ラズベリーPIでビンテージHP XYレコーダーを復元する

しっかりとした構造、エレガントなデザイン、および高精度の出力。むかしむかし、ヒューレット・パッカードは、働くエンジニアに愛されたテストと測定機器を作成しました。確かに、あなたの足にそれらの赤ちゃんの1人を落とし、あなたは壊れたつま先を見ていました。しかし、それは信頼性といくつかのキャラクター構築に対して支払うためのわずかな価格です。だから、私が最近、1970年代初頭のHP 7041A XYレコーダーに出会ったとき、両親の屋根裏部屋を片付けている間、私はそれを再び稼働させることができるかどうかを確認しなければならないことを知っていました。

XYレコーダーとプロッターの違いは何ですか？

XYレコーダーは、デジタルコンピューターの出力をプロットするプロッターとは対照的に、アナログ機器からのデータをリアルタイムでチャートするように設計されています。基本は同じです。ペンを上げて下げるメカニズムがあり、ページをページの表面に移動するモーターがあります。大きな違いは、プロッターが通常、デジタルコマンドを使用してペンの動きを制御し、レコーダーのペンの動きはアナログ電圧入力によって制御されることです。

ですから、私がする必要があるのは、HPレコーダーに適切な電圧を与えることだけで、私が望んでいたものは何でも描くことができました！私のやり方で立っていた障害はわずかでした。

レコーダーインターフェイスにより、RaspberryPiに書かれたPythonコードが許可されます [bottom right] プロッターのxおよびy軸に必要なさまざまな範囲を満たすために、上下にレベルシフトするアナログ信号を作成します。 ジェームズ・プロボスト

私の両親の屋根裏部屋はアイルランドにいて、13キログラム、48 x 36 by-17センチメートルのベヒーモスを私のスーツケースに取り付けて、NYCへのフライトのために私のスーツケースに収まるので、最初の障害は家に帰ることでした。約300米ドルの梱包材料と送料がその問題を解決しました。私は、eBayから同様のビンテージレコーダーを入手するのと比較して、ゲームの財政的に少し先を行っていました。 （バンタムにとって公平を期すために、そのプロッターは、はるかに幅広いペンを処理できる洗練されたプラグアンドプレイデバイスです）。

2番目の障害は、レコーダーが機能しなかったことです。家に帰ったら、それを発見しました y-axisは、コントロールパネルのノブを使用して手動で調整できますが、 x– 軸は死んでいた。ペンを上げて下げるためのメカニズムは、弱い不機嫌な音を作り、かろうじてひきつりました。

「HPモデルのボートのアンカーを家に出荷するためにたくさんのお金を費やしたのですか？」

私はケースを開きました。これは、フィリップスドライバーでの迅速な作業でした。奇妙なセキュリティネジ、接着剤、壊れやすいプラスチックなし、黄色のステッカーは、保証が無効になり、あえて内を見ると沸騰すると警告します。内部に美しくレイアウトされた印刷回路板で、私は明らかに工場のインストールの一部ではないいくつかの抵抗器を見つけました。それらは修正または修理でしたか？後者の場合、彼らが成功した場合、またはHPモデルのボートアンカーを家に出荷するためにたくさんのお金を費やした場合は？また、レコーダーの背面にある40ピンのインターフェイスコネクタが、信号を制御するために接続されることになっていることを知りませんでした。

これらの問題はすべて、eBayでレコーダーのマニュアルを見つけたときに解決しました。ああ、なんてマニュアル。操作手順だけでなく、レコーダーを完全に分解して元に戻すための詳細な図。すべてのコンポーネントをリストし、回路基板の写真とGateFoldsの電子概略図をリストしました。また、工場の設定とは異なる電圧範囲を測定したい場合は、回路を変更するための方向が含まれています。抵抗器を抽出します ここ そして そこには そして、いくつかの新しいものにはんだ付け。これは、私が見つけた抵抗を説明しました。ライセンスとソフトウェアが、交換用コンポーネントを単にプラグインすることを禁じた世界では、顧客がはんだ鉄を分割することを奨励する大手企業の考えは気が遠くなることです。

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すぐに、いくつかのインストルメントオイル、シリコングリース、キムワイプの適用には x– 軸とペンリフターが再び動作します。レコーダーのコネクタに可変電源を接続し、 ゆっくり それに応じてペンホルダーの動きを見て、電圧を上げました。これにより、レコーダーの入力範囲を決定することができました。 y-axis、および0〜5 Vの x-axis、それぞれ25 cmと38 cmの動きをカバーし、約0.2ミリメートルの精度。

次のステップは、インターフェイスを構築することでした。マイクロコントローラーには多くの場合、デジタルからアナログの機能が組み込まれていますが、多くの場合、真のアナログ出力ピンは1つだけです。 2つ必要でした。パルス幅変調のような手法により、複数のピンにアナログ風の電圧を出力できますが、通常は8ビット解像度または256個の異なる電圧レベルのみを使用できます。レコーダーの精度に合わせて少なくとも1,900レベルが必要でした。

Raspberry Piは、拡張「HAT」とI2Cコネクタを介して指揮された2つの12ビットのデジタルからアナログコンバーターを使用して、0〜3.3ボルト制御信号を作成します。これらは、電圧分割器とアンプを使用してそれぞれ0〜1Vおよび0〜5 Vの範囲にシフトされ、ペンを5レベルに上げて下げる3.3-Vデジタル信号を変換するために使用されるロジックゲートが使用されます。ジェームズ・プロボスト

そこで、私は2つの$ 5 Adafruit MCP4725ブレイクアウトボードを購入しました。これらは、12ビットのデジタルからアナログのコンバーター（4,096個の異なるレベルを提供する）であり、I2Cシリアル接続を介して制御され、2つのボードが同じI2Cバスを共有できます。私はそれらを$ 6.60 Sparkfun QWIIC HATで引き出しから釣り上げたRaspberry PIモデルB+ Iに接続しました。

DACSは0〜3.3 Vの範囲の信号を出力したため、電圧分割器を介して1つのボードの出力を送信して、 y-軸。のために x-axis、私はPiから5Vピンで駆動して、他のボードの出力をLMC6484アンプを介して供給し、それを0から4.8 Vまで上げますが、それは完全な範囲ではありませんが、より洗練されたインターフェイスを思いつくまでそれを行います。 PIのGPIOピンの1つからペンを上げて下げる信号を持ち込み、74LS08とGATE ICを渡して、安価で陽気な3.3〜5Vデジタルレベルのシフターとして使用しました。

次に、PIにコードを書き、プロッターをそのペースに掲載し、circuitPythonで記述されたパラメトリック方程式を使用して渦巻くハイポコイドやその他の幾何学的曲線を描きました。最終的に、PIをHP-GLなどのプロッター制御言語で記述したコマンドを受け入れて翻訳することが可能であるはずです。次に、Inkscapeのようなソフトウェアを描くことからベクトルグラフィックとテキストをプロットすることができます。しかし、今のところ、私は私の横に私の横にハミングして、ハレとボリュームのあるものを持ち、長持ちするように構築されただけでうれしいです。