Unterschiede
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raumkurvenplotter [2022/04/11 10:40] – [Umsetzung] wschwabe | raumkurvenplotter [2022/04/17 21:07] – [Idee] wschwabe | ||
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==== Idee ==== | ==== Idee ==== | ||
- | Die Mathematik versteht unter Kurven | + | Die Mathematik versteht unter Kurven |
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=== Beispiel: Lissajous-Figuren === | === Beispiel: Lissajous-Figuren === | ||
Lissajous-Figuren entstehen aus der orthogonalen Überlagerung zweier Sinusse mit ganzzahligem Frequenzverhältnis. Das Prinzip funktioniert für beliebig viele Dimensionen. Das ganzzahlige Frequenzverhältnis sorgt für eine periodische Synchronisierung der Periodenanfänge der Einzelfunktionen, | Lissajous-Figuren entstehen aus der orthogonalen Überlagerung zweier Sinusse mit ganzzahligem Frequenzverhältnis. Das Prinzip funktioniert für beliebig viele Dimensionen. Das ganzzahlige Frequenzverhältnis sorgt für eine periodische Synchronisierung der Periodenanfänge der Einzelfunktionen, | ||
- | TODO: video vom arduino in hand mit plot auf bildschirm | + | {{:motionplot-moving-lissajous.mp4}} |
==== Benutzung ==== | ==== Benutzung ==== | ||
Auf einem Raspberry Pi kann durch das Modifizieren einer dedizierten Pythonfunktion in unserem Plotprogramm eine Kurve spezifiziert werden. Dies kann per dedizierter Tastatur und Bildschirm oder remote per Laptop erfolgen. Statt des Raspberry Pi hätte grundsätzlich auch direkt ein Laptop verwendet werden können. Der Raspberry Pi macht das Setup aber etwas mobiler, weil eine Modifikation der Kurvenspezifikation auch via Weboberfläche per Smartphone erfolgen könnte (aus Zeitgründen nicht umgesetzt). Die Kurve wird dann als Projektion auf die xy-Ebene auf einem Röhrenfernseher dargestellt. | Auf einem Raspberry Pi kann durch das Modifizieren einer dedizierten Pythonfunktion in unserem Plotprogramm eine Kurve spezifiziert werden. Dies kann per dedizierter Tastatur und Bildschirm oder remote per Laptop erfolgen. Statt des Raspberry Pi hätte grundsätzlich auch direkt ein Laptop verwendet werden können. Der Raspberry Pi macht das Setup aber etwas mobiler, weil eine Modifikation der Kurvenspezifikation auch via Weboberfläche per Smartphone erfolgen könnte (aus Zeitgründen nicht umgesetzt). Die Kurve wird dann als Projektion auf die xy-Ebene auf einem Röhrenfernseher dargestellt. | ||
- | Die Kurve steht zunächst still. Mit einer handgroßen Kugel kann die Perspektive dann beliebig rotiert werden. Die Kugel ist transparent und muss zunächst so ausgerichtet werden, dass der darin befindliche Arduino mit dem USB-Anschluss | + | Die Kurve steht zunächst still. Mit einer handgroßen Kugel kann die Perspektive dann beliebig rotiert werden. Die Kugel ist transparent und muss zunächst |
==== Verknüpfung mit Analogtechnik ==== | ==== Verknüpfung mit Analogtechnik ==== | ||
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==== Umsetzung ==== | ==== Umsetzung ==== | ||
- | {{ :ml_final_overview.png?600|}} | + | |
+ | === Übersicht === | ||
+ | {{:motionplot-scheme.png?600}} | ||
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=== Kugel === | === Kugel === | ||
- | Die Plastikkugel stammt aus einem Bastelladen und besteht aus zwei zusammengesteckten Hälften. Darin ist ein batteriebetriebener Arduino Nano 33 IoT fixiert. Dieser besitzt ein eingebautes Gyrometer, welches zur Erfassung der Rotationsbewegungen verwendet wird. Das Gyrometer weist einen Messbias auf, welcher von den Messdaten abgezogen werden muss, da ansonsten auch bei Bewegungsstillstand | + | Die Plastikkugel stammt aus einem Bastelladen und besteht aus zwei zusammengesteckten Hälften. Darin ist ein batteriebetriebener Arduino Nano 33 IoT fixiert. Dieser besitzt ein eingebautes Gyrometer, welches zur Erfassung der Rotationsbewegungen verwendet wird. Das Gyrometer weist einen Messbias auf, welcher von den Messdaten abgezogen werden muss, da ansonsten auch bei Stillstand |
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=== Röhrenfernseher === | === Röhrenfernseher === | ||
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Die Spulen sind mit dem Ausgang eines Audio-Verstärkers verbunden, wobei je ein Kanal des Stereosignals eine Spule steuert. Der Verstärker wird benötigt, um die Größe der Kurvendarstellung zu skalieren, da die Ausgabeleistung des Raspberry Pi sonst die Reichweite des Elektronenstrahls auf einen sehr kleinen Bereich des Bildschirms limitiert, wodurch die Kurve im Extremfall nur als Punkt in der Bildschirmmitte erscheint. | Die Spulen sind mit dem Ausgang eines Audio-Verstärkers verbunden, wobei je ein Kanal des Stereosignals eine Spule steuert. Der Verstärker wird benötigt, um die Größe der Kurvendarstellung zu skalieren, da die Ausgabeleistung des Raspberry Pi sonst die Reichweite des Elektronenstrahls auf einen sehr kleinen Bereich des Bildschirms limitiert, wodurch die Kurve im Extremfall nur als Punkt in der Bildschirmmitte erscheint. | ||
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==== Ungelöste Probleme und Verbesserungsmöglichkeiten ==== | ==== Ungelöste Probleme und Verbesserungsmöglichkeiten ==== |