Zen és a mikroszkóp karbantartása - 💡 Fix My Ideas

Zen és a mikroszkóp karbantartása

Zen és a mikroszkóp karbantartása


Szerző: Ethan Holmes, 2019

Por, a Sanfilippo mikroszkópján keresztül. Mikroszkóp képek Tom Sanfilippo jóvoltából.Egyéb fotók Jon Christian.

Az Artisan's Menekültészet betonpadlójába esett: egy bézs szekrény, amely elektronikával és hűtőberendezéssel, vákuum képalkotó kamrával, valamint egy fertőző betegség thrillert kiváltó gombokkal, kapcsolókkal és jelzőlámpákkal. A pásztázó elektronmikroszkóppal évekig elhanyagolták, így olyan komolyan zuhant, hogy senki sem tudta, hogy melyik alkatrészeket töröttek.

Tom Sanfilippo szándékában áll megjavítani. Saját maga.

A Sanfilippo legutóbbi munkája a Microsoft szoftvermérnöke volt, de néhány évvel ezelőtt a Harvard Extension School-ban tanult nano-gyártás és nanoelemzés. Elkápráztatta, hogy a pásztázó elektronmikroszkópok részecske gerendákat használnak fel a rovarok, a por, a mikroorganizmusok és más, hozzáférhetetlenül apró tárgyak mikrokozmoszjának nagyszerűségének, monokróm tájképének növelésére. Van egy „Zen-elektronmikroszkópia”, mondja. A Sanfilippo külső felhasználóként csatlakozott a Harvard Nanoszámítógépek Központjához, így használhatja képalkotó berendezéseit.

A Harvardban Sanfilippo találkozott Nicholas Antoniou-val, aki abban az időben volt felelős a felhasználóknak a központ képzeletbeli felszerelésén való karbantartásáért és képzéséért. Antoniou észrevette Sanfilippo szokatlan érdeklődését a felszerelés iránt, és tavaly szokatlan ajánlatot tett: Ha a Sanfilippo az elavult, nem működő LEO 982 mozgó költségeit fizeti, amit a Harvard már nem akart, akkor ingyen tudta. - Azt akarták, hogy valaki kivonja innen, alapvetően - mondja Sanfilippo.

Ez nem normális helyzet, bár ez sem hallatlan. Az egyetemeknek és a kórházaknak néha nagy eszközöket kell ártalmatlanítaniuk, és célszerűbb a hobbistáknak ajánlani, mint eldobni. Tény, hogy a Sudo Room, egy kaliforniai Oakland-i hackerspace-nek, egy saját pásztázó elektronmikroszkóppal is felajánlották, de nem volt különösebben használható. És csak az öbölben, San Francisco Noisebridge-nél volt egy, a Nemzetközi Tudományos Eszközökből származó TV Mini-SEM, amíg el nem dobták. A szkenner elektronmikroszkópok nagyok, nehézkesek, és sok erőfeszítést tesznek a helyreállítás és a futtatás érdekében.

Bármelyik elektronmikroszkóp egy nagyon speciális laboratóriumi berendezés, és a Sanfilippo olyan öreg volt, hogy DOS-t futott és 3,5 hüvelykes, 1,44 MB * floppy meghajtót üzemeltetett. Valószínűleg félmillió dollárra újult, és a felújított modellek még mindig százezer dollárért, vagy annál többet értékesítenek. És az ajánlat legváltozatosabb fordulatában senki sem tudta pontosan, hogy mi történt vele - úgyhogy a Sanfilippo nem tudta, hogy szükség van-e néhány új alkatrészre, vagy hogy minden fő alrendszer sült-e, és nem volt módja, hogy kiderüljön, hazaviszi, kinyitotta, és piszkosvá tette a kezét. Még rosszabb, tudta, hogy ha véletlenül károsítja az egység finom és speciális alkatrészeit, az elegáns gépet véglegesen feloldhatatlanná teheti.

Egy elektronmikroszkóp infrastrukturális követelményei csak megfélemlítenek. - Nem lehet egy nappaliban elhelyezni - mondja Antonious. A LEO 982 három kilowatt energiát használ, amelyet 220V-os ellátás biztosít, és sűrített levegő, víz és nitrogén forrásait igényli. Megvizsgálta az erőforrásokat az Artisan Asylum-ban, a Massachusetts-i Somerville-i nagy gyártókban, ahol az igazgatótanács elnöke, és megállapította, hogy sok segítséget tudnak nyújtani ahhoz, amire szüksége van. Mi kevésbé volt biztos abban, hogy személyesen felelt-e a feladathoz.

Végül úgy döntött, hogy az ajánlat egyszerű újdonsága miatt nagyrészt elindul.

- Azt hittem, soha senki sem kérdezné meg újra ezt a kérdést az életemben, így azt mondtam igen - mondta.

Szétszerelés és hibaelhárítás

Először is, a Sanfilippo-nak le kellett szüntetnie a mikroszkóp szekrényeit összekötő soros, párhuzamos, SCSI és koaxiális kábeleket. A gép egy tiszta helyiségben volt, így egy hatalmas öltönyt kellett viselnie, miközben elvette. Aztán ott volt a dolgok bonyolultsága: több tucat elektronikus csatlakozás és vízvezeték futott a számítógépes terminál, a vákuumkamra és a tápegység között négy egység között lévő hullámos tömlők között. Ha csak egy helytelenül helyezte vissza, akkor megakadályozhatja, hogy a készülék bekapcsoljon - vagy tartósan károsítsa azt.

Összességében Sanfilippo azt mondja, hogy körülbelül három napot töltött a tiszta szobában, fényképez és megjelölte az egyes kábeleket, mielőtt leválasztotta volna. Aztán bérbe vette a Harvard belső mozgó szolgálatát, hogy szállítsa őket a kézműves menedékjogára - egy utazás, amely véletlenül kevesebb, mint két mérföld.

Somerville-ben visszatekintve a LEO tulajdonos Carl Zeiss AG német nyelvű nyomtatásával a berendezés és a szervizkönyvek halomát.

„Ha egyszer itt kaptam, elkezdtem felfedezni a problémákat” - mondja. - És akkor még több probléma merült fel, amikor szétszereltem.

Először a kamrában volt egy nyíló lyuk, amely majdnem teljes vákuumnak kell lennie az elektronpisztoly működéséhez. A Harvardban egy energia-diszpergáló röntgenspektrométerrel volt felszerelve a minták elemzésére a nagyító kamrában, de mielőtt Sanfilippo eljutott a mikroszkóphoz, valaki eltávolította a készüléket, így a vákuumkamrában egy átmérőjű lyukat hagyva az átmérőn. egy Pepsi-féle szelet. „A szegény gépet egy kicsit felvették” - mondja.

Úgy döntött, hogy egy lemezt épít, amely lefedi a lyukat. Pontos méréseket végzett, megmunkálta az Artisan Asylum CNC gépén, és gumitömítéssel szerelte fel. Úgy tűnt, hogy jól illeszkedik, de teszteléséhez meg kell javítania a szivattyúkat.

Az ultra vákuum kihúzásához az elektronpisztoly megköveteli, a LEO 982 három szivattyút használ. Az első, a hagyományos vákuum a levegő nagy részét szívja ki a kamrából. Ezután egy turbómolekuláris szivattyú eldobja az egyes molekulákat rotorral, és végül egy titán szublimációs szivattyú bevonja a kamra belsejét egy tiszta titánréteggel, amely a sztrájkolókkal reagál, amikor a falakra csapódnak, szilárdvá válva.

A Sanfilippo USB-soros átalakítót használt a turbomolekuláris szivattyú diagnosztikájának futtatására. Az eredmények komorak voltak; úgy gondolta, hogy újjáépítette, de inkább egy megfizethető árú, felújított modellt választott.

Újjáépítette és tisztította a hagyományos szivattyút. Hiányzott egy szűrő, ami olajszivárgást okozott a vonalakon és a turbomolekuláris szivattyún keresztül, ami okozhatta az eszköz katasztrofális károsodását. A szennyezett tömlőket kicserélte, új szűrőt szerelt, és a szivattyút felgyújtották.

De amikor bekapcsolta a hagyományos és turbómolekuláris szivattyúkat, a kamra nem húzott vákuumot. Az új lemez, amit épített, levegőt szivárogott a kamrába. - A csatorna mélységét kitaláltam, és túl mélyre vágtam - mondja.

Úgy vélte a lehetőségeit. Visszatérhetett a CNC-géphez, és új lemezt őrölhetett, és a csatornákat úgy állította be, hogy jobb tömítést kapjon. Vagy vásárolhat Vacseal-t és permetezheti a széleit, amíg a tökéletlen lemezt meg nem tartják. Úgy döntött, a második, és működött. Egy vastag ragasztó réteg alkalmazása után a kamra vákuumot húzott.

Ezt követően a Sanfilippo kinyitotta a hűtőberendezést, amely a magas feszültségű tápegység és az elektromágnesek hűtése érdekében 68–72 ° F-os vizet recirkulál, és megállapította, hogy a tömlők eltömődtek a szerves anyaggal. - Alga töltötte - mondta. A sűrített levegőt a tömlőkön keresztül fúvatták le, hogy tisztítsa meg a hűtőberendezést, majd a vízellátáshoz kapcsolja.

De Sanfilippo tudta, hogy a létesítmény infrastruktúrája korlátozott lesz. Az Artisan's Asylum egy 40 000 négyzetméteres lábnyomozó, amely olyan robotokat tartalmaz, mint a Project Hexapod és az Autonóm Combat Robots Design Challenge, a kerékpáros csoport SCUL és a kerékpárkeretépítő Paul Carson; átfogó megmunkáló- és hegesztőberendezéssel, uPrint SE Plus-mal és Lasersaur 100W-os lézerrel rendelkezik. Kezdetben azonban a hely, ahol Sanfilippo a mikroszkópot beállította, még nem volt vízellátó. Tehát az akrilgyantát egy közeli közös térségben eltömődött mosogatóból kiürítették („Olyan néphős lettem a mosogató rögzítésére,” mondja), és kipattant egy pár tömlőt a mosogató és a mikroszkóp hűtőrendszere között.

Ekkor a hűtőberendezésnek és a számítógépnek bekapcsoltnak kellett lennie, de valami rossz volt. A Sanfilippo ellenőrizte és kétszer ellenőrizte a kábelkötegeket az alkatrészek között, átnézte a szervizkönyveket, és konzultált az elektronikai szakértőkkel a menekültügyben. Végül rájött, hogy újra csatlakoztatta a kábelt az ionszublimációs szivattyú nagyfeszültségű tápegysége és a fő konzol között, amely egy maréknyi forrasztott biztosítékot fújt. Megfelelő helyettesítő biztosítékokat talált a kézműves menedéke körül, egy barátja segített neki helyettesíteni, és a számítógép bekapcsolt.

A hűtőberendezés működésével a Sanfilippo aktiválhatja az ionszublimációs szivattyút. Bekapcsolt, és a kamra ultra vákuumot ért el.

A számítógép csak kis csípésekkel indult el, és az MS-DOS 5.22-re indult („a hackerspace számára, a DOS futása rendben van”, mondja Sanfilippo). Hagyta, hogy az elektronpisztoly néhány órára stabilizálódjon, beállította a nyílást és kalibrálta a mágneses mezőt, és a túlzott megkönnyebbülés érzésével megállapította, hogy azonnal nyújt képet.

- Nem tudtam, milyen messzire jutok - mondja. - Nem tudtam elhinni, amikor megkaptam ezeket a képeket.

Senki sem volt meglepettebb, mint a mikroszkóp régi gondnokai a Nanoszálak Rendszereinek Központjában.

- Gyanítottam, hogy szüksége lesz egy professzionális segítségre, és adtam neki néhány kapcsolatot - mondta Antoniou. „Több évtizedes tapasztalataim vannak ezen eszközökkel, és valószínűleg legalább egy szervizmérnökkel konzultáltam volna.”

Hasonlóképpen hihetetlen volt Harald Hass, a Zeiss képviselője, aki 2004-ben szerzett LEO-t. „Biztosan ez volt a kihívás ennek a személynek, és azt hiszem, nem tudta ezt egy tapasztalt mérnök segítsége vagy támogatása nélkül csinálni” - mondja.

Megszakad ...

Ez lehetett volna a Sanfilippo helyreállításának vége („Olyan voltam, mintha sikerült elérni a futást,” mondja), ha nem hagyta volna el a gépet, miközben elment a városból az unokahúga középiskolai érettségére. Emlékszel, hogy a hűtő egy mosogatóhoz volt csatlakoztatva? A hétvégén eltűnt, valaki megszakította a tömlőt, és elhagyták, így a mikroszkóp hűtött víz nélkül futott. A Sanfilippo legjobb ötlete az, hogy a készülék 72 fokos ütemben megáll, és automatikusan leáll, de a túlmelegedés előtt az elektronika a tömlőt a szekrény belsejében tört ki.

Amikor visszahúzta, a víz elkezdett permetezni az elektromos felszerelésbe és összegyűlt a padlón.

Kikapcsolta, elvette a szekrényt, és minden részt hajszárítóval szárított. A mosogató felismerése nem volt hosszú távú megoldás, ezért egy külön vízvezetéket telepített a hűtőberendezéshez. Úgy tűnt, hogy az elektronikai berendezésnek nem volt állandó károsodása, de az epizód nyilvánvalóan deformálta az elektronpisztoly csúcsát, amely már nem adott tiszta képet a túlmelegedés után. A Sanfilippo meredek kedvezménnyel találta a helyettesítő elektronpisztolyt, de nem volt dokumentáció a helyettesítésre. Óvatosan elvette a képalkotó kamrát, minden egyes lépést improvizálva, és mélyen megkönnyítette a telepítést.

Ismeretlen jövő

Egy tipikus napon a javított mikroszkópot vastag szerszám-, papír-, csomagoló- és egyéb elektronika borítja. Mi történik most, hogy helyreállt? „Ez a következő lépés: mit tehetnek az emberek?” Kérdezi Artisan menekültügyi elnöke, Derek Seabury. „Meg fogjuk csinálni a bontott komponensek szerkezeti elemzését, hogy meggyőződjünk arról, hogy egyeznek-e a számítógépes modellekkel, vagy a 3D-s nyomtatók filamentumaival? Fantasztikus új eszköz lesz az arzenálban.

A Sanfilippo azt tervezi, hogy legalább egy osztályt tanít rá - azzal a reménységgel, hogy mások az Artisan Menedékjogánál fogják használni a saját projektjeikben - és ő beszél a közeli Aeronaut Sörgyárral arról, hogy a tanfolyamot gazdagítja. sör készítése. A Sanfilippo elismeri, hogy elnyerte a lehetőséget, hogy eladhatja azt, hogy segítse a menekültügyi kiadások fedezését. Nagyon nehéz megmondani, hogy egy ilyen mikroszkóp hogyan fog behozni, de mások, mint az, hogy több mint 100 000 dollárban szerepelnek.

Sanfilippo-nak azonban a kifizetés nem a késztermék; minden kulcsfontosságú komponens - és a gyártók és a szakemberek számára általában fenntartott elektronmikroszkópos szemlélet megszerzése - a projektet érdemes megvizsgálni és javítani.

- Nem tudtam, hogyan működött az elektronmikroszkóp - mondta. „Elméletileg csak a dolgokat ismerem. Most úgy érzem, tényleg ismerem ezt az eszközt.

*Ennek a történetnek egy korábbi verziója egy „1,44 hüvelykes floppy meghajtóra” hivatkozott, ami helytelen.



Lehet, Hogy Érdekli

A baj a dolgokkal

A baj a dolgokkal


Microsoft frissíti a Windows IoT-t az Arduino és a Dragonboard számára

Microsoft frissíti a Windows IoT-t az Arduino és a Dragonboard számára


Tape Gun egy prototípuskészülékké alakítása

Tape Gun egy prototípuskészülékké alakítása


Cleveland's Thinkbox egy nagy fogadás az egyetemek számára

Cleveland's Thinkbox egy nagy fogadás az egyetemek számára