voor bijna 130 jaar, is de kilogram gedefinieerd door een kleine platina- en iridiumcilinderzitting in een kluis buiten Parijs. Elke andere maateenheid wordt gedefinieerd door reproduceerbaar fysiek fenomeen; De tweede is een nauwkeurig aantal oscillaties van een cesiumatoom en een meter is de lengte lichte reizen in 1/299792458 van een seconde. Alleen de kilogram wordt gedefinieerd door een daadwerkelijk object, totdat nist en het internationale comité van gewichten en stappen het definiëren als een functie van de Planck Constant. Hoe meet je de Planck Constant? Met een WATT-balans. Hoe bouw je een WATT-balans? Met LEGO, natuurlijk.
Een Watt-balans lijkt op een dubbelwapende schaal waarbij een gewicht kan worden vergeleken met een ander gewicht van bekende massa. In plaats van twee armen te gebruiken, heeft een WATT-saldo slechts één arm, in balans gebracht door een stroom die door een spoel stroomt. De mechanische macht in het saldo – tot stand gebracht door wat dan ook op de balansplaat is – kan dan worden vergeleken met de elektrische stroom en uiteindelijk de Planck Constant. Dit zal binnenkort deel uitmaken van de formele definitie van de kilogram, en ja, een apparaat om dit te meten kan worden gemaakt van LEGO.
De enige grote non-lego-onderdelen in de LEGO Watt-balans zijn een paar spoelen van draadwonden rond een PVC-pijp en een paar neodymiummagneten. Deze worden op beide armen van het saldo geplaatst en een paar lasers worden gebruikt om ervoor te zorgen dat beide armen van het saldo op niveau zijn. Gegevens worden verzameld door de spoelen te meten via enkele analoge pinnen op een labjack en een Phidget. Zodra de spanning en stroom geïnduceerd in elke spoel wordt gemeten, kan het wattage worden berekend, vervolgens de Planck Constant en tot slot hoe dicht de massa op de balanspan is tot een echte, geïdealiseerde kilogram. Ondanks dat het wordt gemaakt van LEGO, kan dit systeem een gram-massa meten tot 1% onzekerheid.
De auteurs hebben een lijst met LEGO-onderdelen opgenomen, waarvan er vele te vinden zijn in een enorm ton LEGO in de kast van een 8-jarige. Het enige echt dure item op de bom is een 16-bits USB DAQ; Afgezien daarvan is het iets dat iemand kan bouwen.
Bedankt [Matt] voor de tip.