Ретро аналогов волтметър: 11 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:51

Въведение

Преди светодиодите и компютърните екрани да са били обичайни методи за показване на информация, инженерите и учените зависеха от аналоговите панелни измервателни уреди. Всъщност те все още се използват в редица контролни помещения и до днес, защото:

• могат да бъдат направени доста големи
• предоставя информация с един поглед

В този проект ще използваме серво за конструиране на обикновен аналогов измервателен уред и след това ще го използваме като постоянен волтметър. Имайте предвид, че много от частите за този проект, включително TINKERplate, са достъпни тук:

Pi-Plates.com/TINKERkit

Консумативи

1. Pi-Plate TINKERplate, свързан с Raspberry Pi, работещ с Raspian и с инсталирани модули Pi-Plates Python 3. Вижте повече на:
2. Пет джъмперни проводника от мъжки към мъжки
3. 9G серво мотор
4. Освен това ще ви е необходима двустранна лепкава лента, малко дебел картон за подпирането на стрелката и малко бяла хартия. Забележка: решихме да направим нашия аналогов метър по -здрав, затова използвахме 3D принтер, за да направим показалеца и малко скрап плексиглас за подложката.

Стъпка 1: Направете показалец

Първо изрежете показалец с дължина 100 мм от картон (да, понякога използваме метрика). Ето STL файл, ако имате достъп до 3D принтер: https://www.thingiverse.com/thing:4007011. За показалец, който се стеснява към остър връх, опитайте този:

Стъпка 2: Прикрепете показалеца към серво рамото

След като сте направили показалеца, използвайте двустранна лента, за да я прикрепите към една от рамените, които се доставят със серво мотора. След това натиснете рамото върху вала.

Стъпка 3: Изрежете подложката

Нарежете парче картон с ширина приблизително 200 мм и височина 110 мм. И след това изрежете малък прорез 25 мм на 12 мм на долния ръб за серво мотора. Ще трябва да изместите прореза на около 5 мм вдясно от центъра, за да компенсирате местоположението на вала на серво. По -горе можете да видите как изглеждаше плексигласът ни, преди да отрежем горната част и да свалим защитното фолио. Обърнете внимание, че използвахме ножовка и Dremel за изрязване на прореза.

Стъпка 4: Монтирайте Servo към Backer

След това плъзнете сервото на място с монтажните щифтове отдолу. Използвайте монтажните винтове, които се доставят със серво, като щифтове, за да го задържите на място. Може да се наложи да използвате остър молив, за да пробиете първо дупки на тези места, ако използвате картон или бормашина с бит 1/16 , ако използвате дърво или акрил. Обърнете внимание как направихме прореза си твърде широк, което доведе до винта дясното пропуска дупката и се забива в пролуката. Не бъдете като нас.

Стъпка 5: Отпечатайте скала

Отпечатайте скалата, показана по -горе. Изрежете по пунктираните линии, като същевременно забележите местоположението на вертикалните и хоризонталните линии около прореза. Използвайте тези линии, за да подравните скалата около вала на серво. Копие на тази скала за изтегляне можете да намерите тук: https:// pi-plate/downloads/Voltmeter Scale.pdf

Стъпка 6: Приложете Scale към Backer

Издърпайте рамото/показалеца от серво вала и поставете парчето хартия с скалата върху назъбения материал за подложка от стъпка трета. Поставете го така, че линиите около прореза да са центрирани върху сервото. Ще включим отново показалеца, след като включим серво мотора.

Стъпка 7: Електрически монтаж

Прикрепете сервомотора и "проводниците" към Pi-Plates TINKERplate, като използвате горната диаграма като ръководство. След като глюкомерът бъде сглобен, червените и черните проводници, свързани към аналоговия блок вляво, ще бъдат вашите сонди за волтметър. Поставете червения проводник върху положителния извод и черния проводник върху отрицателния извод на устройството, което планирате да измервате.

Стъпка 8: Окончателно сглобяване / калибриране

1. След като направите електрическите връзки, направете следните стъпки:
2. Включете Raspberry Pi и след това отворете терминален прозорец
3. Създайте терминална сесия на Python3, заредете модула TINKERplate и задайте режима на цифров I/O канал 1 като „servo“. Трябва да чуете серво движението в позиция 90 градуса.
4. Поставете серво рамото обратно на вала с показалец, насочен право нагоре в позиция 6V.
5. Въведете TINK.setSERVO (0, 1, 15), за да преместите серво в положение 0V. Ако не се приземи съвсем на 0, въведете го отново, но с различен ъгъл, като например 14 или 16. Може да откриете, че насочването на сервото да се движи напред -назад на малки стъпки няма ефект върху показалеца - това се дължи до общ механичен проблем със зъбни колела, наречен люфт, който обсъждаме по -долу. След като имате ъгъл, който поставя показалеца на 0V, запишете го като вашата LOW стойност.
6. Въведете TINK.setSERVO (0, 1, 165), за да преместите серво в позиция 12V. Отново, ако не кацне съвсем на 12, въведете го отново, но с различни ъгли, като например 164 или 166. След като имате ъгъл, който поставя показалеца на 12V, запишете го като ваша ВИСОКА стойност.

Стъпка 9: Код 1

Програмата VOLTmeter.py е показана в следващата стъпка. Можете или да го въведете в себе си с помощта на Thonny IDE на Raspberry Pi или да копирате по -долу във вашата домашна директория. Обърнете внимание на редове 5 и 6 - тук включвате стойностите за калибриране, получени в последната стъпка. За нас беше:

lLimit = 12.0 #нашата ниска стойност

hLimit = 166.0 #our HIGH стойност

След като файлът бъде запазен, стартирайте го, като въведете: python3 VOLTmeter.py и натиснете клавиша в терминален прозорец. Ако проводниците на вашата сонда не докосват нищо, показалецът ще се премести на 0 волта на скалата. Всъщност може да видите иглата да се движи напред -назад само малко, когато улавя 60Hz шум от близките светлини. Прикрепването на червената сонда към терминала +5V на аналоговия блок ще накара стрелката да скочи до 5 -волтовата маркировка на глюкомера.

Стъпка 10: Код 2

импортирайте пилати. TINKERпластина като TINK

време за импортиране TINK.setDEFAULTS (0) #връщане на всички портове към състоянията им по подразбиране TINK.setMODE (0, 1, 'servo') #set Цифров I/O порт 1 за задвижване на серво lLimit = 12.0 #Долната граница = 0 волта hLimit = 166.0 #Горната граница = 12 волта, докато (True): analogIn = TINK.getADC (0, 1) #четене на аналогов канал 1 #мащабиране на данните до ъгъл в диапазона от lLimit до hLimit ъгъл = analogIn*(hLimit -lLimit) /12.0 TINK.setSERVO (0, 1, lLimit+angle) #set servo ъгъл на времето.sleep (.1) #закъснение и повторение

Стъпка 11: Завършете

И така, ето го, използвахме нова технология, за да пресъздадем това, което беше най -съвременното през 50 -те години. Не се колебайте да създадете свои собствени везни и да ги споделите с нас

Това започна като прост проект, но бързо ескалира, докато мислихме за още усъвършенствания. Може също така да откриете, че понякога показалецът не попада на точното място - това е по две причини:

1. В серията сервомотори има поредица от зъбни колела, които при сглобяване страдат от често срещан проблем, наречен люфт. Можете да прочетете повече за това тук.
2. Също така подозираме, че нашият серво мотор не е съвсем линеен в целия си диапазон.

За да научите повече за вътрешната работа на серво моторите, прочетете този документ. И, за да видите още проекти и добавки за Raspberry Pi, посетете нашия уебсайт на Pi-Plates.com.