Retro analogni voltmetar: 11 koraka

2025 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2025-01-23 14:47

Uvod

Prije nego što su LED diode i računalni ekrani bili uobičajene metode za prikazivanje informacija, inženjeri i znanstvenici ovisili su o analognim mjeračima 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 poslužit ćemo se 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

Pribor

1. Pi-Plate TINKERplate spojena na Raspberry Pi s Raspian-om i s 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 jačim pa smo upotrijebili 3D pisač za izradu pokazivača i ostatka pleksiglasa za podlogu.

Korak 1: Napravite pokazivač

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

Korak 2: Pričvrstite pokazivač na servo polugu

Nakon što postavite pokazivač, pomoću dvostrane trake pričvrstite ga na jednu od krakova koji dolaze s servo motorom. Zatim pritisnite ruku na osovinu.

Korak 3: Izrežite podupirač

Izrežite komad kartona širine približno 200 mm i visine 110 mm. Zatim izrežite mali zarez 25 mm x 12 mm na donjem rubu 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 su isporučeni s servo -om. Možda ćete morati upotrijebiti oštru olovku da biste prvo izbušili rupe na tim mjestima ako koristite karton ili bušilicu s nastavkom od 1/16 ako koristite drvo ili akril. Imajte na umu kako smo zarez učinili preširokim što je dovelo do vijka desno nedostaje rupa i zabija se u otvor. Nemojte biti poput nas.

Korak 5: Ispišite ljestvicu

Ispišite gornju ljestvicu. Izrežite uz isprekidane linije, pazeći na položaj okomitih i vodoravnih linija oko zareza. Pomoću tih linija poravnajte ljestvicu oko osovine servo pogona. Kopiju ove ljestvice koju možete preuzeti možete pronaći ovdje: https:// pi-plate/downloads/Voltmeter Scale.pdf

Korak 6: Primijenite ljestvicu na podupirač

Skinite sklop ruke/pokazivača s servo vratila i postavite komad papira s vagom na zarezani materijal za podlogu iz trećeg koraka. Postavite ga tako da linije oko zareza budu centrirane na servo. Ponovno ćemo uključiti pokazivač nakon što uključimo servo motor.

Korak 7: Električni sklop

Spojite servo motor i "vodiče" na Pi-Plates TINKERploču koristeći gornji dijagram kao vodič. Nakon što je mjerač sastavljen, 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 namjeravate 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. Napravite terminalnu sesiju Python3, 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 ponovno, ali s drugim kutom, primjerice 14 ili 16. Možda ćete otkriti da usmjeravanje serva za pomicanje naprijed -natrag u malim koracima nema utjecaja na pokazivač - to je zbog do uobičajenog mehaničkog problema s zupčanicima koji se naziva zazor, o čemu ćemo govoriti u nastavku. Kad 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 imate kut koji postavlja pokazivač na 12V, zapišite ga kao svoju VISOKU vrijednost.

Korak 9: Kod 1

Program VOLTmeter.py prikazan je u sljedećem koraku. Možete ga upisati sami koristeći Thonny IDE na Raspberry Pi ili dolje kopirati u svoj kućni direktorij. Obratite pažnju na retke 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 ništa ne dodiruju, pokazivač će se pomaknuti na 0 voltno mjesto na ljestvici. 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 pipila. TINKERploča 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 volti dok (Tačno): analogIn = TINK.getADC (0, 1) #čita analogni kanal 1 #skalirajte podatke do kuta u rasponu od lOgraničenje do hOgraničenje kuta = analogIn*(hLimit -lLimit) /12.0 TINK.setSERVO (0, 1, lLimit+angle) #set servo time angle.sleep (.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 stvorite vlastite ljestvice i podijelite ih s nama

Ovo je započelo kao jednostavan projekt, ali brzo je 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 unutarnjem radu servo motora, pročitajte ovaj dokument. Da biste vidjeli više projekata i dodataka za Raspberry Pi, posjetite našu web stranicu na Pi-Plates.com.