28 januari 2023

Komende dagen zal waarschijnlijk geen nieuwe artikelen komen omdat de professor fysiek en mentaal uitgeschakeld is. We houden jullie op de hoogte van zijn gezondheidstoestand. Mijn naam is Arianne en heb toestemming om zijn berichten te bekijken en te beantwoorden. De professor is in een verplichte rusttoestand. Hij gaf me mee dat hij zijn excuses aanbiedt voor deze korte afwezigheid. Wie de professor kent, dan zal hij niet lang naar mij blijven luisteren, de koppige ezel! Groeten van Arianne (arianne.kempe@telenet.be)

27 januari 2023

HDMI shit

 HDMI

Omdat ik problemen heb met bepaalde soorten televisies aan te sluiten via HDMI op bijvoorbeeld Nvidia Shield en andere soorten van computers, heb ik het één en het ander opgezocht en dit in een tekst gegoten. Er is extreem veel informatie over te vinden, je ziet het bos niet meer door de bomen. Er is veel verschil in de HDMI wereld. Het zou gestandaardiseerd moeten zijn, maar dit is dezelfde grap zoals in de USB wereld, daar hebben ze de USB C uitgevonden die vaak voor compatibiliteitsproblemen zorgen. Met HDMI is dito zo :-(


 

Hier een samenvatting wat ik heb gevonden:

HDMI (High-Definition Multimedia Interface) is een digitale interface voor de overdracht van audio- en videosignalen. Het wordt gebruikt om apparaten zoals computers, spelconsoles en Blu-ray spelers aan te sluiten op beeldschermen zoals tv's, monitoren en projectoren. HDMI ondersteunt high-definition video en audio, en kan videoresoluties tot 4K met 60 beelden per seconde en audioformaten zoals Dolby Atmos en DTS-X doorgeven. HDMI ondersteunt ook HDCP (High-bandwidth Digital Content Protection) om ongeoorloofd kopiëren van beschermde inhoud te voorkomen. HDMI-kabels zijn verkrijgbaar in verschillende lengtes en versies, zoals HDMI 1.4, HDMI 2.0 en HDMI 2.1, die verschillende niveaus van ondersteuning bieden voor functies zoals hogere resoluties en vernieuwingsfrequenties.

HDMI 1.4 werd uitgebracht in 2009 en ondersteunt 3D-video, Audio Return Channel (ARC) en 4K-resolutie met 24 frames per seconde. HDMI 2.0, uitgebracht in 2013, ondersteunt 4K-resolutie met 60 beelden per seconde en 32 audiokanalen. HDMI 2.0 ondersteunt ook dynamische synchronisatie van video- en audiostromen, wat zorgt voor een soepelere kijkervaring. HDMI 2.1, uitgebracht in 2017, ondersteunt 8K-resolutie met 60 beelden per seconde en 4K-resolutie met 120 beelden per seconde. Het ondersteunt ook eARC (Enhanced Audio Return Channel), wat de overdracht van hoogwaardige audioformaten zoals Dolby Atmos en DTS:X mogelijk maakt.

HDMI heeft ook verschillende andere functies, zoals CEC (Consumer Electronics Control), waarmee via HDMI aangesloten apparaten elkaar kunnen bedienen wanneer ze zijn aangesloten, en HDMI-CEC maakt one-remote-to-rule-them-all mogelijk, waarbij u alle via HDMI aangesloten apparaten met slechts één afstandsbediening kunt bedienen. Een andere functie is HDMI-ARC (Audio Return Channel), waarmee de TV via dezelfde HDMI-kabel audio terug kan sturen naar de audio-video-ontvanger of soundbar, zodat er geen aparte audiokabel nodig is.

HDMI-kabels zijn er in verschillende versies, zoals Standaard HDMI, High-Speed HDMI en Premium HDMI-kabels. Standaard HDMI kabels ondersteunen 1080p resolutie, terwijl High-Speed HDMI kabels 4K resolutie en hogere vernieuwingsfrequenties ondersteunen. Premium HDMI-kabels zijn ontworpen om een stabieler signaal en betere prestaties te leveren, maar ze zijn doorgaans duurder dan standaard of high-speed HDMI-kabels.

In het algemeen is HDMI een veelgebruikte standaard voor het overbrengen van audio- en videosignalen tussen apparaten. Het biedt high-definition video en audio, en vele functies zoals CEC, ARC en eARC om de ervaring van de gebruiker te verbeteren.

HDMI bevat ook een functie voor automatische formaatdetectie, "Deep Color" genaamd, die een hogere bitdiepte en een nauwkeurigere kleurweergave mogelijk maakt. Deze functie verhoogt het aantal kleuren dat op een scherm kan worden weergegeven, wat resulteert in levendigere en realistischere beelden.

Een ander kenmerk van HDMI is "x.v.Color", een uitbreiding van de kleurruimte die in het videosignaal wordt gebruikt. Hierdoor kan een breder scala aan kleuren op het scherm worden weergegeven, wat resulteert in nauwkeuriger en levendiger beelden.

HDMI bevat ook een functie voor automatische inhoudsverbetering, genaamd "x.v.Color" of "xvYCC", die het mogelijk maakt een breder kleurengamma weer te geven dan standaard RGB, wat resulteert in een nauwkeuriger en levendiger kleurweergave.

HDMI omvat ook "HDMI-CEC" (Consumer Electronics Control) waarmee meerdere apparaten met slechts één afstandsbediening kunnen worden bediend. Ook kunnen audio- en videobronnen automatisch worden omgeschakeld en kunnen aangesloten apparaten worden in- en uitgeschakeld.

HDMI omvat ook "EDID" (Extended Display Identification Data), een gegevensstructuur die door een beeldscherm aan een bronapparaat wordt verstrekt en die informatie bevat over de mogelijkheden van het beeldscherm en de ondersteunde resoluties. Hierdoor kan het bronapparaat zijn uitvoer automatisch aanpassen aan de best mogelijke resolutie en vernieuwingsfrequentie.

Samengevat is HDMI een krachtige en veelzijdige interface die een groot aantal functies biedt om de audio- en video-ervaring te verbeteren. Het ondersteunt high-definition video en audio, en kan videoresoluties tot 8K met 120 beelden per seconde en audioformaten zoals Dolby Atmos en DTS-X doorgeven. Het bevat ook functies zoals CEC, ARC, EDID en kleurverbetering die zorgen voor een meer naadloze en gebruiksvriendelijke ervaring.

Als u problemen hebt met het aansluiten van uw apparaten via HDMI, zijn er een paar dingen die u kunt proberen om het probleem op te lossen.

Controleer de aansluitingen: Controleer of de HDMI-kabel goed is aangesloten op zowel het bronapparaat als het weergaveapparaat. Controleer of er verbogen of beschadigde pinnen op de HDMI-aansluitingen zitten.

Controleer de kabel: Probeer een andere HDMI-kabel te gebruiken om te zien of dat het probleem oplost. Sommige kabels kunnen beschadigd zijn of kunnen het vereiste signaal niet overbrengen.

Controleer de instellingen van het bronapparaat: Zorg ervoor dat het bronapparaat is ingesteld om video en audio uit te voeren via de HDMI-poort. Sommige apparaten hebben meerdere opties voor video-uitvoer, zoals HDMI en VGA.

Controleer de instellingen van het weergaveapparaat: Controleer of het weergaveapparaat is ingesteld op de juiste ingangsbron. Sommige beeldschermen hebben meerdere HDMI-ingangen, dus het kan zijn dat u moet overschakelen naar de juiste ingang.

Controleer de HDMI-versie: Zorg ervoor dat zowel het bronapparaat als het weergaveapparaat dezelfde HDMI-versie ondersteunen. Als het bronapparaat HDMI 2.1 ondersteunt, maar het beeldscherm alleen HDMI 1.4, kunnen zich compatibiliteitsproblemen voordoen.

Controleer de stroomvoorziening: Controleer of zowel het bronapparaat als het weergaveapparaat zijn ingeschakeld en of er geen stroomproblemen zijn.

Probeer het apparaat opnieuw op te starten: Soms kan het opnieuw opstarten van de apparaten het probleem oplossen.

Als geen van de bovenstaande stappen het probleem oplost, kan het probleem liggen bij het bronapparaat, het beeldscherm of de HDMI-kabel. In dat geval moet u wellicht de fabrikant raadplegen voor verdere hulp of overwegen het defecte onderdeel te vervangen.


Hetzelfde als hierboven maar nu specifiek voor de Nvidia Shield:

Als u problemen ondervindt met uw Nvidia Shield bij het aansluiten op een weergaveapparaat via HDMI, zijn er een paar dingen die u kunt proberen om het probleem op te lossen:

Controleer de HDMI-kabel: Zorg ervoor dat de HDMI-kabel goed is aangesloten op zowel de Nvidia Shield als het weergaveapparaat. Probeer een andere HDMI-kabel te gebruiken om te zien of dat het probleem oplost.

Controleer de instellingen van het Shield: Zorg ervoor dat de Shield is ingesteld om video en audio via de HDMI-poort uit te voeren. Ga naar het instellingenmenu van het Shield en controleer de video- en audio-instellingen om ervoor te zorgen dat de juiste uitvoer is geselecteerd.

Controleer de instellingen van het weergave-apparaat: Zorg ervoor dat het weergave-apparaat is ingesteld op de juiste ingangsbron. Sommige weergaveapparaten hebben meerdere HDMI-ingangen, dus het kan zijn dat u naar de juiste moet overschakelen.

Controleer de resolutie: Zorg ervoor dat de resolutie op de Shield en het weergaveapparaat overeenkomen. Als de resolutie op de Shield is ingesteld op 4K, maar het weergaveapparaat ondersteunt alleen 1080p, kunt u compatibiliteitsproblemen ondervinden.

Controleer op updates: Zorg ervoor dat de Shield de laatste firmware-updates heeft. Ga naar het instellingenmenu van de Shield en controleer op updates.

Start de Shield opnieuw op: Soms kan het opnieuw opstarten van de Shield het probleem oplossen.

Controleer op compatibiliteit: Als u een monitor of tv gebruikt die niet compatibel is met de Shield, kan dit problemen veroorzaken. Zorg ervoor dat uw weergave-apparaat HDMI 2.0 of hoger ondersteunt.

Als geen van de bovenstaande stappen voor probleemoplossing het probleem oplost, kan het probleem liggen bij het Shield, de HDMI-kabel of het weergave-apparaat. In dit geval moet u mogelijk Nvidia of de fabrikant van het beeldscherm raadplegen voor verdere hulp of overwegen het defecte of niet compatibele onderdeel te vervangen.

In het kort herhaald, bekende problemen die kunnen optreden bij HDMI-verbindingen:

Geen signaal: Dit is een van de meest voorkomende HDMI-problemen, waarbij het beeldschermapparaat geen signaal ontvangt van het bronapparaat. Dit kan worden veroorzaakt door een defecte HDMI-kabel, onjuiste instellingen op het bronapparaat of een defect bronapparaat.

Audio en video lopen niet synchroon: Dit probleem doet zich voor wanneer de audio en video niet synchroon lopen, wat resulteert in een merkbare vertraging tussen het geluid en het beeld. Dit kan worden veroorzaakt door een defecte HDMI-kabel, onjuiste instellingen op het bronapparaat of een probleem met het weergaveapparaat.

Audioformaat wordt niet ondersteund: Sommige HDMI-apparaten ondersteunen bepaalde audioformaten niet, wat resulteert in geen geluid of geluid van lage kwaliteit.

HDCP-fouten (High-bandwidth Digital Content Protection): Dit is een vorm van digitale kopieerbeveiliging die problemen kan veroorzaken bij het aansluiten van apparaten die verschillende HDCP-versies hebben. Dit kan resulteren in een leeg scherm of een "HDCP error" bericht.

Onjuiste resolutie: Als de resolutie op het bronapparaat en het weergaveapparaat niet overeenkomen, kan dit resulteren in een wazig of vervormd beeld.

HDMI handshake problemen: Dit gebeurt wanneer het bronapparaat en het weergaveapparaat niet in staat zijn een verbinding tot stand te brengen en over de instellingen te onderhandelen. Dit kan worden veroorzaakt door een defecte HDMI-kabel, onjuiste instellingen op het bronapparaat of een probleem met het beeldscherm.

Interferentie: Dit kan optreden wanneer er interferentie is van andere elektronische apparaten, zoals draadloze routers of andere HDMI-apparaten.

Compatibiliteitsproblemen: Sommige apparaten zijn mogelijk niet compatibel met bepaalde HDMI-versies of functies, waardoor problemen met de verbinding ontstaan.

Sommige van de bovenstaande problemen kunnen worden veroorzaakt door een defecte HDMI-kabel of een kabel met een oude versie, dus u kunt een nieuwe kabel proberen om te zien of dat het probleem oplost.

Veel succes, mijn haar is al flink grijs door geworden :-)

Chris de professor


 

20 januari 2023

Supercondensators

 Supercondensators

Ik experimenteer veel met supercondensators en ik vind het fascinerend hoeveel stroom ze kunnen opslaan. Ik heb een 3000 Farad van 2,8 volt in huis en kan daar al wat mee. Ik heb een experiment gedaan met een upconverter die deze 2,8 volt omzet naar 12 volt en hiermee voor een lange tijd een 12 volt ledstring laten branden.

Hier wat meer informatie:

Een supercondensator, ook wel ultracondensator genoemd, is een type condensator dat een grote hoeveelheid elektrische energie kan opslaan in een kleine fysieke ruimte. In tegenstelling tot traditionele condensatoren, die energie opslaan door de accumulatie van elektrische lading op twee geleidende platen, slaan supercondensatoren energie op in een elektrische dubbele laag die wordt gevormd op het oppervlak van een geleidend materiaal, zoals actieve kool. Hierdoor kunnen zij een veel hogere energie- en vermogensdichtheid hebben dan traditionele condensatoren.

Supercondensatoren worden op verschillende manieren gebruikt, onder meer in energieopslagsystemen, vermogenselektronica en vervoer. In sommige toepassingen kunnen zij worden gebruikt als alternatief voor batterijen, aangezien zij een langere levensduur hebben en sneller kunnen worden opgeladen en ontladen. Zij kunnen ook worden gebruikt in combinatie met batterijen om de algemene prestaties van een systeem te verbeteren.

Supercondensatoren zijn beschikbaar in een groot aantal maten en ontwerpen, en kunnen worden gemaakt van een verscheidenheid aan materialen, waaronder actieve kool, grafeen en metaaloxiden. De prestaties van een supercondensator worden bepaald door een aantal factoren, waaronder de oppervlakte van het geleidende materiaal, de dikte van de elektrische dubbele laag en de gebruikte elektrolyt.

Over het geheel genomen zijn supercondensatoren een veelbelovende technologie met een breed scala van potentiële toepassingen. Naarmate het onderzoek en de ontwikkeling van de supercondensatortechnologie voortschrijden, wordt verwacht dat de energiedichtheid en de vermogensdichtheid ervan zullen blijven verbeteren, waardoor zij in bepaalde toepassingen een nog levensvatbaarder alternatief worden voor batterijen.

Supercondensatoren kunnen worden ingedeeld in twee typen op basis van de manier waarop zij energie opslaan: elektrostatisch en elektrochemisch.

Elektrostatische supercondensatoren slaan energie op door de accumulatie van elektrische lading op het oppervlak van een geleidend materiaal, zoals actieve kool. Zij hebben een zeer hoge capaciteit maar een lage energiedichtheid. Zij staan ook bekend als elektrische dubbellaagse condensatoren (EDLC's) of supercondensatoren van type 1.

Elektrochemische supercondensatoren, ook bekend als pseudocapacitors of supercondensatoren van type 2, slaan energie op door middel van een omkeerbare chemische reactie die plaatsvindt op het grensvlak tussen het geleidende materiaal en een elektrolyt. Zij hebben een lagere capaciteit dan elektrostatische supercondensatoren, maar een hogere energiedichtheid.

Hybride supercondensatoren zijn een combinatie van type 1- en type 2-supercondensatoren. Zij zijn een combinatie van twee condensatoren, de ene is een EDLC en de andere een pseudocapacitor.

Supercondensatoren hebben een aantal voordelen ten opzichte van batterijen, waaronder een langere levensduur, het vermogen om een groter aantal laad- en ontlaadcycli te doorstaan, en snellere laad- en ontlaadtijden. Zij belasten het milieu ook relatief weinig in vergelijking met batterijen, wat voor bepaalde toepassingen nuttig kan zijn.

Supercondensatoren hebben echter ook enkele beperkingen. Zij hebben momenteel een lagere energiedichtheid dan batterijen, waardoor zij niet voor alle toepassingen geschikt zijn. Ook zijn de kosten per eenheid opgeslagen energie hoger dan bij batterijen.

Supercondensatoren zijn een veelbelovende technologie met een groot aantal potentiële toepassingen. Zij hebben voordelen ten opzichte van batterijen, zoals een langere levensduur, een snellere laad- en ontlaadtijd en een gering milieueffect. Momenteel hebben zij echter een lagere energiedichtheid en zijn zij duurder per eenheid opgeslagen energie. Naarmate het onderzoek naar en de ontwikkeling van de supercondensatortechnologie voortschrijden, zullen deze beperkingen naar verwachting worden overwonnen, waardoor zij in bepaalde toepassingen een nog levensvatbaarder alternatief voor batterijen zullen worden.

De grootste supercondensatoren die momenteel op de markt zijn, hebben doorgaans een capaciteit van enkele honderden tot enkele duizenden farads. Deze supercondensatoren worden hoofdzakelijk gebruikt in grootschalige energieopslagsystemen en industriële toepassingen.

Sommige fabrikanten bieden bijvoorbeeld supercondensatoren aan met een capaciteit tot 3000 Farads; deze zijn bedoeld voor toepassingen met een hoog vermogen, zoals in elektrische bussen, trams en treinen. Zij worden gebruikt in combinatie met batterijen voor regeneratief remmen en voor het besparen van piekvermogen.

Een ander voorbeeld, supercondensatoren met een capaciteit tot 5000 Farads, zijn beschikbaar voor energieopslagtoepassingen op netwerkschaal. Deze supercondensatoren kunnen grote hoeveelheden energie snel opslaan en ontladen, waardoor zij nuttig zijn om het netwerk in evenwicht te houden tijdens perioden van grote vraag.

Opgemerkt zij dat de capaciteit van een supercondensator niet de enige factor is die de prestaties ervan bepaalt. Andere belangrijke factoren zijn de spanning, de vermogensdichtheid en het aantal laad- en ontlaadcycli dat het apparaat aankan.

Kortom, de grootste supercondensatoren die momenteel op de markt zijn, hebben een capaciteit van enkele honderden tot enkele duizenden farads. Deze supercondensatoren worden hoofdzakelijk gebruikt in grootschalige energieopslagsystemen en industriële toepassingen zoals elektrische bussen, trams, treinen, energieopslag op netniveau en andere toepassingen met een hoog vermogen.

De "beste" supercondensator hangt af van de specifieke toepassing en de eisen van de gebruiker. Verschillende supercondensatoren hebben verschillende kenmerken en presteren beter in bepaalde toepassingen.

Zo hebben supercondensatoren op basis van actieve kool een hoog specifiek oppervlak, waardoor zij zeer geschikt zijn voor toepassingen met een hoog vermogen, zoals regeneratief remmen in elektrische voertuigen. Supercondensatoren op basis van grafeen daarentegen hebben een hoog geleidingsvermogen, waardoor zij zeer geschikt zijn voor energierijke toepassingen zoals energieopslag op netwerkschaal.

Supercondensatoren gemaakt met metaaloxiden, zoals pseudocapacitoren, hebben een hoge energiedichtheid, waardoor zij geschikt zijn voor toepassingen die een hoge energieopslag in een kleine ruimte vereisen, zoals draagbare elektronische apparaten, noodstroomvoorziening en energiewinning.

Hybride supercondensatoren zijn ook een goede optie, zij zijn een combinatie van type 1 en type 2 supercondensatoren, zij hebben de voordelen van beide typen, hoge vermogensdichtheid en hoge energiedichtheid.

Bij het kiezen van een supercondensator is het belangrijk rekening te houden met factoren zoals de vereiste capaciteit, de spanning, de vermogensdichtheid en het aantal laad- en ontlaadcycli dat het apparaat aankan. Ook de kosten, de omvang en het milieueffect van het apparaat moeten in aanmerking worden genomen.

Om kort te zeggen, de "beste" supercondensator hangt af van de specifieke toepassing en de eisen van de gebruiker. Verschillende supercondensatoren hebben verschillende kenmerken en presteren beter in bepaalde toepassingen. Supercondensatoren op basis van geactiveerde koolstof zijn zeer geschikt voor toepassingen met een hoog vermogen, supercondensatoren op basis van grafeen zijn zeer geschikt voor toepassingen met veel energie en supercondensatoren op basis van metaaloxiden hebben een hoge energiedichtheid en zijn geschikt voor toepassingen waarbij veel energie moet worden opgeslagen in een kleine ruimte. Hybride supercondensatoren zijn ook een goede optie omdat zij de voordelen hebben van beide typen, hoge vermogensdichtheid en hoge energiedichtheid.

Verdere ontwikkelingen in de toekomst:

Er zijn verschillende nieuwe ontwikkelingen gepland voor de toekomst van de supercondensatortechnologie. Onderzoekers en fabrikanten werken aan de ontwikkeling van nieuwe materialen, ontwerpen en fabricagetechnieken om de prestaties van supercondensatoren te verbeteren en ze levensvatbaarder te maken voor een groter aantal toepassingen.

Enkele van de nieuwe ontwikkelingen die gepland zijn voor de toekomst van de supercondensatortechnologie zijn:

Ontwikkeling van nieuwe materialen: Onderzoekers werken aan de ontwikkeling van nieuwe materialen met verbeterde eigenschappen zoals een hoger geleidingsvermogen, een hoger specifiek oppervlak en een grotere stabiliteit. Deze materialen omvatten grafeen, koolstofnanobuizen en metaal-organische kaders (MOF's).

Ontwikkeling van nieuwe elektrolyten: Onderzoekers werken aan de ontwikkeling van nieuwe elektrolyten met verbeterde eigenschappen zoals een hoger geleidingsvermogen, een hogere stabiliteit en een betere thermische stabiliteit. Deze elektrolyten omvatten ionische vloeistoffen en elektrolyten in vaste toestand.

Ontwikkeling van nieuwe fabricagetechnieken: Onderzoekers werken aan de ontwikkeling van nieuwe fabricagetechnieken om de prestaties van supercondensatoren te verbeteren. Deze technieken omvatten 3D printen en roll-to-roll productie.

Ontwikkeling van nieuwe ontwerpen: Onderzoekers werken aan de ontwikkeling van nieuwe ontwerpen voor supercondensatoren om hun prestaties te verbeteren en ze geschikter te maken voor specifieke toepassingen. Deze ontwerpen omvatten asymmetrische supercondensatoren en gestapelde supercondensatoren.

Naast bovengenoemde ontwikkelingen werken onderzoekers ook aan de ontwikkeling van supercondensatoren die bij hoge temperaturen kunnen werken, waardoor ze geschikt zouden zijn voor gebruik in ruwe omgevingen. Zij werken ook aan de ontwikkeling van supercondensatoren die kunnen worden geïntegreerd in stoffen en andere flexibele materialen, waardoor zij geschikt zijn voor gebruik in draagbare elektronica en andere flexibele apparaten.

Kortom, er zijn verschillende nieuwe ontwikkelingen gepland voor de toekomst van de supercondensatortechnologie, waaronder de ontwikkeling van nieuwe materialen, elektrolyten, fabricagetechnieken, ontwerpen en de integratie van supercondensatoren in flexibele materialen. Deze nieuwe ontwikkelingen zullen naar verwachting de prestaties van supercondensatoren verbeteren en ze levensvatbaarder maken voor een groter aantal toepassingen, waaronder ruwe omgevingen en flexibele apparaten.

Chris de professor

19 januari 2023

Joule-thief

Een dief die functioneel is

Soms geef ik een demonstratie van een Joule-thief. Zelf heb ik diverse schakelingetjes in elkaar gefabriceerd die met de weinige componenten zeer goed werken. Maar onlangs heb ik in China kant en klare Joule-thieves aangekocht. Het zijn minuscule moduletjes die zeer goed werken. Je hebt ze in versies van 3,3 volt en 5 volt uitgangsspanning en ze beginnen al goed te werken bij 0,8 volt. Ze zijn spotgoedkoop te verkrijgen. Onderaan deze blog geef ik een kleine demonstratie van zo’n module en dit met een bijna lege AAA batterij en 4 parallel geschakelde led’s van 1 watt en 3v3 werkspanning.


 

Wat is een Joule-thief in detail uitgelegd:

Een Joule-thief is een eenvoudige schakeling waarmee een batterij een belasting kan aandrijven met een lagere spanning dan de nominale spanning van de batterij. De schakeling wordt een "Joule-thief" genoemd omdat zij energie "steelt" van de batterij door er kleine hoeveelheden stroom aan te onttrekken, zelfs wanneer de spanning van de batterij zeer laag is.

De schakeling bestaat meestal uit een transformator, een schakeltransistor en een diode. De transformator verhoogt de spanning van de batterij en de transistor schakelt de schakeling snel aan en uit, waardoor een gepulseerde uitgang ontstaat die naar de belasting wordt geleid. De diode voorkomt dat de in de transformator opgeslagen energie terugvloeit naar de batterij wanneer de transistor is uitgeschakeld.

Joule-thieves kunnen worden gebruikt om een grote verscheidenheid aan belastingen te voeden, zoals led's, kleine motoren en zelfs sommige kleine elektronische apparaten. Ze zijn bijzonder nuttig in toepassingen waar de batterijspanning naar verwachting aanzienlijk zal dalen, zoals in systemen op zonne-energie of in apparaten die batterijen gebruiken die het einde van hun levensduur naderen.

Een Joule-thief is een zeer eenvoudige en goedkope schakeling, die gemakkelijk kan worden gebouwd met een klein aantal componenten. Ze zijn ook gemakkelijk te gebruiken, omdat ze geen aanpassingen of speciale instellingen vereisen.

Vanwege hun eenvoud en efficiëntie zijn Joule-thieves populair geworden in doe-het-zelf- en hobbyprojecten, waar ze vaak worden gebruikt om batterijen en andere elektronische componenten opnieuw te gebruiken of de levensduur ervan te verlengen.

Joule-thieves zijn bijzonder nuttig voor toepassingen met een laag vermogen waarbij de belasting een lagere spanning vereist dan de batterijspanning. De schakeling kan de spanning verhogen en een constante output handhaven, zelfs als de batterijspanning daalt. Dit maakt ze ideaal voor gebruik in draagbare elektronische apparaten, zoals zaklampen, radio's en sensoren, die worden gevoed door batterijen die niet volledig zijn opgeladen of die het einde van hun levensduur naderen.

Joule-thieves kunnen ook worden gebruikt in zonne-energiesystemen, waar ze kunnen helpen een constante uitgangsspanning van een zonnecel te handhaven, zelfs als het niveau van het zonlicht verandert. Hierdoor kan de zonnecel zelfs bij weinig licht de belasting blijven voeden.

Een andere toepassing van Joule-thieves is in verlichtingssystemen met lage spanning, zoals led-verlichting. led's hebben een constante en consistente spanning nodig om goed te functioneren, en Joule-thieves kunnen helpen die spanning te handhaven, zelfs als de accuspanning daalt.

Het is vermeldenswaard dat het Joule-thief circuit niet het meest efficiënte circuit is, maar het is zeer eenvoudig en goedkoop te bouwen en het kan zeer nuttig zijn in een breed scala van toepassingen waar efficiëntie niet de belangrijkste zorg is.

Samengevat is de Joule-thief een eenvoudige schakeling waarmee een batterij een belasting kan aandrijven met een lagere spanning dan de nominale spanning van de batterij. Het is nuttig voor toepassingen met een laag vermogen, met name voor toepassingen die een constante uitgangsspanning vereisen als de batterijspanning daalt. Het is een eenvoudige, goedkope en gemakkelijk te gebruiken schakeling die vaak wordt gebruikt in doe-het-zelf- en hobbyprojecten.

De basiscomponenten die nodig zijn om een Joule-thief-schakeling te bouwen zijn:

Een transformator: Dit is de kerncomponent van de schakeling en is verantwoordelijk voor het opvoeren van de spanning van de batterij. De transformator die in een Joule-thief-schakeling wordt gebruikt is meestal een transformator met een ferrietkern en een zeer hoge omwentelingsverhouding, zoals een verhouding van 1:100 of 1:200.

Een schakeltransistor: Deze component wordt gebruikt om de schakeling snel aan en uit te schakelen, waardoor een gepulseerde uitgang ontstaat die aan de belasting wordt toegevoerd. Gebruikelijke soorten transistors in Joule-thief-schakelingen zijn bipolaire transistors (zoals het NPN- of PNP-type) en veldeffecttransistors (zoals het N-kanaals- of P-kanaalstype).

Een diode: Deze component wordt gebruikt om te voorkomen dat de in de transformator opgeslagen energie terugvloeit naar de batterij wanneer de transistor is uitgeschakeld. Een gebruikelijke diode die in Joule-thief-schakelingen wordt gebruikt is een standaard siliciumdiode.

Een weerstand: Deze component wordt gebruikt om de stroom door de transistor te beperken en hem te beschermen tegen schade.

Een belasting: Dit is de component die de Joule-thief schakeling moet voeden. De belasting kan van alles zijn, van een LED tot een kleine motor tot een klein elektronisch apparaat.

Dit zijn de basiscomponenten die je nodig hebt om een Joule-thief schakeling te bouwen. U kunt ook een optionele condensator over de basis en emitter van de transistor plaatsen om de schakeling te stabiliseren.

De exacte componenten en waarden die in een Joule-thieveschakeling worden gebruikt, hangen af van de specifieke toepassing en de gewenste uitgangsspanning en -stroom. Het is belangrijk de juiste transformator en transistor te gebruiken voor de specifieke spannings- en stroomvereisten van de belasting.


Chinese Joule-thief demonstratie:

 

Chris de professor

Batterijen

 Batterijen van elektrische voertuigen

Elektrische auto's gebruiken oplaadbare batterijen om de energie op te slaan die de elektrische motor aandrijft. Het meest gebruikte type batterij in elektrische auto's is lithium-ion, dat een hoge energiedichtheid en een lage zelfontladingssnelheid heeft. Andere soorten batterijen die in elektrische auto's worden gebruikt zijn nikkel-metaalhydride- en loodaccu's. De energiecapaciteit van een autobatterij wordt gemeten in kilowattuur (kWh), en de actieradius van een elektrische auto bij een volledige lading is direct gerelateerd aan de capaciteit van de batterij.

De ontwikkeling van de batterijtechnologie is een belangrijke factor in de groei van de elektrische auto-industrie, aangezien verbeteringen in de energiedichtheid van batterijen en verlaging van de kosten kunnen leiden tot een grotere actieradius en een grotere betaalbaarheid voor elektrische auto's.

Naast energiedichtheid en kosten, zijn andere belangrijke factoren om te overwegen als het gaat om batterijen voor elektrische auto's:

Oplaadtijd: Dit verwijst naar hoe lang het duurt om een batterij tot een bepaald niveau op te laden of volledig op te laden. Sommige elektrische auto's kunnen in slechts 30 minuten tot 80% worden opgeladen met behulp van snellaadtechnologie, terwijl het bij andere auto's enkele uren kan duren om volledig op te laden.

Levensduur: Dit verwijst naar het aantal keren dat een batterij kan worden opgeladen en ontladen voordat de prestaties beginnen af te nemen. De meeste accu's voor elektrische auto's zijn ontworpen om minstens 8 tot 10 jaar mee te gaan en een aanzienlijk deel van hun oorspronkelijke capaciteit te behouden.

Temperatuurbeheer: Extreme temperaturen kunnen de prestaties en de levensduur van een batterij beïnvloeden, dus elektrische auto's hebben vaak ingebouwde temperatuurbeheersystemen om de batterij op een optimale bedrijfstemperatuur te houden.

Batterijbeheersysteem (BMS): Dit is een elektronisch systeem dat de ladingstoestand van de batterij, de temperatuur en andere parameters controleert en beheert om de veilige en efficiënte werking van de elektrische auto te garanderen.

In het algemeen blijft de batterijtechnologie van elektrische auto's verbeteren en evolueren, waarbij bedrijven en onderzoekers werken aan nieuwe soorten batterijen, zoals solid-state batterijen en lithium-zwavel batterijen, die het potentieel hebben om een nog hogere energiedichtheid en lagere kosten te bieden dan de huidige lithium-ion batterijen.

Een ander belangrijk aspect van de batterijtechnologie voor elektrische auto's is de recycling en verwijdering van gebruikte batterijen. Naarmate het aantal elektrische auto's op de weg toeneemt, zal ook het aantal gebruikte batterijen toenemen, en het wordt belangrijk om deze batterijen op de juiste manier te recyclen of te verwijderen om hun impact op het milieu te minimaliseren. Veel bedrijven werken aan de ontwikkeling van recyclingprocessen om waardevolle materialen uit gebruikte batterijen terug te winnen, zoals lithium, kobalt en nikkel, die kunnen worden gebruikt om nieuwe batterijen te maken.

Bovendien wint de second-life toepassing van gebruikte batterijen voor elektrische voertuigen aan belang, vooral voor stationaire energieopslagsystemen. Deze accu's kunnen onder meer worden gebruikt voor netstabilisatie, peak shaving en load balancing.

De veiligheid van batterijen is een belangrijke overweging bij elektrische auto's. Lithium-ion batterijen, het meest gebruikte type batterij in elektrische auto's, kunnen in brand vliegen of exploderen als ze beschadigd raken of aan extreme temperaturen worden blootgesteld. Om de veiligheid van elektrische auto's te garanderen, nemen de fabrikanten een aantal voorzorgsmaatregelen, zoals het ontwerp van de batterijen om bestand te zijn tegen botsingen en het inbouwen van veiligheidsvoorzieningen zoals systemen voor thermisch beheer en batterijbeheersystemen (BMS).

Het BMS controleert de ladingstoestand van de batterij, de temperatuur en andere parameters om de veilige en efficiënte werking van de elektrische auto te garanderen. Het beschikt ook over veiligheidsmechanismen om de batterij uit te schakelen in geval van abnormale omstandigheden zoals overladen, overontladen of te hoge temperatuur.

Fabrikanten van batterijen moeten ook verschillende veiligheidscertificaten en -voorschriften doorstaan om de veiligheid van hun batterijen te garanderen.

Het is ook belangrijk op te merken dat elektrische auto's minder bewegende delen hebben dan verbrandingsmotoren, wat betekent dat ze minder dingen hebben die mis kunnen gaan, waardoor ze over het algemeen veiliger te bedienen zijn.

Kortom, veiligheid is een belangrijke overweging als het gaat om elektrische auto's en hun batterijen. Fabrikanten nemen een aantal voorzorgsmaatregelen om de veiligheid van de batterijen en de auto's te garanderen, en de batterijen moeten verschillende veiligheidscertificaten en -voorschriften doorstaan. Elektrische auto's hebben ook minder bewegende delen dan verbrandingsmotoren, waardoor ze over het algemeen veiliger te bedienen zijn.

Het milieueffect van elektrische auto's wordt over het algemeen als minder groot beschouwd dan dat van traditionele benzine- of dieselauto's. Een van de belangrijkste redenen hiervoor is dat elektrische auto's geen uitlaatgassen produceren en dus niet bijdragen tot de luchtverontreiniging of de uitstoot van broeikasgassen.

De productie van elektrische auto's en hun batterijen kan echter ook een aanzienlijk milieueffect hebben, afhankelijk van de gebruikte materialen en het fabricageproces. De winning van lithium, kobalt en andere in batterijen gebruikte materialen kan bijvoorbeeld aanzienlijke milieuschade veroorzaken indien dit niet op verantwoorde wijze gebeurt. Bovendien kan het fabricageproces van batterijen en elektrische auto's energie-intensief zijn, wat kan bijdragen tot de uitstoot van broeikasgassen.

Het milieueffect van elektrische auto's hangt ook af van de bron van de elektriciteit die wordt gebruikt om ze op te laden. Als de elektriciteit voor het opladen van elektrische auto's wordt opgewekt uit hernieuwbare bronnen zoals zonne- of windenergie, dan zal het totale milieueffect veel kleiner zijn dan wanneer de elektriciteit wordt opgewekt uit fossiele brandstoffen zoals kolen of aardgas.

Kortom, elektrische auto's hebben het potentieel om het milieu minder te belasten dan traditionele benzine- of dieselauto's, maar het milieueffect van elektrische auto's hangt af van het soort gebruikte materialen en het fabricageproces, alsook van de bron van de elektriciteit die wordt gebruikt om ze op te laden. Het is belangrijk de hele levenscyclus van elektrische voertuigen, van productie tot einde levensduur en recycling, in aanmerking te nemen om het milieueffect te evalueren.

De groei van de elektrische auto-industrie kan het elektriciteitsnet onder druk zetten, aangezien meer elektrische auto's op de weg meer elektriciteit nodig zullen hebben om hun accu's op te laden. Er zijn echter verschillende manieren om dit probleem aan te pakken:

Smart Charging: Dit is een techniek waarmee elektrische auto's kunnen worden opgeladen op momenten dat de vraag naar elektriciteit laag is, zoals 's nachts. Dit kan helpen om de druk op het elektriciteitsnet te verminderen.

Hernieuwbare energiebronnen: Naarmate meer hernieuwbare energiebronnen zoals zonne- en windenergie in het elektriciteitsnet worden geïntegreerd, zal de belasting van het elektriciteitsnet door elektrische auto's afnemen.

Modernisering van het netwerk: Het verbeteren van de infrastructuur van het elektriciteitsnet, zoals het bouwen van nieuwe transmissielijnen en onderstations, kan ervoor zorgen dat er voldoende capaciteit is om aan de groeiende vraag naar elektriciteit van elektrische auto's te voldoen.

Batterijopslag: Systemen voor batterijopslag kunnen worden gebruikt om overtollige elektriciteit op te slaan die tijdens perioden van geringe vraag is opgewekt, en deze vervolgens vrij te geven tijdens perioden van grote vraag. Dit kan de druk op het elektriciteitsnet helpen verminderen en ervoor zorgen dat er voldoende elektriciteit is om elektrische auto's op te laden.

Vehicle to grid (V2G): Met deze technologie kunnen de accu's van elektrische auto's worden gebruikt als een bron van energieopslag, waardoor de auto's in feite mobiele accu's worden. Deze energie kan worden gebruikt om het net te ondersteunen in tijden van grote vraag, of worden teruggeleverd aan het net in tijden van geringe vraag, waardoor de druk op het elektriciteitsnet wordt verminderd.

De batterijtechnologie zal naar verwachting blijven verbeteren, waarbij onderzoekers en bedrijven werken aan nieuwe soorten batterijen, zoals solid-state batterijen, die het potentieel hebben om een hogere energiedichtheid en een langere levensduur te bieden dan de huidige lithium-ionbatterijen. Naarmate de batterijtechnologie verbetert, zullen de actieradius en de betaalbaarheid van elektrische auto's naar verwachting ook verbeteren.

Er zal ook een toenemende vraag zijn naar oplaadinfrastructuur, zowel thuis als op openbare plaatsen, om het groeiende aantal elektrische auto's op de weg te ondersteunen. Overheden over de hele wereld zullen naar verwachting ook beleid blijven voeren om de invoering van elektrische auto's te bevorderen, zoals financiële prikkels, regelgeving inzake voertuigemissies en regelgeving ter bevordering van de installatie van oplaadinfrastructuur.

Aangezien de markt voor elektrische auto's blijft groeien, wordt bovendien verwacht dat meer autofabrikanten de markt zullen betreden en dat de concurrentie zal toenemen, wat zou kunnen leiden tot een verdere verlaging van de kosten en een grotere beschikbaarheid van elektrische auto's.

Algemeen wordt verwacht dat de elektrische auto-industrie in de nabije toekomst zal blijven groeien, dankzij de vooruitgang in de batterijtechnologie, de stijgende consumentenvraag en het overheidsbeleid om de invoering van elektrische auto's te bevorderen.

Chris de professor

Extra informatie over de Lithium-ionbatterijen:

Lithium-ionbatterijen voor elektrische auto's worden gewoonlijk gemaakt door een aantal afzonderlijke batterijcellen samen te voegen tot een groter batterijpak. De afzonderlijke cellen worden gemaakt door een laag lithiumkobaltoxide (LiCoO2), lithiummangaanoxide (LiMn2O4) of lithiumijzerfosfaat (LiFePO4) te sandwichen tussen twee elektroden van lithiumkobaltoxide (LiCoO2), lithiummangaanoxide (LiMn2O4) of lithiumijzerfosfaat (LiFePO4) en een poreuze separator. De elektroden worden geplaatst in een cilindrische of rechthoekige behuizing, bekend als een bus, die vervolgens wordt gevuld met een elektrolytoplossing. Deze afzonderlijke cellen worden vervolgens in serie en parallel geschakeld om een groter accupakket te vormen dat de gewenste spanning en capaciteit voor het elektrische voertuig levert.

De cellen worden gemaakt door eerst het actieve materiaal (LiCoO2, LiMn2O4, of LiFePO4) te mengen met een geleidend materiaal zoals koolstof, en dan het mengsel aan te brengen op het oppervlak van de elektrode in een proces dat coating wordt genoemd. De beklede elektroden worden vervolgens in een kalander- of walspers geplaatst, waar ze tot een bepaalde dikte en dichtheid worden geperst. Vervolgens worden de elektroden in de gewenste vorm en grootte gesneden.

Zodra de elektroden zijn gemaakt, worden zij samen met de poreuze separator in het blik geplaatst. De separator is een microporeus membraan dat voorkomt dat de twee elektroden met elkaar in contact komen, maar dat de elektrolytoplossing doorlaat. Het blik wordt vervolgens afgesloten en gevuld met de elektrolytoplossing, die gewoonlijk bestaat uit een lithiumzout opgelost in een organisch oplosmiddel.

Nadat de cellen zijn geassembleerd, worden ze in serie en parallel geschakeld om een groter accupakket te vormen. De cellen worden in serie geschakeld om de spanning te verhogen, en parallel om de capaciteit te verhogen. Het pakket wordt vervolgens in een beschermende behuizing geplaatst, die ontworpen is om schade aan de cellen te voorkomen en een veilige en betrouwbare verbinding met het elektrische systeem van het voertuig tot stand te brengen.

Ten slotte wordt het batterijpakket onderworpen aan een reeks tests om ervoor te zorgen dat het aan de gewenste specificaties voldoet. Deze tests omvatten capaciteitstests, levensduurtests en thermische tests. Zodra het batterijpakket veilig en betrouwbaar is bevonden, is het klaar om in een elektrisch voertuig te worden geïnstalleerd.

Het in batterijen gebruikte lithium is grotendeels afkomstig uit Chili, Argentinië en Australië, kobalt uit de Democratische Republiek Congo, nikkel en mangaan uit Rusland, China, Brazilië, Zuid-Afrika en Australië, en grafiet uit China.

Vermeldenswaard is dat de winning en verwerking van deze grondstoffen negatieve ecologische en sociale gevolgen kan hebben, en het is belangrijk ervoor te zorgen dat zij op verantwoorde en duurzame wijze worden verkregen.

Chris de professor

18 januari 2023

Miniaturisering

 Miniaturisering

Miniaturisering is het proces waarbij de omvang van een voorwerp of systeem wordt verkleind, met behoud of verbetering van de functionaliteit ervan. Dit kan op verschillende manieren worden bereikt, bijvoorbeeld door het gebruik van kleinere onderdelen, een efficiënter ontwerp of nieuwe technologieën. Miniaturisering wordt vaak toegepast bij de ontwikkeling van elektronische apparaten, zoals smartphones en computers, en in de geneeskunde en biologie, waar het kan worden gebruikt om kleinere, beter draagbare diagnostische instrumenten of apparaten voor het uitvoeren van operaties te maken.

Miniaturisering kan veel voordelen opleveren, zoals grotere draagbaarheid, lager energieverbruik en lagere kosten. Op het gebied van elektronica heeft miniaturisatie bijvoorbeeld geleid tot de ontwikkeling van kleinere en krachtigere apparaten, zoals smartphones en laptops. In de geneeskunde heeft miniaturisering het mogelijk gemaakt preciezere en minder invasieve chirurgische instrumenten te ontwikkelen. Op het gebied van biologie en chemie heeft miniaturisering geleid tot de ontwikkeling van microfluïdische apparaten en lab-on-a-chiptechnologie, die kunnen worden gebruikt voor taken als DNA-analyse en het ontdekken van geneesmiddelen.

De miniaturisering brengt echter ook een aantal uitdagingen met zich mee, zoals de noodzaak van meer geavanceerde fabricagetechnieken en een grotere precisie bij het ontwerp en de engineering. Bovendien kunnen apparaten, naarmate zij kleiner worden, gevoeliger worden voor externe factoren, zoals temperatuur en vochtigheid, wat hun prestaties kan beïnvloeden.

Al met al heeft miniaturisering een sleutelrol gespeeld in de vooruitgang van veel verschillende industrieën en heeft zij een grote invloed gehad op de manier waarop wij vandaag leven en werken.

Miniaturisering heeft ook een belangrijke rol gespeeld in de luchtvaart- en defensie-industrie, met de ontwikkeling van kleinere, efficiëntere voortstuwingssystemen en geminiaturiseerde sensoren en communicatieapparatuur. Hierdoor konden kleinere en wendbaardere drones worden gebouwd en geminiaturiseerde satellieten worden ontwikkeld voor gebruik bij ruimteverkenning en teledetectie.

In de automobielindustrie heeft miniaturisering geleid tot de ontwikkeling van kleinere en efficiëntere motoren en de integratie van geavanceerde elektronica en sensoren in voertuigen. Dit heeft de ontwikkeling van hybride en elektrische voertuigen mogelijk gemaakt, waardoor het brandstofverbruik sterk kan worden verbeterd en de uitstoot kan worden verminderd.

Miniaturisering heeft ook een groot aantal potentiële toepassingen op het gebied van hernieuwbare energie. Zo kan de ontwikkeling van kleinere en efficiëntere zonnecellen, windturbines en waterkrachtcentrales hernieuwbare energie kosteneffectiever en op grotere schaal ingang doen vinden.

Al met al is miniaturisering een continu proces dat vorm blijft geven aan veel verschillende industrieën, en naar verwachting een sleutelrol zal spelen bij het stimuleren van innovatie en vooruitgang in de toekomst.

Hier zijn enkele voorbeelden van hoe miniaturisatie op verschillende gebieden is toegepast:

Elektronica: Een van de bekendste voorbeelden van miniaturisering in de elektronica is de verkleining van transistors, de basisbouwsteen van moderne elektronische apparaten. Door de transistors te verkleinen, kunnen ingenieurs er meer in een bepaalde ruimte stoppen, wat heeft geleid tot de ontwikkeling van kleinere en krachtigere apparaten zoals smartphones en laptops. Bovendien heeft miniaturisering ook geleid tot de ontwikkeling van meer geavanceerde en efficiënte geheugenapparaten, zoals flash-geheugen en solid-state drives, die nu algemeen worden gebruikt in een groot aantal elektronische apparaten.

Geneeskunde: Miniaturisering heeft een sleutelrol gespeeld bij de ontwikkeling van medische apparatuur en instrumenten, waardoor deze draagbaarder en minder invasief zijn geworden. Een voorbeeld is de ontwikkeling van endoscopen, kleine camera's die in het lichaam kunnen worden ingebracht om interne organen te bekijken. Het gebruik van miniaturisering heeft geleid tot de ontwikkeling van kleinere en flexibelere endoscopen, die kunnen worden gebruikt voor een breed scala van diagnostische en therapeutische procedures. Een ander voorbeeld is de ontwikkeling van laparoscopische chirurgische instrumenten, die kleinere versies zijn van traditionele chirurgische instrumenten, waardoor minder invasieve procedures mogelijk zijn.

Lucht- en ruimtevaart: Miniaturisering heeft een cruciale rol gespeeld bij de ontwikkeling van de lucht- en ruimtevaarttechnologie, waardoor kleinere en efficiëntere aandrijfsystemen en geminiaturiseerde sensoren en communicatieapparatuur konden worden ontwikkeld. Geminiaturiseerde traagheidsmeeteenheden (IMU) worden bijvoorbeeld gebruikt om de hoeksnelheid en lineaire versnelling van een voertuig te meten, en zijn essentieel voor de navigatie en besturing van ruimtevaartuigen, drones en raketten. Bovendien zijn geminiaturiseerde satellieten, die kleiner en lichter zijn dan traditionele satellieten, steeds populairder geworden voor gebruik bij aardobservatie, telecommunicatie en wetenschappelijk onderzoek.

Automobielindustrie: Miniaturisering is toegepast in de automobielindustrie door de ontwikkeling van kleinere en efficiëntere motoren en de integratie van geavanceerde elektronica en sensoren in voertuigen. Zo heeft de ontwikkeling van compacte en lichte elektromotoren de efficiëntie van elektrische voertuigen sterk verbeterd, en heeft het gebruik van geminiaturiseerde sensoren en camera's de ontwikkeling mogelijk gemaakt

van geavanceerde hulpsystemen voor de bestuurder (ADAS), zoals waarschuwingen voor het onbedoeld verlaten van de rijstrook en automatische noodremming.

Hernieuwbare energie: Miniaturisering heeft ook een belangrijke rol gespeeld in de industrie van hernieuwbare energie, door het mogelijk te maken kleinere en efficiëntere zonnecellen, windturbines en waterkrachtcentrales te maken. Zo heeft de ontwikkeling van micro-omvormers, die gelijkstroom (DC) omzetten in wisselstroom (AC) op het niveau van de afzonderlijke zonnepanelen, het mogelijk gemaakt meer stroom op te wekken uit kleinere zonnepanelen, en heeft de ontwikkeling van micro-windturbinegeneratoren het gebruik van kleinere windturbines in stedelijke en voorstedelijke gebieden mogelijk gemaakt.

Ter conclusie, wat mogen we nog verwachten?

Naarmate de trend van miniaturisering zich voortzet, zijn er een aantal potentiële ontwikkelingen die we in de toekomst kunnen verwachten. Hier volgen enkele voorbeelden:

Biotechnologie: Verwacht wordt dat miniaturisering een belangrijke rol zal spelen bij de ontwikkeling van nieuwe biotechnologische instrumenten en apparaten. Onderzoekers werken bijvoorbeeld aan de ontwikkeling van microfluïdische apparaten, kleine lab-on-a-chip apparaten die kunnen worden gebruikt voor taken als DNA-sequentiebepaling, proteïneanalyse en het ontdekken van geneesmiddelen. Bovendien wordt verwacht dat geminiaturiseerde biosensoren en implanteerbare medische apparatuur in de toekomst steeds vaker zullen voorkomen.

IoT: Miniaturisering zal naar verwachting ook een sleutelrol spelen in de ontwikkeling van het internet van de dingen (IoT), aangezien hierdoor kleinere en energie-efficiëntere sensoren en communicatieapparatuur kunnen worden gecreëerd. Dit zal de ontwikkeling mogelijk maken van een breed scala aan verbonden apparaten, zoals slimme huishoudelijke apparaten, industriële automatiseringssystemen en draagbare apparaten.

Robotica: Miniaturisering zal naar verwachting de ontwikkeling mogelijk maken van kleinere en wendbaardere robots, die kunnen worden gebruikt in een breed scala van toepassingen, zoals fabricage, landbouw en gezondheidszorg. Micro-robots worden bijvoorbeeld reeds ontwikkeld voor gebruik bij taken zoals precisieassemblage en zoek- en reddingsoperaties.

Kwantumcomputers: Miniaturisering zal naar verwachting ook een rol spelen bij de ontwikkeling van quantumcomputing, omdat hierdoor kleinere en stabielere quantumapparaten kunnen worden gemaakt. Geminiaturiseerde qubits, de basiseenheid van kwantuminformatie, zullen het mogelijk maken geavanceerdere en krachtigere kwantumcomputers te creëren, die mogelijk problemen kunnen oplossen die momenteel met klassieke computers onoplosbaar zijn.

Verkenning van de ruimte: Miniaturisering zal ook bij de verkenning van de ruimte een sleutelrol blijven spelen, omdat daardoor kleinere en lichtere ruimtevaartuigen kunnen worden ontwikkeld, en nuttige ladingen die minder energie verbruiken en goedkoper kunnen worden gelanceerd. In de toekomst kunnen we verwachten dat geminiaturiseerde rovers en landers en geminiaturiseerde wetenschappelijke instrumenten een sleutelrol zullen spelen bij de verkenning van andere planeten en manen in ons zonnestelsel.

Dit zijn maar een paar voorbeelden van hoe miniaturisering in de toekomst naar verwachting van invloed zal zijn op verschillende gebieden. De potentiële toepassingen van miniaturisatie zijn enorm en we kunnen in de toekomst meer nieuwe ontwikkelingen verwachten naarmate de technologie voortschrijdt.


Chris de professor




17 januari 2023

Kunstmatige intelligentie

 Wat mogen we verwachten van kunstmatige intelligentie?

De toekomst van kunstmatige intelligentie (AI) zal naar verwachting aanzienlijke vooruitgang brengen in een groot aantal sectoren, waaronder gezondheidszorg, financiën, vervoer en productie. Sommige deskundigen geloven dat AI uiteindelijk zo geavanceerd zal worden dat het taken zal kunnen uitvoeren waarvoor momenteel menselijke intelligentie nodig is, zoals het begrijpen van natuurlijke taal, het herkennen van voorwerpen en gezichten en het nemen van beslissingen. Bovendien wordt verwacht dat de toenemende beschikbaarheid van grote hoeveelheden gegevens en krachtige computerapparatuur de ontwikkeling van geavanceerdere AI-systemen zal stimuleren. Er bestaat echter ook bezorgdheid over de mogelijke negatieve gevolgen van AI, zoals banenverlies en de ontwikkeling van autonome wapens, dus het is belangrijk om het onderzoek naar en de ontwikkeling van ethische richtsnoeren voor het gebruik van AI voort te zetten.

Naarmate het gebied van AI zich verder ontwikkelt, zullen we waarschijnlijk meer doorbraken zien op gebieden als diep leren en machinaal leren. Bij deep learning, een onderdeel van machinaal leren, worden neurale netwerken met meerdere lagen gebruikt om gegevens te analyseren en te begrijpen. Deze techniek is al gebruikt om de beste resultaten te behalen bij taken als beeld- en spraakherkenning. In de toekomst zullen we wellicht nog geavanceerdere neurale netwerken zien die in staat zijn in real time te leren en zich aan te passen.

Een ander gebied van AI dat naar verwachting in de toekomst aanzienlijk zal groeien is natuurlijke taalverwerking (NLP). NLP omvat het gebruik van AI-technieken om menselijke taal te begrijpen en te genereren. Deze technologie wordt al gebruikt in virtuele assistenten zoals Google, Siri en Alexa, en zal in de toekomst naar verwachting nog geavanceerder worden, waardoor meer natuurlijke en naadloze interacties tussen mensen en machines mogelijk worden.

Een van de meest veelbelovende gebieden in AI is reinforcement learning, een vorm van machinaal leren die zich richt op het trainen van modellen om beslissingen te nemen en acties te ondernemen in een omgeving om een beloning te maximaliseren. Het is met succes gebruikt in een groot aantal toepassingen, van spelletjes tot robotica.

Er wordt verwacht dat AI een grote rol zal spelen bij de ontwikkeling van autonome systemen, zoals zelfrijdende auto's en drones. Deze systemen zullen beslissingen kunnen nemen en acties ondernemen zonder menselijke tussenkomst, wat een revolutie kan betekenen voor transport en logistiek.

In het algemeen heeft AI het potentieel om veel industrieën te transformeren en ons leven op een aantal manieren te verbeteren, maar het is belangrijk om rekening te houden met de mogelijke negatieve gevolgen en te werken aan de ontwikkeling van ethische richtlijnen voor het gebruik ervan.

Er zijn verschillende potentiële gevaren van kunstmatige intelligentie (AI) die door deskundigen op dit gebied aan de orde zijn gesteld. Enkele van de belangrijkste punten van zorg zijn

Banenverlies: Naarmate AI-systemen geavanceerder worden, kunnen ze wellicht taken uitvoeren waarvoor momenteel menselijke intelligentie nodig is, wat mogelijk leidt tot banenverlies en werkloosheid.

Vooringenomenheid: AI-systemen zijn slechts zo onbevooroordeeld als de gegevens waarop ze worden getraind. Als de gegevens die worden gebruikt om een AI-systeem te trainen bevooroordeeld zijn, zal het systeem ook bevooroordeeld zijn in zijn besluitvorming en voorspellingen. Dit kan leiden tot discriminatie van bepaalde groepen mensen.

Privacy en veiligheid: Naarmate AI-systemen geavanceerder worden, zullen ze toegang moeten krijgen tot grote hoeveelheden persoonlijke gegevens, waardoor zorgen ontstaan over privacy en veiligheid.

Autonome wapens: De ontwikkeling van autonome wapens, dat wil zeggen wapens die zonder menselijke tussenkomst beslissingen kunnen nemen en acties kunnen ondernemen, geeft aanleiding tot ernstige ethische bezwaren, zoals het mogelijke verlies van menselijke controle over het gebruik van geweld.

Black-box-probleem: AI-systemen kunnen moeilijk te begrijpen en te interpreteren zijn, waardoor het voor mensen moeilijk te begrijpen is waarom een bepaalde beslissing of voorspelling is gedaan. Dit kan een probleem zijn in situaties waarin het belangrijk is de redenering achter de beslissing van een AI-systeem te begrijpen.

Afhankelijkheid van technologie: Naarmate AI-systemen geavanceerder worden, kunnen mensen er afhankelijker van worden, wat mogelijk leidt tot een verlies van kritisch denken en beslissingsvaardigheden.

Het is belangrijk op te merken dat deze zorgen niet onvermijdelijk zijn en kunnen worden verzacht door verantwoorde en transparante ontwikkeling, tests en inzet van AI-systemen, en door regelgeving en richtsnoeren op te stellen om ervoor te zorgen dat AI-systemen op ethische wijze worden ontwikkeld en gebruikt.

De verwachtingen voor de toekomst van kunstmatige intelligentie (AI) variëren afhankelijk van het perspectief, maar enkele van de meest genoemde mogelijkheden zijn:

Meer automatisering: Naarmate AI-systemen geavanceerder worden, zullen ze in staat zijn een breed scala aan taken te automatiseren waarvoor momenteel menselijke intelligentie nodig is, wat leidt tot meer efficiëntie en productiviteit in verschillende industrieën.

Verbeterde besluitvorming: AI-systemen zullen beter worden in het analyseren van gegevens en het doen van voorspellingen, wat zal leiden tot betere besluitvorming op gebieden als gezondheidszorg, financiën en vervoer.

Vooruitgang op het gebied van natuurlijke taalverwerking (NLP): AI-systemen zullen steeds beter worden in het begrijpen en genereren van menselijke taal, waardoor meer natuurlijke en naadloze interacties tussen mensen en machines mogelijk worden.

Doorbraken op het gebied van "deep learning" en "reinforcement learning": Deep learning, een subset van machinaal leren, omvat het gebruik van neurale netwerken met meerdere lagen om gegevens te analyseren en te begrijpen. Reinforcement Learning is een vorm van machinaal leren waarbij modellen worden getraind om beslissingen te nemen en acties te ondernemen in een omgeving om een beloning te maximaliseren. Deze technieken zullen leiden tot geavanceerdere AI-systemen die in staat zijn in real time te leren en zich aan te passen.

Ontwikkeling van autonome systemen: AI zal een grote rol spelen bij de ontwikkeling van autonome systemen zoals zelfrijdende auto's en drones, die zonder menselijke tussenkomst beslissingen kunnen nemen en acties kunnen ondernemen.

Vooruitgang in de door AI ondersteunde gezondheidszorg: AI zal worden gebruikt om medische gegevens te analyseren om de diagnose en behandeling te verbeteren, en om gepersonaliseerde geneeskunde te ontwikkelen.

Vooruitgang op het gebied van AI-gebaseerde huizen en entertainment: AI zal worden gebruikt om slimme thuisapparaten, digitale assistenten en entertainmentproducten te maken die natuurlijke taalcommando's kunnen begrijpen en erop kunnen reageren.

Vooruitgang op het gebied van AI-gebaseerde beveiliging en bewaking: AI zal worden gebruikt om de nauwkeurigheid en snelheid van beveiligings- en bewakingssystemen te verbeteren en om te helpen bij het identificeren en opsporen van potentiële bedreigingen.

Het is belangrijk op te merken dat de toekomst van AI onzeker is en zich mogelijk niet ontwikkelt zoals verwacht. Het is ook belangrijk om de mogelijke negatieve gevolgen in overweging te nemen en door te gaan met het onderzoek naar en de ontwikkeling van ethische richtsnoeren voor het gebruik van AI.

Er zijn verschillende belangrijke dingen die we vandaag en in de toekomst kunnen leren van kunstmatige intelligentie (AI):

Gegevens zijn cruciaal: AI-systemen zijn slechts zo goed als de gegevens waarop ze worden getraind. Daarom is het belangrijk ervoor te zorgen dat de gegevens die worden gebruikt om AI-systemen te trainen accuraat, divers en onbevooroordeeld zijn.

Interdisciplinaire aanpak: AI-onderzoek en -ontwikkeling is interdisciplinair en vereist inbreng van deskundigen op gebieden als computerwetenschappen, techniek, wiskunde en statistiek, alsmede deskundigen op het specifieke gebied waarop het AI-systeem zal worden toegepast.

Ethische overwegingen: Naarmate AI-systemen geavanceerder worden, is het belangrijk rekening te houden met de mogelijke negatieve gevolgen en ethische richtsnoeren voor het gebruik ervan te ontwikkelen. Dit houdt onder meer in dat ervoor moet worden gezorgd dat AI-systemen transparant, verklaarbaar en controleerbaar zijn en dat zij niet worden ontworpen om bepaalde groepen mensen te discrimineren.

Voortdurend leren: AI ontwikkelt zich snel en het is belangrijk om op de hoogte te blijven van nieuwe ontwikkelingen en beste praktijken om ervoor te zorgen dat AI-systemen veilig, betrouwbaar en effectief zijn.

Samenwerking: AI is een wereldwijd vakgebied en het is belangrijk om samenwerking tussen onderzoekers, ontwikkelaars en industriële leiders uit verschillende landen en culturen te bevorderen om het vakgebied vooruit te helpen en ervoor te zorgen dat AI wordt ontwikkeld en gebruikt ten behoeve van de hele mensheid.

Mensgerichte benadering: AI moet worden ontworpen om menselijke vermogens te vergroten en te verbeteren, niet om ze te vervangen.

Menselijk toezicht is cruciaal: Ook al worden AI-systemen steeds geavanceerder, menselijk toezicht blijft nodig om ervoor te zorgen dat de AI-systemen werken zoals bedoeld, om fouten en vertekeningen op te sporen en om ervoor te zorgen dat de AI in overeenstemming is met de ethische en morele beginselen.


Chris de professor

Komende dagen zal waarschijnlijk geen nieuwe artikelen komen omdat de professor fysiek en mentaal uitgeschakeld is. We houden jullie op de h...