THE surface area TO volume ratio OR WHY ELEPHANTS have big EARS

There are very few things that are so far reaching across numerous different disciplines, ranging from biology to engineering, as is the relation of the surface area to the volume of тело. This is not a law, as Newton’s second one, or a theory as Darwin’s evolution theory. but it has consequences in a diverse set of situations. It discusses why cells are the size they are, why some animals have a unusual morphology, why flour explodes while wheat grains don’t and numerous other phenomena that we will explore in this article.

What Is SA:V?

All bodies have a volume, and a surface area. It is as easy as dividing the area of the body in question by its volume to obtain the ratio we are interested in. consider for example a cube of 1 m in side. It has a volume of 1 m³  (1 cubic meter). At the same time each of its 6 faces has an area of 1 m² (1 square meter), and a total surface area of 6 square meters, for that reason the surface area to volume ratio (or SA:V for short) is 6/1 = 6 m-1. This ratio varies with the body size, if you do the same calculation for a cube of 2 m to a side, you get a SA:V ratio of 3 m-1, and for a 10 m cube the value goes down to 0.6 m-1. It will tend to zero as the cube gets larger.  The SA:V ratio also depends on the morphology of the body,  for a given volume, the sphere is the object that has the smallest SA:V ratio.

Why the surface area to volume ratio Is Important

The surface of a body is essential in numerous ways, because numerous reaction and transfer processes are directly proportional to surface area. Some examples are:

Heat transfer: heat is transferred to and from a body mainly through its surface, but a large body has less surface available per unit volume (and mass if the body is homogeneous). In the figure below, the larger cube has  54 units of surface and 27 of volume, with a SA:V ratio of 2. The smaller one, has 6 units of surface and one unit of volume, with a SA:V ratio of 6. That implies that the smaller cube can be heated or cooled 3 times as fast as the larger one.

Change in the SA:V ratio as a body is scaled. image from OBEN science 7E.
Animals need to get rid of excess heat, but this becomes increasingly challenging for big species that have a small surface area compared to their body mass. So, special adaptations are needed in purchase to amazing off a large animal. Such is the case with the elephant in the feature image. The big ears and the skin wrinkles offer the additional surface that is needed for cooling. small animals have the opposite problem, they lose heat at a very fast rate, so they should eat large quantities of food in purchase to replace the energy that has been lost as heat.

Steel wool catches fire when heated by the electric current from a battery. image from creating wonder blog
Objects that are very small have a very large SA:V ratio and for that reason they heat very quickly. This is the reason why even metals can “burn”, like the steel wool shown in the image or the powder metals used as fuel.

Another dramatic example is grain dust, that can be explosive. The terrific Mill disaster is a sad example of that. In 1878, the Washburn A Mill exploded along with several adjacent flour mills, killing 18 workers and destroying the largest industrial building in Minneapolis.

Biology: The cells in every living thing need a set of substances to get into it in purchase to fuel the cell reactions. At the same time waste products need to be taken out. Cells rely on diffusion through its membrane in purchase to relocation substances in and out. As the cells grow, their SA:V ratio becomes smaller, and the membrane area is no longer sufficient to relocation substances at the required rate. because of this, the SA:V ratio does impose an upper limit on the size of a cell. On a larger scale, several body structures have developed to maximize the SA:V ratio, such as the lungs and the intestines. Your intestines have no less than 300 m2 of surface area available for digestion.

The SA:V ratio dictates in some way the form and shape of animals. image from Tall.Life
Engineering: In engineering, the SA:V ratio is also known as the square-cube law. When an object is scaled up by some multiplier, its mass increases as the cube of the multiplier, but its surface and cross sectional area are enhanced only as the square of the multiplier.

Consider a very large airplane such as the Airbus 380. Its wings are proportionately larger that those of a smaller airplane such as the Boeing 747. just scaling up the 747 to the size of the 380 will result in wings with not enough surface area to give enough lift for the weight of the airplane. A skycraper that is double the size of another in its dimensions has eight times the weight, but only four times the base area, for that reason you may need different construction techniques, such as using steel rather than only wood and brick.

You may have disпокрыл, как различные очень маленькие животные сравниваются с более крупными. У муравьев есть ноги, которые очень худые по сравнению с их телами, и они могут много раз поднять свой собственный вес. Слоны на другой стороне, имеют толстые ноги, и они не могут поднять потрясающие весы по сравнению с собственной массой. Причиной одинаково, когда размеры растут, вес увеличивается быстрее, чем площадь ног, а давление значительно больше.

Мы дали всего несколько примеров многочисленных случаев, когда отношение SA: V оказывает влияние. Трудно подумать о дисциплине человеческих знаний, где этот принцип не применяется. В конце концов, можно сказать, что да, размер имеет значение.

Сломанная йога становится брандмауэром

кажется старше, которую я получаю, плотность поврежденных и / или старых ноутбуков на моем гараже растет. Это одна из причин, по которой очаровательно понимают, какие работы делают работу, чтобы восстановить жизнь этих вещей. [Zigzagjoe] прислал нам увлекательную работу, которую он построил из материнской платы Lenovo Йоги 2: маршрутизатор PFSense / брандмауэр.

Ноутбук был поврежден, однако первичная доска работала просто отлично. То, что началось, как добавление старого Pentium Heatsink к нему, а также увидеть, насколько он отлично поработал, обострился полностью работать, Wi-Fi, 4 Port Gigabyte NIC, 3D напечатанный брандмауэр. Доска имела PCI-E с помощью ключевого слота M.2 a / E для модуля WiFi, однако [зигзанье] требование типичного слота PCI-E, чтобы связать четырехпортовый NIC. Он решил передать припой M.2 A / E (Wi-Fi Card), чтобы пролома PCI-E 1x, поскольку его поиски адаптера вышел пустым или как и дорого. Для хранения он выбрал 16 ГБ SANDISK U100 Server Half-SSD SSD для его эффективности мощности. Когда еще раз, кабель SSD должен был взломан, так как ноутбук изначально использовал сверхзловый жесткий диск с нестандартным разъемом. Затем корпус был разработан, а также 3D напечатан.

Но [зигзание] пошла дальше, чтобы улучшить свой новый маршрутизатор / брандмауэр. На документации по работе мы можем увидеть, что многие различные корректировки пошли в создание ее, такие как корректировка BIOS для новых модулей WiFi для работы, драйвера вентилятора ATTINY85 для дополнительного охлаждения, 45 Вт PSU внутри ситуации, а также другие увлекательные хаки Отказ

Это не ваш типичный ноутбук, чтобы взломать брандмауэр, это точно.

Макрос-доска Guitar Hero

не похоже, что хаки героя гитары будут замедления любым типом времени. В этом недавнем плане [Thunderhammer3000] разработал доску для записи гитарных героев «Песни». Он проводной встроенный с помощью кнопок беспокойства, а также брусья для рассеяния, а также записывает каждую из важных прессов. Тренисты могут быть записаны в Sluggish Speed в режиме метода, а также воспроизведены на полной скорости. Доска Arduino совместима, а также имеет два чипа оптоизолатора для сбора нажатий кнопки плюс немного EEPROM для хранения. Правление быстро подходит внутри тела гитара.

Изготовление Katana Right Guard

, даже если часть HackAday ручной работы по-прежнему в своей младенческой помощи, мы ожидали, что на сегодняшний день опубликовал публикующий в обычный японский меч. Что [Кельвин] отправил в предложенную линию далеко откидывает артистизм ковки катана вручную. Это цуба, ручной охрана для катана, и в течение двух видео (один и два), вы можете увидеть этот шедевр обычных методов металлообработки.

Цубы обычно доступны в сопоставленном наборе, один для катана или длинного меча, а другой для вакизаши, несколько более короткого меча. [Ford Hallam] попросили построить цубу за катана, которая была потеряна песками времени. К счастью, черно-белая фотография оригинала в дополнение к соответствию Wakizashi Tsuba была доступна для справки, создавая дизайн этой цубы осуществления в репликации.

Кусок металла Этот цуба был построен из, изготовлен из несколько настроенных обычных сплава 75% меди и 25% серебра. После того, как пробел был лить, многие, многочисленные часы соскабливания, подачи и ударов начались до того, как дизайн был выложен.

Мастерство в этой Цубе, скорее просто, безумно. В цубу в Цубу около 100 различных кусочков металла, чтобы подражать полосы тигра, и многочисленные часы работы в руках, высекаем каждый лист и каждый бит из меха.

Более того, в создании этой ручной работы не было использовано электроинструменты; Все было создано с использованием точно таких же методов, инструментов и материалов, как оригинальная цуба. Действительно, мастерский кусок мастерства.

Наушники SNES yell Out Bluetooth Control

Вот сборка, которая просто излучает Nerd Cred. Это контроллер SNES, модифицированный в пару наушников, прямо из мастерской [Lyberty5].

Телосложение началось, украдая контроллер от друга SNES и очень тщательно дремлерировать кнопки и D-PAD, свободную от их пластиковой рамы. PCB была разрезана пополам, а оставшийся пластик был очень тщательно освоин в круглые акустические корпуса с помощью некоторой эпоксидной смолы. Горячий клей и, возможно, несколько кусков стирола.

Результатом является идеально сформированная пара наушников SNES, с качеством сборки идеально подходит с лучшими модами дела, которые мы видели. К сожалению, в то время как кнопки все еще прикреплены к печатной плате, они ничего не делают. Мы думаем о небольшом Bluetooth-адаптере – или даже республикали набор наушников Bluetooth с громкостью и элементами управления громкостью и воспроизведения – было бы потрясающему использованию для 20-летних конфетов кнопок.

Тем не менее, удивительная сборка, и [Lyberty5] действительно демонстрирует свое ремесло, построив эти потрясающие наушники. Вы можете увидеть промежуток времени сборки после перерыва.

Видеоплеер, разработанный из Stellaris LaunchPad

, мы считаем, что вполне выдающееся, чтобы увидеть запуск STELLARIS PARKPAD, воспроизводимое видео, а также аудио в то же время с респектабельной частотой кадров. Это должно быть выдающееся время года для этих рабочих мест, поскольку мы только что увидели еще одно воспроизведение видео вчера. Однако для этой работы [VINOD] имел большое значение для работы в лошадиных силах.

Он использует экран 320 × 240, который мы сами попробовали с этой доской. Достаточно быстрого достаточного для толкания данных изображения параллельно, однако, если вы ищете полномочий видео и аудио, мы бы сказали вам сложную удачу. [Винод] Математика показывает, что можно с небольшим количеством взлома данных. Очень сначала выкл, потому что исходные данные являются широкоэкранными, он уходит только с состоит только набор пикселей 320 × 140 при 25 кадров в секунду. Аудио нажимается на 22 400 байтах в секунду. Это оставляет ему чрезвычайно несколько циклов, чтобы действительно делать что-либо между кадрами. Поэтому он закодировал клип как необработанный файл, переплетение видео, а также аудио информации, чтобы гарантировать, что данные могут быть проверены как один поток. С демонстрации после разрыва выглядит так же хорошо, как кажется фантастическим!

Взломая лучшую сторону клавиатуры полностью

элемент формы этой клавиатуры просто не выглядит правильно. Чего не хватает? О, Numpad был полностью удален! Мы используем наш Numpad практически исключительно (особенно при кодировке), так что немного сложно выяснить, почему [LUDW] сделал это. Его единственное упоминание о мотиве состоит в том, что он хотел, чтобы мышь ближе к основной части клавиатуры и что он не использовал Numpad. Независимо от того, какова причина, мы все еще думаем, что он сделал выдающуюся работу о том, чтобы дать новую жизнь на более старую клавиатуру.

Это началось как простая старая клавиатура Beege Cherry G80-3000. После взлома открывается корпус [LUDW], тщательно проследил соединения между необходимой матрицей и PCB, который предлагает соединение USB. Это связано с тем, что контроллер устанавливается со стороны печатной платы, он его собирается удалить. Перед тем, как сделать сокращения, которые он высказал все семнадцать коммутаторов (их можно повторно использовать, чтобы изготовить новую клавиатуру или добавлять коммутаторы в различные проекты). Затем он выпустил депопулированный субстрат и использовал паяние в точку до точки для подключения контроллера. Немного изменений в случае удалена дополнительное пространство, а также повторное использование красивых формованных краев. Чистая и аккуратная краска заканчивает взлом.

[через Reddit]

Создайте свой собственный генератор

Этот генератор построен из старого генератора и 2-ходового газового двигателя. На сайте есть некоторые идеи на монтаже компонента и правильно размещает шкив привода. Значение получения генератора со встроенным регулятором напряжения также покрыта. Вы можете использовать это для зарядки аккумулятора гоночного автомобиля между раундами или добавить преобразователь питания для питания элементов переменного тока. Конечно, вместо этого вы можете построить блендер на газе.

[Спасибо Ховардом и Джон]

Постоянная ссылка

Давая цифровые суппорта Bluetooth

[Fede] Друготая половина использует пару цифровых суппорта для измерений фруктов, листьев, а также стеблей как часть ее полевых исследований. Обычно это значит принимать измерение, а также составляя его в журнале. Все вещи должны быть оцифрованы, поэтому [Fede] придумал метод для беспроводных данных журналов с пары доступных китайских суппотов с настраиваемой цепи Bluetooth.

Большинство из этих доступных китайских цифровых суппорта уже имеют последовательный выход, поэтому [Fede] необходимо только для разработки цепи, чтобы взять серийный выход, а также сбросить его в модуль Bluetooth. Он Fabbed настраиваемой печатной платы для этого, а также, увидев повышенную батарею от модуля Bluetooth, решил добавить внешний батарейный пакет.

В дополнение к травлению собственной доски для отправки серийного выхода суппортов в модуль Bluetooth [Fede] также собрал настраиваемую схему Flex, чтобы связать две доски. Это просто немного латунь, приклеенного к прозрачному листу, запеченным хлоридом железа, однако конечный результат выглядит удивительно экспертом для чего-то взбитого в домашней лаборатории.

JEVOIS device VISION video camera NAILS DEMO mode

JeVois is a small, open-source, smart machine vision video camera that was funded on Kickstarter in early 2017. I backed it since cameras that embed device vision aspects are steadily growing much more capable, as well as JeVois boasts an outstanding variety of features. It runs embedded Linux as well as can process video at high frame rates utilizing OpenCV algorithms. It can run standalone, or as a USB video camera streaming raw or pre-processed video to a hold computer for even more action. In either situation it can interact to (and be managed by) other gadgets through serial port.

But none of that is what truly struck me about the video camera when I got my unit. What truly stood out was the demo mode. The team behind JeVois nailed an efficient demo mode for a complex device. That didn’t occur by accident, as well as the results are worth sharing.

The significance of a great Demo

When it concerns complex systems, a great demo mode is essentially an elevator pitch for the unit’s capabilities. To a user, it answers “what can this do, as well as what possibilities does it open for me?”

The JeVois camera’s demo mode succeeded in this by doing a number of things:

Make the demo self-contained as well as simple to start. need a minimum of parts or configuration from the individual to get started. After putting the system picture onto the included SD card, I only needed to plug it in to my laptop as well as begin a camera viewer.

Make it interactive. respond to individual input immediately, as well as show the processes at work as much as possible.

Будь проще. The demo isn’t the device’s one as well as only chance to discuss everything! Leave the individual totally free to focus on taking in what is being shown; prevent bogging the individual down with figuring out an interface or troubleshooting issues.

Demo mode on hardware is often an afterthought if it exists at all, however it is worthy of interest as well as polish if for no other reason than it is the one element of a product that it is practically specific every individual will engage with.

Setup as well as Demo of JeVois

I had to copy a system picture to the micro SD card to guarantee I had the most recent version of the JeVois software, however after that all I needed to do was plug it into a USB port (where my computer acknowledged it as a USB video camera device) as well as open a webcam viewer. when that was done, the demo immediately started. The hardware streams a hybrid blend of a looping “tour” video mixed with online video camera pictures as well as a number of vision processes running in parallel. To the hold OS, it’s just a video stream from a USB video camera like any type of other.

Not every aspect is flawless; the handwritten number recognition in specific is hit or miss, although the demo acknowledges this. The demo video below was recorded in a white space with sunlight, however things still look on the dim side. Finally, the video camera as well as lens clearly aren’t meant to be altered or adjusted. I’d have favored a module with an M12 (S-mount) lens, however the video camera on JeVois at least makes for a extremely little package. Regardless, the demo succeeds in easily as well as concisely showing off what’s possible.

The default video camera system picture includes a range of bundled device vision modules as well as demos, each anchored to a particular video camera setting. For example, one of these modules recognizes ArUco markers. To activate this mode, set the video camera to “YUV 640×500” as well as the module activates immediately. A recording of this mode is below.

Details on detected markers are sent over the serial port. In this method an Arduino or microcontroller can interface to as well as even manage the camera. There are numerous other bundled modes in the default image, as well as of program individuals are totally free to establish their own.

Other Embedded device Vision Cameras

[image source: CMUcam.org]
[image source: OpenMV]

The CMUcam5 “Pixy” (also funded on Kickstarter) shipped in 2014 had a smart demo mode. Out of the box, it had the capability to acknowledge colors that were held in front of it, as well as even had headers for pastime servos to be utilized in a pan/tilt configuration. This enabled the video camera to be trained to track a color, then relocation to comply with that color, all without including a computer. It was likewise possible to view raw or processed video, however that needed linking to a laptop or desktop by USB as well as running a program distinct to the Pixy in purchase to gain access to video as well as configuration. The capability to “see what the video camera sees” was a fantastic function that made configuration as well as troubleshooting much easier, even if it was limited.

The OpenMV project is an open source python-enabled device vision module that was a semifinaliST для премии Hackaday в 2014 году, а также вырос, потому что тогда. OpenMV только начала доставить свои новейшие камеры M7, которые даже могут эмулировать пикси в режиме UART для совместимости. Мы хотели бы увидеть отличную демо, чтобы показать свои возможности.

Есть ли какие-либо другие новые предложения в царстве встроенных устройств Vision Cameras или особенно великих демонстраций? Давайте понять в комментариях. а также решая о призе Hackaday, не помните, что итерация 2017 года в настоящее время ведет.