Durante casi 130 años, el kilogramo ha sido definido por un pequeño platino y un cilindro de iridio sentado en una bóveda fuera de París. Todas las demás unidades de medición se definen por fenómeno físico reproducible; El segundo es un número preciso de oscilaciones de un átomo de cesio, y un medidor es la longitud, la luz viaja en 1 / 299792458º de un segundo. Solo el kilogramo se define por un objeto real, hasta que el NIST y el Comité Internacional de Pesos y Pesos lo definen en función de la constante de Planck. ¿Cómo mides la constante de Planck? Con un saldo de vatio. ¿Cómo construyes un saldo de vatio? Con LEGO, por supuesto.
El balance de vatios parece una escala de doble armado donde se puede comparar un peso con otro peso de la masa conocida. En lugar de usar dos brazos, un balance de vatios solo tiene un brazo, entrado en equilibrio por una corriente que fluye a través de una bobina. La potencia mecánica en el balance, provocada por cualquier cosa que esté en la placa de equilibrio, se puede comparar con la energía eléctrica, y finalmente la constante de Planck. Esto pronto será parte de la definición formal del kilogramo, y sí, un dispositivo para medir esto se puede hacer de LEGO.
Las únicas partes principales que no son de LEGO en el balance de LEGO WATT son unas pocas bobinas de alambre alrededor de un tubo de PVC y algunos imanes de neodimio. Estos se colocan en ambos brazos de la balanza, y se utilizan un par de láseres para asegurarse de que ambos brazos de la balanza estén a nivel. Los datos se recopilan midiendo las bobinas a través de unos pocos pasadores analógicos en un labjack y un Phidget. Una vez que se mide el voltaje y la corriente inducida en cada bobina, se puede calcular el vataje, luego la constante de Planck, y finalmente qué cierre la masa en la bandeja de equilibrio es un kilogramo real e idealizado. A pesar de ser hecho de LEGO, este sistema puede medir una masa de gramo a una incertidumbre del 1%.
Los autores han incluido una lista de piezas de LEGO, muchas de las cuales se pueden encontrar en cualquier bañera enorme de LEGO en un armario de 8 años. El único artículo realmente caro en la BOM es un DAQ USB de 16 bits; Aparte de eso, es algo que alguien puede construir.
Gracias [Matt] para la punta.