Raspberry Pi kontrolirano podizanje škara: 17 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:36

Zašto dizalo škara? Zašto ne! To je cool i zabavan projekt za izgradnju. Pravi razlog za mene je podizanje kamera na mom projektu Moja Mojave Rover. Želim da se kamere podignu iznad rovera i snimaju slike okolice. Ali trebalo mi je spustiti kamere dok se rover vozi.

Prvo sam pokušao s robotskom rukom, ali to se pokazalo preteškim i uklonilo je servomotore. Tada sam, napolju, otprilike jednog dana ugledao nešto što sam već vidio stotinama puta, škare. Te sam noći krenuo u projektiranje dizala škara koji bi koristio odvijač, vijak 5/16”x 5 1/2”, za podizanje i spuštanje kamera. Bio sam zadivljen kako je bilo super vidjeti kamere kako se podižu na nekoliko stopa (25 ") sa samo nešto više od 4" hoda i vidjeti koliko bi težine podigle. Kao sporednu prednost, koristi samo jednu servo.

Kad ovo sjajno i divno dizalo sa škarama radi, Raspberry Pi će uključiti LX-16A servo podizanje i spuštanje dizala pomoću Python 3 koda. Granični prekidači reći će Pi kad vaše dizalo škara dosegne vrh i dno signalizirajući servo da se prestane okretati.

Moja sljedeća avantura za dizalo je da ga postavim vani na produženi solarni test. Snabdjeven solarnim ćelijama i 18650 baterijama, dizalo škara će se podizati, fotografirati, a zatim spuštati jednom na sat. Ali to je još jedan Instructable kasnije, kad to počnem raditi. Nakon toga, postavljanje na Rover.

Podijelio sam ovaj Instructable na tri glavna dijela kako bih pomogao u procesu izgradnje i ugađanja:

1. Baza (2. - 7. korak)
2. Elektronika (8. - 12. korak)
3. Završni sklop škara (koraci 13 - 16)

Nadam se da ćete uživati u mom prvom nerješivom i vašem dizaču škara.

Korak 1: Nabavite potrebne stvari

Za ovaj projekt trebat će vam hrpa stvari. Ako ste poput mene i uživate u 3D ispisu i građenju, možda već imate ovo. Svakako provjerite McMaster-Carr za vijke koji su tamo puno jeftiniji kad ih kupite za stotinu. Također možete naručiti setove od Amazona.

Potrebni alati:

• Garnitura ključeva od 5,5 mm
• Šesterokutni pogoni 2,5, 2,0 mm Vrijedno je imati dobar set ovih.
• Bušilica sa svrdlom od 1/8”Ovaj set svrdla imam.
• Grafitno podmazivanje
• Lemilica
• Lemilo Mislio sam da nisam dobar u lemljenju sve dok nisam dobio dobro lemljenje.
• Sander (najbolji brusilica na svijetu)
• 3D pisač Imam XYZ Da Vinci Pro 1.0 i oduševljen sam njime.

Mehanički dijelovi:

• Utičnica od legiranog čelika ili vijci s gumbom: Svakako naručite više nego što vam je potrebno jer moji brojevi mogu biti isključeni!

  (1) Glava gumba M3 x 10 mm (nabaviti od McMaster-Carra) (2) Glava gumba M3 x 12 mm (nabaviti iz McMaster-Carra) (4) M3 x 10 mm (nabaviti od McMaster-Carra) (6) M3 x 12 mm (dobiti od McMaster-Carra) (4) M3 x 16 mm (nabaviti od McMaster-Carra) (34) M3 x 20 mm (nabaviti od McMaster-Carra) (2) M3 x 25 mm Glava gumba (nabaviti od McMaster-Carra) (8) M3 x 30 mm (nabavite od McMaster-Carra) (4) M3 x 45 mm (nabavite od McMaster-Carra) (30) M3 najlonske matice za zaključavanje (nabavite od McMaster-Carra) (54) M3 podloške (nabavite od McMaster-Carra)

• (48) Ležajevi 3x6x2mm Radit će i bez ovih ležajeva, ali ga svakako čini ljepšim.
• (1) Ležajevi 8x22x7mm Možete također ukrasti jedan iz vrcala za vrpoljenje
• 3D ispisani dijelovi Možete ih preuzeti s dijelova Thingverse (2) Širina 20 mm x 20 mm x 190 mm (1) Ograničenja (1) Nosač vijaka za motor (1) Šine platforme (1) Platforma (1) Stražnji vijak (1) Klizač (1)) Unutarnje dno škara (4) Unutarnje škare (1 set) Vanjske škare (1) Prednji servo nosač (1) Stražnji (1 set) Razmaci
• (2) matica 5/16 "(Home Depot)
• (1) Vijak 5/16 "x 5 - 1/2" (Home Depot) Također možete koristiti 5/16 "šipku s navojem ako želite.

Električni:

• Raspberry Pi, koristim 3 model B+ svaka Pi verzija će raditi Ovo je lijep komplet.
• (1) Serijski Bus Servo Lewansoul LX-16a, dobio sam svoj ispod 20,00 USD ea. (ovo ćete morati potražiti na Amazonu ili Banggoodu, veza se stalno mijenja)
• (1) Lewansoul ploča za uklanjanje pogrešaka serijske sabirnice.
• (1) Metalna servo truba
• (2) Granični prekidači
• Silikonske žice Ovo je sjajno, možete ih ogoliti noktima (ako ne grizete nokte)
• Baterije za napajanje Servo -a, koristim 4 AA NiMh baterije iz Ikee.

Potrošni materijal:

• Q-Savjeti
• Tkanina od mikrovlakana
• Flasteri (nadam se da nisu)

Korak 2: Baza

Mnogo je lakše izgraditi to u fazama, počnimo s bazom. Zatim ćemo prijeći na elektroniku i na kraju sastaviti škare. Tiskano je u različitim bojama jer sam koristio PLA i PETG koje sam imao.

Ako to niste učinili, ispišite svoje dijelove. Pisaču je trebalo nekoliko dana da dovrši ispis svih dijelova.

Dijelove možete pronaći ovdje:

Važni sigurnosni savjeti (Orginal Ghostbusters reference, Google it)

• Ne žurite i nemojte poludjeti s prekomjernim pritezanjem vijaka M3, jer su plastične trake jednostavne. Ako uklonite rupu, možda ćete morati ponovno odštampati dio ili upotrijebiti malo ljepila za gorile (smeđe stvari), a unutrašnjost rupice lagano premazati čačkalicom i ostaviti da se potpuno osuši preko noći prije upotrebe.
• Stavite podloške "lijepu stranu" gore, izgleda bolje.
• Odvojite vrijeme ili ćete ga možda morati ponovno ispisati.
• Ispišite posljednje dijelove škara, jer je to zadnji dio za izradu.

Idemo.

O. Počnite ispisivati sve dijelove (pogledajte popis dijelova).

B. Glatko izbrusite dio, obrezujući sitne dijelove.

Korak 3: Montirajte granični prekidač

O. Savijte zajednički kabel (onaj koji je već savijen sa strane prekidača), tako da sjedi u ravnini i lemi žicu na krajnjem prekidaču. Nema dovoljno prostora za postavljanje servo pogona ako ste zaboravili ovaj korak.

Napomena: Ovo je jedino lemljenje koje ćete morati napraviti u ovom dijelu konstrukcije.

B. Izbušite (4) 1/8”rupe na Servo nosaču, pogledajte ljubičaste strelice na gornjoj fotografiji. Bušenje omogućuje vijcima da slobodno prođu i kasnije pričvrstite servo nosač na tračnice.

C. Na kraju, krajnji prekidač pričvrstite na servo nosač kao što je prikazano (2) vijcima M3 x 16 mm.

Korak 4: Spustite vijčani nosač motora

A. Izbušite (5) rupe od 1/8 u donjem nosaču vijaka motora, pogledajte ljubičaste strelice na gornjoj fotografiji.

B. Zatim pričvrstite donji moto vijčani nosač na metalnu servo trubu pomoću (4) vijka s gumbom M3 x 12 mm.

C. Na kraju, pričvrstite donji vijčani nosač motora na servo pomoću (1) vijka M3 x 10 mm.

Korak 5: Montirajte servo i vijak

A. Izbušite (4) rupe od 1/8 na stražnjem servo nosaču, kao što je prikazano na gornjoj fotografiji, gdje pokazuju ljubičaste strelice.

B. Izbušite (2) rupe od 1/8 u držaču za vijak gdje je naznačeno ljubičastim strelicama na gornjoj fotografiji. Napomena: Vaše mogu biti malo kraće, ovisno o verziji koju ste ispisali.

C. Postavite servo na servo nosač. Možda ćete ovo morati malo podrezati kako biste se dobro uklopili. Bit će malo labavo. Zatim pomoću (4) vijaka M3 x 45 mm i podložaka montirajte stražnji servo na prednji nosač servomotora. Servo će se ljuljati uz bok, ali ne naprijed -natrag.

D. Umetnite vijak 5/16 "x 5 - 1/2" u gornji držač vijka; trebao bi dobro pristajati. Možda ćete morati malo obrezati otvor kako bi se uklopio.

E. Pomoću (2) vijaka i podloška M3 x 16 mm spojite se na dvije polovice vijčanih nosača.

F. Vaš sklop trebao bi izgledati kao posljednja fotografija.

Korak 6: Klizni i stražnji sklop

Sada je vrijeme za pričvršćivanje klizača i stražnjeg vijka.

A. Umetnite (2) 5/16 vijka u klizače. Vijci bi trebali imati malo prostora naprijed -natrag. Bez sviranja, vijak će se vezati dok je u pokretu.

B. Odvijte klizač na vijak 5/16 nekoliko centimetara.

C. Izbušite (4) rupe od 1/8 u stražnjem poklopcu ležaja za pričvršćivanje vijaka kako je prikazano ljubičastim strelicama na fotografiji.

D. Umetnite ležaj 8 mm x 22 mm x 7 mm u stražnji vijčani držač i pričvrstite poklopac ležaja s (4) vijcima i podloškama M3 x 12 mm.

E. Pričvrstite (1) krajnji prekidač s (2) vijcima M3 x 16 mm

F. Gurnite vijak 5/16 u ležaj. Napomena: Ovdje će se odigrati hrpa. Morat ćete upotrijebiti komad električne trake ili termoskupljajuću cijev kako biste smanjili količinu zračenja. Izmjerite potrebnu količinu u slijedeći korak.

Korak 7: Dovršavanje donjeg sklopa

Sada kada ste motorizirani sklop završili, vrijeme je da ga montirate na tračnice. Tračnice su dio projekta Great Mojave Rover Project i mogu se činiti kao pretjerane. Planiram integrirati dizalo škara u rover, a dizajn tračnice mi to dopušta kasnije.

O. Jednom stranom svake tračnice izbrusite glatko. Ne morate brusiti hrpu, tek toliko da izravnate izbočine.

B. Prvo pričvrstite nosač stražnjih vijaka pomoću (4) vijaka i podložnih pločica M3 x 30 mm. To bi trebalo sjediti u ravnini na kraju tračnica.

C. Umetnite vijak 5/16 u ležaj, sa servo nosačem u 4. rupi (ostavljajući 3 prazne rupe) izmjerite mjesto na koje želite da ide traka ili termoskupljanje. Pričvrstite traku ili termoskupljanje i ponovno postavite sklop.

D. Pričvrstite servo sklop na tračnice u 4. rupi (ostavite 3 prazna) pomoću (4) vijaka i podloška M3 x 30 mm. Imajte na umu da vaš servo nosač može biti malo drugačiji, redizajnirao sam ga za duži vijak od 5/16 . I dalje ostavite 3 rupe prazne.

Morali biste sada imati spreman motorizirani sklop za pričvršćivanje vijaka krajnjeg prekidača i tjeranje vašeg Raspberry Pi da pomiče klizač naprijed -natrag.

Korak 8: Podešavači graničnih sklopki

Dva podešivača krajnjih prekidača aktivirat će prekidače tamo gdje želite da se klizač zaustavi. Za zazor ćete htjeti upotrijebiti vijke s gumbima na dva mjesta na kojima zahvatni vijak prolazi iznad. Također, oba ispravljačka elementa za podešavanje krajnjih prekidača isti su.

A. Bušilica (2) 1/8 probušene rupe u svakom od graničnika prekidača.

B. Umetnite vijke s gumbom u držače.

C. Umetnite granični vijak u svaki zahvat, (1) M3 x 20 mm, drugi je (1) M3 x 40 mm.

D. Pričvrstite držače graničnih prekidača na klizač. Upotrijebite duži vijak (40 mm) sa servo strane.

Napomena: Na svoj duži zahvat pričvrstio sam matice za zaključavanje jer sam izvadio rupu.

Korak 9: Povezivanje Pi -a

Softver za to je jednostavan, jednostavno podiže i spušta dizalo. Kôd možete urediti kako biste učinili sve što želite, zabavite se.

Pretpostavljam da već znate kako instalirati OS na svoj Raspberry Pi i kako napisati jednostavan program Python 3, primjer Hello World bio bi sasvim u redu.

Ovdje je dobro mjesto za početak, ali postoji hrpa resursa za početak.

• Postavljanje vašeg Pi.
• Pokretanje vašeg prvog Pyhon programa.

Korak 10: Ožičenje donjeg sklopa

Za ovakav mali projekt radije koristim ploču Pimoroni Pico HAT Hacker preko ploče. Možete koristiti bilo što, ali sviđa mi se ovaj mali uređaj. Lemio sam na 40 -pinske ženske zaglavlje s obje strane HAT -a, što mi omogućuje upotrebu s obje strane (vidi drugu fotografiju).

Upozorenje: Raznio sam nekoliko malina Pis radeći ovo dok je Pi uključen. Uvjerite se da je crveno + i crno mljeveno ili -, Servo ploča za uklanjanje pogrešaka nema ugrađenu zaštitu.

O. Spojite crnu žicu na uobičajene veze na svakom prekidaču i uzemljenje na Pi. (Pin 6)

B. Spojite zelenu žicu na donji granični prekidač (pogledajte prvu fotografiju), a zatim na GPIO 23 (pin 16)

C. Spojite žutu žicu na gornji granični prekidač (pogledajte prvu fotografiju), a zatim na GPIO 22 (pin 15)

D. Spojite Servo Debug ploču na USB priključak na Pi.

E. Spojite servo na ploču za uklanjanje pogrešaka pomoću kabela isporučenog sa servo LX-16A

F. Spojite napajanje na Servo ploču za otklanjanje pogrešaka. Nemojte koristiti Pi za napajanje servo ploče, koristite vanjski izvor baterije. Koristio sam 4 AA baterije.

Korak 11: Učitavanje i pokretanje programa Python

Opet pretpostavljam da znate kako pokrenuti terminal i znate kako pokrenuti program Python3.

A. Pokrenite terminal

B. Moramo klonirati nekoliko knjižnica s GitHub -a. Prvi je PyLX16A by Ethan Lipson, drugi je kod Scissor Lift iz GITHub -a BIMThoughts

klon cdgit https://github.com/swimingduck/PyLX-16A.gitgit klon https://github.com/BIMThoughts/ScissorLift.gitcd ScissorLiftcp../PyLX-16A/lx16a.py.

Gore navedene naredbe čine sljedeće:

cd mijenja imenik u vaš matični direktorij

git clone preuzima datoteke koda s GitHub -a u mapu s imenom spremišta.

cd ScissorLift mijenja mapu u mjesto gdje se nalazi kod ScissorLift

k.č../PyLX-16A/lx16a.py. kopira knjižnicu potrebnu za servo naredbe.

C. Vaš bi Pi trebao biti spojen na sklop motora, a ploča za otklanjanje pogrešaka spojena na USB i servo.

D. upišite sljedeće za pokretanje testa prekidača.

CD

cd ScissorLift python3 SwitchTest.py

Program će početi govoriti "ide dolje".

Uključite prekidač dalje od serva i program će odgovoriti "ide prema gore". Sada uključite prekidač najbliži servu i program će se zaustaviti.

Rješavanje problema:

Ako to ne uspije, dvaput provjerite ožičenje, pogriješio sam što sam prvi put lemio žutu žicu na pogrešnu vezu prekidača i ona bi prestala nakon uključivanja prvog prekidača.

Korak 12: Test motora

Sada kada prekidači rade, vrijeme je za testiranje sklopa motora.

Kod ste već preuzeli. Započnimo.

O. Provjerite je li vaš servo spojen na ploču za otklanjanje pogrešaka, svaki će utikač raditi sve dok lijepo pristaje.

B. Iz terminala upišite sljedeće:

cdcd ScissorLift python3 MotorTest.py

Vaš klizač počet će se pomicati i kad se prvo okrene prema servo pogonu, a zatim kada se uključi granični prekidač, kretat će se u drugom smjeru i zaustavit će se kad dođe do drugog krajnjeg prekidača.

Ako čujete da se počinje vezivati, isključite servo iz ploče za otklanjanje pogrešaka i pritisnite ctrl-c da biste zaustavili program i utvrdili zašto se veže.

Rješavanje problema:

Uvez na sredini slajda:

a. Matice se ne kreću slobodno unutar klizača.

b. Vijčani nosač nije centriran.

c. Ležaj nije besplatan.

Vezanje na kraju klizača uzrokovano je propuštanjem sklopki prekidača ili je potrebno namjestiti vijke za uključivanje.

d. Servo se nastavlja kretati nakon pritiska na ctrl-c, isključite servo žicu iz ploče za otklanjanje pogrešaka. To će resetirati servo.

Korak 13: Montaža škara

Sada konačno dolazimo do točke u kojoj možemo sastaviti škare. Tri su glavne komponente škara.

1. Vanjske škare (prva fotografija, izgleda poput plavog štapića od sladoleda)
2. Unutarnje škare (druga foto siva)
3. Unutarnje dno škara (druga fotografija plava)

Razlika između unutarnje škare i unutarnje škare je u položaju ležajeva, kako je prikazano na desnoj strani fotografije. Pogledajte video i tamo vam je lakše objasniti.

A. Umetnite ležajeve u svaki dio škara. Možda ćete morati pritisnuti vijak, podlošku i maticu da pritisnete podlošku u utoru. Ako razbijete utor, možete ga popraviti pomoću ljepila.

B. Pomoću grafitnog maziva i pamučnog štapića premažite nepodnošljive strane škara.

C. Pomoću vijka M3 x 20 mm, podloške i matice za zaključavanje. Počnite s unutarnjim dnom, spojite vanjske škare sa srednjim priključcima. (vidi fotografiju)

D. Spojite drugu vanjsku škaru na kraj donje škare gdje je ležaj s unutarnje strane. Zatim spojite drugu unutarnju škaru na sredinu.

E. Nastavite pričvršćivati unutarnje i vanjske škare dok ne nestanu škare.

Korak 14: Pričvršćivanje škara na podnožje

Pomoću (2) M3 x 20 mm s (2) podloškama i 3D ispisanim prostorima spojite sklop škara sa servo nosačem postolja.

Pomoću (2) M3 x 12 mm spojite sklop škara s klizačem.

Osim platforme, imate radno dizalo sa škarama.

Korak 15: Test rada škarama

Priključite škare za podizanje natrag do Raspberry Pi, ako to niste učinili.

O. S terminala na vašem Raspberry Pi -u ponovno pokrenite MotorTest.py i pogledajte kako vaše podizanje škara djeluje.

Imajte na umu i:

• Bilo kakvo vezivanje
• Zazor graničnih vijaka
• Ako se poveže ili se nešto dogodi, prvo isključite servo iz ploče za ispravljanje pogrešaka.

Korak 16: Pričvršćivanje platforme

Nadamo se da ste do sada shvatili kako staviti platformu.

O. Odredite želite li kraj s kojim želite platformu.

B. Pričvrstite šine platforme s vanjske strane vrha škara. Sa strane gdje vam je potreban odstojnik, trebat će vam vijak M3 x 25 mm i 2 podloške. S druge strane upotrijebite vijak M3 x 20 mm s 1 podloškom i 1 kontra maticom.

C. Pomoću vijaka i podloška M3 x 12 mm pričvrstite vrh platforme na tračnice.

Korak 17: Hvala vam

Hvala vam što ste došli dovde, nadam se da imate radnu škaru za podizanje s kojom ne znate što biste učinili ili možda imate dizalo za škare za koje imate izvrsnu ideju kako je koristiti.

U svakom slučaju nadam se da ste se dobro proveli i naučili nešto.

Drugoplasirani po prvi put Autor