Эта история началась еще в феврале 2013 года, когда мы выложили на youtube видео с экспериментом «Сердце на батарейке» (ролик был приурочен к 14 февраля). Тогда это было просто очередное наше видео, которое набрало всего несколько тысяч просмотров. И кто бы мог подумать, что это может привести к чему-то большему?
Но уже спустя год этот эксперимент вошел в третий том книги «Простая Наука». По сути, мы просто взяли скрины с первого видео и добавили текст. Может еще помните пост на гиктайме. Для книги был выпущен набор, в состав которого, в том числе, входил неодимовый магнит и медная проволока с батарейкой.
Надо сказать, тогда эксперимент был из разряда сложных, и его мог повторить только человек с «прямыми руками». Читателю требовалось приложить немало усилий и старания, а в качестве вознаграждения получить удивительное зрелище.
Из отзывов стало понятно: опыт действительно многим оказался не по зубам. Основная сложность была в изгибе проволоки: должна иметь симметричную форму, а внизу контакты должны быть правильно изогнуты.
Мне пришлось убедиться в этом лично во время проведения мастер-классов для детей. После столкновения с трудностью, и если рядом нет человека, который мог бы подсказать как выйти из этой ситуации, ребенок теряет интерес и забрасывает эксперимент. Хотя стоит ему немного помочь на стадии изгиба проволоки, как все получается, и радости нет предела.
Прошло три года. В мае этого года для серии «Эксперименты в коробочке» потребовалось разработать несколько новых наборов. И тут я снова вспомнил про «Сердце на батарейке». Но если в книге можно было использовать пару «сложных» экспериментов среди десятка простых, то в наборах, где только один эксперимент, это уже недопустимо.
Проблемы
Требовали решения, как минимум, три проблемы:
- свободный и легкий, но, в тоже время, уверенный контакт между проволокой и магнитом, который находится снизу (диаметр магнита 8 мм, а батарейки 10 мм);
- согнуть несколько тысяч одинаковых медных «сердец» без применения автоматического оборудования (его просто нецелесообразно использовать в наших объемах);
- в процессе транспортировки форма проволоки должна быть сохранена, без каких либо изменений.
Решения
На поиск решений ушел почти месяц, но результат того стоил!
- Следуя обычной логике, батарейка ставилась на магнит своей плоской стороной (минусовым контактом). Но тогда для контакта проволоки с магнитом было всего 4 мм (именно такая высота у магнита). Понятно, что это требовало более точного изгиба, и вероятность того, что «что-то пойдет не так», увеличивалась. Постановка батарейки вверх ногами решала бы вопрос свободного пространства, но делала конструкцию менее устойчивой.
Вышли из положения так: добавили большую площадку в виде коробки и накрепко «соединили» всю конструкцию. Проще говоря, подложили шайбу под коробку, сверху на коробку магнит и только потом уже батарейку. Конструкция оказалась очень устойчивой, что по началу было сложно предположить. Таким образом, упаковка стала частью эксперимента, что идет набору только в плюс.
- Следующую проблему решали в два этапа: сделали прототип оснастки из дерева, а потом произвели идеальный образец на 3D принтере.
Деревянный прототип делали в деревне из подручных средств, но поймать суть удалось с первого раза.
Дальше уже было дело техники: 3D модель в 123D Design, переброс в CURA и печать на Wanhao Duplicator i3. Пластик использовали ABS и PLA, но существенной разницы не почувствовали.
Теперь если даже оснастка сломается или потеряется (что уже было), за три часа печатаем, и снова можно производить «медные сердца» в промышленных масштабах. И да, получается, что каждое сердце «ручной работы» ;)
- А вот третья проблема проявилась только после того, как мы все сделали и стали упаковывать. Решили проверить, что будет, если сильно потрясти коробочку? В итоге из коробки вынули не «сердце», а художественный завиток. При чем, каждый раз он получался индивидуальным… и не рабочим.
Если вы хоть раз решали изобретательские задачи, то наверняка заметили: лучшее решение всегда самое простое. Не уверен, что у нас получилось самое простое решение, но на тот момент оно было спасительным. Выручил обычный степлер: мелкие детали укладываются в пакетик, и он крепится скрепкой к коробочке.
Сейчас коробочку можно трясти сколько угодно, форма проволоки останется без изменений. Кстати, если у кого есть идея более простая, поделитесь, пожалуйста. Со стороны решение может оказаться более очевидным.
Замена названия
Казалось бы, все проблемы позади! Но не тут-то было. По продажам стало видно, что этот набор продается хуже, чем остальные. И виной всему оказалось название. Пока весь тираж коробочек не был продан, мы работали с названием «Сердце на батарейке». И вот только в сентябре тираж закончился, и запустили новый, с надписью «Элеткромоторчик». Нет полной уверенности, что это победа, но ситуация уже изменилась и выравнилась по соотношению с продажами других наборов.
Со стороны может показаться, что все решения и наши ошибки очевидны сразу, и их можно решить на раз-два, но в реальности так не получается, к сожалению.
Своей задачей мы ставим сделать именно продукт, ведь все эксперименты и явления известны давным-давно, и ничего нового мы не привносим с научной точки зрения. Но вот такого набора еще никто не делал, и приятно чувствовать себя в некотором роде первопроходцем ;)
Видео
Что в итоге получилось, смотрите на видео:
p.s. По традиции, публикую промо-код на 20% скидку: geektimes. Действует на все наши книги "Простая Наука" и наборы "Эксперименты в коробочке". Его нужно ввести при оформлении заказа на сайте и нажать «применить».
Комментарии (60)
RusikR2D2
22.10.2017 21:44+1Кстати, если у кого есть идея более простая, поделитесь, пожалуйста.
Не факт, что более простая идея. Можно упаковать проволочную деталь в пузырьковый пакетик, чтобы тот плотно лежал в коробочке. Все остальное положить в другой пузырьковый пакетик, тоже плотно входящий в коробочку. Тогда при тряске не будет лишних звуков.
А пузырьки можно будет лопать после эксперимента. :)
Bredun Автор
22.10.2017 21:46А это может решить вопрос! Если заказать пакеты прямо по размеру. Попробую на неделе положить и посмотрю что будет. Спасибо ;)
zaq1xsw2cde3vfr4
23.10.2017 09:48А еще можно класть в коробку кусок медной проволоки и напечатанный на бумажке шаблон как нужно согнуть. По-моему детям даже интереснее будет. Как вариант несколько кусков проволоки и несколько листочков с шаблонами.
Bredun Автор
23.10.2017 11:08Да, согласен, можно как дополнительное вложение. Кстати, там коробку можно использовать в качестве шаблона, она по размеру как раз подходит.
saboteur_kiev
23.10.2017 18:38+1А если положить сердце в просто в картонный конвертик, может быть даже не конвертик, а просто плотный лист бумаги, который клеем приклеивается к крышке, и удерживает проволку. Тогда она всегда будет прижата с одной стороны плотной крышкой, другой — картонкой.
Bredun Автор
23.10.2017 18:56Тут проблема еще остается с движением батарейки. Именно из за её бултыхания и мнётся проволока. Еще на проволоке есть кольцо и оно перпендикулярно основной плоскости. Хорошо бы чтобы конверт был толстым.
ARD8S
22.10.2017 21:51+1Контур можно было уложить между двух слоёв гофрокартона, а петля торчала бы с края. Степлером при желании так же поставить 2 или 4 скрепки по углам и всё. Ну и скрутку я бы сделал с ограничителем (например толстую трубку от гелевой ручки или любую, подходящую по диаметру и "-" батарейки в термоусадку или более широкую трубку как-то так), чтобы контур не съезжал/ не спадал с батарейки и крутился.
Bredun Автор
22.10.2017 21:55Дополнительные детали (пластины гофрокартона) усложняют процесс. Мы думали про них.
Скрутка сейчас с ограничителем. А вот про термоусадку не совсем понял.ARD8S
22.10.2017 22:09Ну у вас с минуса батарейки контур может съехать и эксперимент fail. А так на минусе батарейки будет трубка, в которой контур будет вращаться, а её можно закрепить по центру батарейки термоусадкой или термоклеем. Скрутка будет вставляться в трубку.
Штука одноразовая, не думаю, что батарейку будут менять, зато не причинит нравственных страданий покупателям, спадая с батарейки и крутиться будет равномерно. Даже на видео заметно «гуляет», может застрять в обклейке канавке между корпусом и — контактом.
Что сложного в вырезании двух кусков из гофрокартона? Его везде полно, даже покупать не надо. Любая коробка будет отличным бутербродом для контура, зато точно не помнётся.Bredun Автор
23.10.2017 00:32На удивление она стоит довольно устойчиво. Визуальная неустойчивость придает некий шарм даже: как бы должна свалиться, но не сваливается )
ClearAirTurbulence
22.10.2017 22:16Я так понял, надеть трубку на элемент питания сверху, чтобы она образовала небольшой «бортик», слегка поднятый на плоскостью полюса, чтобы верхняя часть петли, контактирующая с полюсом, не могла с него «съехать».
Trabant
22.10.2017 21:54+1А почему не положить «сердце» между двумя картонками? Дёшево\сердито.
Bredun Автор
22.10.2017 21:56Выше уже зашел разговор про это. На самом деле мы так пробовали и это оказалось не так просто: нужно картон заказывать (резать выходит долго при большом тираже). А сейчас решение скрепка и все.
Выше есть предложение пакета пупырчатого, в этом что-то есть, так как это решает еще вопрос хранения произведенных «сердец».
Big-Boss
23.10.2017 00:31Проволоку после придания формы закалить?
Bredun Автор
23.10.2017 00:36Она станет пружинить? Но медную разве можно закаливать? Я просто не пробовал никогда этого делать.
Peter1010
23.10.2017 11:10можно, но это достаточно сложный процесс… надо нагреть до 380~400 и не больше. ну в общем дома это сделать сложно будет
Bredun Автор
23.10.2017 11:10Но если для этого нужно просто из нагреть когда они лежат в некой кювете горкой, то это не такая уж проблема. Лишь бы их потом не пришлось очищать от нагара и все такое.
Peter1010
23.10.2017 12:43остужать то же надо вроде бы медленно. а не быстро в воду. нагара при такой температуре не будет почти.
MAXSSS15
23.10.2017 00:34Поролон. Поролоновый параллелепипед размером точно с внутренний объем упаковки. Разрезать его вдоль чтобы получился бутерброд. Между половинками положить сердце и закрепить его скотчем. Магнит также — просто положить на поролон и закрепить скотчем. Для батарейки можно в одной половинке поролона вырезать углубление. Можно не вырезать — она продавит поролон, и будет им удерживаться. Накрыть всё другой половинкой поролона, и потом положить в коробочку и закрыть её.
Bredun Автор
23.10.2017 00:35Поролон заказывать под размер?
VerdOrr
23.10.2017 03:16www.google.ru/search?q=упаковка+из+поролона
P.S. ИМХО, это самое изящное решение
Bredun Автор
23.10.2017 01:10+1Вообще, надо попробовать. Идея с простым бутербродом может быть рабочей. Лишние вырезания ставят под сомнения саму затею, но если обойтись прямоугольниками, которые можно заказать в нужном тираже, это интересно! Спасибо!
Bredun Автор
23.10.2017 11:14Может тогда одну половинку бутерброда делать короче другой, чтобы как раз батарейка легла туда? Просто иначе будет оттопыриваться коробка бугром в том месте, где батарейка будет на поролоне лежать.
MAXSSS15
24.10.2017 18:24Не короче, а с вырезом точно под батарейку. Но не с самого краю, а чтобы между батарейкой и краем был поролон, он должен батарейку фиксировать. Иначе она будет болтаться с краю и разобьёт упаковку.
dlinyj
23.10.2017 11:47Интересно, а пробовали ли вы генерировать энергию, ведь электрическая машина должна быть обратимой? Мы ещё 10 лет назад с DIHALT баловались этим. Не уверен что смогу найти нашу статью по теме.
Bredun Автор
23.10.2017 12:02Что вы имеете ввиду? ) Руками вращать катушку около магнита?
dlinyj
23.10.2017 12:56Ди зазвал в данный тред.
В данном случае праздный интерес, нежели практический — генерация энергии. Руками думаю не получиться, тут бы в дрель вставить :). И произвести замер ЭДС. Мы развлекались таким, но не помню, получили ли какие-то результаты. На сколько я помню двигатель называется полярный.
DIHALT
23.10.2017 14:24любая электрическая машина обратима. т.е. если петлю вращать, то батарейку можно зарядить. Мы в свое время делали униполярный генератор. Помните мотор из шурупа? Вот мы вращали шуруп и снимали с него ЭДС. Я вроде бы даже статью писал для журнала Хакер (да?) но так и не опубликовали ее.
dlinyj
23.10.2017 14:26Я нашёл статью! ru-radio-electr.livejournal.com/289345.html
Bredun Автор
23.10.2017 16:50+1Очень клевые бы наборы вышли с элементом Пельтье, только они пока довольно дорогие… Но там сразу 2 эффекта можно демонстрировать: «Набор 2 в 1» )
Bredun Автор
23.10.2017 16:49Такая мини зарядка для пальчикового аккумулятора ) Посчитать, сколько нужно вращений сделать для ощутимой зарядки, и набор готов )
Karpion
23.10.2017 18:56+1Для начала я бы пересмотрел концепцию нижнего контакта:
В магните сверлится дырочка. В неё плотно вставляется что-то типа гвоздика с тонкой ножкой и широкой шляпкой. Этот "гвоздик" держится силой тяжести и силой магнита. На "шляпку" ставится батарейка (желательно, чтобы батарейка притягивалась к магниту и этим укреплялась бы вся конструкция).
"Шляпку" можно сделать не ровной, а с углублением под батарейку.
Ножка "гвоздика" чуть длиннее дырочки. Так что рамка теперь может иметь нижнее кольцо меньшего радиуса.
Теперь о сохранности рамки:
Для начала я бы заменил материал рамки на более упругий и менее пластичный. В идеале — на немагнитную сталь.
Для защиты рамки — я не вижу ничего лучше сложенного вдвое куска толстого картона. Ну или двух кусков картона. Или взять пластик. И чтобы нижнее кольцо выступало наружу, а то такая упаковка сомнёт его.
Поролон тоже интересен. Но он д.б. достаточно толстый — впрочем, диаметра батарейки должно хватить.
А идеальное решение — это продавать не готовую рамку, а форму для её изготовления.
Bredun Автор
23.10.2017 19:14Про отдельно проволоку с формой для изготовления — да, как дополнительное вложение вполне разумно. Но просто проволоку и форму — не уверен. Не все дети такие «рукастые», а хочется чтобы не было ограничений.
tormozedison
23.10.2017 22:04Главный недостаток одновитковых униполярных двигателей — несогласованность нагрузки с источником. 1,5 В для него очень много, виток устраивает почти "козу", напряжение проседает, на источнике в виде тепла выделяется больше энергии, чем на двигателе в виде вращения.
Лечится это многовитковой рамкой. Подобрать такое количество витков, чтобы нагрузку с источником согласовать, и как знать, может, на несколько часов даже хватать будет.
Bredun Автор
24.10.2017 12:12Поступил комментарий, но он удалился. Попробую его воспроизвети и на него ответить:
«Как вам удалось сертифицировать набор „Вулканчик“, ведь в нем содержится дихромат аммония, который опасен и канцерогенен?». Подобные вопросы к нам поступают периодически.
На самом деле есть такой раздел в сертификации, как сертификация «Химических наборов» или что-то типа этого. Наборы действительно проходят эту сертификацию и мы получаем требования вписать необходимые требования к технике безопасности в инструкцию. Мы это обязательно делаем.
kedobear
А вот я бы с большим интересом отнесся к набору «Сердце на батарейке», чем к «Электромоторчику».
Bredun Автор
Мне тоже ближе «сердце», но видимо не понятное название и это повлияло так существенно.