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复古未来主义蒸汽朋克技术(下)

第1部分谁知道会有多少个零件Retro-Futuristic-Steampunk技术迷你系列,我们专注于我最喜欢的数码管形式的显示技术之一。我们还展示了一张照片,展示了匈牙利一个废弃发电厂的主控制室,就像你卑微的叙述者一样,它只是散发着风格。

在这张照片中,你可能已经发现了另一种我最喜欢的显示技术——老式模拟仪表——我通常在Hamfests和电子跳蚤市场购买。我真的很喜欢这些小美人的样子和感觉,只要她们是在一定的年龄,因此在使用她们的场合赋予了一种庄严的气氛。

我正在进行的一个爱好项目是我称之为Vetinari时钟的东西,它是以Terry Pratchett的碟形世界系列中的一个角色命名的。Havelock Vetinari勋爵是负责安科-莫波克城邦的贵族,他的候诊室里有一个奇怪的钟。虽然它总体上保持了完全准确的时间,但有时它的滴答声和滴答声不同步(例如,“滴答,滴答……滴答,滴答……”),偶尔它会漏掉一个“滴答”或一个“滴答”。结果,当维蒂纳里勋爵的访客们终于被允许觐见时,他们的神经已经疲惫不堪了。

就我自己对这个设备的解释而言,我决定使用四个模拟表:一个大表表示小时,两个中表表示分和秒,一个小表像一个微型节拍器一样每秒来回摆动。你不会相信我可以花多少时间(有些人可能会觉得“浪费”这个词更合适)考虑诸如前面板布局之类的事情。例如,考虑到我的狡猾的天文钟目前的游戏状态。

Vetinari时钟的前面板布局(图片来源:Max Maxfield)

我很遗憾地说,我从未接受过任何正式的设计培训,但我确实有一种与生俱来的信念,即人们会注意到小事情,尽管是下意识的。例如,观察两个中型表的底部和小型表的顶部与大型表的中心线对齐。另外,上面一组三个拨码开关对准中型表的中心线,下面一组两个拨码开关对准小型表的中心线。

原型前面板(中密度纤维板与一巴掌的油漆)为Vetinari时钟
(图片来源:Max Maxfield)

当然,有必要更换这些仪表的前面板,以便呈现所需的信息。还有一个事实是,许多(也许是大多数)古董仪表配备分流或串联电阻,可能安装在外部或内部。一般来说,这是一个好主意,删除所有这些无关的电阻,然后添加什么你需要回来,但要小心!例如,你不能简单地使用万用表来检查仪表的内阻,因为尝试这样做可能会破坏线圈(成功地使用这些设备需要无数这样的知识)。此外,这些仪表通常呈现为密封单元;打开它们会让灰尘等不必要的颗粒进入。

从好的方面来看,所有这一切的伟大之处在于,使用来自微控制器单元(MCU)的脉宽调制(PWM)输出很容易控制这种仪表,例如Arduino。

使用来自MCU的PWM输出来控制模拟仪表(包括二极管以防止反emf)
(图片来源:Max Maxfield)

我以前说过,我还要再说一遍:“重要的不是你知道什么;重要的是你认识谁。”幸运的是,我被介绍给了杰森·迪克仪器仪表专业.杰森和他的同事们是古董和现代仪表方面的专家,包括修理和修复这些小流氓。

事实证明,在翻新旧的模拟仪表方面有一个小而重要的市场。例如,假设你有一架30年的飞机,其中一个仪表不稳定。你不能简单地跑到当地的电子商店去买一个现代的替代品,因为飞机是用原始类型的仪表认证的。在这一点上,你基本上有三个选择:(a)使用不同的仪表重新认证飞机,这将是非常昂贵和耗时的,(b)四处寻找,绝望地希望找到一个100%相同的替代品,或(c)将不稳定的仪表送到仪器仪表专业部门,并将其恢复到原始状态。

同样的事情也适用于核潜艇和类似的东西,它们是由一组特定的组件组成的,包括模拟仪表。相信我;你真的不想成为那个告诉那些穿着权威的内衣,走在权力走廊上的人,他们将不得不花费惊人的钱来重新启用他们的核电站,只是为了使用现代仪表。

由于命运的某种奇怪的巧合,类似的事情在几年前确实发生过。贾森跟我讲了一个他卷入的核电站事故。似乎,当空间站在大约40年前最初投入使用时,它的所有者深思熟虑地购买了足够多的备件,包括任何仪表,以维持设施的使用寿命。当一些电表的性能最终开始下降时,工程师们从存储库中取回了它们的替代品,然后就遇到了问题。问题仪表前面板上的标注范围从0%到150%不等。说明书上说仪表必须精确到1%,但没有说明这是150%的1%(全力摆动)还是100%的1%(全力摆动的三分之二)。这些仪表符合前者较低的规格,但不符合后者。

为了不冒任何风险,他们把所有的东西都运到了杰森那里,杰森确保仪表满足最严格的规范解释。这包括为每个仪表制作定制面板,其中注释间距的轻微变化被引入,以完美匹配仪表运动中的小非线性。(谁知道米会这么有趣呢?)

我的预测引擎翻新的仪表之一,包括一个更新的面板
(图片来源:Max Maxfield)

长话短说(这真的不是我的强项),我把我的Vetinari时钟的仪表——还有我的幻影和教学预测引擎的仪表——寄给了杰森,他打开它们,清理干净,用我定制的作品替换了面板。Jason还删除了任何现有的串联和分流电阻,并将它们替换为任何所需的每一个仪表,以确保在提供4.5V时充分摆动。

为什么是4.5 V?好吧,我使用的是5V电源,但这可能会有正/负0.1V的变化。此外,如果考虑前面所示的电路,将会有一个与场效应晶体管(FET)相关的小电压降。所以,有0.5V可以玩,允许我包括一个小的分压微调电位器(trimpot)与仪表串联。我从这个三边器的最大值开始,用我的微控制器的100% PWM值驱动仪表,然后逐渐降低三边器值,直到仪表达到全量程偏转。

你说呢?你在自己的爱好项目中使用过老式模拟仪表吗?如果是这样,我很想听听他们的故事,看看照片。如果没有,那么你在这里看到的东西是否会诱使你在未来这样做?一如既往,我欢迎您的评论、问题和建议。

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