他,这个被陈默临危受命的“一线总工程师”,在焦急地等待快递的日子里,并没有闲着。
他知道,陈默为他争取来的那笔“军费”,几乎是他们这个“游击队”的全部家当。虽然采购清单已经发出,但他还在想方设法地,从别的地方“开源节流”。
他开始频繁地出没于学校的内部论坛(bbS)的“跳蚤市场”版块,和各种学生自发组织的“二手闲置”微信群里。
他不像别的同学那样,去淘换什么打折的游戏机或者考研教材,他淘的,是各种在别人看来毫无价值的“电子垃圾”——几块钱一大把的、学长毕业后用不上的杜-邦线和电阻包;因为项目结束而被实验室淘汰下来的、但还能勉强使用的旧示波器;甚至,他还用两杯奶茶,就从一个即将毕业的自动化系师兄手里,换来了一块功能强大的、带wiFi模块的ESp32开发板。
他还发挥了自己脸皮厚的优势,去机械加工中心,找到了几个相熟的老师傅。他没有提任何加工新零件的要求,因为他知道,任何一次精密的机加工,收费都不菲。他只是每天提着一壶自己泡的茶过去,帮老师傅们打扫卫生、递递工具、聊聊天。
混熟了之后,他才“不经意”地,从老师傅们脚下那堆被归为“废料”的金属边角料里,找到几块尺寸合适的铝合金和紫铜块。他软磨硬泡,央求老师傅们在休息的时候,帮他免费加工成了几个他急需的、用来固定传感器的支架和散热片。
王师傅听说后,也把自己珍藏的一些早就停产的、德国进口的、但性能依旧坚挺的旧传感器,翻出来送给了他。
林浩像一个最精打细算的管家,用这种近乎“拾荒”的方式,为他们那场昂贵的“武器升级”,积攒着最基础、也最不起眼的“战略储备”。他把所有能省下来的钱,都用在了购买那些无法替代的核心元器件上。
一个星期后,当各种各样的、贴着不同快递公司面单的包裹,陆续寄到地下室时,林浩的工位,彻底变成了一个充满了未来感和混乱感的“极客”空间。
桌上,堆满了各种型号的传感器、花花绿绿的杜邦线、密密麻麻的面包板、散发着刺鼻味道的电烙铁和焊锡丝。而他的电脑屏幕上,则不再是枯燥的文献,而是变成了黑色的、充满了各种神秘代码的编程界面。
“武器升级”的“魔改”之路,正式开启。
第一个挑战,就是给甩带机装上“眼睛”——那个他从一家国产小厂淘来的、性价比极高的高速红外测温仪。
他用那个拜托王师傅帮忙用废料加工出来的铝合金支架,将测温仪的探头,精准地固定在了甩带机的石英管喷口处,对准了熔融的金属液体即将要喷射出来的那个点。
然而,当他第一次连接上信号线,进行测试时,他立刻就遇到了一个致命的问题——信号干扰。
甩带机在工作时,其内部的感应加热线圈,会产生一个强大的、高频的电磁场。这个电磁场,对于红外测温仪这种极其精密的传感器来说,简直就是一场“电磁风暴”。屏幕上显示的温度读数,像得了帕金森一样,疯狂地、毫无规律地跳动着,根本无法读取一个稳定的数值。
林浩尝试了各种办法。他用锡纸,把传感器的信号线,里三层外三层地包裹起来,试图进行电磁屏蔽,但收效甚微。
他又尝试在软件层面,用滤波算法,去滤掉那些高频的噪声。但他发现,噪声的频率,与真实的温度信号,耦合得太深,无论他怎么调整滤波参数,都会导致信号的严重失真。
连续两天的失败,让他一筹莫展。
这天晚上,他疲惫地翻看着一个国外的dIY论坛,希望能找到一些灵感。突然,一个帖子里的、一个不起眼的细节,吸引了他的注意。那个帖子,是关于如何自制一个高精度特斯拉线圈的,楼主在讨论如何屏蔽电磁干扰时,提到了一句:“……最好的屏蔽,不是‘阻挡’,而是‘引流’。一个良好、独立的‘接地’,远比任何法拉第笼都重要……”
“接地!”
林浩的脑子里,像有颗灯泡被瞬间点亮了!
他猛地冲回地下室,拿起万用表,开始检查那台甩带机的电路。他很快就发现,这台老旧的机器,它的设备外壳接地,和内部的信号电路接地,是混在一起的!这意味着,那些来自感应线圈的巨大干扰电流,会顺着地线,直接“污染”他们那微弱的、可怜的温度信号。
找到了问题所在,解决方案,也就应运而生了。
林浩找来一根粗壮的铜线,一头,牢牢地接在测温仪传感器的金属外壳上;另一头,则绕过了机器本身所有的电路,直接,连接到了墙上一个最原始、最可靠的、埋在水泥地里的总地线上!
他为这个小小的传感器,建立了一条独立的、不受任何干扰的“VIp接地通道”!
当他再次开启甩带机时,奇迹,发生了。
电脑屏幕上,那条狂乱的、如同癫痫发作般的温度曲线,瞬间,变得平滑如镜!读数稳定地,显示着熔体真实的温度,波动范围,被控制在了惊人的0.5摄氏度以内!
林浩看着那条平稳的曲线,激动得差点哭了。他知道,他为他们的“超级武器”,成功地,安装上了一双明亮的、不受任何干扰的“眼睛”!
攻克了最大的难关后,接下来的“大脑”和“手臂”的改造,虽然同样充满了挑战,但对林浩来说,已经显得从容了许多。
他把自己关在宿舍和地下室,没日没夜地,学习着c语言和python编程。他那颗被科研训练出来的、充满了逻辑性的理科生大脑,在学习编程上,展现出了惊人的天赋。
他很快就掌握了如何通过Arduino单片机,去精确地控制电磁阀的开闭时间,将误差,控制在了毫秒级别。
而最困难的、那个被陈默称为“动态变速”的pId控制算法,他在请教了“人形计算机”高翔师兄几次,又啃下了一本厚厚的《自动控制原理》后,竟然也奇迹般地,被他用一种虽然不够优雅、但非常实用的方式,给“手搓”了出来。他设计了一套“分段式变速”的方案,虽然无法做到完美的“非线性”,但已经可以在几个关键的时间节点上,实现转速的快速切换。
半个月后。
当林浩将他自己编写的所有控制程序,都整合到LabVIEw这个图形化编程平台,并最终,在他的电脑上,创造出一个充满了各种虚拟仪表盘、控制按钮和实时数据曲线的、看起来极具科幻感的“中央控制室”时,他知道,他的“魔改”之路,成功了。
他看着眼前这台,被他用各种“野路子”方法,从一个“手动挡”的“老爷车”,硬生生改造成了一台“自动挡”的、可以进行精确程序化控制的“超级跑车”的甩带机,心中,涌起了比发表任何一篇ScI论文,都更强烈的、属于一个“创客”的、最纯粹的成就感。
他立刻,将这个好消息,告诉了陈默。
陈默来到地下室,看着那个充满了赛博朋克风格的控制界面,又看了看林浩那双因为兴奋而闪闪发光的眼睛,他没有多说什么。
只是,拍了拍他的肩膀,说了一句:
“很好。现在,我们的‘枪’和‘瞄准镜’,都有了。”
“接下来,该去‘靶场’上,试试它的威力了。”