ولت متر آنالوگ یکپارچهسازی با سیستمعامل: 11 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:54

معرفی

قبل از اینکه LED ها و صفحه های رایانه روشهای متداولی برای نمایش اطلاعات باشند ، مهندسان و دانشمندان به متر پانل های آنالوگ وابسته بودند. در حقیقت ، آنها هنوز در تعدادی از اتاق های کنترل استفاده می شوند ، زیرا آنها:

• می تواند کاملا بزرگ شود
• ارائه اطلاعات در یک نگاه

در این پروژه ، ما قصد داریم از یک سروو برای ساخت یک متر ساده آنالوگ و سپس استفاده از آن به عنوان ولت متر DC استفاده کنیم. توجه داشته باشید که بسیاری از قطعات این پروژه ، از جمله TINKERplate در اینجا موجود است:

Pi-Plates.com/TINKERkit

تدارکات

1. یک Pi-Plate TINKERplate متصل به Raspberry Pi که Raspian را اجرا می کند و ماژول های Pi-Plates Python 3 نصب شده است. بیشتر ببینید در:
2. پنج سیم بلوز نر به نر
3. سروو موتور 9G
4. علاوه بر این ، به مقداری نوار چسب دو طرفه ، مقداری مقوای ضخیم برای پشت پیکان و مقداری کاغذ سفید احتیاج دارید. توجه: ما تصمیم گرفتیم که متر آنالوگ خود را مقاوم تر کنیم بنابراین از یک چاپگر سه بعدی برای نشانگر و مقداری پلکسی گلاس ضخیم برای پشت استفاده کردیم.

مرحله 1: یک اشاره گر بسازید

ابتدا یک نشانگر به طول 100 میلی متر را از مقوا ببرید (بله ما گاهی از متریک استفاده می کنیم). اگر به چاپگر سه بعدی دسترسی دارید ، یک فایل STL در اینجا آمده است: https://www.thingiverse.com/thing:4007011. برای اشاره گر که به نوک تیز بپیوندد ، این مورد را امتحان کنید:

مرحله 2: اشاره گر را به بازوی سروو وصل کنید

پس از ساختن اشاره گر ، از نوار دو طرفه برای اتصال آن به یکی از بازوهای همراه سروو موتور استفاده کنید. سپس بازو را روی شفت فشار دهید.

مرحله 3: پشت را برش دهید

یک تکه مقوا با عرض تقریبی 200 میلی متر و ارتفاع 110 میلی متر برش دهید. و سپس یک برش کوچک 25 میلی متری در 12 میلی متری را در لبه پایینی برای سروو موتور برش دهید. برای جبران محل شفت در سروو ، باید شکاف را در حدود 5 میلی متر در سمت راست مرکز جابجا کنید. در بالا می توانید پلکسی گلاس خود را قبل از برش و برداشتن فیلم محافظ مشاهده کنید. توجه داشته باشید که ما از یک اره برقی و یک Dremel برای برش سطح استفاده کردیم.

مرحله 4: Mount Servo to Backer

در مرحله بعد سروو را با زبانه های نصب در پایین بکشید. از پیچ های نصب کننده که همراه سروو به عنوان پین هستند استفاده کنید تا در جای خود ثابت بماند. در صورت استفاده از مقوا یا مته ای با قطر 16/1 اینچ اگر از چوب یا اکریلیک استفاده می کنید ، ممکن است مجبور باشید از یک مداد تیز برای ایجاد سوراخ در این مکان ها استفاده کنید. توجه داشته باشید که چگونه شکاف خود را بسیار پهن کردیم که منجر به پیچ خوردن شد. سمت راست گم شدن سوراخ و گیر افتادن در شکاف. مثل ما نباشید.

مرحله 5: مقیاس چاپ

مقیاس نشان داده شده در بالا را چاپ کنید. در حالی که محل خطوط عمودی و افقی در اطراف شکاف را یادداشت می کنید ، در امتداد خطوط تیز قطع کنید. از آن خطوط برای ترازوی مقیاس اطراف محور سروو استفاده کنید. یک نسخه قابل بارگیری از این مقیاس را می توانید در اینجا پیدا کنید: https:// pi-plate/downloads/Voltmeter Scale.pdf

مرحله 6: مقیاس را به Backer اعمال کنید

مجموعه بازو/اشاره گر را از شافت سرو جدا کرده و تکه کاغذ را با مقیاس روی مواد پشتی شکاف دار مرحله سوم قرار دهید. آن را طوری قرار دهید که خطوط اطراف بریدگی روی سروو متمرکز شوند. بعد از روشن کردن سروو موتور ، اشاره گر دوباره روشن می شود.

مرحله 7: مونتاژ برق

با استفاده از نمودار بالا به عنوان راهنما ، موتور سروو و "هدایت" را به صفحه Pi-Plates TINKER وصل کنید. پس از مونتاژ متر ، سیم های قرمز و مشکی متصل به بلوک آنالوگ در سمت چپ پروب های ولت متر شما خواهند بود. سیم قرمز را روی پایانه مثبت و سیم سیاه را روی ترمینال منفی دستگاهی که قصد اندازه گیری آن را دارید قرار دهید.

مرحله 8: مونتاژ نهایی / کالیبراسیون

1. پس از ایجاد اتصالات الکتریکی ، مراحل زیر را انجام دهید:
2. رزبری پای را روشن کنید و سپس پنجره ترمینال را باز کنید
3. یک جلسه پایانه Python3 ایجاد کنید ، ماژول TINKERplate را بارگذاری کرده و حالت کانال ورودی/خروجی دیجیتال 1 را به عنوان "سروو" تنظیم کنید. شما باید حرکت سروو را به موقعیت 90 درجه بشنوید.
4. بازوی سروو را روی شفت قرار دهید و اشاره گر مستقیماً در موقعیت 6 ولت به بالا هدایت شود.
5. برای انتقال سروو به موقعیت 0V ، TINK.setSERVO (0 ، 1 ، 15) را تایپ کنید. اگر کاملاً روی 0 فرود نمی آید ، دوباره آن را تایپ کنید اما با زاویه متفاوتی مانند 14 یا 16. ممکن است متوجه شوید که هدایت سروو برای حرکت به جلو و عقب با افزایش کوچک هیچ تاثیری بر روی اشاره گر ندارد - این به این دلیل است در مورد یک مشکل مکانیکی رایج با چرخ دنده ها به نام backlash که در زیر بحث می کنیم. هنگامی که زاویه ای دارید که نشانگر را روی 0 ولت قرار می دهد ، آن را به عنوان مقدار LOW خود یادداشت کنید.
6. برای انتقال سروو به موقعیت 12 ولت ، TINK.setSERVO (0 ، 1 ، 165) را تایپ کنید. مجدداً ، اگر کاملاً روی 12 فرود نمی آید ، دوباره آن را تایپ کنید اما با زوایای مختلف مانند 164 یا 166. هنگامی که زاویه ای دارید که نشانگر را روی 12 ولت قرار می دهد ، آن را به عنوان مقدار HIGH خود یادداشت کنید.

مرحله 9: کد 1

برنامه VOLTmeter.py در مرحله بعد نشان داده می شود. می توانید آن را با استفاده از Thonny IDE در رزبری پای تایپ کنید یا موارد زیر را در فهرست اصلی خود کپی کنید. به خطوط 5 و 6 توجه کنید - این جایی است که مقادیر کالیبراسیون به دست آمده در آخرین مرحله را وصل می کنید. برای ما این بود:

lLimit = 12.0 #مقدار کم ما

hLimit = 166.0 #مقدار بالا ما

پس از ذخیره شدن فایل ، آن را با تایپ کردن: python3 VOLTmeter.py و فشار دادن کلید در پنجره ترمینال اجرا کنید. اگر سیم های پروب شما چیزی را لمس نمی کنند ، نشانگر به مقیاس 0 ولت در مقیاس حرکت می کند. در واقع ، ممکن است سوزن را کمی جلو و عقب ببینید ، زیرا نویز 60 هرتز را از چراغ های مجاور می گیرد. اتصال پروب قرمز به ترمینال 5V +روی بلوک آنالوگ باعث می شود که اشاره گر به علامت 5 ولت روی متر بپرد.

مرحله 10: کد 2

لوله ها را وارد کنید. TINKERplate به عنوان TINK

زمان وارد کردن TINK.setDEFAULTS (0) #بازگشت همه پورت ها به حالت پیش فرض خود TINK.setMODE (0 ، 1 ، 'سروو') #تنظیم پورت I/O دیجیتال 1 برای هدایت سروو محدودیت = 12.0 #حد پایین = 0 ولت hLimit = 166.0 #حد بالا = 12 ولت در حالی که (درست): analogIn = TINK.getADC (0 ، 1) #کانال آنالوگ را بخوانید 1 #داده ها را در محدوده l در محدوده l محدود کنید تا hLimit angle = analogIn*(hLimit -lLimit) /12.0 TINK.setSERVO (0 ، 1 ، lLimit+angle) #تنظیم زمان زاویه سروو. خواب (.1) #تاخیر و تکرار

مرحله 11: جمع بندی

بنابراین ، در آنجا وجود دارد ، ما از فناوری جدید برای بازسازی آنچه در دهه 1950 در هنر مدرن بود استفاده کردیم. با خیال راحت ترازوهای خود را بسازید و آنها را با ما به اشتراک بگذارید

این پروژه به عنوان یک پروژه ساده آغاز شد اما با تصور اصلاحات بیشتر به سرعت افزایش یافت. همچنین ممکن است متوجه شوید که گاهی اشاره گر در نقطه مناسب فرود نمی آید - این به دو دلیل است:

1. یک سری چرخ دنده در داخل موتورهای سروو وجود دارد که وقتی مونتاژ می شوند ، دچار مشکل رایجی می شوند که به آن عکس العمل گفته می شود. در اینجا شما میتوانید اطلاعات بیشتری راجع به آن بخوانید.
2. ما همچنین گمان می کنیم که سروو موتور ما در محدوده کامل خود کاملاً خطی نیست.

برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد عملکرد داخلی سرو موتورها ، این سند را بخوانید. و ، برای دیدن پروژه ها و افزونه های بیشتر برای Raspberry Pi ، از وب سایت ما در Pi-Plates.com دیدن کنید.