Retro analogni voltmetar: 11 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:06

Uvod

Prije nego što su LED diode i računarski ekrani bili uobičajene metode za prikazivanje informacija, inženjeri i naučnici zavisili su od analognih mjerača na ploči. Zapravo, do danas se još uvijek koriste u brojnim kontrolnim sobama jer:

• mogu biti prilično velike
• pružiti informacije na prvi pogled

U ovom projektu ćemo koristiti servo za izradu jednostavnog analognog mjerača, a zatim ga koristiti kao istosmjerni voltmetar. Imajte na umu da su mnogi dijelovi ovog projekta, uključujući TINKER ploču, dostupni ovdje:

Pi-Plates.com/TINKERkit

Supplies

1. Pi-Plate TINKERplate spojen na Raspberry Pi sa Raspian-om i sa instaliranim Pi-Plates Python 3 modulima. Više pogledajte na:
2. Pet muških žica kratkospojnika
3. Servo motor 9G
4. Osim toga, trebat će vam malo dvostrane ljepljive trake, nešto debelog kartona za podlogu strelice i nešto bijelog papira. Napomena: odlučili smo učiniti naš analogni mjerač otpornijim pa smo upotrijebili 3D pisač za izradu pokazivača i ostatka pleksiglasa za podlogu.

Korak 1: Napravite pokazivač

Prvo izrežite pokazivač dug 100 mm od kartona (da, ponekad koristimo metriku). Evo STL datoteke ako imate pristup 3D štampaču: https://www.thingiverse.com/thing:4007011. Za pokazivač koji se sužava do oštrog vrha, isprobajte ovaj:

Korak 2: Prikačite pokazivač na servo polugu

Nakon što postavite pokazivač, upotrijebite ga dvostranom trakom da ga pričvrstite na jednu od krakova koji dolaze s servo motorom. Zatim pritisnite ruku na osovinu.

Korak 3: Odrežite podupirač

Izrežite komad kartona širine približno 200 mm i visine 110 mm. Zatim izrežite mali zarez 25 mm x 12 mm na donjoj ivici servo motora. Morat ćete pomaknuti zarez oko 5 mm desno od središta kako biste kompenzirali položaj vratila na servo pogonu. Iznad možete vidjeti kako je izgledao naš pleksiglas prije nego što smo odrezali vrh i skinuli zaštitnu foliju. Imajte na umu da smo za rezanje izrezali nožnu pilu i Dremel.

Korak 4: Montirajte servo na podupirač

Zatim gurnite servo na mjesto s pričvrsnim jezičcima na dnu. Za pričvršćivanje koristite pričvrsne vijke koji se isporučuju sa servom kao igle. Možda ćete morati upotrijebiti oštru olovku da biste prvo izbušili rupe na ovim lokacijama ako koristite karton ili bušilicu s nastavkom od 1/16 ako koristite drvo ili akril. Obratite pažnju na to kako smo zarez učinili preširokim, što je dovelo do vijka desnoj strani nedostaje rupa i uvlači se u otvor. Nemojte biti poput nas.

Korak 5: Ispišite skalu

Odštampajte gornju skalu. Izrežite duž isprekidanih linija, pazeći na položaj okomitih i vodoravnih linija oko zareza. Pomoću tih linija poravnajte ljestvicu oko vratila servo -a. Kopiju ove ljestvice koju možete preuzeti možete pronaći ovdje: https:// pi-plate/downloads/Voltmeter Scale.pdf

Korak 6: Primijenite Scale na Backer

Skinite sklop ruke/pokazivača sa servo vratila i postavite komad papira sa skalom na zarezani materijal za podlogu od trećeg koraka. Postavite ga tako da linije oko zareza budu centrirane na servo pogonu. Ponovo ćemo uključiti pokazivač nakon što uključimo servo motor.

Korak 7: Električni sklop

Priključite servo motor i "vodiče" na Pi-Plates TINKER ploču koristeći gornji dijagram kao vodič. Nakon što se mjerač sastavi, crvena i crna žica spojena na analogni blok s lijeve strane bit će vaše sonde za voltmetar. Crvenu žicu postavite na pozitivni priključak, a crnu na negativni priključak uređaja koji planirate mjeriti.

Korak 8: Završna montaža / kalibracija

1. Nakon što napravite električne priključke, poduzmite sljedeće korake:
2. Uključite Raspberry Pi, a zatim otvorite prozor terminala
3. Kreirajte Python3 terminalnu sesiju, učitajte modul TINKERplate i postavite način digitalnog I/O kanala 1 kao 'servo'. Trebali biste čuti kako se servo pomakne u položaj od 90 stupnjeva.
4. Vratite servo krak natrag na vratilo s pokazivačem usmjerenim ravno prema gore u položaj 6V.
5. Upišite TINK.setSERVO (0, 1, 15) za pomicanje servo u položaj 0V. Ako ne padne baš na 0, upišite ga ponovo, ali s drugim kutom, kao što je 14 ili 16. Možda ćete otkriti da usmjeravanje serva za pomicanje naprijed -nazad u malim koracima nema utjecaja na pokazivač - to je zbog do uobičajenog mehaničkog problema sa zupčanicima koji se naziva zazor, o čemu ćemo govoriti u nastavku. Kada dobijete kut koji postavlja pokazivač na 0V, zapišite ga kao svoju NISKU vrijednost.
6. Upišite TINK.setSERVO (0, 1, 165) za pomicanje servo u položaj 12V. Opet, ako ne padne baš na 12, upišite ga ponovo, ali s različitim kutovima, poput 164 ili 166. Nakon što dobijete kut koji postavlja pokazivač na 12V, zapišite ga kao svoju HIGH vrijednost.

Korak 9: Kod 1

Program VOLTmeter.py prikazan je u sljedećem koraku. Možete ga sami upisati koristeći Thonny IDE na Raspberry Pi -u ili kopirati dolje u svoj kućni direktorij. Obratite pažnju na redove 5 i 6 - ovdje unosite kalibracijske vrijednosti dobivene u posljednjem koraku. Za nas je to bilo:

lLimit = 12.0 #our LOW vrijednost

hLimit = 166.0 #our HIGH vrijednost

Nakon što je datoteka spremljena, pokrenite je upisivanjem: python3 VOLTmeter.py i pritiskom na tipku u prozoru terminala. Ako žice sonde ne dodiruju ništa, pokazivač će se pomaknuti na 0 voltno mjesto na vagi. U stvari, možda ćete vidjeti kako se igla pomalo pomiče naprijed -natrag dok hvata šum od 60Hz iz obližnjih svjetala. Priključivanjem crvene sonde na +5V terminal na analognom bloku pokazivač će skočiti na oznaku od 5 volti na mjeraču.

Korak 10: Kod 2

uvoz piplates. TINKERplate kao TINK

vrijeme uvoza TINK.setDEFAULTS (0) #povratak svih portova na zadana stanja TINK.setMODE (0, 1, 'servo') #set Digitalni I/O port 1 za pogon servo lLimit = 12.0 #Donja granica = 0 volti hLimit = 166.0 #Gornja granica = 12 V dok -lLimit) /12.0 TINK.setSERVO (0, 1, lLimit+angle) #postavljeno vrijeme servo ugla.spavanje (.1) #kašnjenje i ponavljanje

Korak 11: Završite

Dakle, tu je, upotrijebili smo novu tehnologiju kako bismo stvorili ono što je bilo umjetno u 1950 -ima. Slobodno kreirajte vlastite ljestvice i podijelite ih s nama

Ovo je započelo kao jednostavan projekt, ali je brzo eskaliralo dok smo razmišljali o dodatnim poboljšanjima. Možda ćete također otkriti da se pokazivač ponekad ne spusti na pravo mjesto - to je iz dva razloga:

1. Unutar servo motora postoji niz zupčanika koji, kada su sastavljeni, pate od uobičajenog problema koji se naziva zazor. Više o tome možete pročitati ovdje.
2. Također sumnjamo da naš servo motor nije sasvim linearan u cijelom rasponu.

Da biste saznali više o unutrašnjem radu servo motora, pročitajte ovaj dokument. Da biste vidjeli više projekata i dodataka za Raspberry Pi, posjetite našu web stranicu na Pi-Plates.com.