【本期简介】

• ‍《行星齿轮系温度计》是一个集合了行星齿轮结构与电子控制的温度显示装置；

• 结构部分依然采用了激光切割工艺；

• Arduino作为主控制器，负责温度（LM35）的采集以及马达的控制；

• 打开电源后装置首先进行自动复位，然后会根据当前室温走到对应的刻度数值上；

• 如果外部温度发生变化，我们可以看到整个行星齿轮系会协同运转；

• 本期为大家分享装置的程序设计、电路连接以及内部结构原理。

【温度计视频】

【温度计动画】

【温度计照片】

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【材料清单】

制作这样一个温度计看一看我们都用到哪些材料和电子器件。

主控板

我们选择一块Arduino兼容板作为整个系统的主控电路板，作为系统的大脑它的主要作用是采集环境温度并控制马达旋转到正确的温度数值上。

IO扩展板

在我们的主控板Arduino中仅提供了有限的5V和GND引脚，但是在实际的电路连接中几乎每一个与Arduino相连的传感器或控制模块都需要一组5V和GND引脚，有了这个扩展板可以大大方便我们的电路连接。

温度传感器

这个传感器的作用是感知外部温度，并将温度转化为电压值，Arduino通过读取传感器返回的电压数值就可以计算出当前环境的温度。

马达控制模块

在我们的温度计系统中有一个TT马达，马达负责带动一组齿轮旋转。

TT马达

马达的主要作用就是在Arduino的控制下带动齿轮组进行旋转。

码盘计数模块

使用码盘计数模块的目的是可以准确知道温度计当前显示的温度数值，每变化一个温度数值码盘计数也会变化一个数值。

限位开关

温度计启动后首先进行自动复位，进行复位的目的是让温度计回到刻度的原点，这就好像进行百米赛跑运动员必须要从起跑线的位置出发成绩才是有效的，而这个限位开关的作用就像是一个裁判员，是否符合起跑条件都是由他说了算，如果裁判员认为你的起跑位置犯规，那么后面取得的成绩（温度）将是无效的。

限位开关在我们的设计中经常充当裁判或哨兵的作用。

系统电池

使用9V锂电池作为系统的电源。

激光切割机

拥有一台激光切割机是我们“随心所欲”的前提，就不多说了，如何做到随心所欲就请看下图，阅读《激光切割 入门篇》。

【硬件连接】

我们这里依然采用老办法，首先为各个模块中使用到的引脚命名，然后通过一张导线连接表来介绍硬件的连接方法。

导线连接表如下：

• T.S → A.A0

• T.VCC → A.5V

• T.GND → A.GND

• C.OUT → A.PIN2

• C.VCC → A.5V

• C.GND → A.GND

• MC.VM → A.5V

• MC.VCC → A.5V

• MC.GND → A.GND

• MC.O1 → M.A

• MC.O2 → M.B

• MC.PWMA → A.PIN6

• MC.IN2 → A.PIN4

• MC.IN1 → A.PIN3

• MC.EN → A.5V

• S.3 → A.PIN5

• S.1 → A.GND

• K.1 → B.+

• K.2 → A.VCC

• B.- → A.GND0

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【结构原理】

这里主要看一下温度计的机构部分与电子部分是如何配合起来的。

行星齿轮机构

上图是我们温度计中使用到的行星齿轮机构，主要了解一下在行星齿轮结构中各个齿轮的名称（太阳齿轮、行星齿轮以及齿圈）。

机械与电子的配合

通过上图我们就可以了解到《行星齿轮系温度计》的内部工作原理。

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【程序截图】

程序的编写采用图形化编程工具Mixly，程序部分截图如下。

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