Retro analoginis voltmetras: 11 žingsnių

2025 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2025-01-23 14:59

Įvadas

Kol šviesos diodai ir kompiuterių ekranai nebuvo paplitę informacijos rodymo metodai, inžinieriai ir mokslininkai priklausė nuo analoginių skydo skaitiklių. Tiesą sakant, jie vis dar naudojami daugelyje valdymo patalpų, nes jie:

• gali būti padarytas gana didelis
• pateikti informaciją iš pirmo žvilgsnio

Šiame projekte mes naudosime servo, kad sukonstruotume paprastą analoginį matuoklį, o tada panaudosime jį kaip nuolatinės srovės voltmetrą. Atminkite, kad daugelį šio projekto dalių, įskaitant „TINKERplate“, galite rasti čia:

Pi-Plates.com/TINKERkit

Prekės

1. „Pi-Plate TINKERplate“, prijungta prie „Raspberry Pi“, kuriame veikia „Raspian“, ir įdiegti „Pi-Plates Python 3“moduliai. Žiūrėti daugiau:
2. Penki jungiamieji laidai nuo vyrų iki vyrų
3. 9G servo variklis
4. Be to, jums reikės dvipusės lipnios juostos, storo kartono, skirto rodyklės pagrindui, ir šiek tiek balto popieriaus. Pastaba: nusprendėme savo analoginį matuoklį padaryti patvaresnį, todėl žymekliui gaminti panaudojome 3D spausdintuvą ir tam tikrą plexiglass laužą.

1 žingsnis: padarykite žymeklį

Pirmiausia iš kartono iškirpkite 100 mm ilgio rodyklę (taip, kartais naudojame metriką). Čia yra STL failas, jei turite prieigą prie 3D spausdintuvo: https://www.thingiverse.com/thing:4007011. Jei norite nukreipti žymeklį į aštrų galiuką, išbandykite šį:

2 veiksmas: pritvirtinkite žymeklį prie servo svirties

Padarę žymeklį, naudokite dvipusę juostą, kad pritvirtintumėte ją prie vienos iš servo variklio rankų. Tada prispauskite rankeną prie veleno.

3 žingsnis: supjaustykite atramą

Iškirpkite maždaug 200 mm pločio ir 110 mm aukščio kartono gabalėlį. Tada supjaustykite mažą 25 mm ir 12 mm įpjovą ant apatinio servo variklio krašto. Norėdami kompensuoti veleno vietą servo sistemoje, turėsite atsukti įpjovą apie 5 mm į dešinę nuo centro. Viršuje galite pamatyti, kaip atrodė mūsų organinis stiklas prieš nupjaunant viršų ir nuimant apsauginę plėvelę. Atkreipkite dėmesį, kad įpjovą supjaustėme pjūklu ir „Dremel“.

4 žingsnis: pritvirtinkite „Servo“prie „Backer“

Tada įstumkite servo sistemą į apačią su tvirtinimo skirtukais. Naudokite tvirtinimo varžtus, pridedamus prie servo, kaip kaiščius, kad jį laikytumėte. Jums gali tekti aštriu pieštuku išgręžti skylutes šiose vietose, jei naudojate kartoną arba grąžtą su 1/16 colio antgaliu, jei naudojate medieną ar akrilą. Atkreipkite dėmesį, kaip mes padarėme per plačią išpjovą, dėl kurios užsukta dešinysis praleidžia skylę ir įsispraudžia į tarpą. Nebūk toks kaip mes.

5 veiksmas: išspausdinkite skalę

Išspausdinkite aukščiau pateiktą skalę. Iškirpkite brūkšnines linijas, pažymėdami vertikalių ir horizontalių linijų aplink išpjovą vietą. Naudokite šias linijas, kad sulygintumėte skalę aplink servo veleną. Atsisiųstą šios skalės kopiją rasite čia: https:// pi-plates/downloads/Voltmeter Scale.pdf

6 veiksmas: pritaikykite skalę „Backer“

Nuimkite rankos/rodyklės mazgą nuo servo veleno ir padėkite popieriaus lapą su svarstyklėmis ant išpjovos pagrindo medžiagos iš trečio žingsnio. Padėkite jį taip, kad linijos aplink išpjovą būtų centre servo. Įjungę servo variklį, rodyklę vėl įjungsime.

7 žingsnis: elektros surinkimas

Pritvirtinkite servo variklį ir „laidus“prie „Pi-Plates TINKERplate“, naudodami aukščiau pateiktą schemą. Surinkus skaitiklį, raudoni ir juodi laidai, prijungti prie analoginio bloko kairėje, bus jūsų voltmetro zondai. Įdėkite raudoną laidą į teigiamą gnybtą, o juodą - į neigiamą prietaiso, kurį planuojate matuoti, gnybtą.

8 žingsnis: Galutinis surinkimas / kalibravimas

1. Atlikę elektros jungtis, atlikite šiuos veiksmus:
2. Įjunkite „Raspberry Pi“ir atidarykite terminalo langą
3. Sukurkite „Python3“terminalo sesiją, įkelkite „TINKERplate“modulį ir nustatykite 1 skaitmeninio įvesties/išvesties kanalo režimą kaip „servo“. Turėtumėte išgirsti servo judėjimą į 90 laipsnių padėtį.
4. Pakelkite servovariklį atgal ant veleno, rodyklė nukreipta tiesiai į viršų 6 V padėtyje.
5. Įveskite TINK.setSERVO (0, 1, 15), norėdami perkelti servo į 0V padėtį. Jei jis ne visai nusileidžia 0, įveskite jį dar kartą, bet kitu kampu, pvz., 14 ar 16. Galite pastebėti, kad servo nukreipimas judėti pirmyn ir atgal mažais žingsniais neturi įtakos rodyklei - taip yra į įprastą mechaninę pavarų mechanizmo problemą, vadinamą atbuline eiga, kurią aptarsime toliau. Kai turėsite kampą, kuriuo rodyklė bus 0V, užrašykite jį kaip LOW vertę.
6. Įveskite TINK.setSERVO (0, 1, 165), norėdami perkelti servo į 12 V padėtį. Vėlgi, jei jis ne visai nusileidžia ant 12, įveskite jį dar kartą, bet skirtingais kampais, pvz., 164 arba 166. Kai turėsite kampą, rodantį rodyklę 12 V, užrašykite jį kaip HIGH vertę.

9 žingsnis: 1 kodas

VOLTmeter.py programa rodoma kitame žingsnyje. Galite jį įvesti patys naudodami „Thonny IDE“, esantį „Raspberry Pi“, arba nukopijuoti žemiau esantį į savo namų katalogą. Atkreipkite dėmesį į 5 ir 6 eilutes - čia įjungiate paskutinio veiksmo metu gautas kalibravimo vertes. Mums tai buvo:

lLimit = 12.0 #mūsų LOW reikšmė

hLimit = 166,0 #mūsų HIGH reikšmė

Išsaugoję failą, paleiskite jį įvesdami: python3 VOLTmeter.py ir terminalo lange paspausdami klavišą. Jei zondo laidai nieko neliečia, žymeklis persikels į 0 voltų skalės vietą. Tiesą sakant, galite pastebėti, kad adata šiek tiek juda pirmyn ir atgal, nes ji surenka 60 Hz triukšmą iš netoliese esančių žibintų. Pritvirtinus raudoną zondą prie analoginio bloko +5 V gnybto, žymeklis šoktelės iki 5 voltų žymos ant skaitiklio.

10 veiksmas: 2 kodas

importuoti vamzdžius. TINKERplate kaip TINK

importavimo laikas TINK.setDEFAULTS (0) #grąžinkite visus prievadus į numatytąsias būsenas hLimit = 166.0 #Viršutinė riba = 12 voltų, o (tiesa): analogIn = TINK.getADC (0, 1) #skaityti analoginį kanalą 1 #mastelio keitimas į kampą l riboje -lLimit) /12.0 TINK.setSERVO (0, 1, lLimit+kampas) #set servo kampo laikas. miego režimas (.1) #atidėjimas ir pakartojimas

11 žingsnis: Apvyniokite

Taigi, mes panaudojome naujas technologijas, kad atkurtume tai, kas buvo pažangiausia 1950 -aisiais. Nesivaržykite sukurti savo svarstykles ir pasidalyti jomis su mumis

Tai prasidėjo kaip paprastas projektas, tačiau jis greitai išsiplėtė, kai galvojome apie daugiau patobulinimų. Taip pat galite pastebėti, kad kartais rodyklė nenukrypsta į reikiamą vietą - tai dėl dviejų priežasčių:

1. Servo variklių viduje yra daugybė krumpliaračių, kuriuos surinkus kyla bendra problema, vadinama atbuline eiga. Daugiau apie tai galite paskaityti čia.
2. Taip pat įtariame, kad mūsų servo variklis nėra visiškai tiesinis visame diapazone.

Norėdami sužinoti daugiau apie vidinį servo variklių veikimą, perskaitykite šį dokumentą. Norėdami pamatyti daugiau „Raspberry Pi“projektų ir priedų, apsilankykite mūsų svetainėje adresu Pi-Plates.com.