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为了推行新高考改革理念、打造有效课堂、培养学生热爱科学的精神,提高全体学生动脑、动手能力,锻炼他们的创新、创造思维,结合通高中生通用技术上传手工制作作品要求,高二八班利用高中考调休时间,完成学业水平考试通用技术小制作。
学生们在家,利用手头原材料,充分发挥主观能动性,高质量完成此次作业,上传了不少蕴含精巧心思的作品。
通用技术(简称GT)是指信息技术之外的,较为宽泛的、体现基础性和通用性并与专业技术相区别的技术,是日常生活中应用广泛、对广大同学的发展具有广泛迁移价值的技术。
虽然,有一些手工作品略显稚嫩,但是此次班级手工作业,让同学们体验了技术问题解决过程的艰辛与曲折,培养了克服困难的勇气和决心,锻炼了严谨、守信、负责、勤俭、进取等良好品质,感受到了解决技术难题和获得劳动成果所带来的喜悦。
本文1865字,35图,预计阅读时间10分钟
FANTRAINER
喷气品质涡桨机70年代,很多国家开始大规模装备新型先进的超音速战斗机,由此带来的情况是,高级飞行员培训变得更加昂贵,需要投入更多的喷气式高级教练机。传统的廉价螺旋桨教练机由于和喷气式飞机的飞行特性相差比较大,无法承担高级教练任务。@nordland 今日头条 原创首发
FANJET 600
位于门兴格拉德巴赫的飞机制造公司莱茵飞机工业RFB(Rhein-Flugzeugbau),试图改变这种情况,使用他们推出了独特的风扇推进涡桨教练机,提供更加廉价的高级喷气机飞行员培训方案。
FANTRAINER
RFB“风扇教练”FANTRAINER
RFB自60年代推出了RFB Sirius,一种使用后置风扇推进的动力滑翔机,位于座舱后方的发动机驱动整合在后机身的大风扇,形成推力。这种动力布局对于动力滑翔机除了外观独特并无特别优势。
RFB Sirius
RFB的风扇推进设计演变
1970年RFB首次向公众展示了推进风扇驱动的通用教练机的项目草图,称为“风扇教练”FANTRAINER。这是第一个风扇教练机设计,采用6°前掠的中单翼和T尾,发动机位于机身中部驱动整合在后机身的大风扇,风扇“切断”了机身,中后机身通过风扇中轴和外壳的5个连接点连接在一起,后机身呈现十字形状便于风扇气流通过。
RFB 的风扇推进结构原理
民用和军用版本的区别仅在于风扇前的驾驶舱部分,整机采用模块化设计,可以根据最终用途选配驾驶舱、发动机、机翼组件,实现不同的飞行品质。这带来了潜在的军事优势,因为可以方便的针对某一战斗机的培训优化。
不过德国空军在1970年对开发没有兴趣,主要是因为当时服役的美国F-4鬼怪战斗机和F-104星战斗机的协议中包含了大部分的飞行员培训。随后RFB在北莱茵-威斯特州的支持下,于1972年开始开发民用型号,名称为“风扇航线”Fanliner,1973年成功首飞。“风扇航线”得益于模块化设计采用了非常拉风的流线型并列双座驾驶舱,和全景风挡,看上去非常前卫。“风扇航线”采用固定式起落架,气动方面则和“风扇教练”基本一致。
“风扇航线”Fanliner
“风扇航线”Fanliner
在民用版本成功之后,德国空军才表现出有兴趣,1975年RFB接到联邦国防部的命令,建造两架军用“风扇教练”原型机,用于测试作为比亚乔P.149的继任者。
1977年7月27日“风扇教练”原型机(注册号D-EATJ)首飞,这架飞机使用对EA110 150 kW(3 hp)NSU Wankel发动机,因此为使用维护繁琐,第二架原型机(D-EATI)更换为一台420千瓦(250马力)的艾里逊20-C31B涡轮轴发动机,不过d第二架原型机于1978年9月7日因事故坠毁。
剖视图
教练生涯最终,“风扇教练”击败了皮拉图斯 PC-4 和比奇导师,成为德国空军下一代基础教练机。然而,由于在美国接受飞行员培训的交易还没有结束,德军一直都没下单。据报道,汉莎航空一度也对这架飞机感兴趣,并指出其喷气式的操控性优势,能够以合理的价格提供真正的“喷气式感觉”。
生产线
尽管未能获得德国空军的订单,RFB还是在1982年5月,宣布量产“风扇教练”,该飞机有两种主要型号,分别是Fantrainer 400,由545 shp(406 kW)Allison 250-C20B提供动力,以及Fantrainer 600,由650 shp(480 kW)Allison 250-C30提供动力。
1982年8月,皇家泰国空军与RFB签订了一份合同,购买了47架飞机,其中31架是600型(FT-600),16架是400型(FT-400)。“风扇教练”分配到402中队,作为其F-5自由战士的飞行员培训机使用。“风扇教练”的加速特性通常是其主要优点之一。几乎可以完全涵盖了飞行员的整个教学大纲,只需要由高级教练机部分补充。
泰国风扇教练机配备了一个带有弹射座椅的驾驶舱,组件在德国生产,第三架以后最终组装将在泰国的SWSDC进行。为了扩展SWSDC的飞机制造经验,风扇教练泰国版FT-600配备了RFB设计泰国本地制造的新型铝合金机翼,取代了玻璃纤维机翼。FT-400则保留了德国生产的复合材料机翼。
前座舱
在组装11架风扇教练FT-400之后,泰国的组装线于1992年停止。在1994年RFB宣布破产后,泰国的风扇教练被淘汰并由泰国空军封存。
后座舱
1985 年,德国空军重启比亚乔P.149更新计划,并再度测试了风扇教练,1987年决定放弃。1989年终于下定决心,购买两台基于风扇教练的低成本教练机,并将其纳入1990年预算。由于世界政治形势的变化,国防部在1990年的预算委员会会议上不再有充分的理由,于是第三次放弃。
重启——风扇喷气飞机公司FANJET 600
2010年,德国工程师汉诺·费舍尔(Hanno Fischer)购买了风扇教练的全部技术资料和生产许可,成立了风扇喷气飞机公司Fanjet Aviation GmbH公司。费舍尔从1970年的专利中找到灵感,风扇推进方式具有非常优秀的噪音控制能力。因此值得将这个优秀设计重新激活。
FANJET 600座舱
截止目前,风扇喷气公司修复了工厂编号为005的风扇教练600,风扇教练使用的M250涡轮螺旋桨发动至今仍在销售,风扇喷气公司改造了座舱替换了弹射座椅增加了电子设备,改造后改称为FANJET 600,并作为主打产品销售中。@nordland 今日头条 原创首发
FANJET 600
智能台灯是一种嵌入式产品,它结合了照明功能和智能化技术,为用户提供更加便捷和个性化的照明体验。该智能台灯如下图所示,台灯的主要功能和工作原理如下:
光照传感器:监测外部光照情况,通过变化的阻值转化为电压信号。主控MCU(可能是RTL8710B):作为整个系统的核心控制单元,负责接收光照传感器的电压信号,并通过ADC(模数转换器)将其转换为数字信号。根据光照强度的变化,主控MCU控制PWM(脉宽调制)输出,调整台灯的亮度和色温。触摸按键:通过触摸传感器检测用户的按键操作,将按键状态转换为电平变化,主控MCU通过读取GPIO(通用输入/输出)引脚的电平状态来获取按键操作指令。根据用户的操作,主控MCU相应地调整PWM输出,以实现亮度和色温的调节。Wi-Fi模块(可能是RTL8710B):负责与云端进行通信,连接到互联网。用户可以通过手机APP或语音控制向云端发送指令,云端将指令传输给Wi-Fi模块,再通过UART(通用异步收发传输器)接口发送给主控MCU。主控MCU解析指令后,根据用户需求控制PWM输出,调整台灯的亮度和色温。番茄时钟模式:当用户设置为番茄时钟模式时,主控MCU利用自身的定时器来计时。当时间达到设定的25分钟时,主控MCU控制PWM输出,提示用户休息。智能台灯实物图
该智能台灯的底座为控制面板,拆解该底座即可看到内部电路结构,如下图示。可以看到里面主要有两个芯片,根据芯片上面的丝印标识可知,一个是RTL8710B,一个是SN8F5828FC。
智能台灯底座拆解
RTL8710B是一款低功耗、高度集成的Wi-Fi系统级芯片,由Realtek半导体开发。它采用Cortex-M3内核,具有丰富的外设和通信接口,适用于物联网(IoT)应用。RTL8710B集成了Wi-Fi MAC、Wi-Fi基带、射频前端以及外部存储器接口,并支持IEEE 802.11b/g/n标准。该芯片具有低功耗特性,可以在待机模式下仅消耗几微安的电流,在已连接Wi-Fi网络的情况下,功耗也相对较低。RTL8710B还提供了丰富的软件开发套件和工具链,以便开发人员开发和部署各种Wi-Fi IoT应用。
N8F5828FC是一款高性能的音频解码芯片,由新唐科技(Nuvoton)推出。该芯片采用先进的音频解码算法和数字信号处理技术,支持多种音频格式解码,如MP3、WMA、AAC等。N8F5828FC具有低功耗和高音质的特点,能够提供清晰、逼真的音频输出。它集成了音频解码器、数模转换器、音频处理引擎和外部存储器接口等功能模块,可广泛应用于音频播放器、音响系统、车载音频等领域。该芯片还支持多种输入接口,如USB、SD卡、SPI Flash等,方便用户灵活选择音频源。N8F5828FC还提供了丰富的软件开发工具和API,以便开发人员进行定制化开发和功能扩展。
根据以上分析,大致猜测该智能台灯的整体设计框图如下图所示。
智能台灯系统整体设计框图
光照传感器会随着外界光照情况变化自身阻值,主控MCU通过ADC获取电压变化,即可得知外部光照变化,控制PWM输出修改占空比,调整亮度和色温;触摸按键按下后,会让主控MCU的GPIO引脚电平产生变化,MCU程序读取GPIO电平获知按键操作,进而控制PWM输出修改占空比,调整亮度和色温;主控MCU先控制Wi-Fi模块连接到互联网,与云端连接,手机APP的按键操作或语音输入转换成对应控制指令发送给云端,云端将指令发送给Wi-Fi模块,再通过UART接口发送给主控MCU,主控MCU解析指令后,控制PWM输出修改占空比,调整亮度和色温;用户通过按键设置为番茄时钟模式,主控MCU则利用自身定时器计算时间,当为25分钟时,控制PWM输出修改占空比,调整亮度和色温。
总而言之,PID控制算法是一种简单而有效的控制算法,广泛应用于智能车和其他自动控制系统中。通过合理调节PID参数,可以实现智能车的稳定运动和精确控制。
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