Autore: Raffaele Berardi

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eBike: test #3 prototipo Ralph DTE EBK Endurance

Il caso di studio

Questo caso di studio inquadra i problemi cruciali della trasformazione di una bicicletta tradizionale in eBike e si pone l’obiettivo di testare i migliori compromessi tra semplicità di trasformazione, gestione razionale delle masse aggiunte (al fine di non penalizzare la guidabilità), autonomia, prestazioni, economia d’esercizio, ammortamento della spesa sostenuta, scelta di componenti affidabili, scelta delle celle più idonee, scelta dell’elettronica più idonea, scelta dei sistemi di gestione, ecc. Grazie a sofisticate strumentazioni durante l’intero arco della prova verranno rilevati tutti i dati necessari per scrivere un breve ma completo trattato tecnico.

Il test #3 del 2014

Il terzo test ha introdotto nuove variabili, esso infatti è stato condotto in giornate caratterizzate dal maltempo e, in particolare, in presenza di vento. Abbiamo inoltre svolto delle prove di tipo “race” sfruttando una pista ciclabile comunale chiusa al traffico e destinata al solo allenamento dei ciclisti. Infine abbiamo coperto dei percorsi colmi di dislivelli, caratterizzati da pendenze variabili tra il 10% ed il 15%, effettuando delle “ripetute” che mettono a dura prova il treno di potenza.

L’impatto con l’aria di una bicicletta è, ovviamente, assai modesto. In giornate ventose abbiamo riscontrato riduzioni di velocità di punta di soli 2 km/h in pianura ed in salita. La riduzione di prestazioni, seppur minima è stata attribuita al vestiario non professionale indossato durante la prova. Un normale capo d’abbigliamento (felpa, giaccone, tuta…) non ha infatti le caratteristiche idonee per un ciclista e, invece di rimanere aderente al corpo, tende al rigonfiamento, tipo vela, generando un effetto frenante non trascurabile. Abbigliamento aderente da ciclismo, oltre a proteggere meglio dal vento, riduce notevolmente l’attrito con l’aria specie in caso di maltempo. Sarebbe interessante valutare la riduzione di autonomia in base alla velocità media del vento in una data giornata.

Per variare la sequenza di prove di tipo “endurance” ci siamo recati presso una pista ciclabile chiusa al traffico in un orario in cui l’impianto era completamente vuoto. Anche dopo 40 km circa di test, non si sono registrate temperature anomale del motore, dell’elettronica e delle celle del pacco batterie. Nemmeno una volta l’elettronica è intervenuta per tagliare la potenza o per segnalare dei surriscaldamenti, né tantomeno per interrompere nettamente l’alimentazione. Non si sono inoltre rilevati cali di velocità di punta significativi, al termine della prova avevamo infatti quasi tutti i valori al massimo o in prossimità del massimo. L’anello della pista scelta è caratterizzato da 2 salite e 2 discese di lieve entità, 4 curvoni principali (2 dei quali si possono prendere in pieno), alcune sconnessioni ed ampie vie di fuga sulla terra. Al momento abbiamo in programma di ripetere il test presso un kartdromo sia in una giornata fresca che in una giornata afosa (riporteremo volentieri nel prossimo articolo relativo i dati tratti dai sistemi di diagnosi del treno di potenza installati a bordo, nonché i dati meteo comprese le temperature, l’umidità e la velocità del vento).

Altro interessante test prevedeva di effettuare più volte un percorso ricco di salite di pendenze comprese tra il 10 ed il 15%. Con nostra sorpresa il calo di tensione del pacco batterie è aumentato, rispetto a percorsi di analoga lunghezza ma prevalente pianura, di pochi decimi di Volt (al momento non possiamo fornire valori dettagliati per questioni di riservatezza ma, in ogni caso verranno resi disponibili in futuro a prove ultimate e prototipo completato). Variando i parametri motore ed andando ad aumentare la coppia in basso contiamo di raggiungere i medesimi risultati ottenuti in questa prova anche con pendenze maggiori e mantenendo comunque una elevata autonomia a scapito però della velocità massima (che ovviamente risulta inutile su percorsi ostili).

Segnaliamo ai lettori che abbiamo già iniziato a mettere a punto la variante Superlight di Ralph DTE EBK, questa avrà un’autonomia ridotta al livello suggerito dai nostri studi ma permetterà in compenso azioni di freestyle e la possibilità di praticare percorsi decisamente ostili. Contiamo di offrirvi più informazioni e qualche dimostrazione quanto prima…

Nota

Attualmente l’intero powertrain messo a punto da noi, completo in ogni sua parte descritta nella scheda tecnica, è installato su un normale telaio da trekking. Soluzione utile per le prove elettriche, elettroniche e prestazionali. Stiamo lavorando duro affinché il telaio dedicato sia presto pronto per le nostre prove.

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eBike: test #5 prototipo Ralph DTE EBK Endurance – In preparazione

Powertrain eBike Ralph DTE EBK Endurance
Il nostro powertrain è progettato per impieghi heavy duty di durata. Continue salite,
con pendenze variabili ripetute comprese tra il 10 ed il 15 %, comportano abbassamenti
di tensione maggiori solo di pochi “decimi di Volt”. Variando i parametri motore ed
andando ad aumentare la coppia in basso contiamo di raggiungere i medesimi risultati
ottenuti in questa prova anche con pendenze maggiori e mantenendo comunque una
elevata autonomia a scapito peròd ella velocità massima (inutile su percorsi ostili).
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Il blog Ralph DTE compie 6 anni

Così non c’è voluto molto affinchè la tecnologia che vede la produzione di biogas (e dell’energia che se ne ricava) come un’ottima alternativa energetica a filiera corta, venisse impiegata sia in campo edile residenziale che nel settore automotive (autoveicoli, bus, mezzi agricoli). Non c’è voluto molto affinché dispositivi come i Flywheel venissero impiegati sulle vetture ipersportive ibride ad alto contenuto tecnologico così come negli impianti smart grid che accumulano e ridistribuiscono l’energia prodotta dagli impianti di rinnovabili presenti in un quartiere efficiente. Non c’è voluto molto affinché nuovi materiali compositi formassero le strutture rigide e resistenti di monoposto da competizione così come di strutture di rinforzo nelle ristrutturazioni all’avanguardia di edifici danneggiati. E non c’è voluto molto affinché l’ottimizzazione energetica, il recupero dell’energia e del calore diventassero centro di interesse per le abitazioni del futuro così come per le auto più prestazionali ed allo stesso tempo green* del pianeta.

Eppure, solo sei anni fa, mi chiedevano perchè avessi mescolato (io preferisco dire “connesso”) temi così diversi tra loro (io preferisco dire “apparentemente diversi”). I più chiusi mentalmente la ritenevano una follia, una scelta priva di senso. Invece siamo stati i precursori di una nuova era. Questo articolo, del resto, inizia con quattro chiari esempi di connubi tecnologici di rilievo degli ultimi tempi.

Io queste connessioni le avevo immaginate diverse anni fa. Le avevo immaginate quando non erano note, non c’erano e le persone con cui parlavo faticavano a comprendere. Oggi ai cultori della tecnologia inizia ad essere noto ciò che per me è oramai un concetto vecchio, mentre sono già proiettato verso il futuro prossimo con nuove idee. Ora gli scettici di sei anni fa hanno modo di vedere un affascinante esempio di avanguardia e, se hanno capito la benevola lezione, dovrebbero chiedersi: “A cosa starà pensando ora?”.

*Ovviamente in proporzione alle prestazioni erogate.

Ralph DTE

Un desiderio costante ha portato questo Blog da zero al punto in cui si trova ora.
Altrettanta aspirazione porterà presto nuovi contenuti via via più completi, più
affascinanti e di maggiore qualità nell’intento di offrire nuovi stimoli a chi, nel
suo piccolo, può cambiare anche solo un minimo dettaglio di questo mondo.
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Curiosità sul cervello, l’elaboratore più avanzato al mondo: connessioni tra attività fisica, cervello e salute – Parte 2

Rubrica: Neuroscienze

Titolo o argomento: Curiosità sul cervello, l’elaboratore più avanzato al mondo

Questo articolo segue da:
Vedi i “link correlati” riportati in basso.

Nel precedente articolo si è introdotto il nesso logico tra esercizio fisico, salute del cervello e salute del corpo, spiegando come il cervello si sia sviluppato 2 milioni di anni fa accrescendo improvvisamente il suo volume e migliorando le sue prestazioni, così come quelle dell’intero organismo, quando l’uomo camminava per ben 10-20 km al giorno a caccia di cibo ed alla ricerca di luoghi sicuri. La gran mole di esercizio ha sviluppato in qualche modo le sue capacità cognitive e si è riflessa sulla sua salute. L’esercizio fisico non fa solamente bene all’organismo in modo diretto ma offre benefici al cervello che si ripercuotono di conseguenza sull’intero organismo.

I numeri dei benefici

E’ scientificamente dimostrato che esercizi fisici aerobici, rigorosamente all’aria aperta (in zone salubri) e non in locali chiusi, 30 minuti alla volta e non 30 minuti sparsi lungo l’intera giornata, due o tre volte la settimana, accompagnati da una dieta idonea, offrono importanti benefici cognitivi nonché a livello vascolare. Sono altrettanto scientificamente dimostrate le minori incidenze di insorgenza dell’Alzheimer, addirittura -60%, e della possibilità di ictus cerebrale, -57%.

Camminare parecchie volte alla settimana, con passo andante e per almeno 20 minuti di seguito, già offre vantaggi tangibili per il cervello. Si è persino osservato che i sedentari irrequieti che si muovono nervosamente mostrano già dei benefici, sia di tipo cognitivo che vascolare, rispetto ai sedentari che stanno totalmente fermi.

L’esercizio fisico fa talmente bene al cervello che è in grado di agire incisivamente sull’umore, addirittura molti psichiatri affiancano le normali terapie ad un regime calibrato di attività fisica. Oggi non sono rari i casi di depressione coltivata tra la vita in ambienti chiusi, l’ozio ed il continuo uso, smodato, di gadget elettronici e social media. In simili casi c’è una lunga coda di patologie, anche più gravi della depressione, che possono potenzialmente mostrarsi molto prima della terza età.

Sia nei casi di depressione che di ansia l’esercizio fisico si è rivelato immediatamente benefico e con effetti duraturi sia nell’uomo che nella donna. Più a lungo si mantiene uno stile di vita ricco di attività fisica (non agonistica) all’aria aperta è maggiori sono i benefici riscontrati dagli scienziati.

Un curioso meccanismo

Ma andiamo gradualmente sul tecnico. Il corpo umano opera affinché i cibi di cui si alimenta siano convertiti in glucosio ovvero in quel tipo di zucchero che rappresenta una delle risorse energetiche “preferite” del corpo stesso. Il glucosio ed altri prodotti metabolici sono assorbiti dal flusso sanguigno attraverso l’intestino tenue. Le sostanze nutritive successivamente vengono inviate all’intero organismo per poi depositarsi nelle cellule che costituiscono i vari tessuti organici. Le cellule hanno il “vizio” di accaparrarsi famelicamente ciò che è dolce. La chimica delle cellule scompone la struttura molecolare del glucosio e ne estrae energia zuccherina. Tale processo è talmente violento che alcuni atomi vengono letteralmente fatti a pezzi generando molte scorie tossiche. Nel caso di cui ci stiamo interessando tali scorie sono rappresentate da una moltitudine di elettroni strappati agli atomi delle molecole di glucosio. Gli elettroni spaiati impattano contro altre molecole presenti nelle cellule trasformandole in radicali liberi, le sostanze più tossiche conosciute dal genere umano. Questi elettroni possono persino provocare mutazioni del DNA. Ciò che impedisce all’organismo di morire rapidamente per overdose di elettroni è un’atmosfera ricca di ossigeno la cui principale funzione, una volta respirato, è quella di assorbire quanti più elettroni nocivi possibile.

Il cervello umano non può attivare più del 2% dei suoi neuroni simultaneamente. Se si superasse una tale soglia il consumo di glucosio sarebbe così elevato da causare uno svenimento. Ciò significa che il cervello ha bisogno di molto glucosio ma questo genera allo stesso tempo molte scorie tossiche. Di conseguenza necessita di una abbondante ossigenazione, tramite il sangue che vi affluisce, che deriva unicamente da una costante e proporzionata attività fisica. Ecco spiegato quindi il nesso logico tra esercizio fisico, salute del cervello e salute del corpo. Del resto se il cervello non va è difficile che vada tutto il resto dell’organismo.

Tre importanti requisiti

I tre requisiti per la vita di ogni individuo sono quindi: alimenti (sani), assunzione di liquidi (sani), aria fresca (salubre). Si può vivere una trentina di giorni senza cibo ma solo una settimana senza acqua (concetto che dovrebbe essere assodato più che altro dai lettori avanti con l’età dato che più si va avanti con gli anni e più, chissà perché, si tende a bere meno autodanneggiandosi e vivendo sempre più in modo statico in ambienti chiusi… la ricetta per morire presto e gravemente ammalati, a voi la scelta), infine circa 5 minuti in assenza di ossigeno sono sufficienti per rischiare danni gravi e permanenti al cervello.

Continua…

Fonte: John Medina – Molecular biologist

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Curiosità sul cervello, l’elaboratore più avanzato al mondo: connessioni tra attività fisica, cervello e salute – Parte 1

Rubrica: Neuroscienze

Titolo o argomento: Curiosità sul cervello, l’elaboratore più avanzato al mondo

Il genere Homo comincia con l’Homo habilis e termina con noi, Homo sapiens. La massa cerebrale dell’Homo habilis aveva dimensioni pressoché analoghe a quelle di un’arancia. Circa 2 milioni di anni fa il nostro cervello ha improvvisamente incominciato a crescere. Le ragioni non sono ancora note ma c’è un dettaglio molto interessante dal quale partono spunti avvincenti: un cervello voluminoso è un organo molto esigente sotto il punto di vista dei “consumi”. Il cervello umano, pur costituendo solo il 2% della massa corporea, consuma il 20% dell’energia disponibile.

Il cervello è conformato per risolvere problemi connessi alla sopravvivenza in un ambiente esterno instabile e, allo stesso tempo, per farlo in movimento quasi costante. Milioni di anni fa l’uomo viveva quotidianamente in spazi aperti molto vasti, circondato da costanti pericoli e con la necessità di muoversi continuamente (si stimano circa 10-20 chilometri al giorno per l’uomo e circa 5-10 chilometri al giorno per la donna) per procurarsi cibo e ambienti sicuri dove rifugiarsi.

Studi mirati sulla precedente osservazione hanno permesso di comprendere che il cervello umano e la sua capacità di calcolare, memorizzare, creare connessioni logiche (ragionare) e sorprendere, si sono sviluppate mentre l’organismo era maggiormente sottoposto ad esercizio fisico (quindi non dietro noiose scrivanie in ambienti chiusi dall’aria viziata).

Volendo semplificare al massimo la salute e la funzionalità del corpo dipendono dalla salute del cervello, la salute del cervello dipende dall’esercizio fisico correttamente ponderato alle possibilità dell’organismo di cui si dispone (non si fa riferimento all’attività agonistica), l’esercizio fisico permette di potenziare le prestazioni del cervello. Quindi se il cervello sta bene, il corpo sta bene. E per far star bene il cervello c’è bisogno di attività fisica costante e proporzionata all’organismo.

Esercizio fisico → miglioramento condizioni cervello → miglioramento salute generale.
Vi ricorda niente un certo “Mens sana in corpore sano”?

Da notare la recente scoperta dell’Istituto di biologia cellulare e neurobiologia del Consiglio nazionale delle ricerche (Ibcn Cnr) di Roma che smentisce l’irreversibilità del declino della neurogenesi (il processo di formazione di nuove cellule nervose) nell’età adulta. Si è scoperto infatti che con l’esercizio fisico costante non solo si annulla il declino della neurogenesi ma si attiva un’iperproliferazione di nuove cellule nervose, con effetto duraturo, che incrementa le capacità mnemoniche generando nuove connessioni e nuove funzionalità… Certo sarà dura combattere la flemmaticità dei più pigri.

Continua…

Fonte: John Medina – Molecular biologist | Ibcn Cnr

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L’Italia, un paese scomodo

Rubrica: Così è la vita
Titolo o argomento: L’Italia è nostra, riprendiamocela…

L’Italia ripudia la guerra, è un paese artisticamente ricco, paesagisticamente altrettanto ricco, dotato della spettacolarità della conformazione a penisola affacciata sul Mediterraneo ma, più di ogni altra cosa, l’Italia è il paese di quel tipo di persone che meglio di altre al mondo hanno saputo arrangiarsi, inventare, studiare, ricercare, costruire, precedere, innovare, sviluppare, essere originali, espressivi, artistici, trovare soluzioni, raggiungere risultati importanti prima dei big. L’Italia scombussolava, regalava emozioni, generava l’istinto del desiderio dell’intero mondo verso i propri prodotti, generava passioni virali, faceva battere i cuori di chi sentiva passare i dodici cilindri più esclusivi del pianeta o le due ruote che, nella loro bellezza ed eleganza sapientemente mista all’aggressività tipica dei purosangue, hanno dominato i podi di motomondiale e superbike per decadi instaurando il terrore nei rivali che arrivarono persino a temere di non poter mai vincere. L’Italia vantava il prestigio di migliaia, decine, centinaia di migliaia di piccole realtà artigianali e industriali sparse per il paese. Il modello economico perfetto dove il potere non è in mano ad una sola azienda enorme che decide le sorti che vuol decidere, ma distribuito su una vasta rete di professionisti sparsi sul territorio e che competono proficuamente e pieni di stimoli tra loro (modello che, chissà perchè…, stanno distruggendo in tutto il mondo). L’Italia vestiva, l’Italia calzava, l’Italia mangiava sano ed equilibrato con gusto, l’Italia beveva il frutto di una terra prossima all’equatore, affacciata sul mediterrano e climaticamente equilibrata. L’Italia si saziava su ceramiche poggiate su pregiati legni e utilizzando acciai in una sinfonia di materiali e artigianato puro, ricco, dotato del nostro valore aggiunto. L’Italia intratteneva con musica, film, teatri, musei, opere, spettacoli artistici e originalità in ogni dove. L’Italia stupiva, sbalordiva, lasciava senza fiato. L’Italia era inarrivabile e come accade sempre, o quasi, si capisce ciò che si aveva quando non lo si ha più.

L’Italia oggi mangia schifezze, intrattiene con altrettante schifezze, ha denaturato l’artigianato e l’industria dei piccoli artigiani, delle piccole e medie imprese, l’Italia oggi aggiunge sostanze poco salutari per far fermentar prima il prestigio enogastronomico, l’Italia importa vestiti con tessuti pieni di coloranti cancerogeni provenienti dai paesi orientali, l’Italia non ricerca quasi più, non innova, non tiene le redini, l’Italia butta ciò che ottiene dalla terra per tenere alta la domanda e far arrivare merce, scadente, dall’estero. L’Italia è in affanno, piegata sulle ginocchia, non ce la fa più, stroncata da gestioni che negli anni l’hanno venduta a chi ci invidiava. L’Italia sta diventando a poco a poco di altri, quegli stessi che prima o poi ci detteranno le loro condizioni e ci porranno la fatidica domanda: “Ti sta bene così oppure preferisci andartene?”. L’Italia è nostra, riprendiamocela.

L’Italia è quel paese che nonostante le piccole dimensioni, nonostante il piccolo popolo, colpiva nel segno, senza abusi, senza violenza, senza oppressioni, senza trabocchetti. Altre economie mondiali invece non sanno generare ricchezza senza che questo comporti decine, centinaia di guerre. Altre economie mondiali non sanno innovare senza copiare chi ha avuto idee nuove, originali, inaspettate, prima. Altre economie non sanno ottenere risultati come i nostri senza “barare”. Altre economie pur traendo radici da paesi enormi con superfici estramamente più vaste della nostra non riuscivano ad essere produttivi e competitivi tanto quanto noi, oppure lo erano alla pari ma con popolazioni decisamente più numerose. L’Italia, in un piccolo angoletto del mondo, è stata in grado di far tremare superpotenze devastantemente più grandi. L’Italia faceva paura. L’Italia era quel paese che portava molti stranieri a chiedersi “Ma come diamine fanno?”.

L’Italia deve essere ripresa dagli italiani che devono sentirsi liberi dall’oppressione di altri paesi ed iniziare nuovamente a far da sé. Non c’è rimasto molto e, purtroppo, l’ignoranza dilaga. Cambiano le facce, cambiano i colori, nessuno sa bene cosa fare, conosce realmente i pericoli che stiamo correndo, si fida di qualcuno. Le teste piene di problemi (generati poi da chi…) e sempre adornate dal quel pensiero che a nulla porta: “Va beh dai, ci penserò domani… se avrò tempo, se avrò voglia, se non sarò stanco, se sarò sereno, se avrò risolto questo problema…”. Ma il problema è un “errore ciclico”, il problema è creato e conformato affinché tu non abbia tempo di risolverlo. L’Italia è nostra, riprendiamocela*.

*Ma se ogni italiano non si impegna a lottare, a studiare cose nuove e ad imparare a guardare le cose che non conosce anche da nuovi punti di vista…

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Suggestiva immagine dell’Italia vista dallo spazio.
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eBike: test #2 prototipo Ralph DTE EBK Endurance

Il caso di studio

Questo caso di studio inquadra i problemi cruciali della trasformazione di una bicicletta tradizionale in eBike e si pone l’obiettivo di testare i migliori compromessi tra semplicità di trasformazione, gestione razionale delle masse aggiunte (al fine di non penalizzare la guidabilità), autonomia, prestazioni, economia d’esercizio, ammortamento della spesa sostenuta, scelta di componenti affidabili, scelta delle celle più idonee, scelta dell’elettronica più idonea, scelta dei sistemi di gestione, ecc. Grazie a sofisticate strumentazioni durante l’intero arco della prova verranno rilevati tutti i dati necessari per scrivere un breve ma completo trattato tecnico.

Il test #2 del 2014

Il secondo test condotto su Ralph DTE EBK Endurance (in versione aggiornata secondo gli ultimi sviluppi e necessità tecniche) ha avuto termine questa settimana. La moltitudine di prove eseguite ci ha dato modo di ricavare numerosi dati provando anche qualche brivido dovuto ad imprevisti tecnici. Si tratta in ogni caso di inconvenienti graditi ed importanti per capire di cosa ha bisogno una eBike, concepita con un elevato standard qualitativo, per funzionare al meglio ed in modo affidabile.

La curva dei consumi

Il motore elettrico (ma sarebbe più corretto dire la “macchina elettrica”) che monta EBK Endurance è concepito per offrire un minore consumo alle andature sostenute. Volendo verificare abbiamo rilevato che il consumo energetico sostenuto per percorrere circa 8 km tra i 5 km/h ed i 30 km/h è pressoché analogo a quello sostenuto per percorrere circa 15 km tra i 45 km/h ed i 56 km/h (a parità di massa trasportata a bordo). Qualora si desideri invertire questa tendenza l’intervento sull’elettronica non è sufficiente ed è necessario operare radicali modifiche all’architettura del motore elettrico; ma di questo parleremo meglio in seguito, quando potremo esporre anche la curva del consumo energetico.

Le sollecitazioni: effetti sui cablaggi

Quindi sui lunghi percorsi dove è richiesta potenza piena ed un elevato numero di giri non abbiamo avuto alcun problema di autonomia ed il prototipo ha rispettato pienamente le aspettative e, anzi, ci ha permesso di andare oltre quello che avevamo previsto mesi fa. D’altra parte però le sollecitazioni, alle alte andature, specie sui percorsi pieni di buche, fanno sentire in modo più incisivo la loro influenza richiedendo una cura dell’assemblaggio ricca di accorgimenti.

Durante uno sterrato percorso a circa 52 km/h, infatti, uno dei generosi cavi di alimentazione, che dal pacco batterie raggiungono il controller, si è sfilato dal faston interrompendo bruscamente il flusso di corrente. In seguito ad un sonoro schiocco la trazione del mezzo è venuta meno ma il sistema di rigenerazione è rimasto attivo andando però ad alimentare solo i sistemi di bordo e non il pacco batterie. Il cockpit ci ha fornito un quadro della situazione ma quando l’eBike si è fermata del tutto, anch’esso ha cessato le sue funzioni (salvando comunque prima tutti i dati). In sostanza dal momento in cui il cavo si è scollegato, generando il cosidetto schiocco (parliamo sempre di circa 50A), il sistema di protezione del pacco batterie ha rilevato in pochi millisecondi l’anomalia, ha disattivato il pacco batterie, ha bloccato il teleruttore ed ha impedito eventuali cortocircuiti. Dopo una rapida assistenza tecnica e dopo il ripristino della gestione elettronica e del pacco batterie, è stato necessario bloccare i cavi nei faston anche con un bagno di stagno di sicurezza. I cavi di alimentazione infatti hanno una massa considerevole rispetto al resto della cavetteria che porta esclusivamente dei segnali e sarà opportuno lavorare per assicurarli nel modo più consono.

Nota

Attualmente l’intero powertrain messo a punto da noi, completo in ogni sua parte descritta nella scheda tecnica, è installato su un normale telaio da trekking. Soluzione utile per le prove elettriche, elettroniche e prestazionali. Stiamo lavorando duro affinché il telaio dedicato sia presto pronto per le nostre prove.

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Ralph DTE EBK Endurance

Attualmente l’intero powertrain messo a punto da noi, completo in ogni sua parte descritta
nella scheda tecnica, è installato su un normale telaio da trekking. Soluzione utile
per le prove elettriche, elettroniche e prestazionali. Stiamo lavorando duro
affinché il telaio dedicato sia presto pronto per le nostre prove.
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Il florido mercato dei semiconduttori

Rubrica: Simple news
Titolo o argomento: Notizie di rapida lettura da fonti professionali nel mondo
Fonte: Agenzia IHS

Il mercato dei semiconduttori al momento sembra non conoscere rallentamenti. Tra i maggiori consumatori di semiconduttori al mondo si trovano nomi quali Apple, Samsung, HP, Lenovo e Dell.

Apple ha acquistato nel 2013 semiconduttori per 30,3 miliardi di dollari. Tale valore equivale al 9,9% del consumo mondiale di semiconduttori.

Samsung ha acquistato nello stesso anno semiconduttori per 22,2 miliardi di dollari. Una fornitura equivalente al 7,3%  del consumo mondiale.

HP nel 2013  ha acquistato semiconduttori per 10,1 miliardi di dollari, ovvero il 3,3% del consumo mondiale.

Lenovo nel 2013 ha acquistato semiconduttori per un totale di 9,2 miliardi dollari, ovvero circa il 3,0 % del consumo mondiale.

Dell, al quinto posto, ha acquistato nel 2013 solamente, si fa per dire, semiconduttori per 7,7 miliardi di dollari pari al 2,5% del consumo mondiale.

Osservazione a cura dell’autore: per renderci conto del volume di spesa sostenuto dalla sola Apple nell’anno 2013 per i semiconduttori, la spasmodica cifra di 30,3 miliardi di dollari corrisponde attualmente a circa 22,2 miliardi di Euro ovvero oltre 43 “mila miliardi” delle vecchie lire.

Osservazione a cura dell’autore: l’acquisto dei soli semiconduttori da parte di Apple copre 1/96 del debito pubblico italiano. Questo significa che se l’Italia, con le menti ed i talenti che ha, tornasse ad investire in ricerca e sviluppo come accadeva nel dopoguerra, tornerebbe nel giro di pochi anni ad essere una delle prime superpotenze economiche mondiali.

Osservazione a cura dell’autore: per chi desidera capire meglio la natura della precedente affermazione e desidera poter leggere delle fonti interessanti per curiosare, confutare, dissentire o concordare, consiglio la lettura del libro “Il miracolo scippato” di Marco Pivato – Donzelli Editore. Si tratta di un libro che a mio avviso rappresenta uno dei validi spunti per riflettere e costruire un proprio pensiero sulle potenzialità di questo paese, le occasioni che costantemente perdiamo, l’errata gestione e quant’altro desidererete osservare.

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Principio di funzionamento della microscopia a scansione di sonda

Rubrica: Strumenti e attrezzature

Titolo o argomento: I mezzi per studiare morfologia e proprietà dei corpi solidi

Segue da:
Che cos’è la Microscopia a scansione di sonda?

Principio di funzionamento

Come introdotto nel precedente articolo di questa rubrica, la microscopia a scansione di sonda (Scanning Probe Microscopy o, semplicemente, SPM) investiga microstrutture superficiali, e le relative proprietà locali, mediante una speciale sonda appuntita a forma di ago. La porzione di ago utilizzata nelle analisi ha dimensioni pari a soli 10 nanometri. La distanza tra punta e campione (che non si toccano mai) è solitamente compresa tra 0,1 e 10 nanometri. A seconda del tipo di SPM vi sono diverse modalità di interazione tra punta e campione utili per generare indirettamente una mappa tridimensionale della superficie analizzata.

Si sfrutta ad esempio la corrente elettrica, più precisamente l’effetto tunnel, nei microscopi di tipo STM (microscopi a effetto tunnel), così come si sfruttano le forze di van der Waals (forze di tipo attrattivo e repulsivo a livello atomico) nei microscopi di tipo AFM (microscopi a forza atomica). Ma si può far perno anche su forze di tipo magnetico, forze elettriche e persino fenomeni ottici, al fine di ottenere indirettamente la scansione di una superficie a livello atomico.

In ognuno dei casi citati lo scopo è quello di tenere sempre costante la distanza tra la sonda ed il campione, ovviamente questo non è direttamente possibile in quanto ogni superficie, anche quella apparentemente più liscia, se ingrandita mostra delle importanti irregolarità (specie a livello atomico). Per riuscirci è necessario ricorrere a qualche stratagemma, lo stesso che poi permette di mappare la topografia superficiale.

Ora se utilizziamo un principio fisico (corrente elettrica, forze atomiche, forze magnetiche, forze elettriche, fenomeni ottici) possiamo sapere che ad una precisa distanza della sonda dal campione l’entità del tale fenomeno fisico ha un preciso valore corrispondente (che nel nostro esempio chiameremo parametro “P” – vedi l’immagine in basso). Ovviamente vi è una dipendenza univoca tra il parametro “P” e la distanza “z” che intercorre tra sonda e campione. A questo punto un sistema, detto di retroazione “FS”, si occupa di mantenere costante la distanza punta-campione semplicemente controllando le variazioni del parametro “P” al fine di apportare correzioni alla distanza sonda-campione e riportarla quasi istantaneamente al valore “P0” impostato dall’operatore. Affinché ciò sia possibile il segnale che interpreta lo scostamento dal parametro “P” (ΔP = P-Po) viene amplificato ed inviato ad un trasduttore piezoelettrico “PT” incaricato di effettuare il controllo. Nel caso in cui lo scostamento dal parametro “P” sia maggiore di 0,01 Å (dove Å significa Ångström ovvero 1×10-10 m) il trasduttore riporta la distanza al valore predefinito (che corrisponde ovviamente ad un ΔP nullo, ovvero segnale differenziale nullo).

In questo archibugio risiede il trucco per il rilievo topografico della microstruttura superficiale presa in esame. Sono infatti tutti i valori degli scostamenti da “P0“, una volta memorizzati, a fornire i dati per tracciare al computer una mappa fedele della superficie (immagine topografica). Oltre alla analisi topografica della superficie i microscopi a scansione permettono analisi di altre proprietà (meccaniche, elettriche, magnetiche, ottiche) fondamentali per chi opera nei più disparati settori correlati alla fisica delle superfici.

Continua…

Si ringrazia per i preziosi spunti, la disponibilità ed il materiale di studio fornito il Prof. Andrea Di Donato del dipartimento di Ingegneria Biomedica, Elettronica e delle Telecomunicazioni dell’Università Politecnica delle Marche.

Unità di misura e conversioni

1 nm = 1 x 10-6 mm ovvero 0,000001 mm (milionesima parte del millimetro)
1 nm = 1 x 10-9 m ovvero 0,000000001 m (miliardesima parte del metro)

1 Å = 0,1 nm = 1 x 10-7 mm ovvero 0,0000001 mm (decimilionesima parte del mm)
1 Å = 1 x 10-10 m ovvero 0,0000000001 m (decimiliardesima parte del metro)

0,01 Å = 0,001 nm = 1 x 10-9 mm ovvero 0,000000001 mm (miliardesima parte del mm)

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Schema microscopia a scansione di sonda SPM

Schema logico di funzionamento della microscopia a scansione di sonda SPM.
Immagine tratta dalle dispense universitarie.
Pubblicato il

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