Ters Sarkaç: Nəzarət Teorisi və Dinamikası: 17 Addım (Şəkillərlə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:46

Ters çevrilmiş sarkaç, ümumiyyətlə lisey və lisenziya fizikası və ya riyaziyyat kurslarında hazırlanan dinamikada və idarəetmə nəzəriyyəsində klassik bir problemdir. Riyaziyyat və elm həvəskarı olduğum üçün tərs bir sarkaç qurmaq üçün dərslərimdə öyrəndiyim anlayışları sınamağa və tətbiq etməyə qərar verdim. Bu cür anlayışları real həyatda tətbiq etmək nəinki anlayışlarınızı daha yaxşı başa düşməyinizə kömək edir, həm də nəzəriyyə dərslərində heç vaxt qarşılaşa bilməyəcəyiniz praktiklik və real həyat vəziyyətləri ilə əlaqəli problemlərin və çətinliklərin yeni bir ölçüsünü ortaya çıxarır.

Bu təlimatda əvvəlcə ters çevrilmiş sarkaç problemini təqdim edəcəyəm, sonra problemin nəzəriyyə aspektini əhatə edəcəyəm və sonra bu konsepsiyanı həyata keçirmək üçün lazım olan aparat və proqram təminatını müzakirə edəcəyəm.

Sizə daha yaxşı başa düşmək üçün təlimat verərkən yuxarıdakı videoya baxmağı təklif edirəm.

Və nəhayət, bu layihəni bəyənmisinizsə və aşağıdakı şərh bölməsində hər hansı bir sualınız varsa, "Classroom Science Competition" da səs verməyi unutmayın. Xoşbəxtlik!:)

Addım 1: Problem

Ters çevrilmiş sarkaç problemi, ovcumuzdakı bir süpürgəni və ya uzun bir dirəyi balanslaşdırmağa bənzəyir, bu da çoxumuzun uşaqlıqda sınadığımız bir şeydir. Qütbün müəyyən bir tərəfə düşdüyünü görəndə gözlərimiz bu məlumatı beynə göndərir, bu da müəyyən hesablamalar aparır və sonra dirəyin hərəkətinə qarşı çıxmaq üçün qolunuza müəyyən bir sürətlə müəyyən bir mövqedə hərəkət etməyi əmr edir. əyilmə dirəyini şaquli vəziyyətə gətirin. Bu proses saniyədə bir neçə yüz dəfə təkrarlanır və dirəyi tamamilə nəzarətinizdə saxlayır. Ters çevrilmiş sarkaç oxşar şəkildə işləyir. Məqsəd, bir sarkacın hərəkət etməsinə icazə verilən bir arabada tərsinə tarazlaşdırmaqdır. Məlumatların kompüterə göndərilməsini təmin edən sarkacın vəziyyətini müəyyən etmək üçün gözlər əvəzinə bir sensordan istifadə olunur və sarkacın yenidən şaquli olması üçün aktuatorlara arabanı hərəkət etdirməyi tapşırır.

Addım 2: Həll

Sarkacın tərsinə tarazlaşdırılması problemi, bu sistemdə oynanan hərəkətlərə və qüvvələrə fikir verməyi tələb edir. Nəhayət, bu anlayış, aktuatorlara gedən çıxış ilə sensorlardan gələn girişlər arasındakı əlaqələri hesablamaq üçün istifadə edilə bilən sistemin "hərəkət tənliklərini" ortaya qoymağa imkan verəcəkdir.

Hərəkət tənlikləri səviyyənizdən asılı olaraq iki şəkildə əldə edilə bilər. Bunlar ya Newtonun əsas qanunlarından, ya da bəzi orta məktəb səviyyəli riyaziyyatdan və ya ümumiyyətlə lisenziya fizika kurslarında təqdim olunan Lagrangian mexanikasından istifadə olunaraq əldə edilə bilər. (Qeyd: Newton qanunlarını istifadə edərək hərəkət tənliklərini əldə etmək sadə, lakin yorucu olsa da, Lagrangian mexanikasını istifadə etmək daha zərifdir, lakin Lagrangian mexanikasını başa düşməyi tələb edir, baxmayaraq ki, hər iki yanaşma da nəticədə eyni həllə gətirib çıxarır).

Hər iki yanaşma və onların formal törəmələri ümumiyyətlə liseydə və ya riyaziyyat və ya fizika üzrə lisenziya dərslərində əhatə olunur, baxmayaraq ki, sadə bir google axtarışından istifadə etməklə və ya bu linki ziyarət etməklə asanlıqla tapıla bilər. Yekun hərəkət tənliklərini müşahidə edərək dörd kəmiyyət arasında bir əlaqə görürük:

• Sarkacın şaquli bucağı
• Sarkacın açısal sürəti
• Sarkacın açısal sürətlənməsi
• Arabanın xətti sürətlənməsi

İlk üçlük sensorla ölçülən və son miqdarı yerinə yetirmək üçün aktuatora göndəriləcək miqdarlardır.

Addım 3: Nəzarət nəzəriyyəsi

Nəzarət nəzəriyyəsi, mühəndislik proseslərində və maşınlarında dinamik sistemlərin idarə edilməsi və işləməsi ilə məşğul olan riyaziyyatın bir alt sahəsidir. Məqsəd, ümumiyyətlə sabitliyə nail olmaq üçün bir nəzarət modeli və ya bir nəzarət döngəsi hazırlamaqdır. Bizim vəziyyətimizdə, ters çevrilmiş sarkacı tarazlaşdırın.

İdarəetmə döngələrinin iki əsas növü var: açıq döngə nəzarəti və qapalı döngə nəzarəti. Açıq döngə nəzarətini həyata keçirərkən, nəzarət hərəkəti və ya nəzarətçidən gələn əmr sistemin çıxışından asılı deyil. Bunun yaxşı bir nümunəsi, sobanın qalma müddətinin tamamilə taymerdən asılı olduğu bir sobadır.

Qapalı döngə sistemində, nəzarətçinin əmri sistemin vəziyyətindən gələn rəydən asılıdır. Bizim vəziyyətimizdə, geribildirim, arabanın sürətini və mövqeyini təyin edən normala bağlı olaraq sarkacın açısıdır, buna görə də bu sistemi qapalı bir sistem halına gətirir. Yuxarıda qapalı döngə sisteminin blok diaqramı şəklində əyani bir təqdimat əlavə edilmişdir.

Bir neçə geribildirim mexanizmi texnikası var, lakin ən çox istifadə edilənlərdən biri istifadə edəcəyimiz nisbətli -inteqral -törəmə nəzarətçi (PID nəzarətçi) dir.

Qeyd: Bu cür nəzarətçilərin işini başa düşmək uğurlu bir nəzarətçinin inkişaf etdirilməsində çox faydalıdır, baxmayaraq ki, belə bir nəzarətçinin əməliyyatlarını izah etmək bu təlimatlandırmanın hüdudlarından kənara çıxır. Kursunuzda bu cür nəzarətçilərə rast gəlməmisinizsə, bir çox onlayn material var və sadə bir Google axtarışı və ya onlayn kurs kömək edəcəkdir.

Addım 4: Bu Layihəni Sinifinizdə Tətbiq Edin

Yaş qrupu: Bu layihə ilk növbədə lisey və ya lisenziya tələbələri üçündür, ancaq kiçik uşaqlara anlayışlara ümumi bir fikir verərək sadəcə bir nümayiş olaraq təqdim edilə bilər.

Kapsanan Kavramlar: Bu layihə ilə əhatə olunan əsas anlayışlar dinamika və idarəetmə nəzəriyyəsidir.

Tələb olunan vaxt: Bütün hissələr yığılıb hazırlandıqdan sonra montaj 10-15 dəqiqə çəkir. Nəzarət modelinin yaradılması bir az daha çox vaxt tələb edir, bunun üçün şagirdlərə 2-3 gün vaxt verilə bilər. Hər bir fərdi tələbə (və ya tələbə qrupu) müvafiq nəzarət modellərini hazırladıqdan sonra, fərdlərin və ya komandaların nümayiş etdirmələri üçün başqa bir gün istifadə edilə bilər.

Bu layihəni siniflərinizə tətbiq etməyin bir yolu, sistemin qurulmasıdır (aşağıdakı addımlarda təsvir edilmişdir), toplu dinamikaya aid fizikanın alt mövzuları üzərində işləyərkən və ya riyaziyyat dərslərində idarəetmə sistemlərini öyrənərkən. Bu yolla, dərs zamanı rastlaşdıqları fikir və anlayışlar, anlayışlarını daha da aydınlaşdıran bir real dünyada tətbiq oluna bilər, çünki yeni bir anlayışı real həyatda tətbiq etməkdən daha yaxşı bir yol yoxdur.

Bir sinif olaraq birlikdə vahid bir sistem qurula bilər və sonra sinifləri komandalara bölmək olar, hər biri sıfırdan bir nəzarət modeli qurar. Daha sonra hər bir komanda öz işini rəqabət formatında nümayiş etdirə bilər, burada ən yaxşı idarəetmə modeli ən uzun çəkini tarazlaşdıra bilən, itələmələrə və itələmələrə güclü müqavimət göstərə bilən modeldir.

Bu layihəni sinifinizdə həyata keçirməyin başqa bir yolu, yaşlı uşaqları (orta məktəb səviyyəsi) hazırlamaq, bu layihəni inkişaf etdirmək və kiçik uşaqlara nümayiş etdirmək və onlara dinamikalara və idarəetmələrə ümumi bir fikir verməkdir. Bu, yalnız kiçik uşaqların fizikaya və riyaziyyata marağını artıra bilər, həm də yaşlı şagirdlərə nəzəriyyə anlayışlarını kristalizasiya etməyə kömək edə bilər, çünki anlayışlarınızı gücləndirməyin ən yaxşı yollarından biri başqalarına, xüsusən də kiçik uşaqlara lazım olduğu kimi izah etməkdir. fikirlərinizi çox sadə və aydın şəkildə formalaşdırmalısınız.

Addım 5: Parçalar və Təchizatlar

Arabanın tək bir sərbəstlik dərəcəsi verən bir sıra relslərdə sərbəst hərəkət etməsinə icazə veriləcək. Sarkacın, arabanın və rayların istehsalı üçün lazım olan hissələr və təchizatlar bunlardır:

Elektronika:

• Bir Arduino uyğun lövhə, hər hansı bir işləyəcək. Elektronika ilə çox təcrübəniz yoxdursa bir Uno tövsiyə edirəm, çünki izləmək daha asan olacaq.
• Səbət üçün aktuator rolunu oynayacaq bir Nema17 pilləli motor.
• Bir pilləli motor sürücüsü, bir daha hər şey işləyəcək, amma A4988 pilləli motor sürücüsünü tövsiyə edirəm, çünki izləmək daha asan olacaq.
• Sarkacın bucağı və açısal sürəti kimi müxtəlif parametrləri aşkar edəcək bir MPU-6050 Altı Eksenli (Gyro + Accelerometer).
• Bir 12v 10A enerji təchizatı, 10A, əslində bu xüsusi layihə üçün bir az aşır, 3A -dan yuxarı olan hər şey işləyəcək, ancaq əlavə cərəyan çəkmə imkanına malik olması, daha çox güc tələb oluna biləcəyi halda gələcək inkişafa imkan verir.

Avadanlıq:

• 16 x rulman, skeytbord rulmanlarından istifadə etdim və əla işlədilər
• 2 x GT2 kasnağı və kəməri
• Təxminən 2,4 metrlik 1,5 düymlük PVC boru
• 4 mm qoz -fındıq və bolt dəstəsi

Bu layihədə istifadə olunan bəzi hissələr də 3D çap edilmişdi, buna görə də 3D printerə sahib olmaq çox faydalı olacaq, baxmayaraq ki, yerli və ya onlayn olaraq 3D çap vasitələri mövcuddur.

Bütün hissələrin ümumi dəyəri 50 dollardan bir az azdır (3D printer istisna olmaqla)

Addım 6: 3D çaplı hissələr

Səbət və rels sisteminin bəzi hissələri xüsusi olaraq hazırlanmalı idi, buna görə də Autodesk -in pulsuz fayllarını modelləşdirmək və 3D printerdə 3D çap etmək üçün Fusion360 -dan istifadə etdim.

Sarkac və gantry yatağı kimi sırf 2D formalı bəzi hissələr daha sürətli olduğu üçün lazerlə kəsilmişdir. Bütün STL faylları aşağıda sıxılmış qovluğa əlavə olunur. İşdə bütün hissələrin tam siyahısı:

• 2 x Gantry Roller
• 4 x Son Caps
• 1 x Step Mötərizəsi
• 2 x Rölanti Kasnağı Rulman Tutucusu
• 1 x Sarkaç Tutucu
• 2 x Kəmər Əlavəsi
• 1 x Sarkaçlı Rulman Tutucu (a)
• 1 x Sarkaçlı Rulman Tutucu (b)
• 1 x Kasnak Delik Aralığı
• 4 x Rulman Delik Aralığı
• 1 x Portal Lövhəsi
• 1 x Step Tutucu Plakası
• 1 x Rölanti Kasnağı Tutucu Plakası
• 1 x Sarkaç (a)
• 1 x Sarkaç (b)

Ümumilikdə, 24 hissədən ibarətdir ki, hissələri kiçik olduğu üçün çap etmək çox uzun çəkmir və birlikdə çap edilə bilər. Bu təlimat verərkən, bu siyahıdakı adlara əsaslanaraq hissələrə istinad edəcəyəm.

Addım 7: Portal silindrlərinin yığılması

Portal silindrləri arabanın təkərləri kimidir. Bunlar PVC izi boyunca yuvarlanacaq ki, bu da arabanın minimal sürtünmə ilə düzgün hərəkət etməsinə imkan verəcəkdir. Bu addım üçün, iki ədəd 3D çaplı gantry silindrini, 12 yatağı və bir dəstə qoz -fındıq tutun. Bir silindr üçün 6 yatağa ehtiyacınız olacaq. Fındıq və boltlardan istifadə edərək rulmanları rulona bağlayın (Şəkilləri istinad olaraq istifadə edin). Hər bir silindr hazırlandıqdan sonra onları PVC boruya sürüşdürün.

Addım 8: Sürücü Sisteminin Qurulması (Stepper Motor)

Səbət standart Nema17 pilləli mühərriklə idarə olunacaq. Maşını, step ilə birlikdə gəlməli olan vintlərdən istifadə edərək, step braketinə sıxın. Sonra mötərizəni step tutucu lövhəyə vidalayın, braketdəki 4 deliyi lövhədəki 4 ilə hizalayın və ikisini bir -birinə bağlamaq üçün qoz -fındıq və boltlardan istifadə edin. Daha sonra, GT2 kasnağını motorun şaftına quraşdırın və daha çox qoz -fındıq və bolt istifadə edərək 2 uc qapağını altdan tutacaq boşqabına bağlayın. Bitirdikdən sonra, uç qapaqlarını borulara sürüşdürə bilərsiniz. Uçların uclarını borulara məcbur etmək əvəzinə çox düzgün olduğu təqdirdə, 3D çaplı qapağın daxili səthini uyğun olana qədər zımpara etməyi məsləhət görürəm.

Addım 9: Sürücü Sisteminin Qurulması (Boş Batareya)

İstifadə etdiyim qoz -fındıq və boltların diametri 4 mm idi, kasnağın və rulmanların delikləri 6 mm idi, buna görə də adapterləri 3D çap edərək kasnağın və rulmanların deliklərinə itələməli oldum. boltda yelləmək. Doğru ölçüdə qoz -fındıq və boltlar varsa, bu addımı tələb etməyəcəksiniz.

Rulmanları boş kasnak yatağı tutucusuna yerləşdirin. Bir daha çox sıx olduqda, boş kasnak yatağı tutucusunun daxili divarını yüngülcə zımpara ilə zımpara edin. Rulmanlardan birindən bir bolt keçirin, sonra kasnağı boltun üzərinə sürüşdürün və digər ucunu ikinci rulman və boş kasnaq yatağı tutucu dəsti ilə bağlayın.

İş bitdikdən sonra boş boş kasnaq yatağı tutucularını boş kasnak tutucu plakasına yapışdırın və əvvəlki qapağa bənzər şəkildə bu qapağın alt üzünə bağlayın. Nəhayət, bu qapaqları istifadə edərək iki PVC borunun əks ucunu bağlayın. Bununla səbətiniz üçün raylar tamamlandı.

Addım 10: Gövdənin montajı

Növbəti addım arabanı qurmaqdır. Portal plitəsi və 4 qoz -fındıq və boltdan istifadə edərək iki silindiri bir -birinə bağlayın. Portal lövhələrində yuvalar var, belə ki lövhənin mövqeyini kiçik düzəlişlər üçün düzəldə bilərsiniz.

Sonra, kəmərin iki tərəfinə iki kəmər əlavə edin. Onları aşağıdan bağladığınızdan əmin olun, əks halda kəmər eyni səviyyədə olmayacaq. Cıvataları da altdan keçirtdiyinizə əmin olun, çünki əks halda, boltlar çox uzun olarsa, kəmər üçün maneə yarada bilər.

Nəhayət, sarkac tutucusunu qoz -fındıq və boltlardan istifadə edərək arabanın ön hissəsinə bağlayın.

Addım 11: Sarkacın yığılması

Sarkac yalnız materiala qənaət etmək üçün iki hissədən hazırlanmışdır. Dişləri hizalayaraq üst üstə yapışdıraraq iki parçanı bir -birinə yapışdıra bilərsiniz. Kiçik bolt diametrlərini kompensasiya etmək üçün yenidən rulman delik aralayıcılarını iki yatağa itələyin və sonra rulmanları iki sarkaçlı rulman tutucu hissəsinin rulman deliklərinə itələyin. Sarkacın alt ucunun hər iki tərəfində 3D çap edilmiş iki hissəni sıxın və sarkacın daşıyıcı tutacaqlarından keçən 3 qoz -fındıq və bolt istifadə edərək 3 -ü birlikdə bağlayın. Bir rulonu iki yatağın arasından keçirin və digər ucunu uyğun bir qoz ilə bağlayın.

Sonra MPU6050 -ni tutun və montaj vintlərindən istifadə edərək sarkacın əks ucuna yapışdırın.

Addım 12: Sarkacın və kəmərlərin quraşdırılması

Son addım sarkacın arabaya quraşdırılmasıdır. Bunu əvvəllər iki sarkaç yatağından keçdiyiniz boltu, arabanın ön hissəsinə bağlı olan sarkaç tutucusundakı delikdən keçərək edin və sarkacın arabaya bərkidilməsi üçün digər ucunda bir qoz istifadə edin.

Nəhayət, GT2 kəmərinizi tutun və əvvəlcə bir ucunu arabaya bərkidilmiş kəmər qoşmalarından birinə bağlayın. Bunun üçün kəmərin ucuna yapışan və dar yuvadan sürüşməsinin qarşısını alan səliqəli 3D çap edilə bilən kəmər klipindən istifadə etdim. Bu hissənin stllərini Thingiverse -də bu linkdən istifadə etməklə tapa bilərsiniz. Kəməri addım kasnağı və boş kasnağın ətrafına qədər sarın və kəmərin digər ucunu arabanın əks ucundakı kəmər bağlama hissəsinə bağlayın. Kəməri çox sıxmayın və ya itirməyinizə əmin olun, bununla da sarkacınız və arabanız tamamlandı!

Addım 13: Kablolama və Elektronika

Kablolama, MPU6050 -ni Arduino -ya bağlamaqdan və sürücü sisteminin naqillərindən ibarətdir. Hər bir komponenti birləşdirmək üçün yuxarıda göstərilən tel sxeminə əməl edin.

MPU6050 -dən Arduino -ya:

• GND - GND
• +5v -dən +5v -ə qədər
• SDA -dan A4 -ə qədər
• SCL -dən A5 -ə qədər
• D2 -yə int

Sürücü üçün step motor:

• Bobin 1 (a) - 1A
• Bobin 1 (b) - 1B
• Bobin 2 (a) - 2A
• Bobin 2 (b) - 2B

Arduino üçün Step Sürücü:

• GND - GND
• VDD +5v
• ADIMD3
• DIR - D2
• VMOT enerji təchizatının müsbət terminalına
• GND enerji təchizatının yer terminalına

Step sürücüsündəki Yuxu və Sıfırlama pinləri bir tullanan ilə bağlanmalıdır. Və nəhayət, enerji təchizatının pozitiv və torpaq terminallarına paralel olaraq təxminən 100 uF elektrolitik kondansatör bağlamaq yaxşı bir fikirdir.

Addım 14: Sistemə Nəzarət (Oransal Nəzarət)

Əvvəlcə, əsas mütənasib idarəetmə sistemini sınamaq qərarına gəldim, yəni arabanın sürəti, sarkacın şaquli ilə etdiyi bucağa müəyyən bir faktorla mütənasibdir. Bu, bütün hissələrin düzgün işlədiyini yoxlamaq üçün bir sınaq idi. Baxmayaraq ki, bu əsas mütənasib sistem sarkacın artıq tarazlığını təmin edəcək qədər möhkəm idi. Sarkaç hətta yumşaq itələmələrə və itələmələrə qarşı olduqca möhkəm dayana bilər. Bu idarəetmə sistemi olduqca yaxşı işləsə də, hələ də bir neçə problemi var idi. Müəyyən bir müddət ərzində IMU oxularının qrafikinə nəzər salsaq, sensor oxunuşlarında salınımları aydın görə bilərik. Bu o deməkdir ki, nə vaxt nəzarətçi düzəliş etməyə çalışsa, həmişə müəyyən bir məbləğdən artıqdır, bu da əslində proporsional idarəetmə sisteminin mahiyyətidir. Bu kiçik səhv, bütün bu amilləri nəzərə alan fərqli bir növ nəzarətçi tətbiq etməklə düzəldilə bilər.

Oransal idarəetmə sisteminin kodu aşağıda verilmişdir. Kod, MPU6050 kitabxanası, PID kitabxanası və AccelStepper kitabxanası olan bir neçə əlavə kitabxananın dəstəyini tələb edir. Bunlar Arduino IDE -nin inteqrasiya olunmuş kitabxana menecerindən istifadə etməklə endirilə bilər. Sadəcə Sketch >> Kitabxanaya Daxil Ol >> Kitabxanaları İdarə et -ə gedin və sonra axtarış çubuğunda PID, MPU6050 və AccelStepper -i axtarın və Quraşdır düyməsini basaraq onları quraşdırın.

Elm və riyaziyyat həvəskarları olan hər birinizə tövsiyəm, sıfırdan belə bir nəzarətçi qurmaqdır. Bu, yalnız dinamika və idarəetmə nəzəriyyələri haqqında anlayışlarınızı gücləndirməyəcək, həm də biliklərinizi real həyatda tətbiq etmək imkanı verəcək.

Addım 15: Sistemə Nəzarət (PID Control)

Ümumiyyətlə, real həyatda, bir idarəetmə sistemi tətbiq etmək üçün kifayət qədər möhkəm olduğunu sübut etdikdə, mühəndislər daha mürəkkəb idarəetmə sistemlərindən istifadə etməklə vəziyyəti çətinləşdirmək əvəzinə, sadəcə olaraq layihəni tamamlayırlar. Ancaq bizim vəziyyətimizdə bu tərs sarkaçı sırf təhsil məqsədi ilə qururuq. Buna görə, PID nəzarəti kimi daha mürəkkəb idarəetmə sistemlərinə keçməyə çalışa bilərik ki, bu da əsas proporsional idarəetmə sistemindən daha möhkəm ola bilər.

Düzgün tətbiq edildikdən və mükəmməl tənzimləmə parametrləri tapıldıqdan sonra, PID nəzarətinin həyata keçirilməsi daha mürəkkəb olsa da, sarkac xeyli yaxşı balanslaşdırılmışdır. Bu nöqtədə, yüngül sarsıntılara da qarşı çıxa bilər. IMU -dan müəyyən bir müddət ərzində (yuxarıda əlavə edilmiş) oxunuşlar, oxunuşların heç vaxt istədiyiniz təyinat nöqtəsi üçün, yəni şaquli olaraq çox da uzaqlaşmadığını sübut edir və bu idarəetmə sisteminin əsas proporsional nəzarətdən daha təsirli və möhkəm olduğunu göstərir..

Bir daha, elm və riyaziyyat həvəskarları olanlara tövsiyəm, aşağıda göstərilən kodu istifadə etməzdən əvvəl sıfırdan bir PID nəzarətçi qurmaqdır. Bu bir problem olaraq qəbul edilə bilər və heç kim bilmir ki, kimsə indiyə qədər cəhd ediləndən daha güclü bir idarəetmə sistemi ilə qarşılaşa bilər. Brett Beauregard tərəfindən Arduino IDE -də kitabxana menecerindən quraşdırıla bilən Arduino üçün güclü bir PID kitabxanası artıq mövcuddur.

Qeyd: Hər bir idarəetmə sistemi və nəticəsi ilk addımda əlavə olunan videoda göstərilir.

Addım 16: Əlavə Təkmilləşdirmələr

Sınaq etmək istədiyim şeylərdən biri, sarkacın əvvəlcə arabanın altına asıldığı və sarkacın asma yerindən sarkacın yellənməsi üçün yolda bir neçə sürətli yuxarı və aşağı hərəkət etdiyi "yellənmə" funksiyası idi. mövqeyi tərsinə çevrilmiş tərs mövqeyə. Ancaq indiki konfiqurasiya ilə bunu etmək mümkün deyildi, çünki uzun bir kabel inertial ölçü vahidini Arduinoya bağlamalı idi, buna görə də sarkacın etdiyi tam bir dairə kabelin bükülməsinə və əyilməsinə səbəb ola bilər. Bu problem, ucundakı ətalət ölçmə vahidi deyil, sarkacın pivotuna bərkidilmiş fırlanan kodlayıcıdan istifadə etməklə həll edilə bilər. Bir kodlayıcı ilə, mili sarkacla fırlanan yeganə şeydir, bədən sabit vəziyyətdə qalır, bu da kabellərin bükülməyəcəyi deməkdir.

Sınamaq istədiyim ikinci xüsusiyyət, arabada ikiqat sarkacın tarazlaşdırılması idi. Bu sistem bir -birinin ardınca bağlanan iki sarkacdan ibarətdir. Bu sistemlərin dinamikası daha mürəkkəb olsa da, daha çox araşdırma tələb edir.

Addım 17: Yekun Nəticələr

Belə bir təcrübə bir sinif əhvalını müsbət bir şəkildə dəyişdirə bilər. Ümumiyyətlə, insanların çoxu anlayışları və fikirləri kristallaşdırmaq üçün tətbiq etməyi üstün tuturlar, əks halda fikirlər "havada" qalır və bu da insanları daha tez unudmağa məcbur edir. Bu, dərs zamanı öyrənilən bəzi anlayışları real tətbiqetmədə tətbiq etməyin yalnız bir nümunəsi idi, baxmayaraq ki, bu, şagirdlərin gələcək dərslərini daha da inkişaf etdirəcək nəzəriyyələri sınamaq üçün öz təcrübələrini sınamaq həvəsinə səbəb olacaq. daha çox öyrənmək istəyinə səbəb olacaq, daha yeni təcrübələr ortaya qoyacaq və bu müsbət dövr gələcək siniflər belə əyləncəli və zövqlü təcrübə və layihələrlə dolana qədər davam edəcək.

Ümid edirəm ki, bu daha çox təcrübə və layihənin başlanğıcı olacaq! Bu təlimatı bəyənmisinizsə və faydalı hesab edirsinizsə, zəhmət olmasa "Sınıf Elm Yarışması" nda bir səs buraxın və hər hansı bir şərh və ya təklifiniz xoş gəlmisiniz! Çox sağ ol!:)

Sinif Elmləri Yarışmasında Qalib