描述

*有關構建過程、我遇到的問題等的所有詳細信息，請參閱下面的視頻。

理念

基本上，我希望能夠使用微控制器控制電位器。有幾個選項可以實現這一點。

• 數字電位器 IC。這里的問題是，除了數字控制之外，我還想要一個用戶可以轉動的物理旋鈕。
• 現成的電動電位器。它們確實存在，但我只能以 1 的價值在庫存中找到它們，這不是很有用。

我決定我需要想出自己的解決方案 - 將標準電位器連接到電機并旋轉它。但同樣，有一些考慮。

首先，控制電位器位置的最佳方法是什么？您可能首先會想到伺服，它可以工作，但同樣，它并沒有達到我想要的效果。當伺服器通電時，它總是試圖保持一個位置，這意味著用戶將無法違背伺服器的意愿轉動旋鈕。

當然，您可以連接一個開關電路以在伺服達到目標后禁用它。但是你有另一個問題。微控制器如何知道現在有人轉動了電位器？默認情況下，伺服系統不提供有關其位置的反饋。

因此，考慮到這一切，我開始設計 - 將 2 個電位器連接到直流電機。一個可用于模擬電路，另一個可用作分壓器，提供位置反饋。然后你堅持PID控制，瞧，你可以把罐子送到你想要的任何位置，你可以讀取手動控制設置的位置。

機械設計

我決定使用齒輪來連接電機和兩個電位器。我為每個鍋使用了 42 個齒輪，為電機使用了 10 個齒輪。因此，電機大約旋轉 4 圈等于電位器旋轉 1 圈。事實證明，我選擇的廉價電機很難轉動這個負載（稍后會詳細介紹），但事實證明，4:1 的比例是我能用我現有的零件得到的最好的。

現在，您可能在想 -等一下，沒有辦法將齒輪連接到電位計上。嗯，這是正確的。所以我不得不即興發揮。我從電位器上取下底部外殼并粘上 10 齒齒輪，它恰好幾乎完全適合鍋底的塑料。然后我在金屬外殼上切了一個孔，讓這個齒輪穿過并放回原處。不過，這個齒輪不是用來轉動東西的。它幾乎沒有穿過基地。相反，它提供了一個 2 毫米的孔來添加軸，這是您實際用于旋轉的其他塑料齒輪的標準尺寸。

用兩個罐子都這樣做，然后將所有東西安裝在一個盒子里，這樣齒輪就可以互鎖了。注意：我用它來將電機安裝到外殼的側面。我還制作了一個角支架，將其中一個鍋安裝在箱子內——如果外面有 2 個旋鈕做同樣的事情，用戶會感到困惑！

接線

我使用 Sparkfun 電機驅動器雙向驅動電機。見下圖。

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軟件

在 git 存儲庫中找到代碼。我編寫了自己的 PID 庫，您可以免費使用，盡管我知道人們喜歡使用其他可用的庫。

我寫了一個簡單的程序來讀取控制鍋的位置。用戶可以通過串口發送字符's'，當前位置將被保存。然后用戶可以根據需要再次手動移動花盆。他們還可以發送字符“a”，然后鍋將被電機移回保存的位置。一旦達到設定范圍內，電機將停止并再次進行手動控制。

我提到電機很難轉動這個負載。因此，我硬編碼了轉動電機所需的最小 PWM 值。當然，PID 控制器有時會計算出低于此最小值的值。這意味著我破壞了 PID 計算。因此，在這個系統中，一定量的過沖是不可避免的。我嘗試進行一些機械更改，如下面的視頻中所述，以克服這個問題，但我無法成功使用可用的部件。最后，我決定就我的目的而言，過沖不是什么大問題。

更新的機械設計

我發布這個項目已經有幾個星期了，我決定重新審視它并改進設計。我記得那里已經有雙聯電位器了——兩個電位器連接到一個軸上。使用其中之一消除了我最初設計的 1/3。我只需要一個雙聯鍋和一個馬達。

選了Bourns牌的鍋，發現底部是一個六角孔。

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所以我建模并 3D 打印了一塊適合該孔的部件，并且它有自己的固定裝置，可以插入一個 2mm 的軸來添加齒輪。

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