Raspberry Pi Zero HDMI / WiFi lemni mikroskop: 12 koraka (sa slikama)

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

Lemljenje SMD komponenti ponekad može predstavljati mali izazov, posebno kada su u pitanju stvari poput TQFP čipova s razmakom od 0,4 mm sa 100 ili više pinova. U takvim slučajevima, pristup nekoj vrsti uvećanja mogao bi biti od velike pomoći.

U pokušaju rješavanja ovog problema odlučio sam izgraditi svoj vlastiti lemni mikroskop na temelju Raspberry Pi Zero W i modula kamere. Mikroskop je sposoban za streaming Full HD videa izravno na HDMI monitor praktički bez kašnjenja, što je savršeno za lemljenje. Ali i putem WiFi -a s kašnjenjem manjim od pola sekunde, što je prilično dobro za pregled ploče.

Opcionalno, uz malo dodatnog troška, mikroskop se može učiniti i prijenosnim, što u kombinaciji sa mogućnostima streaminga WiFi videa otvara dodatnu dimenziju potencijalnih slučajeva uporabe.

Ako slučajno imate 3D pisač, provjerite i nevjerojatni projekt RichW36 na Thingiverseu za verziju mikroskopa koji koristi 3D ispisane dijelove!

Korak 1: Alati i dijelovi

Za izradu mikroskopa trebat će vam sljedeći dijelovi:

1 x Raspberry Pi Zero W [10 €]

1 x Modul kamere Raspberry Pi [8 €] - Morat ćete ga hakirati kako biste promijenili žarišnu daljinu i omogućili fokusiranje na objekte koji su mu vrlo blizu. Ne znam je li isti postupak moguć i s novim modulom kamere od 8 MP, pa bih preporučio da umjesto toga nabavite originalni 5MP.

1 x Raspberry Pi Zero kabel za kameru [2 €] - Kao što možda već znate, Raspberry Pi Zero ima manji priključak za kameru od ostalih Raspberry Pi ploča, pa će vam trebati i poseban adapterski kabel za povezivanje modula kamere s njim.

1 x Plastični mikrometar za čeljusti - Što jeftinije možete pronaći to je bolje, upravo sam upotrijebio stari plastični analogni koji sam imao ležati.

1 x komad ravnala - širina ravnala mora biti manja od duljine pomične čeljusti čeljusti. Što se tiče duljine, oko 10 cm do 15 cm bi trebalo biti u redu.

1x aluminijska projektna kutija [4 €] - Ovo će se koristiti kao osnova sklopa i mora biti izrađena od metala, tako da će također biti otporna na toplinu. Razlog zašto je kutija potrebna je da unutar nje možete staviti uteg kako biste bili stabilniji tijekom lemljenja.

1 x HDMI kabel i ženski mini HDMI adapter za žene - Također možete kupiti HDMI do Mini HDMI kabele ako želite, ali već sam imao na raspolaganju običan HDMI kabel.

1 x mikro USB napajanje - prema mojim mjerenjima, struja koju Pi vuči nikad ne prelazi 400mA čak ni dok istodobno struji 1080p video putem WiFi -a i HDMI -a. Dakle, čak bi i napajanje od 500 mA trebalo biti dovoljno. Ipak, samo da budem siguran, preporučujem da nabavite 1A, pogotovo ako namjeravate izgraditi prijenosnu verziju koja će također imati gubitke na pretvaraču za povećanje snage.

1 x MicroSD kartica [5 €] - Čak i kartica od 4 GB bit će dovoljna, samo provjerite je li riječ o visokokvalitetnoj klasi 10.

4 x M2 vijci i matice [manje od 1 €] - Također se mogu koristiti vijci većeg promjera. No, što je vijak veći, rupa mora biti šira i veća je opasnost od loma plastike.

1 x štapić za vruće ljepilo [1 €]

Kabelske zip veze [manje od 1 €] - Koristit će se za pričvršćivanje Pi na pomični dio čeljusti.

I sljedeći alati:

Pištolj za vruće ljepilo

A Dremel - S diskom koji može rezati plastiku, plus svrdla za plastiku i aluminij u veličini vijaka.

Klešta s dugim ravnim nosom

Klešta za rezanje vijaka - trebat će vam način rezanja vijaka odgovarajuće duljine. Ja sam koristio par kliješta za rezanje vijaka, iako sam siguran da postoje i drugi alati koji mogu obaviti posao.

Odvijač Philips

Po želji, ako ga želite učiniti prijenosnim, trebat će vam sljedeći dodatni dijelovi:

1 x LiPo baterija [8 €] - Kapacitet će ovisiti o trajanju baterije koju želite, učinkovitosti pretvarača i prosječnoj potrošnji energije.

1 x LiPo punjač baterija / 5V pojačivač [20 €] - Za ovaj projekt biram PowerBoost 1000C iz Adafruit -a. Mnogo jeftinije alternative dostupne su i na eBayu, iako sam odlučio otići s tom posebnom zbog lijepe značajke koju je imao, o čemu ću kasnije govoriti više.

1 x 40-pinski dvoredni muški pin zaglavlje [manje od 1 €]

1 x 40-pinski ženski zaglavlje s dva reda [manje od 1 €]

1 x 8-pinski muški pin zaglavlje [manje od 1 €]

1 x 8-pinski ženski pin zaglavlje [manje od 1 €]

1 x komad ploče za izradu prototipova [1 €] - Budući da ćete morati lemiti zaglavlja iglica s obje strane ploče, preporučujem da nabavite dvostranu. Alternativno, od MakerSpota možete nabaviti ploču za izradu prototipova posebno dizajniranu za Pi Zero, poput ove.

1 x 1K otpornici [manje od 1 €]

1 x 10K otpornik [manje od 1 €]

1 x BC547 [manje od 1 €] - Bilo koji NPN tranzistor opće namjene će poslužiti, ovo sam upravo ja koristio.

1 x DPST trenutni prekidač [1 €] - U idealnom slučaju, želite DPST prekidač, pa možete uključiti i isključiti Pi pomoću istog gumba. Nažalost, nisam ga imao u blizini, pa sam umjesto toga morao koristiti dva odvojena trenutna prekidača SPST.

Kabelske zip veze [manje od 1 €] - Još jedna je potrebna za prijenosnu verziju, za pričvršćivanje baterije na stražnjoj strani ploče za izradu prototipa.

Lemljena žica

I sljedeći dodatni alati:

Lemilica

Par rezača žice

Ukupni troškovi za prijenosnu verziju, isključujući napajanje, HDMI kabel i adapter za mini HDMI, bili su oko 30 €. Dodatni trošak za prijenos bio je također oko 30 €. Većina dijelova kupljena je na eBayu.

Korak 2: Priprema MicroSD -a

Snimanje slike na microSD karticu

Kao osnovu za sustav odlučio sam otići sa službenom Raspbian Lite slikom i instalirati tada samo ono što mi je potrebno. Za početak najprije preuzmite najnoviju sliku Raspbian Lite s web stranice raspberrypi.org i snimite je na svoju microSD karticu.

Ako koristite Linux, nakon raspakiranja možete ga snimiti pokretanjem sljedeće naredbe kao root, dd if =/path/to/-raspbian-jessie-lite.img of =/dev/sdX bs = 4M

Gdje je X slovo uređaja koje odgovara vašem microSD -u, npr. c. Prije izvođenja naredbe provjerite da nema montiranih particija koje pripadaju microSD kartici. U slučaju da koristite sljedeću naredbu za demontažu svakog od njih, umount /dev /sdXY

Ali budite iznimno oprezni, korištenje pogrešnog slova umjesto X može nanijeti nepovratnu štetu vašem sustavu i uništiti vam dan. Prije pokretanja naredbe dd dvaput provjerite je li slovo koje ste unijeli umjesto X stvarno ono koje odgovara microSD uređaju.

Ako koristite Windows, nakon preuzimanja Raspbian Lite slike i raspakiranja možete upotrijebiti Win32DiskImager za snimanje na microSD karticu. Više informacija možete pronaći u službenoj dokumentaciji za Raspberry Pi.

Na MacOS -u je dostupna grafička aplikacija Etcher, koja se može koristiti za snimanje slike na microSD kartici. Alternativno, također možete koristiti dd slično Linuxu, ali proces je malo drugačiji. Opet, za više informacija možete provjeriti službenu dokumentaciju.

Konfiguriranje WiFi -ja

Nakon snimanja slike na microSD karticu morat ćete konfigurirati WiFi prije prvog pokretanja i omogućiti SSH.

Prvo što trebate učiniti je stvoriti praznu datoteku pod imenom SSH unutar particije za pokretanje microSD kartice. Ako ste u sustavu Windows, particija za podizanje sustava najvjerojatnije će biti jedina particija koju biste mogli vidjeti jer Windows ne može izvorno čitati ili pisati ext4 particije. Ako particije microSD kartice trenutno nisu montirane, samo isključite i ponovno priključite karticu na računalo.

Zatim, opet unutar particije za pokretanje, stvorite datoteku pod nazivom wpa_supplicant.conf sa svojim bežičnim postavkama. Sadržaj datoteke trebao bi izgledati ovako, zemlja =

mreža = {ssid = psk = proto = RSN ključ_mgmt = WPA-PSK u paru = CCMP auth_alg = OTVOREN}

proto može biti ili RSN za WPA2, ili WPA za WPA1.key_mgmt može biti ili WPA-PSK, ili WPA-EAP za poslovne mreže. u paru može biti ili CCMP za WPA2, ili TKIP za WPA1.auth_alg vjerojatno će biti OTVOREN, dok će LEAP i SHARED su druge opcije. Što se tiče zemlje, ssid -a i psk -a, one bi trebale biti razumljive same po sebi.

To je to, sada samo odspojite microSD karticu s računala i stavite je na svoj Pi. Zatim priključite svoj Pi na HDMI monitor, priključite modul kamere pomoću posebnog vrpčnog kabela i na kraju uključite napajanje. Nakon nekoliko sekundi vaš se Pi trebao pokrenuti i automatski povezati s vašom WiFi mrežom. Na ekranu biste trebali vidjeti i IP adresu koju je dobio od DHCP poslužitelja vašeg usmjerivača.

Ažuriranje 4. 4. 2018:

U slučaju da se iz nekog razloga vaš Pi ne može povezati s WiFi -jem tijekom pokretanja, pokušajte sljedeće wpa_supplicant.conf, zemlja =

ctrl_interface = DIR =/var/run/wpa_supplicant GROUP = netdev update_config = 1 network = {ssid = "" psk = ""}

Nedavno sam pokušavao postaviti Pi Zero W bez glave s najnovijom verzijom Raspbiana, ali nisam uspio funkcionirati dok nisam upotrijebio gore navedeni wpa_supplicant.conf. Dakle, ako se čini da i vi imate isti problem, ovo bi moglo pomoći.

Korak 3: Uspostavljanje SSH veze

U slučaju da još niste spojili monitor na svoj Pi i ne možete vidjeti koju IP adresu ima, postoji nekoliko načina za to. Jedan od načina je provjera zapisnika DHCP poslužitelja vašeg usmjerivača. Svaki usmjerivač je drugačiji, pa neću opisivati taj proces.

Na Linuxu je još jedan jednostavan način pokretanje sljedeće naredbe nmap kao root, nmap -sn x.x.x.x/y

Gdje je x.x.x.x IP adresa vaše privatne mreže, npr. 192.168.1.0, a y je broj jedinica (u binarnom obliku) maske mreže, npr. za mrežnu masku 255.255.255.0 broj onih je 24. Dakle, za tu određenu mrežu koju biste pokrenuli, nmap -sn 192.168.1.0/24

Primjer izlaza za ovu naredbu je sljedeći, Pokretanje Nmap 6.47 (https://nmap.org) u 2017-04-16 12:34 EEST

Izvješće o skeniranju Nmap -a za 192.168.1.1 Host je gore (kašnjenje 0.00044s). MAC adresa: 12: 95: B9: 47: 25: 4B (Intracom S. A.) Izvješće o skeniranju Nmap skeniranja za 192.168.1.2 Domaćin je gore (kašnjenje 0,0076 s). MAC adresa: 1D: B8: 77: A2: 58: 1F (HTC) Nmap izvještaj o skeniranju za 192.168.1.4 Host je gore (kašnjenje 0.00067s). MAC adresa: 88: 27: F9: 43: 11: EF (Raspberry Pi Foundation) Nmap izvještaj o skeniranju za 192.168.1.180 Host je uključen. Nmap gotov: 256 IP adresa (4 hosta prema gore) skenirano za 2,13 sekunde

Kao što vidite u mom slučaju Pi ima IP adresu 192.168.1.4.

Ako ste u sustavu Windows, dostupna je i verzija nmapa koju možete isprobati, a za više informacija ovdje možete pronaći. Nakon što ste dobili IP adresu Pi -a, možete mu poslati SSH pomoću sljedeće naredbe na Linuxu i MacOS -u, ssh pi@

Ili u sustavu Windows pomoću programa PuTTY.

Zadana lozinka za korisnika pi je malina.

Korak 4: Konfiguriranje sustava

Opća konfiguracija

Prilikom prvog pokretanja sustav je gotovo potpuno konfiguriran pa morate neke zadatke prvo obaviti.

Prva stvar koju trebate učiniti je promijeniti zadanu lozinku za korisnika pi, passwd

Zatim ćete morati konfigurirati jezične postavke. To možete učiniti pokretanjem sljedeće naredbe, sudo dpkg-ponovno konfigurirajte lokale

Samo naprijed i odaberite sve lokalitete en_US pomoću razmaknice plus bilo koje druge lokalizacije koje želite. Kada završite pritisnite Enter. Na kraju, odaberite en_US. UTF-8 kao zadanu postavku i pritisnite Enter.

Zatim ćete morati konfigurirati vremensku zonu, sudo dpkg-ponovno konfigurirajte tzdata

U ovom trenutku vjerojatno je dobra ideja ažurirati sustav, sudo apt-get ažuriranje

sudo apt-get upgrade sudo apt-get dist-upgrade

Zatim morate omogućiti modul kamere pomoću naredbe raspi-config, sudo raspi-config

Na izborniku odaberite Opcije sučelja, a zatim odaberite opciju Kamera. Odgovorite potvrdno na pitanje u kojem se od vas traži da omogućite kameru, a zatim odaberite U redu. Na kraju odaberite završi i odgovorite potvrdno na pitanje želite li sada ponovno pokrenuti Raspberry Pi. Nakon ponovnog pokretanja, ponovno se povežite sa svojim Pi -om putem SSH -a na isti način kao i prije.

Da biste provjerili radi li kamera ispravno, pokrenite sljedeću naredbu:

raspivid -t 0

Video feed biste trebali vidjeti na svom HDMI monitoru, možete ga zaustaviti kad god želite pritiskom na Ctrl-C. Također možete upotrijebiti zastavice -vf i -hf za okretanje slike okomito i/ili vodoravno ako vam je potrebno.

Postavljanje statičke IP adrese

Sljedeća stvar koju trebate učiniti je postaviti statičku IP adresu za svoj Pi. Da biste to učinili, pomoću nano uredite svoj /etc/dhcpcd.conf, sudo nano /etc/dhcpcd.conf

i na kraju dodajte sljedeće retke, sučelje wlan0

statička ip_adresa = statički usmjerivači = statički poslužitelji_ime_domene =

Na postavci domain_name_servers možete dodati više poslužitelja imena podijeljenih razmacima ako želite, npr. mogli biste dodati i IP Google DNS -a koji je 8.8.8.8 za upotrebu kao poslužitelj za sigurnosno kopiranje. Pritisnite Ctrl-X za izlaz, upišite y i na kraju pritisnite Enter za spremanje promjena.

Zatim ponovno pokrenite dhcpcd i mrežne usluge pokretanjem sljedeće dvije naredbe, sudo systemctl ponovno pokrenite dhcpcd.service

sudo systemctl restart networking.service

U ovom trenutku SSH sesija bi trebala visjeti. Ne brinite, to se može očekivati jer ste upravo promijenili IP Pi, samo se ponovno povežite s njim putem SSH -a, ali ovaj put pomoću IP -a koji ste dodijelili.

Korak 5: Instaliranje GStreamera

Postoji nekoliko načina za prijenos videozapisa s Raspberry Pi -a preko mreže, ali onaj koji osigurava najmanje kašnjenja je pomoću GStreamera. Da biste instalirali GStreamer, jednostavno pokrenite sljedeće naredbe, sudo apt-get ažuriranje

sudo apt-get install gstreamer1.0-tools gstreamer1.0-plugins-dobar gstreamer1.0-plugins-bad

GStreamer ima dosta ovisnosti pa će to potrajati. Nakon što je instalacija dovršena, možete istovremeno emitirati video zapis kamere s mreže i HDMI -a, koristeći sljedeću naredbu, raspivid -t 0 -w 1920 -h 1080 -fps 30 -b 2000000 -o -| gst-launch-1.0 -v fdsrc! h264parse! rtph264pay config-interval = 1 pt = 96! gdppay! tcpserversink host = port = 5000

Ovo će stvoriti RTP stream na portu 5000 koji može primiti bilo koji stroj na vašoj lokalnoj mreži pomoću GStreamera, gst-launch-1.0 -v tcpclientsrc host = port = 5000! gdpdepay! rtph264depay! avdec_h264! videokonverzija! autovideosink sync = false

Instaliranje GStreamera na bilo koji stroj koji koristi Debian Linux distribuciju vrši se na isti način kao i na Pi -u. Većina većih distribucija koje nisu temeljene na Debianu također bi trebale imati GStreamer u svojim spremištima.

GStreamer je također dostupan na Windowsima i MacOS -u, detaljne informacije o tome kako ga instalirati možete pronaći ovdje i ovdje.

Korak 6: Konfigurirajte Streaming za automatsko pokretanje pri pokretanju

Naravno, pomoću prethodne naredbe možete započeti streaming kad god želite, iako to zahtijeva prvo povezivanje s Pi -om putem SSH -a, što nije baš zgodno. Umjesto toga želite stvoriti skriptu koja će se automatski pokrenuti pri pokretanju kao usluga i pokrenuti streaming.

Dakle, da biste to učinili, prvo stvorite datoteku pomoću nano, sudo nano /usr/local/bin/network-streaming.sh

i unutra zalijepite sljedeća dva retka, #!/bin/bash

raspivid -t 0 -w 1920 -h 1080 -fps 30 -vf -hf -b 2000000 -o -| gst-launch-1.0 -v fdsrc! h264parse! rtph264pay config-interval = 1 pt = 96! gdppay! tcpserversink host = port = 5000

Zastavice -vf i -hf koriste se za okretanje slike okomito i vodoravno. Ovisno o orijentaciji fotoaparata nakon što ga instalirate, možda će vam trebati, a možda i neće.

Pritisnite Ctrl-X za izlaz, upišite y i na kraju pritisnite Enter za spremanje promjena. Zatim učinite skriptu izvršnom pokretanjem, sudo chmod +x /usr/local/bin/network-streaming.sh

Zatim morate stvoriti sistemsku datoteku usluge, sudo nano /etc/systemd/system/network-streaming.service

I zalijepite unutar sljedećih redaka, [Jedinica]

Opis = Mrežni video streaming nakon = mrežni-mrežni.cilj Želi = mrežni-mrežni.cilj [usluga] ExecStart =/usr/lokalni/bin/mrežni-tok.sh StandardOutput = časopis+konzola Korisnik = pi Ponovno pokretanje = pri neuspjehu [Instaliraj] WantedBy = višekorisnički cilj

Spremite datoteku i izađite iz nano te pokrenite sljedeću naredbu da biste testirali svoju uslugu, sudo systemctl pokretanje mrežnog streaminga.usluga

Ako sve radi kako se očekuje, tada možete pokrenuti sljedeću naredbu kako bi se usluga automatski pokrenula pri pokretanju, sudo systemctl omogućiti mrežni streaming.usluga

Korak 7: Učinite datotečni sustav samo za čitanje

Jedan od velikih problema SD kartica i flash memorije općenito je to što su vrlo sklone korupciji.

Najbolji način za borbu protiv toga je montiranje svih particija microSD kartice samo za čitanje. To će vam također omogućiti da isključite napajanje iz Pi -a u bilo koje vrijeme bez potrebe za pokretanjem odgovarajućeg isključivanja, što je vrlo korisno, posebno za takvu aplikaciju.

Prvo što trebate učiniti je ukloniti neke pakete pokretanjem sljedeće naredbe, sudo apt-get purge triggerhappy logrotate dphys-swapfile

Zatim morate zamijeniti rsyslog s syslogd daemonom busybox -a, što će omogućiti čuvanje zapisnika sustava u memoriji, sudo apt-get install busybox-syslogd

sudo apt-get purge rsyslog

i trčati, sudo apt-get autoremove

ukloniti sve pakete koji više nisu potrebni.

Nakon toga ćete u bilo kojem trenutku moći pregledati zapisnike sustava pomoću naredbe logread.

Zatim morate premjestiti /etc/resolv.conf u /tmp, koji će se montirati u memoriju, jer mora ostati zapisljiv.

sudo rm /etc/resolv.conf

sudo touch /tmp/resolv.conf sudo ln -s /tmp/resolv.conf /etc/resolv.conf

Druga datoteka na koju je potrebno pisati je/var/lib/systemd/random-seed, pa na sličan način, sudo rm/var/lib/systemd/random-seed

sudo touch/tmp/random-seed sudo chmod 600/tmp/random-seed sudo ln -s/tmp/random-seed/var/lib/systemd/random-seed

Budući da se datoteka s slučajnim sjemenom obično ne stvara pri pokretanju, a sadržaj /tmp je promjenjiv, morat ćete to promijeniti mijenjanjem datoteke usluge servisne datoteke systemd-random-seed. Dakle, koristeći nano, sudo nano /lib/systemd/system/systemd-random-seed.service

i samo dodajte redak na kraju odjeljka usluge, ExecStartPre =/bin/echo "">/tmp/random-seed

pa će izgledati ovako, [Servis]

Type = oneshot RemainAfterExit = yes ExecStart =/lib/systemd/systemd-random-seed load ExecStop =/lib/systemd/systemd-random-seed save ExecStartPre =/bin/echo "">/tmp/random-seed

i trčati, sudo systemctl daemon-reload

za ponovno učitavanje sistemskih servisnih datoteka.

Zatim ćete morati urediti /etc /fstab datoteku, sudo nano /etc /fstab

I dodajte opciju ro na /dev /mmcblk0p1 i /dev /mmcblk0p2 particije kako bi se mogle montirati kao samo za čitanje pri pokretanju. Dodajte još nekoliko redaka pa će se /tmp, /var /log i /var /tmp montirati u memoriju. Nakon ovih promjena vaša /etc /fstab datoteka trebala bi izgledati ovako, proc /proc proc zadane postavke 0 0

/dev /mmcblk0p1 /boot vfat zadane postavke, ro 0 2 /dev /mmcblk0p2 /ext4 zadane postavke, noatime, ro 0 1 # a swapfile nije swap particija, ovdje nema retka # koristite dphys-swapfile swap [on | off] za to tmpfs /tmp tmpfs nosuid, nodev 0 0 tmpfs /var /log tmpfs nosuid, nodev 0 0 tmpfs /var /tmp tmpfs nosuid, nodev 0 0

Na kraju, uredite svoj cmdline.txt, sudo nano /boot/cmdline.txt

i na kraju retka dodajte opcije fastboot noswap ro kako biste onemogućili provjeru datotečnog sustava, onemogućili zamjenu i prisilili datotečni sustav da se montira samo za čitanje. Nakon toga bi vaš /boot/cmdline.txt trebao izgledati ovako, dwc_otg.lpm_enable = 0 console = serial0, 115200 console = tty1 root =/dev/mmcblk0p2 rootfstype = ext4 lift = rok fsck.repair = da rootwait fastboot noswap ro

Na kraju, ponovno pokrenite sustav kako bi promjene stupile na snagu. Nakon ponovnog pokretanja, ako je sve prošlo kako se očekivalo, sudo touch /boot /test

sudo touch /test

trebao bi vam u oba slučaja dati pogrešku "Datotečni sustav samo za čitanje". Sada možete isključiti napajanje iz svog Pi -a kad god želite, a da pritom ne riskirate da se datotečni sustav na microSD kartici ošteti.

Ako vam je iz nekog razloga potrebno da korijenski datotečni sustav privremeno učinite čitanjem-pisanjem, npr. za instaliranje nekih paketa to možete učiniti pomoću sljedeće naredbe, sudo mount -o remount, rw /

A nakon što završite, pokrenite sljedeću naredbu kako bi ponovo bila samo za čitanje, sudo mount -o remount, ro /

U slučaju da želite ažurirati, svakako montirajte i /boot i /kao čitanje-pisanje, jer ažuriranja za kernel i firmver također pišu particiju /boot.

Na ovom smo mjestu završili sa softverskim dijelom pa vam toplo preporučujem da isključite svoj Pi, uklonite microSD i napravite sigurnosnu kopiju slike microSD kartice.

Korak 8: Hakiranje modula kamere

Da bi se modul kamere mogao fokusirati na objekte u neposrednoj blizini i omogućiti vam povećanje, trebat ćete ga hakirati kako biste promijenili njegovu žarišnu duljinu.

Objektiv koji je pričvršćen na vrh senzora zapravo je pričvršćen vijkom i pričvršćen vrlo malom količinom ljepila. Parom dugih kliješta s ravnim nosom lagano okrenite leću naprijed -natrag kako biste raskinuli vezu ljepila, a zatim vrlo pažljivo potpuno odvrnite leću.

Nakon toga vratite leću na modul i zavijte je samo malo kako ne bi otpala kad okrenete ploču naopako. Zatim priključite svoj Pi na monitor ako to već niste učinili, uključite napajanje i pogledajte video stream.

Ono što trebate učiniti je prilagoditi koliko je objektiv pričvršćen na podnožje kako bi fotoaparat mogao izoštriti objekte udaljene oko 10 cm od objektiva. Pokušajte ne ići mnogo niže od toga, jer morate imati relativno dobru radnu udaljenost da biste mogli lemiti ispod njega. Ne brinite se previše oko toga da ga učinite savršenim, uvijek možete napraviti fine prilagodbe nakon što završite sa sastavom mikroskopa.

Korak 9: Sastavljanje mikroskopa

Sada je vrijeme za zabavni dio, koji nije ništa drugo do sastavljanje mikroskopa.

Prvo ćete morati napraviti dvije rupe promjera vijaka na gornjoj čeljusti čeljusti i dvije s jedne strane aluminijskog kućišta kako biste je montirali.

Zatim ćete morati otvoriti utor odgovarajuće veličine kako bi odgovarao komadu ravnala. Ne žurite s ovim, jer ako idete prebrzo, mogli biste razbiti plastiku ili napraviti rupu prevelikom. Nakon što završite, umetnite ravnalo kako biste bili sigurni da lijepo pristaje unutra.

Sada morate napraviti nekoliko rupa na rubu za ravnalo kako biste montirali modul kamere. Kada završite, pričvrstite modul kamere na mjesto i odrežite preostali dio vijaka.

Nakon toga vijcima pričvrstite čeljust sa strane aluminijskog kućišta, prođite ravnalom s pričvršćenim modulom kamere kroz otvor i pričvrstite ga vrućim ljepilom. Dodajte vruće ljepilo s obje strane, s gornje i donje strane.

Na kraju, pričvrstite ploču Raspberry Pi na pokretni dio čeljusti pomoću patentnih zatvarača kao što vidite na slici i spojite kabel kamere.

I to je bilo to, sada možete jednostavno prilagoditi fokus fotoaparata pomicanjem čeljusti gore -dolje, a ako želite i fino podesiti žarišnu daljinu objektiva kako biste postigli optimalnu radnu udaljenost za vas.

Ako želite saznati i kako ga možete učiniti prijenosnim, možete nastaviti na sljedeći korak.

Korak 10: Učinite ga prijenosnim: Softver

PowerBoost 1000C ima vrlo zgodnu malu značajku. Ima omogućavajuću iglu koja, kada se povuče visoko, aktivira pretvarač pojačanja i počinje osiguravati napajanje na svom izlazu, a dok je nisko povučen, napajanje se prekida.

Raspberry Pi ima i lijepu značajku koja nam omogućuje da konfiguriramo GPIO pin kao izlaz koji će biti u visokom stanju dok je Pi uključen i u niskom nakon uspješnog gašenja. Kombinacijom te dvije značajke moguće je izraditi softverski prekidač za uključivanje/isključivanje mikroskopa.

Krenimo od softverskog dijela, prvo što trebate učiniti je omogućiti ovu značajku Pi i natjerati je da daje logiku visoko na jednom GPIO pinu od trenutka pokretanja sustava, a logiku nisko nakon uspješnog gašenja.

To je vrlo jednostavno, sve što trebate učiniti je urediti svoju /etc/config.txt datoteku, sudo mount -o remount, rw /boot

sudo nano /boot/config.txt

i na kraj dodajte sljedeći redak, dtoverlay = gpio-poweroff, gpiopin = 26, active_low

Sada, ako ponovno pokrenete Raspberry i izmjerite napon na GPIO26 pinu (pin 37 na GPIO zaglavlju) u odnosu na uzemljenje, trebali biste vidjeti 3.3V od trenutka kada se Pi pokrene. I nakon potpunog isključivanja koji bi trebao postati 0V.

Sada kada je to učinjeno, morate napisati jednostavnu skriptu koja će nadzirati status drugog GPIO pina, a kada padne, pokrenite gašenje. U tu ćete svrhu morati instalirati paket wiringpi, koji dolazi zajedno s naredbom gpio.

sudo mount -o remount, rw /

sudo apt-get update sudo apt-get install wiringpi

Sada pomoću nano stvorite skriptu, sudo nano /usr/local/sbin/power-button.sh

i zalijepite unutar sljedećih redaka, #!/bin/bash

dok je istina do if (($ (gpio read 24) == 0)) then systemctl poweroff fi sleep 1 done

i nakon spremanja i napuštanja učini ga izvršnim, sudo chmod +x /usr/local/sbin/power-button.sh

Važno je napomenuti da pin 24 ožičenja odgovara pin GPIO19, koji je pin 35 na zaglavlju GPIO. Ako vam to zvuči zbunjujuće, možete pogledati Raspberry Pi pinout na web stranici pinout.xyz i web stranicu o pinovima na wiringpi.com. Pokretanje naredbe gpio readall također može biti korisno za utvrđivanje koji je pin koji.

Zatim morate stvoriti sistemsku datoteku usluge, sudo nano /etc/systemd/system/power-button.service

sa sljedećim sadržajem, [Jedinica]

Opis = Nadziranje gumba za uključivanje Nakon = mrežni-mrežni.cilj želi = mrežni-mrežni.cilj [usluga] ExecStart =/usr/lokalni/sbin/power-button.sh Standardni izlaz = dnevnik+konzola Ponovno pokretanje = pri neuspjehu [Instaliraj] Traži se = višekorisnički cilj

Na kraju, da biste pokrenuli uslugu i pokrenuli je pri pokretanju, sudo systemctl start-button.service

sudo systemctl enable-power-button.service

i ponovno montirajte datotečni sustav kao samo za čitanje, sudo mount -o remount, ro /

Korak 11: Učinite ga prijenosnim: Hardver

Sada je vrijeme za hardverski dio. Prvo morate izgraditi vrlo jednostavan sklop koji se sastoji od NPN tranzistora, dva otpornika i DPST trenutnog prekidača. Za više pojedinosti možete pogledati sliku sheme kola.

Također ćete morati lemiti muški pin zaglavlje na GPIO Raspberry Pi, a također i ženski na PowerBoost -u, tako da ga možete jednostavno pričvrstiti i Pi na ploču koju ćete izgraditi. Vaša će ploča u biti biti pričvršćena na vrh Pi Zero poput HAT -a, a PowerBoost na vrh ploče. Pi će se također napajati izravno iz GPIO zaglavlja pomoću +5V pina PowerBoost -a.

Nakon što ste završili s lemljenjem, vrijeme je da sve spojite. Najprije montirajte Pi na pokretni dio čeljusti pomoću patentnih zatvarača. Zatim postavite bateriju na stražnju stranu ploče koju ste ponovno izgradili s patentnim zatvaračem i pričvrstite je na Pi, pazite da je ne zategnete previše jer biste mogli oštetiti bateriju. Pričvrstite PowerBoost ploču na nju i priključite bateriju u priključak. Na kraju, ali ne i najmanje važno, priključite kabel kamere i povežite Pi na modul kamere, i naravno ne zaboravite priključiti microSD.

I konačno smo gotovi! Ako sada pritisnete gumb za uključivanje i držite ga pritisnutim oko 8 sekundi, proces pokretanja Pi trebao bi započeti i nakon što ga pustite, trebao bi se nastaviti. Nažalost, Pi ne počinje odmah izlaziti logiku visoko na GPIO26, pa ako prestanete pritiskati tipku prerano, napajanje će se isključiti.

Nakon dovršetka procesa pokretanja, ponovnim pritiskom na tipku za uključivanje i otprilike sekundu, Pi bi se trebao ugasiti, a napajanje prekinuti.

Korak 12: Ideje za poboljšanje

Riješite se neželjenih izvora svjetlosti

To ne bi trebalo biti važno ako namjeravate koristiti mikroskop samo za lemljenje i pregled ploče, ali ako ste htjeli i snimiti neke fotografije s njim, možda ćete na svojim fotografijama vidjeti dosadnu crvenu mrlju. Uzrok tome je LED dioda modula kamere koja je uvijek uključena dok kamera radi.

Na sreću, ako ga želite isključiti, to je vrlo jednostavno. Nakon što je /boot particiju moguće upisivati, sudo mount -o remount, rw /boot

uredite svoj /boot/config.txt pomoću nano, sudo nano /boot/config.txt

i na kraju dodajte sljedeći redak, disable_camera_led = 1

Na taj način bi LED lampica kamere trebala ostati isključena, nakon ponovnog pokretanja sustava.

Ako ste napravili prijenosnu verziju, PowerBoost 1000C nažalost ima smiješno jarko plavu LED diodu koja označava da je napajanje uključeno. Osim što će uništiti eksponiranje vaših slika, moglo bi vam se dogoditi da bude izuzetno neugodno za vaše oči tijekom lemljenja, samo zbog toga koliko je sjajno.

Iz tog razloga, razmislite o tome da potpuno uklonite LED diodu za napajanje ili otpornik koji je u nizu s njom u potpunosti s ploče. Alternativno, možda ćete umjesto toga 1K otpornik koji je u seriji s njim zamijeniti većim, pa će LED dioda postati slabija.

Podesivo povećanje

Umjesto da nabavite običan modul kamere Raspberry Pi i hakirate ga kako biste promijenili njegovu žarišnu duljinu, ako vam ne smeta uštedjeti nekoliko dodatnog novca, mogli biste nabaviti i modul kamere s podesivom žarišnom duljinom, za nešto više od 20 € od eBay.

Takav modul kamere omogućit će vam jednostavno podešavanje razine uvećanja, jer dok pomičete kameru niže, sve što trebate učiniti je malo odvrnuti objektiv kako biste se fokusirali. To će vam također omogućiti da lako postignete prilično velike razine uvećanja. Imajte na umu da će nakon nekog vremena dubinska oštrina postati toliko lastavica da će mikroskop postati gotovo neupotrebljiv kao što možete vidjeti i na priloženoj slici.

Ukratko, ako si to možete priuštiti, toplo preporučujem da umjesto toga nabavite jedan od ovih modula kamere jer će vam to dati nevjerojatnu fleksibilnost.

Druga nagrada na natjecanju za mikrokontrolere 2017