General
Banner
Home | Artikelen | English

Algemene werking | Behuizing |Electronica | PIC programmering | Visual Basic programma

 

Het bouwen van een instrument met één wijzer.

Ik heb zo wat de smaak te pakken. Het zelf bouwen van analoge instrumenten voor Fligth Simulator is een fijne bezigheid die enorm veel voldoening schenkt, zeker als het allemaal een beetje lukt.
In een vorig artikel beschreef ik de bouw van een twee naaldig instrument dat aangestuurd werd door twee stappenmotoren. De bouw van dit 1 naaldig instrument wordt echter op een andere manier aangestuurd, namelijk door een air-core. De communicatie met het instrument loop echter wel parallel met het vorige.

Wat is nu eigenlijk een air-core en waar vind je zulke dingen.
De meeste onder jullie zullen het nu wel in Keulen horen donderen zeker. Maar toch kom je bijna dagelijks met deze dingen in aanraking, zij het onder verborgen vorm. Het zit namelijk in het dashboard van je wagen. De meeste instrumenten zoals benzine meter, temperatuur meter, zelfs RPM meter worden aangestuurd door deze kleine zeer stabiele motortjes.
Een air-core is eigenlijk een complexere vorm van magnetische spoelen.
Het bestaat uit een magnetische kern die omringd wordt door twee over elkaar liggende, gekruiste windingen.

techaircore1

Door nu een stroom te zetten op een van de twee windingen verandert het magnetische veld en wordt de magnetische kern gedwongen zich te verplaatsen.
Wanneer je nu via een sinus, cosinus beweging stroom over de twee windingen laat gaan kan je de naald perfect positioneren met een ongekende precisie. Dit is de analoge benadering.
Je kunt dit ook digitaal gaan bewerkstelligen door puls breedte modulatie (Pulse Width Modulation).  De truc hierbij is dat je het digitale signaal zo snel kan aan en af zetten zodat de beweging enkel reageert op de gemiddelde waarde van het signaal.
Even een voorbeeld ter verduidelijking.

Op 20% van de tijd: gemiddelde voltage = 0.20 * 5 volt = 1 volt

diagram1

Op 80% van de tijd: gemiddelde voltage = 0.80 * 5 volt = 4 volt

diagram2

Dit laatste gaan we toepassen in ons instrument. Daar we weer gebruik makende van een PIC (Programmeerbare IC) het instrument digitaal zullen aansturen.
Hoe kom je nu aan een air-core. Zoals boven al vermeld zit dit in het dashboard van een wagen.  Ik ben dus naar een garage gegaan en heb daar gevraagd of ze nog ergens geen oud dashboard liggen hadden klaar voor de sloop. Zonder enig probleem kreeg ik er een.
Ik heb het dan gesloopt en er drie air-cores uitgehaald.
Na het naderbij bekijken van de aansluitingsdraden bemerkte ik dat er maar drie uitgangen bedraad waren. Ze hadden namelijk twee draden ( GND) met elkaar verbonden aan één uitgang. Dit kon ik echter niet zo gebruiken daar de opzet van het schema anders is.
Ik heb dan de air-core gemodificeerd door de gezamenlijk draden uit elkaar te halen en ze afzonderlijk aan een uitgang te verbinden. Zo kreeg ik dan twee afzonderlijke spoelen.
Hiermee kunnen we dan aan de slag. Vooraleer alles aan te sluiten kan je een volgende test doen om te zien of de air-core wel goed werkt. Vooreerst test je met een ohmmeter of de twee spoelen wel goed van elkaar gescheiden zijn. Je meet de weerstandswaarde van beide spoelen.  Deze zouden ongeveer voor elk spoel even groot moeten zijn. Als dit OK is kan je 5v op het eerste spoel zetten en de air-core zou nu moeten bewegen. Je kunt dit herhalen met de tweede spoel. Je zult zien dat de naald zeer snel zal bewegen. Na deze test kan je er zeker van zijn dat dit exemplaar goed zal werken.

Top

De behuizing:

Naar analogie van het vorige instrument bouwen we de behuizing van het nieuwe instrument.  Het geheel bestaat uit aluminium plaat van 1,25 mm, doorzicht acryl plaat van 3 mm en 6 mm, draadstang van M3 en verschillende buisjes met een diameter 4mm.

techair2

Top

De electronica :

Het geheel bestaat uit een communicatiechip (MAX489CPD), een PIC (16F628-20),
een voltregulator (7805) en een spoel driver (L293D).  Daarbij nog de nodige weerstandjes, condensatoren en een kristal en de zaak is klaar. Dit alles kan op een klein printplaatje van 82mm op 82mm gesoldeerd worden. Voeg hierbij nog een 15 pins connector en het geheel is klaar.

Top

PIC programma en Visual Basic programma:
Dit alles gebeurt op dezelfde wijze als bij het vorige instrument. Enkel is de firmware van de PIC niet zo uitgebreid als bij het stappenmotor instrument.

Het eindresultaat ziet er dus als volgt uit.

hydr1

Deze hydraulische gauge voor de flaps zal samen met nog een hydraulische gauge voor de gear. Aan de rechterzijde gemonteerd worden.  Dit ter vervolledigen van de analoge instrumenten in de cockpit.

Met dit type instrument kan je dus alle 1 naaldige instrumenten bouwen die niet meer dan 320° bewegingshoek hebben.  Dus een airspeed indicator,vertical speed indicator, enz.

We kunnen nu dus zowat alle instrumenten gaan nabouwen met de twee omschreven instrumenten. Voor de handige Harry’s onder u zeker een goed alternatief .  Zeker niet zo duur als al het commerciële spul op de markt en veel veelzijdiger, doordat je zelf de wijzerplaten kan ontwerpen.  Natuurlijk het programmeren is dan weer iets lastiger.

Top

< Vorige | Home | Artikelen | Volgende >

 

© Verley Jan 2007-2017 original text from 2006