Сборка и питание компьютера в мире бронзового века

Если у вас есть нанотехнологии для создания компьютера, вы сможете создавать зарядные устройства из тепла. На самом деле у нас нет нанотехнологий, которые могли бы создавать большие вещи, но у нас есть начинающие технологии, которые вскоре могут заряжать сотовый телефон от тепла тела .

Возможность создать систему, которая может сделать это, должна быть возможной с нанотехнологиями. может даже превратить его из горячего источника, такого как огонь.

Рабочая сила! Если и есть что-то, что есть в бронзовом веке, так это обилие мышц... если только Голливуд мне не лжет. Я нахожу что-то приятное в идее использования кучки мускулистых животных, давящих на деревянные рычаги, чтобы вращать гигантскую турбину (в стиле Конана-варвара), чтобы привести в действие что-то вроде футуристического хай-тека, такого как нанофабрика... первоначальная потребность в энергии, такая как водородные топливные элементы, просто основные компоненты, которые, вполне вероятно, уже используются.

Похоже, что в центре внимания этого вопроса не создание самого компьютера, а то, как надежно обеспечить его питанием . Итак, я отвечу на это.

Как упоминалось в комментарии к другому ответу, массив термоэлектрических модулей был бы отличным решением для обеспечения хорошей чистой подачи электроэнергии и отводил бы практически все, что вы могли бы сжечь, чтобы создать достаточную разницу температур. Однако они сделаны из экзотических полупроводников . Теперь, если вы также конструируете компьютер, то вы можете легко построить эти или те же виды легированных полупроводников, из которых сделаны фотоэлектрические элементы , и тогда все готово, но это скучно! Что, если бы ваши наниты могли делать только более простую конструкцию? Проблема двоякая: производство электроэнергии и ее хранение .

Для выработки электроэнергии вам понадобятся медные провода для обмоток статора и постоянные магниты для ротора. Получение достаточного количества рафинированной меди для производства проволоки, безусловно, будет проблемой (см. Последующую часть моего ответа для возможного решения) , но моя интуиция подсказывает мне, что постоянные магниты достаточного размера и качества могут оказаться вашей самой большой проблемой. ; Вы могли бы использовать, возможно, попробовать, чтобы ваши наниты очищали природный магнит . * применяет handwavium * Предполагая, что вы можете изготовить простой электрический генератор, проблема сводится к вращению ротора.

У вас есть несколько вариантов для этого; очевидным выбором будет водяное колесо или ветряная мельница , в зависимости от топографии и погоды вашего местоположения. Строго говоря, бронзовый век начался около 3000 г. до н. э., а самые ранние примеры практического применения этой технологии относятся к 3 веку до н . путешественник во времени, очевидно, принес с собой другие передовые инженерные концепции, так что это не было бы неуместным.

Помимо этого, разумным низкотехнологичным методом было бы использование гравитации . Тяжелый груз, прикрепленный лебедкой к вершине башни, мог тянуть трос, соединенный с простым деревянным зубчатым колесом, в конечном итоге вращая ротор генератора — грубую крупномасштабную версию часового механизма, приводимого в движение грузом. Другим вариантом было бы создание двигателя Стирлинга , но я подозреваю, что даже грубый двигатель потребует таких вещей, как листовой металл или основные станки.

Также важно обеспечить стабильный и надежный поток энергии, поэтому давайте рассмотрим создание некоторых батарей. Вольтовы столбы довольно просты с точки зрения химического состава батарей — чередующиеся диски из меди и цинка, разделенные тканью, смоченной в соленой воде. Однако они не перезаряжаемые! Итак, давайте рассмотрим самую старую и самую почтенную химию перезаряжаемых батарей в книге: свинцово-кислотную батарею .

Серная кислота была доступна средневековым химикам, и ее довольно просто изготовить — процесс более позднего 17-го века заключался в простом сжигании серы с селитрой в присутствии пара. Здесь нет необходимости в ручном волнении! Что касается свинцовых пластин, вы можете заставить свои наниты осаждать металл из воды . Однако это может занять некоторое время; согласно одному источнику , свинец в морской воде составляет всего 2-30 частей на триллион. Пресная вода на порядок лучше, 3-30 частей на миллиард. Грамм свинца в литре воды составляет миллиард миллиардных долей, поэтому при среднем содержании 15 миллиардных долей вам придется пройти через 67 000 литров пресной воды, чтобы получить 1 грамм свинца . Это 2366 кубических футов воды, так что будьте готовы ждать!

Энергопотребление компьютеров колеблется в довольно широких пределах. Платы на базе ARM, такие как Raspberry Pi, потребляют ~ 2 Вт; ПК для домашнего кинотеатра будет потреблять, скажем, 13 Вт; ноутбук, в 2-4 раза больше, в зависимости от наборов микросхем, и настольный ПК, потенциально вдвое больше, чем ноутбук. Кроме того, энергопотребление под нагрузкой по сравнению со временем простоя компьютера может иметь огромное значение. Итак, когда ваша система питания построена, тщательно выбирайте компьютерное оборудование!

Я не знаю, как вы питаете свою нанофабрику, но если она достаточно продвинута для создания компьютеров, вы можете пойти по пути топливных элементов (что гораздо менее сложно, чем компьютер).

Топливные элементы могут использовать водород в качестве топлива, поэтому, если у вас есть вода, все в порядке. Начальная мощность для проведения электролиза и запуска двигателей может быть получена с помощью динамо-машины с мускульным питанием. Вы даже можете использовать ветер в качестве источника энергии, используя некоторые ветряные мельницы для запуска динамо-машин! Проточная вода также вариант.

Превратите пляж в массив солнечных батарей.

Это просто. Просто выпустите свою нано-фабрику на берег и превратите ее в массив солнечных батарей. Это обеспечит вас питанием постоянного тока, необходимым для вашего компьютера. Вы также можете создать суперконденсаторы для быстрого хранения энергии для использования после наступления темноты или не использовать их, если вам нужно добавить «тикающие часы» к вашим вычислительным потребностям.

У меня была одна мысль, что механические компьютеры возможны из ограниченного количества материалов. Сборка и технические характеристики довольно подробны, так как у них много шестерен с очень точными допусками. Это может быть более осуществимо, если ограничения мощности являются проблемой в данной настройке. Механические компьютеры питаются от механической силы, хотя они намного медленнее и больше, чем электрические.

Еще одна идея — использовать энергию пара для создания генератора для питания массива батарей для традиционных компьютеров, созданных с использованием нанотехнологий. Или, продолжая работать над идеей пара под давлением, жидкостный компьютер тоже может работать, он похож на механический компьютер, но основан на жидкости, а не на шестеренках или электричестве.

TLDR: Механические и жидкостные компьютеры требуют очень мало передовых материалов, но требуют точности в их сборке, так что об этом стоит помнить.

Первый компьютер был полностью механическим. Единственной его частью, которая нуждалась в электричестве, был электродвигатель, приводивший в движение всю машину, который можно было легко заменить любой другой формой энергии (водяным колесом, ветряной мельницей, ручным трудом и т. д.).

Машина состояла из множества шестерен. Основная проблема может заключаться в том, чтобы изготовить их с достаточной точностью, используя технологию бронзового века. Главному герою, возможно, придется изобрести для него многоразовое металлическое литье. В качестве альтернативы вы можете заменить точность размером и просто построить большой. В этом случае вы можете использовать деревянные шестерни вместо бронзовых, чтобы снизить стоимость материала.

Если он может делать батареи из ультракислотных фруктов или серы, он может делать свинцово-кислотные батареи в течение всего дня. Тогда вам просто нужно зарядить аккумулятор фруктовым соком. с научной точки зрения фрукты не такие сильные, но он может производить серную кислоту, если он живет рядом с вулканом и у него есть гигантский чан с серной кислотой, входящий и выходящий из батареи, которого хватит на несколько месяцев. Ветряные мельницы и водохранилища, если он может использовать медь и мангеты.