!pip install tclab --upgrade
TCLab Lab 1: Codifica di un controller relè
Lo scopo di questa prima sessione di laboratorio è verificare la tua capacità di interfacciarti e interagire con l’hardware TCLab e familiarizzare con la libreria TCLab. Il primo esercizio consisterà nel codificare un rudimentale controller a relè (chiamato anche “on-off” o termostato) per uno dei due riscaldatori.
Prima di iniziare, dovresti avere familiarità con i seguenti materiali di lettura:
- Controllo On-Off nella Sezione 1.6 di Controllo del feedback per scienziati e ingegneri
- 01_Understanding_TCLab
Esercizio 1. Scarica e installa TCLab.py
Esegui la cella seguente per scaricare e installare la libreria Python TCLab.py.
Esercizio 2. Verifica che l’hardware e il software funzionino correttamente.
La cella seguente dovrebbe far sì che il LED sullo schermo TCLab si accenda fino al 100% di luminosità massima.
from tclab import TCLab
with TCLab() as lab:
0) lab.LED(
Esercizio 3. Accendi i riscaldatori per 120 secondi e registra la risposta della temperatura.
Per questo esercizio, scrivi una cella di codice che accende il riscaldatore 1 al 100% della potenza, quindi registra la risposta della temperatura una volta al secondo per 120 secondi. L’output della cella dovrebbe riportare l’ora, il livello di potenza e la temperatura per ciascuna misurazione. Potresti voler consultare il taccuino 01_Understanding_TCLab per esempi di codice rilevanti. Per questo esercizio avrai bisogno della funzione clock
di tclab
.
# put your code here.
Esercizio 4. Codifica un controller on-off.
Codificare un controller on-off per un setpoint di 40 gradi C utilizzando il riscaldatore 1 come variabile manipolata e la temperatura 1 come variabile misurata. Utilizzare il controller per almeno 5 minuti (600 secondi), segnalando le misurazioni di tempo/potenza/temperatura ogni 2 secondi.
# put your code here.
Esercizio 5. Analisi
Esamina i risultati dell’esercizio precedente e rispondi alle seguenti domande.
Quanto tempo trascorre approssimativamente tra gli eventi di accensione e spegnimento?
Qual è il ciclo di lavoro approssimativo (ovvero, la frazione di tempo in cui il riscaldatore è nello stato “acceso”) una volta trascorso il periodo di avvio iniziale.
Qual è l’entità dell’oscillazione attorno al setpoint? Perché succede questo?