Capacitors katika Robotiki: 4 Hatua

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:52

Msukumo wa Agizo hili ni ile ndefu inayoendelezwa, ambayo inafuatilia maendeleo kupitia Kozi ya Maabara ya Kujifunza Kiteknolojia ya Texas. Na motisha ya kozi hiyo ni kujenga (kujenga upya) roboti bora, na imara zaidi. Inayosaidia pia ni "Sehemu ya 9: Voltage, Nguvu, na Uhifadhi wa Nishati katika Capacitor, Uchambuzi wa Mzunguko wa Uhandisi wa DC", inapatikana kwa MathTutorDvd.com.

Kuna maswala mengi ambayo mtu anapaswa kuwa na wasiwasi nayo wakati wa kujenga roboti kubwa, ambayo mtu anaweza kupuuza wakati wa kujenga roboti ndogo au ya kuchezea.

Kuwa na ujuzi zaidi au ujuzi juu ya capacitors inaweza kukusaidia kwenye mradi wako ujao.

Hatua ya 1: Sehemu na Vifaa

Ikiwa unataka kucheza karibu na, chunguza, na fikia hitimisho lako mwenyewe, hapa kuna sehemu na vifaa ambavyo vitasaidia.

• vipinga tofauti vya thamani
• capacitors tofauti ya thamani
• waya za kuruka
• kitufe cha kushinikiza
• ubao wa mkate
• oscilloscope
• voltmetter
• jenereta ya kazi / ishara

Kwa upande wangu, sina jenereta ya ishara, kwa hivyo ilibidi nitumie mdhibiti mdogo (MSP432 kutoka Vyombo vya Texas). Unaweza kupata vidokezo juu ya kufanya mwenyewe kutoka kwa hii inayoweza kufundishwa.

(Ikiwa unataka tu bodi ndogo ya watawala kufanya mambo yako mwenyewe (ninatunga safu ya Maagizo ambayo inaweza kusaidia), bodi ya maendeleo ya MSP432 yenyewe ni ya bei rahisi karibu $ 27 USD. Unaweza kuangalia na Amazon, Digikey, Newark, Element14, au Mouser.)

Hatua ya 2: Wacha tuangalie Capacitors

Wacha tufikirie betri, swichi ya kitufe cha kushinikiza (Pb), kontena (R), na capacitor zote katika safu. Katika kitanzi kilichofungwa.

Kwa wakati sifuri t (0), na Pb wazi, hatutapima voltage yoyote kwa kontena au kipima nguvu.

Kwa nini? Kujibu hii kwa kontena ni rahisi - kunaweza kuwa na voltage iliyopimwa wakati kuna sasa inapita kupitia kontena. Kwenye kontena, ikiwa kuna tofauti katika uwezo, hiyo husababisha sasa.

Lakini kwa kuwa swichi iko wazi, hakuwezi kuwa na sasa. Kwa hivyo, hakuna voltage (Vr) kote R.

Vipi kuhusu capacitor. Naam.. tena, hakuna sasa katika mzunguko kwa sasa.

Ikiwa capacitor imeachiliwa kabisa, hiyo inamaanisha kuwa hakuna tofauti inayoweza kupimika kwenye vituo vyake.

Ikiwa tunasukuma (karibu) Pb kwa t (a), basi vitu hupendeza. Kama tulivyoonyesha katika moja ya video, capacitor huanza kuanza kutolewa. Ngazi sawa ya voltage katika kila terminal. Fikiria kama waya iliyofupishwa.

Ingawa hakuna elektroni halisi zinazunguka ndani ya capacitor ndani, kuna malipo mazuri ambayo huanza kuunda kwenye terminal moja, na malipo hasi kwenye terminal nyingine. Halafu inaonekana (nje) kana kwamba kweli kuna ya sasa.

Kwa kuwa capacitor iko katika hali ya kuruhusiwa zaidi, hapo hapo ni wakati ina uwezo zaidi wa kukubali malipo. Kwa nini? Kwa sababu inavyochaji, hiyo inamaanisha kuwa kuna uwezo wa kupimika kwenye terminal yake, na hiyo inamaanisha kuwa iko karibu kwa thamani ya voltage inayotumika ya betri. Kwa tofauti ndogo kati ya kutumika (betri) na kuongezeka kwa malipo (kuongezeka kwa voltage), kuna msukumo mdogo wa kuendelea kukusanya malipo kwa kiwango sawa.

Kiwango cha malipo kinachokusanywa hupungua kadri muda unavyozidi kwenda. Tuliona kuwa kwenye video zote mbili, na uigaji wa L. T Spice.

Kwa kuwa ni mwanzoni kabisa kwamba capacitor inataka kukubali malipo mengi, inafanya kama kifupi kwa muda mfupi kwa mzunguko wote.

Hiyo inamaanisha tutapata ya sasa zaidi kupitia mzunguko mwanzoni.

Tuliona hii kwenye picha inayoonyesha uigaji wa LT Spice.

Kama malipo ya capacitor, na inaendeleza voltage kwenye vituo vyake inakaribia voltage inayotumika, msukumo au uwezo wa kuchaji hupunguzwa. Fikiria juu yake - zaidi ya tofauti ya voltage kwenye kitu, uwezekano zaidi wa mtiririko wa sasa. Voltage kubwa = inawezekana kubwa ya sasa. Voltage ndogo = inawezekana ndogo ya sasa. (Kawaida).

Kwa hivyo kama capacitor inafikia kiwango cha voltage ya betri iliyotumiwa, basi inaonekana kama wazi au kuvunja mzunguko.

Kwa hivyo, capacitor huanza kama fupi, na kuishia kama wazi. (Kuwa rahisi sana).

Kwa hivyo, tena, max sasa mwanzoni, kiwango cha chini cha mwisho mwishowe.

Kwa mara nyingine, ikiwa utajaribu kupima voltage kwa kifupi, hautaona yoyote.

Kwa hivyo, katika capacitor, sasa ni kubwa zaidi wakati voltage (kwa kila capacitor) iko sifuri, na sasa ni angalau wakati voltage (kote capacitor) iko kabisa.

Uhifadhi wa Muda na Ugavi wa Nishati

Lakini kuna zaidi, na ni sehemu hii ambayo inaweza kusaidia katika nyaya zetu za roboti.

Wacha tuseme capacitor imeshtakiwa. Ni kwa voltage inayotumika ya betri. Ikiwa kwa sababu fulani voltage iliyotumiwa inapaswa kushuka ("sag"), labda kwa sababu ya mahitaji kadhaa ya sasa katika nyaya, kwa hali hiyo, sasa itaonekana ikitoka kwa capacitor.

Kwa hivyo, wacha tuseme kwamba voltage inayotumika ya pembejeo sio kiwango cha mwamba ambacho tunahitaji kuwa. Capacitor inaweza kusaidia kulainisha hizo (fupi) majosho.

Hatua ya 3: Matumizi Moja ya Capacitors - Kelele ya Kichujio

Je! Capacitor inawezaje kutusaidia? Je! Tunawezaje kutumia kile tulichoona juu ya capacitor?

Kwanza, wacha tuonyeshe kitu kinachotokea katika maisha halisi: reli ya nguvu ya kelele katika nyaya za roboti zetu.

Tulitumia L. T. Spice, tunaweza kuunda mzunguko ambao utatusaidia kuchambua kelele za dijiti ambazo zinaweza kuonekana kwenye reli za nguvu za mizunguko ya roboti zetu. Picha zinaonyesha mzunguko, na uundaji wa Spice wa viwango vya voltage ya reli inayosababisha.

Sababu Spice inaweza kuiga ni kwa sababu usambazaji wa umeme wa mzunguko ("V.5V. Batt") una upinzani kidogo wa ndani. Kwa mateke tu, niliifanya iwe na 1ohm ya upinzani wa ndani. Ikiwa utaiga mfano huu lakini haufanyi chanzo cha kura kuwa na upinzani wa ndani, hautaona voltage ya reli ikizama kwa sababu ya kelele ya dijiti, kwa sababu basi chanzo cha voltage ni "chanzo kamili".