Как это работает. Геркон
Фото: «Росэлектроника»
В этом году «Росэлектроника» выпустила пятимиллиардный геркон. Сегодня холдинг Ростеха экспортирует эти электронные компоненты в 55 стран. На фоне пандемии и временной приостановки производства за рубежом спрос на российские герконы особенно вырос.
Появившись в середине прошлого столетия, герконы завоевали электронную промышленность. Эти миниатюрные приборы можно встретить в технике любой сложности – от космической ракеты до стиральной машины. Несмотря на такую огромную популярность, об устройстве и принципе действия герконов мало кто может рассказать. Что такое герконы и как они работают – разбираемся в нашем материале.
Как появились герконы
В любой электроаппаратуре можно встретить коммутационные устройства или по-простому – контакты. С целью сделать такие соединения более надежными и долговечными были созданы магнитоуправляемые герметизированные контакты.
Первый магнитоуправляемый контакт появился еще в 1922 году. Его автором стал петербуржский профессор Валентин Коваленков. По сути, контакт Коваленкова работал как геркон, только без герметизирующей оболочки. «Облачить» магнитоуправляемый контакт в герметичную оболочку было предложено в 1936 году. Независимо друг от друга это догадались сделать профессор Ленинградского электротехнического университета С. К. Улитовский и инженер американской компании Bell Telephone Уолтер Эллвуд. По тем временам изобретение оказалось невостребованным, кроме того, производство казалось слишком сложным технически. В середине прошлого века во время массовой телефонизации стало ясно – без герконов не обойтись.
Первые советские герконы были созданы в 1958 году в ленинградском НИИ проводной связи. В ноябре 1966 года Министерство электронной промышленности СССР решает наладить специализированное производство герконов на заводе в Рязани.
В наши дни Рязанский завод металлокерамических приборов (РЗМКП), предприятие холдинга «Росэлектроника», остается единственным в России производителем герконов и входит в тройку крупнейших в мире. Изделия экспортируются в 55 стран, обеспечивая долю в 14% глобального рынка. Самым массовым и востребованным на мировом рынке герконом является МКА-14103 – с 2000 года было выпущено и отгружено около двух миллиардов изделий этого типа.
Конструкция, виды и принцип действия
Все герконы устроены практически одинаково – это герметичная стеклянная колба, внутри которой находится контактная группа. Контакты представляют собой магнитные сердечники, которые вварены в торцы колбы, а их наружные концы могут подключаться к внешней электрической цепи.
Функционально герконы, как и обычные контакты, могут быть замыкающими и работающими на размыкание.
Наибольшее распространение получил геркон с контактами на замыкание или «нормально разомкнутый». Рассмотрим подробнее его устройство и принцип действия. Итак, он представляет собой стеклянную колбу, в которой находятся две железные пластинки. Каждый контакт выполнен из ферромагнитной проволоки диаметром от 0,5 мм в зависимости от мощности и размера геркона. Сами контактирующие поверхности покрыты благородным металлом: золотом, рутением, палладием, родием, серебром и сплавами на их основе. Такое покрытие уменьшает переходное сопротивление и повышает коррозионную стойкость контактов. Когда «разомкнутый» геркон попадает в магнитное поле, контакты-пластинки намагничиваются, притягиваются и замыкаются.
Схема работы геркона
Прямо противоположно действует геркон, работающий на размыкание, или «нормально замкнутый» геркон. В этом случае при воздействии магнитного поля контакты отталкиваются друг от друга, размыкая электрическую цепь.
Герконы различаются и по размеру.
В последние годы наблюдается тенденция к применению миниатюрных герконов – с длиной колбы менее 10 мм. При таких размерах повышается чувствительность, быстродействие, резонансная частота, снижается время дребезга. К примеру, на рязанском предприятии «Росэлектроники» налажено производство миниатюрных герконов с размерами баллона 7 мм.
Преимущества и перспективы герконов
При сравнении обычных открытых коммутирующих контактов с герконами преимущество будет на стороне герконов. Последние имеют чуть ли не в сто раз большую надежность, а срок службы некоторых герконов доходит до 5 млрд срабатываний, что намного выше по сравнению с обычными контактами. При этом герконы очень быстры – у некоторых образцов время срабатывания не превышает двух миллисекунд.
Достоинства герконов покрывают недостатки, тем не менее, они существуют.
Во-первых, это небольшая коммутируемая мощность. Кроме того, к недостаткам можно отнести хрупкость стеклянной колбы. Для решения этой проблемы РЗМКП начал выпуск герконов нового поколения – в дополнительной пластиковой оболочке.
Рост популярности герконов начался еще 1970-е годы, а их массовое применение в различных изделиях продолжает расти и по настоящее время. Они успешно конкурируют с другими технологиями − датчиками Холла, MR и GMR-резисторами, не уступая своих лидерских позиций. Герконы широко применяются в различных датчиках, электромагнитных реле, переключателях и других устройствах. Их можно найти абсолютно везде – в бытовой технике, медицинском оборудовании, автомобильной, авиационной и ракетно-космической отраслях. Ежедневно мы наблюдаем сотни наглядных примеров работы герконов – когда открывается крышка ноутбука, закрываются двери лифта, включается стиральная машина, взлетает самолет… Перечень может быть практически нескончаемым.
Автор: Александр Макеев
как появился и развивался мобильный интернет – Москва и область
BREAKING: Мобильная связь была с нами не всегда.
Всего несколько десятилетий назад даже мысль о том, что данные можно передавать буквально по воздуху, была из жанра фантастики. Предлагаем вспомнить, как развивались технологии мобильной связи, а заодно подвести итоги проекта по строительству сети LTE от Tele2 в российских регионах.
14 сентября 2018
10 минут на чтение
1991 год: зарождение мобильного интернета
В 1982 году группа из 26 европейских национальных телефонных компаний начала разработку стандарта GSM. Они хотели построить единую для всех европейских стран сотовую систему диапазона 900 MГц. В 1989 году был создан Европейский Телекоммуникационный Институт Стандартов (ETSI), который и взял на себя ответственность за дальнейшее развитие GSM. В 1990 году были опубликованы первые рекомендации. Спецификация была опубликована в 1991 году – этот год и можно считать началом развития мобильного интернета. Именно благодаря стандарту GSM у нас появилась возможность отправлять друг другу текстовые сообщения, электронные письма, просматривать сайты, слушать музыку и смотреть видео.
3 декабря 1992 года 22-летний разработчик компьютерных программ Нил Папуорт отправил первое короткое текстовое сообщение – SMS. SMS получил директор телекоммуникационной компании Vodafone, оно содержало всего два слова «Счастливого Рождества». По признанию Папворта, ответа он так и не получил. Кстати, в тот момент сеть еще не позволяла отправлять SMS с телефона на телефон, поэтому первое сообщение было передано с компьютера.
В октябре 2017 года суд в Австралии признал предсмертное SMS самоубийцы полноценным завещанием. На основании SMS суд постановил отдать дом брату и племяннику покойного, оставив ни с чем его супругу и сына.
1997 год: интернет впервые становится по настоящему мобильным
В 1997 году три лидера мобильного рынка того времени – Nokia, Motorola и Ericsson – создали некоммерческую организацию WAP Forum, целью которой было разработать решение, способное объединить две сенсации конца ХХ века – мобильный телефон и Интернет.
Уже в мае 1998 года была опубликована первая редакция протокола WAP. Он был задуман как открытый стандарт для беспроводной передачи данных, оптимизированный для мобильных телефонов с крошечным дисплеем, ограниченной памятью и невысокой производительностью.
Забегая вперед, можно сказать, что протокол WAP полностью исчерпал себя к 2013 году, и этому есть несколько причин, основные из них:
- скорость работы, простота использования и внешний вид WAP-сайтов не оправдали ожиданий пользователей;
- первые WAP-телефоны не были адаптированы к интернету: подключение к WAP-сервисам не входило в ежемесячные тарифные планы и оплачивалось отдельно.
Сегодня все интернет-браузеры поддерживают HTML, CSS и JavaScript. Не нужно больше использовать WAP-разметку для обеспечения обратной совместимости веб-страниц. Смартфоны окончательно превратились в полноценные ПК с постоянным подключением к интернету.
2000 год: появление GPRS и 2.5G сетей
Глядя на ситуацию из 2018 года, становится очевидным, что WAP утратил всякие перспективы развития ещё к началу 2000-х годов.
Именно в то время началось бурное развитие GPRS и EDGE. В 2000 году появились первые телефоны с поддержкой General Packet Radio Service (GPRS). В 2001 году GPRS, стандартизированный Европейским институтом телекоммуникационных стандартов, был запущен во всем мире в качестве услуги, предоставляемой в рамках GSM для обеспечения доступа к мобильному Интернету. В системах 2G GPRS обеспечивает скорость передачи данных в диапазоне 56-114 Кбит/с.
В 2003 году на базе GPRS появилась «надстройка» Enhanced Data Rate for GSM Evolution (EDGE) для более скоростной передачи данных. Данные собираются в пакеты и передаются через виртуальный канал, который предоставляется абоненту на время GPRS-сеанса.
Первая попытка переслать данные от одного компьютера другому в режиме онлайн была совершена в 1969 году в США и окончилась провалом. Калифорнийский университет Лос-Анджелеса пытался соединиться со Стэнфордским научно-исследовательским институтом и передать всего одно слово LOGIN. Система зависла на третьей букве.
2001 год: технология 3G
Пока операторы связи стремились модернизировать существующую структуру, чтобы избежать инвестиций в 3G, спрос на данные вырос. Люди стали все активнее пользоваться мобильными телефонами, и скорость передачи данных стала критичным показателем. 2G с этой задачей не справлялся, поэтому была создана новая технология.
В 2001 году в Японии был представлен 3G. Это была революция: скорость передачи данных выросла до 2 Мбит/с – с 114 Кбит/с в технологии 2G. Но улучшилась не только скорость.
У 3G есть было одно очень важное преимущество – улучшенная защита от обрывов связи в движении, за счёт использования так называемого «мягкого хэндовера». По мере удаления от одной базовой станции клиента «подхватывает» другая. Она начинает передавать всё больше и больше информации, в то время как первая станция передаёт всё меньше и меньше, пока клиент вообще не покинет её зону обслуживания. При хорошем покрытии сети вероятность обрыва полностью исключается системой подобных «подхватов».
Появилась возможность смотреть на телефоне фильмы и совершать видеозвонки.
Именно технология 3G полностью изменила веб-индустрию. Началась эра смартфонов как полноценных карманных компьютеров, стали появляться мобильные приложения. В 2009 году стало ясно, что в какой-то момент сети 3G станут перегружены трафиком от приложений, которым необходим доступ в сеть. Мобильные операторы сосредоточились на внедрении 4G, намереваясь увеличить скорость в несколько раз по сравнению с существующими сетями 3G.
2005 год: технология 4G
Первые технологии 4G были представлены в США (WiMAX) и Скандинавии (LTE). В итоге победила технология LTE, так как основным преимуществом LTE является преемственность по отношению к 3G. Технология WiMAX же является отдельной технологией: ее развитию помешали ограниченный ряд абонентских устройств, фактическое отсутствие роуминга и отказ крупнейших вендоров и мобильных операторов от инвестиций.
Технология 4G практически сравняла скорость мобильного интернета и домашнее широкополосное подключение.
Существующий общий стандарт определяет 4G как сеть, в которой скорость 100 Мбит/с предоставляется для абонентов в движении и до 1 Гбит/с – в идеальных условиях, когда абонентское устройство не движется. При этом задержка колеблется в пределах от 20 до 50 мс.
Первая коммерческая сеть LTE была запущена 14 декабря 2009 года шведской телекоммуникационной компанией TeliaSonera совместно с Ericsson в Стокгольме и Осло.
Что дальше: 5G?
5G – пятое поколение мобильной связи, которое действует на основе стандартов телекоммуникаций, следующих за 4G. Стандарты для развертывания 5G-сетей пока не разработаны. Мобильные операторы связи во многих уголках мира испытывают отдельные элементы сети 5G и проводят лабораторные тесты технологии 5G.
Технологии 5G должны обеспечивать более высокую пропускную способность по сравнению с технологиями 4G, чтобы обеспечить бо́льшую доступность широкополосной мобильной связи и использование режимов device-to-device. Это поможет развитию интернета вещей, индустрии беспилотных авто, телемедицины, виртуальной реальности.
В конце июня 2018 года в Финляндии сотовым оператором Elisa Oyj была запущена первая в мире коммерческая сеть 5G.
В 1974 году академик Андрей Дмитриевич Сахаров написал статью для американского журнала Saturday Review, которая называлась «Мир через полвека». В статье он отразил свои размышления о возможном будущем человечества в различных сферах жизни: наука и техника, экономика, государственное управление, транспорт. Андрей Дмитриевич буквально предсказал появление интернета:
«Одним из первых этапов этого прогресса представляется создание единой всемирной телефонной и видеотелефонной системы связи. В перспективе, быть может, поздней, чем через 50 лет, я предполагаю создание всемирной информационной системы (ВИС), которая и сделает доступным для каждого в любую минуту содержание любой книги, когда-либо и где-либо опубликованной, содержание любой статьи, получение любой справки. ВИС должна включать индивидуальные миниатюрные запросные приемники-передатчики, диспетчерские пункты, управляющие потоками информации, каналы связи, включающие тысячи искусственных спутников связи, кабельные и лазерные линии.
Даже частичное осуществление ВИС окажет глубокое воздействие на жизнь каждого человека, на его досуг, на его интеллектуальное и художественное развитие. В отличие от телевизора, который является главным источником информации многих из наших современников, ВИС будет предоставлять каждому максимальную свободу в выборе информации и требовать индивидуальной активности.
Но поистине историческая роль ВИС будет в том, что окончательно исчезнут все барьеры обмена информацией между странами и людьми. Полная доступность информации, в особенности распространенная на произведения искусства, несет в себе опасность их обесценивания. Но я верю, что это противоречие будет как-то преодолено. Искусство и его восприятие всегда настолько индивидуальны, что ценность личного общения с произведением и артистом сохранится. Также сохранит свое значение книга, личная библиотека – именно потому, что они несут в себе результат личного индивидуального выбора, и в силу их красоты и традиционности в хорошем смысле этого слова.
Даже частичное осуществление ВИС окажет глубокое воздействие на жизнь каждого человека, на его досуг, на его интеллектуальное и художественное развитие. В отличие от телевизора, который является главным источником информации многих из наших современников, ВИС будет предоставлять каждому максимальную свободу в выборе информации и требовать индивидуальной активности.
Общение с искусством и с книгой навсегда останется праздником».Вам понравилась статья?
Когда были изобретены контактные линзы?
31 октября 2018 г.
Контактные линзы могут показаться довольно недавним явлением, но Леонардо да Винчи, известный итальянский изобретатель и математик, разработал первые известные наброски еще в 1508 году, предполагая, что можно изменить оптику человеческого глаза. путем помещения роговицы в непосредственный контакт с водой.
Однако на самом деле контактные линзы были изобретены намного позже. Считается, что идеи да Винчи были ответственны за возможное развитие контактных линз более чем 3 с половиной века спустя.
Сэр Джон Гершель, английский астроном, предложил идею изготовления слепков глаз человека в 1827 году. Эти слепки помогут в производстве корректирующих линз, которые будут соответствовать передней поверхности глаза. Тем не менее, это будет более 50 лет спустя, когда кто-то действительно будет производить такие линзы, и споры о том, кто на самом деле сделал это первым, все еще окружают.
По некоторым данным, это был Ф. А. Мюллер, немецкий стеклодув, который использовал идеи Гершеля для создания первой известной стеклянной контактной линзы еще в 1887 году. Другие сообщения говорят, что на самом деле это были Адольф Э. Фик и Эдуард Кальт, парижский оптик. которая создала и установила первые стеклянные контактные линзы для коррекции проблем со зрением еще в 1888 году.0003
Первые стеклянные контактные линзы были довольно тяжелыми и покрывали всю переднюю поверхность глаза, включая склеру (белок) глаза. Поскольку эти большие линзы значительно уменьшали поступление кислорода к роговице, пользователи могли терпеть их только в течение нескольких часов, и они так и не получили широкого распространения.
Уильям Фейнблум, окулист из Нью-Йорка, в 1936 году представил новые склеральные линзы, сделанные из комбинации стекла и пластика, которые были значительно легче, чем предыдущие контактные линзы из выдувного стекла.
Кевин Туохи, оптик из Калифорнии, представил первые контактные линзы, которые напоминали современные контактные линзы, еще в 1948 году.
Это были полностью пластиковые линзы, и их называли «роговичными» контактными линзами, поскольку они были меньше в диаметре, чем более ранние контактные линзы. и покрывали только роговицу, которая представляет собой прозрачную переднюю поверхность глаза.
Первые жесткие линзы изготавливались из полиметилметакрилата (ПММА), непористого пластика. Линзы из ПММА не были газопроницаемыми, но они были приспособлены таким образом, что могли двигаться при каждом моргании, поэтому насыщенные кислородом слезы можно было «закачивать» под линзу, чтобы роговица оставалась здоровой.
Контактные линзы, известные как «Роговичные PMMA», можно носить около 16 часов в день или даже дольше, если они правильно подобраны. Достижения, достигнутые в технологии производства линз, а также опыт окулистов в подборе линз, привели к массовой популярности контактных линз из твердого пластика еще в 1950-х и 60-х годах.
Изобретение первых гидрофильных мягких контактных линз из гидрогеля чешскими химиками Драгославом Лимом и Отто Вихтерле в 1959 году, вероятно, стало величайшим событием в истории контактных линз.
Открытие Лима и Вихтерле привело к созданию первых мягких контактных линз, одобренных Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США.
Мягкие контактные линзы быстро становятся более популярными, чем жесткие контактные линзы из ПММА, благодаря их большему комфорту. Сегодня, несмотря на то, что жесткие газопроницаемые контактные линзы, которые обычно обеспечивают более четкое зрение по сравнению с мягкими линзами и очень хорошую кислородопроницаемость, легко доступны, более 90% всех контактных линз в США на самом деле являются мягкими линзами.
История контактных линз
Фото Джаммарко Боскаро на Unsplash
По сравнению с очками, рецептурные контактные линзы являются относительно современным изобретением. Очки были созданы более 700 лет назад в Италии, а случаи использования драгоценных камней для увеличения были зарегистрированы еще в I веке. Напротив, контактные линзы, покрывающие только роговицу, существуют чуть более 60 лет.
Но понятие контактов имеет свою долгую историю.
1508 — Глазной кодекс
История контактных линз начинается с одного из самых известных изобретателей всех времен. В 1508 году Леонардо да Винчи написал «Кодекс глаза». В своей рукописи Леонардо рассматривал возможность того, что погружение головы в стеклянную чашу с водой может исправить некоторые проблемы со зрением!
Примечательно, что да Винчи создал стеклянную линзу с большой воронкой на одной стороне для наливания в нее воды. Изобретение оказалось крайне непрактичным, и вскоре стало ясно, что концепция слишком опережает свое время.
1633 — Схема Декарта
Примерно 150 лет спустя математик Рене Декарт предложил альтернативный метод, который был намного ближе к сегодняшнему продукту. Декарт описал линзу на конце заполненной водой трубки, которую помещали на роговицу.
К сожалению, решение Декарта оказалось не более практичным, чем решение да Винчи. Для установки трубок на глаза требовалась внешняя поддержка, а конструкция не позволяла моргать.
Тем не менее, Декарт заслуживает похвалы за то, что он первым предложил помещать линзу непосредственно на роговицу, а не на всю склеру (белок глаза).
1801 — Прототип Юнга
В 1801 году английский ученый Томас Янг создал прототип, непосредственно основанный на оригинальных проектах Декарта. Янг прикрепил эти заполненные водой линзы к своим глазам с помощью воска и записал результаты.
Он заметил, что линзы Декарта затуманивают его зрение, но это можно исправить с помощью другого набора линз. Это помогло доказать первоначальные принципы, изложенные как да Винчи, так и Декартом, проложив путь к более практичным конструкциям.
1823 — Предложение Гершеля
Английский астроном сэр Джон Гершель внес дальнейший вклад в практический дизайн контактных линз, предложив шлифовку и подгонку линз. В 1823 году Гершель предложил идею отшлифовать стеклянную контактную линзу, чтобы она максимально плотно прилегала к поверхности роговицы.
Гершель предложил использовать физическую форму глаза, чтобы позволить производителям создавать линзы, точно подходящие для каждого пользователя.
Чтобы предотвратить повреждение глаза линзой, Гершель также предложил использовать гелевую начинку, которая располагалась бы между роговицей и линзой.
1887 — Контактные линзы становятся реальностью
По мере развития 19-го века изготовление контактных линз для широкой публики становилось все более осуществимым. Развитие выдувания стекла, шлифовки линз и медицинской анестезии означало, что теперь стало возможным точное воспроизведение кривизны глаза.
В 1887 году немецкий производитель искусственных стекол Ф. А. Мюллер создал прозрачную контактную линзу. Эти ранние контактные линзы не были предназначены для коррекции зрения, вместо этого они оказались эффективными для защиты больных глаз.
Дальнейший прогресс в области создания линз означал, что к началу 20-го века контактные линзы начали доказывать свою ценность для коррекции зрения. Однако технология еще не была готова к широкому использованию, и линзы лишь изредка использовались в конкретных медицинских целях.
Маленькие стеклянные линзы с трудом прикреплялись к глазу, в то время как линзы большего размера сильно мешали естественной смазке. Непроницаемая природа этих ранних стеклянных линз сильно ограничивала их потенциальное использование, требуя постоянной искусственной смазки. Также сообщалось, что они были неудобными, а хрупкость маленьких стеклянных линз создавала опасность серьезной травмы глаза. Контактным линзам для повсеместной коррекции зрения еще предстояло пройти долгий путь.
1936 — Пластиковое зрение
Уильям Фейнблум был первым, кто использовал пластик в контактных линзах, создав пластиковую склеральную линзу в 1936 году. Эти новые легкие линзы без риска разбиться в глазу произвели революцию в отрасли и превратили стеклянные линзы почти полностью устарел.
Несмотря на эти огромные достижения, линзы все еще были склеральными линзами, закрывающими всю переднюю часть глаза, поэтому их можно было носить только в течение коротких периодов времени.
1948 — Родилась роговичная линза
Только в 1948 году роговичная линза была создана случайно. Кевин Тохи, английский техник-оптик, шлифовал пластиковую линзу, когда склеральная часть линзы отвалилась.
Оставшегося материала хватило только на покрытие роговицы, и Тохи решил попробовать носить его сам. Примечательно, что гораздо меньшая линза все еще могла оставаться на месте, когда смотрела по сторонам и моргала.
Уменьшенная площадь поверхности означает меньшее вмешательство в естественную смазку глаза и больший комфорт. Различные более тонкие конструкции были представлены в 1950-х, но только в 1960-х в отрасли произошла еще одна большая встряска.
1960 — Современный век контактных линз
В 1960 году химикам Вихтерле и Лиму удалось усовершенствовать процесс отливки гидрогеля. Это привело к созданию мягких гидрофильных контактных линз, которые были намного удобнее, чем их аналоги из жесткого пластика.
В первые дни существования мягких контактных линз возник целый ряд новых проблем.
Из-за высокого содержания воды с ними было чрезвычайно трудно обращаться, а оптическое качество было хуже, чем у линз из жесткого пластика, которые производились позже.
После почти десятилетия усовершенствований мягкие линзы Bionite стали доступны в Великобритании. В отличие от жестких контактных линз, большинство пользователей могут носить их в течение дня с относительным комфортом.
1971 — Мягкие гидрогелевые линзы поступили в продажу в США и Канаде
В 1971 году канадская компания Bausch & Lomb Inc., выпускающая товары для здоровья глаз, получила разрешение Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США на продажу своих мягких гидрогелевых линз. Они оказались невероятно популярными, помогая начать современную эпоху контактных линз. Со временем гидрогелевый каркас для контактных линз был расширен и улучшен. 1981 были выпущены мягкие линзы длительного ношения, которые можно было носить всю ночь.
1986 — Представлены газопроницаемые линзы длительного ношения
В 1986 году были выпущены газопроницаемые линзы длительного ношения.
