Voltmetru analogic retro: 11 pași

2025 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2025-01-23 15:04

Introducere

Înainte ca LED-urile și ecranele computerelor să fie metode obișnuite de afișare a informațiilor, inginerii și oamenii de știință depindeau de contoare de panou analogice. De fapt, acestea sunt încă utilizate în mai multe camere de control până în prezent, deoarece:

• se poate face destul de mare
• furnizați informații dintr-o privire

În acest proiect, vom folosi un servo pentru a construi un contor analogic simplu și apoi îl vom folosi ca voltmetru de curent continuu. Rețineți că multe dintre părțile acestui proiect, inclusiv TINKERplate, sunt disponibile aici:

Pi-Plates.com/TINKERkit

Provizii

1. O Pi-Plate TINKERplate conectată la un Raspberry Pi care rulează Raspian și cu modulele Pi-Plates Python 3 instalate. Vedeți mai multe la:
2. Cinci fire jumper de la mascul la mascul
3. Un servomotor 9G
4. În plus, veți avea nevoie de niște benzi adezive pe două fețe, niște cartoane groase pentru spatele săgeții și niște hârtie albă. Notă: am decis să ne facem contorul analogic mai robust, așa că am folosit o imprimantă 3D pentru a face indicatorul și niște resturi de plexiglas pentru fundal.

Pasul 1: Creați un indicator

Mai întâi tăiați un indicator de 100 mm lung din carton (da, uneori folosim metrică). Iată un fișier STL dacă aveți acces la o imprimantă 3D: https://www.thingiverse.com/thing:4007011. Pentru un indicator care se limitează la un vârf ascuțit, încercați acesta:

Pasul 2: Atașați indicatorul la brațul servo

După ce ați creat indicatorul, utilizați o bandă dublă pentru a o atașa la unul dintre brațele care vin cu servomotorul. Apoi apăsați brațul pe arbore.

Pasul 3: Tăiați Backer-ul

Tăiați o bucată de carton de aproximativ 200 mm lățime pe 110 mm înălțime. Și apoi tăiați o mică crestătură de 25 mm cu 12 mm pe marginea inferioară pentru servomotor. Va trebui să compensați crestătura la aproximativ 5 mm în dreapta centrului pentru a compensa locația arborelui de pe servo. Mai sus puteți vedea cum arăta plexiglasul nostru înainte de a tăia partea superioară și a scoate folia de protecție. Rețineți că am folosit un ferăstrău și un Dremel pentru a tăia crestătura.

Pasul 4: Montați Servo pe Backer

Apoi glisați servo-ul în poziție cu clemele de montare din partea de jos. Folosiți șuruburile de montare care vin împreună cu servo ca știfturi pentru a-l menține în poziție. Este posibil să trebuiască să folosiți mai întâi un creion ascuțit pentru a face găuri în aceste locații dacă utilizați carton sau un burghiu cu un bit de 1/16 dacă utilizați lemn sau acril. Rețineți cum ne-am făcut crestătura prea largă care a dus la șurub partea dreaptă lipsește de gaură și se blochează în gol. Nu fi ca noi.

Pasul 5: Tipăriți scara

Imprimați scala prezentată mai sus. Tăiați de-a lungul liniilor întrerupte observând în același timp poziția liniilor verticale și orizontale în jurul crestăturii. Folosiți acele linii pentru a alinia scara în jurul arborelui servo. O copie descărcabilă a acestei scale poate fi găsită aici: https:// pi-plates / downloads / Voltmeter Scale.pdf

Pasul 6: Aplicați Scara la Backer

Scoateți ansamblul braț / pointer de pe arborele servo și poziționați bucata de hârtie cu cântarul pe suportul crestat de la pasul trei. Poziționați-l astfel încât liniile din jurul crestăturii să fie centrate pe servo. Vom reporni indicatorul după ce pornim servomotorul.

Pasul 7: Ansamblu electric

Atașați servomotorul și „cablurile” la placa TINKERplate Pi folosind schema de mai sus ca ghid. Odată ce contorul este asamblat, firele roșii și negre conectate la blocul analogic din stânga vor fi sondele de voltmetru. Plasați firul roșu pe terminalul pozitiv și firul negru pe terminalul negativ al dispozitivului pe care intenționați să îl măsurați.

Pasul 8: Asamblare finală / calibrare

1. După efectuarea conexiunilor electrice, urmați pașii următori:
2. Porniți Raspberry Pi și apoi deschideți o fereastră de terminal
3. Creați o sesiune de terminal Python3, încărcați modulul TINKERplate și setați modul canalului I / O digital 1 ca „servo”. Ar trebui să auziți servo-ul mutându-se în poziția de 90 de grade.
4. Puneți brațul servo înapoi pe arbore cu indicatorul îndreptat în sus în poziția 6V.
5. Tastați TINK.setSERVO (0, 1, 15) pentru a muta servo în poziția 0V. Dacă nu aterizează pe 0, tastați-l din nou, dar cu un unghi diferit, cum ar fi 14 sau 16. Este posibil să descoperiți că direcționarea servo-ului să se deplaseze înainte și înapoi în trepte mici nu are niciun efect asupra indicatorului - acest lucru se datorează la o problemă mecanică obișnuită cu roți dințate numite reacție, despre care discutăm mai jos. Odată ce ai un unghi care plasează indicatorul pe 0V, notează-l ca valoare LOW.
6. Tastați TINK.setSERVO (0, 1, 165) pentru a muta servo în poziția 12V. Din nou, dacă nu aterizează pe 12, tastați-l din nou, dar cu unghiuri diferite, cum ar fi 164 sau 166. Odată ce aveți un unghi care plasează indicatorul pe 12V, scrieți-l ca valoare HIGH.

Pasul 9: Codul 1

Programul VOLTmeter.py este afișat în pasul următor. Puteți să-l tastați singur utilizând ID-ul Thonny de pe Raspberry Pi sau să copiați mai jos în directorul dvs. de acasă. Observați liniile 5 și 6 - aici introduceți valorile de calibrare obținute în ultimul pas. Pentru noi a fost:

lLimit = 12.0 #valoarea LOW

hLimit = 166.0 #valoarea noastră HIGH

Odată ce fișierul este salvat, rulați-l tastând: python3 VOLTmeter.py și apăsând tasta într-o fereastră a terminalului. Dacă firele sondei dvs. nu ating nimic, indicatorul se va deplasa la locația de 0 volți pe scară. De fapt, este posibil să vedeți acul mișcându-se puțin înainte, în timp ce preia zgomot de 60Hz din luminile din apropiere. Atașarea sondei roșii la terminalul + 5V de pe blocul analogic va face ca indicatorul să sară la semnul de 5 volți de pe contor.

Pasul 10: Codul 2

import piplates. TINKERplate ca TINK

timp de import TINK.setDEFAULTS (0) #return toate porturile la stările lor implicite TINK.setMODE (0, 1, „servo”) #set Port I / O digital 1 pentru a conduce un servo lLimit = 12.0 # Limita inferioară = 0 volți hLimit = 166.0 # Limita superioară = 12 volți în timp ce (Adevărat): analogIn = TINK.getADC (0, 1) #citește canalul analogic 1 #scală datele la un unghi în intervalul lLimit la hLimit angle = analogIn * (hLimit -lLimit) /12.0 TINK.setSERVO (0, 1, lLimit + angle) #set servo angle time.sleep (.1) #delay and repeat

Pasul 11: încheie

Deci, iată, am folosit noi tehnologii pentru a recrea ceea ce a fost stadiul tehnicii în anii 1950. Simțiți-vă liber să vă creați propriile scale și să ni le împărtășiți

Acest lucru a început ca un proiect simplu, dar a crescut rapid pe măsură ce ne gândeam la mai multe rafinamente. S-ar putea să descoperiți, de asemenea, că uneori indicatorul nu aterizează pe locul potrivit - acesta este din două motive:

1. Există o serie de angrenaje în interiorul servomotorelor care, atunci când sunt asamblate, suferă de o problemă obișnuită denumită reacție. Puteți citi mai multe despre asta aici.
2. De asemenea, suspectăm că servomotorul nostru nu este destul de liniar în întreaga sa gamă.

Pentru a afla mai multe despre funcționarea interioară a servomotorelor, citiți acest document. Și, pentru a vedea mai multe proiecte și programe de completare pentru Raspberry Pi, vizitați site-ul nostru web la Pi-Plates.com.