Создание аналогового счетчика потребления электроэнергии: 8 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:55

Некоторое время я использовал электросчетчик Kill A Watt (https://www.p3international.com/products/special/P4400/P4400-CE.html) и решил построить аналоговый. Этот проект прошел путь от простого, с однопанельным амперметром и розеткой, до полной шкалы с тремя метрами, цоколем для лампы, клеммами и переключателями для всех выходов. Я также решил обратить внимание на эстетику этого проекта и сделать его в стиле стим-панк. Вместо того, чтобы просто устанавливать пластиковые счетчики, я решил снять механизмы и собрать их в деревянном ящике и сделать свои собственные числа для счетчиков с помощью куска запачканной чайной бумаги и старой пишущей машинки. От простого к сложному Базовая конструкция требует всего 4 компонентов. Шнур, розетка, вольтметр и амперметр. Моя конструкция более сложная, потому что у меня есть два амперметра и три выхода, каждый с независимым переключателем. Вольтметры подключаются поперек, где ток проходит, а амперметры подключаются через путь тока. (См. Рисунок 2). Идея использования эстетики стим-панка означала, что пластиковые датчики с напечатанным фоном не будут работать. Поэтому приходилось разбирать каждую и собирать заново в новом корпусе. Избегание этого шага и установка панельных счетчиков в целости сэкономит значительное количество времени. Другие идеи дизайна Одна из идей состоит в том, чтобы использовать экономичный мультиметр, который часто доступен по цене менее 10 долларов. Нетрудно построить небольшой корпус, добавить вилку или шнур и розетку и соединить систему вместе. Это было бы значительно проще и дешевле. Одним из важных соображений является то, что для измерения напряжения вы должны подключить измеритель поперек, а для измерения силы тока вы должны подключить его. Измерение мощности Измерение мощности напрямую требует дорогостоящего лабораторного оборудования. Поскольку W = V * A, большинство устройств измеряют напряжение и силу тока и умножают их вместе. Одна из идей заключалась бы в том, чтобы иглы вольтметра и амперметра перекрывали друг друга. Мощность можно было прочитать в точке пересечения игл. Самый простой ответ - просто иметь таблицу умножения со строками 110, 115, 120 и 125 для вольт и столбцами от 1 до 15 для ампер.

Шаг 1: материалы

Корпус: доска толщиной 1–1 / 2 дюйма, доска толщиной 12 дюймов X 10–1 / 4 дюйма, доски толщиной 4–3 / 4 дюйма 12 дюймов X 2–1 / 2 дюйма, фанера толщиной 1–3 / 8 дюйма 12 X 10–1 / 4-дюймовые электрические компоненты: Измерители: - Вольтметр переменного тока 0-150 В (https://www.allelectronics.com/make-a-store/item/PMA-150V/150V-AC-PANEL-METER/-/1.html) - амперметр переменного тока 0-5 А (https://www.allelectronics.com/make-a-store/item/PMA-5A/5A-AC-PANEL-METER/-/1.html)-- Амперметр переменного тока 0-15 А (https://www.allelectronics.com/make-a-store/item/PMA-15A/15A-AC-PANEL-METER/-/1.html) Другое: 3 включения / выключения два позиционные тумблеры (по крайней мере, один должен поддерживать два контура) 1 двухпозиционный тумблер вкл / вкл 1 патрон фарфоровой лампы 1 круглая розетка (рекомендуется использовать разъем, используемый для ремонта удлинительного шнура). винты с соответствующими гайками и гайками торцевой крышки 1 - длина латунной трубки, в которую входит вал 2-дюймового болта, но не гайка. Из него будут вырезаны прокладки. 2 - 1-дюймовый латунный болт с гайками и ручками с накаткой, которые хорошо работают как винты с накатанной головкой.

Шаг 2: Инструменты

Корпус Настольная пила (рекомендуется) Фрезерный станок (рекомендуется) Если у вас нет доступа к торговому оборудованию, подойдет прочная и острая ручная пила. зажимы для квадратных труб или стержней, клей для дерева, угольники C - зажимы (уголки и C-образные зажимы помогут обеспечить перпендикулярность во время склеивания) Сверлильный пресс для сборки счетчиков (не обязательно, но настоятельно рекомендуется, так как будет легче делать перпендикулярные отверстия), ручная отвертка для сверл, паяльник, термоусадочная трубка или электрические плоскогубцы с ленточным наконечником, обычные плоскогубцы, небольшой регулируемый гаечный ключ, сверла: (зависит от вашей конструкции, приобретаемых вами метров и размера другого оборудования) разные небольшие размеры для пилотных отверстий и монтажных болтов 1/2 дюйма, бит 7/8 дюйма, бит 1- Сверло с плоским дном 3/8 дюйма Последние штрихи высококачественные бумажные мелкие чернила перо черный чайный пакет бумажные полотенца пишущая машинка (полезно, но не обязательно) сканер / копировальный аппарат это.) Морилка (я использовал Minwax Mohagony, потому что мне нужно было темное покрытие. Для этого проекта будет более чем достаточно самых маленьких банок) маленькая кисточка для морилки

Шаг 3. Создайте корпус

Размеры, использованные для создания этого ящика, составляли 10 1/4 "X 12". Я решил использовать верхнюю часть 12 дюймов, чтобы учесть ширину трех датчиков. Боковые стороны коробки представляют собой простую конструкцию с двумя направляющими 10 1/4 дюйма, в которые нарезаны дадо для более длинных направляющих. Эти рельсы были вырезаны специально по размеру. Дадо и рельсы были разрезаны с помощью настольной пилы, однако острая ручная пила, хорошая разметка и аккуратная резка тоже помогут. склейка. Размеры коробки, которую вы используете, должны быть рассчитаны таким образом, чтобы в ней можно было разместить датчики, проводку, переключатели и розетки. После того, как клей закончится, дадо внизу позволит куску фанеры встать заподлицо. Если у вас нет доступа к маршрутизатору, фанеру можно приклеить прямо ко дну, а края можно закруглить наждачной бумагой или напильником. Последний шаг в создании основы - это отрезать дадо так, чтобы электрический шнур мог пройти через спину. Я рекомендую дождаться завершения сборки панели, чтобы вы знали, где будет находиться шнур.

Шаг 4: Создайте главную панель

Важно построить схему работающего счетчика. Эскиз поможет. Разместите выключатели, счетчики и розетки. После достижения хорошего интервала используйте квадрат для рисования линий. Горизонтальные линии были основаны на том, что выглядело как хорошее расстояние. Первая вертикальная линия проходила на расстоянии 6 дюймов, то есть на полпути. Две другие были на расстоянии 3 1/8 дюйма с каждой стороны, что было достаточно, чтобы вместить метры. Если возможно, просверлите отверстия, начиная с передней части, это поможет избежать разрывов. При сверлении сзади положите заготовку на твердую плоскую поверхность, обеспечивающую ровную опору. Просверливание отверстий: 1. Метры Для измерителя, который я использовал, требовалось отверстие 7/8 дюйма. Оно немного меньше размера, но только на очень небольшое количество, поэтому я отшлифовал его, чтобы компенсировать разницу. После того, как я проделал отверстие, я приклеил и прикрутил кусок на задней панели Панель, которую я использовал, была толщиной 1/2 дюйма, поэтому я использую кусок 1/2 дюйма, чтобы отверстия были достаточно глубокими для размещения метров. Затем я повторно просверлил отверстия диаметром 7/8 дюйма, чтобы они прошли всю путь через. 2. Розетка, патрон лампы и зажимные штыри Розетка на самом деле представляет собой соединитель, используемый для ремонта охватываемого конца электрического шнура. Он устанавливался в отверстие размером 1 3/8 дюйма. Патрон лампы был того же размера. Я использовал свои линии разметки, чтобы просверлить отверстия. После того, как я установил светильники, я вытащил их и использовал высокопрочный эпоксидный клей по всей поверхности и прижал их обратно на место. Крепежные столбы были довольно простыми. Я просверлил отверстие, чтобы разместить стержень болта. Когда мне потребовалось немного больше длины, я просверлил контрштуки с помощью сверла Форстнера. 3: Переключатели Это была самая сложная часть. Toggle переключатели не часто предназначены для установки в толстые материалы, поэтому мне пришлось просверлить контр мойки с помощью сверла Форстнера диаметром 1 3/8 дюйма. Отверстия также потребовали небольшого количества ручного долбления. Советы по сверлению: Чтобы получить отверстия с плоским дном, используйте сверло Форстнера. Точку можно поставить прямо на отметку разметки. Начните с самого большого отверстия, встречной раковины, а затем переключитесь на меньшее отверстие, которое вы собираетесь использовать для сверления насквозь. Таким образом, у вас будет центральная направляющая точка для обоих отверстий. Биты Форстнера рекомендуется использовать только со сверлильным станком, поскольку они предназначены для использования только под углом 90 градусов, а не под углом. Тем не менее, я использовал их с ручной дрелью, работающей на твердой поверхности, с надлежащим рычагом и с большой осторожностью.

Шаг 5: Защитите счетчики

Это было достигнуто путем установки куска акрила поверх датчиков. Целесообразно подготовить это перед установкой счетчиков. Чем меньше будет проведено сверление, пиление и регулировка после выполнения чувствительных движений, тем лучше. 1. Вырежьте акрил. Это был остаток старого компьютерного корпуса, который я обрезал до нужного размера на настольной пиле. Этот материал можно купить в большинстве хозяйственных магазинов, и они часто разрезают его за вас. Просверлите отверстия. Проверьте свою компоновку, чтобы крепления не мешали счетчикам и не располагались слишком близко к бокам коробки. Начните с просверливания акрила. Затем поместите его на переднюю панель и просверлите отверстия в древесине. Вставьте крепежные болты. 4. Вырежьте распорки из латунной трубки. Небольшой кусок латунной трубки можно отрезать вращающимся инструментом или ножовкой. Это позволит разместить счетчики. 5. Поместите акрил 6. Используйте гайки, чтобы удерживать акрил на месте7. Используйте вращающийся инструмент или ножовку, чтобы отрезать лишнюю длину от болтов. Постарайтесь отрезать одинаковое количество с каждого из них, оставив небольшое количество для гайки с закругленным концом. 8. Напилите конец и накрутите гайку с закругленным концом. 9. Как только вы будете удовлетворены, удалите акрил и отложите его в сторону. тогда вы можете установить свои счетчики.

Шаг 6: переделайте счетчики

Это самая сложная и деликатная часть проекта. 1. Осмотрите счетчик. Откройте счетчик, внимательно осмотрите его и определите, как лучше двигаться дальше. Все счетчики, которые я купил на сайте allelectronics.com, были от одного производителя, поэтому все они имели одинаковые внешние корпуса, крепежные винты и базовую конфигурацию. 2. Разобрать счетчик.: После снятия передней крышки, лицевой панели и задней части счетчика я открутил механизм от корпуса и потянул вперед. Все три этих измерителя содержали необходимую электронику в задней части измерителя у соединительных штырей. Я перерезал провода, оставив достаточно с каждой стороны, чтобы их можно было подключить позже. 3. Снимите втулку с корпуса счетчика. Цилиндрическая втулка, показанная на рисунке 3, снимается с трудом. Выньте механизм и аккуратно отложите его в сторону, прежде чем протолкнуть его. 4. Установите втулку в новую приборную панель. Отверстие, необходимое для этих счетчиков, было немного больше 7/8 . Для их установки потребовалось небольшое количество шлифовки. Важно добиться плотной посадки, поэтому не допускайте попадания песка. Как только будет достаточно зазора, используйте кусок металлолома. дерево и молоток, чтобы вставить их на место. 5. Просверлите второе отверстие рядом с втулкой. При осмотре счетчика вы заметите, что провод, прикрепленный к передней части механизма, проходит не через втулку, а рядом с ней. Просверлите небольшое отверстие, чтобы пропустить эту проволоку. Не ставьте его прямо на одной линии с монтажным отверстием, так как это помешает вам правильно установить механизм. См. Изображение 4. 6. Переустановите механизм. Это очень деликатно и абсолютно необходимо. необходимо, чтобы движение было отцентрировано во втулке и было идеально перпендикулярно. В противном случае оно будет заедать. Удерживая движение на месте, осторожно постучите по игле, чтобы она свободно перемещалась с одного конца на другой. Если она застрянет в любой точке, вам необходимо Отрегулируйте. С помощью куска дерева просверлите пробное отверстие. немного и посмотрите, как подходит крепежный винт от счетчика. Хотя винт предназначен для металлической резьбы, пилотное отверстие в твердой древесине подойдет. Используйте сверло, которое вы сочтете наиболее подходящим, чтобы просверлить отверстия для крепления механизма. Будьте осторожны на этом этапе. Если ваши отверстия немного смещены, их будет очень сложно отрегулировать. 7. Установите заднюю часть измерителя. Задняя часть измерителя с разъемами и необходимой электроникой должна быть прикручена (Изображение 6), чтобы провода можно было повторно подсоединить, и перемещение сборки не создавало напряжения на проводах, которые могли бы повредить механизм или вывести его из строя 8. Снова подсоедините провода. Просто подсоедините правильные провода. Важно, чтобы у вас была правая спина, связанная с правильным движением. Как вы можете видеть на изображении 6, измеритель 5 А и измеритель 15 А имеют провода одного цвета. Я использовал небольшое количество припоя и термоусадочную трубку, чтобы соединить провода вместе. (изображение 7)

Шаг 7: Подключите детали

Используйте схему подключения, чтобы определить, что и где прикрепить. Убедитесь, что у вас нет оголенных проводов. Сохраняйте разумную длину соединительных проводов, вы хотите, чтобы у вас было место для работы, но не мешала лишняя длина. Как только вы закончите, вернитесь и проследите свои провода, чтобы убедиться, что они ведут в нужное место и правильно подключены.

Шаг 8: добавьте завершающие штрихи

1: Сделайте панель для задней части счетчиков. Поместите лист бумаги за иглы счетчиков и отметьте нулевую точку каждого счетчика. Затем проследите задние пластины, которые поставлялись с измерителями, на бумаге. Я использовал пишущую машинку, чтобы напечатать числа на бумаге, и ручку с тонким наконечником, чтобы затемнить линии. Когда бумага будет готова, создание копии - хороший способ получить резервную копию, если она вам понадобится. Чтобы состарить бумагу, намочите пакетик черного чая, а затем промокните им бумагу. Вытрите излишки воды бумажным полотенцем и дайте ему высохнуть. Плотная бумага будет скручиваться, поэтому рекомендуется положить ее на ровную поверхность и положить на нее несколько тяжелых книг. 2: Окрашивание дерева Я использовал темную морилку, потому что я чувствовал, что она хорошо сочетается с латунной фурнитурой. Если можете, я настоятельно рекомендую окрасить корпус перед сборкой. Это значительно упростит задачу. 3: Сборка корпуса: Прикрепите кусок фанеры к прорези в виде кролика в нижней части корпуса и прикрепите переднюю панель с помощью двух латунных петель. Прикрепите бумагу с помощью аэрозольного клея. Это хорошо работает, потому что равномерно покрывает площадь. Если вы используете другой клей, обязательно нанесите его полностью, чтобы не было комков. Распыляемый клей высыхает очень быстро, поэтому после распыления бумаги не распыляйте древесину, так как клей может повредить счетчики, немедленно нанесите его на дерево и разгладьте линейкой или скребком для краски.