Робот техникийн конденсаторууд: 4 алхам

2025 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2025-01-23 15:00

Энэхүү зааварчилгааны сэдэл нь Техасын багаж хэрэгслийн роботын системийн сургалтын иж бүрдэл лабораторийн дамжаанд хамрагдаж, ахиц дэвшлийг хянаж буй хамгийн урт хугацаа юм. Мөн энэ хичээлийн сэдэл нь илүү сайн, илүү хүчирхэг робот бүтээх (дахин бүтээх) юм. MathTutorDvd.com дээрээс авах боломжтой "Хэсэг 9: Конденсатор дахь хүчдэл, хүч ба энергийн хадгалалт, DC инженерийн хэлхээний шинжилгээ" нь бас тустай болно.

Том робот бүтээхдээ анхаарах ёстой олон асуудал байдаг бөгөөд жижиг эсвэл тоглоомон робот бүтээхдээ ихэнхдээ үл тоомсорлодог.

Конденсаторын талаар илүү сайн мэддэг эсвэл мэдлэгтэй байх нь таны дараагийн төсөлд туслах болно.

Алхам 1: Эд анги, тоног төхөөрөмж

Хэрэв та тоглож, судалж, дүгнэлтээ гаргахыг хүсч байвал энд туслах зарим эд анги, тоног төхөөрөмжийг энд оруулав.

• өөр өөр утгатай резистор
• өөр өөр утгатай конденсатор
• холбогч утас
• товчлуурын товчлуур
• талхны самбар
• осциллограф
• вольтметр
• функц/дохио үүсгэгч

Миний хувьд дохио үүсгэгч байхгүй тул би микро хянагч (Texas Instruments-аас MSP432) ашиглах шаардлагатай болсон. Өөр зааварчилгаанаас та өөрөө хийх талаар хэдэн зөвлөмж авах боломжтой.

(Хэрэв та зөвхөн микро хянагчийн самбарыг өөрийнхөөрөө хийхийг хүсч байвал (би танд тустай байж болох хэд хэдэн зааварчилгаа бичиж байна) MSP432 програмын самбар нь харьцангуй хямд бөгөөд ойролцоогоор 27 долларын үнэтэй байдаг. Та Amazon, Digikey, Newark, Element14 эсвэл Mouser.)

Алхам 2: Конденсаторыг авч үзье

Батерей, түлхэх товчлуур (Pb), резистор (R), конденсаторыг дараалан төсөөлөөд үзье. Хаалттай гогцоонд.

Тэг t (0) үед, Pb нээлттэй байхад бид эсэргүүцэл болон конденсаторын аль ч хүчдэлийг хэмжихгүй.

Яагаад? Резисторыг хариулахад хялбар байдаг - зөвхөн эсэргүүцэлээр гүйдэл гүйх үед хэмжсэн хүчдэл байж болно. Резистор даяар, хэрэв потенциалын ялгаа байгаа бол энэ нь гүйдэл үүсгэдэг.

Гэхдээ унтраалга нээлттэй байгаа тул гүйдэл байж болохгүй. Тиймээс R дээр хүчдэл (Vr) байхгүй байна.

Конденсатор даяар яаж байна. За.. дахин хэлье, одоогоор хэлхээнд гүйдэл байхгүй байна.

Хэрэв конденсатор бүрэн цэнэггүй болсон бол энэ нь түүний терминал дээр хэмжигдэхүйц ялгаа байхгүй болно гэсэн үг юм.

Хэрэв бид Pb -ийг t (a) дээр дарвал (хаах) бүх зүйл сонирхолтой болно. Нэг видеонд дурдсанчлан конденсатор цэнэггүй болсон үед эхэлдэг. Терминал бүрт ижил хүчдэлийн түвшин. Үүнийг богино холбосон утас гэж бодоорой.

Бодит электронууд конденсатороор дамжихгүй ч гэсэн нэг терминал дээр эерэг цэнэг, нөгөө терминал дээр сөрөг цэнэг үүсч эхэлдэг. Энэ нь үнэхээр гүйдэл байгаа юм шиг (гаднаас) гарч ирдэг.

Конденсатор хамгийн их цэнэггүй төлөвт байгаа тул цэнэг хүлээн авах хамгийн их хүчин чадалтай байх болно. Яагаад? Учир нь цэнэглэж байх үед энэ нь терминал дээр хэмжигдэхүйц боломж байгаа бөгөөд энэ нь батерейны ашигласан хүчдэлтэй ойролцоо байна гэсэн үг юм. Ашигласан (батерей) ба түүний цэнэг нэмэгдэж байгаа (хүчдэлийн өсөлт) -ийн ялгаа бага байгаа тул цэнэгийг ижил хэмжээнд байлгахад түлхэц бага болно.

Цаг хугацаа өнгөрөх тусам хуримтлагдсан цэнэгийн түвшин буурдаг. Үүнийг бид видео бичлэгүүд болон L. T. Spice -ийн симуляци дээр хоёуланг нь харсан.

Конденсатор нь хамгийн их цэнэгийг хүлээн авахыг хүсдэг бөгөөд энэ нь хэлхээний бусад хэсэгт богино хугацааны үүрэг гүйцэтгэдэг.

Энэ нь бид эхэнд хэлхээгээр хамгийн их гүйдэл авах болно гэсэн үг юм.

Бид үүнийг L. T. Spice симуляцийг харуулсан зурган дээрээс харсан.

Конденсатор цэнэглэгдэж, түүний терминал дахь хүчдэл нь хэрэглэсэн хүчдэлд ойртох тусам цэнэглэх түлхэц эсвэл чадвар буурдаг. Үүнийг бодоод үзээрэй - ямар нэгэн зүйл дээр хүчдэлийн зөрүү их байх тусам гүйдлийн урсгалын магадлал өндөр болно. Их хүчдэл = боломжтой том гүйдэл. Бага хүчдэл = боломжтой жижиг гүйдэл. (Ер нь).

Тиймээс конденсатор нь ашигласан батерейны хүчдэлийн түвшинд хүрэхэд хэлхээний тасарсан эсвэл тасарсан мэт харагдана.

Тиймээс конденсатор богино хэлбэрээр эхэлж, нээлттэй хэлбэрээр дуусдаг. (Маш энгийн байдлаар).

Дахин хэлэхэд эхэнд хамгийн их гүйдэл, төгсгөлд хамгийн бага гүйдэл байна.

Дахин хэлэхэд хэрэв та богино холболтын хүчдэлийг хэмжихийг оролдвол та ямар ч зүйлийг харахгүй болно.

Тиймээс конденсаторын хувьд хүчдэл (конденсатор даяар) тэг байх үед гүйдэл хамгийн их байх ба хүчдэл (конденсатор даяар) хамгийн их байх үед гүйдэл хамгийн бага байх болно.

Түр хадгалалт ба эрчим хүчний хангамж

Гэхдээ үүнээс илүү зүйл байгаа бөгөөд энэ хэсэг нь манай роботын хэлхээнд тустай байж магадгүй юм.

Конденсатор цэнэглэгдсэн гэж бодъё. Энэ нь батерейны ашигласан хүчдэл дээр байна. Хэрэв ямар нэг шалтгаанаар хэлхээнд хэт их гүйдэл шаардагдсанаас болж хүчдэл буурах ("уналт") байсан бол энэ тохиолдолд конденсатороос гүйдэл гарах болно.

Тиймээс оролтын хэрэглээний хүчдэл нь бидний хүссэн хэмжээнд байх ёстой тогтвортой түвшин биш гэж бодъё. Конденсатор нь эдгээр (богино) уналтыг зөөлрүүлэхэд тусалдаг.

Алхам 3: Конденсаторын нэг хэрэглээ - Дуу чимээг шүүнэ

Конденсатор бидэнд хэрхэн туслах вэ? Конденсаторын талаар ажигласан зүйлээ хэрхэн хэрэгжүүлэх вэ?

Нэгдүгээрт, бодит амьдрал дээр тохиолддог зүйлийг загварчилж үзье: манай роботын хэлхээнд дуу чимээ ихтэй цахилгаан төмөр зам.

Бид L. T. Spice, бид роботын цахилгаан хэлхээнд гарч болох дижитал дуу чимээг шинжлэхэд туслах хэлхээг бий болгож чадна. Эдгээр зургууд нь цахилгаан хэлхээний хүчдэлийн түвшинг Spice -ийн загварчлалаар харуулсан болно.

Spice үүнийг загварчлах болсон шалтгаан нь хэлхээний тэжээлийн хангамж ("V.5V. Batt") нь бага зэрэг дотоод эсэргүүцэлтэй байдагтай холбоотой юм. Зүгээр л өшиглөхөд би үүнийг 1 Ом дотоод эсэргүүцэлтэй болгосон. Хэрэв та үүнийг загварчлах боловч сонгуулийн эх үүсвэрийг дотоод эсэргүүцэлтэй болгохгүй бол дижитал дуу чимээнээс болж төмөр замын хүчдэлийн бууралтыг харахгүй, учир нь хүчдэлийн эх үүсвэр нь "төгс эх үүсвэр" болно.