Retro analogni voltmeter: 11 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:04

Uvod

Preden so bile LED in računalniški zasloni običajne metode za prikaz informacij, so bili inženirji in znanstveniki odvisni od analognih števcev. Pravzaprav so še danes v uporabi v številnih kontrolnih sobah, ker:

• lahko naredimo precej velike
• zagotoviti informacije na prvi pogled

V tem projektu bomo uporabili servo za izdelavo preprostega analognega števca in ga nato uporabili kot enosmerni voltmeter. Upoštevajte, da so številni deli tega projekta, vključno s ploščo TINKER, na voljo tukaj:

Pi-Plates.com/TINKERkit

Zaloge

1. Pi-Plate TINKERplate, povezan z Raspberry Pi z Raspian-om in z nameščenimi moduli Pi-Plates Python 3. Oglejte si več na:
2. Pet moških žic za moške
3. Servo motor 9G
4. Poleg tega boste potrebovali nekaj dvostranskega lepilnega traku, nekaj debelega kartona za podlogo puščice in nekaj belega papirja. Opomba: odločili smo se, da naredimo naš analogni merilnik bolj robusten, zato smo za izdelavo kazalca in nekaj ostankov pleksi stekla za podlago uporabili 3D tiskalnik.

1. korak: naredite kazalec

Najprej iz kartona izrežite kazalec dolžine 100 mm (ja, včasih uporabljamo metriko). Tukaj je datoteka STL, če imate dostop do 3D tiskalnika: https://www.thingiverse.com/thing:4007011. Za kazalec, ki se zoži na oster vrh, poskusite s tem:

2. korak: pritrdite kazalec na servo roko

Ko določite kazalec, ga z dvostranskim trakom pritrdite na eno roko, ki je priložena servo motorju. Nato pritisnite roko na gred.

3. korak: Odrežite podlogo

Odrežite kos kartona širine približno 200 mm in višine 110 mm. Nato izrežite majhno zarezo 25 mm za 12 mm na spodnjem robu servo motorja. Za izravnavo lokacije gredi na servo pogonu boste morali zamakniti zarezo približno 5 mm desno od sredine. Zgoraj lahko vidite, kako je izgledal naš pleksi steklo, preden smo odrezali vrh in odstranili zaščitno folijo. Upoštevajte, da smo za rezanje uporabili nožno žago in Dremel.

Korak: Namestite servo na zadnjo stran

Nato potisnite servo na mesto z nastavki za pritrditev na dnu. Za pritrditev uporabite pritrdilne vijake, ki so priloženi servomotorju. Morda boste morali najprej uporabiti ostri svinčnik, da na teh mestih izvrtate luknje, če uporabljate karton ali vrtalnik s 1/16 bitom, če uporabljate les ali akril. Upoštevajte, kako smo naredili zarezo preširoko, kar je pripeljalo do vijaka desnica manjka luknja in se zatakne v vrzel. Ne bodite kot mi.

5. korak: Natisnite lestvico

Natisnite zgoraj prikazano lestvico. Odrežite vzdolž črtkanih črt, pri tem pa upoštevajte lokacijo navpičnih in vodoravnih črt okoli zareze. S temi črtami poravnajte lestvico okoli gredi servomotorja. Kopijo te lestvice, ki jo lahko naložite, najdete tukaj: https:// pi-plate/downloads/Voltmeter Scale.pdf

Korak 6: Uporabite lestvico za podporo

Odstranite sklop roke/kazalca s servo gredi in kos papirja z lestvico postavite na zarezani podporni material iz tretjega koraka. Postavite ga tako, da so črte okoli zareze centrirane na servo. Po vklopu servo motorja bomo kazalec znova vklopili.

7. korak: Električna montaža

Servo motor in "vodi" pritrdite na ploščo TINKER Pi-Plates po zgornjem diagramu kot vodilo. Ko je merilnik sestavljen, bodo rdeče in črne žice, povezane z analognim blokom na levi, vaše sonde za voltmeter. Rdečo žico postavite na pozitivni priključek, črno žico pa na negativni priključek naprave, ki jo nameravate izmeriti.

8. korak: Končna montaža / kalibracija

1. Po izvedbi električnih povezav naredite naslednje:
2. Vklopite Raspberry Pi in odprite terminalsko okno
3. Ustvarite terminalsko sejo Python3, naložite modul TINKERplate in nastavite način digitalnega V/I kanala 1 kot "servo". Slišati bi morali, kako se servo premakne v položaj 90 stopinj.
4. Potisnite servo ročico nazaj na gred s kazalcem naravnost navzgor v položaju 6V.
5. Vnesite TINK.setSERVO (0, 1, 15), da premaknete servo v položaj 0V. Če ne pristane čisto na 0, ga vnesite znova, vendar z drugačnim kotom, na primer 14 ali 16. Morda boste odkrili, da usmerjanje servo -servo za premikanje naprej in nazaj v majhnih korakih nima vpliva na kazalec - to je posledica do pogostega mehanskega problema z zobniki, imenovanega povratni udar, o katerem bomo razpravljali spodaj. Ko imate kot, ki postavi kazalec na 0V, ga zapišite kot svojo NIZKO vrednost.
6. Vnesite TINK.setSERVO (0, 1, 165), da premaknete servo v položaj 12V. Če spet ne pristane na 12, ga vnesite znova, vendar z različnimi koti, na primer 164 ali 166. Ko imate kot, ki postavi kazalec na 12V, ga zapišite kot visoko vrednost.

9. korak: Koda 1

V naslednjem koraku je prikazan program VOLTmeter.py. Lahko ga vnesete sami s pomočjo Thonny IDE na Raspberry Pi ali spodaj kopirate v domači imenik. Upoštevajte vrstici 5 in 6 - tukaj vstavite kalibracijske vrednosti, pridobljene v zadnjem koraku. Za nas je bilo to:

lLimit = 12.0 #nasa NIZKA vrednost

hLimit = 166.0 #our HIGH vrednost

Ko je datoteka shranjena, jo zaženite tako, da vnesete: python3 VOLTmeter.py in pritisnete tipko v terminalskem oknu. Če se žice sonde ne dotikajo ničesar, se kazalec premakne na 0 -voltno mesto na lestvici. Pravzaprav boste morda opazili, da se igla premakne malo naprej in nazaj, ko pobere 60Hz hrup iz bližnjih luči. Če pritrdite rdečo sondo na priključek +5V na analognem bloku, bo kazalec skočil na oznako 5 voltov na merilniku.

10. korak: Koda 2

uvoz pipa. TINKERplate kot TINK

čas uvoza TINK.setDEFAULTS (0) #vrnite vsa vrata v privzeta stanja TINK.setMODE (0, 1, 'servo') #set Digital I/O port 1 za pogon servo lLimit = 12,0 #Spodnja meja = 0 voltov hLimit = 166.0 #Zgornja meja = 12 voltov, medtem ko (True): analogIn = TINK.getADC (0, 1) #preberite analogni kanal 1 #spremenite podatke pod kotom v območju lLimit to hLimit kot = analogIn*(hLimit -lLimit) /12.0 TINK.setSERVO (0, 1, lLimit+angle) #set čas servo kota. spanje (.1) #zakasnitev in ponovitev

11. korak: Zaključite

Tako smo z novo tehnologijo poustvarili tisto, kar je bilo v petdesetih letih 20. stoletja. Ustvarite svoje lestvice in jih delite z nami

To se je začelo kot preprost projekt, ki pa se je hitro stopnjevalo, ko smo razmišljali o več izboljšavah. Morda boste tudi odkrili, da včasih kazalec ne pristane na pravem mestu - to je iz dveh razlogov:

1. V servo motorjih obstaja vrsta zobnikov, ki pri montaži trpijo zaradi pogoste težave, imenovane zračni udar. Več o tem si lahko preberete tukaj.
2. Sumimo tudi, da naš servo motor ni povsem linearen v celotnem obsegu.

Če želite izvedeti več o notranjem delovanju servo motorjev, preberite ta dokument. Če si želite ogledati več projektov in dodatkov za Raspberry Pi, obiščite našo spletno stran Pi-Plates.com.