a přitom jsem člověk, který má "pod palcem" infračervený spektroskop, který je ideální bič na obchodníčky - podvodníčky. Slibuju, že až budu mít čas, nadrtím "hobbyglass" do bromidu draselného a udělám IR spektrum, "aby se vidělo".

Nevím jestli dnešní příspěvek vůbec patří do "vidláků" nebo je to spíše "blbinka, která potěší" v každé případě všechny ty kapitoly o Napětím řízených oscilátorech a fázových komparátorech směřovaly právě k dnešnímu příspěvku.

ERGO - pokud zpracováváte analogový signál digitálně - většinou na jeden signál potřebujete dva digitální kanály kterými do procesoru dostanete informaci o signálu označovaném jako I - In phase a Q - Quadrature. Signály I a Q jsou časově posunuté o 90 stupňů. Tedy nejjednodušší je "poslední mezifrekvenci" mixovat na "nulovou mezifrekvenci" pomocí dvojích hodin taky posunutých o 90 stupňů - a dneska se budeme zabývat tím jak takové hodiny pro nejběžnější mezifrekvenci 10,7 MHz generovat.

Dnešní příspěvek mimo to má i nezanedbatelný filosoficko - psychologický aspekt, protože by se dal charakterizovat i heslem "vítězství úpornosti nad zdravým rozumem". Co vidíte na obrázku jsou tři kvadraturní generátory - dva horní jsou téměř stejné. Pokud se budete dívat při maximálním zvětšení - všimnete si že integrák vpravo dole je v jednom případě 74HC86 - 4 násobné XOR Hradlo. A v druhém případě 74HC74 - dvojitý klopný obvod D. Ano ano - tyhle dva generátory fungují problematicky nebo vůbec, protože jsem si chtěl "zjednodušit konstrukci fázového komparátoru" tak jsem nevýhody jednoduchých fázových komparátorů vyzkoušel na vlastní kůži. Neboli líný se nejvíce nadře. Dva horní obvody jsou zajímavé i z jiného hlediska - oba jsou produktem "rychloroutování" které trvalo v případě prvního tak 90 minut a "přeroutování" prvního na druhý trvalo tak 10 minut (proto je rozložení obvodů stejné) - a přesto to není žádná fušeřina s proškrábáváním cestiček na DPS. Dokonce i ty "divné drátové propojky" co trčí z pravé části plošňáku jsou úmysl - jsou to místa kam se "zaháčí" osciloskopické sondy při měření.

Teprve třetí generátor je plně funkční - a ten využívá fázový komparátor ze známého CMOS obvodu 74HC4046 - což je přímo DPLL v jednom čipu (akorát pro nízké frekvence). Nedávno jsem dporučoval - vemte 16 korun a kupte si 74HC4046 tam máte XOR hradlo D kloppný obvod i nábojovou pumpu jako 3 fázové komparátory - stačí jenom "přehodit jumper". Proč jsem tedy vlastní radu nedodržel ? Protože proto, protože "dobré rady jsou výsledkem špatných zkušeností". O 74HC4046 jsem totiž v "Amáru" naposledy četl když nějaký inženýr za Jakeše a Bilaka vysvětloval jak výrobu tohoto "vysoce moderního" obvodu zvládla Tesla Rožnov - a vzhledem ke kvalitě elektroniky za bolševika - má takový článek z 80 let - silný aspekt "antireklamy"

Dosti žvanění - je čas na schémátko. A při té příležitosti se musím vrátit k "psychologii" protože tato konstrukce má značný aspekt drzosti. Principem generování kvadraturního signálu na 10,7MHZ je totiž to, že nejprve musíte vygenerovat signál na frekvenci 4x vyšší tj. 42,8 MHz. Tento signál se generuje pomocí "ring oscillatoru" - tedy pomocí 3 do kruhu zapojených hradel 74HC04, které při 5V kmitají někde kolem 50 MHz. Pomocí tohoto signálu řídíte dvojici D klopných obvodů, které produkují kvadraturní signál na frekvenci 4x nižší - tedy při 5V je to kolem 12,5 MHz. část tohoto signálu tvoří výstup obvodu a část jde do fázového komparátoru, který přes filtry produkuje napětí, které řídí napájení 74HC04 tak aby místo 50MHz kmital na žádoucích 42,8 MHZ. Napětí, při kterém k tomu dojde je kolem 3,8V.

Drzost celého obvodu spočívá v tom, že ze 74HC04 spotřebujete 3 invertory na kruhový oscilátor a 1 invertor jako oddělovací stupeň - zbydou vám ještě 2 hradla - tak co s nimi - nechat nezapojené a smolit na desku druhý 74HC04 jako zdroj krystalem řízeného referenčního kmitočtu ? NE NE NE - pěkně na drzo - zapojit zbývající dvě hradla jako Pierceův oscilátor řízený krystalem. Je vám jasné, že staří radioamatéřu by umřeli, kdyby viděli jak stejný integrák fuguje jako napětím řízený oscilátor i krystalový referenční oscilátor a navíc ne zapojen silně "nekatalogově".

Mimochodem 74VCO04 ze schématu je obyč. 74HC04 ale s přepsaným jménem, protože můj milovaný KiCad u digitálních obvodů, které zná úporně kontroluje jestli jsou správně připojeny na 5V napájení.

C16, C8, R16, R5 je klasický filtr nutný pro smyčku PLL - tento je inspirován Harry Lythallem a jeho geniálně jednoduchou PLL smyčkou. Má ale jisté "zvláštnosti" C8 není zapojen "proti zemi" ale "proti 5V" a navíc je paralelně s ním "divný odpor" R11. Obojí je kvůli startu PLL - normálně smyčky PLL startují od napětí na VCO 0V - u mně by se ale při 0V nerozkmital ani referenční krystalový oscilátor - proto je nutné donutít PLL startovat na 5V a s napětím na VCO klesat.

Operační zesilovač zesiluje 2x a to proto, že pokud tam nebyl - smyčka PLL si občas našla "divný" režim kdy se zavěsila na úplně jiný kmitočet než 10,7MHz. teoreticky by zesílení mělo být 3,8/2,5 = 1,52x protože fázový komparátor produkuje 2,5V při "dokonalé frekvenční shodě". Stejně by tam musel být nějaký "buffer" který by proudově utáhl 74HC04, protože PLL filtr se svými 100K odpory by to určitě nezvládl - tak co ?

Jinak kvadratruní generátor je přizpůsoben pro práci v robotických čidlech - tedy produkuje signál I, pak negovaný signál I se zpožděním pouhých 1,4 nanosekund a signál Q. Poslouchal jsem signál rádiem - a kmitočet je docela stabilní a čistý, 200KHz na obě strany jsou malinkaté parazitní modulace z drobné nestability PLL, ale než obvod použijete, a pak mě obvidníte, že kvůli mně jste prohráli radioamatérský "kontest" - tak si prosím uvědomte, že mým robotům stačí frekvenční stabilita 1% a "jitter jako prase". Pokud se podíváte na oscilogram - vidíte, že kvadraturní signál je celkem pěkný "zákmity" na žluté křivce jsou způsobeny tím, že mám jednu kvalitní a jednu mizernou osciloskopickou sondu.

Plošný spoj neuvádím, protože pochybuju, že by někdo moji konstrukci použil jako celek - spíše počítám, že se necháte inspirovat pro něco vlastního. Dnes nám už zbývá jenom rada paní Kubáčové novomanželkám : Až se manžel bude v noci budit, protože jej budou ve snu po ulici honit obrovité vaječníky - víte že máte jeho psýchu plně pod svou kontrolou ....

Každá telenovela musí mít nějaké dramatické zvraty a štastný konec, proto pro čtenáře svého blogu, kteří nejsou z biochemické veřejnosti (a případně by byli zvědaví), píšu poslední díl telenovely o začátku boje hloupého Honzy s gaunery.

Nejprve ze široka - kdysi jsem četl o soutěži o optimalizaci vyhledávání kdy soutěžící měli dosáhnout toho aby nesmyslná fráze "nigritude ultramarine" skočila v Googlu jako č. 1. To mě velmi zaujalo, tak jsem si vymyslel vlastní frázi "kravičátko nejlepšinaté" a to se taky umístilo při vyhledávání Googlem na pozici č.1. Pak jsem si vymyslel robotické čidlo, které jsem nazval "Trávoměr" a při jeho zadání do Googlu vyskakuje můj blog taky jako č. 1. Pak se dlouho nedělo nic až jsem byl dotlačen kandidovat do Biochemické odborné společnosti, a světe div se při zadání fráze "Volby do ČSKB" taky vyskakuje můj blog jako č. 1.

Je mi 100% jasné, že moji protikandidáti vědí, že se v počítačích povrchně orientuju, a tak si jistě myslí, že to jsou nějaké "černé čachy" - pro které existuje dokonce anglický termín "black hat SEO optimisation". Realita je bohužel mnohem prozaičtější - v mém věku mě "drátečky a hardware" zajímají více než nějaký hacking na internetu a články o "Volbách do ČSKB" vyskakují jako první, protože ČSKB až doposud byla zapáchající stoka se stojatou vodou - tudíž oficiální 100% cenzurované stránky - nemají zdaleka takový "page rank" - jako výplody vidláka, co má drzou hubu.

Takže výsledek - s jistou neskromností se dovolím prohlásit za vítěze voleb do ČSKB ročník 2014. Sice jsem skončil druhý, ale dovolím si podotknout, že jsem startoval z poslední pozice a v I. kole voleb jsem měl pouhých 24 hlasů. Tudíž mi přibylo 217 hlasů, čímž jsem téměř vyrovnal dosavadní rekord kolegyně Vávrové z voleb 2010, které přibylo 227 hlasů. Na mé straně je tedy titul "Skokan roku". Kandidát za mnou - "jeho magnificence" - jako viník současné mizérie naopak dosal ve druhém kole pouze 225 hlasů - tudíž mu oproti prvnímu kolu přibylo pouze 29 hlasů - což je naprosto rekordní "Propadák roku" - zcela nevídaný - od dob, co se volební výsledky zpracovávají na PC a jsou ke stažení na Internetu. Tím je doufám touha biochemické veřejnosti po změně směru naší branže dostatečně přesvědčivě vyjádřena - i když kdoví, jestli v Praze není "jasnou zprávou" už jenom obsílka s modrým pruhem od JUDr. Bradáčové.

V každém případě, je hezké vědět že, drzé hubě vidláka z Frydku věří o 16 lidí více než nesčetnými funkcemi a komisemi podepřené autoritě slovutného rektora Karlovy Univerzity. Je až děsivé si pomyslet, co to vypovídá o stavu společnosti a jejích elit, ale pro dnešek se na tyto úvahy můžeme vykašlat a hlavně :

Doufám že ji nezklamu, i když krom mně a "pana profesora" jsou tam už jenom jedinci, kteří nemají daleko k tomu, aby oslavili 20 let ve výboru ČSKB a úpadek naší profese jen dlouhodobě pasivně pozorují (nebo vůbec nevidí). Nicméně jsem neustále odhodlán do soukolí biochemického gaunerismu a konfliktů zájmů - sypat písek - jak jen budu moci. Snad budu mít možnost se s kolegy domluvit na "korekci kursu" a pokud tato možnost nenastane - můžete mít alespoň tu jistotu, že každé hlasování ve prospěch lumpáren typu "odklánění peněz" nebude "7:0" jako doposud, ale alespoň "6:1" ;-))

Máhatma Ghándí prohlašoval - Nejpve vás ignorují, pak se vám smějí, pak proti vám bojují - pak zvítězíte. Já jsem někde blízko konce stádia "pak se vám smějí", ale jsem rád, že cítím jak ledy povolují a biochemická veřejnost se bojí stále méně a méně prohlásit "císař je nahý". Možná se dokonce blíží okamžik kdy nějaká oficiální autorita prohlásí "Tohle dělat nebudeme" - což bych považoval za vítězství své koncepce - "mysli a nekraď" - a důvod ke stáhnutí se zpět do klidu své robotické dílny. V oblasti biochemie za - již minulého - vedení totiž bylo slovo NE - velmi přísně zakázáno a všeobecně trestáno, protože to znamenalo, že "výplata od ČIA je ohrožena". Snad je můj hladký průnik do výboru ČSKB více, než jen odraz všeobecné frustrace z těchto fenomenů.

Na závěr dvě rady pro biochemiky:

1. Uložte si můj blog do záložek, protože předpokládám, že někteří "kolegové" budou mít eminentní snahu vymazat mě z přístupu k jakémukoliv oficiálnímu komunikačnímu médiu.

2. Až vašemu pracovišti bude páchána nějaká nepravost - nebojte se to nejprve sdělit "nejlepšímu z nás" - panu rektorovi na adresu tomas.zima(zavináč)lf1.cuni.cz - čistě jenom, aby měl zpětnou vazbu - k čemu jeho "vláda" vedla. Odtamtud se ovšem odpovědi - tím méně (pro vás) pozitivní - patrně nedočkáte - proto dejte do kopie mně petr.kubac(zavináč)mnof.cz, abych vás alespoň politoval a pokusil se věc pořádně rozvířit.

Ještě jenou - díky za důvěru a nashledanou v lepších časech ....

Poznámka při druhém čtení - ačkoliv by si mnozí přáli opak - tento článek NENÍ APRÍL!!