Power bank хабр: Хороший power bank? — Хабр Q&A

Разработка power bank для ноутбука. От макета к готовому изделию. Часть первая / Хабр

Сделать себе внешний аккумулятор для ноутбука я хотел уже давно, 3-4 года назад для работы в парке. Хоть и мечта рисовать схемы и трассировать платы в парке Горького или Битцевском лесу так и не реализовались (пока), но внешний аккумулятор (назовем его по-современному — PowerBank) я таки сделал. О том как это устройство проходило путь от макета до конечного изделия и почему я делал то, что уже есть на рынке, под катом.

Изначально я хотел написать небольшую статью про разработку PowerBank, но когда начал — понял, что одной частью не обойтись. Поэтому я разбил ее на 4 части и сейчас предлагаю вашему вниманию первую из них: макет (схемотехника).

Очевидно, что разработка любого электронного устройства начинается с технического задания (ТЗ), поэтому я обозначил для себя ряд параметров, которые мой PowerBank должен обеспечить:

• входное напряжение 19В (для возможности зарядки от стандартного ЗУ ноутбука)
• выходное напряжение 19В (как и у стандартного ЗУ)
• максимальный выходной ток 3,5А (как и у стандартного ЗУ)
• емкость ячеек не менее 60Вт*ч (+1 внутренняя АКБ)

Помимо основных требований я добавил еще несколько:

• КПД преобразователя и ЗУ не ниже 94% — чтобы обойтись без радиаторов.
• Частота преобразователя не ниже 300кГц — чтобы уменьшить размер самого преобразователя.
• USB порт для просмотра основных сведений о PowerBank таких как уровень заряда, здоровье, количество пройденных циклов, температура, ток и напряжение ячеек АКБ и т.д.
• Софт на ПК(Windows) для просмотра основных сведений о PowerBank.
• Возможность менять выходное напряжение, либо присутствие дополнительного выхода 5В для зарядки USB устройств.
• Светодиодная индикация уровня заряда и состояния PowerBank.
• Кнопка(Кнопки) для включения PowerBank и просмотра уровня заряда.

Для начала разработки я сделал структурную схему будущего устройства:

Комментируя схему, могу сказать, что управляющий МК я мог бы взять с USB, но побоялся трудностей разработки ПО для USB (в последствие понял, что зря) поэтому поставил преобразователь USART — USB.

Поскольку устройство изначально разрабатывалось для себя, то было решено делать макет преимущественно из тех деталей, которые были у меня в наличии и с которыми я уже работал (чтобы избежать подводных камней).

При этом оптимизация по цене на этом этапе не проводилась. Поэтому я выбрал следующие комплектующие для PowerBank:

1. МК — STM32F051K4U6 с прицелом заменить на STM32F042K4U6.
2. Преобразователь USART<->USB — CP2102. Стоит не дорого, работает нормально, места занимает мало, обкатанное решение.
3. Импульсный преобразователь напряжения — LTC3780IG. Далеко не самый дешевый/оптимальный вариант, но повышающе-понижающий, может 400кГц, имеет внешние ключи, обкатанное решение. В перспективе замена на LM5175 от TI или применения синхронного повышающего преобразователя.
4. Линейный стабилизатор — LP2951ACD-3.3. Он был в наличии, не лучший вариант. Ток собственного потребления до 120мкА с прицелом заменить на MCP1703T-3302E/CB с током собственного потребления до 5мкА.
5. Светодиоды зеленые и красные размером 0805.
6. Кнопки обычные тактовые SMD.

Отдельно коснемся выбора зарядного устройства (ЗУ) и системы контроля и управления Li-ion аккумуляторами (Li-ion Battery Management System или BMS). Несколько лет назад я занимался ремонтом ноутбуков и в батареях частенько видел BMS от Texas Instruments. Поэтому в первую очередь я стал искать решение для своего устройства именно от этого производителя. Стоит отметить, что в общем-то альтернативы и нет поскольку производит подобные микросхемы лишь несколько контор (TI, Maxim, немного LT, ST-забросили, Intersil-экзотика для нас, может есть еще, но я не знаю). Так вот бродя по просторам сайта ti.com я наткнулся на очень интересную микросхему BQ40Z60RHBR это ЗУ и BMS в одной микросхеме. Она мне очень понравилась потому как заменяла собой 2 микросхемы. Такое решение явно дешевле, чем если делать отдельно ЗУ и BMS и места меньше занимает. Основные ТТХ микросхемы BQ40Z60:

• Ток заряда: до 4А
• Количество ячеек: до 4х
• Частота преобразования: 1МГц
• Входное напряжение: до 25В
• Емкость ячеек: до 65А*ч
• Функция балансировки
• Конфигурируемые светодиоды для индикации (заряд, емкость)

Микросхема достаточно новая (выпуск конца 2014 года), поэтому информации по ней мало и я немного переживал из-за этого зная, что BMS от TI достаточно сложны в программировании, а это еще и комбо (ЗУ + BMS). Также немного переживал из-за возможных косяках в кристалле, но зная, что буду использовать лишь базовый функционал надеялся, что никаких проблем не будет. Впрочем забегая вперед скажу, что так и вышло.

Кстати я не зря до этого не говорил практически ничего про ячейки и конфигурацию АКБ, только сейчас настал момент перейти к выбору. Для оптимального выбора конфигурации АКБ есть несколько критериев:

1. Для уменьшения потерь на проводах нужно минимизировать токи между узлами устройства. С учетом этого батарея из 4х последовательно соединенных ячеек (общепринятое обозначение 4s1p или 4-serial 1-parallel) выгоднее, чем 4 параллельные ячейки (1s4p) см. рисунок.

2. Поскольку ток заряда ограничен, то для того, чтобы повысить мощность (и скорость) заряда АКБ мы должны увеличивать напряжение. Этот критерий тоже за конфигурацию 4s1p.
3. КПД преобразователя падает при росте разницы между входным и выходным напряжением. Вот график из документации на преобразователь MP2307DN.

С учетом того, что выходное напряжение устройства 19В опять же наиболее выгодной является конфигурация 4s1p.

Теперь рассчитаем некоторые параметры АКБ при условии емкости 60Вт*ч, конфигурации 4s1p (напряжение 14,8В):

Полученная цифра показалась мне слишком маленькой (ну или аппетит пришел во время еды) и я решил перейти к конфигурации 4s2p на ячейках LP 5558115 3500mAh, которые были в наличие. Итого мы имеем:

Емкость АКБ: 7А*ч (103Вт*ч)
Напряжение: 14,8В

Такой результат меня вполне устроил — это было больше, чем две внутренние батареи моего ноутбука (ASUS S451L, 46Вт*ч). Началась разработка макета…

На этапе макета я хотел заложить несколько дополнительных возможностей:

• подключил светодиоды BQ40Z60. У них есть функционал индикации уровня заряда с настраиваемыми порогами, а также процесса зарядки.
• добавил возможность регулировать частоту/режим работы (разрывных или неразрывных токов) преобразователя (с помощью ШИМ МК + RC-фильтр).

Схему обвязки BQ40Z60 срисовал с отладочной платы BQ40Z60EVM-578, обвязка LTC3780IG из ее документации, все остальное делал сам. В итоге получилась следующая схема.

Схема разбита на 3 блока:

• Блок преобразователя напряжения
• Блок ЗУ+BMS
• Блок управления на МК

Комментарии к схеме: блок преобразователя и ЗУ+BMS сделаны по схемам из документации [1],[2], блок управления делался из расчета реализовать спящий режим для минимального тока потребления в выключенном режиме. Забегая вперед скажу, что в паре моментов я таки накосячил, но с помощью ножа и паяльника смог заставить макет работать как надо. Полученная плата показана ниже:

Плата содержит 4 слоя по 18мкм, общая толщина 1мм, заказывал на seeedstudio.com.

Теперь пришло время коснуться главного показателя качества железа — это КПД всей системы в целом. Точнее у нас 2 КПД: при зарядке АКБ и при разряде. Строго говоря КПД при заряде стоит оптимизировать только для уменьшения нагрева устройства(рассчитывая, что энергии для заряда у нас много), в то время как потеря КПД при разряде фактически уменьшает реальную емкость PowerBank. Составим перечень элементов непосредственно влияющих на КПД при заряде:

ACFET — транзистор предотвращающий появление напряжения на разъеме внешнего питания при работе PowerBank от АКБ.
HighSideFET — верхний транзистор понижающего преобразователя ЗУ.
LowSideFET — нижний транзистор понижающего преобразователя ЗУ.
BuckInductor — дроссель понижающего преобразователя ЗУ.
CHGRCS — резистор датчика тока ЗУ.
CHGFET — зарядный транзистор АКБ.
DSGFET — разрядный транзистор АКБ.
CellCS — резистор датчика тока АКБ.

Транзисторы ACFET, CHGFET и DSGFET при работе имеют только статические потери поскольку они постоянно открыты и представляют собой резисторы с сопротивлением равным сопротивлению открытого канала транзистора Rds_on, поэтому эти транзисторы должны иметь как можно меньший Rds_on. Корпуса транзисторов я выбрал pqfn3.3×3.3 как подходящие по мощности и имеющие меньший размер по сравнению с моими любимыми pqfn5x6.

С наименьшим сопротивлением канала из легкодоступных были IRFHM830D (Rds_on = 5мОм + диод Шоттки).

Транзисторы HighSideFET и LowSideFET работают в импульсном режиме, их выбор сложен и будет рассмотрен позже.

Попробуем оценить потери при входном напряжении 19В, токе заряда АКБ 4А, конфигурации 4s1p:

CellCS — ток через него равен току заряда, сопротивление 5мОм, потери:

CHGRCS — ток через него равен току заряда, сопротивление 10мОм, потери:

CHGFET и DSGFET — ток через них равен току заряда, сопротивление 5мОм, суммарные потери:

ACFET — ток через него равен входному току(возьмем максимально возможный ток входа 3,5А это максимум того, что может выдать штатное ЗУ ноутбука), сопротивление 5мОм, потери:

Сюда же можно прибавить потери на сопротивлении проводов ячейки-плата, а также дорожек самой платы. Я вычислил их путем измерения падения напряжения при токе в цепи АКБ равном 4А, оно составило 36мВ, что соответствует мощности:

BuckInductor — потери в дросселе можно разделить на 2 составляющие:

• потери на активном сопротивлении обмотки (DCR — dc winding resistance). Для выбранного дросселя IHLP2525CZER2R2M01 типовое значение DCR = 18мОм, что при среднем токе 4А даст потери:

• потери в сердечнике достаточно тяжело посчитать имея только данные из документации, поэтому верим заверениям Vishay что их материалы супер крутые, к тому же пульсации тока у нас в районе 20%, поэтому принимаем потери в сердечнике нулевыми.

Итого суммарные потери при заряде на статических компонентах составляют:

Для того, чтобы получить суммарные потери при заряде необходимо оценить потери на транзисторах HighSideFET и LowSideFET. В этом мне помогал апнот AN-6005 от fairchildsemi. Если кратко, то на вкладке ControllerDriver добавляем в базу наш контроллер и вписываем требуемые параметры в таблицу:

Данные берем из документации на BQ40Z60. Далее заполняем таблицу с параметрами транзисторов HighSideFET и LowSideFET на вкладке MOSFETDatabase:

Данные также берем из документации на транзисторы. Я экспериментировал со многими транзисторами(видно по базе) потому как частота преобразования в 1МГц это довольно высоко. Из всех транзисторов, которые я мог быстро достать самыми лучшими оказались CSD17308 от TI. Впрочем это как раз рекомендованные транзисторы с кита BQ40Z60EVM. Самыми лучшими по расчетам оказались eGaN транзисторы от EPC (Efficient Power Conversion), но цена 500р, месяц ожидания и специфический корпус сыграли против него. Еще пара комментариев вкладки MOSFETDatabase:

Правый столбец — Fig.Merit (Figure of merit — показатель качества) это произведение Rds_on на заряд затвора Qgsw. В общем чем ниже Fig.Merit, тем лучше транзистор, но нужно понимать, что это довольно эмпирический показатель.

На вкладке EfficiencySummary выбираем контроллер, используемые транзисторы и их количество, задаем параметры источника и нажимаем кнопку Run.

Для тока заряда 4А и входного напряжения 19В потери составят 1,17Вт. Общие потери:

После сборки макета я измерил схемы заряда при параметрах таких же как при оценочных расчетах:

КПД схемы 97,1%, при этом мощность потерь составила 1,908Вт при расчетных 2,07Вт. Что ж очень близко получилось прикинуть потери. Термограмма работающего устройства показана на рисунке.

Окружающая температура 23 градуса, плата без корпуса. 58 градусов в самой горячей точке (перегрев получается 58-23=35 градусов) при фольге в 18мкм это очень хороший показатель. Дроссель при этом нагрелся до 40 — скорее всего его подогревают транзисторы. Сам контроллер разогрелся до 52 градусов.

Теперь перейдем к оценке КПД системы при разряде. C начала оценим потери в самом преобразователе. Для этого составим перечень элементов непосредственно влияющих на КПД:

A — верхний транзистор понижающего плеча преобразователя LTC3780.
B — нижний транзистор понижающего плеча.
C — нижний транзистор повышающего плеча.
D — верхний транзистор повышающего плеча.
L — дроссель.
RS — резистор датчика тока.

И конечно потребление самого контроллера LTC3780. Подробно не буду останавливаться на работе микросхемы, скажу только, что она фактически представляет собой понижающий преобразователь стоящий после повышающего с общим дросселем. В зависимости от входного и выходного напряжений работает либо одна часть, либо вторая, либо обе(при примерном равенстве входного и выходного напряжений).

Для расчета КПД преобразователя будем использовать следующие параметры:

Условимся, что ноутбук потребляет всегда по максимуму. В реальности это близко к истине, поскольку при подключении внешнего источника он помимо энергии на работу потребляет еще и энергию на заряд внутренней АКБ, да и вообще при наличии внешнего питания в потреблении себе не отказывает. Напряжения соответствуют номинальному напряжению ячеек — 3,7В и пониженному — 3,3В. Важно отметить, что преобразователь в текущем устройстве всегда работает в повышающем режиме (входное напряжение никогда не превосходит выходного), однако это не значит, что транзисторы A и B не переключаются. Для зарядки конденсатора вольтдобавки(bootstrap) необходимо кратковременно выключать транзистор A и включать B(тоже самое будет происходить при работе в понижающем режиме для транзисторов С и D). У LTC3780 это происходит с частотой 40кГц.

Для оценки потерь воспользуемся xls файлом для LTC3780 из пакета LTpowerCAD2. Принцип работы похож на предыдущую работу с xls для BQ40Z60. Вводим все значения выходных напряжения и тока, входного напряжения, желаемую частоту преобразования, параметры ключевых транзисторов(я решил использовать CSD17308 как и в ЗУ). Дроссель был выбран IHLP5050EZER3R3M01 у которого типовое DCR = 7,7мОм. Для 3,5А индуктивность маловата, так случилось потому, что при закупке комплектующих я рассчитывал на выходной ток 4,5А. Для текущей конфигурации идеальным вариантом будет IHLP5050EZER4R7M01 с типовым DCR = 12,8мОм. Датчик тока — резистор типоразмера 2512 сопротивлением 5мОм.

После введения всех данных в полях MOSFETs Power Loss Break Down и Estimated Efficiency будут круговые диаграммы распределения потерь по компонентам и оценка КПД для указанного входного/выходного напряжений и тока нагрузки.

Оценка КПД очень оптимистичная — 98,79% при входном напряжении 14,8В и 98,51% при 13,2В (цифры без учета потерь в сердечнике дросселя). Основные элементы на которых происходят потери это дроссель/датчик тока(23%), транзистор A(25%) и D(38% от общих потерь).

Пришло время измерить реальный КПД.

Измеренный КПД — 96,93% при входном напряжении 14,8В и 96,35% при 13,2В. Проведем анализ полученных данных. Для этого переведем проценты КПД в мощность потерь:

В данном случае расхождения более существенны по сравнению с оценкой потерь в преобразователе ЗУ и составляют до 1,48Вт. Но если учитывать потери в сердечнике дросселя (которыми при не оптимально выбранной индуктивности нельзя пренебречь) картина не будет уже столь удручающей.

Оценим средний(при напряжении 13,2В) КПД PowerBank при разряде. Он складывается из КПД самого преобразователя, а также:

CellCS — ток через него равен входному току преобразователя, сопротивление 5мОм, потери:

CHGFET и DSGFET — ток через них равен входному току преобразователя, сопротивление 5мОм, суммарные потери:

Тогда КПД PowerBank при разряде:

Термограмма преобразователя при входном напряжении 14,4В и выходном токе 3,5А показана ниже:

Самой горячей точкой оказался транзистор С, но его нагрев (при окружающей 21 градус) составил всего 41,1 градус после 30 минут работы. Понятно, что в корпусе эти цифры будут выше, но запас по перегреву огромный.

И в заключение первой части статьи хочется сказать, что работа была проделана очень большая, а во второй части статьи нас ждет разбор аппаратных и программных грабель при запуске макета, конфигурирование BQ40Z60 и ПО для STM32F0. Надеюсь было интересно.

P.S.: Архив с проектом платы и исходники будут выложены в следующих частях статьи.
P.P.S. заметил, что забыл почти самое важное для этой части статьи — фото макета. Исправляю

На плате можно видеть следы исправлений, а также следы ношения в открытом виде в рюкзаке(сгоревшие дорожки в районе подключения АКБ). Макет конечно не самый элегантный, но даже в таком виде его можно использовать.

КПД повербанков и схем заряда гаджетов / Блог компании Madrobots / Хабр

Power Bank (внешний аккумулятор, портативное зарядное устройство, повербанк) — коробочка с аккумуляторами и электроникой внутри, позволяющая заряжать гаджеты там, где нет розеток.

Производители повербанков никогда не указывают реальное количество энергии, которое может выдать power bank. Всегда указывается лишь ёмкость внутренних аккумуляторов в миллиампер-часах. Многие наивно думают, что повербанк, на котором написано 10000 mAh может зарядить смартфон с аккумулятором 2500 mAh четыре раза. На самом деле это совсем не так.

Я измерил количество энергии, которые смогли выдать пять разных повербанков и количество энергии, которое потребовалось пяти разным смартфонам и планшетам, чтобы полностью зарядить аккумулятор.

Повербанки разряжались током 950 mA.

Модель	mAh	Wh аккумулятора	Wh на выходе	КПД
Miller ML-102 V7.1	2580	9,55	8,46	88,6%
Huawei AP006	4800	17,80	16,79	94,3%
Just Mobile PP-268	6000	22,20	17,47	78,7%
Gigabyte OTG G66B1	6600	24,42	21,69	88,8%
Xiaomi NDY-02-AD	10400	37,44	34,58	92,4%

По результатам измерений КПД повербанков составил от 78. 7 до 94.3%.

Необходимо заметить, что у меня была возможность измерить ёмкость внутреннего аккумулятора только в случае с Miller, в остальных четырёх случаях остаётся лишь верить (или не верить) производителю. Могу предположить, что ёмкость аккумулятора в Just Mobile реально меньше, чем заявленные 6000 mAh.

Ещё замечу, что у Xiaomi на корпусе указана ёмкость аккумулятора 37,44Wh, рассчитанная исходя из номинального напряжения 3.6V (обычно ёмкость рассчитывается исходя из напряжения 3.7V).

Теперь посмотрим, сколько энергии требуется смартфонам и планшетам, чтобы полностью зарядить аккумулятор. Перед экспериментом аккумулятор устройства полностью разряжался, затем подключалась зарядка, а через минуту включалось устройство.

Модель	mAh	Wh аккумулятора	Wh на входе	Превышение
ASUS Zenfone 5	2110	7,81	10,73	37,4%
HTC Desire Eye	2400	8,88	12,71	43,1%
Huawei Ascend P7	2500	9,25	12,57	35,9%
Samsung Galaxy Note 8. 0	4600	17,02	23,54	38,3%
Apple iPad Air		32,40	41,87	29,2%

Устройствам для зарядки требуется на 29.2-43.1% больше энергии, чем энергия их аккумулятора. Для большинства устройств это превышение составляет 37-38% и только iPad имеет более совершенную схему зарядки с высоким КПД, дающую превышение 29.2%.

Таким образом, если заряжать самый неэкономный в плане зарядки смартфон HTC Desire Eye (аккумулятор 2400 mAh) от повербанка Just Mobile PP-268 (аккумулятор 6000 mAh), имеющего самый низкий КПД из протестированных, повербанка хватит лишь на 1.3 полных зарядки, а совсем не на 2.5 зарядки (6000/2400).

В среднем можно считать, что КПД всей электроники при зарядке смартфона или планшета от повербанка составляет около 65%.

Поэтому при приблизительных рассчётах, сколько раз тот или иной гаджет получится зарядить от повербанка, нужно ёмкость аккумуляторов гаджета умножить на 1. 5 и разделить ёмкость аккумуляторов повербанка на получившееся число.

Пример: В смартфоне стоит аккумулятор 2000 mAh, в повербанке — 6000mAh. 6000/(2000×1.5)=2. Повербанка хватит ровно на две зарядки.

p.s. Всё об ампер-часах, ватт-часах и аккумуляторах в этой статье: habrahabr.ru/post/150661.

© 2015, Алексей Надёжин.

Power bank АвтостартPRO, teardown / Блог компании Даджет / Хабр

Итак, обзор новой железяки. Сегодня это внешний аккумулятор, он-же powerbank, он-же jump-starter АвтостартPRO. Умеет заряжать USB периферию, ноутбуки, и запускать двигатели с севшим аккумулятором.

Устройство поставляется в жестком тканевом чехле, где помимо самого банка запасены зарядные устройства, переходники на проприетарные разъемы питания ноутбуков, и пачка инструкций.

На уже знакомых с предыдущего обзора силовых проводах для прикуривания авто расположена коробочка, в которой спрятана плата усеянная диодами Шоттки — для защиты от втекающего в банк тока. Предохранителя в данном случае нет, поэтому от переполюсовки спасать будут диоды. Путем самоуничтожения.

Сам банк выполнен из софт-тач пластика, и, на удивление, легко разбирается — достаточно выкрутить два самореза и корпус разделяется на две половинки:

Итак, под крышкой скрывается классический авиамодельный аккумулятор, плата контроллера, выполняющая заряд, преобразование и контроль за батареей, и плата со светодиодом.

Отлично, можно начать тестировать.
Первый тест — емкость батареи. Для этих целей я воспользовался сторонним зарядным устройством, с функциями разряда и мониторинга.

Аккумулятор поставляется предварительно заряженным, но дозарядить его не помешает. После чего можно начать тест на разряд, с записью лога.

По результатам теста с аккумулятора удалось вытянуть чуть менее 4 Ач. Полагаю, по всем спецификациям у китайцев этот аккумулятор проходить как 4, но китайцы перестали закладывать “резервные” мощности, и в результате до пользователя доходит уже чуть меньше заявленного.

По окончанию заряда в аккумулятор оказалось влито чуть больше, чем вылито, но это и не удивительно, КПД не бывает единичным. В целом, с емкостью все ясно.

На упаковке, и во всех документах к банку указана емкость 13600 мАч, и здесь начинаются маркетинговые ухищрения. По моим догадкам приведена емкость, эквивалентная одной ячейке. В банке установлено три ячейки, каждая по 4 Ач, но и даже в сумме получается только 12000 мАч.

А сделано это приведение из расчета “информативности” — условно, банком в 13600 мАч можно зарядить телефон с батареей 2500 мАч пять раз. На практике цифра будет другая, по причине неидеальности преобразователей и отличающейся действительной емкости. В этом плане корректнее писать емкость в Ватт*часах, но видимо цифра 13600 мАч выглядит привлекательнее, чем жалкие ≈50 Вт*ч 🙂 Могу порекомендовать писать целых 50000 мВт*ч, цифра выглядит еще внушительнее.

Более того, с регулируемым выходом на 12/15/19 вольт эти цифры окончательно сбивают с толку. Пользователь ставит на выходе банка 19 вольт для зарядки ноутбука, и какой финальный объем энергии ему ожидать?

Ладно, оставим этот момент на совесть разработчиков устройства, посмотрим на плату контроллера заряда/разряда.

Плата функционально состоит из пяти модулей:

• Зарядное устройство батареи, ток заряда до 2А (MP26123)
• DC/DC преобразователь, выход 5 вольт, ток до 3А (TPS54331)
• DC/DC преобразователь, выход 12/15/19 вольт, ток 4А (FP5139)
• Драйвер светодиода и светодиод (маркировка DR4NA, корпус SOT23-6)
• Контроллер (маркировка L41628D, корпус SO16)

Банк включается аппаратным выключателем с очень маленьким ходом. Когда я разобрал банк, у меня закралась мысль, что переключатель коммутирует ток величиной в амперы. Позже, после изучения схемы все встало на свои места — переключатель подает сигнал Enable на вход контроллера, который, в свою очередь разрешает работу всех остальных преобразователей. Тем не менее, переключатель очень нежный, и после нескольких сотен переключений он может подвести. На фото он виден в правом углу.

В том, что в данном случае стоит переключатель есть и плюсы. На банках с кнопкой включения контроллер отслеживает ток потребителей, и если он незначителен — контроллер отключает схему. С выключателем такой багофичи нет, и если банк включен — он выдает питание вне зависимости от нагрузки.

Зарядное устройство батареи
Реализовано на микросхеме MP26123, которая позволяет заряжать 2 или 3 ячеечные батареи, с током зарядки вплоть до 2 А. Но, строгое требование — напряжение питания не менее 15 вольт, поэтому зарядка от 12 вольт не позволит зарядиться до 100% емкости аккумулятора, что несколько неудобно.
Штатное зарядное устройство, к слову, выдает 15 вольт. Зарядка от 5 вольт (USB) невозможна в принципе — в банке нет повышающего преобразователя перед зарядным устройством, соответственно банк оказывается прикованным к родному сетевому зарядному устройству.

Заинтересовала схема балансира, реализованного на отдельной плате, размещенной непосредственно на аккумуляторе: Балансир и защитная схема ячеек батареи выполнены на компактной плате, на микросхеме S8254A и трех сборках транзисторов AF4935P. В случае перезаряда или переразряда отключает батарею или потребителя.

DC/DC преобразователь в 5 вольт
Выполнен на микросхеме TPS54331, с частотой преобразования 570 kHz, что позволяет уменьшить уровень пульсаций на выходе, и использовать компактные компоненты.

При тестировании линии 5 вольт вылез забавный момент. По линии заявлен предельный ток 2.5 А. Такой ток действительно можно снять, но если незначительно превысить его — преобразователь начинает с периодичностью в секунду отключать и включать нагрузку. Выглядит это как ошибка в схеме soft-start, и по факту может предоставить некоторые проблемы потребителю. Есть такой тезис — включение, как и любой другой переходный процесс, оказывает нагрузку в разы большую, чем работа в установившемся режиме. В данном случае потребитель может оказаться изнасилованным повторяющимися переключениями источника питания, что может закончится выходом из строя потребителя. Зарегистрировать этот момент можно по наблюдению за светодиодом под USB разъемом банка. Равномерное свечение — все хорошо. Начал мигать — перегрузка, пора отключать!

DC/DC преобразователь в 12/15/19 вольт
Итак, самая интересная часть банка — повышающий преобразователь. Позволяет заряжать ноутбуки и другие банки напряжениями 12/15/19 вольт. При желании может заряжать даже сам себя ;). Выбор напряжения на выходе преобразователя выполняется кнопкой. В первый момент я был в замешательстве — что будет, если в процессе работы и с подключенной нагрузкой на 12 вольт случайно нажать кнопку переключения. В процессе тестов опасения развеялись — датчик тока по линии программно блокирует переключение напряжения, и испортить что-либо не получится. Остается вариант выбрать 19 вольт вручную до подключения нагрузки, и только потом подключить потребителя, рассчитанного на 12 вольт. Тут защита от дурака невозможна.

По схемотехнике все вполне гладко: boost-контроллер повышающего преобразователя FP5139 работает на частоте 1 МГц, соответственно это обеспечивает низкий уровень пульсаций, компактный дроссель, минимальное количество сглаживающих емкостей. Управляет он транзистором NTD4906N, который в импульсном режиме может обеспечить ток до 223А. Невообразимая цифра, таких токов там, разумеется, не бывает. Снятием повышенного напряжения с дросселя занимается сборка диодов Шоттки MBRB2060CT. 20А, для данной схемы это в самый раз. Ну и собственно защита от перегрузок реализована на двух низкоомных шунтовых резисторах.

При тестировании на максимальный ток с преобразователя удалось снять внушительные 4А, причем вне зависимости от напряжения (а ведь на 19 вольтах это 76 Вт!)
По поводу 4 ампер все ясно — вычисление тока производится по падению напряжения на шунте. А вот по защите — не совсем: в большинстве случаев контроллер отключал преобразователь по показаниям с шунта, но в некоторых случаях преобразователь с неприятным угасающим писком уходил в защиту сам.

По защите от перегрева — на токе 4А преобразователь не проработал и 5 минут. При этом на линии во всех случаях удерживаются честные 12/15/19 вольт.
В какой-то момент, при коммутации нагрузки отключился не только преобразователь, но и индикация уровня заряда, пропали все напряжения. Банк перестал подавать признаки жизни, и я уже было расстроился. По результатам вскрытия стало ясно что… все хорошо — на клеммах аккумулятора законные 12 вольт, и после отключения-подключения платки преобразователей она заработала как прежде. Но запомнить этот момент следует.

Драйвер светодиода, светодиод

В банке установлен светодиод, с линзой-рефлектором и на плате-теплоотводе. Порадовал индивидуальный драйвер для этого светодиода, выглядит законченным решением. Включается продолжительным нажатием на кнопку, имеет три режима работы — продолжительное свечение, SOS, и продолжительное мигание. Объективная оценка мощности невозможна, поэтому все что могу сказать — светит ярче светодиодных вспышек телефонов.

Контроллер
Определить истинную сущность этого китайца (маркировка L41628D, корпус SO16) не удалось. По функциям — умеет отображать заряд батареи на четырех светодиодах, в четырех градациях (хотя можно было в восьми), следит за током по линии 12/15/19 вольт, управляет фонариком, и ест питание из аккумулятора 24/7. Отображает процесс заряда. В нужные моменты включает преобразователи. Ничего фантастического.

Тест старта двигателя
Можно предположить, что продолжительный разрядный ток этого аккумулятора 40С. Как уже измерено ранее, емкость аккумулятора 4Ач, соответственно ток составит 160А. Что-ж, подогреть автомобильный аккумулятор за 5 минут можно. Погода пока-что не самая суровая, поэтому был найден убитый аккумулятор, и запуск двигателя, фактически, производился от банка. Вот что получилось:

Старт двигателя без штатного аккумулятора, с моей точки зрения, может быть опасен — в плюсом проводе банка впаяны диоды, защищающие банк от втекающего тока, соответственно, когда двигатель будет заведен, генератор начнет работать вхолостую, и какое напряжение установится в бортовой сети автомобиля неизвестно. Лучше не рисковать.

Заключение
По сравнению с предыдущей версией авто-стартера все выглядит привлекательнее — заглушки на разъемах, прочный корпус, неплохой фонарик, достаточная емкость, возможность питания ноутбуков, кейс для хранения всего сопутствующего железа.

В целом, банк является суровым мужским инструментом, с расчетом на небрежное обращение руками в солидоле, открывание банок пива острыми углами, подсвечиванием темных переулков мощным фонариком, и использованием в качестве оружия — отмахаться банком весом в пол-кило не составит большого труда. Острые углы, прочный пластик и ребристая поверхность только доставят удовольствия им орудовать.

Читатели GeekTimes имеют возможность приобрести новый Автостарт PRO с 10%-й скидкой, использовав код GEEKT-AVSTPRO, который действует 14 дней со дня публикации обзора.

Бизиборд? Power bank? Супернажималка / Хабр

Летнюю самоизоляцию мы с семьей провели у тещи в деревне. У жены – отпуск, а нас, инженеров-проектировщиков, почти всех перевели на удаленку. Работать в «домике в деревне» значительно приятнее, чем в городе в панельной хрущевке. Так у меня появилась не только отдельная комната, но и дополнительные полтора часа свободного времени, которые в мирное время уходили на дорогу до офиса и обратно. Все это позволило довести до конца электронно-деревянно-кнопочный проект, который задумал еще лет 6 назад.

Тогда, в олимпийском 2014-м, дочери было год-два и одним из любимых её развлечений было нажимать на все, что нажимается, крутить все, что крутится, открывать, все что открывается.

Мы, взрослые, не помним тех эмоций, но, наверное, круто, когда обнаруживаешь у себя два манипулятора, которыми можно исследовать этот таинственный окружающий мир и – ух ты! – даже изменять его. Поскольку именно руками рук человеческий мозг завоевал мировое господство, такие занятия можно только поощрять – детям надо развивать мелкую моторику.

О мелкой моторике и лишней кнопке

Именно в тот период пришлось модернизировать системный блок компьютера, иначе работа нередко завершалась внезапно: дочери нравилась большая, мигающая кнопка питания, на которую она с удовольствием и завидным упорством нажимала. Убирать, заклеивать или куда-то прятать кнопку не хотелось – зачем лишать ребенка радости? Пошел от противного: добавил еще одну кнопку. Последовательно соединенную с родной. Теперь, чтобы включить или выключить компьютер, надо было нажимать обе кнопки одновременно. Решение оказалось простым и эффективным: обе кнопки нажимались, но вразнобой, а одновременно – никогда. Пока мозг ребенка не дозрел до сложных дедуктивных логических выводов, стало возможным спокойно работать.

Мы дожили до скучных времен: сейчас есть девайсы на все случаи жизни. И для детей в том числе. Игрушек – некуда девать. Вот и для развития мелкой моторики придумали «бизиборды» (только не придумали, как водится, русского названия).

Первой мыслью была сделать свой бизиборд: с множеством кнопочек, переключателей и тумблеров. Ведь механические кнопки – это то, чего так недостает современным пальцам. Бедняги, теперь их незавидный удел – нажимать и гладить жесткое стекло смартфона.

До сих пор в деталях помню «секретную комнату», которую мой дед – электрик, оборудовал когда-то для нас, своих внуков. Не знаю, ругалась ли тогда бабушка, но их праздничный стол – такую типовую советскую раскладушку – он «электрифицировал»: проложил витые провода по крохотным изоляторам, установил мини-люстры и светильнички, которые включались маленькими поворотными выключателями. Когда мы приходили в гости, стол раскладывали, накрывали скатертью, и в этом подстольном пространстве возникала совершенно особенная, уютная атмосфера, где мы могли играть часами.

Это к тому, что я, внук своего деда, конечно же, не мог не электрифицировать бизиборд. Но борд – это всё же доска, а значит вся изнанка, провода и схемотехника будут доступны ребенку, а значит, долго не проживут. Поэтому в проекте доска трансформировалась в некий пульт, который можно поставить на стол.

Дерево и чугун

Люблю столярничать. А что может быть лучше сочетания природной красоты дубового корпуса и пластмассовой эстетики элементов управления? Поначалу была идея сделать всё в стиле стим-панка: только медь, стекло и лампы накаливания. Но перспектива делать самому еще и кнопки, и индикаторы, охладила мой пыл, спустила с небес на землю, сорвала розовые очки и что там еще пишут в таких случаях.

Мастер-любитель всегда рад поводу для покупки нового инструмента. Вот и я решил, что тут без фрезерного станка не обойтись. Сейчас мода на гравировально-фрезерные станки с ЧПУ, типа CNC-3018Pro. Недавно я купил такой и, надо признаться, так и не понял, как на нем в коробочной комплектации можно выполнять что-то мощнее гравировки. Но на тот момент я сделал выбор в пользу ручного, но добротного чугунного фрезерного станка.

Корпус почти готов! А фрезерный станок — он на дальнем плане.

Фрезерный станок – это мечта перфекциониста! Как же легко и удобно стало сверлить отверстия по одной линии, с точным отступом, делать прямоугольные окна и ровные фаски! Есть инструменты, работа с которыми доставляет удовольствие. Вот это тот самый случай. Кроме того, фрезерный станок почти заменяет станок сверлильный: да, меньше диапазон вертикального перемещения сверла ручкой, но зато можно точно позиционировать деталь после ее фиксации.

К сожалению, дуб легко пригорает. Поэтому фаски оставляют желать лучшего. Но лицевая поверхность прекрасна)

Как и в любом деле, у процесса фрезерования оказалось немало тонкостей, подводных камней. Не раз вспоминалась сцена из «Неподдающихся», где у токарей-«новаторов» с визгом ломался резец. Для каждого материала и фрезы приходилось путем проб и ошибок искать свои «оптимальные» режимы. Очень рекомендую во время экспериментов (а работа непрофессионала – это сплошной эксперимент) надевать на голову защитный поликарбонатный щиток. Не очки (и, тем более, не прищуренный взгляд), а именно прочный, сплошной щиток. И видимость хорошая, и спасает от стружек и осколков, которые двигаются по причудливым траекториям и могут залететь, например, в удивленно открытый рот.

А еще, как оказалось, при работе на ручном фрезере важно удобно сидеть. Фрезерование – процесс неторопливый, и, в общем, трудоёмкий: стоя работать неудобно, быстро устаешь. Рекомендую для мастерской стул-седло.

Если вы сидели на стуле и в седле, но не на стуле-седле

Лет десять назад, когда стали проявляться первые симптомы от сидячей работы, я пробовал разные альтернативы традиционным методам «сидения». И купил стул-седло. Но на работе он так и не прижился: надо было приподнимать стол, да и сидеть на нем можно было только одним способом: верхом с ровной спиной. На обычном стуле, мы же сидим по-разному, время от времени меняя позу: то облокотившись на спинку, то на локти, то с прямой свободной спиной, то вытянув ноги, полулежа.

Однако, стул-седло оказался незаменимым в мастерской: верстак и станки как раз на соответствующем уровне. А еще на стуле-седле ты полу-стоишь, а значит, жестче упираешься ногами, что позволяет рукам выполнять более «силовую» работу.

Любимый стул-седло

Пластмасса и творчество

Генеральной идеей была разместить в заданном небольшом объеме максимум разнообразных элементов управления. Сейчас доступно так много всего, на любой вкус, цвет и, главное, тактильный отклик: кнопки с фиксацией и без, с подсветкой и без нее, квадратные и круглые, вытяжные переключатели, тумблеры, поворотные переключатели (при выборе элементов единственно важно, чтобы усилие нажатия-переключения было небольшое, чтобы ребенок справлялся). Хотелось, чтобы и сверху, и спереди, и с боков устройства что-то да было.

Но в процессе рисования макета и обдумывания логики работы аппетиты пришлось умерить и дизайн упростить. И в итоге стало так:

Вид сверхуВид сзади

Во-первых, просто кнопки ради кнопок – это не интересно. Скучно, если при нажатии кнопки ничего не происходит. Во-вторых, все эти тумблеры и рычажки – как айсберги: снаружи только малая их часть, а внутри корпуса они занимают много места. В-четвертых, сложно сделать деревянный корпус, похожий на дуршлаг: дуб хрупкий и если между отверстиями расстояние небольшое, легко испортить заготовку, да и непрочная она получается.

А самое главное, в любой игрушке важен элемент творчества. Поэтому основным функциональным элементом решил сделать «кнопочное поле» – такую примитивную рисовалку: нажал на кнопку – она засветилась. К тому же расположить кнопки-«пиксели» не как обычно, прямоугольно, а в узлах треугольников – так и плотнее, и … вот еще почему.

Вы же обратили внимание, насколько прямоуголен окружающий нас мир? Не зря Стив Джобс называл прямоугольник (с закругленными углами) «базовым элементом»: оглянитесь, подавляющее количество окружающих нас вещей и предметов – это прямоугольники! Может быть, прямоугольная парадигма и наше мышление делает прямоугольным, более стереотипным? ) Творя в гексагоне, приходится напрягать мозг, воспринимать пространство под новым углом. Наверное, поэтому шестиугольная мозаика для детей выпускалась еще в СССР.

Очень хотелось разместить на приборе поворотный переключатель – галетник. Тактильные ощущения от его переключения не сравнишь ни с чем. Когда-то галетные переключатели были в каждом телевизоре, а сейчас в быту их почти не встретишь. Но нужен какой-то функционал! Галетник у меня был на 12 положений, поэтому естественно пришла мысль на каждое положение показывать на основном экране цифру от 0 до 9, ну и еще пару символов. Как отображать цифры? Сохранять попиксельный набор на каждую цифру или делить на сегменты и сохранять наборы сегментов? Решил, что сегментами интереснее, хотя сегментов конечно многовато получилось – 12.

Гексагональные двенадцатисегментные цифры. Несколько облегчило задачу то, что один из сегментов включен всегда

Для классического семисегментного индикатора есть много микросхем-дешифраторов, а здесь пришлось паять дешифратор самому, на основе диодов. Диодов понадобилось много, около 140: для дешифратора и еще по одному на каждую кнопку, чтобы лампа на кнопке загоралась или от нажатия, или от дешифратора.

Второе, что я обязательно хотел реализовать – это «синтезатор» цвета. Сейчас и дети знают, что все цвета могут быть получены от смешения трех основных. Но знать – одно, а попробовать сделать это самостоятельно – другое. Гораздо интереснее и познавательнее, когда сам включаешь синий, зеленый и-или красный, и тут же видишь результат их смешения. Изначально планировал поставить три переменных резистора, чтобы можно было плавно регулировать яркость каждого цвета. Но в итоге сделал дискретно: включение-выключение цвета кнопкой и регулировка яркости трехпозиционным тумблером.

В общем, получилось более-менее: обычный трехцветный светодиод для такой цели оказался не самым лучшим вариантом. Видны отдельные цвета, и световой поток направленный, слишком яркий. Наверное, надо было использовать какой-нибудь небольшой жк-дисплей.

Когда цвета значительно больше

Другая крайность, когда площадь рассеивателя очень большая. В этом убедился, когда собрал световой стол для рисования песком. Цвет воспринимается глазом как-то совсем по-особенному. Наверное, глаз пытается адаптироваться. И фоткать такой стол непросто.

Изначально он управлялся только пультом из комплекта RGB-ленты. Но кнопками оказалось удобнее

Звук, логика и немного нержавейки

Ок, цвет есть. Чего еще не хватает? Правильно – звука. Благо, недорогих плат mp3-плейеров в том же Алиэкспрессе – пруд пруди. Такой и поставил, а под него две кнопки переключения треков / регулировки громкости и кнопка play/pause. На microSD записал детские песенки и классику – так у устройства появилась еще одна полезная функция.

Много времени ушло на декоративно-защитную решетку динамика. Подходящей по размеру и исполнению не нашел, решил сделать из нержавейки. А работать с нержавейкой – то еще удовольствие. Не знаю уж почему, вроде бы она не тверже обычной стали, но и сверлится, и фрезеруется она с большим трудом и только новыми, острыми инструментами. Сломал пару фрез, но в итоге получилось вроде бы неплохо.

Что бы еще добавить в прибор? Для того, чтобы было с чем сравнивать мои двенадцатисегментные цифры, неплохо бы поставить обычный семисегментный индикатор. А еще под рукой была микросхема К176ИД3 – дешифратор четырехбитного двоичного кода в десятичный семисегментный символ. Пяти-шестилетку уже можно попробовать озадачить: Видишь цифры? Видишь четыре кнопки? Видишь, от их нажатия цифры меняются? Давай, думай, по какому принципу!

Оставалось еще пару бесхозных кнопок. К одной просто подключил вибромоторчик от старого мобильника. А ко второй – «зуммер» (обычное пятивольтовое реле, которое включено последовательно со своими же нормально замкнутыми контактами). Надо сказать, этот зуммер оказался неплохим таким генератором помех: при его включении mp3-плейер сходил с ума и перезапускался. Решил проблему стандартно: обратный диод параллельно обмотке реле и конденсатор 0,1 мкФ в цепь питания, максимально близко к реле.

Электропитание

Вся эта светодиодная иллюминация неплохо так потребляет электроэнергию. Возник вопрос, чем это питать. С батарейками связываться категорически не хотелось. И просто из жадности, и потому, что в самодельной электронике сделать удобно открывающуюся нишу типа батарейного отсека – это морока. Это в промышленном пластмассовом корпусе кажется банальным: выемка и сверху пластинка с двумя выступами и защелкой. В самоделке, да еще и из дерева – это головная боль. Поэтому – только аккумуляторы.

По нынешним временам самая удобная вещь – это пауэрбанки. Там и аккумулятор, и вся электроника для его контролируемого заряда и разряда. Поэтому китайский noname был разобран на составляющие, а его разъемы и индикаторы были демонтированы – их пришлось заменить. Дольше всего пришлось повозится с гнездом micro-USB, через которое пауэрбанк заряжается. Разъемчик маленький, хлипенький – погиб при демонтаже. Да и как закрепить такую малютку в дубовой стенке корпуса? Думал найти какое-то готовое micro-USB –гнездо для любительского монтажа, но не обнаружил таких в природе. Выручил переходник «Apple Lightning – micro-USB» в алюминиевом корпусе. В результате микрохирургической операции штеккер Apple был удален, открыв доступ к маленькой плате, к которой можно было подпаяться, а алюминиевый корпус – развальцован так, что стало возможным закрепить его к стенке шурупами.

Внутрянка

Всё, доделал

В итоге у меня всё же остались незадействованными два тумблера. Хотел добавить радио и генератор случайных чисел от 1 до 6 на основной экран. Генератор – чтобы можно было использовать его для настольных игр, вместо кубика. Радио – потому что да, были подозрения, что как детская игрушка прибор долго не продержится, и надо ему подарить какие-то способности для «взрослого» применения.

Всё, доделал, показываю восьмилетней дочуре.

– Ух ты, папа, что это? – спросила она.
– Ну, вот: смотри, изучай. Можно нажимать всё что угодно и смотреть, что получается.
– Круто, папа, значит это – супернажималка!
В общем, на десять минут игры с супернажималкой дочери хватило.
– Здорово, папа, ты – молодец! – сказала дочь … и ушла играть в другую, любимую, игрушку. Маленькие пальчики привычно стали нажимать и гладить жесткое, безответное стекло смартфона.

PS: Впрочем, еще несколько раз супернажималка пригодилась нам в качестве пульта управления «инопланетного космического корабля». Ну и как пауэрбанк тоже работает исправно.

Размышлизмы о налобниках и пауэрбанках. Как «подружить» одни с другими / Хабр

Налобный фонарь, переделанный на работу от пауэрнанка — это действительно удобно. Казалось бы, что тут может быть сложного: добавь шнур и резистор — и готово. Но здесь есть свои подводные камни.

Если в качестве объекта для опытов взят дешёвый фонарь, который до переделки питался от трёх элементов AAA, первым делом следует проверить состояние светодиодов. Во многих таких налобниках светодиоды работают в напряжённом режиме: например, если они 5-миллиметровые, то ток через каждый из них при свежем источнике питания превышает, часто довольно значительно, дозволенные 20 миллиампер. Вышедшие из строя и просто сильно изношенные диоды следует заменить.

Затем нужно решительно избавить фонарь от «умных» функций, если в нём предусмотрены таковые. «Банка силы» тоже не «глупа», а двое «умных» могут спорить, не уступая друг другу, бесконечно. Преобразователь пауэрбанка не запустится, пока фонарь не начнёт потреблять заметный ток, а чип фонаря не подключит к источнику питания ни одну из групп светодиодов, пока напряжение питания не возрастёт до близкого к номинальному. Так что все группы светодиодов необходимо объединить (т.е., запараллелить все диоды) и запитать в обход чипа через включённый последовательно резистор.

Ну а теперь, казалось бы, самая простой этап переделки — подбор резистора. На именно здесь не всё так очевидно, как кажется. Алгоритм работы пауэрбанка очень приблизительно можно описать следующим образом. В исходном состоянии на выход устройства поступает напряжение, равное напряжению аккумулятора. Если потребляемый ток превышает некоторое значение, назовём его I₁, преобразователь запускается, и напряжение на выходе возрастает до 5 В. Затем, если ток нагрузки меньше другого значения, которое мы назовём I₂, превышающего I₁, преобразователь вскоре останавливается и больше не запускается. Возврат в исходное состояние происходит после отключения нагрузки. Если же ток нагрузки больше I₂, преобразователь продолжает работать. Значения I₁ и I₂ индивидуальны для каждой модели пауэрбанка. Назовём это «алгоритмом 1».

Есть «банки», работающие по отличающемуся алгоритму. Запуск преобразователя в них происходит по кратковременному нажатию кнопки, а останов — по снижению потребляемого тока до значения, меньшего I₂, либо по длительному нажатию. Такого параметра, как I₁, у них нет.Назовём это «алгоритмом 2».

Важно обеспечить, чтобы налобник мог работать не только от определённого пауэрбанка, но и от практически любого оказавшегося под рукой. Это условие соблюдается, если употребляемый ток фонаря превышает I₂ даже тех моделей, у которых его значение велико.

Вот перед нами испытуемые — три пауэрбанка, выборка небольшая, но определённые выводы о минимально допустимом потребляемом токе фонаря сделать можно.

Понятно, что пауэрбанк номер 2 для решения задачи непрактичен — его неудобно крепить на фонаре. А первый и третий — запросто:

Первый и третий пауэрбанки работают по алгоритму 1, второй — по алгоритму 2. Кнопка есть и на третьей «банке», но она предназначена для другого: проверять уровень заряда аккумулятора при отключённой нагрузке. Горит индикаторный светодиод — джоулей пока хватает, мигает — аккумулятор сильно разряжен, преобразователь запускаться не будет ни под какой нагрузкой.

Начались мои опыты с того, что в ходе переделки налобника на USB я нечаянно впаял вместо 100-омного резистора 1-килоомный. Заметил я это не сразу, так как, несмотря на очень малый потребляемый ток, фонарь светил достаточно ярко для использования по назначению — так высок КПД у белых светодиодов. Падение напряжения на резисторе составило 2,5 В, из чего можно сделать вывод, что суммарный ток через светодиоды был равен 2,5 мА. Это всего 0,36 мА на светодиод.

Можно было и оставить так, но «дружил» с фонарём только пауэрбанк номер 1, у которого очень малы значения I₁ и I₂. «Банки» номер 2 и 3 за нагрузку его не считали: второй выключался через несколько секунд после включения кнопкой, третий — вообще не запускался.

Затем я заменил килоомный резистор на последовательную цепочку из двух 62-омных. Яркость сильно возросла, реакция первого и второго пауэрбанков не изменилась, а третий стал запускаться, но затем отключаться. Стало быть, для него фонарь стал проходить по I₁, но не по I₂. Измерений в этом режиме я не проводил.

После этого я сократил количество 62-омных резисторов до одного. Яркость стала даже избыточной, рефлектор этого налобника в сочетании с линзами самих светодиодов обеспечивает фокусировку в довольно узкий луч. Падение напряжения на диодах составило 2,8 В, на резисторе — 2,3 В, значит, ток — 37 мА, т.е., 5,3 мА на один диод, что намного меньше предельных 20. На этот раз все три «банки» «согласились» с тем, что налобник является нагрузкой, чего и требовалось добиться.

Осталось наклеить на плату со стороны проводников несколько слоёв изоленты, чтобы острые выводы диодов не перерезали провода, выходящие из центра дна отсека — и можно собирать и пользоваться. Посчитаем, сколько просветит на полной зарядке. Если кпд преобразователя принять за единицу, то при 37 мА по 5 вольтам, от 3,6-вольтового аккумулятора он будет потреблять 51,5 мА. Реальный преобразователь имеет кпд порядка 0,7, значит, он будет потреблять от аккумулятора 73,6 мА. Считаем, что аккумулятор на 2600 мАч изношен до 2000 мАч, получаем 27,2 часа.

«АвтоСтарт» — Power bank. Тестирование на полярном круге / Блог компании Даджет / Хабр

В статье Даджета было описано интересное устройство, которое позволяет завести автомобиль без посторонней помощи, и в комментариях разгорелась оживлённая дискуссия о том, как устройство будет вести себя при температурах, близких к экстремальным. У нас на полярном круге зимой аккумулятор автомобиля замерзает и разряжается довольно часто (особенно, если не заводить авто каждый день, как это делаю я) при использовании Вебасто/Гидроник, Поэтому устройство меня заинтересовало. АвтоСтарт был предоставлен магазином Даджет для теста.

Сразу прошу прощения за отсутствие фото и видео процесса тестирония, но поймите: полярная ночь, сугробы, холод — совсем не до фотографирования или видеосъемок.

Комплектация стандартная: инструкция, провода-”крокодилы”, зарядное устройство от прикуривателя автомобиля и провод для зарядки гаджетов (microUSB, Apple Lightning, Apple 30-pin).

Некоторые замечания:

• Оплётка проводов-”крокодилов” довольно высокого качества, на морозе не становится “дубовой”, в меру упругая, и проблем с подключением не возникало.
• Сами “крокодилы” немного мелковаты, но учитывая мобильность устройства, это и понятно (провода и АвтоСтарта прекрасно помещаются в кармане пуховика). Подключить, в принципе, можно, но не всегда с первого раза получается надеть “крокодил” на клемму аккумулятора, на которую уже надета клемма автомобиля. Но это всё в толстых перчатках, если же использовать обычные тонкие перчатки, то проблем с подключением не возникает.
• Если Даджет добавит в комплектацию разъем, который используется при подключении проводов-”крокодилов”, то люди с руками смогут подключить нужные им «крокодилы» с нужной длиной кабеля.
• Сам разъём подключать не всегда удобно, приходится прикладывать усилия, чтобы вставить его в АвтоСтарт, а учитывая глянцевую поверхность устройства, есть шанс, что оно может выскользнуть.
• Фонарик, имеющийся у устройства полезен, но нажимать на кнопку его включения зимой в толстых перчатках неудобно.

Описывать тест устройства как именно Power Bank я не вижу смысла, с этим оно справляется великолепно. Его можно носить в кармане, рюкзаке, сумке. Он немного больше, чем банальный айфон (и не гнётся), если не учитывать толщину, хотя и толщина у него, по сравнению с Power Bank, которые я видел, одна из самых маленьких.

Тест проходил на автомобиле Citroen C4 2009 года, двигатель 1,6л, мощность 109 л/с, бензиновый, масло Castrol EDGE 0W-30. В общем, обычная пузотёрка.
Аккумулятор утоплен под приборную панель, снимать его зимой неудобно, также затруднён доступ к минусовой клемме аккумулятора, особенно сложно снимать пластиковые детали на защёлках — при морозе пластик трескается и лопается, как яичная скорлупа.

фото найдено в гугле для понимания расположения аккумулятора

В связи с этим минусовая клемма АвтоСтарта подключалась, как и написано в инструкции к машине, к специальному месту рамы автомобиля.

Во время проведения всех тестов аккумулятор не разряжался полностью, сигнализация работала, вебасто стартовала и отрабатывала нужное время для подогрева двигателя до +5 градусов минимум. В каждом тесте температура АвтоСтарта была комнатная. Во время одного из тестов устройство падало разъёмами в сугроб, но после продувки работало как ни в чём не бывало.

Итак, тест первый:

• Время простоя авто: 3 недели
• Средняя температура: -25-30
• Температура в день теста: -39, ветер 1-2 м/с

Перед началом испытаний на 50 минут была включена вебасто.
По истечении времени была предпринята попытка завести авто с пульта сигнализации, запуск не удался. После, тепло одевшись, произвёл попытку завести при помощи ключа, стартер даже не пытался крутиться, были слышны только щелчки реле. Затем по инструкции был подключен АвтоСтарт и предпринята очередная попытка завести двигатель, но изменений не последовало. На этом тест и закончился. Слишком холодно, чтобы продолжать.

Тест второй:

• Время простоя авто: 1 неделя
• Средняя температура: -20-30 + сильная метель (по ощущениям до -55)
• Температура в день теста: -23, ветер 1-2 м/с

Включил вебасто на 40 минут, вышел на улицу с лопатой, так как авто за время простоя превратилось в сугроб. На этот раз стартер предательски крутился, но его усилий не хватало для запуска двигателя. Были произведены 3 попытки по три-четыре оборота. Далее в дело пошёл АвтоСтарт. Между подключением устройства и попыткой запуска прошло около пяти минут — от процесса отвлёк телефонный звонок. Вставил ключ, поворот, ииии… двигатель завёлся! Ура! Возможно, причина успеха кроется как раз в этом пятиминутном ожидании, хотя не исключено, что более тёплая погода тоже повлияла.

Тест третий:

• Время простоя авто: 4 дня
• Средняя температура: -20-30 + метель (по ощущениям до -50)
• Температура в день теста: -26, ветер 2-3 м/с

Перед началом теста запустил вебасто на час, после попробовал запустить автомобиль с пульта — не вышло. Вышел на улицу, пробрался через сугробы к машине, попытался завести её при помощи ключа, но стартер даже не пытался крутиться (были слышны только щелчки реле). Подключил устройство и подождал две минуты — неудача, пять минут ожидания — неудача, десять минут и снова провал.

Тест четвёртый:

• Время простоя авто: 2 дня
• Средняя температура: -20-25
• Температура в день теста: -21, ветер 3 м/с

Последний тест решил сделать после меньшего простоя и при температуре не ниже -25, вебасто включил минут на 15. С пульта автомобиль не завёлся, после попытки завести его при помощи ключа стартер сделал пол-оборота и сдался. Подключил АвтоСтарт, подождал три минуты и попробовал завести. С первого раза авто не завелось (оно и понятно, ведь вебасто отработала мало и масло в двигателе ещё густое), но со второй попытки всё получилось. Отключить АвтоСтарт в течение 30 секунд, как написано в инструкции, не удалось — автомобиль заглох как только я убрал ногу с педали газа. Пришлось заводить снова. Примерно через две-три минуты, когда двигатель смог держать холостые обороты самостоятельно, я отключил АвтоСтарт.

Дополнительно:

Провёл тест на морозоустойчивость устройства. Оставил его на балконе на ночь при температуре -30 градусов, балкон неутеплённый, температура — как на улице. Утром подключил полностью севший iPhone 3G, телефон начал заряжаться, а устройство показывало полный заряд.
Стоит отметить, что за всё время устройство заряжалось один раз — сразу после получения. После всех опытов индикатор заряда устройства показывал 100%.

Выводы:

При температуре ниже -25 градусов и ветром аккумулятор охлаждается настолько, что его не всегда хватает на вебасто и запуск двигателя — либо то, либо другое. Запускать двигатель «на холодную» отважится только очень богатый человек, я думаю. Устройство частично оправдало надежды, но даже оно бессильно на полярном круге, зато с лёгкостью справляется, если на улице по северным меркам тепло (примерно -20 градусов). Полагаю, что в средней полосе АвтоСтарт справится со своими задачами на отлично. К сожалению, производить тесты при температуре -15-20 для меня сложно — в такую погоду автомобиль заводится прекрасно. Можно включить фары на ночь, но тогда аккумулятор сядет полностью, и даже АвтоСтарт уже может не спасти (хотя такой тест тоже можно провести весной). После всех неудачных тестов авто было заведено с помощью друзей, которые давали «прикурить», проблем при заводе таким способом не было.
Устройство вполне оправдывает своё название, его незатратно (в плане занимаемого места) держать в бардачке автомобиля. Ему не страшны морозы, он будет заряжать ваш гаджет, даже когда вы весь день провели, например, на лыжах в глухой тундре. Что касается помощи в заводе автомобиля, я бы не стал рекомендовать его покупку тем, у кого -20 на улице без ветра это тепло. А вот те, кто живёт в более благоприятных условиях, вполне могут прибегнуть к его помощи.

Хочу выразить благодарность магазину Даджет за предоставленый на тест АвтоСтарт и Вячеславу Егорову (моему давнему другу) за помощь с фотографиями.

Даджет
АвтоСтарт
В. Егоров (фото)
Форум города Салехард

Специализированная плата SC-0241 или собираем свой однобаночный Power Bank

Всех приветствую, кто заглянул на огонек. Речь в обзоре пойдет, как вы наверно уже догадались, о замене кишок одного из популярных однобаночных ПБ на более удачные и тестировании получившегося девайса. Кому интересно, прошу под капот кат.

Поначалу, я планировал сделать сравнительное тестирование 3 популярных однобаночных ПБ (за компанию и малютку ПБ на АА элементе) и нескольких специализированных плат, способных отдавать от 1 до 2 ампер. Но в результате, статья получалась очень большая, т.к. было много замеров, поэтому в данной статье ограничусь только небольшой теорией по схемотехнике и работе ПБ, тестированием специализированной платы SC-0241 1.3A DIY и сборкой нового ПБ. Вот те самые испытуемые:

Тестирование электронных начинок различных ПБ, возможно, будет в отдельной статье, если не пропадет желание все это хозяйство тестировать.
Из подручных инструментов все те же бюджетные приспособы: мультиметр DT-832 с хорошими щупами, 2х разрядный амперметр, 3х разрядный вольтметр и самодельный нагрузочный резистор 4.15 Ом.

По традиции, немного теории, куда без нее:

О том, что такое ПБ, как он подключается к устройствам и работает, я уже рассказывал в статье о Миллере ML-102, повторяться не люблю и не буду. Отмечу лишь, что Power Bank («хранилище энергии», «банка питания») – это мобильная зарядка, переносной дополнительный аккумулятор, способный отдавать свою энергию другим устройствам.

Основная масса промышленно выпускаемых ПБ различается по нескольким признакам:
— габариты/внешний вид (в виде цилиндра/параллелепипеда/квадрата/на что хватит фантазии)
— материал (алюминий/пластик) и тип корпуса (разборные/неразборные)
— включение/выключение (включен постоянно в ждущем режиме/вкл-выкл кнопкой/автовыключение)
— наличие аккумуляторов (предустановленные/самостоятельная установка банок)
— тип используемых аккумуляторов (NiMH, Li-Ion, Li-Pol)
— количество аккумуляторов (однобаночные/многобаночные) и их соединение (1, 1S2P, 1S3P, 1S4P, 2S2P, 1S5P, 1S6P, 2S3P, 3S2P и т. д.)
— емкость (от 1Ач до 20Ач)
— преобразователь напряжения (повышающий Step-Up/понижающий Step-Down)
— встроенная защита (от КЗ/перезаряда/переразряда/переполюсовки/перегрева)
— универсальность по банкам (защищенные и/или незащищенные) и возможность просто заряжать
— входные параметры (разъемы DC port, miniUSB или microUSB, заряд током 0,5А, 1А или 2А)
— выходные параметры: фиксированное/регулируемое напряжение (от 5V USB до 13V DC port) и фиксированный/регулируемый ток (0,5А, 1А для смартфонов, 2,1А для планшетов или 3,5А для «прожорливых» устройств)
— количество выходных портов (1,2 или 3 выхода, иногда присутствуют одновременно и USB 5V, и DC port 12V)
— независимость каналов заряд/разряд (одновременно заряд/отдача, либо только заряд или отдача)
— независимость выходных каналов (несколько зависимых/независимых выходов)
— индикация режимов (заряд/заряжено/отдача) и остаточной емкости (экран/светодиод(ы))
— дополнительные «примочки» (экран, фонарь, индикатор заряда, солнечная панель и т. д.)
— дополнительные аксессуары (блок питания/адаптер, зарядный кабель, переходники/разъемы и т.д.)
Большинство девайсов имеет КПД в районе 80-90%. Многобаночные ПБ, как правило, имеют более высокий КПД по сравнению с одно/двухбаночными. Это допускается, в первую очередь, более «навороченной» электронной начинкой (полноценный дроссель, качественный высокочастотный импульсный DC-DC преобразователь, хорошие емкостные кондеры и т.д.), которая в небольшие однобаночные корпуса просто не входит, а также, зачастую, более удачным соединением банок (2S2P, 2S3P, 3S2P). Как говорится, проще понижать, чем повышать.

Кому не понятно, что такое, к примеру, 2S2P, то заходим под спойлер:

*S*P – это аккумуляторная сборка, способ соединения аккумуляторов между собой.
S (Serial) – количество последовательно соединенных контуров, P (Parallel) – количество элементов в параллели. Первой всегда указывается S, затем уже P.
При параллельном соединении банок итоговое выходное напряжение не меняется, а общая емкость складывается. При последовательном соединении напряжение складывается, а емкость равна емкости одного элемента. Главное условие при таких манипуляциях – аккумуляторы должны иметь одинаковые параметры (быть, по крайней мере, из одной партии).
Большой плюс параллельного соединения – емкость банок, а также их внутренне сопротивление может немного отличаться, другие параметры должны соответствовать остальным элементам (напряжение). Такому соединению не нужен балансир, все банки в соединении зарядятся/разрядятся до одного уровня напряжения, от разброса параметров влияет только ток отдачи конкретных банок (с одной банки чуть больше, с другой — чуть меньше). В режиме параллельного соединения общий отдаваемый ток в нагрузку может быть в разы выше, теоретически максимальный ток равен сумме максимальных токов каждого элемента. При параллельном соединении нагрузка на банки меньше, т.е. если нагрузка 4А и всего одна банка, ей придется не сладко. Но уже при двух банках, соединенных параллельно и имеющих одинаковые параметры, ток с каждой банки будет всего 2А. При этом просадка напряжения на банках будет значительно меньше. Один минус – напряжение мало.
При последовательном соединении предъявляются жесткие требования к банкам, емкость и внутренне сопротивление должны быть одинаковы (строго одна партия). Плюс только один – общее напряжение становится выше, но для такой сборки нужен еще и балансир. Это довольно большой минус.
Эти комбинации очень облегчают жизнь конструкторам. Типичный пример – фонарь типа SkyRay на 3-х или 5-ти мощных светодиодах Cree XM-L, каждый диод может кушать до 3А, а суммарный ток потребления может быть 9А. У обычных Li-Ion аккумуляторов (не высокотоковых), ток с банки не должен превышать 5А. В этом случае и соединяют банки в параллель, чтобы аккумулятор от чрезмерной нагрузки не взорвался и напряжение не так сильно проседало на нем. В идеале, от четырех запараллеленных банок будет идти 9А на 3 диода, по 2,25А на банку. Не вздумайте включать оригинальный SkyRay от одного аккумулятора, аккум может взорваться! Как говорится, примеров уйма, все зависит от конкретного устройства…
Пример для Li-Ion акков, номинальное напряжение банки – 3,7V, емкость банки – 2600мач (2,6Ач):



1S2P (два запараллеленных аккумулятора) – сборка имеет 2 банки, напряжение на выходе 3,7V и емкость 5200mah, применяется в бюджетных ПБ
1S4P (четыре запараллеленных аккумулятора) – сборка имеет 4 банки, напряжение на выходе 3,7V и емкость 10400mah (14,4Ah) применяется в бюджетных ПБ.
2S2P (две пары запараллеленных аккумуляторов, соединенные между собой последовательно) – сборка имеет 4 банки, напряжение на выходе 7,4V и емкость 5200mah, применяется в более дорогих, брендовых ПБ
2S3P (две сборки по три запараллеленных между собой аккумуляторов, соединенные между собой последовательно) – сборка имеет 6 банок, напряжение на выходе 7,2V и емкость 7800mah применяется в более дорогих, брендовых ПБ
3S2P (три сборки по два запараллеленных между собой аккумуляторов, соединенные между собой последовательно) – сборка имеет 6 банок, напряжение на выходе 11,1V и емкость 5200mah применяется, в основном, в ноутбуках.

Общая схемотехника ПБ:

Подавляющее большинство ПБ имеют следующие основные компоненты:
1) аккумулятор
2) DC-DC (Direct Current/постоянный ток) преобразователь
— ШИМ контроллер/генератор импульсов (микросхема)
— накопительный дроссель
— сглаживающие конденсаторы
— диод
— управляющие транзисторы
— резисторы
— индикаторные светодиоды
3) контроллер заряда/разряда
— микросхема
— транзисторная сборка
— резисторы
— конденсаторы
— индикаторные светодиоды
4) входные/выходные разъемы
— DC port, miniUSB, microUSB
— DC port, USB

Чтобы было понятнее, вспомним, для чего нужны следующие элементы:

— диод – кристалл полупроводника с различными примесями с разных концов. Получается один P-N переход, который пропускает ток только в одном направлении, имеет два вывода (анод, катод). Хорошо пропускает ток в прямом направлении после определенного порога напряжения. До этого порога, даже в прямом включении, пропускает ток очень плохо. При включении в обратном направлении ток практически не пропускает.
— транзистор – по устройству аналогичен диоду, только имеет два P-N перехода, включенные «друг против друга» в различных комбинациях (P-N-P, N-P-N). Переходы расположены на спец. пластине (базе). Имеет три вывода (база, коллектор, эмиттер). База управляет открытием этих P-N переходов и при открытии ток начинает идти, к примеру, через коллектор к эмиттеру. Более простыми словами на примере водопроводного крана: барашек (вентиль) – это база, напорная труба – коллектор, сам рожок, под которым руки моем, это эмиттер. Открыли барашек чуть-чуть и вода течет еле-еле, открыли на полную — напор пошел мощный. Если совсем просто, то небольшим усилием мы регулируем мощный напор за доли секунд. Если напор в трубе огромный, а сам кран небольшой, то даже при полном открытии он не сможет пропустить весь необходимый напор, поэтому ставят соседний кран, работающий одновременно с первым, для увеличения пропускной способности. Другим словом, это как реле. Подавая сигнал на базу в несколько mV, можно управлять силовой нагрузкой в несколько ампер. Почти как релюшки в автомобиле, только тут намного больше возможностей. Главная особенность транзистора – он может открывать-закрывать P-N переход с очень большой скоростью и в широких пределах. В логических схемах у него два состояния закрыт/открыт — нули/единицы. Процессоры компьютеров состоят из миллионов напыленных на подложку транзисторов, а информация передается в виде нулей и единиц (двоичная система счисления) со скоростью в тысячу-две мегагерц.
— конденсатор – две пластины, между ними диэлектрик. При подаче на кондер напряжения, пластины накапливют заряд, в провалах между импульсами конденсатор отдает накопленный заряд в нагрузку (фильтрует/сглаживает пульсации). В усилительных схемах применяется, в некотором смысле, как диод, т.е. не дает току от источника постоянного питания пробраться к источнику небольшого переменного напряжения, которое нужно усилить (ставится неполярный кондер на выход переменки). Характеризуется емкостью (Ф) и рабочим напряжением (V).
— дроссель (катушка) – несколько витков на сердечнике. Важная особенность – очень инерционна, т.е. при включении она накапливает в себе энергию в виде магнитного поля, а при отключении, явление эдс самоиндукции выплескивает накопленную энергии в нагрузку. Бытовой пример – две лампы, одна из которых включена последовательно с катушкой, а другая напрямую к источнику. При включении, та лампа, которая соединена с катушкой, загорается позднее другой (катушка постепенно накапливает энергию), а при выключении ярко вспыхивает, тогда, как другая лампа уже погасла. Это явление незаменимо в преобразователях. Характеризуется индуктивностью (Гн).
— резистор (сопротивление) – это либо нагрузка (устройство), либо органичитель тока/напряжения (делитель). Питание схемы обычно всегда одно, предположим 5V. Для работы вышеперечисленных компонентов нужны разные токи и напряжения. Вот подбором резисторов и ограничивают заданный параметр на определенном участке (нужный номинал высчитывается по закону Ома). Характеризуется сопротивлением (Ом) и рассеиваемой мощностью (Вт).

Как работает повышающий DC-DC преобразователь очень простым языком:

Все это хозяйство, как и большинство современных устройств, работают на основе широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Это значит, что ток идет не постоянно, а небольшими интервалами (импульсами) с определенной частотой. Более простым языком, предположим, в первые 5 микросекунд ток идет, в следующие 5 микросекунд тока нет, в следующие 5 микросекунд ток опять идет и так далее все чередуется. На графике это выглядит так (фотка откуда-то с интернета):


От ШИМ контроллера (генератор импульсов) подаются импульсы с некоторой частотой на базу управляющего транзистора. Для простоты, будем считать, что первые 5мкс есть сигнал, следующие 5мкс сигнал отсутствует и так далее. Следовательно, транзистор замыкается и пропускает ток 5мкс, затем закрывается на 5мкс, потом опять открывается и так далее все повторяется. В интервале, когда транзистор замкнут (подан импульс на базу, переход коллектор-эмиттер открывается), ток идет от источника питания (аккумулятор) через дроссель, последний при этом запасает энергию. Но, хоть диод и включен в прямом направлении, напряжение не достаточно для полноценного открытия перехода. Как только импульс на базе транзистора пропадает (следующие 5 мкс), транзистор закрывается. Накопленная в дросселе энергия суммируется с аккумуляторной, открывает полностью P-N переход диода и ток устремляется на конденсатор и нагрузку. Конденсатор при этом заряжается (накапливает энергию). В следующие 5мкс опять транзистор открывается («замыкается» переход коллектор-эмиттер) и ток течет через дроссель, диод при этом практически не пропускает ток в прямом направлении и не дает уйти току с конденсатора обратно (там он включен в обратном направлении). Нагрузка в это время (5мкс) питается с конденсатора (он разряжается). В следующие 5мкс транзистор опять закрывается и ток опять идет через диод на конденсатор и нагрузку. Цикл повторяется. При этом повышенное напряжение получается из суммы напряжений с аккумулятора и дросселя, минус потери, что нам и нужно (аккум и дроссель соединены последовательно, общее напряжение суммируется). Управляя частотой импульсов, добиваются нужных выходных параметров и стабильной работы всей системы. С плохо подобранными компонентами при длительных паузах нагрузке может не хватить накопленной конденсатором энергии (будут броски/провалы выходного напряжения), а при коротких — дроссель может не успеть накопить достаточно энергии (выходное напряжение будет низким). Все должно быть сбалансировано. Именно поэтому небольшие платки преобразователи не держат параметры…
Вот так работает повышающий (Step-Up) конвертер с накопительным дросселем. Есть еще несколько видов, но это уже другая тема.

Немного о преобразовании энергии (мысли вслух):

Из курса физики все знают о законе сохранения энергии, что она во всех процессах не создается и не исчезает (не разрушается), а только переходит из одной формы в другую. Другими словами, сколько имели до некоторого процесса, столько в итоге и получим, только в разной форме (эквивалентная сумма всех видов). Как-то так, если совсем простым языком…
При этом есть одна закономерность. Чем выше рабочее напряжение прибора (устройства), при одинаковой мощности, тем выше его КПД, меньше потери. Грубо говоря, формула мощности P=U*I, т.е. при неизменной мощности устройства (электронная начинка прибора), чем выше рабочее напряжение, тем ниже ток. При общей мощности спроектированного устройства 1кВт и напряжении питания 200V, ток будет 5А. А уже при сниженном напряжении, к примеру, 100V, ток уже будет 10А, т.е. обратно-пропорциональная зависимость – напряжение упало в два раза, а ток повысился в два раза. Это касается рабочего напряжения, а не входного! Если устройство работает при высоком токе, то значительные потери энергии выделяются (переходят) в тепло. Типичный бытовой пример: есть две лампы накаливания на 60Вт, но одна на 12V, другая на 220V. В первом случае ток в цепи будет 5А, при этом цоколь с электропроводкой прилично нагреются, а во втором – 0,27А и практически никакого нагрева. Именно поэтому передают электричество с электростанций (ТЭЦ, ГЭС, АЭС) к потребителям (города, заводы) под высоким напряжением. Это условно, но схема выглядит так: электростанция->повышающая подстанция->километры расстояния до города->понижающая подстанция->потребители (есть еще распределительные подстанции, защитные устройства и т.д.). Даже несмотря на потери в понижающих/повышающих трансформаторах, радиоизлучении и т.д., разница в потерях существенна. Еще один пример (грамотная экономия?), в США используется 120V, для мощных устройств задействована вторая линия. Сетевые вилки/розетки имеют номиналы 15-20А на 125V (сетевые провода хорошо греются), а у нас и во многих других странах 2,5-5А на 250V. Можете сами убедиться в этом, взяв какой-нибудь удлинитель/тройник и подключив через него сначала светильник 100Вт, а потом утюг/чайник 2,2кВт. Оба прибора рассчитаны на 220V, но различаются потребляемой мощностью, а следовательно и ток будет разный. В первом случае ток будет 0,45А, во втором – 10А. При этом, во втором случает удлинитель будет теплым/горячим, а это бесполезные потери в тепло. Как говорится, америкосы впустую расходуют энергию на нагрев окружающей среды. Как говорил М. Задорнов, ну ту… е…
Куда тратится энергия в ПБ?
В режиме отдачи нам необходимо повысить напряжение с 3,7V до 5V, это все делает повышающий DC (Direct Current/постоянный ток) преобразователь. Входной ток (ток со встроенного аккумулятора) в повышающих преобразователях всегда выше выходного, плюс всевозможные потери в преобразователе, в тепло (проводники печатной платы, электронные компоненты). Наш пример (см. ниже тестирование), до входа преобразователя идет 6Вт (1,56А и 3,9V), выйти должно также 6Вт. На деле же, полезной энергии получаем всего 5Вт (0,96А и 5,15V), опустим пока потери в кабеле, на измерительных приборах. Куда делся наш 1Вт? Дело в том, как уже писал выше, часть энергии после преобразования переходит в другие виды (тепло, неэффективная схемотехника), так и в нашем случае. Плата преобразователя нагрелась, плюс DC конвертер далеко не идеальный, в итоге получается тот самый 1Вт. Как пример, при КПД ПБ 80%, получается, что пятая часть полезной энергии как бы теряется.
Стоит учесть один факт, что разряжая аккумулятор большим током, всей его емкости не получить, она будет меньше. Чем выше ток, тем меньше емкость, поэтому заряжая девайсы от ПБ пониженным током, можно отдать им чуть больше. Простыми словами, от ПБ с емкостью батареи 2Ач можно зарядить устройство, потребляющее большой ток, на 50%, но при тех же условиях, при зарядке небольшим током (ограничением тока), уже на 75%. Вот такая математика…

Итак, хватит теории, вернемся к нашим барашкам…

Собственно, вот этот ПБ меня не устраивал:

Внешний вид, конечно, хорош, но электронная начинка ужасна. Как работает и что он может, в сравнении с другими, а также подробные ТТХ, возможно, будут в другой статье. От себя скажу, что на серьезное применение не годится из-за кучи косяков, к тому же родной аккум плох, даже очень плох…

Потроха:

Как на термоусадке, так и на корпусе аккумулятора, нет никаких опознавательных знаков, емкость мала:

От данного ПБ требуется только стильный надежный корпус. Электронная плата и аккумулятор будут другими.
Итак, специализированная плата для ПБ с FastTech SC-0241 1.3A DIY. Краткие ТТХ из описания и (по результатам теста):
— ток заряда – 0,4-0,52А (0,5А)
— входное напряжение – постоянное 4,5-5,8V, microUSB разъем
— напряжение окончания заряда – 4,2V (4,16V)
— выходной ток – до 1,3А (1,1А максимум при вполне рабочих параметрах)
— выходное напряжение – 5-5,2V, USB разъем (4,2-5,21V, в зависимости от нагрузки 0,5-1,2А)
— напряжение окончания разряда – 2,5V (2,4V)

Общий вид платы:


Немного по устройству и принципу работы данной платы:
Контроллер заряда/разряда собран на микросхеме DW01. Нашел только для DW01-A

Фото параметров и схема включения:

Как видим из даташита, защита от перезаряда на 4,3V, а от переразряда на 2,4V. Присутствуют два полевых транзистора для раздельного контроля разряда (М1) и заряда (М2). В данной плате они расположены с другой стороны в едином (сдвоенном) 6-ти выводном корпусе под маркировкой 8205S. Ток покоя 3мка. Я так и не понял, почему в моем случае защита от перезаряда срабатывает на 4,16V, ну да бог с ней. Что-то перепаивать там очень трудно, ибо форм-фактор радиодеталей не самый подходящий для перепайки.
По используемому DC конвертеру информации найти не смог. Я полагаю, что это 6 выводная микросхема AL367, управляющий ключ – 6 выводная микросхема 2DLF.
Я изначально планировал поставить данную плату в цилиндрический ПБ, т.к. ее ТТХ с сайта были весьма хороши. Но здесь меня ждал неприятный сюрприз. Дело в том, что данная плата чуть шире и без допилинга просто не входит в корпус ПБ:

Но выход из данной ситуации есть. Как видим, разводка печатной платы идет не до самых краев, а значит можно срезать бока платы. Для других ПБ данная операция может и не пригодится.

Если решили устанавливать в данный ПБ, то срезать нужно до самых проводников, иначе плата не влезет, но срезать без фанатизма! Плата, похоже, из стеклотекстолита, острым ножом режется легко. К сожалению, фото «обрезания» нет, но если срезать так, как я написал, то все прекрасно входит, даже остается место с боков для термоусадки.
Под данную плату был куплен высокотоковый емкий аккумулятор Panasonic NCR18650PF 2900mah с низким порогом разряда до 2,5V. О нем я уже немного упоминал в статье о кастрации защищенных аккумуляторов.

Вот краткие ТТХ:
— форм-фактор – 18650 (18,5мм*65,3мм)
— номинальная емкость – 2900mah (минимальная 2750mah)
— внутреннее сопротивление – 25мОм
— номинальное напряжение – 3,7V
— максимальный ток разряда – 10А (кратковременно, до 5 секунд — 18А)
— полный заряд – 4,2V
— полный разряд – 2,5V
— рекомендуемый ток заряда – 1,35А
— расчетное время заряда – 4 часа
— метод заряда — CV/CC
— вес – 48 гр

График разряда 3А током c форума ЭЛЕКТРОТРАНСПОРТ (нигде не нашел разряд до 2,5V, везде до 3V):

От себя добавлю, что ничего особенного не представляет, но должен быть получше хваленого NCR18650B 3400mah, т. к. нагрузка на банку в конце разряда большая и последний с ней не справится. Данный аккум кое-как, но все-таки держит нагрузку, да и по цене не слишком дорог, поэтому довольно неплохой выбор. И если учесть низкий порог разряда платы, то подходящих кандидатов можно пересчитать по пальцам.

Теперь, непосредственное тестирование платы в реальных задачах (много фото):

В холостом режиме со свежезаряженным порнослоником NCR18650PF 2900mah плата выдает 5,18-5.21V. Под нагрузкой 4.15 Ома, сильно, но не критично, проседает напряжение, некоторые требовательные к питанию девайсы могут не «завестись» (1,1А и 4,66V):

Со средней нагрузкой плата справляется отлично (хорошо держит выходное напряжение):


На подсевшем аккумуляторе и большой нагрузке параметры еще больше проседают (выход 1,08А и 4,56-4,6V), на средней нагрузке – все «пучком»:


С дальнейшим разрядом встроенного аккумулятора выходные параметры также снижаются:


На просевшем аккумуляторе выходные параметры совсем не айс. Напряжение проседает до 4.17-4,2V. Многие устройства просто не запустятся. Как говорится, за высокий ток приходится расплачиваться низким напряжением. Слишком проста схема преобразователя, токи выше 1А не «вытягивает», хотя до 1А параметры все еще хороши:


С дальнейшим разрядом батареи выходное напряжение проседает и на небольшой нагрузке:


На совсем просевшем аккумуляторе при большой нагрузке выходные параметры очень плохие. Дальше тестировать большой нагрузкой не имеет смысла:

И на совсем просевшем аккумуляторе небольшую нагрузку плата держит отлично (нагрузка 0,6А):

Отключение нагрузки происходит в районе 2,4V. Чуток занижено, конечно, но ничего страшного. Как говорится, хоть данный панос и является высокотоковым, но нагрузку в самом конце держит плохо. Более простыми словами, при неизменной нагрузке напряжение на аккумуляторе очень быстро проседает с 2,7V до 2,4V. Напряжение ниже положенных 2.5V держится около 15-20 секунд:

Самое хорошее, в отличие от 3 тестируемых мною ПБ, при полном разряде встроенной батареи, даже если повторно переподключить нагрузку, отдавать энергию данный ПБ уже не будет. Он как бы «заблокируется». Для повторной активации ему нужен «толчок» зарядки. Она как бы его «разблокирует». Это очень хорошая защита, которая не даст разрядить встроенный в ПБ аккумулятор.

Пример зарядки от 4х баночного ПБ:

Пример окончания заряда. На уровне 4,174V заряд заканчивается, напряжение на банке получается 4,16V:

Как говорится, та же беда, что и в Миллере ML-102 v7.1. А вот так должно быть в идеале:

Тестирование платы с применением стабилизированного источника питания (синтетика):

Источником питания будет служить импульсный БП ROBITON от сгоревшей зарядки для никеля, способный выдавать 12в-2,5А и стабилизатор напряжения на XL4015E 5A 4-38V DC-DC Module. В этом тесте исключается недостаточная мощность «входного» источника питания (аккумулятора). Вот, что получается:
Теже яица, только в профиль. От источника питания выходные параметры зависят не так сильно. Не может плата «вытянуть» приличную нагрузку, даже с повышенным входным напряжением:

При нагрузке до ампера, все пучком:

Далее все стандартно, для силовой нагрузки — чем ниже входное напряжение, тем ниже выходное напряжение (линейная зависимость). При нагрузке до ампера, параметры в норме:

Приблизительный КПД в режиме ПБ без учета потерь на кабеле и измерительных приборах:

1) На свежезаряженной батарее с 1,1А нагрузкой:
— напряжение на входе (банке) – 3,96V
— ток с банки – 1,59А
— напряжение на выходе – 4,66V
— ток на выходе – 1,11А
Мощность P1=3,96*1,59=6,3Вт
Мощность P2=4,66*1,11=5,17Вт
КПД= P2/ P1=0,82, то бишь 82% при амперной нагрузке, неплохо. За вычетом потерь получим КПД 85%
2) На свежезаряженной батарее с 0,7А нагрузкой:
— напряжение на входе (банке) – 3,96V
— ток с банки – 1,12А
— напряжение на выходе – 5,13V
— ток на выходе – 0,72А
Мощность P1=3,96*1,12=4,43Вт
Мощность P2=5,13*0,72=3,7Вт
КПД= P2/ P1=0,84, то бишь 84% при амперной нагрузке, неплохо. За вычетом потерь получим КПД 87%
3) На разряженной батарее с 1А нагрузкой:
— напряжение на входе (банке) – 3,3V
— ток с банки – 1,6А
— напряжение на выходе – 4,17V
— ток на выходе – 1А
Мощность P1=3,3*1,6=5,3Вт
Мощность P2=4,17*1=4,17Вт
КПД= P2/ P1=0,78, то бишь 78% при амперной нагрузке, как обычно КПД меньше. За вычетом потерь получим КПД 80%
4) На разряженной батарее с 0,7А нагрузкой:
— напряжение на входе (банке) – 2,93V
— ток с банки – 1,47А
— напряжение на выходе – 4,97V
— ток на выходе – 0,63А
Мощность P1=2,93*1,47=4,3Вт
Мощность P2=4,97*0,63=3,13Вт
КПД= P2/ P1=0,73, то бишь 73% при амперной нагрузке, при этом банка почти «выжата». За вычетом потерь получим КПД 76%. Другие ПБ уже отключились бы…

Подведем итог по ТТХ:
+ идеальные выходные параметры на токах до 1А
+ не слишком сильно нагревается при токах отдачи до 1А (греется терпимо)
± низкий порог разряда (до 2,5V без опаски могут разряжаться только порнослоники NCR)
— цена (почти как целый ПБ)
— не слишком хорошие выходные параметры на большой нагрузке, хотя заявлено до 1,3А (напряжение сильно проседает после 1А)
— зарядка невысоким током (500ма) и продолжительная последняя фаза
— небольшой недозаряд (окончание заряда на 4.16V)
— отсутствие индикатора в режиме «отдачи тока» (только индикация зарядки/окончания заряда)

Теперь окончательная сборка ПБ:

Что будем использовать:
— корпус цилиндрического ПБ
— покупная специализированная плата SC-0241 DIY
— аккумулятор Panasonic NCR18650PF 2900mah
— термоусадочная трубка для 18650 аккумуляторов

Этапы сборки:

1) определяем, какой из девайсов Повербанк будет наиболее часто заряжать.
2) определяем по этой статье О зарядке гаджетов через USB распайку «перемычек»
3) в моем случае самым частым случаем подзарядки будет смартфон Samsung Galaxy S3, поэтому соединяем средние контакты между собой и разрываем проводники с минусом (корпусом). Нужно острым ножом/часовой отверткой прорезать дорожки:


Ранее, при зарядке смартфона, данная плата ограничивала выходной ток в районе 400ма. После подпаивания перемычки, ток стал в районе 800-900ма — максимум, что допускает контроллер самсунговского аккумулятора, независимо от мощности источника питания.
При окончательной пайке токосъемов, расстояние между платой и аккумулятором должно быть минимальным. При этом, если планируется все это хозяйство упаковывать в термоусадку, беспокоиться о том, что плюсовой контакт аккумулятора может «закоротить» плату при «втыкании» разъема, не стоит. В термоусадке все будет зафиксировано конкретно. При этом используем толстые медные провода (для соединения плюсового контакта) и двойную шинку для уменьшения потерь «входного напряжения». У меня одна шинка от родной платы ПБ, другая от встроенной в аккумулятор защиты порнослоника (об этом я писал в статье о кастрации акков).



Надеваем термоусадочную трубку на все собранное хозяйство. Запас термоусадки на минусовом контакте аккумулятора следует сделать по-больше, излишки отрежутся. Если с торцов видны оголенные медные дорожки печатной платы, то их следует покрыть изолирующим составом, например цапонлаком и термоусадку сдвинуть влево «с запасом»:

Равномерно нагреваем термоусадку феном для волос/строительным феном/паяльной станцией. Тут необходимо пальцами придерживать плату, ибо под нагреванием термоусадка стягивается и сдвигает плату в бока (плату уводит в стороны).

Излишки срезаем канцелярским ножом:


На самый низ ставим изолирующую изолоновую прокладку со старых кишок и собираем наш ПБ:


При полностью заряженном аккумуляторе:

На треть разряженном:

Ну и зарядка данным ПБ смартфона SGS3 (как уже писал, до 1А параметры держит отлично):

Зарядный ток ПБ, как и положено, 0,5А:

Всего два индикатора (заряжается – красный, заряжен — зеленый):

Оставшийся аккумулятор окутаем термоусадкой и оставим для чего-нибудь нетребовательного. Сам процесс я уже описывал в статье о кастрации, повторяться не буду, приведу только фото:





Теперь относительные цифры для сравнения. Данный тест, в принципе, ни о чём толковом не говорит, но общую картину представить может. ПБ был заряжен до включения зеленого индикатора, но как выше писал не полностью (до 4,16V, 90-95% емкости акка). К тесту подключался после 20 минут простоя. В качестве зарядного кабеля всегда выступал родной, который шел в комплекте со смартфоном. В качестве нагрузки выступал смартфон Samsung Galaxy S3 с емкостью акка 2100mah. Зарядку ПБ Miller ML102 с аккумулятором Sanyo UR18650ZY 2600mah, разряженным до 3V приведу позднее, лень разряжать. Зарядка смартфона производилась до 70%, чтобы исключить последнюю фазу заряда и до 100%. Если ничего не спутал, то картина такая:
— зарядка родным адаптером смартфона SGS3 с 10% до 70% — 75 минут
— зарядка родным адаптером смартфона SGS3 с 10% до 100% — 120 минут
— зарядка адаптером от смартфона SGS3 данного ПБ – около 6 часов (зарядный ток маловат)
— зарядка 100% заряженным ПБ смартфона SGS3 с 10% уровнем заряда до 100% – 105 минут, плюс остатка в ПБ хватило еще на зарядку «следующего круга» с 10% до 21% (за 15 минут).
— зарядка 100% заряженным ПБ смартфона SGS3 с 10% уровнем заряда до 70% – 65 минут, плюс остатка в ПБ хватило еще на зарядку «следующего круга» с 10% до 56% (за 52 минуты).

Примечание: тут важно понимать, что КПД преобразователей (ПБ/смартфон) не идеален, да и зарядный кабель не так хорош, поэтому 2900 vs 2100, не значит безоговорочная победа первого. Почему так происходит, упоминал выше.

Подводя итог, скажу следующее. Идеальной платы я пока не видел. Т.к. данным девайсом я пользуюсь очень редко, то я закрыл глаза на низкий ток заряда. В самом деле, ежедневно ПБ я не использую, поэтому каждый день его заряжать не нужно. А вот высокий ток отдачи для меня важен. Вообще нужно понимать, что при таких габаритах платы, высоких параметров от нее не дождаться. Поэтому ток отдачи в 0,9А я считаю просто отличным. Меня собранный ПБ устраивает. В первую очередь, мне нужен был стильный вид и высокая токоотдача, остальные параметры не критичны. Собранный ПБ как раз вписывается в условия.

Кисуля:

Кому интересно, еще обзоры:

Экономика будущего для физиков / Хабр

Аннотация. В этой статье проводится аналогия между силами природы и различными видами денег. Сделано обоснование для «законов сохранения денег». Дано объяснение феномена IT-денег по аналогии с законами физики, а также золотых и валютных денег. Рассматривается переход от золота и валюты к экономике, основанной на золоте и валюте. Разумное предположение сделано, что четвертым типом денег после золота, ценных бумаг и ИТ-денег будут так называемые «индексы цитирования» или «рейтинги», которые по своим свойствам аналогичны фондовым индексам.

Эта статья представляет собой попытку понять, что такое деньги, с точки зрения физики и эконофизики. Эконофизика (экономика и физика) — это междисциплинарная область исследований, в которой применяются теории и методы, первоначально разработанные физиками для решения проблем в экономике, обычно таких, как неопределенность или случайные процессы, нелинейная динамика и эволюционные игры.

Это необычная точка зрения на понятие денег. Это похоже на фантастическую историю.Однако это может помочь читателю лучше понять, что такое деньги и почему они необходимы для развития цивилизации [1]. Автор не имеет глубокого понимания предмета и может ошибаться в том, что очевидно другим.

«Нет закона сохранения денег», — иронизируют некоторые. Однако в 1965 году Бенуа Мандельброт обнаружил, что динамика финансовых рядов (колебания цен на валютном рынке) одинакова в малых и больших временных масштабах. По графику финансового ряда практически невозможно определить, отображает ли он колебания цен в течение часа, дня или месяца.Мандельброт назвал это свойство самоподобием, а объекты, обладающие им, — фракталами. Фрактальная структура финансового ряда показывает некоторую непрерывную симметрию физической системы. Согласно теореме Нётер: «Если система обладает свойством непрерывной симметрии, то существуют соответствующие величины, значения которых сохраняются во времени». Для фракталов существует симметрия масштаба . Итак, согласно теореме Нётер, должны существовать некие «законы сохранения денег». Скорее всего, эти законы сохранения не похожи на законы сохранения энергии, импульса и момента количества движения.Мы их еще не знаем.

Проведем аналогию между деньгами и силами в природе. В физике каждому типу взаимодействия соответствует частица-носитель этого взаимодействия. Например, фотоны опосредуют взаимодействие электрических зарядов, а глюоны опосредуют взаимодействие цветных зарядов (таблица 1):

Таблица 1 — Каждому типу взаимодействия соответствует частица-носитель

По аналогии с таблицей 1 существует предложение для «посредников» рыночных сил (таблица 2):

Таблица 2 — Каждому экономическому ресурсу соответствует определенный вид денег

Автор предлагает свежий взгляд на труд и капитал.Возможно, труд и капитал не являются экономическими ресурсами.

Труд — это потенциал и по аналогии с потенциальной энергией в физике не может быть «посредником» экономических взаимодействий. Трудовой потенциал может быть выражен через любую из экономических сил: крестьянский труд на земле, рабочий на фабрике, офисный труд, умственный труд и художественное творчество — это совершенно разные виды труда, которые неправильно объединены в единое целое. называется «трудовой ресурс».Труд — это потенциал, а не ресурс. Это могло быть самой большой ошибкой Карла Маркса [3], приравнявшего труд (то есть с потенциальной энергией) к капиталу (то есть к «посреднику» экономики). Труд — это не капитал и не «посредник». Никто не может «капитализировать труд» и хранить его где-нибудь в хранилище. Персонал, трудоспособность человека не является самостоятельным продуктом, а является неотъемлемой частью и придатком средств производства. См. Объяснение ниже.

Карл Маркс не был физиком и поэтому не понимал разницы между силой и энергией.Возможно, это непонимание физического устройства природы привело к большим потерям для цивилизации. Но продолжим дальше.

Капитал (то есть деньги) является посредником экономических «взаимодействий», но не может быть выделен как отдельный экономический ресурс, поскольку состоит из множества различных типов денег. По аналогии с частицами-посредниками в физике, капитал может быть разных типов и выражать совершенно разные экономические силы. Другими словами, существуют различные типы денег , а также различные законы сохранения, которые регулируются различными экономическими силами.

Автор предполагает, что альтернативой и дополнением к золотовалютным резервам будут информационно-расчетные резервы. То есть, чем больше у страны, компании или отдельного лица есть банки данных и вычислительные мощности, тем лучше они будут занимать позиции на мировых рынках, обладать большей рыночной ликвидностью.

Действительно, все эти многочисленные криптовалюты ценны, потому что у кого-то есть вычислительные ресурсы. Это может быть переход от золота и валюты к экономике , вычисляющей золото и валюту.Где золото — это минералы, начальный уровень. Тогда валюта — это ценные бумаги, второго уровня. А IT-деньги — это вычислительная мощность третьего уровня.

ИТ-деньги — это единица вычислительной мощности, которая уже ценится сама по себе. Неважно, как эта вычислительная мощность используется в данный момент: будь то обучение нейронных сетей, или анализ генома человека, или выполнение фиктивного бесконечного цикла. По аналогии, IT-деньги можно сравнить с частицей-носителем «вычислительных сил» (см. Таблицу 2).В будущем ИТ-деньги будут основываться на общественно полезных алгоритмах федеративного машинного обучения [4] и других задачах машинного обучения. Однако будут и мошенничества.

По словам автора, закон Мура препятствует внедрению ИТ-денег. Вычислительные ресурсы амортизируются дважды каждые два года. Наблюдается гиперинфляция вычислительных мощностей, не позволяющая надолго накапливать вычислительные мощности и обогащаться. Либо произойдет «насыщение» и закон Мура будет нарушен, либо будет использоваться логарифмический рост вычислительной мощности.Таким образом, логарифм экспоненциально превращает этот показатель в константу.

Каким будет следующий уровень ликвидности? Возможно, это будут индексы цитирования научных статей, произведений искусства и любых интеллектуальных продуктов , включая комментарии в социальной сети . Индексы цитирования , аналогично индексу Хирша или импакт-фактору, числовой показатель важности научной или художественной работы. Рейтинг сайта. Индексы цитируемости интеллектуальных продуктов являются альтернативой и дополнением к индексам фондового рынка, которые, как известно, основаны на ценных бумагах.

В этом случае абсолютные значения индексов не будут иметь значения. Только изменения индекса с течением времени будут иметь значение, градиент или даже логарифм изменения индекса. Индексы цитируемости будут торговаться как фьючерсные индексы фондового рынка и будут измеряться в ценовых процентных пунктах (проценты в пунктах).

Со временем ликвидность, измеренная в абсолютном выражении, уступит «динамической» ликвидности, измеряемой как первая производная (градиент) изменения индекса или даже логарифм.Абсолютные значения не уйдут с рынков полностью, а разделят сферу влияния с динамическими индексами. Скорее всего, будет вычислен логарифм роста показателей цитируемости, который по сути является энтропией.

Далее будет объяснение , почему интеллектуальные способности могут стать экономической «силой» , а труд в наши дни не является такой «силой»? Дело в том, что работать могут не только люди, но и животные, машины, недвижимость и деньги. Однако создавать качественные интеллектуальные продукты могут только люди.Вскоре роботы тоже смогут. Но в ближайшем будущем только люди будут создавать роботов, используя свои интеллектуальные способности.

Если выразить эту идею через понятийный аппарат Карла Маркса, то труд в его классическом понимании остается и всегда будет зависеть от средств производства. Труд — это придаток к средствам производства , а не ценность. Скоро интеллектуальные способности перестанут зависеть от владения средствами производства. Основная часть информации будет публично доступна бесплатно.Следовательно, человек в своем профессиональном и личностном росте будет ограничен только его интеллектуальными способностями, природными наклонностями или приобретенными благодаря образованию, настойчивости характера и живости ума.

Можно будет выразить силу своих интеллектуальных способностей с помощью бесплатных или очень дешевых средств производства через Интернет. По этой причине понятие «труд» и понятие «интеллектуальная сила» (в настоящее время «интеллектуальный труд») будут разделены по значению.Интеллигенция не будет работать общепринятым образом: это будет похоже на компьютерную игру или образ жизни. Сейчас понятия «труд» и «интеллектуальный труд» по-прежнему являются синонимами, и работа разработчика программного обеспечения мало чем отличается от работы производственного рабочего. Постепенно цена на интеллектуальные средства производства: компьютер, подключение к Интернету, доступ к информации станет дешевле и будет либо полностью бесплатной, либо их стоимость будет незначительной.

В академических кругах можно заметить тенденцию «обогащаться» с помощью научных публикаций.С точки зрения автора, это начало «интеллектуальных денег». Это понятие кратко выражено в афоризме «Публикуй или погибни» по аналогии с «Разбогатей или умри». Умственно способные люди теперь будут иметь такую ​​же ценность, как минералы, буквально «на вес золота». Основные усилия ведущих государств будут направлены на их выращивание, воспитание и сохранение. «Утечка мозгов» сейчас актуальна, но в будущем она будет приравнена и будет аналогом потери денег по аналогии с уменьшением валютных резервов страны.

Заключение. Деньги на ИТ — это не последняя фаза денежной эволюции. Появятся другие экономические «силы» и, как следствие, новые типы денег. Появится новое понятие «интеллектуальная сила». Стоимость «интеллектуальной силы» будет выражаться в «индексе цитируемости» и «рейтинге» по аналогии с фондовым индексом. Пословица «Время — деньги» уступит место другой пословице «Знание — сила».

Литература:

1. Станислав Лем «Summa Technologiae» (кратко в Википедии)
2. Карл Маркс «Капитал.Критика политической экономии »(кратко в Википедии)
3. Федеративное обучение с использованием TensorFlow Federated (TF World ’19)

Создание панелей мониторинга в реальном времени для потоковых данных в Power BI / Sandbox / Habr

ПАНЕЛЬ В РЕАЛЬНОМ ВРЕМЕНИ В POWER BI

В повседневной жизни мы часто сталкиваемся с данными в реальном времени или потоковыми данными. Он настолько распространен, что мы даже не осознаем, что процессы, с которыми мы взаимодействуем, генерируют данные в реальном времени. E.грамм. наша деятельность на веб-сайте электронной коммерции или жизненно важные показатели организма, измеренные с помощью носимых устройств.

Что такое данные в реальном времени?

Перед использованием данные в реальном времени необходимо передать в потоковом режиме; так же, как мы транслируем фильмы с Netflix. Потоковая передача необходима для последующей аналитики данных в реальном времени. Существуют потоковые приложения, такие как Kafka, EventHub, Spark Streaming и т. Д., Которые выполняют эту работу — для потоковой передачи данных в реальном времени между производителями и потребителями данных IoT. Подробнее о них мы поговорим позже в статье.Потоковые данные обычно имеют большой объем и скорость.

Вот некоторые из популярных примеров и источников данных в реальном времени:

1. Данные, генерируемые датчиками IoT, измеряющими давление, температуру, ускорение, записываются каждые миллисекунды или быстрее.
2. Данные потока кликов, то есть журнал (где, когда, сколько раз) пользователей нажимал на веб-сайты.
3. Поток твитов, содержащих определенный хэштег.
4. Данные биржевых тикеров обновляются с высокой частотой.
5. Розничные банковские операции, включая перевод средств, перевод / получение OTP и т. Д.

Что такое приборная панель в реальном времени и для чего ее можно использовать?

Панель мониторинга в реальном времени содержит визуализации, которые обновляются в реальном времени с изменением данных. Эти информационные панели предоставляют информацию, которая полезна для выявления новых тенденций и мониторинга эффективности. Панели мониторинга в реальном времени обычно содержат данные, зависящие от времени.

Существует множество вариантов использования информационных панелей в различных отраслях.

• Одним из наиболее распространенных приложений является развертывание оперативного управления запасами. Компаниям, предпочитающим минимальные складские площади, требуются постоянные данные в режиме реального времени о текущих объемах продаж, продажах и скорости их пополнения.
• Другое приложение — сигнализация в реальном времени и профилактическое обслуживание оборудования в обрабатывающей и нефтегазовой отраслях. Это делается с помощью многомерных методов обнаружения выбросов, таких как расстояние Махаланобиса, методов классификации временных рядов, таких как Shapelets, и методов регрессии на основе времени, таких как анализ выживаемости.

Как обрабатывать потоковые данные?

Существуют различные инструменты и технологии, которые используются для потоковой аналитики, включая Kafka, Kinesis и Flume. Kafka, например, представляет собой инструмент с открытым исходным кодом для потоковой передачи данных. У него есть

1. Производитель, который регулярно отправляет сообщения в тему
2. Брокер, который временно хранит данные и соответствующим образом разделяет сообщения
3. Потребитель, который подписывается на определенную тему и потребляет потоковые данные

Как создать информационную панель в реальном времени

В этом блоге мы собираемся создать панель мониторинга в реальном времени в Power BI. Для этого мы будем

• Генерировать данные в реальном времени с помощью модуля Random в Python
• Потоковая передача данных в реальном времени через EventHub (эквивалент Kafka) в Microsoft Azure
• Передайте данные в Azure Streaming Analytics, которая передаст их в Power BI
• Отображение данных в режиме реального времени на панели управления Power BI, которая поможет бизнес-пользователям время от времени узнавать, что происходит.
• Данные в реальном времени могут храниться с течением времени и могут храниться в базах данных, таких как Azure SQL

Схема архитектуры приборной панели реального времени будет выглядеть, как показано ниже.

Рис.1 Принципиальная схема архитектуры приборной панели реального времени

Без лишних слов позвольте нам испачкать руки и создать информационную панель реального времени.

Прежде чем мы продолжим, нам потребуются следующие предварительные условия, чтобы продолжить.

• Учетная запись Microsoft Azure, при регистрации вы можете получить бесплатные кредиты на сумму 300 долларов, которых будет достаточно для создания этой демонстрации.
• Python установлен на вашем компьютере
• Учетная запись Power BI Pro, доступна за 10 долларов в месяц

Учетная запись Power BI Pro необходима для создания панели мониторинга потоковой передачи в реальном времени, поскольку нам нужно непрерывно передавать данные, которые доступны только в службе Power BI, а также функции, недоступной в версии Power bi для настольных ПК.

Мы используем Azure Stream Analytics для периодической генерации данных. Это просто механизм обработки событий, который может принимать данные из любых источников, таких как устройства, датчики, веб-сайты, каналы социальных сетей, приложения, системы инфраструктуры и многое другое. Экосистема Microsoft Azure, состоящая из EventHub и Streaming Analytics, действует как связующее звено между Python и Power BI.

Чтобы подготовить машину к работе с данными в реальном времени, выполните следующие действия.

Шаг 1: Войдите в учетную запись Azure, и вы должны увидеть следующий экран.

Шаг 2: Создайте задание Stream Analytics в Microsoft Azure.

Найдите «Все службы» на левой панели и выберите «Задания Stream Analytics» в разделе «Analytics».

Нажмите «Добавить» и введите имя своего потокового задания в текстовое поле «Работа».

В разделе «Группа ресурсов» вы можете либо использовать свою старую группу ресурсов из предоставленного раскрывающегося списка, либо создать новый ресурс, выбрав параметр «Создать новый».

Примечание: запомните выбранное вами местоположение, поскольку вам может потребоваться использовать это же местоположение для следующих шагов.

Нажмите «Создать» и вуаля! Ваша работа по потоковой аналитике создана.

Step3: Create Event Hub engine

Event Hub — это полностью управляемая служба приема данных в реальном времени, простая, надежная и масштабируемая. Нам нужно создать пространство имен для нашего движка Event Hub в нашем процессе. Выполните следующие действия для настройки этого механизма.

Найдите концентраторы событий в текстовом поле поиска и выберите его.

Как только вы войдете в него, нажмите «Добавить», чтобы создать пространство имен, дайте ему любое имя по вашему желанию и выберите соответствующий ресурс и то же место, которое мы использовали ранее для создания задания потоковой аналитики.Затем создайте свое пространство имен.

Шаг 4: Создание задания ввода и вывода

Теперь нам нужно добавить ввод и вывод к нашему заданию потоковой аналитики. Это можно сделать следующим образом. Перейдите к заданию Stream Analytics, которое вы создали, и нажмите «Ввод», затем нажмите «Добавить входной поток» и выберите «Концентратор событий».

В поле ввода «Входной псевдоним» дайте имя своему входу и выберите пространство имен, которое вы бы создали с помощью предыдущей процедуры. В поле «Имя концентратора событий» выберите вариант «Создать новый» и укажите любое желаемое имя для своего концентратора событий, а остальное оставьте как есть и выберите вариант сохранения.

Двигаясь дальше, мы должны запросить наши данные, которые помогут передать их в желаемое приложение. Выберите «Запрос», и под ним вы можете указать, какие данные должны отображаться в вашем приложении вывода. В нашем примере мы будем выполнять «Select * from [Input alias name]», а затем сохраним.

Выберите «Вывод» и выберите «Power BI», щелкнув опцию добавления.Дайте название своему желанию для «Выходного псевдонима» и укажите имя набора данных и таблицы по вашему желанию, которые будут видны на панели «таблицы» Power BI. Авторизуйте свою учетную запись Power BI Pro, используя свои учетные данные, а затем нажмите кнопку сохранения, чтобы завершить настройку.

Шаг 5: Извлечение строки подключения для подключения концентратора событий к источнику данных — в данном случае Python

Теперь нам нужно установить соединение между заданием потока Azure и модулем Python, генерирующим данные в реальном времени.

Перейдите к «Все ресурсы» Имя пространства имен, которое вы недавно создали «Общие политики доступа» и выберите из него «Общий ключ доступа Root Manager». Скопируйте «Первичный ключ строки подключения». Эта строка подключения будет использоваться в коде Python для потоковой передачи данных в нашу Job.

Шаг 6: Генерация данных в Python

Python — это наиболее универсальный и простой в кодировании язык программирования для различных целей. Это необходимо знать для всех данных.

Этот код Python генерирует данные транзакций для магазина супермаркета, которые будут использоваться в качестве основного источника данных. Вы можете получить доступ к коду Python через Data_generation.py. Код создает данные супермаркета, которые генерируют восемь столбцов.

Строка подключения, извлеченная из Azure, должна использоваться в вашем коде. Процесс использования строки подключения объясняется в самих кодах.

импорт панд как pd
импортировать numpy как np
импорт json
случайный импорт
от времени импорта время сна
from datetime import datetime, timedelta
«» «
Установка клиента служебной шины Azure в Python
pip install azure-servicebus
«» «
«» «
Для Python 3 используйте команду ниже, чтобы импортировать служебную шину Azure
. из лазурного.servicebus.control_client импорт ServiceBusService
«» «
из azure.servicebus import ServiceBusService # для Python 2
# Установление соединения с концентратором событий
sbs = ServiceBusService (service_namespace = ‘Ваше созданное пространство имен’, shared_access_key_name = ‘RootManageSharedAccessKey’, shared_access_key_value = ‘Извлеченный ключ из строки подключения’ ‘)

shop_items = [‘ Noodles ‘,’ Flour ‘,’ Pancake ‘,’ Pancake ‘, Mix’ Rice ‘ ‘,’ Туалетное мыло ‘,’ Шариковая ручка ‘,’ Шампунь ‘,’ Оливковое масло ‘,’ Банан ‘,’ Гранат ‘,’ Зефир ‘,’ Тропикана ‘,’ Масло для волос ‘,’ Освежитель воздуха ‘,’ Дезодорант ‘ , «Ароматические палочки», «Кофейные зерна», «Чай из шамони», «Маркер», «Салфетки»]
payment = [‘Наличные’, ‘Дебетовая карта’, ‘Кредитная карта’, ‘PayTm’]

tr_data = {}
df_final = pd.DataFrame ()
count = 0
для j в диапазоне (1,20000):
count = count +1
печать (количество)
df = pd. DataFrame ()
для i в диапазоне (random.randint (1,20)):
tr_data_i = {}
tr_data_i [‘cust_id’] = j
tr_data_i [‘item’] = random.choice (shop_items)
tr_data_i [‘единицы’] = random.randint (1,10)
tr_data_i [‘unit_price’] = np.random.normal (75,30,1)
tr_data_i [‘hour_of_day’] = np.random.normal (15,2.5,1)
tr_data_i [‘payment_method’] = random.choice (платеж)
tr_data_i [‘cost_price’] = np.random.normal (50,10,1)
для k в str (random.randint (1,30)):
к = int (к)
tr_data_i [‘Date’] = (datetime.today () — timedelta (days = k)). strftime (‘% Y-% m-% d’)
. перерыв

data3 = tr_data_i
data3 [‘unit_price’] = float (data3 [‘unit_price’])
data3 [‘cost_price’] = float (data3 [‘cost_price’])
data3 [‘hour_of_day’] = float (data3 [‘hour_of_day’])

# Отправляет данные в концентратор событий
сбн.send_event (‘Youe created Event Hub Name’, data3)

Step 7: Create Real time Dashboard in Power BI:

Теперь мы переходим к шагу 3. Войдите в свою учетную запись Power bi из браузера и в В левом углу под «Моей рабочей областью» мы видим вкладку «Наборы данных», на которой мы сможем видеть наши потоковые данные, которые находятся в реальном времени.

Теперь мы можем приступить к созданию нашей живой панели инструментов. Нажмите, чтобы «Моя рабочая область», после этого мы сможем увидеть вкладку «Создать» в верхней правой части экрана.Нажмите на нее, выберите «Панель управления» и дайте ей имя.

Теперь мы находимся в нашей информационной панели, и самое время начать создавать некоторые живые диаграммы.

Нажмите «Добавить плитку», выберите «Пользовательские данные потоковой передачи» и продолжите.

На следующей панели вы сможете увидеть имя вашего набора потоковых данных в нем. Выберите набор данных и продолжайте дальше.

Выберите тип визуализации в соответствии с вашими требованиями; добавьте переменные из набора данных в поле «поля» и начните изучать различные визуализации, предоставляемые Power BI.

После того, как графики настроены на соответствующие параметры, вы можете увидеть его в потоковом режиме на своей панели инструментов.

Панель мониторинга в реальном времени в Power BI, правда, выглядит круто и живо. Ниже вы можете найти образец созданной нами панели управления в реальном времени.

Обратите внимание, что концентратор событий и Azure Stream Analytics можно заменить на Kafka, если для создания панели мониторинга используется инструмент с открытым исходным кодом, такой как R Shiny, Javascript и т. Д. Power BI работает только с инструментами потоковой передачи в своей экосистеме.

Надеюсь, этот обмен знаниями был полезным. Мы призываем вас запачкать руки и создать свои собственные информационные панели и получить из них значимые выводы. Мы с нетерпением ждем ваших отзывов и поможем, если у вас возникнут какие-либо вопросы. Удачной работы с инструментами, или лучше сказать, удачной трансляции!

Автор: —
Кирти Тедж — аналитик данных в Indium Software. Он имеет годичный опыт визуализации данных и очень интересуется машинным обучением. Любит путешествовать.

первая в мире 3D-ручка с холодными чернилами.

1 перо CreoPop + 3 картриджа с чернилами (разных цветов)

129,99 долларов США

Заказать сейчас

Революционные инновации

CreoPop позволяет с легкостью рисовать трехмерные объекты. Просто нажмите кнопку
и создайте любые формы, которые вам нравятся. Возможности безграничны.

Без горячих частей или плавления пластика

В отличие от других 3D-ручек, здесь нет горячих частей, плавящегося пластика и неприятного запаха.
Вместо этого CreoPop использует фотополимеры, которые затвердевают с помощью встроенных светодиодов, чтобы вы,
, могли сосредоточиться на создании дизайна, а не беспокоиться о том, чтобы обжечь пальцы.
Замена чернил занимает всего несколько секунд.

В пути нет шнура питания

CreoPop работает от батареи и заряжается через мини-USB.
Итак, шнур питания не мешает создавать дизайн.

Удивительные классные чернила

Наш удивительный выбор чернил включает эластичные, магнитные, светящиеся в темноте, ароматические чернила
и краски для тела. У нас даже есть чернила, которые меняют цвет в зависимости от температуры
, и чернила, проводящие электричество, для школьных уроков естественных наук.

Раскройте свой творческий потенциал

CreoPop позволяет с легкостью рисовать трехмерные объекты. Просто нажмите кнопку
и создавайте любые формы, которые вам нравятся. Нет горячих частей, поэтому CreoPop
безопасен как для взрослых, так и для детей. Дайте волю своему воображению. Возможности безграничны.

прокрутите вниз, чтобы узнать больше

• Заказать сейчас

  CreoPop

  Стартер

  Одно перо CreoPop с тремя чернильными картриджами (красный, оранжевый, голубой), а также зарядный кабель mini-USB и инструкция по эксплуатации.

  129,99 $

Часто задаваемые вопросы

Безопасно ли использовать перо CreoPop?

Абсолютно. Наша инновационная фотополимерная технология означает, что ни перо, ни чернила не нагреваются. Другие 3D-ручки могут вызвать серьезные повреждения кожи или глаз, поскольку они полагаются на плавящийся пластик. Кроме того, все чернила CreoPop были тщательно проверены на безопасность и, кроме того, не выделяют неприятных или опасных запахов. Светодиодные фонари, используемые в ручке, похожи на светодиодные фонарики.

Как я могу быть в курсе новостей CreoPop?

Приглашаем вас посетить наш веб-сайт www.creopop.com и присоединиться к нашему списку рассылки в нижней части веб-страницы.

Вы отправите товар за границу?

Да. Наш логистический партнер может осуществлять доставку в большинство мест по всему миру.

Чем перо CreoPop 3D отличается от других 3D-перьев?

Есть несколько отличий от 3D-ручек из термопласта. Во-первых, CreoPop использует светочувствительные фотополимеры вместо плавления пластика. Это делает ручку безопасной для использования как взрослыми, так и детьми. Во-вторых, CreoPop работает с потрясающим выбором чернил. В-третьих, CreoPop является беспроводным, поэтому никакой кабель не мешает создавать желаемый дизайн.

На сколько хватает чернильного картриджа?

Каждый чернильный картридж может печатать линию длиной 14 метров (46 футов) при диаметре 1 мм (стандартный размер сопла).

Можно ли использовать перо CreoPop в любой точке мира?

Да.Перо заряжается через USB, поэтому его можно использовать в любой точке мира, если у пользователя есть доступ к USB-зарядке через компьютер или адаптер.

Как я могу связаться с CreoPop?

Выступление FRB, Бернанке — в день 90-летия Милтона Фридмана — 8 ноября 2002 г.

Для меня нет большей чести, чем приглашение выступить по случаю девяностолетия Милтона Фридмана. Среди ученых-экономистов Фридман не имеет себе равных.Его фундаментальный вклад в экономику огромен, в том числе его разработка теории потребительских расходов с постоянным доходом, его исследования в области денежно-кредитной экономики, меняющие парадигму, и его стимулирующие и оригинальные эссе по экономической истории и методологии. Поколения аспирантов Чикагского и других университетов извлекли пользу из его идей; и многие из этих интеллектуальных детей и внуков по сей день продолжают распространять идеи Фридмана в области экономики.Более того, влияние Милтона Фридмана на более широкое общественное мнение, проявляемое через его популярные сочинения, выступления и выступления на телевидении, было не менее важным и устойчивым, чем его влияние на академическую мысль. Гуманным и увлекательным образом Милтон Фридман продемонстрировал миллионам людей понимание экономических выгод свободных конкурентных рынков, а также тесную связь экономических свобод, таких как права собственности и свобода договоров, с другими видами свободы. Сегодня я хотел бы поблагодарить Милтона Фридмана, рассказав об одном из его величайших вкладов в экономику, сделанном в тесном сотрудничестве с его выдающимся соавтором Анной Дж. Шварц. Это достижение представляет собой не что иное, как предоставление того, что стало ведущим и наиболее убедительным объяснением худшей экономической катастрофы в истории Америки, начала Великой депрессии — или, как его окрестили Фридман и Шварц, Великого сокращения 1929-33 годов. . Примечательно, что Фридман и Шварц не намеревались решать эту сложную и важную проблему конкретно, а рассматривали ее как часть более крупного проекта — своей авторитетной денежной истории Соединенных Штатов (Friedman and Schwartz, 1963).От себя лично отмечу, что я впервые прочитал A Monetary History of the United States в начале обучения в аспирантуре Массачусетского технологического института. Меня это зацепило, и с тех пор я изучаю монетарную экономику и экономическую историю. 1 Я думаю, что многие другие имели такой опыт, в результате чего прямое и косвенное влияние модели Monetary History на современную денежно-кредитную экономику было бы трудно переоценить. Как всем здесь известно, в своей книге Monetary History Фридман и Шварц доказали, что экономический коллапс 1929-33 годов был результатом сбоя в работе денежного механизма страны.Вопреки распространенной в то время мудрости, согласно которой деньги были пассивным игроком в событиях 1930-х годов, Фридман и Шварц утверждали, что «сокращение на самом деле является трагическим свидетельством важности денежных сил [стр. 300]. ; все ссылки на страницы относятся к Friedman and Schwartz, 1963] «. Отчет Фридмана и Шварца о Великом сокращении впечатляет своей эрудицией и развитием исторических деталей, включая использование многих ранее не использованных первоисточников.Но что наиболее важно в работе и причина того, что книга сегодня так же влиятельна, как никогда, — это тонкое использование авторами истории, чтобы распутать сложные причинно-следственные связи — чтобы решить то, что экономисты называют проблемой идентификации . Статистик, изучающий данные Великой депрессии, заметил бы тот основной факт, что денежная масса, объем производства и цены в Соединенных Штатах вместе снижались с 1929 по 1933 год и вместе повышались в последующие годы. Но эти корреляции не могут ответить на важнейшие вопросы: что вызывает что? Являются ли изменения денежной массы в значительной степени причиной изменений цен и объема производства, как пришли к заключению Фридман и Шварц? Или, наоборот, денежная масса пассивно реагирует на изменения в состоянии экономики? Или есть еще какой-то другой неизмеряемый фактор, влияющий на все три переменные? Особый гений «Денежной истории » заключается в том, что авторы использовали то, что некоторые сегодня назвали бы «естественными экспериментами» — в этом контексте эпизоды, в которых деньги движутся по причинам, которые, вероятно, не связаны с текущим состоянием экономики.Выявив такие эпизоды, а затем наблюдая за тем, что впоследствии происходило в экономике, Фридман и Шварц кропотливо построили случай, согласно которому причинно-следственную связь можно интерпретировать как протекающую (в основном) от денег к выпуску и ценам, так что Великую депрессию можно разумно описать как имеющую место. были вызваны денежными силами. Конечно, естественные эксперименты никогда не контролируются полностью, так что ни один естественный эксперимент нельзя рассматривать как диспозитивный — отсюда важность исторического анализа Фридмана и Шварца, который приводит большое количество таких эпизодов и сравнений в поддержку их аргументов.Я думаю, что самое полезное, что я могу сделать в оставшейся части моего сегодняшнего выступления, — это напомнить вам о гениальности методологии Фридмана-Шварца, проанализировав некоторые из их основных примеров и описав, как они подтвердились в последующих исследованиях. Четыре эпизода денежно-кредитной политики Повторяю, в основе стратегии идентификации Фридмана и Шварца лежит изучение исторических периодов в попытке идентифицировать изменения в денежной массе или в денежно-кредитной политике, которые произошли по причинам, в значительной степени не связанным с одновременным поведением выпуска и цен.В той степени, в которой эти денежно-кредитные изменения могут быть разумно истолкованы как «экзогенные», можно интерпретировать реакцию экономики на изменения как отражающую причину и следствие, особенно если подобная модель обнаруживается снова и снова. Для эпохи ранней депрессии Фридман и Шварц выделили по крайней мере четыре отдельных эпизода, которые, кажется, соответствуют этим критериям. Три — ужесточение политики; один — расслабление. В каждом случае экономика реагировала так, как предсказывала монетарная теория Великой депрессии.Я кратко остановлюсь на каждом из этих эпизодов, потому что они хорошо иллюстрируют метод Фридмана-Шварца и потому, что они интересны сами по себе. Первым эпизодом, проанализированным Фридманом и Шварцем, было преднамеренное ужесточение денежно-кредитной политики, которое началось весной 1928 года и продолжалось до краха фондового рынка в октябре 1929 года. Это ужесточение политики произошло в условиях, которые мы сегодня обычно не считаем способствующими сокращению денежно-кредитной политики. : Как отметили Фридман и Шварц, минимальный уровень экономического цикла был достигнут только в конце 1927 года (официальная дата минимума NBER — ноябрь 1927 года), цены на сырьевые товары снижались, и не было ни малейшего намека на инфляцию. 2 Почему тогда Федеральная резервная система ужесточила меры в начале 1928 года? Основная причина заключалась в постоянном беспокойстве Совета по поводу спекуляций на Уолл-стрит. Федеральная резервная система долгое время проводила различие между «производительным» и «спекулятивным» использованием кредита, поэтому рост фондового рынка и связанное с ним увеличение банковских кредитов брокерам были серьезной проблемой. 3 Бенджамин Стронг, влиятельный управляющий Федерального резервного банка Нью-Йорка и ключевой герой повествования Фридмана и Шварца, имел серьезные сомнения в отношении использования денежно-кредитной политики для попытки остановить бум фондового рынка.К сожалению, Стронг заболел хроническим туберкулезом; его здоровье сильно ухудшилось в 1928 году (он умер в октябре), а вместе с ним и его влияние в Федеральной резервной системе. На ужесточение «антиспекулятивной» политики 1928-1929 годов в некоторой степени повлияла нарастающая вражда между преемником Стронга в ФРС Нью-Йорка Джорджем Харрисоном и членами Совета Федеральной резервной системы в Вашингтоне. В частности, обе стороны разошлись во мнениях относительно наилучшего метода ограничения ссуд брокерам: Совет одобрил так называемые «прямые действия», по сути, программу морального убеждения, в то время как Харрисон считал, что это только увеличивает учетную ставку (то есть процентная ставка) будет эффективным.Эти дебаты разрешились в пользу Харрисона в 1929 году, и прямые действия были прекращены в пользу дальнейшего повышения ставки. Несмотря на это второстепенное событие и его влияние на сроки политических действий, было бы неверно делать вывод о том, что денежно-кредитная политика не была жесткой во время спора между Вашингтоном и Нью-Йорком. Как отметили Фридман и Шварц (стр. 289), «к июлю [1928 года] учетная ставка была повышена в Нью-Йорке до 5 процентов, самого высокого уровня с 1921 года, а авуары Системы в государственных ценных бумагах сократились до уровня из более чем 600 миллионов долларов в конце 1927 года до 210 миллионов долларов к августу 1928 года, несмотря на отток золота. «Таким образом, этот период представляет собой ужесточение денежно-кредитной политики, не связанной с текущим состоянием производства и цен, -« нововведение »денежно-кредитной политики на современном статистическом жаргоне. Более того, Фридман и Шварц отметили, что за этим ужесточением политики последовало падение цен и ослабление экономической активности: «В течение двух месяцев, прошедших с пика цикла в августе 1929 года до краха, производство, оптовые цены и личные доходы упали. по годовым ставкам 20%, 7-1 / 2% и 5% соответственно.«Конечно, после того как в октябре произошел крах — результат, как предполагали многие исследователи того периода, замедления экономики, равно как и любого фундаментального завышения курса, — экономический спад стал еще более резким. Между прочим, дело с деньгами довольно жесткие уже весной 1928 г. были подкреплены последующей работой Джеймса Гамильтона (1987). Гамильтон показал, что стремление ФРС замедлить отток американского золота во Францию, которое под руководством Анри Пуанкара недавно стабилизировало ее экономики, привлекая тем самым массовые потоки золота из-за рубежа, — еще больше ужесточил У. С. денежно-кредитная политика. Следующий эпизод, изученный Фридманом и Шварцем, очередное ужесточение, произошел в сентябре 1931 года, после кризиса фунта стерлингов. В том месяце волна спекулятивных атак на фунт вынудила Великобританию отказаться от золотого стандарта. Предвидя, что Соединенные Штаты могут стать следующими, кто оставит золото, спекулянты переключили свое внимание с фунта на доллар. Центральные банки и частные инвесторы конвертировали значительное количество долларовых активов в золото в сентябре и октябре 1931 года.Возникший в результате отток золотых резервов («внешний отток») также оказал давление на банковскую систему США («внутренний отток»), поскольку иностранцы ликвидировали долларовые депозиты, а внутренние вкладчики изымали наличные в ожидании дополнительных банкротств банков. Обычная и давно сложившаяся практика центрального банка требовала реагирования как на внешние, так и на внутренние утечки, но Федеральная резервная система — к этому моменту отказавшись от любой ответственности за банковскую систему США, как я буду обсуждать позже — решила только отреагировать. к внешнему сливу.Как писали Фридман и Шварц, «Федеральная резервная система энергично и незамедлительно отреагировала на внешнюю утечку … 9 октября [1931] Резервный банк Нью-Йорка повысил свою ставку переучета до 2–1 / 2 процента, и 16 октября, до 3-1 / 2 процента — самый резкий рост за столь короткий период за всю историю Системы, до или после (стр. 317) ». Это действие остановило отток золота, но способствовало тому, что Фридман и Шварц назвали «впечатляющим» увеличением количества банкротств и массового изъятия банков, когда только в октябре 522 коммерческих банка закрыли свои двери.Ужесточение политики и продолжающийся коллапс банковской системы вызвали резкое сокращение денежной массы, а сокращение объемов производства и цен стало еще более серьезным. Опять же, логика состоит в том, что изменение денежно-кредитной политики, связанное с целями, отличными от внутренней экономики — в данном случае защита доллара от внешних атак — сопровождалось изменениями внутреннего производства и цен в прогнозируемом направлении. Можно возразить, что два описанных до сих пор «эксперимента» были эпизодами сокращения денежной массы.Следовательно, хотя они предполагают, что снижение объемов производства и цен следовало за этой политикой жестких денег, доказательства, возможно, не совсем убедительны. Остается возможность того, что Великая депрессия произошла по другим причинам и что сдерживающая денежно-кредитная политика просто совпала (или, возможно, немного усугубила) продолжающийся спад в экономике. Поэтому особенно интересно, что третий эпизод, изученный Фридманом и Шварцем, является эпизодом экспансии. Этот третий эпизод произошел в апреле 1932 года, когда Конгресс начал оказывать значительное давление на ФРС с целью смягчения денежно-кредитной политики, в частности, для проведения крупномасштабных покупок ценных бумаг на открытом рынке.Правление было весьма неохотно; но в период с апреля по июнь 1932 г. он разрешил закупки значительных объемов. Это вливание ликвидности заметно замедлило сокращение денежной массы и значительно снизило доходность государственных облигаций, корпоративных облигаций и коммерческих бумаг. Самое интересное, как отметили Фридман и Шварц (стр. 324), «[t] за прекращением сокращения денежной массы и началом программы покупок вскоре последовало столь же заметное изменение общего экономического показателя.. . . Оптовые цены начали расти в июле, производство — в августе. Личный доход продолжал падать, но гораздо более низкими темпами. Фабричная занятость, железнодорожные тонно-мили и многие другие показатели физической активности говорят о том же. В целом, как и в начале 1931 года, данные снова имеют много признаков циклического возрождения. . . . Бернс и Митчелл (1946), датируя впадину мартом 1933 г., называют этот период примером «двойного дна». «К сожалению, хотя некоторые должностные лица ФРС поддержали программу закупок на открытом рынке, в частности Джордж Харрисон из ФРС Нью-Йорка, большинство из них не сочли эту политику уместной.В частности, как утверждают некоторые современные ученые, они ошибочно полагали, что низкие номинальные процентные ставки свидетельствуют о смягчении денежно-кредитной политики. Таким образом, когда 16 июля 1932 года Конгресс закрылся, Система фактически завершила программу. К концу года в экономике произошел резкий спад. Последний эпизод, изученный Фридманом и Шварцем, снова оказавший сдерживающее воздействие, произошел в период с января 1933 года до банковских праздников в марте. На этот раз экзогенным фактором можно считать длительную задержку, предусмотренную Конституцией, между выборами и инаугурацией нового Союза.С. Президент. Франклин Д. Рузвельт, избранный в ноябре 1932 года, должен был вступить в должность только в марте 1933 года. Тем временем, конечно, циркулировали серьезные предположения о вероятной политике нового президента; Неуверенность усилилась из-за отказа избранного президента сделать определенные политические заявления или поддержать действия, предложенные все более разочаровывающимся президентом Гувером. Однако из предвыборных заявлений избранного президента и известных склонностей многие сделали вывод (правильно), что Рузвельт может девальвировать доллар или даже полностью разорвать связь с золотом. Опасаясь возможных потерь капитала, как внутренние, так и иностранные инвесторы начали конвертировать доллары в золото, оказывая давление как на банковскую систему, так и на золотой запас Федеральной резервной системы. Банкротства банков и защитные меры ФРС против утечки золота еще больше сократили запасы денег. В период с ноября 1932 по март 1933 года экономика пережила самый глубокий спад, еще раз подтвердив временную последовательность, предсказанную денежной гипотезой. После того, как Рузвельт был приведен к присяге, его объявление о национальном банковском празднике и, как следствие, прекращение связи между долларом и золотом инициировало рост денег, цен и производства.Это интересное, но не редкое явление в экономике: ожидание девальвации может быть очень дестабилизирующим, но сама девальвация может быть выгодной. Эти четыре эпизода можно рассматривать как примеры временных рядов свидетельств Фридмана и Шварца о роли денежных сил в депрессии. Однако это не все свидетельства. Фридман и Шварц также представили «поперечные», то есть межстрановые доказательства.Эти перекрестные данные основаны на различиях в режимах обменных курсов в разных странах в 1930-х годах. Золотой стандарт и международная депрессия Хотя «Денежная история » по замыслу фокусируется на событиях в Соединенных Штатах, некоторые из наиболее убедительных выводов основаны на данных, полученных в результате перекрестных исследований. Предвидя появление большого количества академической литературы 1980-х и 1990-х годов, Фридман и Шварц в 1963 году признали, что сравнение экономических показателей в 1930-х годах в странах с различными денежными режимами также может служить проверкой их денежной гипотезы. Проведению поперечного естественного эксперимента способствовал тот факт, что международный золотой стандарт, который был приостановлен во время Первой мировой войны, был кропотливо перестроен в течение 1920-х годов (в несколько измененной форме, называемой золотым стандартом). Страны, которые придерживались международного золотого стандарта, по сути, должны были поддерживать фиксированный обменный курс с другими странами золотого стандарта. Более того, поскольку Соединенные Штаты были доминирующей экономикой по золотому стандарту в этот период (с некоторой конкуренцией со стороны Франции), страны, придерживавшиеся золотого стандарта, были вынуждены соответствовать сдерживающей денежно-кредитной политике и дефляции цен, которые наблюдались в Соединенных Штатах. Однако, что важно для целей идентификации, золотой стандарт не соблюдался единообразно во время депрессии. Некоторые страны по историческим или политическим причинам никогда не присоединились к золотому стандарту. Другие были вынуждены уйти раньше из-за таких факторов, как внутренняя политика, слабые внутренние условия банковской деятельности и местное влияние конкурирующих экономических доктрин. Другие страны, особенно Франция и другие члены так называемого Золотого блока, имели сильную идеологическую приверженность золоту и поэтому оставались на золотом стандарте как можно дольше. Понимание Фридмана и Шварца заключалось в том, что если сокращение денежной массы на самом деле было источником экономической депрессии, то страны, жестко ограниченные золотым стандартом, чтобы следовать за США в сторону дефляции, должны были испытать относительно более серьезные экономические спады. Не проводя формального статистического анализа, Фридман и Шварц привели ряд ярких примеров, демонстрирующих, что золотым стандартом была более жесткая ограниченность страны (и, по умолчанию, более тесная связь с У.S. денежно-кредитная политика), тем более серьезным было сокращение денежно-кредитной политики и снижение цен и объемов производства. Их обсуждение можно прочитать как разделение стран на четыре категории. В первую категорию вошли страны, которые вообще не придерживались золотого стандарта или, возможно, придерживались его очень короткое время. Примером, приведенным Фридманом и Шварцем, был Китай. Как они писали (стр. 361), «Китай придерживался серебряного, а не золотого стандарта. В результате он имел эквивалент плавающего обменного курса по отношению к странам с золотым стандартом.Снижение цены на золото и серебро имело тот же эффект, что и обесценивание китайского юаня в иностранной валюте. В результате внутренние экономические условия Китая были изолированы от мировой депрессии. . . . Так и случилось. С 1929 по 1931 год Китай практически не пострадал от холокоста, охватившего мир золотого стандарта, точно так же, как в 1920-1921 годах Германия была изолирована гиперинфляцией и связанным с ней плавающим обменным курсом ». Последующее исследование (например, Choudhri and Kochin, 1980) выявило другие страны, которые, как Китай, не придерживались золотого стандарта и, следовательно, избежали худшего периода депрессии.Двумя примерами являются Испания, где внутренняя нестабильность, которая в конечном итоге привела к гражданской войне в Испании, помешала стране повторно принять золотой стандарт в 1920-х годах, и Япония, которая была вынуждена отказаться от золотого стандарта после того, как пробыла на нем всего лишь несколько секунд. месяцы. Депрессия в Испании была довольно мягкой, и Япония пережила мощный подъем почти сразу после отказа от своего недолговечного эксперимента с золотом. Вторая категория — это страны, которые восстановили золотой стандарт в 1920-х годах, но отказались от него в начале Великой депрессии, как правило, осенью 1931 года.Как отмечали Фридман и Шварц (стр. 362), первой крупной страной, вышедшей из золотого стандарта, была Великобритания, которая была вынуждена отказаться от золота в сентябре 1931 года. Несколько торговых партнеров, в том числе скандинавские страны, почти сразу последовали примеру Великобритании. Оставление золота привело к освобождению внутренней денежно-кредитной политики и прекращению сокращения денежной массы. Каковы были последствия этого ослабления давления на денежную массу? Фридман и Шварц отметили (стр. 362), что «спад депрессии в Британии и других странах, которые сопровождали уход Британии из золота, был достигнут в третьем квартале 1932 года.[Напротив, в] странах, которые придерживались золотого стандарта или, как Канада, лишь частично пошли дальше с Великобританией, Депрессия затянулась ». Третье место занимали страны, которые оставались на золоте, но имели большие резервы или привлекали приток золота. Ключевым примером была Франция (см. Стр. 362), лидер Золотого блока. После стабилизации в 1928 году Франция привлекла золотые запасы, непропорциональные размеру ее экономики. Приток золота во Францию ​​позволял ей поддерживать денежную массу и избежать серьезного спада до 1932 года.Однако в этот момент ликвидация французских валютных резервов, не связанных с золотом, и ее банковские проблемы начали компенсировать продолжающийся приток золота, уменьшив французскую денежную массу. Серьезная дефляция и сокращение производства начались во Франции, которая, как указали Фридман и Шварц, достигла своего минимума только в апреле 1935 года, намного позже, чем Великобритания и другие страны, которые раньше отказались от золота. В-четвертых, и, возможно, больше всего пострадали страны, которые вернулись к золотому стандарту, но имели очень низкие золотые резервы и банковские системы, серьезно ослабленные Первой мировой войной и последовавшей за ней гиперинфляцией. Фридман и Шварц упоминают Австрию, Германию, Венгрию и Румынию как примеры этой категории (стр. 361). Эти страны пострадали не только от дефляции, но и от обширных банковских и финансовых кризисов, что сделало их падение в депрессию особенно стремительным. Мощная идентификация, достигнутая этой категоризацией стран Фридманом и Шварцем, заслуживает еще раз подчеркивания. Если бы депрессия была результатом в первую очередь неденежных сил, таких как изменения в автономных расходах или производительности, то режим номинального обменного курса, выбранный каждой страной, был бы в значительной степени неуместным.Тесная связь между режимами обменного курса стран, их денежно-кредитной политикой и поведением внутренних цен и производства является убедительным доказательством того, что денежно-кредитные силы сыграли центральную роль не только в депрессии в США, но и в мире в целом. Конечно, те, кто знаком с более поздними работами по Великой депрессии, поймут, что идея Фридмана и Шварца о классификации стран по режиму обменного курса была широко распространена последующими исследователями. Примечательно, что в статье, которая возродила временно бездействующую точку зрения Фридмана и Шварца, Чоудри и Кочин (1980) рассмотрели относительные показатели Испании (которая, как уже упоминалось, не приняла золотой стандарт), трех скандинавских стран (которые оставили золото Великобритании в сентябре 1931 г.), а также четыре страны, которые оставались частью Золотого блока под руководством Франции (Нидерланды, Бельгия, Италия и Польша). Они обнаружили, что страны, оставшиеся на золоте, испытали гораздо более серьезное сокращение производства и цен, чем страны, оставившие золото.В очень влиятельной статье Эйхенгрин и Сакс (1985) исследовали ряд ключевых макропеременных для десяти крупных стран за период с 1929 по 1935 год, обнаружив, что страны, которые раньше оставили золото, также восстановились раньше. Бернанке и Джеймс (1991) подтвердили выводы Эйхенгрина и Сакса для более широкой выборки из двадцати четырех (в основном промышленно развитых) стран (см. Также Бернанке и Кэри, 1996), а Кампа (1990) сделал то же самое для выборки из Латинской Америки. страны. Бернанке (1995) показал, что соблюдение золотого стандарта не только предсказывает более глубокую и продолжительную депрессию, как было отмечено более ранними авторами, но и что поведение различных ключевых макропеременных, таких как реальная заработная плата и реальные процентные ставки, различается. в странах с золотым стандартом и в странах без золотого стандарта, как можно было бы ожидать, если бы движущие шоки были денежными по своей природе.Самым подробным описанием того, как золотой стандарт способствовал распространению депрессии во всем мире, является, конечно, влиятельная книга Эйхенгрина (1992). Эйхенгрин (2002) рассматривает выводы своей книги и в основном приходит к выводу, что они вполне совместимы с подходом Фридмана и Шварца. Роль банкротств банков Еще одной поразительной особенностью Великого спада в Соединенных Штатах были массовые банковские паники и банкротства, кульминацией которых стали банковские каникулы в марте 1933 года, когда весь U. Банковская система С. была закрыта. В течение десятилетия Великой депрессии около половины всех коммерческих банков США обанкротились или слились с другими банками. Фридман и Шварц рассматривают необычно серьезную и длительную банковскую панику в США как еще одну возможность применить свою методологию идентификации. Короче говоря, их аргумент состоит в том, что при институциональных механизмах, существовавших до учреждения Федеральной резервной системы, банкротства банков масштаба 1929-1933 годов не могли бы произойти даже при таком серьезном экономическом спаде, как депрессия.Тем не менее, по причинам доктринального и институционального характера, которые будут подробно описаны в ближайшее время, необычайная волна банкротств банков действительно имела место и привела, в свою очередь, к массовому исчезновению банковских депозитов и аномально большому сокращению денежной массы. Поскольку сокращение денежной массы, вызванное банковской паникой, не произошло бы при предыдущих режимах, утверждали Фридман и Шварц, его можно рассматривать как частично экзогенную и, таким образом, потенциальную причину чрезвычайного падения производства и цен, которое последовало за этим. До создания Федеральной резервной системы, как отмечали Фридман и Шварц, банковские паники обычно решались самими банками — например, через городские консорциумы частных банков, называемые расчетными палатами. Если в одном или нескольких банках города начнется набег, расчетная палата может объявить о приостановке платежей, а это означает, что временно депозиты не будут конвертироваться в наличные. Тогда более крупные и более сильные банки возьмут на себя ведущую роль, во-первых, в определении того, что банки, подвергшиеся атаке, на самом деле являются фундаментально платежеспособными, и, во-вторых, в предоставлении ссуд наличными тем банкам, которым необходимо обеспечить снятие средств.Хотя это и не совсем удовлетворительное решение — приостановка платежей на несколько недель была значительным затруднением для населения, — система приостановки платежей обычно предотвращала распространение или сохранение паники в местных банках (Gorton and Mullineaux, 1987). У крупных платежеспособных банков был стимул участвовать в излечении паники, потому что они знали, что неконтролируемая паника может в конечном итоге поставить под угрозу их собственные депозиты. В 1913 году Федеральный резерв был создан в значительной степени для того, чтобы улучшить управление банковскими паниками.Однако, как более подробно обсуждают Фридман и Шварц, в начале 1930-х годов Федеральная резервная система не выполняла эту функцию. Проблема внутри ФРС была в значительной степени доктринальной: чиновники ФРС, похоже, присоединились к печально известному «ликвидаторскому» тезису министра финансов Эндрю Меллона о том, что отсев «слабых» банков является жестким, но необходимым условием восстановления банковской системы. Более того, большинство обанкротившихся банков были небольшими банками (в отличие от того, что мы теперь называем банками денежных центров), а не членами Федеральной резервной системы.Таким образом, ФРС не видела особой необходимости в попытках подавить панику. В то же время крупные банки — которые вмешались бы еще до основания ФРС — чувствовали, что защита своих меньших собратьев больше не является их обязанностью. В самом деле, поскольку крупные банки были уверены, что ФРС защитит их в случае необходимости, устранение мелких конкурентов было, с их точки зрения, положительным благом. Короче говоря, согласно Фридману и Шварцу, из-за институциональных изменений и ошибочных доктрин банковская паника Великого сокращения была гораздо более серьезной и широко распространенной, чем это могло бы происходить обычно во время экономического спада.Банкротства банков и изъятие вкладчиков значительно сократили количество банковских вкладов, соответственно уменьшив денежную массу. Результатом, по их мнению, была большая дефляция и спад производства, чем в противном случае. Можно выдвинуть несколько возражений против вывода Фридмана-Шварца. Одна логическая возможность состоит в том, что необычайная частота банкротств банков 1930-х годов, вместо того, чтобы вызывать последующее снижение объемов производства и цен, произошла потому, что вкладчики и другие ожидали краха экономики, то есть банковская паника была эндогенной. к ожидаемому состоянию экономики.Институциональные аргументы Фридмана и Шварца убеждают меня, что это маловероятно. Если бы существовали предыдущие договоренности, банковская паника не могла бы развиваться в такой степени, независимо от серьезности спада. Более того, я не считаю правдоподобным, чтобы в 1930 и 1931 годах вкладчики и банкиры полностью предвидели серьезность спада, который еще не наступил. Вторая возможность заключается в том, что банковская паника способствовала падению производства и цен через немонетарные механизмы.В моей собственной ранней работе (Bernanke, 1983) утверждалось, что эффективное закрытие банковской системы могло иметь неблагоприятные последствия, создавая препятствия для нормального посредничества в кредитовании, а также сокращая количество транзакций. Фридман и Шварц предвосхитили этот аргумент и в качестве противоположного доказательства привели сравнение Соединенных Штатов и Канады (стр. 352). Они указали, что (1) денежно-кредитная политика Канады была привязана к политике Соединенных Штатов фиксированным обменным курсом; (2) в Канаде не было серьезных банкротств банков; но (3) падение производства в Канаде было таким же серьезным, как и в Соединенных Штатах.Фридман и Шварц пришли к выводу, что экономика Канады пришла в упадок из-за вынужденного сокращения денежно-кредитной политики — было ли это сокращение денежной массы из-за банкротства банков или было вызвано режимом обменного курса, было несущественно. Я бы сказал, что Канада, будучи одновременно экспортером товаров и необычайно высокой степенью интеграции с Соединенными Штатами, возможно, не полностью отражала опыт всех стран 1930-х годов. Например, в работе Бернанке (1995, таблица 3) я показал на выборке из 26 стран, что при неизменном режиме обменного курса в странах, страдающих от серьезной банковской паники, в последующем наблюдалось снижение объемов производства, которое было значительно хуже, чем в страны со стабильной банковской системой.Этот результат подтверждает возможность дополнительного, немонетарного канала для банкротства банков. В то же время мои результаты также решительно поддерживали точку зрения о том, что соблюдение золотого стандарта и связанное с ним сокращение денежной массы имели первостепенное значение для объяснения того, какие страны пережили тяжелые депрессии. Таким образом, как я всегда пытался прояснить, мой аргумент в пользу немонетарных влияний банкротства банков — это просто приукрашивание истории Фридмана-Шварца; это никоим образом не противоречит основной логике их анализа. Бенджамин Стронг и вакуум лидерства Наконец, то, что, вероятно, является наиболее спорным «естественным экспериментом» Фридмана и Шварца, связано с преждевременной смертью в 1928 году выдающегося центрального банкира Америки Бенджамина Стронга. Стронг, который был управляющим Федерального резервного банка Нью-Йорка и фактическим эквивалентом нынешнего председателя ФРС, руководил Федеральной резервной системой на протяжении 1920-х годов. Удачно названный, он обладал сильной личностью и был блестящим руководителем центрального банка.Вполне вероятно, что его личность и навыки создали лидерскую позицию в Федеральной резервной системе, которая, как следует из ее названия, была задумана Конгрессом как относительно децентрализованное учреждение. После смерти Стронга, как подробно описывают Фридман и Шварц, у Федеральной резервной системы больше не было эффективного лидера или даже хорошо налаженной иерархии. Члены Правления в Вашингтоне, завидующие традиционным полномочиям Федерального резервного банка Нью-Йорка, стремились к большему влиянию; а преемник Стронга, Джордж Харрисон, не имел опыта или личности, чтобы остановить их.Региональные банки тоже стали больше заявлять о себе. Таким образом, власть распространилась; Хуже того, какая власть была наделена людьми, которые не понимали центральный банк с национальной и международной точки зрения, как это было у Стронга. Вакуум лидерства и в целом низкий уровень компетентности центральных банков в Федеральной резервной системе были серьезной проблемой, которая привела к чрезмерной пассивности и множеству неверных решений ФРС в годы после смерти Стронга. Фридман и Шварц утверждали в своей книге, что, если бы Стронг был жив, можно было бы избежать многих ошибок Великой депрессии.Это предположение было весьма спорным и привело к детальному изучению того, какими на самом деле были взгляды Стронга по различным вопросам денежно-кредитной политики. На мой взгляд, эта контрфактическая дискуссия несколько упускает суть. Мы не знаем, что бы произошло, если бы Стронг был жив; но что мы действительно знаем, так это то, что центральный банк самой важной в экономическом отношении страны в 1929 году практически не имел лидеров и не имел опыта. Эта ситуация привела к решениям или отказам от решений, которых вполне могло не быть ни при лучшем руководстве, ни при более централизованной институциональной структуре.И в связи с этими решениями мы наблюдаем массовый обвал денег, цен и производства. Таким образом, мне кажется, что смерть Стронга действительно квалифицируется как еще один естественный эксперимент, с помощью которого я пытаюсь определить влияние денежных сил в Великой депрессии. Заключение Великолепие работ Фридмана и Шварца о Великой депрессии — это не просто структура дискуссии или согласованность точки зрения. Их работа была одной из первых, в которых история использовалась для серьезного рассмотрения причинно-следственных проблем в сложной экономической системе, проблемы идентификации.Возможно, ни один из их «естественных экспериментов» сам по себе не является убедительным; но вместе и дополненные последующими исследованиями десятков ученых, они действительно представляют собой убедительные аргументы. Для практических руководителей центральных банков, к которым я теперь причисляю себя, анализ Фридмана и Шварца оставляет много уроков. Из их работы я извлекаю идею о том, что денежно-кредитные силы, особенно если они действуют в дестабилизирующем направлении, могут быть чрезвычайно мощными. Лучшее, что центральные банкиры могут сделать для мира, — это избежать таких кризисов, предоставив экономике, по словам Милтона Фридмана, «стабильный денежный фон» — например, отраженный в низкой и стабильной инфляции. Позвольте мне закончить свое выступление, слегка злоупотребив своим статусом официального представителя Федеральной резервной системы. Я хотел бы сказать Милтону и Анне: по поводу Великой депрессии. Вы правы, мы сделали это. Нам очень жаль. Но благодаря тебе мы больше этого не сделаем. С наилучшими пожеланиями на следующие девяносто лет.

Почему попытки помочь бедным странам могут на самом деле навредить им

Идея о том, что более богатые страны раздают помощь, расцвела в конце 1960-х годов, когда первые гуманитарные кризисы достигли массовой аудитории на телевидении. Американцы смотрели через свои телевизоры, как дети умирают от голода в Биафре, богатой нефтью области, которая отделилась от Нигерии и теперь блокируется правительством Нигерии, как напомнил Филип Гуревич в статье 2010 года в New Yorker. Протестующие настолько громко призвали администрацию Никсона к действиям, что в конечном итоге они спровоцировали крупнейшую невоенную воздушную перевозку, которую когда-либо видел мир. Спустя всего четверть века после Освенцима гуманитарная помощь, казалось, дала миру новую надежду на борьбу со злом без войны.

Также имелись веские экономические и политические аргументы в пользу помощи бедным странам. В середине 20-го века экономисты широко считали, что ключом к запуску роста — будь то в уже благополучной стране или в стране, надеющейся стать еще богаче — является закачка денег на фабрики, дороги и другую инфраструктуру страны. Поэтому в надежде на распространение западной модели демократии и рыночной экономики Соединенные Штаты и западноевропейские державы поощряли иностранную помощь меньшим и более бедным странам, которые могли попасть под влияние Советского Союза и Китая.

Уровень иностранной помощи, распределяемой по всему миру, резко вырос с 1960-х годов, достигнув пика в конце холодной войны, затем снизился, прежде чем снова подняться. Музыкальные концерты Live Aid повысили осведомленность общественности о таких проблемах, как голод в Африке, в то время как Соединенные Штаты выступили с крупными многомиллиардными программами помощи. А Всемирный банк и сторонники помощи агрессивно ухватились за исследования, в которых утверждалось, что иностранная помощь ведет к экономическому развитию.

Дитон был не первым экономистом, который оспорил эти предположения, но за последние два десятилетия его аргументам стало уделяться большое внимание.И он сделал их, возможно, лучше разбираясь в данных, чем кто-либо раньше. Скептицизм Дитона в отношении выгод от иностранной помощи вырос из его исследования, которое включало подробное рассмотрение домашних хозяйств в развивающихся странах, где он мог видеть последствия интервенции иностранной помощи.

«Я думаю, что его понимание того, как устроен мир на микроуровне, заставило его крайне подозрительно относиться к схемам быстрого обогащения, которые некоторые люди использовали на уровне развития», — говорит Дарон Аджемоглу, экономист Массачусетского технологического института.

Данные свидетельствуют о том, что претензии гуманитарного сообщества иногда не подтверждались. Даже несмотря на то, что в 1980-х и 1990-х годах объем иностранной помощи Африке резко увеличивался, экономика африканских стран была хуже, чем когда-либо, как показывает диаграмма ниже из статьи экономиста Билла Истерли из Нью-Йоркского университета.

Эффект не ограничился Африкой. Многие экономисты заметили, что приток иностранной помощи, похоже, не приводит к экономическому росту в странах по всему миру. Скорее, значительный объем иностранной помощи, поступающей в страну, имел тенденцию быть связан с более низким экономическим ростом, как показывает эта диаграмма из статьи Арвинда Субраманиана и Рагурама Раджана.

Страны, получающие меньше помощи, те, которые находятся в левой части диаграммы, как правило, имеют более высокий рост, тогда как те, которые получают больше помощи, на правой стороне, имеют более низкий рост.

Почему это произошло? Ответ был не сразу ясен, но Дитон и другие экономисты утверждали, что это связано с тем, как иностранные деньги меняют отношения между правительством и его народом.

Подумайте об этом так: чтобы иметь финансирование для управления страной, правительству необходимо собирать налоги со своего народа.Поскольку люди, в конечном счете, владеют кошельками, у них есть определенный контроль над своим правительством. Если лидеры не предоставляют базовые услуги, которые обещают, люди имеют право их прекратить.

Дитон утверждал, что иностранная помощь может ослабить эти отношения, в результате чего правительство станет менее подотчетным своему народу, конгрессу или парламенту и судам.

«Моя критика помощи больше связана со странами, где они получают огромную помощь по сравнению со всем остальным, что происходит в этой стране», — сказал Дитон в интервью Wonkblog.«Например, большинство правительств зависят от своих людей в вопросах налогообложения, чтобы управлять собой и предоставлять услуги своему народу. Правительства, которые получают все свои деньги от помощи, вообще не имеют ее, и я думаю, что это очень разрушительно».

Может показаться странным, что наличие большего количества денег не поможет бедной стране. Однако экономисты давно заметили, что страны, богатые природными ресурсами, такими как нефть или алмазы, имеют тенденцию быть более неравноправными, менее развитыми и более бедными, как показано на диаграмме ниже.Страны в левой части диаграммы имеют меньше топлива, руды и металлов и более высокие темпы роста, в то время как страны в правой части имеют большее богатство природных ресурсов, но более медленный рост. Экономисты утверждают, что это «проклятие природных ресурсов» происходит по разным причинам, но одна из них заключается в том, что такое богатство может укрепить и развратить правительство.

Подобно доходам от нефти или алмазов, богатство от иностранной помощи может оказывать развращающее влияние на слабые правительства, «превращая то, что должно быть выгодным политическим институтам в токсичные», — пишет Дитон в своей книге «Большой побег: здоровье, богатство и Истоки неравенства.«Это богатство может сделать правительства более деспотичным, а также может увеличить риск гражданской войны, поскольку существует меньшее разделение власти, а также выгодный приз, за ​​который стоит бороться.

Дитон и его сторонники приводят десятки примеров того, как гуманитарная помощь используется для поддержки деспотических режимов и усугубляет страдания, в том числе в Заире, Руанде, Эфиопии, Сомали, Биафре и красных кхмеров на границе Камбоджи и Таиланда. Ссылаясь на исследователя Африки Алекса де Ваала, Дитон пишет, что «помощь может быть достигнута только жертвами войны, если они заплатят военачальникам, а иногда и продлевают войну.

Он также приводит множество примеров, в которых Соединенные Штаты оказывают помощь «для« нас », а не« для них »- чтобы поддержать наших стратегических союзников, наши коммерческие интересы или наши моральные или политические убеждения, а не интересы местные жители.

Соединенные Штаты десятилетиями оказывали помощь Эфиопии при тогдашнем президенте Мелесе Зенауи Асресе, потому что он выступал против исламского фундаментализма, а Эфиопия была очень бедной. Неважно, что Асрес был «одним из самых репрессивных и автократических диктаторов в Африке», — пишет Дитон.По словам Дитона, «награда за чистое творчество» достается Маауя ульд Сид’Ахмед Тайя, президенту Мавритании с 1984 по 2005 год. Западные страны перестали оказывать помощь Тайе после того, как его правительство стало слишком политически репрессивным, но ему удалось получить доступ снова активизировался, став одной из немногих арабских стран, признавших Израиль.

Кто-то может выступить за то, чтобы полностью обойти коррумпированные правительства и раздавать продукты питания или финансирование напрямую среди людей. Дитон признает, что в некоторых случаях это может стоить того, чтобы спасти жизни.Но одна проблема с этим подходом заключается в том, что он сложен: чтобы добраться до бессильных, вам часто приходится проходить через сильных мира сего. Другая проблема заключается в том, что это подрывает то, в чем люди в развивающихся странах нуждаются больше всего — «эффективное правительство, которое работает с ними сегодня и завтра», — пишет он.

Старый расчет иностранной помощи заключался в том, что бедные страны просто страдали от нехватки денег. Но в наши дни многие экономисты ставят под сомнение это предположение, утверждая, что развитие больше связано с силой институтов страны — политических и социальных систем, которые развиваются в результате взаимодействия правительства и народа.

В мире много мест, где отсутствуют хорошие дороги, чистая вода и хорошие больницы, — говорит Аджемоглу из Массачусетского технологического института: «Почему эти места существуют? Если вы посмотрите на это, вы быстро избавитесь от идеи, что они существуют, потому что государство не может предоставлять там услуги ». Этим странам нужно даже больше, чем деньги, — это эффективное управление, то, что иностранная помощь может подорвать, считают

Некоторые люди считают, что критика Дитоном иностранной помощи заходит слишком далеко.Они говорят, что есть лучшие и худшие способы распределения иностранной помощи. Некоторые подходы, основанные на проектах, такие как финансирование местного бизнеса, строительство колодца или обеспечение школьной формы для девочек, оказались весьма успешными в оказании помощи местным общинам. В последнее десятилетие исследователи пытались объединить эти уроки экономистов и отстаивать более эффективные методы оказания помощи.

Многие люди считают, что гуманитарное сообщество нуждается в более тщательном изучении, чтобы определить, какие методы оказались эффективными, а какие нет.Например, такие экономисты, как Абхиджит Банерджи и Эстер Дюфло, выступают за создание рандомизированных контрольных испытаний, которые позволяют исследователям тщательно изучать эффекты развития различных типов проектов — например, после микрокредитования, предоставляемого людям в бедных странах.

Эти методы снова вызвали всплеск оптимизма в профессиональных кругах в отношении усилий по иностранной помощи. И снова Дитон играет скептика.

Хотя Дитон согласен с тем, что многие проекты развития успешны, он критически относится к заявлениям о том, что эти проекты могут быть воспроизведены в другом месте или в большем масштабе.«Проблема в том, что« то, что работает »- это весьма условная концепция», — сказал он в интервью. «Если это сработает в высокогорье Кении, нет оснований полагать, что он будет работать в Индии или что он будет работать в Принстоне, штат Нью-Джерси».

Успех местного проекта, такого как микрофинансирование, также зависит от множества других местных факторов, которые исследователям труднее выделить. Дитон пишет в своей книге, что сказать, что эти рандомизированные контрольные испытания доказывают, что определенные проекты вызывают рост или развитие, все равно что сказать, что мука вызывает торт.«Мука« вызывает »лепешки в том смысле, что лепешки, приготовленные без муки, хуже, чем лепешки из муки — и мы можем провести любое количество экспериментов, чтобы продемонстрировать это — но мука не будет работать без разрыхлителя, яиц и масла — вспомогательные факторы, необходимые для того, чтобы мука «стала причиной» торта ».

Критика Дитоном иностранной помощи проистекает из его естественного скептицизма в отношении того, как люди используют — и злоупотребляют — экономическими данными для продвижения своих аргументов. «Наука об измерении экономических эффектов гораздо важнее, сложнее и противоречивее, чем мы обычно думаем», — сказал он The Post.

Аджемоглу сказал о Дитоне: «Он вызывающий, он проницательный, и он чрезвычайно критически относится к вещам, которые он считает дрянными, и к вещам, которые требуют чрезмерного внимания. И я думаю, что сфера внешней помощи, эта политическая арена действительно взбесила его, потому что в ней не хватало строгости, но и при этом столь грандиозно заявлялось ».

Дитон не возражает против всех видов иностранной помощи. В частности, он считает, что определенные виды медицинской помощи — например, вакцинация или разработка дешевых и эффективных лекарств для лечения малярии — принесли огромную пользу развивающимся странам.

Но в основном, сказал он, богатый мир должен думать о том, «что мы можем сделать, чтобы улучшить жизнь миллионов бедных людей во всем мире, не вмешиваясь в их экономику так, как мы делаем, выделяя огромные суммы. денег их правительствам ». В целом, он утверждает, что мы должны сосредоточиться на том, чтобы причинять меньше вреда развивающимся странам, например, продавать меньше оружия деспотам или обеспечивать, чтобы развивающиеся страны заключили справедливые торговые соглашения и не пострадали от США.внешнеполитические решения.

Дитон также считает, что наше отношение к иностранной помощи — что развитые страны должны налететь и спасти всех остальных — снисходительно и подозрительно похоже на идеи колониализма. Риторика колониализма также «была направлена ​​на помощь людям, хотя и для того, чтобы принести цивилизацию и просвещение людям, чья человечность была далеко не полностью признана», — писал он.

Напротив, многие из положительных вещей, которые происходят в Африке — например, широкое распространение мобильных телефонов за последнее десятилетие — полностью доморощены.Он отмечает, что, хотя за последние десятилетия мир добился огромных успехов в сокращении бедности, почти все это произошло не благодаря помощи. Большинство из них было связано с развитием в таких странах, как Китай, которые получили очень небольшую помощь по отношению к валовому внутреннему продукту и «должны были решать это самостоятельно».

В конечном счете, Дитон утверждает, что мы должны оставаться в стороне и позволить более бедным странам развиваться по-своему. «Кто поручил нам ?» он спрашивает.

В середине кризиса, лидер Конгресса Бихара ждал 3 дня, чтобы увидеть Рахула Ганди

Нитиш Кумар разорвал свой союз с Конгрессом и Лалу Ядавом.

Основные моменты

• Рахул Ганди был назначен посредником в противостоянии в Бихаре
• Он потерпел неудачу, Нитиш Кумар разорвал союз с Конгрессом, Лалу Ядав
• Лидер Конгресса в Бихаре ждал 3 дня встречи с Рахулом Ганди

Патна: После того, как его обманули вместе с Лалу Ядавом, отделение Конгресса в Бихаре переполнено негодованием — не только на главного министра Нитиша Кумара, который положил от своих союзников в среду вечером, а также для партийного босса Рахула Ганди, которому было поручено не допустить гибели правительства в Бихаре.

Г-н Ганди, 47 лет, не доставил. И наряду с этим, как сообщается, законодатели его партии в Бихаре ставят ему пятерку за усилия. Источники, попросившие не называть их имени из-за деликатности ситуации, сказали, что г-н Ганди проявил высокомерие и пренебрежение советом своих лидеров из Бихара — обвинение, выдвинутое против него в прошлом в таких штатах, как Ассам, где Конгресс потерял свои правительства. . В данном случае, как сообщили источники, самого высокопоставленного лидера Конгресса в Бихаре Ашока Чоудхари заставили ждать три дня, прежде чем г-н Ганди успел встретиться с ним в Дели в начале этой недели.

Выступая перед журналистами в четверг, г-н Чоудхари сказал: «Наша паства остается вместе». О ныне несуществующем правительстве, в котором он был министром образования, он сказал: «Нитиш не должен был нас покидать».

До вечера среды в правительстве Бихара было три представителя — Джаната Дал Юнайтед Нитиша Кумара или JDU, Раштрия Джаната Дал или RJD Лалу Ядава и Конгресс. Теперь это БДП, с которой Кумар планирует управлять Бихаром.

Нитиш Кумар в среду ушел в отставку с поста главного министра Бихара, завершив двухлетний махагатбандхан .

У партии г-на Ядава больше всего законодателей — 80. У г-на Кумара — 70. У Конгресса — 27.

Но у альянса закончился бензин после того, как сын г-на Ядава, Теджашви, был обвинен в коррупции и отказался от приказа главного министра предоставить публичная и развернутая защита. В течение нескольких недель главный министр и Ядавы жили в противостоянии. Его мать и глава партии Соня Ганди посоветовали г-ну Ганди взять на себя ответственность за кризис.

Пытаясь выступить посредником, г-н Ганди встретился с г-ном Кумаром на выходных в Дели.Как сообщается, главный министр сказал ему, что он не допустит «UPA3» — новой версии правительств, возглавляемых Конгрессом (UPA 1 и 2), в результате которых союзники разыгрывали масштабные коррупционные скандалы в правительстве доктора Манмохана Сингха.

Главный министр также напомнил лидеру Конгресса, что, когда Лалу Ядав был признан виновным в коррупции по другому делу в 2013 году, именно г-н Ганди резко сорвал исполнительный приказ или постановление, призванное защитить Лалу Ядава от запрета Верховного суда. об осужденных политиках, занимающих государственные должности.

После встречи главного министра и главы Конгресса Ашок Чоудхари отправился в Дели, чтобы встретиться с г-ном Ганди. Только через 72 часа — несмотря на полномасштабный кризис — он смог встретиться с Рахулом Ганди и С.