Что такое dc уровень генератор

Особенности DC тока

Время на чтение:

Ежедневно миллиарды людей по всему миру используют электричество, хотя при этом мало кто знает, как и откуда оно поступает. Кроме этого, не все даже знают о том, что существуют две формы: AC, DC — постоянный, переменный токи. С переменным люди сталкиваются чуть чаще в обычной жизни, но и постоянный также играет важную роль.

Что такое DC ток и что он значит

Постоянным принято называть электрический ток, сила и направление которого не меняются. В электротехнике смешанный вид с преобладающим постоянным компонентом также называется постоянным, если колебания незначительны для предполагаемого эффекта, или если колебания являются результатом колебаний нагрузки. Тогда среднее арифметическое рассматривается как постоянный ток.

Линии электропередач поставляют ток в дома и на предприятия

К сведению! На английском языке его принято обозначать, как Direct Current, или сокращенно DC, что также используется и для постоянного напряжения. Переменный электрический поток переводится, как Alternating Current, что означает AC напряжение.

Какое напряжение DC тока

При DC напряжении электроны всегда движутся в одном направлении. Источник напряжения таким образом всегда имеет одинаковую полярность. Однако уровень напряжения не всегда должен быть одинаковым. В качестве классического источника энергии для генерации постоянного напряжения обычная батарейка, в которой уровень напряжения снижается во время разряда.

Движение электронов при постоянном напряжении

Кроме того, большинство источников питания также генерирует постоянное напряжение, хотя на них подается переменное. В случае стабилизированных источников питания, помимо направления потока, большое значение также уделяется и уровню АС напряжения, который может варьироваться в зависимости от напряжения, однако постоянно будет иметь одинаковую полярность.

Обратите внимание! Переменные напряжения, подаваемые сетевыми трансформаторами и генераторами, могут быть преобразованы выпрямителями. Тогда возникает электрическое напряжение, которое варьируется по величине, но не по знаку.

Компонент переменного напряжения может быть уменьшен путем подключения достаточно большого сглаживающего конденсатора параллельно или последовательно сглаживающей катушки так, что останется только небольшая остаточная пульсация. Чем больше емкость конденсатора или индуктивность катушки, тем меньше будет пиковое значение наложенного переменного напряжения.

Чем отличается DC ток от AC тока

Изначально постоянный ток должен был генерироваться на электростанциях с относительно низким напряжением розетки для потребителя, 110 или 220 В. Однако если при таком варианте подключено сразу несколько потребителей, суммарные значения очень высоки. В таком случае требуются толстые и дорогие кабели для преодоления больших расстояний, чтобы удерживать потери при передаче в определенных пределах. При использовании переменного напряжения генерируемая электроэнергия может транспортироваться на относительно большие расстояния с небольшими потерями. С 1980 г. стало возможным выпрямить трехфазный ток высокого напряжения, а затем преобразовать его обратно.

Главное отличие AC и DC, постоянного и переменного токов состоит в том, что первый изменяется через определенные промежутки времени (с определенной частотой), в частности, он меняет направление по мере своего протекания. В мире самой распространенной является частота 50 Гц.

Обратите внимание! Когда электричество достигает потребителя, тогда в ход идут трансформаторы. Они преобразуют высокое напряжение в более низкое, которое и поступает в дома.

Как уже было сказано, DC электричество не меняется с течением времени. И так как электроны движутся лишь в одном направлении, источники характеризуются наличием положительного и отрицательного полюсов. AC более эффективно при использовании многокилометровых линий электропередач. А постоянный ток предпочтителен для небольшой электроники или накопительных элементов, например, солнечных батарей.

Источники электрической энергии

Самыми распространенными источниками являются гальванические элементы, аккумуляторные батареи, специальные электрические генераторы, которые основаны на униполярной индукции.

Батарейка формата АА

Обычные аккумуляторные батарейки формата АА — самый доступный пример источника DC энергии. У нее положительный и отрицательный полюса, и вставлять в различные электрические устройства ее надо определенной стороной. Помимо этого, очень часто в обычной жизни используются солнечные элементы и автомобильные аккумуляторы.

Обратите внимание! Электрический генератор, который используется, когда требуется более высокая мощность, всегда генерирует переменное напряжение. Чтобы можно было получать постоянный ток от него, ранее использовался коммутатор. Поскольку коммутаторы вызывают радиопомехи, и их контакты изнашиваются, они теперь чаще заменяется на выпрямители.

Сфера применения DC тока

Постоянный ток имеет широкое техническое применение в электронике, получении солнечной энергии и частично в железнодорожном энергоснабжении. Практически все электронные схемы (например, в компьютерах) работают с ними. Если на электронные устройства подается питание не от батарей или аккумуляторов, а от источников питания, выпрямитель в блоке питания обеспечивает постоянное значение. Так что среди самых популярных устройств выделяют сотовые телефоны, ноутбуки и компьютеры.

Платы в ноутбуке

Солнечные элементы также могут генерировать только постоянный DC. Если фотоэлектрические системы должны подавать электрическую энергию, которую они производят, в электросеть общего пользования, между ними должен быть подключен инвертор.

Солнечные батареи

Получившие в последнее время широкое распространение электромобили используют для своей работы DC. Он также применяется на наземном и подземном общественном транспорте, например, в трамваях, троллейбусах и электропоездах метро.

Таким образом, АС и ДС токи имеют существенные отличия. Это важно учесть при подключении того или иного оборудования, а также чтобы не перепутать сферы применения.

DC-генератор высокого напряжения

Как мы определяем, что напряжение высокое? 100, 1000, или 10000Вольт считается высоким напряжением? По сравнению с 10-тью Вольтами, все они могут считаться высоким напряжением.
Высокое напряжение опасно для человеческой жизни. Уровень опасности зависит от тока. Очевидно, что 1000 вольт с током 100 мА представляют большую опасность, чем 100 Вольт с таким же током, но это не означает, что с этой сотней Вольт можно халатно обращаться. Все же 100 Вольт все еще считается высоким напряжением и этот факт должен быть понят.

Генератор высокого напряжения приведенный в этой статье, способен выдавать 10000 Вольт. Столь высокое напряжение может ионизировать воздух и газы, заряжать высоковольтные конденсаторы, обеспечивать работу маленького лазера или кинескопа, а также может быть полезно для различных экспериментов.

Описание схемы
Выше приведена схема генератора высокого напряжения, в данном случае она работает от 12 вольт. Схема преобразует входные 12 Вольт в 10000 выходных вольт, но уже с другой частотой. К вторичной обмотке трансформатора подключен умножитель напряжения с которого можно снимать от 1 до 10 кВ. Микросхема CD4584 это триггера Шмитта. Триггер U1a работает как генератор прямоугольных импульсов. Выход генератора соединен с U1-b—-U1-f, а они соединены параллельно для увеличения тока. Затем с U1-b—-U1-f подаются импульсы на базу транзистора Q1, транзистор открывается и через него протекает нарастающий ток Iк. Этот же ток будет протекать и через обмотку W1 трансформатора Т1, что приведет к тому, что в сердечнике трансформатора увеличивается магнитный поток, при этом во вторичной обмотке W2 трансформатора наводится ЭДС самоиндукции. В конечном итоге на выходе диода VD появиться положительное напряжение. (При этом если мы будем увеличивать длительность импульса приложенного к базе транзистора VT1, во вторичной цепи будет увеличиваться напряжение, т.к энергии будет отдаваться больше, а если уменьшать длительность, соответственно напряжение будет уменьшаться. Таким образом, изменяя длительность импульса в цепи базы транзистора, мы можем изменять выходные напряжения вторичной обмотки Т1).

На выходе вторичной обмотки получается от 800 до 1000 вольт, потом идет умножитель напряжения который увеличивает выходное напряжение в 10 раз.

Для нормальной работы схемы нужно установить выходную частоту генератора (U1-а) элементами R1, R5 и C1 (приведенные на схеме номиналы составляет около 15 кГц). Потенциометр R5 используется для тонкой настройки выходной частоты генератора. Чем выше частота генератора, тем меньше емкостное сопротивление на множитель.

Светодиод показывает, что схема подключена к источнику питания, неоновая лампа дает нам знать, что схема работает нормально. Чтобы получить максимальное напряжение на умножителе нужно подключить к нему осциллограф через высоковольтный делитель и переменным резистором R5 добиться максимальной амплитуды сигнала. Если нет осциллографа, то можно визуально настроить схему, для этого нужно выходной провод умножителя разместить на полдюйма от провода заземления и вращая R5 добиться максимальной длинны искры.

Список деталей
Все резисторы 1/2Ватт, допуск 5%
R1 = 1K5 (1.5K) (коричневый-зеленый-красный)
R2 = 300 Ом (оранжевый-черный-коричневый)
R3 = 220 Ом (красный- красный-коричневый)
R4 = 1 МОм (коричневый-черный-зеленый)
R5 = 10K переменный резистор
Конденсаторы
C1 = 0.022uF, 50 Вольт, металлизированная пленка
C2 = нет
C3-C12 = 0.001uF, 2000 Вольт, керамический диск
С13 = 220uF, 25 Вольт, электролитический
C14 = 4700uF, 35 Вольт, электролитический
D1-D11 = 1N4007, 1А, 1000 Вольт
Q1 = TIP31A, NPN
U1 = MC1458BAL (CD4584) триггера Шмитта
LED1 = зеленый светодиод
Другие компоненты
Ne1 = Ne2—неоновые лампы
T1 = HVM COR-2B, ферритовый сердечник повышающего трансформатора (см. текст)
Высоковольтный трансформатор можно взять готовый (транс строчной развертки от лампового телевизора идеально подойдет), или намотать самому, пользуясь программой для расчета импульсных трансформаторов.

Внимание
Если вы дотронетесь до выходного провода умножителя, то получите сильный электрический удар. Кроме того, после отключения питания от схемы, заряд в конденсаторах сохраняется на некоторое время. В целях безопасности необходимо замыкать выходной провод умножителя на землю.

Микросхема U1 представляет собой устройство КМОП и является чувствительным к статическому электричеству. Максимальное напряжение питания 15 вольт. Диод D11 защищает схему от неправильной полярности.
Конденсаторы и диоды работающие в умножителе должны быть с двойным запасом по напряжению. Диоды D1— D10 состоят из двух последовательно включенных диода на 1000 Вольт 1 Ампер.

Само устройство может быть собрано на любой подходящей плате. Транзистор Q1 должен иметь хороший радиатор, иначе может случиться тепловой пробой. Умножитель собран таким образом, чтобы не было утечек (небольших крон) , все пайки должны быть закругленными и гладкими. В целях безопасности следует заизолировать умножитель, автор использовал высоковольтную шпатлевку. Выходной провод умножителя лучше взять с строчного трансформатора от телевизора, который идет на анод кинескопа. Этот провод может держать напряжение порядка 20000 вольт (зависит от модели телевизора)

Положительные и отрицательные ионы:
Полярность диода в умножителе будет определять полярность ионов. В прототипе автора, умножитель настроен на положительные ионы. Выходное напряжение 10000вольт. Если поменять полярность диодов, то будут отрицательные ионы. Выходное напряжение при этом будет — 10000вольт.

Эксперимент:
Если поместить выходной провод умножителя на расстояние от ½ до ¾ дюйма от провода заземления, то можно будет наблюдать искры. Следует помнить, что микросхема в генераторе чувствительна к статике, чтобы избежать выхода из строя микросхемы следует заземлить схему.

Если к умножителю подключить лампу, то в ней будут появляться небольшие грозы и вспышки. Конструкция умножителя позволяет снимать с него ряд напряжений от 1000 вольт до 10000 вольт.
Если схема не работает, то прежде всего нужно проверить напряжение питания, потом с помощью осциллографа посмотреть импульсы на 6 ножке U1, там должны быть прямоугольные импульсы частотой примерно 12 кГц. Транзистор Q1 должен быть установлен на радиатор.

Следует также проверить высоковольтный трансформатор, для этого нужно отключить умножитель и убедиться, что на выходе 800-1000вольт. Проверить компоненты умножителя, вначале прозвонить тестером диоды, а потом проверить конденсаторы. Все эксперименты следует проводить в хорошо проветриваемом месте, так как при разрядах выделяется много озона. Он является вредным в больших концентрациях. При разряде, схема излучает радио и телевизионные помехи (RFI). Они могут проявиться как шум на AM-радио или помехи на ТВ.

Эта статья первоначально была написана Vincent Vollono и опубликована в » Electronics Now » и «Popular Electronics» журналах 1992 г. Переписана и повторена Tony van Roon. (VA3AVR)

Опасное развлечение: простой для повторения генератор высокого напряжения

Добрый день, уважаемые хабровчане.
Этот пост будет немного необычным.
В нём я расскажу, как сделать простой и достаточно мощный генератор высокого напряжения (280 000 вольт). За основу я взял схему Генератора Маркса. Особенность моей схемы в том, что я пересчитал её под доступные и недорогие детали. К тому же сама схема проста для повторения (у меня на её сборку ушло 15 минут), не требует настройки и запускается с первого раза. На мой взгляд намного проще чем трансформатор Теслы или умножитель напряжения Кокрофта-Уолтона.

Принцип работы

Сразу после включения начинают заряжаться конденсаторы. В моём случае до 35 киловольт. Как только напряжение достигнет порога пробоя одного из разрядников, конденсаторы через разрядник соединятся последовательно, что приведёт к удвоению напряжения на конденсаторах, подсоединённых к этому разряднику. Из-за этого практически мгновенно срабатывают остальные разрядники, и напряжение на конденсаторах складывается. Я использовал 12 ступеней, то есть напряжение должно умножиться на 12 (12 х 35 = 420). 420 киловольт — это почти полуметровые разряды. Но на практике, с учетом всех потерь, получились разряды длиной 28 см. Потери были вследствие коронных разрядов.

О деталях:

Сама схема простая, состоит из конденсаторов, резисторов и разрядников. Ещё потребуется источник питания. Так как все детали высоковольтные, возникает вопрос, где же их достать? Теперь обо всём по порядку:

1 — резисторы

Нужны резисторы на 100 кОм, 5 ватт, 50 000 вольт.
Я пробовал много заводских резисторов, но ни один не выдерживал такого напряжения — дуга пробивала поверх корпуса и ничего не работало. Тщательное загугливание дало неожиданный ответ: мастера, которые собирали генератор Маркса на напряжение более 100 000 вольт, использовали сложные жидкостные резисторы генератор Маркса на жидкостных резисторах, или же использовали очень много ступеней. Я захотел чего-то проще и сделал резисторы из дерева.

Отломал на улице две ровных веточки сырого древа (сухое ток не проводит) и включил первую ветку вместо группы резисторов справа от конденсаторов, вторую ветку вместо группы резисторов слева от конденсаторов. Получилось две веточки с множеством выводов через равные расстояния. Выводы я делал путём наматывания оголённого провода поверх веток. Как показывает опыт, такие резисторы выдерживают напряжение в десятки мегавольт (10 000 000 вольт)

2 — конденсаторы

Тут всё проще. Я взял конденсаторы, которые были самыми дешевыми на радио рынке — К15-4, 470 пкф, 30 кВ, (они же гриншиты). Их использовали в ламповых телевизорах, поэтому сейчас их можно купить на разборке или попросить бесплатно. Напряжение в 35 киловольт они выдерживают хорошо, ни один не пробило.

3 — источник питания

Собирать отдельную схему для питания моего генератора Маркса у меня просто не поднялась рука. Потому, что на днях мне соседка отдала старенький телевизор «Электрон ТЦ-451». На аноде кинескопа в цветных телевизорах используется постоянное напряжение около 27 000 вольт. Я отсоединил высоковольтный провод (присоску) с анода кинескопа и решил проверить, какая дуга получится от этого напряжения.

Вдоволь наигравшись с дугой, пришел к выводу, что схема в телевизоре достаточно стабильная, легко выдерживает перегрузки и в случае короткого замыкания срабатывает защита и ничего не сгорает. Схема в телевизоре имеет запас по мощности и мне удалось разогнать её с 27 до 35 киловольт. Для этого я покрутил подстроичник R2 в модуле питания телевизора так, что питание в строчной развертке поднялось с 125 до 150 вольт, что в свою очередь привело к повышению анодного напряжения до 35 киловольт. При попытке ещё больше увеличить напряжение, пробивает транзистор КТ838А в строчной развёртке телевизора, поэтому нужно не переборщить.

Процесс сборки

С помощью медной проволоки я прикрутил конденсаторы к веткам дерева. Между конденсаторами должно быть расстояние 37 мм, иначе может произойти нежелательный пробой. Свободные концы проволоки я загнул так, чтобы между ними получилось 30 мм — это будут разрядники.

Лучше один раз увидеть, чем 100 раз услышать. Смотрите видео, где я подробно показал процесс сборки и работу генератора:

Техника безопасности

Нужно соблюдать особую осторожность, так как схема работает на постоянном напряжении и разряд даже от одного конденсатора будет скорее всего смертельным. При включении схемы нужно находиться на достаточном удалении потому, что электричество пробивает через воздух 20 см и даже более. После каждого выключения нужно обязательно разряжать все конденсаторы (даже те, что стоят в телевизоре) хорошо заземлённым проводом.

Лучше из комнаты, где будут проводиться опыты, убрать всю электронику. Разряды создают мощные электромагнитные импульсы. Телефон, клавиатура и монитор, которые показаны у меня в видео, вышли из строя и ремонту больше не подлежат! Даже в соседней комнате у меня выключился газовый котёл.

Нужно беречь слух. Шум от разрядов похож на выстрелы, потом от него звенит в ушах.

Интересные наблюдения

Первое, что ощущаешь при включении — то, как электризуется воздух в комнате. Напряженность электрического поля настолько высока, что чувствуется каждым волоском тела.

Хорошо заметен коронный разряд. Красивое голубоватое свечение вокруг деталей и проводов.
Постоянно слегка бьет током, иногда даже не поймёшь от чего: прикоснулся к двери — проскочила искра, захотел взять ножницы — стрельнуло от ножниц. В темноте заметил, что искры проскакивают между разными металлическими предметами, не связанными с генератором: в дипломате с инструментом проскакивали искорки между отвёртками, плоскогубцами, паяльником.

Лампочки загораются сами по себе, без проводов.

Озоном пахнет по всему дому, как после грозы.

Заключение

Все детали обойдутся где-то в 50 грн (5$), это старый телевизор и конденсаторы. Сейчас я разрабатываю принципиально новую схему, с целью без особых затрат получать метровые разряды. Вы спросите: какое применение данной схемы? Отвечу, что применения есть, но обсуждать их нужно уже в другой теме.

На этом у меня всё, соблюдайте осторожность при работе с высоким напряжением.

DC-DC устройства зарядки аккумуляторов

Полностью зарядить тяговый аккумулятор от генератора нельзя. Хороший результат – довести уровень зарядки до 70% от емкости. Однако и этого не удастся сделать, если тяговые батареи установлены на расстоянии дальше пяти метров от двигателя и подключены кабелями сечением 10 мм2.

В первую очередь заряжается поверхность аккумуляторной пластины, для проникновения тока вглубь требуется время, но поскольку пластины в аккумуляторе глубокого разряда толще чем в стартовом, заряд не успевает за время работы генератора распространится по всей толщине

Традиционный генератор автомобильного типа предназначен для зарядки стартовых аккумуляторов. Чтобы не перезарядить аккумулятор регулятор генератора поддерживает напряжение в электрической системе на уровне 14,0-14,4 вольт. Как только напряжение на поверхности аккумуляторных пластин повышается до 13,8-14,1 ток зарядки резко падает.

DC-DC зарядное устройство подключается между стартовым и тяговым аккумуляторами, получает на вход 12 вольт и заряжает 12, 24, 36 или 48-вольтовую аккумуляторную батарею

При отключенном генераторе продолжительность зарядки зависит от скорости проникновения заряда во внутренние области пластин. Но чем сильнее заряжается аккумулятор, тем медленнее выравнивается заряд между поверхностью и центральными слоями, и тем дольше генератор находится в выключенном состоянии, увеличивая время зарядки

Схемы подключения зарядных устройств Sterling BBW. По часовой стрелке: 1. Традиционная схема. Один стартовый и тяговые аккумуляторы; 2. Один стартовый и две батареи тяговых аккумуляторов; 3. Использование с несколькими генераторами. 4. Подключение зарядного устройства к существующей схеме с зарядным разделителем

Скорость зарядки можно увеличить, если повысить напряжение на выходе с генератора. Однако высокое напряжение перегреет аккумулятор, решетки покоробятся, а активный материал пластин осыплется.

Таким образом с одной стороны для быстрой зарядки тяговых аккумуляторов напряжение генератора должно быть выше, чем при зарядке стартовых батарей, а с другой длительная зарядка при повышенном напряжении вредит аккумулятору.

Если напряжение генератора увеличить на 0,8 вольта, ток «усваиваемый» разряженным до 50% емкости аккумулятором увеличивается в два раза. Это вдвое сокращает время зарядки.

Даже мощному генератору автомобильного типа требуется не менее семи часов, чтобы зарядить разряженные тяговые аккумуляторы.
DC-DC зарядное устройство для тяговых аккумуляторов сокращает время заряда и восстанавливает аккумулятор до 80% емкости за 1-1.5 часа

Модели DC-DC устройств

Зарядные устройства постоянного тока используют для зарядки тяговых аккумуляторов от генератора лодочного мотора или автомобиля. Для генератора устройство выглядит дополнительной нагрузкой, которая заставляет его выдавать максимальный ток в течении всего времени работы двигателя.

Получаемое на вход напряжение микропроцессор преобразует в четырехступенчатую кривую, по которой и происходит зарядка тяговых батарей. Постоянный ток во время первого этапа, сокращает время зарядки на 60% по сравнению с устройствами постоянного напряжения.

Устройства устанавливаются между стартовым и тяговыми аккумуляторами и включаются, когда напряжение на стартовой батарее вырастает до 13.3-13.6 вольт. После выключения двигателя, напряжение на стартовом аккумуляторе понижается и зарядное устройство прекращает работу.

Часть моделей DC-DC устройств работают как конвертеры постоянного напряжения, преобразуя 12-вольтовый выход генератора для зарядки 24, 36 или 48-вольтовых аккумуляторных батарей.

BBW Pro Charge B	BBW	B2B Ultra	A2B

Установка	Между тяговым и стартовым аккумулятором	Между тяговым и стартовым аккумулятором	Между тяговым и стартовым аккумулятором	На выход генератора
Максимальный ток, А	25 (12 В), 13(24 В)	60, 120 (12 В)	30, 60, 70	12В — 80A / 130A /160A / 210A / 300A / 400A
Ограничение тока	да	да	да	—
Входное напряжение, В	12, 24	12, 24	12, 24	12, 24
Выходное напряжение, В	12, 24, 36, 48	12, 24	12, 24, 36, 48	12 или 24
Напряжение активации	13,3	13,3	13,3	Встроенный зарядный разделитель
Класс защиты	IP68	IP66	IP21
Охлаждение	—	Встроенный вентилятор	Встроенный вентилятор	3 Встроенных вентилятора
Автоматическое включение	Да	Да	Да	Да
Включение от зажигания(вручную)	Да	Да	Да	Да
Количество программ зарядки	4	9	9	9
Собственный профиль зарядки	—	—	Да	—
Десульфатация	—	Да	Да	Да
Температурная компенсация	—	Да	Да	Да
Компенсация напряжения	—	Да	Да	Да
Регулировка тока зарядки	—	С пульта	Да (установка 50%)	Нет
Ночной режим	—	С пульта	Да	Нет
Дистанционное управление	—	Опция	Опция	Опция

Устройства заряжают тяговые аккумуляторы в пять раз быстрее и добавляют им на 50% больше мощности по сравнению с традиционными системами зарядки.

Задайте вопрос,

и получите консультацию по лодочным электромоторам, аккумуляторам или зарядным устройствам для катера или яхты

Случайный мир: разбор генераторов игровых уровней Статьи редакции

Практические особенности разных алгоритмов.

Зачастую игры используют процедурную генерацию для создания разнообразного и неповторимого контента. Такой подход значительно увеличивает реиграбельность и позволяет пользователям находить что-то новое после многих часов прохождения.

Майк Кук, геймдизайнер и исследователь ИИ, на своём сайте опубликовал текст, в котором рассказал про разные алгоритмы для создания генераторов уровней. Особое внимание он уделил соотношению понятий «генеративное пространство» и «пространство возможностей». Мы выбрали главное из материала.

Можно представить, что существует огромная книга, в которой присутствуют скриншоты всех миров Minecraft. Каждый из них помечен случайным уникальным номером, который можно ввести в Minecraft, чтобы заставить его сгенерировать этот мир. На первой странице показан мир под номером 0, на следующей — под номером 1 и так далее.

Мировой генератор Minecraft содержит в общей сложности 2⁶⁴ случайных номера, что является по-настоящему огромным числом: это 18 446 744 073 709 551 616 миров, которые он может сгенерировать. При каждом нажатии на кнопку «Новый мир», выпадает один из номеров. Число 2⁶⁴ является размером генеративного пространства Minecraft — набора всех вещей, которые он может сгенерировать.

Теперь нужно представить абсолютно пустой мир Minecraft. В нём нет ничего, кроме слоя травы. Помимо того, что он довольно скучный, этот мир не является чем-то, что можно сгенерировать в Minecraft (без модификации). Его можно представить, описать, можно даже открыть Minecraft и создать его самостоятельно, но Minecraft не может его сгенерировать. Такого не может быть хотя бы из-за разных биомов, присутствующих в игре: так или иначе они будут встречаться в мире, сгенерированным стандартным способом.

Плоский травяной мир относится к возможному пространству Minecraft — совокупности всех возможных миров, которые можно представить или описать. Но плоский травяной мир не находится в генеративном пространстве Minecraft, потому что он не может быть сгенерирован игровым процедурным генератором.

Диаграмма выше даёт представление о том, как это выглядит. Всё в генеративном пространстве Minecraft также находится пространстве возможностей. Но не всё в пространстве возможностей находится в генеративном пространстве. Например, это касается плоского травяного мира. Но диаграмма не отражает реальный масштаб. Фактически, пространство возможностей Minecraft намного больше, чем его генеративное пространство.

Чтобы увидеть, насколько оно велико, нужно посчитать размер отдельного мира Minecraft. Объём — это ширина, умноженная на высоту, умноженная на глубину. Миры Minecraft по умолчанию имеют 256 тайлов в высоту и около 30 000 000 тайлов в любом направлении от начала.

256 x 60 000 000 x 60 000 000 = 921 600 000 000 000 000 блоков

Каждый из этих блоков может отличаться по типу: камень, трава, воздух, вода. Всего в Minecraft насчитывается 64 стандартных типов блоков. Формула для вычисления количества возможных миров — это число вариантов каждого блока, возведённое в степень количества блоков:

64⁹²¹⁶ºººººººººººººº возможных миров в Minecraft

Чтобы глубже погрузиться в тему генеративных пространств и пространств возможностей, нужен пример, который сможет проиллюстрировать их работу. На эту роль подходят Super Mario Bros. и Spelunky, так как для них существуют интерактивные генераторы уровней.

Генератор первого уровня очень прост — он абсолютно случайный. Каждая карта имеет стартовый тайл с левой стороны и тайл выхода с правой стороны. Любой другой тайл на карте имеет 33% шанс быть пустым, 33% шанс быть твёрдым и 33% шанс стать блоком усиления.

Это не очень хороший генератор уровней. На самом деле, большинство подобных уровней даже не играбельно, не говоря уже о том, чтобы быть весёлыми или интересными.

Генеративное пространство этого конструктора совпадает с пространством возможностей. Каждый тайл на карте может принимать любое значение, поэтому каждый возможный уровень, который можно представить, находится в генеративном пространстве.

Самые забавные и интересные уровни находятся в этом генеративном пространстве. Здесь даже есть карта с надписью «SUPER MARIO IS AWESOME», составленная из блоков усиления. К сожалению, генеративное пространство настолько велико, что найти такой крутой уровень очень и очень маловероятно. Большинство возможных уровней просто мусор.

Следующий алгоритм немного сложнее и делает уровни, которые выглядят более похожими на те, что присутствуют в игре. Начиная с пустого уровня, он выбирает случайную точку, а затем рисует, например, линию, квадрат, блок улучшения или сплошные блоки. Это происходит в общей сложности 20 раз, что приводит к случайному набору фигур по всему уровню.

Это уже больше похоже на уровень платформера, не так ли? Чтобы сформировать более или менее подходящий уровень требуется около 10 попыток генерации.

Ниже представлен тот же алгоритм, который генерирует не 20 фигур, а 10. Он позволяет быстрее сформировать подходящий уровень.

Генератор с 20 фигурами имеет большее генеративное пространство. Фактически он содержит в себе всё генеративное пространство алгоритма с 10 фигурами. Тем не менее любой уровень с 20 фигурами никогда не может быть отрисован генератором с 10 фигурами.

Это означает, что генератор 20 фигур имеет больше уровней, что также означает, что он может иметь более интересные уровни. Но намного проще найти подходящий уровень, который можно было бы воспроизводить с помощью генератора 10 фигур.

Тем не менее нет чёткого ответа на вопрос: что лучше? Но это очень важное решение, которое часто приходится принимать с процедурными генераторами. Один генератор может генерировать больше разнообразных и интересных вещей, а другой более надёжен и меньше расстраивает игроков.

Этот алгоритм основан на генераторе уровней, используемом в Spelunky. Генератор уровней случайным образом выбирает кусок уровня, разработанного человеком, и вставляет его в уровень. Затем он случайным образом выбирает другой кусок уровня и вставляет его рядом. И так далее, пока уровень не будет завершён.

Почти на каждом таком уровне можно играть. Разработчик точно знает, что представляет из себя каждый кусок. Сгенерированный уровень более динамичный, чем статический уровень — никогда нельзя знать, в каком порядке появятся те или иные куски.

Такие генераторы являются хорошим компромиссом неожиданности и контроля. Когда генератор выбирает элементы и складывает их вместе, это называется «генератором, основанным на грамматике». Такие генераторы очень хорошо работают, но, в отличие от предыдущих, они гораздо реже могут чем-то удивить: со временем становится очевидно, где начинаются и заканчиваются разные куски, и они начинают приедаться.

Ниже представлен уровень, полностью сделанный человеком. Этот подход — окончательный компромисс контроля и качества.

Только первый генератор, Random Generation, способен создавать такие уровни. Генераторы фигур могли бы так же, если увеличить их лимит фигур. Но это значительно повысило бы количество плохих или странных уровней, которые они создают. Генератор частей уровня мог бы быть способен на такое, если бы ему заранее дали определённый набор. Но опять же появляется вопрос к тому, как будут формироваться остальные комбинации.

Это показывает, насколько сложно построить процедурный генератор. Вся работа усложняется тем, что при создании такого конструктора, нужно думать обо всём генеративном пространстве, а не об одном его примере. Насколько велико пространство? Насколько оно богато сюрпризами? Как часто он производит что-то скучное или что-то плохое? Можно ли найти это и отфильтровать, или нужно найти способ обойти это? Это лишь некоторые из вещей, которые нужно учитывать при создании генераторов.

Генератор с большим генеративным пространством обычно имеет более хороший, удивительный и разнообразный контент. Но обычно в нём больше ненужного, более скучного и непригодного для использования контента.

Генератор с меньшим генеративным пространством проще контролировать, тестировать и легче понять. Но это может сделать его более предсказуемым и менее удивительным.

Найти способ уравновесить сильные и слабые стороны этих двух крайностей — это искусство генеративного проектирования.

Становимся независимыми от электричества: выбираем генератор для дома

Узнайте о том, какие типы генераторов существуют, и как подобрать подходящую модель для своего дома. Рейтинг лучших генераторов 2019 года тоже здесь.

Генераторы являются чуть ли не единственным спасением, когда отключили свет в доме или произошла авария на ЛЭП, питающей вашу улицу. Существуют компактные инверторные модели для «скорой помощи» при отключении света, средние по мощности бензиновые генераторы, обеспечивающие резервное питание в доме, и даже дизельные «звери», без которых просто не обойтись на большом объекте. Какой генератор купить для дома? Разложим все по полочкам и приведем пример лучших в своей категории генераторов.

Параметры выбора генераторов для дома

Тип топлива

Наиболее часто применяются для дома дизельные и бензиновые генераторы (модели на газу рассматривать не будем в связи со сложностью их обслуживания и высокой мощностью, которая для дома не нужна):

Бензиновые. Бензиновые модели менее мощные, чем дизельные и стоят гораздо дешевле. Также они менее шумные (хотя тихими их не назовешь). Однако из-за относительно невысокой мощности (в сравнении с дизельными) их удобнее всего использовать лишь как резервный источник питания или брать на природу, чтобы пользоваться там электричеством. Если вам необходимо подстраховаться на случай отключения электроэнергии, то бензиновая модель — то, что нужно.
Дизельные. Дизельные агрегаты имеют больший ресурс, чем бензиновые и гораздо мощнее, что делает их весьма удобными для получения электроэнергии на строительном объекте, для запитки мощных приборов, например, сварочного аппарата. Однако такие модели стоят на порядок дороже бензиновых аналогов, да и сам дизель, как топливо, уже догнал по стоимости бензин, поэтому сэкономить не получится. Дизельные агрегаты стоит приобретать тем, кто планирует использовать устройство, как основной источник электричества, например, на даче или для работы на стройке.

Отметим также, что существуют бензиновые инверторные модели. Главное их преимущество — это компактность, небольшой вес и относительно невысокая шумность. Их можно даже брать с собой на природу. Но они практически все низкой мощности, поэтому в роли резервного питания не подойдут (разве что для холодильника и электроники). Также, если выйдет из строя управляющая плата, то замена ее будет стоит около 80 % стоимости всего генератора.

Мощность устройства

Выбор генератора по мощности осуществляется при условии, если известна общая мощность всех приборов, которые будут к нему подключаться. Если не планируется подключение электрокотла или мощного сварочного аппарата, тогда в большинстве случаев генератора мощностью до 3 кВт вполне хватит. Однако при использовании электрического отопления может понадобиться мощный трехфазный генератор до 10 кВт.

Напряжение

Генератор может иметь розетки, от которых можно запитать приборы следующего напряжения:

220 В. Все стандартные бытовые электроприборы, которые есть в доме.
380 В. Генератор с таким напряжением может понадобиться только для трехфазного отопления, сварочника, работающего от 380 В или зарядки современного электромобиля.
12 В. Постоянный ток на выходе 12 В необходим автомобильным аккумуляторам, так что если планируете заряжать аккумулятор где-то в дороге, тогда берите модель с таким DC выходом.

Дополнительные функции

Некоторые модели генераторов могут быть оснащены дополнительными функциями, которые полезны в тех или иных случаях:

Автозапуск (ATS). Функция способна запускать генератор автоматически без действий со стороны человека. Она весьма удобна, если генератор устанавливается в качестве аварийного питания. При отключении подачи электричества в городской сети, генератор автоматически включится, приняв нагрузку от приборов на себя.

Электростартер. Электростартер позволяет запустить устройство простым нажатием на кнопку. При этом не нужно дергать за «шморгалку», хотя конечно она в каждом генераторе неизменно присутствует.
Счетчик моточасов. Счетчик показывает общий ресурс часов, отработанных устройством. Благодаря этому вы всегда будете знать, сколько двигатель в работе и пора ли проводить обслуживание. Также эта функция полезна, когда покупаете генератор «с рук» — точно знаете, сколько агрегат отработал.
USB-порт. При наличии такого разъема вы всегда сможете подзарядить свой смартфон или планшет. Однако во времена «пауэрбанков» данная функция не всегда актуальна и востребована.

Рейтинг бензиновых генераторов для дома 2019

PATRIOT GP 2000i

Бензиновый инверторный генератор от PATRIOT предназначен для обеспечения электричеством приборов суммарной мощностью до 1,5 кВт (максимальная мощность устройства 1,8 кВт). На корпусе располагается одна розетка на 220 В и выход постоянного тока на 12 В. Благодаря этому всегда можно подзарядить автомобильный аккумулятор. Топливный индикатор оповестит пользователя о необходимости долить бензин. Кстати, полного бака на 3,6 л хватает приблизительно на 4 часа работы.

Отметим относительно небольшой вес модели — всего 18,5 кг, благодаря чему его можно легко транспортировать в одиночку. В сравнении с другими бензиновыми и дизельными моделями, устройство довольно тихое — 58 дБ. GP 2000i — это отличный вариант для природы, когда нужно подключить освещение, переносной холодильник или зарядить электронные устройства.

Hyundai HHY 3020F

Это полноценная модель для резервного питания в доме. На полном баке в 15 л устройство способно проработать до 15 часов (при нагрузке в 50 %). При этом вы всегда сможете контролировать уровень топлива благодаря специальному индикатору. Здесь две розетки 220 В для подключения одновременно нескольких приборов. Дополнительно здесь есть аккумуляторная 12-вольтовая зарядка. Генератор оснащен защитой от перегрузок (больших пусковых токов), которая отключит устройство во избежание поломки.

Устройство оборудовано вольтметром, показывающем напряжение на каждой из розеток. Также здесь есть счетчик моточасов, определяющий сколько генератор отработал. Если будете брать такое устройство б/у, то в зависимости от отработанных часов сможете поторговаться.

Huter DY6500L

Генератор от компании Huter может использоваться в качестве резервного или аварийного источника электроэнергии в доме или на даче. Бензиновая модель может также работать и на газе, однако для этого потребуется приобрести дополнительное оборудование для этих целей. Расход бензина составляет 2,3л/ч, что при полном баке в 22 л позволяет устройству работать до 9 часов. Учитывая выдаваемую мощность в 5 кВт, это относительно небольшой расход топлива. Мощности устройства хватит для запитки сварочного инвертора или конвектора.

Пользователи отмечают, что устройство с легкостью запускается даже в 20-градусный мороз. В устройстве есть зарядка автомобильного аккумулятора. Встроенный вольтметр позволит контролировать выдаваемое устройством напряжение. Единственным минусом является отсутствие колесиков в комплекте, так как при весе в 70 кг придется звать друга, чтобы транспортировать агрегат.

Рейтинг дизельных генераторов для дома 2019

FUBAG DS 5500 A ES

Мощный дизельный генератор будет удобен не только для аварийного источника питания, но и для регулярного использования на строительном объекте. Он имеет сразу три розетки на 220 В: две рассчитаны на 16 А, а третья усиленная на 32 А. Силовая розетка позволяет снять полную мощность станции одним потребителем. Помимо этого, есть возможность зарядки автомобильного аккумулятора. Отметим, что в модели есть разъем для блока автоматики ATS. Благодаря ему генератор можно устанавливать, как аварийный источник питания.

Двигатель отлично справляется с резким увеличением нагрузки, поэтому станет незаменимым на стройплощадке. Модель имеет функцию автоматического предпускового прогрева, что позволяет с легкостью ее запускать при минусовых температурах. На электронном дисплее отображается напряжение, количество отработанных моточасов, а также индикация уровня масла. Последним показателем важно не пренебрегать и регулярно следить, чтобы ГСМ всегда хватало. Запустить генератор можно с помощью электростартера или обычной «шморгалки».

Hyundai DHY-6000 LE-3

Корейский генератор способен работать не только с однофазными, но и с трехфазными потребителями с помощью розетки на 380 В. Это позволяет подключать систему отопления или трехфазный насос для скважины. Если вам необходимо подстраховаться зимой, чтобы трехфазный котел всегда работал, тогда Hyundai DHY-6000 LE-3 то, что вам нужно. На полном баке в 14 л он способен проработать до 13 часов (на 50 % мощности). Производитель указывает, что двигатель способен проработать до первого ремонта около 1500 часов, однако на практике фирменный движок служит дольше. Кстати контролировать ресурс позволит счетчик моточасов.

На панели управления расположен выход на 12 В для автомобильного аккумулятора. Также отметим, что производитель установил УЗО для защиты от утечек тока у потребителей. Приятно, что модель оснащена колесиками для транспортировки, так как вес у нее довольно немаленький — 116 кг.

Daewoo DDAE 6000XE Master

Главным преимуществом модели является долговечный двигатель Daewoo 420 diesel — он способен проработать больше 1500 часов до первого обслуживания. Также в устройстве предусмотрен разъем для блока подключения автоматики ATS, что делает генератор незаменимым, когда пропадает электричество в сети. Здесь две розетки на 220 В и выход для подзарядки аккумулятора. Если же у вас есть трехфазные потребители, тогда можете присмотреться к «старшему брату» DDAE 6000XE-3 — в нем все те же функции и параметры, но вместо одной розетки на 220 В стоит розетка на 380 В.

Как и в предыдущих моделях, здесь стоит счетчик моточасов, вольтметр и автоматическая защита от перегрузок. Мощности в 5,5 кВт вполне хватает для обеспечения электричеством загородного дома. На половине мощности устройство проработает до 13 часов на полном баке. Большинство владельцев генератора отмечают хорошее качество сборки и стабильность работы. Здесь стоят 4 колесика для транспортировки, но они диаметром 8 см, из-за чего не всегда удобно катить его зимой, например, по мокрому снегу.