Analoginen retrovolttimittari: 11 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:01

Johdanto

Ennen kuin LEDit ja tietokoneen näytöt olivat yleisiä menetelmiä tietojen näyttämiseksi, insinöörit ja tutkijat olivat riippuvaisia analogisista paneelimittareista. Itse asiassa ne ovat edelleen käytössä useissa valvontahuoneissa tähän päivään asti, koska ne:

• voidaan tehdä melko suureksi
• antaa tietoja yhdellä silmäyksellä

Tässä projektissa aiomme rakentaa servon avulla yksinkertaisen analogisen mittarin ja käyttää sitä sitten DC -voltimetrinä. Huomaa, että monet tämän projektin osat, mukaan lukien TINKER -levy, ovat saatavilla täällä:

Pi-Plates.com/TINKERkit

Tarvikkeet

1. Pi-Plate TINKERplate, joka on liitetty Raspberry Pi -laitteeseen ja jossa on asennettu Pi-Plates Python 3 -moduulit. Katso lisää:
2. Viisi uros -uros -hyppyjohdinta
3. 9G servomoottori
4. Lisäksi tarvitset kaksipuolista teippiä, paksua pahvia nuolen taustaksi ja valkoista paperia. Huomaa: päätimme tehdä analogisesta mittaristamme kestävämmän, joten käytimme 3D -tulostinta osoittimen ja jonkin plexilasiromun tukemiseen.

Vaihe 1: Tee osoitin

Leikkaa ensin 100 mm pitkä osoitin pahvista (kyllä, käytämme joskus metristä). Tässä on STL -tiedosto, jos sinulla on pääsy 3D -tulostimeen: https://www.thingiverse.com/thing:4007011. Jos haluat osoittimen, joka kaventuu terävään kärkeen, kokeile tätä:

Vaihe 2: Kiinnitä osoitin servovarsiin

Kun olet tehnyt osoittimen, kiinnitä se kaksipuolisella teipillä johonkin servomoottorin mukana tuleviin käsivarsiin. Paina sitten varsi akselille.

Vaihe 3: Leikkaa Backer

Leikkaa pahvista noin 200 mm leveä ja 110 mm korkea palanen. Leikkaa sitten pieni 25 mm: n ja 12 mm: n lovi servomoottorin alareunaan. Sinun on siirrettävä lovi noin 5 mm oikealle keskeltä kompensoidaksesi akselin sijainnin servossa. Yllä näet, miltä pleksilasimme näytti ennen kuin katkaisimme yläosan ja irrotimme suojakalvon. Huomaa, että leikkaamme loven rautasahalla ja Dremelillä.

Vaihe 4: Asenna Servo Backeriin

Liu'uta seuraavaksi servo paikalleen kiinnityskielekkeet alhaalla. Käytä servon mukana toimitettuja kiinnitysruuveja tapina pitääksesi sen paikallaan. Saatat joutua rei'ittämään näihin paikkoihin ensin terävää lyijykynää, jos käytät pahvia tai 1/16 tuuman poraa, jos käytät puuta tai akryylia. Huomaa, kuinka teimme lovemme liian leveäksi, mikä johti ruuviin oikealta puuttuu reikä ja juututaan rakoon. Älä ole kuin me.

Vaihe 5: Tulosta asteikko

Tulosta yllä näkyvä mittakaava. Leikkaa katkoviivoja pitkin ja huomioi loven ympärillä olevien pysty- ja vaakasuorien viivojen sijainti. Kohdista vaaka näiden servojen avulla servon akselin ympärille. Tämän asteikon ladattava kopio löytyy täältä: https:// pi-plates/downloads/Voltmeter Scale.pdf

Vaihe 6: Käytä skaalausta Backeriin

Nosta varsi/osoitinkokoonpano irti servoakselista ja aseta paperi vaa'an kanssa kolmannesta lovetusta alustamateriaalista. Aseta se siten, että loven ympärillä olevat viivat ovat servon keskellä. Otamme osoittimen takaisin päälle, kun käynnistymme servomoottorin.

Vaihe 7: Sähköasennus

Kiinnitä servomoottori ja "johdot" Pi-Plates TINKERplate -levyyn käyttämällä yllä olevaa kaaviota ohjeena. Kun mittari on koottu, punainen ja musta johto, jotka on liitetty analogiseen lohkoon vasemmalla puolella, ovat volttimittarisi. Aseta punainen johto mitattavan laitteen positiiviseen napaan ja musta johto negatiiviseen liittimeen.

Vaihe 8: Lopullinen kokoonpano / kalibrointi

1. Kun olet tehnyt sähköliitännät, toimi seuraavasti:
2. Käynnistä Raspberry Pi ja avaa pääteikkuna
3. Luo Python3 -pääteistunto, lataa TINKERplate -moduuli ja aseta digitaalisen I/O -kanavan 1 tilaksi "servo". Sinun pitäisi kuulla servon siirtyvän 90 asteen asentoon.
4. Nosta servovarsi takaisin akselille osoittimella suoraan ylöspäin 6V -asentoon.
5. Siirrä servo 0V -asentoon kirjoittamalla TINK.setSERVO (0, 1, 15). Jos se ei laskeudu 0: een, kirjoita se uudelleen, mutta eri kulmassa, kuten 14 tai 16. Saatat huomata, että servon ohjaaminen edestakaisin pienin askelin ei vaikuta osoittimeen - tämä johtuu yleiseen mekaaniseen ongelmaan vaihteiden kanssa, joita kutsutaan jälkiväliksi, josta keskustelemme alla. Kun sinulla on kulma, joka asettaa osoittimen 0 V: lle, kirjoita se LOW -arvoksi.
6. Siirrä servo 12V -asentoon kirjoittamalla TINK.setSERVO (0, 1, 165). Jälleen, jos se ei laskeudu 12: een, kirjoita se uudelleen, mutta eri kulmilla, kuten 164 tai 166. Kun sinulla on kulma, joka asettaa osoittimen 12 V: lle, kirjoita se HIGH -arvoksi.

Vaihe 9: Koodi 1

VOLTmeter.py -ohjelma näkyy seuraavassa vaiheessa. Voit joko kirjoittaa sen itse käyttämällä Raspberry Pi: n Thonny IDE: tä tai kopioida alla olevan kotihakemistoosi. Huomaa rivit 5 ja 6 - tähän liitetään viimeisessä vaiheessa saadut kalibrointiarvot. Meille se oli:

lLimit = 12.0 #LOW -arvo

hLimit = 166.0 #HIGH -arvo

Kun tiedosto on tallennettu, suorita se kirjoittamalla: python3 VOLTmeter.py ja painamalla näppäintä pääteikkunassa. Jos anturin johdot eivät kosketa mitään, osoitin siirtyy asteikon 0 voltin paikkaan. Itse asiassa saatat nähdä neulan liikkuvan edestakaisin vain vähän, kun se kerää 60 Hz: n kohinaa lähivaloista. Punaisen anturin kiinnittäminen analogialohkon +5 V -liitäntään saa osoittimen hyppäämään 5 voltin merkkiin mittarissa.

Vaihe 10: Koodi 2

TINKERplate TINK

tuontiaika TINK.setDEFAULTS (0) #palaa kaikki portit oletustilaan hLimit = 166,0 #Yläraja = 12 volttia, kun taas (True): analogIn = TINK.getADC (0, 1) #lue analoginen kanava 1 #skaalaa tiedot kulmaan alueella lLimit to hLimit kulma = analoginen*(hLimit -lLimit) /12.0 TINK.setSERVO (0, 1, lLimit+kulma) #set servokulman aika. nukkuminen (.1) #viive ja toisto

Vaihe 11: Kokoa

Joten siinä se on, käytimme uutta tekniikkaa luodaksemme uusimman tekniikan 1950 -luvulla. Voit vapaasti luoda omia vaakoja ja jakaa ne kanssamme

Tämä alkoi yksinkertaisena projektina, mutta se kärjistyi nopeasti, kun ajattelimme lisää parannuksia. Saatat myös huomata, että joskus osoitin ei laske aivan oikeaan paikkaan - tämä johtuu kahdesta syystä:

1. Servomoottoreiden sisällä on sarja hammaspyöriä, jotka kootessaan kärsivät yleisestä ongelmasta, jota kutsutaan jälkiväliksi. Voit lukea siitä lisää täältä.
2. Epäilemme myös, että servomoottorimme ei ole aivan lineaarinen koko alueella.

Jos haluat lisätietoja servomoottoreiden sisäisistä toiminnoista, lue tämä asiakirja. Ja jos haluat nähdä lisää Raspberry Pi -hankkeita ja -lisäosia, käy verkkosivustollamme osoitteessa Pi-Plates.com.