Arduino-Contrôlé Laboratoire De Physique Fan-Cart

A “fan cart” is a roughly constant-force device used in introductory physics labs. It consists of a fan (usually a model airplane propeller on a brushed DC motor) mounted on top of a low-friction cart. Students use it to pretend they’re learning something about force, acceleration, energy, etc. If you’ve ever taken an introductory physics lab, there’s a good chance you’ve seen one.

Arduino-Controlled Physics Lab Fan-Cart

A couple weeks ago I was at a physics teachers’ conference where Mark Masters and Tim Grove, from Indiana Purdue Fort Wayne, suggested modifying a fan cart so that it turned on or off at certain positions on its track. This would allow some interesting lab exercises in which students could look at the change in kinetic energy of the fan cart over a distance interval, relate it to the force applied by the fan, and pretend to learn even more about force and energy.

So here’s my take on it.

The fan cart comes with a quad-AA battery holder and a switch, which I used for the power supply. The Arduino used was a 8MHz ATMega168 3.3V version, not that it matters much. I used 1/4 of a quad H-bridge to drive the motor —a single MOSFET would have worked fine— because I didn’t have a MOSFET handy that would turn completely on with a 3.3V input.

Arduino-Controlled Physics Lab Fan-Cart schematic

The three LEDs indicate power level. The pushbutton cycles through PWM power settings: 0, 150/255, 200/255, 255/255. The reed switch (salvaged from a bike computer after a fairly spectacular mountain-biking “incident”) toggles the motor on or off each time it passes a magnet.

 

For more detail: Arduino-Contrôlé Laboratoire De Physique Fan-Cart


A Propos De L'Auteur

Ibrar Ayyub

Je suis expérimenté, rédacteur technique, titulaire d'une Maîtrise en informatique de BZU Multan, Pakistan à l'Université. Avec un arrière-plan couvrant diverses industries, notamment en matière de domotique et de l'ingénierie, j'ai perfectionné mes compétences dans la rédaction claire et concise du contenu. Compétent en tirant parti de l'infographie et des diagrammes, je m'efforce de simplifier des concepts complexes pour les lecteurs. Ma force réside dans une recherche approfondie et de présenter l'information de façon structurée et logique format.

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