የተገላቢጦሽ ፔንዱለም የቁጥጥር ንድፈ ሃሳብ እና ተለዋዋጭ - 17 ደረጃዎች (ከስዕሎች ጋር)

2024 ደራሲ ደራሲ: John Day | [email protected]. ለመጨረሻ ጊዜ የተሻሻለው: 2024-01-30 07:31

የተገላቢጦሽ ፔንዱለም በአጠቃላይ በሁለተኛ ደረጃ ትምህርት ቤት እና በመጀመሪያ ዲግሪ ፊዚክስ ወይም በሂሳብ ትምህርቶች ውስጥ የተብራራ በተለዋዋጭ እና የቁጥጥር ንድፈ-ሀሳብ ውስጥ የተለመደ ችግር ነው። እኔ ራሴ የሂሳብ እና የሳይንስ አፍቃሪ በመሆኔ ፣ የተገላቢጦሽ ፔንዱለም ለመገንባት በክፍሎቼ ውስጥ የተማርኳቸውን ፅንሰ -ሀሳቦች ለመሞከር እና ለመተግበር ወሰንኩ። በእውነተኛ ህይወት ውስጥ እንደዚህ ያሉ ፅንሰ-ሀሳቦችን መተግበር የፅንሰ-ሀሳቦችን ግንዛቤዎን ለማጠንከር ብቻ ሳይሆን አንድ ሰው በንድፈ ሀሳብ ትምህርቶች ውስጥ ፈጽሞ ሊያገኛቸው የማይችለውን ተግባራዊ እና እውነተኛ የሕይወት ሁኔታዎችን ለሚመለከቱ ችግሮች እና ተግዳሮቶች ሙሉ በሙሉ ያጋልጥዎታል።

በዚህ አስተማሪ ውስጥ ፣ መጀመሪያ የተገለበጠውን የፔንዱለም ችግርን አስተዋውቃለሁ ፣ ከዚያ የችግሩን ንድፈ -ሀሳብ ገጽታ ይሸፍኑ ፣ ከዚያ ይህንን ጽንሰ -ሀሳብ ወደ ሕይወት ለማምጣት የሚያስፈልጉትን ሃርድዌር እና ሶፍትዌሮችን እወያይበታለሁ።

የተሻለ ግንዛቤን የሚሰጥዎትን አስተማሪ በሚያልፉበት ጊዜ ከላይ የተያያዘውን ቪዲዮ እንዲመለከቱ እመክራለሁ።

እና በመጨረሻ ይህንን ፕሮጀክት ከወደዱ እና ማንኛውንም ጥያቄ ከዚህ በታች ባለው የአስተያየት ክፍል ውስጥ ለመተው ነፃ ከሆኑ በ ‹የመማሪያ ክፍል የሳይንስ ውድድር› ውስጥ ድምጽ መስጠትን አይርሱ። ደስተኛ መስራት!:)

ደረጃ 1 - ችግሩ

የተገላቢጦሽ ፔንዱለም ችግር በእጅዎ መዳፍ ላይ መጥረጊያ ወይም ረዥም ምሰሶን ከማመጣጠን ጋር ይመሳሰላል ፣ ይህም ብዙዎቻችን በልጅነታችን እንደሞከርነው ነው። ዓይኖቻችን ምሰሶው ወደ አንድ ወገን ሲወድቅ ሲያዩ ይህንን መረጃ ወደ አንጎሉ ይልኩታል ፣ ይህም የተወሰኑ ስሌቶችን ወደሚያከናውን እና ከዚያ በኋላ ምሰሶውን እንቅስቃሴ ለመቃወም በተወሰነ ፍጥነት ወደ አንድ ቦታ እንዲንቀሳቀስ ክንድዎን ያስተምራል። የመቁረጫ ዘንግ ወደ ላይ ቀጥ ብሎ ወደ ላይ። ይህ ሂደት ምሰሶውን ሙሉ በሙሉ በቁጥጥሩ ስር እንዲቆይ የሚያደርግ በሰከንድ ብዙ መቶ ጊዜ ይደጋገማል። የተገላቢጦሽ ፔንዱለም በተመሳሳይ ሁኔታ ይሠራል። ዓላማው ለመንቀሳቀስ በተፈቀደ ጋሪ ላይ ፔንዱለምን ወደ ላይ ማመጣጠን ነው። በዓይኖች ምትክ ዳሳሾችን የተወሰኑ ስሌቶችን ወደሚያከናውን እና አንቀሳቃሾችን ጋሪውን እንዲያንቀሳቅሱ የሚያዝዘውን የፔንዱለም አቀማመጥ ለመለየት የፔንዱለም ቦታን ለመለየት ጥቅም ላይ ይውላል።

ደረጃ 2 መፍትሄው

ይህ ፔንዱለምን ወደ ላይ የማመጣጠን ችግር በዚህ ሥርዓት ውስጥ እየተጫወቱ ያሉትን እንቅስቃሴዎች እና ኃይሎች ማስተዋልን ይጠይቃል። በመጨረሻም ፣ ይህ ግንዛቤ ወደ አንቀሳቃሾች በሚሄደው ውፅዓት እና ከአነፍናፊዎቹ በሚመጡ ግብዓቶች መካከል ግንኙነቶችን ለማስላት የሚያገለግል “የሥርዓት እኩልታዎች” እንድናወጣ ያስችለናል።

በእንቅስቃሴዎ እኩልታዎች በሁለት ደረጃዎች ሊገኙ ይችላሉ። እነሱ የኒውተን መሰረታዊ ህጎችን እና አንዳንድ የሁለተኛ ደረጃ ደረጃ ሂሳብን በመጠቀም ወይም በአጠቃላይ በመጀመሪያ የፊዚክስ ኮርሶች ውስጥ የሚስተዋለውን የላግሪያን መካኒኮችን በመጠቀም ሊገኙ ይችላሉ። (ማስታወሻ - የኒውተን ሕጎችን በመጠቀም የእንቅስቃሴ እኩልታዎችን ማግኘት ቀላል ነው ፣ ግን አድካሚ ሲሆን የላግሪያን መካኒኮችን መጠቀም በጣም የሚያምር ቢሆንም ግን ሁለቱም አቀራረቦች በመጨረሻ ወደ አንድ መፍትሄ ቢያመሩም የላግሪያን ሜካኒኮችን መረዳት ይጠይቃል)።

ሁለቱም አቀራረቦች እና የእነሱ መደበኛ አመጣጥ ብዙውን ጊዜ በሂሳብ ወይም በፊዚክስ በሁለተኛ ደረጃ ትምህርት ቤት ወይም የመጀመሪያ ደረጃ ትምህርቶች ይሸፈናሉ ፣ ምንም እንኳን ቀላል የ google ፍለጋን በመጠቀም ወይም ይህንን አገናኝ በመጎብኘት በቀላሉ ሊገኙ ይችላሉ። የመጨረሻውን የእንቅስቃሴ እኩልታዎች ስንመለከት በአራት መጠኖች መካከል ያለውን ግንኙነት እናስተውላለን-

• የፔንዱለም አንግል ወደ አቀባዊ
• የፔንዱለም የማዕዘን ፍጥነት
• የፔንዱለም ማእዘን ማፋጠን
• የጋሪው መስመራዊ ማፋጠን

የመጀመሪያዎቹ ሶስቱ በአነፍናፊው የሚለኩ መጠኖች ሲሆኑ የመጨረሻውን መጠን ለማከናወን ወደ አንቀሳቃሹ ይላካሉ።

ደረጃ 3 የቁጥጥር ንድፈ ሃሳብ

የቁጥጥር ጽንሰ -ሀሳብ በምህንድስና ሂደቶች እና ማሽኖች ውስጥ ተለዋዋጭ ስርዓቶችን ከመቆጣጠር እና ከማንቀሳቀስ ጋር የሚገናኝ የሒሳብ ንዑስ መስክ ነው። ዓላማው በአጠቃላይ መረጋጋትን ለማግኘት የቁጥጥር ሞዴልን ወይም የቁጥጥር loop ን ማዘጋጀት ነው። በእኛ ሁኔታ ፣ የተገለበጠውን ፔንዱለም ሚዛናዊ ያድርጉ።

ሁለት ዋና ዋና የቁጥጥር ቀለበቶች አሉ -ክፍት የሉፕ መቆጣጠሪያ እና ዝግ የሉፕ መቆጣጠሪያ። ክፍት የሉፕ መቆጣጠሪያን በሚተገበሩበት ጊዜ የቁጥጥር እርምጃው ወይም ከመቆጣጠሪያው የተሰጠው ትእዛዝ ከስርዓቱ ውጤት ነፃ ነው። ለዚህ ጥሩ ምሳሌ የሚሆነው እቶን የሚቆይበት የጊዜ መጠን በሰዓት ቆጣሪው ላይ ብቻ የሚመረኮዝበት ምድጃ ነው።

በዝግ ዑደት ስርዓት ውስጥ ፣ የመቆጣጠሪያው ትእዛዝ ከስርዓቱ ሁኔታ በሚሰጠው ግብረመልስ ላይ የተመሠረተ ነው። በእኛ ሁኔታ ፣ ግብረመልሱ የጋሪውን ፍጥነት እና አቀማመጥ የሚወስን ከተለመደው ጋር በማጣቀስ የፔንዱለም አንግል ነው ፣ ስለሆነም ይህንን ስርዓት ዝግ የሉፕ ስርዓት ያደርገዋል። ከላይ የተያያዘው በተዘጋ የሉፕ ሲስተም የማገጃ ሥዕል መልክ የእይታ ውክልና ነው።

በርካታ የግብረመልስ ቴክኒኮች አሉ ነገር ግን በሰፊው ጥቅም ላይ የዋለው አንዱ ተመጣጣኝ -ኢንተራል -ተኮር ተቆጣጣሪ (PID መቆጣጠሪያ) ነው ፣ እኛ የምንጠቀምበት ነው።

ማሳሰቢያ -የእንደዚህ ዓይነቶቹን ተቆጣጣሪዎች አሠራር መረዳቱ የተሳካ ተቆጣጣሪ ለማዳበር በጣም ጠቃሚ ነው ፣ ምንም እንኳን የእንደዚህን ተቆጣጣሪ አሠራር ማብራሪያ ከዚህ አስተማሪ ወሰን በላይ ነው። በኮርስዎ ውስጥ እነዚህን ዓይነት ተቆጣጣሪዎች ካላገኙ በመስመር ላይ የቁሳቁሶች ስብስቦች አሉ እና ቀለል ያለ የጉግል ፍለጋ ወይም የመስመር ላይ ኮርስ ይረዳዎታል።

ደረጃ 4 - ይህንን ፕሮጀክት በክፍልዎ ውስጥ መተግበር

የዕድሜ ቡድን-ይህ ፕሮጀክት በዋናነት ለሁለተኛ ደረጃ ትምህርት ቤት ወይም ለቅድመ ምረቃ ተማሪዎች ነው ፣ ግን የፅንሰ-ሀሳቦችን አጠቃላይ እይታ በመስጠት ለትንንሽ ልጆች እንዲሁ እንደ ማሳያ ሊቀርብ ይችላል።

ጽንሰ -ሐሳቦች ተሸፍነዋል - በዚህ ፕሮጀክት የተሸፈኑ ዋና ፅንሰ -ሀሳቦች ተለዋዋጭ እና የቁጥጥር ጽንሰ -ሀሳብ ናቸው።

የሚፈለገው ጊዜ - ሁሉም ክፍሎች ተሰብስበው ከተሠሩ ፣ መሰብሰብ ከ 10 እስከ 15 ደቂቃዎች ይወስዳል። የመቆጣጠሪያ ሞዴሉን መፍጠር የተወሰነ ተጨማሪ ጊዜ ይጠይቃል ፣ ለዚህም ፣ ተማሪዎቹ ከ 2 እስከ 3 ቀናት ሊሰጡ ይችላሉ። እያንዳንዱ ተማሪ (ወይም የተማሪዎች ቡድኖች) የየራሳቸውን የቁጥጥር ሞዴሎች ካዘጋጁ በኋላ ሌላ ቀን ለግለሰቦች ወይም ለቡድኖቹ ለማሳየት ሊያገለግል ይችላል።

ይህ ፕሮጀክት በክፍልዎ ውስጥ ለመተግበር አንደኛው መንገድ ስርዓቱን መገንባት ነው (በሚከተሉት ደረጃዎች የተገለፀ) ፣ ቡድኑ ከተለዋዋጭነት ጋር በተዛመደ የፊዚክስ ንዑስ ርዕሶች ላይ ሲሠራ ወይም በሂሳብ ክፍሎች ውስጥ የቁጥጥር ስርዓቶችን በሚያጠኑበት ጊዜ። በዚህ መንገድ ፣ በክፍል ውስጥ የሚያገ ideasቸው ሀሳቦች እና ፅንሰ-ሀሳቦች በእውነተኛ ህይወት ውስጥ ከመተግበር ይልቅ አዲስ ጽንሰ-ሀሳብ ለመማር የተሻለ መንገድ ስለሌለ ጽንሰ-ሀሳቦቻቸውን የበለጠ ግልፅ በማድረግ በእውነተኛ ዓለም ትግበራ ውስጥ በቀጥታ ሊተገበሩ ይችላሉ።

አንድ ነጠላ ስርዓት እንደ አንድ ክፍል ሆኖ ሊገነባ ይችላል ከዚያም ክፍሉ በቡድን ሊከፋፈል ይችላል ፣ እያንዳንዱ የቁጥጥር ሞዴልን ከባዶ ይገነባል። እያንዳንዱ ቡድን ሥራውን በውድድር ቅርጸት ማሳየት ይችላል ፣ እዚያም በጣም ጥሩው የቁጥጥር አምሳያ ረጅሙን ሚዛናዊ ማድረግ እና እርቃንን መቋቋም እና ጠንካራ መግፋት የሚችልበት ነው።

ይህንን ፕሮጀክት በክፍልዎ ውስጥ ለመተግበር ሌላኛው መንገድ ትልልቅ ልጆችን (የሁለተኛ ደረጃ ትምህርት ቤት ደረጃን ወይም የመሳሰሉትን) ማድረግ ፣ ይህንን ፕሮጀክት ማዳበር እና ለትንንሽ ልጆች ተለዋዋጭ እና ቁጥጥርን አጠቃላይ እይታ ሲሰጡ ማሳየት ነው። ይህ ለታዳጊ ልጆች ለፊዚክስ እና ለሂሳብ ፍላጎትን ብቻ ሳይሆን ትልልቅ ተማሪዎች የንድፈ ሀሳቦቻቸውን ፅንሰ -ሀሳብ እንዲያንጸባርቁ ይረዳቸዋል ምክንያቱም ጽንሰ -ሀሳቦቻችሁን ለማጠንከር ከሚያስችሉት በጣም ጥሩ መንገዶች አንዱ ለሌሎች ፣ በተለይም ለትንንሽ ልጆች እንደ አስፈላጊነቱ በማብራራት ነው። ሀሳቦችዎን በጣም ቀላል እና ግልፅ በሆነ መንገድ እንዲቀርጹ።

ደረጃ 5 - ክፍሎች እና አቅርቦቶች

ጋሪው አንድ የነፃነት ደረጃን በሚሰጡት የባቡሮች ስብስብ ላይ በነፃነት እንዲንቀሳቀስ ይፈቀድለታል። ፔንዱለም እና የጋሪ እና የባቡር ሐዲድ ስርዓትን ለመሥራት የሚያስፈልጉ ክፍሎች እና አቅርቦቶች እዚህ አሉ

ኤሌክትሮኒክስ

• አንድ አርዱዲኖ ተኳሃኝ ቦርድ ፣ ማንኛውም ይሠራል። እርስዎ በኤሌክትሮኒክስ ላይ በጣም ልምድ ከሌሉ አንድ ኡኖን እመክራለሁ ምክንያቱም እሱን መከተል ቀላል ይሆናል።
• ለጋሪው እንደ አንቀሳቃሽ ሆኖ የሚሠራ አንድ Nema17 stepper ሞተር።
• አንድ የእግረኛ ሞተር ነጂ ፣ አንድ ነገር እንደገና ይሠራል ፣ ግን A4988 stepper ሞተር ነጂን እመክራለሁ ምክንያቱም እሱን መከተል ቀላል ይሆናል።
• እንደ MPD-6050 ስድስት-ዘንግ (ጂሮ + አክስሌሮሜትር) ፣ እንደ የፔንዱለም አንግል እና የማዕዘን ፍጥነት ያሉ የተለያዩ መመዘኛዎችን የሚለይ።
• አንድ 12v 10A የኃይል አቅርቦት ፣ 10 ኤ በእውነቱ ለዚህ የተወሰነ ፕሮጀክት ትንሽ ከመጠን በላይ ግድያ ነው ፣ ከ 3A በላይ የሆነ ነገር ይሠራል ፣ ግን ተጨማሪ የአሁኑን የመሳብ እድሉ መኖሩ የበለጠ ኃይል የሚያስፈልግበት የወደፊት ልማት እንዲኖር ያስችላል።

ሃርድዌር

• 16 x ተሸካሚዎች ፣ የስኬትቦርድ ተሸካሚዎችን እጠቀም ነበር እና እነሱ ጥሩ ሠርተዋል
• 2 x GT2 መጎተቻዎች እና ቀበቶ
• ስለ 1.5 ሜትር የ 1.5 ኢንች የ PVC ቧንቧ
• የ 4 ሚሜ ፍሬዎች እና ብሎኖች ጥቅል

በዚህ ፕሮጀክት ውስጥ ያገለገሉ አንዳንድ ክፍሎች እንዲሁ 3 ዲ ታትመዋል ፣ ስለሆነም የ 3 ዲ አታሚ መኖሩ በጣም ጠቃሚ ይሆናል ፣ ምንም እንኳን አካባቢያዊ ወይም የመስመር ላይ 3 -ል ማተሚያ መገልገያዎች በተለምዶ ቢገኙም።

የሁሉም ክፍሎች ጠቅላላ ዋጋ ከ 50 ዶላር (ከ 3 ዲ አታሚ በስተቀር)

ደረጃ 6: 3 ዲ የታተሙ ክፍሎች

አንዳንድ የጋሪ እና የባቡር ሐዲድ ክፍሎች ክፍሎች ብጁ መደረግ ነበረባቸው ፣ ስለሆነም የ Autodesk ን ነፃነት የ Fusion360 ን በመጠቀም የካድ ፋይሎችን ለመቅረፅ እና 3 ዲ በ 3 ዲ አታሚ ላይ ለማተም እጠቀም ነበር።

እንደ ፔንዱለም እና ጋንደር አልጋ ያሉ በንጹህ የ 2 ዲ ቅርጾች የነበሩት አንዳንድ ክፍሎች በጣም ፈጣን ስለሆኑ በሌዘር የተቆረጡ ነበሩ። ሁሉም የ STL ፋይሎች በዚፕ አቃፊው ውስጥ ከዚህ በታች ተያይዘዋል። የሁሉንም ክፍሎች የተሟላ ዝርዝር እነሆ-

• 2 x Gantry ሮለር
• 4 x መጨረሻ ካፕስ
• 1 x Stepper ቅንፍ
• 2 x ስራ ፈት ulሊ ተሸካሚ መያዣ
• 1 x የፔንዱለም መያዣ
• 2 x ቀበቶ አባሪ
• 1 x ፔንዱለም ተሸካሚ መያዣ (ሀ)
• 1 x ፔንዱለም ተሸካሚ ያዥ (ለ)
• 1 x Pulley Hole Spacer
• 4 x የመሸከሚያ ቀዳዳ Spacer
• 1 x ጋንሪ ሳህን
• 1 x Stepper Holder Plate
• 1 x ስራ ፈት የulሊ መያዣ ሳህን
• 1 x ፔንዱለም (ሀ)
• 1 x ፔንዱለም (ለ)

በአጠቃላይ 24 ክፍሎች አሉ ፣ ክፍሎቹ ትንሽ ስለሆኑ እና አብረው ሊታተሙ ስለሚችሉ ለማተም ብዙ ጊዜ አይወስዱም። በዚህ አስተማሪ ሂደት ውስጥ ፣ በዚህ ዝርዝር ውስጥ ባሉት ስሞች ላይ በመመስረት ክፍሎቹን እጠቅሳለሁ።

ደረጃ 7: የ Gantry Rollers ን መሰብሰብ

የጋንዲው ሮለቶች ለጋሪው እንደ መንኮራኩሮች ናቸው። እነዚህ በ PVC ትራክ ላይ ይሽከረከራሉ ፣ ይህም ጋሪው በትንሹ ግጭት በሰከነ ሁኔታ እንዲንቀሳቀስ ያስችለዋል። ለእዚህ ደረጃ ፣ ሁለቱን 3 ዲ የታተሙ ጋንሪ ሮለሮችን ፣ 12 ተሸካሚዎችን እና ብዙ ለውዝ እና ብሎኖችን ይያዙ። በአንድ ሮለር 6 ተሸካሚዎች ያስፈልግዎታል። ፍሬዎቹን እና መቀርቀሪያዎቹን በመጠቀም መዞሪያዎቹን ወደ ሮለር ያያይዙ (ስዕሎቹን እንደ ማጣቀሻ ይጠቀሙ)። እያንዳንዱ ሮለር ከተሠራ በኋላ በ PVC ቧንቧ ላይ ይንሸራተቱ።

ደረጃ 8 - የ Drive ስርዓቱን (ስቴፐር ሞተር) መሰብሰብ

ጋሪው በመደበኛ Nema17 stepper ሞተር ሊነዳ ነው። ከእቃ መጫኛ ጋር እንደ ስብስብ መምጣት የነበረባቸውን ዊንጮችን በመጠቀም ሞተሩን ወደ stepper ቅንፍ ውስጥ ያያይዙት። ከዚያ ቅንፍውን በደረጃው መያዣ ሳህን ላይ ይከርክሙት ፣ በቅንፍ ላይ ያሉትን 4 ቀዳዳዎች በጠፍጣፋው ላይ ካለው 4 ጋር ያስተካክሉ እና ሁለቱንም አንድ ላይ ለመጠበቅ ፍሬዎችን እና መከለያዎችን ይጠቀሙ። በመቀጠልም የ GT2 መወጣጫውን በሞተርው ዘንግ ላይ ይጫኑ እና ብዙ ፍሬዎችን እና መከለያዎችን በመጠቀም ከ 2 መወጣጫ መያዣዎች ወደ ታችኛው የእግረኛ መያዣ ሳህን ያያይዙ። አንዴ ከጨረሱ በኋላ ጫፎቹን ወደ ቧንቧዎች ላይ ማንሸራተት ይችላሉ። የመገጣጠሚያውን ጫፎች በቧንቧዎች ላይ ከማስገደድ ይልቅ ተስማሚነቱ በጣም ትክክል ከሆነ ፣ ተስማሚው እስኪያልቅ ድረስ የ 3 ዲ የታተመውን የውስጠኛው ሽፋን ውስጠኛ ገጽ እንዲሸለብለው እመክራለሁ።

ደረጃ 9 - የ Drive ስርዓቱን መሰብሰብ (ስራ ፈት ulሊ)

እኔ እየተጠቀምኩባቸው ያሉት ፍሬዎች እና ብሎኖች 4 ሚሜ ዲያሜትር ነበሩ ፣ ምንም እንኳን በ pulle እና በመገጣጠሚያዎች ላይ ያሉት ቦርዶች 6 ሚሜ ነበሩ ፣ ለዚህም ነው አስማሚዎችን 3 ዲ ማተም እና ወደ መወጣጫው ቀዳዳዎች እና ወደ መጋጠሚያዎቹ ቀዳዳዎች ውስጥ እንዳይገቡብኝ በመጋገሪያው ላይ ይንቀጠቀጣል። ትክክለኛ መጠን ያላቸው ፍሬዎች እና መከለያዎች ካሉዎት ይህንን እርምጃ አይፈልጉም።

ፈረሶቹን ሥራ ፈት በሆነ የ pulley ተሸካሚ መያዣ ውስጥ ያስገቡ። አንዴ ተስማሚነቱ በጣም ጠባብ ከሆነ ፣ ሥራ ፈት የሆነውን የ pulley ተሸካሚውን የውስጥ ግድግዳ በትንሹ ለማቅለል የአሸዋ ወረቀት ይጠቀሙ። በአንዱ ተሸካሚዎች በኩል መቀርቀሪያን ይለፉ ፣ ከዚያ መቀርቀሪያውን ወደ መቀርቀሪያው ላይ ያንሸራትቱ እና በሁለተኛው ተሸካሚ እና ሥራ ፈት የ pulley መያዣ መያዣውን በሌላኛው ጫፍ ይዝጉ።

አንዴ ይህ ከተጠናቀቀ በኋላ ሥራ ፈት የሚሽከረከሩ ተሸካሚ ባለቤቶችን ሥራ ፈት ባለው የ pulley መያዣ ሳህን ላይ ያያይዙ እና መጨረሻዎቹን ከቀዳሚው ደረጃ ጋር በሚመሳሰል በዚህ ሳህን የታችኛው ፊት ላይ ያያይዙ። በመጨረሻም እነዚህን የ endcaps በመጠቀም የሁለቱን የ PVC ቧንቧዎች ተቃራኒውን ጫፍ ይሸፍኑ። በዚህ አማካኝነት ለጋሪዎ ሀዲዶቹ ተጠናቅቀዋል።

ደረጃ 10 - ጋንሪን መሰብሰብ

ቀጣዩ ደረጃ ጋሪውን መገንባት ነው። የጋንዲውን ሳህን እና 4 ፍሬዎችን እና መከለያዎችን በመጠቀም ሁለቱን rollers በአንድ ላይ ያያይዙ። ለጥቃቅን ማስተካከያዎች የወጭቱን አቀማመጥ ማስተካከል እንዲችሉ የጓንደር ሳህኖቹ ክፍተቶች አሏቸው።

በመቀጠልም በጋንዲው ጠፍጣፋ በሁለቱም በኩል ሁለቱን ቀበቶ ማያያዣዎች ይጫኑ። እነሱን ከታች ማያያዝዎን ያረጋግጡ አለበለዚያ ቀበቶው በተመሳሳይ ደረጃ ላይ አይሆንም። እንዲሁም መከለያዎቹን ከስር ወደ ውስጥ ማለፍዎን ያረጋግጡ ፣ ምክንያቱም አለበለዚያ ፣ መቀርቀሪያዎቹ በጣም ረጅም ከሆኑ ለ ቀበቶው እንቅፋት ሊሆኑ ይችላሉ።

በመጨረሻም ፍሬዎችን እና መቀርቀሪያዎችን በመጠቀም የፔንዱለም መያዣውን ከጋሪው ፊት ለፊት ያያይዙት።

ደረጃ 11: ፔንዱለምን መሰብሰብ

ፔንዱለም የተሠራው በቁሳቁስ ላይ ለመቆጠብ ብቻ ነው። ጥርሶቹን በማስተካከል እና ከመጠን በላይ በመጨመር ሁለቱን ቁርጥራጮች በአንድ ላይ ማጣበቅ ይችላሉ። ትንሹን የመቀርቀሪያ ዲያሜትሮችን ለማካካስ ተሸካሚውን ቀዳዳ ስፔሰርስን ወደ ሁለቱ ተሸካሚዎች ይግፉት እና ከዚያ ሁለቱንም የፔንዱለም ተሸካሚ መያዣ ቁርጥራጮች ወደ ቀዳዳ ቀዳዳዎች ውስጥ ይግዙ። በፔንዱለም የታችኛው ጫፍ በእያንዳንዱ ጎን ሁለቱን 3 ዲ የታተሙትን ክፍሎች አጥብቀው በፔንዱለም ተሸካሚዎች በኩል የሚያልፉ 3 ፍሬዎችን እና መከለያዎችን በመጠቀም 3 ቱን በአንድ ላይ ይጠብቁ። በሁለቱ ተሸካሚዎች በኩል መቀርቀሪያን ይለፉ እና ሌላውን ጫፍ በተዛማጅ ነት ይጠብቁ።

በመቀጠል የእርስዎን MPU6050 ን ይያዙ እና የመገጣጠሚያ ዊንጮችን በመጠቀም በፔንዱለም ተቃራኒው ጫፍ ላይ ያያይዙት።

ደረጃ 12 ፔንዱለም እና ቀበቶዎችን መትከል

የመጨረሻው እርምጃ ፔንዱለምን በጋሪው ላይ መጫን ነው። ቀደም ሲል በሁለቱ የፔንዱለም ተሸካሚዎች በኩል ያልፉትን መቀርቀሪያ በማለፍ ይህንን ያድርጉ ፣ ከጋሪው ፊት ለፊት በተጣበቀው የፔንዱለም መያዣው ላይ ባለው ቀዳዳ በኩል ፔንዱለምን በጋሪው ላይ ለማስጠበቅ በሌላኛው ጫፍ ላይ አንድ ነት ይጠቀሙ።

በመጨረሻም የ GT2 ቀበቶዎን ይያዙ እና በመጀመሪያ አንድ ጫፍ በጋሪው ላይ ከተጣበቁት የቀበቶ ማያያዣዎች በአንዱ ላይ ያስጠብቁ። ለዚህም ፣ በቀበቶው ጫፍ ላይ የሚንጠለጠል እና በጠባብ ማስገቢያው ውስጥ እንዳይንሸራተት የሚከላከል ንፁህ 3 ዲ የህትመት ቀበቶ ክሊፕን እጠቀም ነበር። የዚህ ቁራጭ stls ይህንን አገናኝ በመጠቀም በ Thingiverse ላይ ሊገኝ ይችላል። ቀበቶውን በ stepper pulley እና በስራ ፈት ጎማ ዙሪያ ሁሉ ጠቅልለው እና የቀበቱን ሌላኛው ጫፍ በጋሪው ተቃራኒው ጫፍ ላይ ባለው ቀበቶ ማያያዣ ቁራጭ ላይ ይጠብቁ። ከመጠን በላይ እንዳይጣበቅ ወይም እንዳይጠፋ በመተው ቀበቶውን ውጥረት ያድርጉ እና በዚህ የእርስዎ ፔንዱለም እና ጋሪ ተጠናቅቋል!

ደረጃ 13 ሽቦ እና ኤሌክትሮኒክስ

ሽቦው MPU6050 ን ከአርዲኖ እና ከድራይቭ ሲስተም ሽቦ ጋር ማገናኘትን ያካትታል። እያንዳንዱን አካል ለማገናኘት ከላይ የተለጠፈውን የወልና ዲያግራም ይከተሉ።

MPU6050 ወደ አርዱinoኖ

• ከ GND ወደ GND
• ከ +5v እስከ +5v
• ኤስዲኤ ወደ A4
• SCL ወደ A5
• ወደ D2

Stepper ሞተር ወደ stepper ሾፌር:

• ጥቅል 1 (ሀ) ወደ 1 ሀ
• ጥቅል 1 (ለ) ወደ 1 ቢ
• ጥቅል 2 (ሀ) እስከ 2 ኤ
• ጥቅል 2 (ለ) እስከ 2 ለ

Stepper ሾፌር ወደ አርዱinoኖ

• ከ GND ወደ GND
• VDD ወደ +5v
• ደረጃ ወደ D3
• DIR ወደ D2
• VMOT ለኃይል አቅርቦት አዎንታዊ ተርሚናል
• GND ለኃይል አቅርቦት የመሬት ተርሚናል

በእግረኛው ሾፌር ላይ የእንቅልፍ እና ዳግም ማስጀመሪያ ካስማዎች ከዝላይተር ጋር መገናኘት አለባቸው። እና በመጨረሻም ከኃይል አቅርቦቱ አወንታዊ እና ከመሬት ተርሚናሎች ጋር በትይዩ ወደ 100 ዩኤፍ የኤሌክትሮላይት መያዣን ማገናኘት ጥሩ ሀሳብ ነው።

ደረጃ 14 ስርዓቱን መቆጣጠር (የተመጣጠነ ቁጥጥር)

መጀመሪያ ላይ መሠረታዊ ተመጣጣኝ የተመጣጠነ ቁጥጥር ስርዓትን ለመሞከር ወሰንኩ ፣ ማለትም ፣ የጋሪው ፍጥነት ልክ ፔንዱለም በአቀባዊ ከሚሠራው አንግል ጋር በተወሰነ ሁኔታ ተመጣጣኝ ነው። ይህ ማለት ሁሉም ክፍሎች በትክክል መሥራታቸውን ለማረጋገጥ በቀላሉ ፈተና ለመሆን ነበር። ምንም እንኳን ይህ መሠረታዊ የተመጣጠነ ስርዓት ፔንዱለምን ቀድሞውኑ ሚዛናዊ ለማድረግ ጠንካራ ነበር። ፔንዱለም ረጋ ያለ ግፊቶችን እንኳን መቋቋም ይችላል እና በጣም ጠንካራ በሆነ መልኩ ያወዛውዛል። ይህ የቁጥጥር ሥርዓት በሚያስገርም ሁኔታ በጥሩ ሁኔታ ቢሠራም ፣ አሁንም ጥቂት ችግሮች ነበሩት። አንድ ሰው በተወሰነ ጊዜ ውስጥ የ IMU ንባቦችን ግራፍ ከተመለከተ ፣ በአነፍናፊ ንባቦች ውስጥ ማወዛወዝን በግልፅ እናስተውላለን። ይህ የሚያመለክተው ተቆጣጣሪው እርማት ለማድረግ በሚሞክርበት ጊዜ ሁል ጊዜ በተወሰነ መጠን ከመጠን በላይ ከመጠን በላይ እየሆነ ነው ፣ ይህ በእውነቱ የተመጣጠነ ቁጥጥር ስርዓት ተፈጥሮ ነው። እነዚህን ሁሉ ምክንያቶች ከግምት ውስጥ የሚያስገባ የተለየ ዓይነት ተቆጣጣሪ በመተግበር ይህ ትንሽ ስህተት ሊስተካከል ይችላል።

የተመጣጠነ ቁጥጥር ሥርዓቱ ኮድ ከዚህ በታች ተያይ isል። ኮዱ የ MPU6050 ቤተ -መጽሐፍት ፣ የ PID ቤተ -መጽሐፍት እና የ AccelStepper ቤተ -መጽሐፍት የሆኑ ጥቂት ተጨማሪ ቤተ -መጻሕፍት ድጋፍን ይፈልጋል። እነዚህ የ Arduino IDE ን የተቀናጀ የቤተመጽሐፍት አስተዳዳሪን በመጠቀም ማውረድ ይችላሉ። በቀላሉ ወደ ረቂቅ ይሂዱ >> ቤተመጽሐፍትን ያካትቱ >> ቤተ -ፍርግሞችን ያቀናብሩ ፣ እና ከዚያ በፍለጋ አሞሌው ውስጥ PID ፣ MPU6050 እና AccelStepper ን ይፈልጉ እና በቀላሉ የመጫን ቁልፍን ጠቅ በማድረግ ይጫኑት።

ምንም እንኳን ፣ የሳይንስ እና የሂሳብ አፍቃሪ ለሆኑት ሁሉ የምመክረው ፣ የዚህ ዓይነቱን ተቆጣጣሪ ከባዶ መሞከር እና መገንባት ይሆናል። ይህ ስለ ተለዋዋጭ እና ጽንሰ -ሀሳቦችን የሚቆጣጠሩትን ፅንሰ -ሀሳቦችዎን ማጠንከር ብቻ ሳይሆን በእውነተኛ ህይወት ትግበራዎች ውስጥ ዕውቀትዎን ለመተግበር እድል ይሰጥዎታል።

ደረጃ 15 ስርዓቱን መቆጣጠር (የፒአይዲ ቁጥጥር)

በአጠቃላይ በእውነተኛ ህይወት ውስጥ አንድ የቁጥጥር ስርዓት ለትግበራው ጠንካራ መሆን አንዴ ከተረጋገጠ ፣ መሐንዲሶቹ ብዙውን ጊዜ ውስብስብ የሆኑ የቁጥጥር ስርዓቶችን በመጠቀም ሁኔታዎችን ከማወዳደር ይልቅ ፕሮጀክቱን ያጠናቅቃሉ። ግን በእኛ ሁኔታ ፣ ይህንን የተገላቢጦሽ ፔንዱለም ለትምህርት ዓላማ ብቻ እየገነባን ነው። ስለዚህ ከመሠረታዊ የተመጣጠነ ቁጥጥር ስርዓት እጅግ በጣም ጠንካራ ሊሆን ወደሚችል ወደ PID ቁጥጥር ወደ ይበልጥ ውስብስብ የቁጥጥር ስርዓቶች ለማደግ መሞከር እንችላለን።

ምንም እንኳን የፒአይዲ ቁጥጥር ለመተግበር በጣም የተወሳሰበ ቢሆንም ፣ አንዴ በትክክል ከተተገበረ እና ፍጹም የማስተካከያ መለኪያዎች ካገኙ ፣ ፔንዱለም በከፍተኛ ሁኔታ ሚዛናዊ ነበር። በዚህ ጊዜ ፣ እሱ ደግሞ የብርሃን ጩኸቶችን መቋቋም ይችላል። በተወሰነው ጊዜ (ከዚህ በላይ ተያይ attachedል) ከኢምዩ የተነበቡት ንባቦች እንዲሁ ንባቦቹ ለሚፈለገው ነጥብ በጣም ርቀው እንደማይሄዱ ያረጋግጣሉ ፣ ማለትም አቀባዊ ፣ ይህ የቁጥጥር ስርዓት ከመሠረታዊ ተመጣጣኝ ቁጥጥር የበለጠ ውጤታማ እና ጠንካራ መሆኑን ያሳያል።.

አሁንም ፣ እኔ የሳይንስ እና የሂሳብ አፍቃሪ ለሆኑት ሁሉ የምመክረው ፣ ከዚህ በታች የተያያዘውን ኮድ ከመጠቀምዎ በፊት የ PID መቆጣጠሪያን ከባዶ መገንባት እና መሞከር ነው። ይህ እንደ ተግዳሮት ሊወሰድ ይችላል ፣ እና ማንም አያውቅም ፣ አንድ ሰው እስካሁን ከተሞከረው ከማንኛውም ነገር የበለጠ ጠንካራ የሆነ የቁጥጥር ስርዓት ሊያወጣ ይችላል።ምንም እንኳን በአርዲኖ አይዲኢ ላይ ከቤተመጽሐፍት ሥራ አስኪያጅ ሊጫን በሚችል በብሬት ቤአውጋርድ የተገነባው ጠንካራ የ PID ቤተ -መጽሐፍ ለአርዱኖ የሚገኝ ቢሆንም።

ማሳሰቢያ -እያንዳንዱ የመቆጣጠሪያ ስርዓት እና ውጤቱ በመጀመሪያው ደረጃ ላይ በተያያዘው ቪዲዮ ውስጥ ታይቷል።

ደረጃ 16: ተጨማሪ ማሻሻያዎች

እኔ ልሞክረው ከፈለግኳቸው ነገሮች አንዱ ፔንዱለም በመጀመሪያ ከጋሪው በታች ተንጠልጥሎ ጋሪው በመንገዱ ላይ ጥቂት ፈጣን እና ወደ ታች እንቅስቃሴዎችን የሚንጠለጠለውን ፔንዱለምን ከተንጠለጠለበት ለማድረግ የሚንቀሳቀስበት ‹የመወዛወዝ› ተግባር ነበር። አቀማመጥ ወደ ላይ ወደታች በተገላቢጦሽ አቀማመጥ። ነገር ግን ይህ ከአሁኑ ውቅረት ጋር ሊሠራ የሚችል አልነበረም ምክንያቱም ረዥም ገመድ የማይንቀሳቀስ የመለኪያ አሃዱን ከአርዱዲኖ ጋር ማገናኘት ነበረበት ፣ ስለዚህ በፔንዱለም የተሠራው ሙሉ ክበብ ገመዱ እንዲጣመም እና እንዲንከባለል ምክንያት ሊሆን ይችላል። በችግሩ ጫፍ ላይ ከማይለካው የመለኪያ ክፍል ይልቅ ከፔንዱለም ምሰሶ ጋር ተያይዞ የሚሽከረከር ኮዴተርን በመጠቀም ይህንን ጉዳይ መቋቋም ይቻላል። በኢኮኮደር ፣ የእሱ ዘንግ ከፔንዱለም ጋር የሚሽከረከረው ብቸኛው ነገር ነው ፣ አካሉ ቋሚ ሆኖ ይቆያል ፣ ይህ ማለት ገመዶቹ አይጣመሩም ማለት ነው።

እኔ ለመሞከር የፈለግሁት ሁለተኛው ባህሪ ፣ በጋሪው ላይ ባለ ሁለት ፔንዱለም ሚዛናዊ ነበር። ይህ ስርዓት እርስ በእርስ የተገናኙ ሁለት ፔንዱለሞችን ያቀፈ ነው። ምንም እንኳን የእነዚህ ስርዓቶች ተለዋዋጭነት በጣም የተወሳሰበ እና ብዙ ምርምር የሚፈልግ ቢሆንም።

ደረጃ 17 የመጨረሻ ውጤቶች

እንደዚህ ያለ ሙከራ የአንድን ክፍል ስሜት በአዎንታዊ መልኩ ሊለውጠው ይችላል። በአጠቃላይ ፣ ብዙ ሰዎች ጽንሰ -ሀሳቦችን እና ሀሳቦችን ለመተግበር መቻልን ይመርጣሉ ፣ አለበለዚያ ሀሳቦች “በአየር ውስጥ” ሆነው ይቆያሉ ፣ ይህም ሰዎች በፍጥነት እንዲረሱ ያደርጋቸዋል። ይህ በክፍል ውስጥ የተማሩትን የተወሰኑ ፅንሰ-ሀሳቦችን በእውነተኛ ዓለም ትግበራ ውስጥ ለመተግበር አንድ ምሳሌ ብቻ ነበር ፣ ምንም እንኳን ይህ በተማሪዎች ውስጥ በእርግጠኝነት ለመሞከር እና የራሳቸውን ሙከራዎች ለማምጣት የራሳቸውን ሙከራዎች እንዲያወጡ የሚያደርግ ቢሆንም ፣ የወደፊቱን ትምህርታቸውን የበለጠ ያደርጋቸዋል። የበለጠ ለማወቅ እንዲፈልጉ የሚያደርጋቸው ፣ ይህም አዳዲስ ሙከራዎችን እንዲያወጡ የሚያደርጋቸው እና የወደፊቱ የመማሪያ ክፍሎች እንደዚህ ባሉ አስደሳች እና አስደሳች ሙከራዎች እና ፕሮጀክቶች እስኪሞሉ ድረስ ይህ አዎንታዊ ዑደት ይቀጥላል።

ይህ የብዙ ተጨማሪ ሙከራዎች እና ፕሮጄክቶች መጀመሪያ ይሆናል ብዬ ተስፋ አደርጋለሁ! ይህንን ትምህርት ሰጪ ከወደዱት እና ጠቃሚ ሆኖ ካገኙት ፣ እባክዎን በ “የክፍል ሳይንስ ውድድር” ውስጥ ከዚህ በታች ድምጽ ይስጡ እና ማንኛውም አስተያየቶች ወይም ጥቆማዎች እንኳን ደህና መጡ! አመሰግናለሁ!:)

በክፍል ውስጥ የሳይንስ ውድድር ውስጥ ሯጭ