استعادة مسجل HP XY عتيق مع Raspberry Pi

البناء الصلب ، والتصميم الأنيق ، والإخراج عالي الدقة. ذات مرة ، قامت Hewlett-Packard بإجراء معدات اختبار وقياس كانت محبوبة من قبل مهندسي العمل. بالتأكيد ، قم بإسقاط أحد هؤلاء الأطفال على قدمك وكنت تنظر إلى إصبع القدم المكسور. ولكن هذا سعر ضئيل لدفع ثمن الموثوقية وبعض بناء الشخصيات. لذلك عندما واجهت مؤخرًا مسجل HP 7041A XY في أوائل السبعينيات أثناء إزالة علية والديّ ، عرفت أنه كان علي فقط معرفة ما إذا كان بإمكاني الاستيلاء عليها وتشغيلها مرة أخرى.

ما هو الفرق بين مسجل XY ومخططه؟

تم تصميم سجلات XY لرسم البيانات من الأدوات التناظرية في الوقت الفعلي ، بدلاً من المتآمرين ، والتي ترسم مخرجات أجهزة الكمبيوتر الرقمية. الأساسيات هي نفسها: هناك آلية لرفع وخفض القلم ، والمحركات لتحريك القلم عبر سطح الصفحة. الفرق الكبير هو أن المخطط يستخدم عادة الأوامر الرقمية للتحكم في حركة القلم ، في حين يتم التحكم في حركة قلم المسجل بواسطة مدخلات الجهد التناظرية.

لذلك كل ما احتاجه هو إطعام مسجل HP الفولتية الصحيحة ، ويمكنني رسم أي شيء أردت! فقط بعض العقبات وقفت في طريقي.

تتيح واجهة المسجل رمز Python مكتوب على Raspberry Pi [bottom right] لإنشاء إشارات تمثيلية يتم تحويل المستوى لأعلى ولأسفل لتلبية النطاقات المختلفة التي يتطلبها محور X- و Y-. جيمس بروفوست

كانت العقبة الأولى هي الحصول على الشيء إلى المنزل ، لأن علية والدي كانت في أيرلندا وتناسب 13 كيلوغرام ، 48 في 36 إلى 17 إلى 17 مئوية في حقيبتي لرحلي إلى مدينة نيويورك لم يحدث. حوالي 300 دولار أمريكي في مواد التعبئة ورسوم الشحن حلت هذه المشكلة ، وكنت لا أزال متقدمًا قليلاً عن اللعبة مالياً مقارنة بالحصول على مسجل عتيقة مماثل من eBay ، وقبل شراء A Nextdraw Nextdraw أدوات جديدة مع منطقة رسم مماثلة. (لكي نكون منصفين على Bantam ، فإن المتآمرين عبارة عن أجهزة توصيل ولعب أنيقة يمكنها التعامل مع مجموعة أوسع من الأقلام).

كانت العقبة الثانية هي أن المسجل لم ينجح. بمجرد وصولي إلى المنزل ، اكتشفت أن ذ-يمكن ضبط المحور يدويًا باستخدام مقبض على لوحة التحكم ، ولكن x-لقد مات المحور. جعلت آلية تربية وخفض القلم صوتًا ضعيفًا وكادًا.

“هل أنفقت للتو الكثير من المال لشحن مذيعة قارب HP النموذجية؟”

لقد فتحت القضية ، التي كانت تعمل سريعة مع مفك البراغي فيليبس – لا توجد مسامير أمان غريبة ، لا غراء ، لا بلاستيك هش ، لا توجد ملصقات صفراء تحذر من أن الضمان الخاص بك سوف يتم تعبئة وربما تحصل على غلاهة إذا تجرأت على النظر إلى الداخل. على ألواح الدوائر المطبوعة بشكل جميل ، رصدت بعض المقاومات التي لم تكن جزءًا من تثبيت المصنع. هل كانوا تعديلات أو إصلاحات؟ إذا كان الأخير ، لو نجحوا أو لو كنت قد أنفقت الكثير من المال لشحن مذيعة قارب من طراز HP؟ ولم يكن لدي أي فكرة كيف كان من المفترض أن يتم توصيل موصل واجهة 40 دبوسًا في الجزء الخلفي من المسجل للتحكم في الإشارات.

تم حل كل هذه المشاكل عندما وجدت دليل المسجل على موقع eBay. أوه ، يا له من دليل. ليس فقط تعليمات التشغيل ، ولكن الرسوم التوضيحية التفصيلية لأخذ مسجل منفصلة تمامًا ووضعه معًا. أدرج كل مكون ، مع صور لوحات الدوائر والخطط الإلكترونية على البوابة. وشملت اتجاهات لتعديل الدوائر إذا كنت ترغب في قياس نطاقات الجهد المختلفة عن إعدادات المصنع – استخراج المقاوم هنا و هناك و Solder في بعض جديدة. هذا أوضح المقاومات التي رصدتها. في عالم حيث تمنع التراخيص وأقفال البرامج الأشخاص ببساطة من توصيل مكون بديل ، فإن التفكير في شركة رئيسية تشجع عملائها على تحريك الحديد الذي يحير العقل.

ذات الصلة: لماذا يجب أن نحارب من أجل الحق في إصلاح إلكترونياتنا

قريبا ، كان تطبيق بعض زيت الأدوات ، شحم السيليكون ، وكيمويبس كان x-المحور ورافع القلم العمل مرة أخرى. قمت بتوصيل مصدر طاقة متغير إلى موصل المسجل و ببطء جلبت الجهد لأعلى عندما شاهدت حامل القلم يتحرك استجابة. سمح لي ذلك بتحديد نطاقات إدخال المسجل ، والتي تبين أنها من 0 إلى 1 فولت ل ذ-المحور ، من 0 إلى 5 فولت x-المحور ، الذي يغطي 25 و 38 سم من الحركة ، على التوالي ، بدقة حوالي 0.2 ملليمتر.

كانت الخطوة التالية هي بناء واجهة. على الرغم من أن المتحكمين في كثير من الأحيان يكون لديهم إمكانات رقمية إلى أخرى مدمجة ، إلا أن هناك غالبًا دبوس إخراج تمثيلي حقيقي واحد فقط. كنت بحاجة إلى اثنين. من شأن تقنية مثل تعديل عرض النبض أن تتيح لي إخراج الجهد التناظري على دبابيس متعددة ، ولكن عادةً مع دقة 8 بت فقط أو 256 مستويات جهد مميزة. كنت بحاجة إلى 1900 مستوى على الأقل لمطابقة دقة المسجل.

يستخدم Raspberry Pi “HAT” التوسع ومحولات رقميان رقمي إلى آخر 12 بت تم توجيههما عبر موصلات I2C لإنشاء إشارات التحكم من 0 إلى 3.3 فولت. يتم نقل هذه إلى 0- إلى 1-V و 0- إلى 5-V باستخدام مقسم الجهد ومكبر للصوت على التوالي ، بالإضافة إلى بوابة منطقية تستخدم لتحويل إشارة رقمية 3.3-V التي ترفع وتقلل من القلم إلى مستوى 5-V.جيمس بروفوست

لذلك اشتريت اثنين $ adafruit MCP4725 لوحات الاختراق. هذه محولات رقمية إلى أخرى من 12 بت-كلها توفر 4،096 مستوى متميزًا-يتم التحكم فيها عبر اتصال تسلسلي I2C ، ويمكن لمجلستين مشاركة نفس حافلة I2C. لقد قمت بتوصيلها بنموذج Raspberry Pi B+ I من الدرج عبر قبعة Qwiic بقيمة 6.60 دولار.

وضعت DACs إشارة في نطاق 0 إلى 3.3 فولت ، لذلك أرسلت إخراج لوحة واحدة من خلال مقسم الجهد لخفضها إلى 0 إلى 1 فولت ل ذ-محور. ل x-المحور ، لقد أطعمت ناتج المجلس الآخر من خلال مضخم LMC6484 ، مدعوم من دبوس 5-V من PI ، لتوصيله إلى 0 إلى 4.8 فولت-ليس تمامًا النطاق الكامل ، لكنه سيفعل حتى أتوصل إلى واجهة أكثر تطوراً. لقد أحضرت إشارة لرفع القلم وخفضه من أحد دبابيس GPIO من PI ، مروراً به من خلال 74LS08 و Gate IC يستخدم كصاحب رقمي رخيص ومبهج من 3.3 إلى 5 فولت.

بعد ذلك كتبت رمزًا على PI لوضع الرسم من خلال خطواته ، باستخدام المعادلات البارامترية المكتوبة في CircuitPython لرسم انتقادات دوامة وغيرها من المنحنيات الهندسية. في نهاية المطاف ، يجب أن يكون من الممكن أن تقبل PI أوامر ترجمة أوامر مكتوبة بلغة مراقبة الراسخة مثل HP-GL. ثم سأتمكن من رسم الرسومات المتجهة والنصوص من رسم البرامج مثل Inkscape. لكن في الوقت الحالي ، يسعدني فقط أن أتعامل مع المسجل الخاص بي بجانبي ، وهو هيل وليمي ومبني حتى يدوم.