مقصية Raspberry Pi التي يتم التحكم فيها: 17 خطوة (مع صور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:40

لماذا الرافعة المقصية؟ لما لا! إنه مشروع رائع وممتع للبناء. السبب الحقيقي بالنسبة لي هو رفع الكاميرات في مشروع Great Mojave Rover. أريد أن ترتفع الكاميرات فوق العربة الجوالة وأن تلتقط صوراً للمحيط. لكنني كنت بحاجة إلى خفض الكاميرات أثناء قيادة العربة الجوالة.

في البداية جربت ذراعًا آليًا ، لكن ثبت أن ذلك ثقيل جدًا وأدى إلى تجريد الماكينات. ثم عندما كنت بالخارج وفي يوم واحد تقريبًا رأيت شيئًا رأيته مئات المرات من قبل ، رافعة مقصية. في تلك الليلة شرعت في تصميم رافعة مقصية تستخدم محركًا لولبيًا ، مسمار مقاس 5/16 بوصة × 5 1/2 بوصة ، لرفع وخفض الكاميرات. لقد اندهشت من مدى روعة رؤية الكاميرات ترتفع إلى قدمين (25 بوصة) مع مسافة سفر تزيد قليلاً عن 4 بوصات ومعرفة مقدار الوزن الذي يمكن رفعه. وكإحدى المزايا الجانبية ، فهي تستخدم واحدة فقط المؤازرة.

عندما يعمل هذا المقص الرائع والرائع ، فإن Raspberry Pi سوف يقوم بتشغيل المؤازرة LX-16A لرفع وخفض المصعد باستخدام كود Python 3. ستخبر مفاتيح التبديل Pi عندما يصل رفع المقص إلى الأعلى والأسفل مما يشير إلى توقف المؤازرة عن الدوران.

مغامرتي التالية للمصعد هي وضعه بالخارج لاختبار شمسي ممتد. مدعومًا بالخلايا الشمسية وبطاريات 18650 ، سيرفع رافعة المقص والتقاط الصور ثم تنخفض مرة واحدة في الساعة. ولكن هذا أمر آخر Instructable لاحقًا بمجرد أن أحصل على هذا العمل. بعد ذلك ، قم بتثبيته على العربة الجوالة.

لقد قسمت هذا Instructable إلى ثلاثة أجزاء رئيسية للمساعدة في عملية البناء والضبط:

1. القاعدة (الخطوات 2-7)
2. الإلكترونيات (الخطوات 8-12)
3. التجميع النهائي للمقص (الخطوات 13-16)

أتمنى أن تستمتع بأول استعصاء على الحل ورافعة المقص.

الخطوة 1: احصل على الأشياء التي تحتاجها

ستحتاج إلى مجموعة من الأشياء لهذا المشروع. إذا كنت مثلي وتستمتع بالطباعة ثلاثية الأبعاد وبناء الأشياء ، فقد يكون لديك بالفعل معظم هذا. تأكد من إطلاعك على McMaster-Carr بحثًا عن البراغي هناك أرخص بكثير عند شرائها بالمئات. يمكنك أيضًا طلب مجموعات من Amazon.

الادوات المحتاجة:

• طقم وجع صندوقي 5.5 مم
• محركات سداسية 2.5 ، 2.0 مم تستحق الحصول على مجموعة جيدة من هذه.
• حفر مع 1/8 "مثقاب مجموعة لدي مجموعة مثقاب هذه.
• الجرافيت لوب
• لحام حديد
• جندى اعتقدت أنني كنت سيئًا في اللحام حتى حصلت على لحام جيد.
• ساندر (أفضل ساندر في العالم)
• طابعة ثلاثية الأبعاد لدي XYZ Da Vinci Pro 1.0 وقد شعرت بسعادة غامرة معها.

الأجزاء الميكانيكية:

• مقبس من سبائك الصلب أو مسامير رأس زر: تأكد من طلب أكثر مما تحتاج ، لأن حساباتي قد تكون متوقفة!

  (1) رأس زر M3 × 10 مم (احصل عليه من McMaster-Carr) (2) رأس زر M3 × 12 مم (احصل عليه من McMaster-Carr) (4) M3 × 10 مم (احصل عليه من McMaster-Carr) (6) M3 × 12 مم (احصل عليه من McMaster-Carr) (4) M3 × 16 مم (احصل عليه من McMaster-Carr) (34) M3 × 20 مم (احصل عليه من McMaster-Carr) (2) رأس زر M3 × 25 مم (احصل عليه من McMaster-Carr) (8) M3 × 30 مم (الحصول عليها من McMaster-Carr) (4) M3 × 45 مم (الحصول عليها من McMaster-Carr) (30) صواميل قفل نايلون M3 (الحصول عليها من McMaster-Carr) (54) غسالات M3 (الحصول عليها من McMaster-Carr)

• (48) محامل 3x6x2mm ستعمل بدون هذه المحامل ، لكنها بالتأكيد تجعلها أجمل.
• (1) محامل 8x22x7mm يمكنك أيضا سرقة واحدة من سبينر تململ
• أجزاء مطبوعة ثلاثية الأبعاد يمكنك تنزيلها من أجزاء Thingverse (2) Beam 20mm x 20mm x 190mm (1) Limiters (1) Motor Mount Mount (1) قضبان المنصة (1) المنصة (1) مثبت اللولب الخلفي (1) المنزلق (1)) قاع داخلي للمقص (4) مقص داخلي (مجموعة واحدة) مقص خارجي (1) أمامي مثبت مؤازر (1) خلفي مثبت مؤازر (مجموعة واحدة) فواصل
• (2) صامولة مقاس 5/16 بوصة (مستودع منزلي)
• (1) برغي مقاس 5/16 بوصة × 5 - 1/2 بوصة (مستودع المنزل) يمكنك أيضًا استخدام قضيب ملولب مقاس 5/16 بوصة إذا كنت تفضل ذلك.

كهربائي:

• Raspberry Pi ، أنا أستخدم طراز 3 B + أي إصدار Pi سيعمل هذه مجموعة لطيفة.
• (1) Lewansoul LX-16a Serial Bus Servo ، حصلت على لي بأقل من 20.00 دولارًا أمريكيًا. (ستحتاج إلى البحث في Amazon أو Banggood عن هذا ، فالرابط يتغير باستمرار)
• (1) لوحة تصحيح أخطاء الناقل التسلسلي Lewansoul.
• (1) بوق معدني مؤازر
• (2) مفاتيح الحد
• أسلاك السيليكون هذه رائعة ، يمكنك تجريدها بأظافرك (إذا كنت لا تعض أظافرك)
• بطاريات لتشغيل Servo ، أنا أستخدم 4 بطاريات NiMh مقاس AA من Ikea.

مستهلكات:

• Q- نصائح
• القماش ستوكات
• ضمادات (آمل ألا)

الخطوة 2: القاعدة

من الأسهل بكثير بناء هذا على مراحل ، فلنبدأ بالقاعدة. ثم ننتقل إلى الإلكترونيات ونقوم في النهاية بتجميع المقص. إنها مطبوعة بألوان مختلفة لأنني استخدمت PLA و PETG لدي.

إذا لم تكن قد فعلت ذلك ، فقم بطباعة الأجزاء الخاصة بك. لقد استغرقت الطابعة بضعة أيام لإنهاء طباعة جميع الأجزاء.

يمكنك العثور على الأجزاء هنا:

نصائح أمان مهمة (مرجع Orginal Ghostbusters ، Google IT)

• خذ وقتك ولا تشعر بالجنون مع تشديد مسامير M3 ، فالشرائط البلاستيكية سهلة. إذا قمت بتجريد الثقب ، فقد تحتاج إلى إعادة طبع الجزء أو استخدام بعض غراء الغوريلا (المادة البنية) وتغطية الجزء الداخلي من الثقب برفق باستخدام عود أسنان وتركه يجف تمامًا طوال الليل قبل الاستخدام.
• ضع الغسالات "الجانب الجميل" لأعلى ، يبدو أفضل.
• خذ وقتك ، أو قد تحتاج إلى طباعته مرة أخرى.
• اطبع أجزاء المقص أخيرًا ، حيث إنها آخر جزء يتم بناؤه.

ها نحن ذا.

أ. ابدأ في طباعة جميع الأجزاء (انظر قائمة الأجزاء).

ب. صنفر الجزء بسلاسة ، واقطع المواد المقززة.

الخطوة 3: تركيب مفتاح الحد

A. ثني السلك المشترك (الذي يكون مثنيًا بالفعل على جانب المفتاح) ، بحيث يجلس متدفقًا ويلحم سلكًا على مفتاح الحد. لا يوجد خلوص كافٍ لتركيب الماكينة إذا نسيت هذه الخطوة.

ملاحظة: هذا هو اللحام الوحيد الذي ستحتاج إلى القيام به في هذا الجزء من البناء.

ب. حفر من خلال فتحات (4) 1/8 بوصة في Servo Mount ، انظر الأسهم الأرجوانية في الصورة أعلاه. يسمح الحفر للمسامير بالمرور بحرية من خلال وشد جهاز التثبيت المؤازر على القضبان لاحقًا.

C. أخيرًا ، قم بتوصيل مفتاح الحد كما هو موضح في Servo Mount باستخدام مسامير (2) M3 x 16mm.

الخطوة 4: تثبيت المسمار المحرك السفلي

أ. قم بالثقب من خلال فتحات (5) 1/8 بوصة في حامل برغي المحرك السفلي ، انظر الأسهم الأرجوانية في الصورة أعلاه.

ب. ثم قم بتثبيت الحامل اللولبي السفلي Moto بقرن المؤازرة المعدني باستخدام مسامير برأس زر (4) M3 x 12mm.

ج. أخيرًا ، قم بتثبيت الحامل اللولبي للمحرك السفلي بالمؤازرة باستخدام برغي (1) M3 x 10 مم.

الخطوة 5: قم بتركيب المؤازرة والبولت

قم بالثقب من خلال (4) فتحات 1/8 بوصة في حامل المؤازرة الخلفي كما هو موضح في الصورة أعلاه حيث تشير الأسهم الأرجوانية.

ب- قم بالثقب من خلال فتحات (2) 1/8 بوصة في التثبيت اللولبي في المكان المشار إليه بواسطة الأسهم الأرجوانية في الصورة أعلاه.ملاحظة: قد تكون أقصر قليلاً حسب الإصدار الذي قمت بطباعته.

ج. ركب المؤازرة على جبل المؤازرة. قد تحتاج إلى تقليم هذا قليلاً للحصول على مقاس جيد. سيكون فضفاض بعض الشيء. ثم باستخدام براغي وغسالات (4) M3 x 45mm ، قم بتركيب المؤازرة الخلفية على حامل المؤازرة الأمامي. سوف تتأرجح المؤازرة من جانب إلى آخر ولكن ليس ذهابًا وإيابًا.

د. أدخل البرغي 5/16 "× 5 - 1/2" في حامل البرغي العلوي ؛ يجب أن يكون مريحًا. قد تحتاج إلى تقليم الفتحة قليلاً لتناسبها.

E. باستخدام (2) مسامير وغسالات M3 x 16mm متصلة بنصفين من حوامل البراغي.

F. يجب أن يبدو التجميع الخاص بك مثل الصورة الأخيرة.

الخطوة 6: المنزلق والتجميع الخلفي

حان الوقت الآن لتركيب المنزلق وحامل اللولب الخلفي.

أ. أدخل (2) 5/16 مسامير في المنزلقات. يجب أن تلعب البراغي قليلاً في الخلف والأمام. بدون المسرحية ، سوف يلتصق المسمار أثناء الحركة.

ب. اربط المنزلق على البرغي 5/16 بضع بوصات.

ج. قم بالثقب من خلال (4) فتحات 1/8 بوصة في غطاء محمل التثبيت اللولبي الخلفي كما هو موضح مع الأسهم الأرجوانية في الصورة.

د. أدخل المحمل 8 مم × 22 مم × 7 مم في حامل اللولب الخلفي ، وقم بتثبيت غطاء المحمل مع (4) مسامير وغسالات M3 × 12 مم.

E. قم بإرفاق (1) مفتاح حد بمسامير (2) M3 x 16mm

F. حرك الترباس 5/16 بوصة في المحمل. ملاحظة: ستكون هناك مجموعة من اللعب هنا. ستحتاج إلى استخدام قطعة من الشريط الكهربائي أو أنبوب الانكماش الحراري لتقليل مقدار اللعب. قم بقياس المقدار المطلوب في الخطوة التالية.

الخطوة 7: الانتهاء من التجميع السفلي

الآن بعد أن انتهيت من التجميع الآلي ، حان الوقت لتثبيته على القضبان. تعد القضبان جزءًا من مشروع Great Mojave Rover وقد تبدو مبالغة. أخطط لدمج رافعة المقص في العربة الجوالة ويتيح لي تصميم السكة القيام بذلك لاحقًا.

أ. رمل جانب واحد من كل قضيب بسلاسة. لا تحتاج إلى سنفرة حفنة ، فقط ما يكفي لتسطيح النتوءات.

ب. اربط مسامير التثبيت اللولبية الخلفية في البداية باستخدام مسامير وغسالات (4) M3 x 30mm. يجب أن يكون هذا في نهاية القضبان.

ج- أدخل البرغي مقاس 5/16 بوصة في المحمل ، مع تثبيت المؤازرة في الفتحة الرابعة (مع ترك 3 فتحات فارغة) قم بقياس المكان الذي تريد أن يتقلص فيه الشريط أو الانكماش الحراري.

د. اربط مجموعة المؤازرة بالقضبان في الفتحة الرابعة (مع ترك 3 فارغة) باستخدام مسامير وغسالات (4) M3 x 30mm. لاحظ أن Servo Mount الخاص بك قد يكون مختلفًا بعض الشيء ، لقد أعدت تصميم برغي أطول مقاس 5/16 بوصة. يرجى ترك 3 ثقوب فارغة.

يجب أن يكون لديك الآن التجميع الميكانيكي جاهزًا لإرفاق براغي مفتاح الحد وجعل Raspberry Pi يحرك شريط التمرير ذهابًا وإيابًا.

الخطوة 8: الحد من أدوات ضبط التبديل

سيشغل اثنان من أدوات ضبط مفتاح الحد بالمفاتيح حيث تريد أن تتوقف الشريحة. سوف تحتاج إلى استخدام مسامير رأس الزر في النقطتين حيث يمر مسمار التعشيق أعلاه للتخليص. أيضًا ، كلا الجزئين المطبوعين بطباعة ثلاثية الأبعاد لضبط تبديل الحد متماثلان.

أ. مثقاب (2) 1/8 بوصة ألقى ثقوبًا في كل مفتاح من مفاتيح التبديل.

ب. أدخل براغي رأس الزر في أدوات التعشيق.

ج- أدخل المسمار المحدد في كل أداة تعشيق ، (1) M3 × 20 مم ، والآخر (1) M3 × 40 مم.

د. قم بتوصيل Limit Switch Engagers بشريط التمرير. استخدم المسمار الأطول (40 مم) على جانب المؤازرة.

ملاحظة: لقد أرفقت صواميل القفل بجهاز التعشيق الأطول لأنني جردت الحفرة.

الخطوة 9: توصيل Pi

برنامج هذا سهل ، فهو ببساطة يرفع المصعد ويخفضه. يمكنك تعديل الكود لعمل أي شيء تريده ، استمتع به.

أفترض أنك تعرف بالفعل كيفية تحميل نظام التشغيل على Raspberry Pi الخاص بك وكيفية كتابة برنامج Python 3 بسيط ، مثال Hello World سيكون جيدًا.

إليك مكانًا جيدًا للبدء ، ولكن هناك مجموعة من الموارد المتاحة للبدء.

• إعداد Pi الخاص بك.
• تشغيل برنامج Pyhon الأول الخاص بك.

الخطوة 10: توصيل الأسلاك الخاصة بك التجميع السفلي

بالنسبة لمشروع صغير مثل هذا ، أفضل استخدام لوحة Pimoroni Pico HAT Hacker على لوح التجارب. يمكنك استخدام أي شيء ولكني أحب هذا الجهاز الصغير. لقد قمت بلحام 40 رأسًا نسائيًا على جانبي HAT ، مما يسمح لي باستخدامه على أي جانب (انظر الصورة الثانية).

تحذير: لقد قمت بتفجير زوجين من Raspberry Pis أثناء القيام بذلك أثناء تشغيل Pi. تأكد من أن اللون الأحمر هو + والأسود أرضي أو - ، لا تحتوي لوحة التصحيح المؤازرة على حماية مضمنة.

أ. قم بتوصيل السلك الأسود بالتوصيلات الشائعة على كل مفتاح والأرضي على Pi. (دبوس 6)

ب. قم بتوصيل السلك الأخضر بمفتاح الحد السفلي (انظر الصورة الأولى) ثم بـ GPIO 23 (دبوس 16)

ج. قم بتوصيل السلك الأصفر بمفتاح الحد العلوي (انظر الصورة الأولى) ثم بـ GPIO 22 (دبوس 15)

د. قم بتوصيل لوحة التصحيح المؤازر بمنفذ USB على Pi.

E. قم بتوصيل المؤازرة بلوحة Servo Debug باستخدام الكبل المرفق مع المؤازرة LX-16A

و. قم بتوصيل الطاقة بلوحة التصحيح المؤازرة. لا تستخدم Pi لتشغيل لوحة المؤازرة ، استخدم مصدر بطارية خارجي. لقد استخدمت 4 بطاريات AA.

الخطوة 11: تحميل وتشغيل برنامج Python

مرة أخرى أفترض أنك تعرف كيفية بدء تشغيل المحطة ومعرفة كيفية بدء برنامج Python3.

أ. ابدأ الوحدة الطرفية

ب. نحتاج إلى استنساخ مكتبات من GitHub. الأول هو PyLX16A من Ethan Lipson ، والآخر هو Scissor Lift code من BIMThoughts 'GitHub

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

يقوم الأمر أعلاه بما يلي:

cd يغير الدليل إلى الدليل الرئيسي الخاص بك

يقوم git clone بتنزيل ملفات التعليمات البرمجية من GitHub إلى مجلد باسم المستودع.

يغير القرص المضغوط ScissorLift المجلد إلى مكان رمز ScissorLift

cp../PyLX-16A/lx16a.py. نسخ المكتبة اللازمة لأوامر المؤازرة.

C. يجب أن يكون Pi الخاص بك متصلاً بمجموعة Motor و Debug Board متصل بـ USB و Servo.

D. اكتب ما يلي لتشغيل اختبار التبديل.

قرص مضغوط

قرص مضغوط ScissorLift python3 SwitchTest.py

سيبدأ البرنامج بقول "النزول".

قم بإشراك المفتاح بعيدًا عن المؤازرة وسيستجيب البرنامج بـ "الصعود". الآن أدخل المفتاح الأقرب إلى المؤازرة وسيتوقف البرنامج.

استكشاف الأخطاء وإصلاحها:

إذا فشل ذلك في التحقق مرة أخرى من الأسلاك الخاصة بك ، فقد ارتكبت خطأ لحام السلك الأصفر باتصال التبديل الخاطئ في المرة الأولى وسيتوقف بعد تشغيل المفتاح الأول.

الخطوة 12: اختبار المحرك

الآن بعد أن تعمل المفاتيح ، حان الوقت لاختبار مجموعة المحرك.

لقد قمت بالفعل بتنزيل الرمز. هيا نبدأ.

A. تأكد من توصيل المؤازرة الخاصة بك بلوحة التصحيح ، أي قابس يعمل طالما أنه مناسب بشكل جيد.

B. من Terminal اكتب ما يلي:

cdcd ScissorLift python3 MotorTest.py

سيبدأ شريط التمرير الخاص بك في التحرك وعندما يتجه نحو المؤازرة أولاً ، فعندما يتم تشغيل مفتاح الحد ، فإنه سيتحرك في الاتجاه الآخر ويتوقف عندما يصل إلى مفتاح الحد الآخر.

إذا سمعت أنه يبدأ في الارتباط ، فافصل المؤازرة من لوحة التصحيح واضغط على ctrl-c لإيقاف البرنامج وتحديد سبب ارتباطه.

استكشاف الأخطاء وإصلاحها:

التجليد في منتصف الشريحة:

أ. المكسرات لا تتحرك بحرية داخل شريط التمرير.

ب. الحامل اللولبي غير متمركز.

ج. المحمل ليس مجانيًا.

يحدث الربط في نهاية الشريحة بسبب فقدان المفاتيح السلكية أو الحاجة إلى ضبط براغي التعشيق.

د. يستمر المؤازر في التحرك بعد الضغط على ctrl-c ، افصل سلك المؤازرة بلوحة التصحيح. سيؤدي ذلك إلى إعادة تعيين المؤازرة.

الخطوة 13: تجميع المقص

الآن وصلنا أخيرًا إلى النقطة التي يمكننا فيها تجميع المقص. هناك ثلاثة مكونات رئيسية للمقص.

1. مقص خارجي (الصورة الأولى ، تشبه عصا المصاصة الزرقاء)
2. مقص داخلي (رمادي للصور الثانية)
3. مقص داخلي سفلي (الصورة الثانية باللون الأزرق)

الفرق بين Scissor Inner و Scissor Inner Bottom هو وضع المحامل ، كما هو موضح على الجانب الأيمن من الصورة. شاهد الفيديو يسهل شرحه هناك.

أ. أدخل المحامل في كل من قطع المقص. قد تحتاج إلى استخدام الترباس والغسالة والصمولة للضغط على الغسالة في الفتحة. إذا كسرت الفتحة ، فلا بأس يمكنك استخدام الغراء لإصلاحها.

ب. باستخدام مزلق الجرافيت ومسحة قطنية ، قم بتغطية الجوانب غير الحاملة للمقص.

ج. باستخدام برغي M3 x 20mm ، حلقة ، وصمولة قفل. ابدأ بالجزء السفلي الداخلي وقم بتوصيل المقص الخارجي بالوصلات الوسطى. (انظر الصورة)

قم بتوصيل مقص خارجي آخر بنهاية المقص السفلي حيث يكون المحمل في الداخل. ثم قم بتوصيل مقص داخلي آخر بالمنتصف.

استمر في تثبيت المقص الداخلي والخارجي حتى نفاد المقص.

الخطوة 14: إرفاق المقص بالقاعدة

باستخدام (2) M3 x 20mm مع (2) غسالات ومساحات مطبوعة ثلاثية الأبعاد ، قم بتوصيل مجموعة المقص بحامل المؤازرة للقاعدة.

باستخدام (2) M3 x 12mm ، قم بتوصيل مجموعة المقص بالمنزلق.

باستثناء المنصة ، لديك رافعة مقصية تعمل.

الخطوة 15: اختبار تشغيل المقص

ارفع مقصك احتياطيًا إلى Raspberry Pi ، إذا لم تكن قد فعلت ذلك.

A. من المحطة الطرفية على Raspberry Pi ، قم بتشغيل MotorTest.py مرة أخرى وشاهد رافعة المقص أثناء العمل.

تابع وراقب:

• أي ملزم
• إزالة مسامير الحد من الاشتباك
• إذا ارتبطت أو حدث شيء ما ، فافصل المؤازرة من لوحة التصحيح أولاً.

الخطوة 16: إرفاق المنصة

نأمل أن تكون قد اكتشفت الآن كيفية وضعه على المنصة.

أ. حدد ما إذا كنت تريد ما هي النهاية التي تريدها.

ب. قم بتثبيت قضبان المنصة على الجزء الخارجي من الجزء العلوي من المقص. على الجانب الذي تحتاج فيه إلى مباعد ، ستحتاج إلى برغي M3 x 25mm وغسالتين. على الجانب الآخر ، استخدم برغي M3 x 20 مم مع حلقة واحدة وصمولة قفل واحدة.

C. باستخدام البراغي والغسالات M3 x 12mm ، قم بتوصيل الجزء العلوي من المنصة بالقضبان.

الخطوة 17: شكرا لك

شكرًا لك على الوصول إلى هذا الحد ، آمل أن يكون لديك رافعة مقصية لا تعرف ماذا تفعل بها ، أو ربما لديك رافعة مقصية لديك فكرة رائعة عن كيفية استخدامها.

في كلتا الحالتين ، أتمنى أن تكون قد قضيت وقتًا رائعًا وتعلمت شيئًا ما.

الوصيف في أول مرة المؤلف