Robototexnika bo'yicha kondansatkichlar: 4 qadam

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:25

Bu ko'rsatma uchun motivatsiya Texas Instruments Robotics System Learning Kit Lab Lab Kursi orqali rivojlanishni kuzatib boradigan eng uzoq vaqt ishlab chiqilgan. Va bu darsning motivatsiyasi-yaxshiroq, mustahkam robotni yaratish (qayta qurish). Shuningdek, MathTutorDvd.com saytida mavjud "9 -bo'lim: kondansatordagi kuchlanish, quvvat va energiyani kondansatkichda saqlash, DC muhandislik sxemalarini tahlil qilish" yordam beradi.

Katta robotni yasashda e'tiborga olish kerak bo'lgan ko'p masalalar bor, ular kichik yoki o'yinchoqli robotni yasashda e'tiborga olinmaydi.

Kondensatorlar haqida ko'proq bilish yoki bilimga ega bo'lish sizga keyingi loyihada yordam berishi mumkin.

1 -qadam: ehtiyot qismlar va uskunalar

Agar siz o'ynashni, o'rganishni va o'zingiz xulosa chiqarishni xohlasangiz, bu erda sizga yordam beradigan qismlar va uskunalar.

• har xil qiymatli rezistorlar
• har xil qiymatli kondansatörler
• o'tish simlari
• tugmachali tugma
• non taxtasi
• osiloskop
• voltmetr
• funktsiya/signal generatori

Mening vaziyatimda signal generatori yo'q, shuning uchun men mikro-tekshirgichni ishlatishga majbur bo'ldim (Texas Instruments-dan MSP432). Siz boshqa ko'rsatmalarni o'zingiz bajarishingiz mumkin bo'lgan ko'rsatmalarni olishingiz mumkin.

(Agar siz faqat mikrokontrolderlar taxtasi o'z ishi bilan shug'ullanishini xohlasangiz (men foydali bo'lishi mumkin bo'lgan bir qator ko'rsatmalarni yozyapman), MSP432 ishlab chiqarish platasining o'zi nisbatan arzon, taxminan 27 AQSh dollari. Siz Amazon, Digikey, Newark, Element14 yoki Mouser.)

2 -qadam: Keling, kondansatkichlarni ko'rib chiqaylik

Keling, batareyani, tugmachali kalitni (Pb), qarshilikni (R) va kondansatörni ketma-ket tasavvur qilaylik. Yopiq pastadirda.

Vaqt nol t (0) da, Pb ochiq bo'lsa, biz qarshilik yoki kondansatkichda hech qanday kuchlanishni o'lchamaymiz.

Nima uchun? Rezistor uchun bunga javob berish oson - rezistor orqali oqim oqayotganida faqat o'lchangan kuchlanish bo'lishi mumkin. Rezistor bo'ylab, agar potentsialda farq bo'lsa, bu oqimga olib keladi.

Ammo kalit ochiq bo'lgani uchun oqim bo'lishi mumkin emas. Shunday qilib, R bo'ylab kuchlanish (Vr) yo'q.

Kondensator bo'ylab qanday? Xo'sh.. yana, hozirda sxemada oqim yo'q.

Agar kondansatör to'liq zaryadsizlangan bo'lsa, demak uning terminallarida o'lchanadigan potentsial farq bo'lishi mumkin emas.

Agar biz t (a) da Pb ni bossak (yopsak), unda narsalar qiziq bo'ladi. Videolardan birida ko'rsatganimizdek, kondansatör zaryadsizlanganidan boshlanadi. Har bir terminalda bir xil kuchlanish darajasi. Buni qisqa tutashgan sim deb tasavvur qiling.

Haqiqiy elektronlar kondansatör orqali ichkaridan o'tmasa ham, bir terminalda ijobiy zaryad paydo bo'ladi, ikkinchisida manfiy zaryad. Keyin (tashqi tomondan) go'yo haqiqatan ham oqim bordek ko'rinadi.

Kondansatör eng zaryadsizlangan holatda bo'lgani uchun, u zaryadni qabul qilish imkoniyatiga ega bo'lgan payt. Nima uchun? Chunki u zaryad olganda, bu uning terminali bo'ylab o'lchanadigan potentsial mavjudligini anglatadi va bu uning qo'llaniladigan batareya zo'riqishiga yaqinligini bildiradi. Qo'llaniladigan (batareya) va uning zaryadining oshishi (kuchlanishning oshishi) o'rtasidagi farq kamroq bo'lsa, zaryadni bir xil tezlikda ushlab turishga kamroq turtki bo'ladi.

Vaqt o'tishi bilan zaryadlash tezligi pasayadi. Biz buni ikkala videoda ham, L. Spice simulyatsiyasida ham ko'rdik.

Kondansatör eng zaryadni qabul qilmoqchi bo'lganida, u kontaktlarning zanglashiga vaqtincha qisqa tutashadi.

Bu shuni anglatadiki, biz boshida kontaktlarning zanglashiga olib, maksimal oqimga ega bo'lamiz.

Biz buni L. T. Spice simulyatsiyasini ko'rsatadigan rasmda ko'rdik.

Kondensator zaryad olganda va uning terminallaridagi kuchlanish kuchayib borayotgan kuchlanish yaqinlashganda, impuls yoki zaryadlash qobiliyati pasayadi. O'zingiz o'ylab ko'ring - biror narsadagi kuchlanish farqi qanchalik ko'p bo'lsa, oqim oqimi ehtimoli shuncha ko'p bo'ladi. Katta kuchlanish = mumkin katta oqim. Kichik kuchlanish = mumkin bo'lgan kichik oqim. (Odatda).

Shuning uchun kondansatör qo'llaniladigan batareyaning kuchlanish darajasiga yetganda, u kontaktlarning zanglashiga yoki uzilishiga o'xshaydi.

Shunday qilib, kondansatör qisqa sifatida boshlanadi va ochiq bo'lib tugaydi. (Juda sodda).

Shunday qilib, yana boshida maksimal oqim, oxirida minimal oqim.

Yana bir bor, agar siz qisqa tutashuvdagi kuchlanishni o'lchasangiz, hech narsani ko'rmaysiz.

Shunday qilib, kondansatörde, kuchlanish (kondansatör bo'ylab) nolga teng bo'lganda, oqim eng katta bo'ladi va kuchlanish (kondansatör bo'ylab) eng katta bo'lsa, hech bo'lmaganda.

Vaqtinchalik saqlash va energiya ta'minoti

Ammo yana ko'p narsalar bor va aynan shu qism bizning robot sxemalarimizda foydali bo'lishi mumkin.

Aytaylik, kondansatör zaryadlangan. Bu batareyaning qo'llaniladigan kuchlanishida. Agar biron -bir sababga ko'ra, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan kuchlanish pasayib ketsa ("sarkma"), u holda kondansatkichdan oqim chiqib ketganday bo'ladi.

Shunday qilib, aytaylik, kirish kuchlanishi biz xohlagan darajada barqaror emas. Kondansatör bu (qisqa) tushishlarni yumshatishga yordam beradi.

3 -qadam: Kondensatorlarning bitta ilovasi - filtr shovqini

Kondensator bizga qanday yordam berishi mumkin? Kondensator haqida ko'rganlarimizni qanday qo'llashimiz mumkin?

Birinchidan, real hayotda sodir bo'ladigan narsani modellashtiraylik: bizning robot davralarimizda shovqinli elektr temir yo'l.

Biz L. T.dan foydalanganmiz. Ziravorlar, biz robotning elektr zanjirlarida paydo bo'lishi mumkin bo'lgan raqamli shovqinlarni tahlil qilishga yordam beradigan sxemani tuzishimiz mumkin. Rasmlar sxemani va Spice -ning modellashtirish natijasida hosil bo'ladigan elektr rayı kuchlanish darajasini ko'rsatadi.

Spice -ni modellashtirishining sababi shundaki, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan quvvat manbai ("V.5V. Batt") biroz ichki qarshilikka ega. Faqat tepish uchun men uni 1 ohm ichki qarshilikka ega qildim. Agar siz buni modellashtirsangiz, lekin ovoz manbasini ichki qarshilikka ega qilmasangiz, raqamli shovqin tufayli temir yo'l kuchlanishining pasayishini ko'rmaysiz, chunki kuchlanish manbai "mukammal manba" dir.