Alexander Pozhitkov ist ein in Kalifornien ansässiger Wissenschaftler mit einem Heimarbeitsplatz, der für das Denken "außerhalb der Blackbox" konzipiert ist. Wenn er nicht gerade in einem Krankenhaus für Krebsforschung arbeitet, erforscht er gerne Mikrocontroller, Sensortechnologien, Amateurfunk und analoge Elektronik. Zusätzlich zu den praktischen Werkzeugen  für Elektronikprojekte dient sein Arbeitsbereich auch als Chemielabor und Maschinenwerkstatt.
 
A workspace for outside the black box thinking

Was machen Sie beruflich?
Ich bin Wissenschaftlerin (Molekularbiologie, Bioinformatik) und arbeite in einer Klinik für Krebsforschung. Engineering ist mein Nebengeschäft, in dem wir Forschungsgeräte entwerfen und herstellen. Die Elektronik ist ein wichtiger Teil für unsere Geräte.
Tell us about your electronics workspace. How would you describe it? Where is it located?
 
Ich habe einen "multidisziplinären" Arbeitsbereich, der sowohl Elektronik- und Chemielabor als auch eine Maschinenwerkstatt umfasst. Der Raum ist ein an mein Haus angebautes Gebäude. Ich habe diesen Raum seit zwei Jahren. Vorher war mein Labor über das ganze Haus verteilt.
 
Was waren Ihre Anforderungen und Ziele, als Sie Ihren Raum entworfen und/oder eingerichtet haben?
Mein Ziel war es immer, ein "Mini-Forschungsinstitut" zu schaffen, in dem ich verschiedene Projekte durchführen kann. Einige Projekte sind Teil meines Geschäfts, während andere reine Forschung sind, die von Neugierde inspiriert ist. Projekte, die nur auf Neugier basieren, sind in einem akademischen Umfeld schwer zu realisieren, da man die Fakultätsmitglieder überzeugen muss, einen harten Kampf führen muss, usw. In meinem eigenen "Mini-Forschungsinstitut" können meine Kollegen und ich tun, was immer wir interessant finden!
 
 
Was sind Ihre technischen Interessen? An welcher Art von Projekten arbeiten Sie in Ihrem Arbeitsbereich?
Meine technischen Interessen drehen sich hauptsächlich um analoge Elektronik, wobei physikalische Prinzipien eine größere Rolle spielen als Software. Ich liebe Vakuum- und Nixieröhren, Amateurfunk und Sensoren. Gleichzeitig kann auch eine schlaue digitale Komponente eine Menge Spaß machen. Zu CPUs und MCUs habe ich jedoch eine besondere Beziehung. Ich möchte die kleinstmögliche Ebene der Bedienung, Register, Modi kennen. Assembler/c-typisches Zeug! Mit anderen Worten: Eine Blackbox-Bibliothek, die "alles kann", ist für mich eher langweilig.
 
 
Welche Art von Ausrüstung und Werkzeugen haben Sie in Ihrem Arbeitsbereich?
Ich habe eine Lötstation, einen Rigol Funktionsgenerator, ein Siglent Oszilloskop, Stromversorgungen, einen Variac und einen Spulenwickler. Außerdem habe ich einen VFD (für den Betrieb von Drehstrommotoren), einen BIG-Straßenpoltransformator, eine Bohrmaschine, eine Bandsäge und eine Schleifmaschine. Schließlich habe ich Laborglaswaren, Brenner und einen Hochtemperatur-Sauerstoffbrenner.
 
 
Was halten Sie für Ihr wichtigstes oder wertvollstes Gerät oder Werkzeug und warum?
Vom Standpunkt der Elektronik aus gesehen ist das wertvollste Teil das Siglent-Scope, eine wunderbare Maschine: alle Arten von Trigger-Modi, Mathematik, Fourier, RMS, Statistiken. Außerdem ist es sehr intuitiv zu bedienen. Das Handbuch war buchstäblich zwei Seiten lang.
 
 
Gibt es etwas Besonderes oder Einzigartiges an Ihrem Raum?
Mein Arbeitsbereich ist ein vollwertiges Labor. Ich habe einen Wasseranschluss und Erdgas. Außerdem ist mein Labor mit einem ~20 m hohen Antennenturm verbunden, der auf meinem Grundstück steht. Der Raum hat auch eine interessante Geschichte. Der Vorbesitzer war ein Ingenieur bei NBC; es war sein Amateurfunkstudio. Ich habe hier einige lustige Dinge gefunden, wie z.B. einen Vakuumröhren-Autoradioempfänger (Superhet) mit einem elektromechanischen DC/AC-Wandler. (Ich habe ihn repariert; er funktioniert großartig hier in meiner Werkstatt.)

 
Pozhitkov workspace includes machine tools

Planen Sie etwas Neues für Ihren Raum?
Ich möchte meine Amateurfunkausrüstung erweitern, um von den UHF- in die HF-Bänder zu gelangen. Eines Tages werde ich über Skywave mit Europa sprechen! Als langfristigen Plan arbeite ich daran, in meinem Labor eine Hochvakuumausrüstung aufzubauen. Wer will schließlich nicht mit Elektronenstrahlen spielen?
 
 
Haben Sie ein Lieblingsprojekt im Elektronikbereich? Was haben Sie gebaut und warum? Was haben Sie gelernt?
Mein Lieblingsprojekt war die Entwicklung eines dielektrischen Flüssigkeitssensors. Wir haben für einen Kunden ein Forschungsgerät entwickelt, bei dem der Füllstand von deionisiertem Wasser (Dielektrikum) in einem geschlossenen kleinen Edelstahlraum bei erhöhter Temperatur kontrolliert werden musste. Das System musste extrem robust und recht preiswert sein. Nach zahlreichen Experimenten stellten wir fest, dass einfache Schwimmer oder optische Sensoren inakzeptabel waren. Wir griffen auf physikalische Prinzipien zurück und bauten eine Antenne im Inneren der Kammer, die bei Kontakt mit dem deionisierten Wasser ihre Wechselstromimpedanz veränderte. Die Impedanz wurde von mehreren Op-Amps mit einem Detektor gemessen. FETs übernahmen die schwere Arbeit des Öffnens und Schließens von Magnetventilen.
  
Das Verblüffende an diesem Projekt war die schiere Unzulänglichkeit der Lösungen von der Stange: entweder zu teuer, zu groß oder zu fragil. Das Verstehen physikalischer Prinzipien hat am Ende den Ausschlag gegeben. Das fühlt sich sehr befriedigend an!
 
 
Arbeiten Sie gerade an einem Elektronik- oder Programmierprojekt?
Derzeit bin ich dabei, eine 10-stellige Nixie-Röhren-Zahlenanzeige fertigzustellen. Sie bietet zwei digitale Eingänge: einer ist die anzuzeigende Zahl, der andere ist die Wahl der Röhre, die leuchten soll.  Letztendlich wird sie mit einem digitalen Ausgang verbunden sein.
  
Ich habe dieses Projekt mit meinem Sohn begonnen, um ihn in die Elektronik einzuführen und ihm zu zeigen, dass Elektronik eine auf Physik basierende Tätigkeit ist.  Wir haben unseren Aufwärtstransformator berechnet und gewickelt, die Frequenz des Multivibrators berechnet. Außerdem wollten wir die Energie nicht in die Ballastanodenwiderstände verschwenden, also haben wir uns entschieden, den Strom der Nixie-Röhren durch eine Induktivität zu begrenzen, da sie pulsierend leuchten. Für Schaltkathoden verwenden wir Hochspannungstransistoren und für Anoden Optokoppler. Obwohl Elektor schon viele Nixie-Röhren-basierte Projekte veröffentlicht hat, war unser Ziel nicht den Bildschirm an sich, sondern das Erlernen der Grundlagen der Elektronik.
 
 
Haben Sie ein Traumprojekt?
Mein Traumprojekt ist die Umwandlung von elektrischer Energie direkt in Biomasse. Solarenergie, besonders in Kalifornien, ist allgegenwärtig. Aber man kann sich mit Strom nicht den Bauch vollschlagen! Jetzt denke ich über einen nächsten Schritt nach: wie man elektrische Energie in Biomasse umwandeln kann. In der Literatur sind Versuche zu sehen, die Ergebnisse sind jedoch weit von der Praxis entfernt. Das Projekt wird wahrscheinlich umfangreiche Forschung und die Entwicklung eines Bioreaktors mit allen möglichen Kontrollen erfordern.
 
 
Do you have any tips for other engineers or makers who want to set up a workspace?
Mein Rat ist, sich immer um ein grundlegendes Verständnis des Systems zu bemühen, mit dem man arbeitet, sei es ein Sensor, ein Prozessor, etc. Sich stark auf vorgefertigte Black-Box-Lösungen zu verlassen, macht das Leben leicht; mit diesem Ansatz kann man jedoch nur so weit gehen. Ein wirklich revolutionärer Durchbruch ist meiner Meinung nach nur möglich, wenn man außerhalb der "Black Box" denkt und arbeitet.
 
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