מד מתח אנלוגי רטרו: 11 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:14

מבוא

לפני שנורות LED ומסכי מחשב היו שיטות נפוצות להצגת מידע, מהנדסים ומדענים היו תלויים במדדי לוח אנלוגיים. למעשה, הם עדיין בשימוש במספר חדרי בקרה עד היום מכיוון שהם:

• יכול להיעשות די גדול
• לספק מידע במבט חטוף

בפרויקט זה, אנו הולכים להשתמש בסרבו לבניית מד אנלוגי פשוט ולאחר מכן להשתמש בו כמד מתח DC. שים לב שרבים מהחלקים לפרויקט זה, כולל TINKERplate זמינים כאן:

Pi-Plates.com/TINKERkit

אספקה

1. לוח TINKERplate של Pi-Plate המחובר ל- Raspberry Pi שמריץ Raspian ומותקנים בו מודולי Python 3 של Pi-Plates. ראה עוד ב:
2. חמישה חוטי מגשר בין זכר לגבר
3. מנוע סרוו 9G
4. בנוסף, תזדקק לקלטת דביקה דו צדדית, קצת קרטון עבה לגיבוי החץ, וקצת נייר לבן. הערה: החלטנו להפוך את המונה האנלוגי שלנו למחוספס יותר ולכן השתמשנו במדפסת תלת מימד לייצור המצביע וכמה גרוטאות פרספקס לגיבוי.

שלב 1: צור מצביע

ראשית חותכים מצביע באורך 100 מ מ מקרטון (כן אנו משתמשים לפעמים במדד). להלן קובץ STL אם יש לך גישה למדפסת תלת מימד: https://www.thingiverse.com/thing:4007011. עבור מצביע המתחדד לקצה חד, נסה את זה:

שלב 2: חבר את המצביע לזרוע סרוו

לאחר שיצרת את המצביע, השתמש בקלטת דו צדדית כדי לחבר אותו לאחת הזרועות המגיעות עם מנוע הסרוו. לאחר מכן לחץ על הזרוע על הפיר.

שלב 3: חותכים את ה- Backer

חותכים פיסת קרטון ברוחב 200 מ"מ בערך בגובה 110 מ"מ. ואז חותכים חריץ קטן של 25 מ"מ על 12 מ"מ בקצה התחתון עבור מנוע הסרוו. יהיה עליך לקזז את החריץ כ -5 מ"מ מימין למרכז כדי לפצות על מיקום הפיר בסרוו. למעלה אתה יכול לראות איך נראה הפרספקס שלנו לפני שחתכנו את החלק העליון והורדנו את הסרט המגן. שים לב שהשתמשנו במסור ודרמל לחיתוך החריץ.

שלב 4: הר סרוו לבקר

לאחר מכן החלק את הסרוו למקומו עם לשוניות ההרכבה בתחתית. השתמש בברגי ההרכבה המצורפים לסרוו כסיכות כדי להחזיק אותו במקומו. יתכן שתצטרך להשתמש בעיפרון חד כדי לנקב חורים במקומות אלה תחילה אם אתה משתמש בקרטון או מקדחה עם מעט 1/16 אינץ 'אם אתה משתמש בעץ או אקריליק. שים לב כיצד הפכנו את החריץ הרחב מדי שהוביל לבורג הימין מפספס את החור ונקלע לפער. אל תהיה כמונו.

שלב 5: הדפסת קנה מידה

הדפס את הסולם המוצג למעלה. חותכים לאורך הקווים המקווקים תוך ציון המיקום של הקווים האנכיים והאופקיים סביב החריץ. השתמש בקווים אלה כדי ליישר את הסולם סביב פיר הסרוו. עותק להורדה של סולם זה ניתן למצוא כאן: https:// pi-plates/downloads/Voltmeter Scale.pdf

שלב 6: החל סולם על Backer

הסר את מכלול הזרוע/המצביע מעל פיר הסרוו והנח את פיסת הנייר עם האבנית על חומר הגיבוי המחורץ משלב שלוש. מקם אותו כך שהקווים סביב החריץ יהיו מרוכזים בסרוו. נפעיל את המצביע שוב לאחר שנעשה מנוע סרוו.

שלב 7: הרכבה חשמלית

חבר את מנוע הסרוו ואת ה"פניות "לפלטת TINKER של Pi-Plates באמצעות התרשים למעלה כמדריך. לאחר הרכבת המונה, החוטים האדומים והשחורים המחוברים לבלוק האנלוגי משמאל יהיו בדיקות המתח שלך. הנח את החוט האדום על הטרמינל החיובי ואת החוט השחור על הטרמינל השלילי של המכשיר שאתה מתכנן למדוד.

שלב 8: הרכבה / כיול סופי

1. לאחר ביצוע החיבורים החשמליים, בצע את הפעולות הבאות:
2. הפעל את ה- Raspberry Pi ולאחר מכן פתח חלון מסוף
3. צור הפעלת מסוף Python3, טען את מודול TINKERplate והגדר את מצב ערוץ הקלט/פלט הדיגיטלי 1 כ'סרוו '. אתה צריך לשמוע את סרוו נע למצב 90 מעלות.
4. החזירו את זרוע הסרוו לאחור לפיר כשהמצביע מכוון ישר כלפי מעלה למצב 6V.
5. הקלד TINK.setSERVO (0, 1, 15) כדי להעביר את הסרוו למצב 0V. אם הוא לא ממש נוחת על 0, הקלד אותו שוב אך עם זווית אחרת כגון 14 או 16. אתה עשוי לגלות שלהנחיית הסרוו לנוע קדימה ואחורה במרווחים קטנים אין השפעה על המצביע - הסיבה לכך נובעת לבעיה מכנית נפוצה עם הילוכים הנקראים תגובה אחורית עליה נדון להלן. ברגע שיש לך זווית שממקמת את המצביע על 0V, רשמי אותה כערך הנמוך שלך.
6. הקלד TINK.setSERVO (0, 1, 165) כדי להעביר את הסרוו למצב 12V. שוב, אם הוא לא ממש נוחת על 12, הקלד אותו שוב אך עם זוויות שונות כגון 164 או 166. ברגע שיש לך זווית המציבה את המצביע על 12V, רשום אותו כערך ה- HIGH שלך.

שלב 9: קוד 1

התוכנית VOLTmeter.py מוצגת בשלב הבא. אתה יכול להקליד את זה בעצמך באמצעות Thonny IDE ב- Raspberry Pi או להעתיק את הדברים למטה לספריית הבית שלך. שים לב לשורות 5 ו -6 - כאן אתה מחבר את ערכי הכיול שהתקבלו בשלב האחרון. עבורנו זה היה:

lLimit = 12.0 #הערך הנמוך שלנו

hLimit = 166.0 #הערך הגבוה שלנו

לאחר שמירת הקובץ, הפעל אותו על ידי הקלדת: python3 VOLTmeter.py ולחיצה על המקש בחלון מסוף. אם חוטי הבדיקה שלך אינם נוגעים במשהו המצביע יעבור למיקום 0 וולט בסולם. למעשה, אתה עשוי לראות את המחט נעה קדימה ואחורה רק בזמן שהיא קולטת רעש של 60 הרץ מהאורות הסמוכים. חיבור החללית האדומה למסוף +5V בבלוק האנלוגי יגרום לסמן לקפוץ לסמן 5 וולט במד.

שלב 10: קוד 2

ייבא פלטות. TINKER צלחת כ- TINK

זמן ייבוא TINK.setDEFAULTS (0) #החזר את כל היציאות למצבי ברירת המחדל שלהם TINK.setMODE (0, 1, 'servo') #set יציאת קלט/פלט דיגיטלית 1 להנעת סרוו lLimit = 12.0 #הגבול התחתון = 0 וולט hLimit = 166.0 #הגבול העליון = 12 וולט בעוד (True): analogIn = TINK.getADC (0, 1) #קרא ערוץ אנלוגי 1 #קנה את הנתונים לזווית בטווח lLimit to hLimit זווית = analogIn*(hLimit -lLimit) /12.0 TINK.setSERVO (0, 1, lLimit+זווית) #זווית סרוו של סרוו. שינה (.1) #עיכוב וחזור

שלב 11: סיום

אז הנה, השתמשנו בטכנולוגיה חדשה כדי לשחזר את מה שהיה עדכני בשנות החמישים. אל תהסס ליצור סולמות משלך ולשתף אותן איתנו

זה התחיל כפרויקט פשוט אך הוא הסלים במהירות כאשר חשבנו על חידודים נוספים. אתה עשוי גם לגלות שלפעמים המצביע אינו נוחת בדיוק במקום הנכון - זאת משתי סיבות:

1. יש סדרה של הילוכים בתוך מנועי סרוו שכאשר הם מורכבים סובלים מבעיה נפוצה המכונה תגובה לאחור. אתה יכול לקרוא עוד על זה כאן.
2. אנו גם חושדים שמנוע הסרוו שלנו אינו די לינארי על פני כל הטווח שלו.

למידע נוסף אודות הפעולה הפנימית של מנועי סרוו, קרא מסמך זה. וכדי לראות פרויקטים נוספים ותוספות ל- Raspberry Pi, בקר באתר האינטרנט שלנו בכתובת Pi-Plates.com.