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2025-11-29 21:54:29 +01:00
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@@ -23,6 +23,8 @@
<!-- <li class="divider-vertical"></li>
<li><a href="/virtuell.html">Virtueller c3e</a></li> -->
<li class="divider-vertical"></li>
<li><a href="/projects/projects.html">Projekte</a></li>
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<li><a href="/cms.html">Schule</a></li>
<li class="divider-vertical"></li>
<li><a href="https://wiki.chaospott.de">Wiki</a></li>

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@@ -5,6 +5,13 @@
src: local('Share Tech'), local('ShareTech-Regular'), url(/fonts/ShareTech-Regular.woff2) format('woff2'), url(/fonts/ShareTech-Regular.ttf) format('truetype');
}
@font-face {
font-family: 'Libertinus Math';
font-style: normal;
font-weight: 400;
src: local('Libertinus Math'), local('LibertinusMath-Regular'), url(/fonts/LibertinusMath-Regular.woff2) format('woff2');
}
* {
background-color: transparent;
font-family: $base-font-family;

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@@ -18,7 +18,7 @@ Dadurch sind schon einige Projekte entstanden:
* Das DocPatch, das alle Änderungen an unserem Grundgesetz als Open-Data Projekt visualisiert
Weitere Informationen zu unseren Projekten findest du
[hier]({{ site.url }}/projects/projects.html) und
[hier](/projects/projects.html) und
[in unserem Wiki](https://wiki.chaospott.de/projekte:start).
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@@ -3,7 +3,13 @@ layout: post
title: Der Analoge Lorenz-Attraktor
---
![Der Lorenz-Attraktor auf dem Oszilloskop-Bildschirm]({{site.url}}/media/projects/analog-lorenz/analog-lorenz_display.jpg)
<style>
.math {
font-family: "Libertinus Math";
}
</style>
![Der Lorenz-Attraktor auf dem Oszilloskop-Bildschirm](/media/projects/analog-lorenz/analog-lorenz_display.jpg)
## Einführung
@@ -11,7 +17,7 @@ Der Meteorologe Edward Lorenz hat 1963 am MIT aus einem Wettermodell
ein System aus nichtlinearen Differentialgleichungen entwickelt.
Das war das erste einfache System, das chaotisches Verhalten gezeigt hat,
das heißt beliebig kleine Änderungen des Anfangszustandes führen
zu großen Änderungen im Verhalten, so dass das Verhalten dann
zu großen Änderungen im Verhalten, sodass das Verhalten dann
ab einem bestimmten Punkt nicht mehr vorhergesagt werden kann.
Der Zustand des Systems besteht aus drei Variablen x, y und z,
@@ -21,11 +27,14 @@ mit einer bestimmten Geschwindigkeit in eine bestimmte Richtung.
Mathematisch schreibt man das als drei Differentialgleichungen
dx/dt = s⋅(y-x)
<span class=math>
dx/dt = s ⋅ (y -- x)
dy/dt = r⋅x-y-x⋅z
<span class=math>
dy/dt = r ⋅ x -- y -- x ⋅ z
dz/dt = x⋅y - b⋅z
<span class=math>
dz/dt = x ⋅ y -- b ⋅ z
mit Parametern s=10, r=28 und b=8/3.
dx/dt ist die Geschwindigkeit in x-Richtung, dy/dt und dz/dt entsprechend
@@ -41,7 +50,7 @@ ob es nach rechts oder nach links geht.
Außerdem werden kleine Unterschiede bei jedem Umlauf größer.
<p>
<video width="100%" controls>
<source src="{{site.url}}/media/projects/analog-lorenz/LorenzAttractor_720p30_diverge_2.mp4" type="video/mp4">
<source src="/media/projects/analog-lorenz/LorenzAttractor_720p30_diverge_2.mp4" type="video/mp4">
Ein mit Manim erzeugtes Video, dass den Lorenz-Attraktor von einer
sich um den Attrakor herum drehenden Kamera aus zeigt.
</video>
@@ -56,11 +65,11 @@ mit [diesem Quellcode](https://git.chaospott.de/starblue/manim-lorenz).
je nachdem in welcher Folge der Zustand vorher rechts- oder linksherum
gelaufen ist.
Deshalb hat der Attraktor eine etwas höhere fraktale Dimension
(ca 2,05), je nach Parametern und verwendeter Definition von Dimension.
(ca. 2,05), je nach Parametern und verwendeter Definition von Dimension.
## Die Schaltung
![Vorderansicht der Schaltung]({{site.url}}/media/projects/analog-lorenz/analog-lorenz_top-front.jpg)
![Vorderansicht der Schaltung](/media/projects/analog-lorenz/analog-lorenz_top-front.jpg)
Die Schaltung wurde frei nach [dieser Schaltung](http://seti.harvard.edu/unusual_stuff/misc/lorenz.htm)
von Paul Horowitz gebaut.
@@ -73,10 +82,10 @@ Dabei werden die reinen Zahlen in physikalische Größen übersetzt:
wobei der Ausgang für y negiert ist.
- Die Parameter im Lorenz-System werden durch Widerstände realisiert.
Wenn man jeweils den Kehrwert des Widerstands, d.h. den Leitwert, betrachtet,
entspricht 1 einem Mikro-Siemens (1µS = 1/1MΩ).
- 100kΩ entspricht 10µS für den Parameter s.
- 35,7kΩ entspricht 28µS für r.
- 374kΩ entspricht 2.68μS ~ 8/3μS für b.
entspricht 1 einem Mikro-Siemens (<span class=math>1µS = 1/1MΩ<span>).
- <span class=math>100kΩ<span> entspricht <span class=math>10µS<span> für den Parameter s.
- <span class=math>35,7kΩ<span> entspricht <span class=math>28µS<span> für r.
- <span class=math>374kΩ<span> entspricht <span class=math>2.68μS ~ 8/3μS<span> für b.
- Am negativen Eingang der Operationsverstärker werden
die durch die Widerstände skalierten Ströme addiert
und die Summe dann im Kondensator integriert.
@@ -85,12 +94,12 @@ Aus Verfügbarkeitsgründen haben wir einige Bauteile durch andere ersetzt,
die aber die gleiche Funktion haben:
- Für die Analog-Multiplizierer verwenden wir zwei AD633N im DIP-8 Gehäuse,
- für die Operationsverstärker einen 4-fach OpAmp TL084 im DIP-14 Gehäuse, und
- für die krummen Widerstandswerte 35,7kΩ und 374kΩ Reihenschaltungen
- für die krummen Widerstandswerte <span class=math>35,7kΩ<span> und <span class=math>374kΩ<span> Reihenschaltungen
von jeweils einem Festwiderstand und einem Potentiometer.
Bei den Kondensatoren sind jeweils vier Werte 100pF, 1nF, 10nF und
100nF verbaut, die mit einem Drehschalter mit 3 Polen und 4 Stellungen
parallel umgeschaltet werden können. Dadurch kann die Geschwindigkeit
parallel umgeschaltet werden können. Dadurch kann die Geschwindigkeit
pro Schritt um einen Faktor von 10 geändert werden, und insgesamt
liegt dadurch ein Faktor von 1000 zwischen der langsamsten und der
schnellsten Einstellung[^caps].
@@ -107,7 +116,7 @@ Die Betriebsspannung ist 30V.
Intern wird das als ±15V betrachtet, mit einer virtuellen Masse für 0V.
Der eigentliche analoge Arbeitsbereich ist ±10V.
In der Schaltungen sind die Drähte für x rot, für y grün und für z blau[^colors].
In der Schaltung sind die Drähte für x rot, für y grün und für z blau[^colors].
Der vierte Operationsverstärker wird für die virtuelle Masse verwendet,
das ist der mittige Draht zwischen den ICs auf der Unterseite.
@@ -115,7 +124,7 @@ das ist der mittige Draht zwischen den ICs auf der Unterseite.
Rot und blau werden auch für die positive und negative
Versorgungsspannung verwendet.
![Rückansicht der Schaltung]({{site.url}}/media/projects/analog-lorenz/analog-lorenz_top-back.jpg)
![Rückansicht der Schaltung](/media/projects/analog-lorenz/analog-lorenz_top-back.jpg)
Als Anzeige verwenden wir ein Tektronix 2213 Analog-Oszilloskop im XY-Modus.
Am X-Eingang (Kanal 1) des Oszilloskops wird der x-Wert des Lorenz-Systems angeschlossen,
@@ -127,4 +136,4 @@ Kanal 1 (x) steht auf 0,5V pro Teilung, Kanal 2 (z) auf 1V pro Teilung
Weil die z-Werte positiv sind, muss die vertikale Position entsprechend
angepasst werden.
![Ansicht der Schaltung von der Lötseite]({{site.url}}/media/projects/analog-lorenz/analog-lorenz_bottom.jpg)
![Ansicht der Schaltung von der Lötseite](/media/projects/analog-lorenz/analog-lorenz_bottom.jpg)

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@@ -4,8 +4,44 @@ title: Projekte
---
Hier dokumentieren wir einige unserer Projekte ausführlicher.
Weitere Projekte finden sich [in unserem Wiki](https://wiki.chaospott.de/projekte:start).
## [Der analoge Lorenz-Attraktor](analog-lorenz/analog-lorenz.html)
<img alt="Der Lorenz-Attraktor auf dem Oszilloskop-Bildschirm" src="/media/projects/analog-lorenz/analog-lorenz_display.jpg" height=150px style="margin-left: 0"/>
### [Der analoge Lorenz-Attraktor](analog-lorenz/analog-lorenz.html)
Eine Analogschaltung, die den Lorenz-Attraktor auf einem Analog-Oszilloskop darstellen kann.
---
### Weitere Projekte finden sich [in unserem Wiki](https://wiki.chaospott.de/projekte:start), z.B.:
- [AiCore -- StewartPlatform](https://wiki.chaospott.de/projekte:ai_core-stewart_platform:start)
<img src="https://wiki.chaospott.de/_media/projekte:ai_core-stewart_platform:hexapod_general_anim.gif" height=150px style="margin-left: 0">
- [Alarmanlage](https://wiki.chaospott.de/projekte:alarmanlage:start)
<img src="https://wiki.chaospott.de/_media/projekte:alarmanlage:luesterklemmenalarmanlage.jpg" height=150px style="margin-left: 0">
- [BällebadBällePixelDisplay](https://wiki.chaospott.de/projekte:baellebadbaellepixeldisplay:start)
<img src="https://wiki.chaospott.de/_media/projekte:baellebadbaellepixeldisplay:baellebadbaellepixeldisplay.jpg?w=400&tok=151a9c" height=150px style="margin-left: 0">
- [Bügelperlen](https://wiki.chaospott.de/projekte:buegelperlen:start)
<img src="https://wiki.chaospott.de/_media/projekte:buegelperlen:buegelperlen.jpg" height=150px style="margin-left: 0">
- [Ceiling Pixel Lamp](https://wiki.chaospott.de/projekte:ceilingpixellamp:start)
- [Der Tanzhut](https://wiki.chaospott.de/projekte:tanzhut:start)
- [Docpatch](https://wiki.chaospott.de/projekte:doc_patch:start)
- [foodoor](https://wiki.chaospott.de/projekte:foodoor:start)
<img src="https://wiki.chaospott.de/_media/projekte:foodoor:foodoor_v1_carambola.jpg?w=400&tok=39d31a" height=150px style="margin-left: 0">
- [Foomood](https://wiki.chaospott.de/projekte:foomood:start)
<img src="https://wiki.chaospott.de/_media/projekte:foomood:foomood_300.png?w=400&tok=f35695" height=150px style="margin-left: 0">
- [Geocache](https://wiki.chaospott.de/projekte:geocache:start)
<img src="https://wiki.chaospott.de/_media/projekte:geocache:opencaching_logo.png?w=400&tok=172183" height=150px style="margin-left: 0">
- [GLaDOS Ceiling Lamp](https://wiki.chaospott.de/projekte:glados:start)
<img src="https://wiki.chaospott.de/_media/projekte:glados:gla_dos_light_blue.png?w=400&tok=59f2fc" height=150px style="margin-left: 0">
- [Hackersofa](https://wiki.chaospott.de/projekte:hackersofa:start)
<img src="https://wiki.chaospott.de/_media/projekte:hackersofa:hackersofa.jpg?w=400&tok=459154" height=150px style="margin-left: 0">
- [Infoscreen](https://wiki.chaospott.de/projekte:infoscreen:start)
- [IRemotePI](https://wiki.chaospott.de/projekte:iremotepi:start)
- [KFZ-Zusatzinstrumente](https://wiki.chaospott.de/projekte:kfzzusatzinstrumente:start)
<img src="https://wiki.chaospott.de/_media/projekte:kfzzusatzinstrumente:zusatzinstrumente3.jpg?w=400&tok=c872dd" height=150px style="margin-left: 0">
- [Klodisplay](https://wiki.chaospott.de/projekte:klodisplay:start)
<img src="https://wiki.chaospott.de/_media/projekte:klodisplay:wcba_schaltplan_v2.png?w=400&tok=c6be43" height=150px style="margin-left: 0">
- [pam_panic](https://wiki.chaospott.de/projekte:pam_panic:start)
- [SDR Web-based Shared Access Receiver (RX)](https://wiki.chaospott.de/projekte:sdr_rx:start)
<img src="https://wiki.chaospott.de/_media/projekte:sdr_rx:20250315_175800.jpg?w=400&tok=145bb8" height=150px style="margin-left: 0">
- [Slusheis-Maschine](https://wiki.chaospott.de/projekte:slush:start)
<img src="https://wiki.chaospott.de/_media/projekte:slush:img_20190223_173929.jpg?w=400&tok=5af803" height=150px style="margin-left: 0">