ميكروسكوب لحام Raspberry Pi Zero HDMI / WiFi: 12 خطوة (مع صور)

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

يمكن أن يكون لحام مكونات SMD في بعض الأحيان تحديًا كبيرًا ، خاصة عندما يتعلق الأمر بأشياء مثل رقائق TQFP بحجم 0.4 مم مع 100 دبوس أو أكثر. في مثل هذه الحالات ، قد يكون الوصول إلى نوع من التكبير مفيدًا حقًا.

في محاولة لمعالجة هذه المشكلة ، قررت إنشاء مجهر اللحام الخاص بي استنادًا إلى Raspberry Pi Zero W ووحدة الكاميرا. المجهر قادر على دفق فيديو Full HD مباشرة إلى شاشة HDMI مع عدم وجود زمن انتقال عمليًا ، وهو مثالي للحام. ولكن أيضًا عبر شبكة WiFi مع زمن انتقال أقل من نصف ثانية ، وهو أمر جيد جدًا لفحص اللوحة.

اختياريًا ، مع القليل من التكلفة الإضافية ، يمكن أيضًا جعل المجهر محمولًا ، مما يؤدي إلى جانب إمكانات دفق الفيديو عبر WiFi إلى فتح بُعد إضافي لحالات الاستخدام المحتملة.

إذا كان لديك طابعة ثلاثية الأبعاد ، فتأكد أيضًا من مراجعة مشروع RichW36 المذهل على Thingiverse للحصول على نسخة من المجهر باستخدام أجزاء مطبوعة ثلاثية الأبعاد!

الخطوة 1: الأدوات والأجزاء

لبناء المجهر ستحتاج الأجزاء التالية:

1 x Raspberry Pi Zero W [10 €]

1 × وحدة Raspberry Pi Camera Module [8 €] - ستحتاج إلى اختراقها لتغيير طولها البؤري وجعل من الممكن التركيز على الأشياء القريبة جدًا منها. لا أعرف ما إذا كان الإجراء نفسه ممكنًا أيضًا مع وحدة الكاميرا الجديدة بدقة 8 ميجابكسل ، لذلك أوصي بالحصول على الكاميرا الأصلية بدقة 5 ميجابكسل بدلاً من ذلك.

1 x Raspberry Pi Zero Camera Cable [2 €] - كما تعلم بالفعل ، يحتوي Raspberry Pi Zero على موصل كاميرا أصغر من لوحات Raspberry Pi الأخرى ، لذلك ستحتاج أيضًا إلى كابل محول خاص لتوصيل وحدة الكاميرا به.

1 × فرجار بلاستيك ميكرومتر - كلما كان ذلك أرخص يمكنك العثور عليه بشكل أفضل ، استخدمت للتو نظيرًا بلاستيكيًا قديمًا كنت أستلقي حوله.

1 × قطعة من المسطرة - يجب أن يكون عرض المسطرة أصغر من طول الفك المتحرك للفرجار. بالنسبة للطول ، يجب أن يكون حوالي 10 سم إلى 15 سم جيدًا.

صندوق مشروع ألومنيوم 1x [4 €] - سيتم استخدامه كقاعدة للتجميع ويجب أن يكون مصنوعًا من المعدن ، لذلك سيكون أيضًا مقاومًا للحرارة. سبب الحاجة إلى الصندوق هو أنه يمكنك وضع وزن بداخله ، حتى تكون أكثر ثباتًا أثناء اللحام.

1 x HDMI Cable و Female HDMI to Male Mini HDMI Adapter - يمكنك أيضًا شراء كبلات HDMI إلى Mini HDMI إذا كنت تريد ، ولكن كان لدي بالفعل كابل HDMI عادي.

1 × Micro USB Power Supply - وفقًا لقياساتي ، لا يتجاوز التيار الذي رسمه Pi أبدًا 400mA حتى أثناء دفق فيديو 1080 بكسل عبر WiFi و HDMI في نفس الوقت. لذلك ، حتى مصدر طاقة 500 مللي أمبير يجب أن يكون كافيًا. فقط لأكون آمنًا على الرغم من أنني أوصي بالحصول على 1A ، خاصة إذا كنت تخطط لإنشاء إصدار محمول والذي سيكون له أيضًا خسائر في محول التعزيز.

1 x MicroSD Card [5 €] - حتى بطاقة 4GB ستكون كافية ، فقط تأكد من أنها عالية الجودة من الفئة 10.

مسامير وصواميل مقاس 4 × M2 [أقل من 1 يورو] - يمكن أيضًا استخدام براغي ذات قطر أكبر. رغم ذلك ، كلما كان البرغي أكبر ، يجب أن يكون الثقب أوسع ، وكلما زاد خطر كسر البلاستيك.

1 x Hot Glue Stick [1 €]

روابط الكابلات المضغوطة [أقل من 1 €] - سيتم استخدامها لإرفاق Pi على الجزء المتحرك من الفرجار.

والأدوات التالية:

مسدس الغراء الساخن

جهاز Dremel - مزود بقرص يمكنه قطع البلاستيك ، بالإضافة إلى لقم الثقب للبلاستيك والألمنيوم بحجم المسامير اللولبية.

كماشة أنف مسطح طويل

كماشة قطع الترباس - ستحتاج إلى طريقة لقص البراغي بالطول المناسب. زوج من كماشة القطع هو ما استخدمته ، على الرغم من أنني متأكد من أن هناك أدوات أخرى يمكنها القيام بالمهمة أيضًا.

مفك فيليبس

اختياريًا ، إذا كنت تريد جعله محمولًا ، فستحتاج إلى الأجزاء الإضافية التالية:

1 × بطارية LiPo [8 €] - ستعتمد سعتها على عمر البطارية الذي تريده ، وكفاءة محول التعزيز ومتوسط استهلاك الطاقة.

1 x LiPo Battery Charger / 5V Boost Converter [20 €] - بالنسبة لهذا المشروع ، اخترت PowerBoost 1000C من Adafruit. تتوفر أيضًا بدائل أرخص بكثير على موقع eBay ، على الرغم من أنني قررت استخدام هذا الخيار المعين بسبب الميزة الرائعة التي يتمتع بها ، والتي سأتحدث عنها أكثر لاحقًا.

1 × رأس دبوس ذكر مزدوج الصف 40 سنًا [أقل من 1 يورو]

1 × رأس سن أنثى صف مزدوج 40 سنًا [أقل من 1 يورو]

1 × رأس دبوس ذكر ذو 8 سنون [أقل من 1 يورو]

1 × رأس دبوس أنثى 8 سنون [أقل من 1 يورو]

1 × قطعة من لوحة النماذج الأولية [1 €] - نظرًا لأنه سيتعين عليك لحام رؤوس الدبوس على جانبي اللوحة ، فإنني أوصي بالحصول على رأس مزدوج الجوانب. بدلاً من ذلك ، يمكنك الحصول على لوحة نماذج أولية مصممة خصيصًا لـ Pi Zero ، مثل هذا من MakerSpot.

1 × 1 كيلو مقاومات [أقل من 1 يورو]

1 × 10 كيلو المقاوم [أقل من 1 €]

1 × BC547 [أقل من 1 €] - أي ترانزستور NPN للأغراض العامة سيفي بالغرض ، هذا ما استخدمته تمامًا.

1 × مفتاح DPST اللحظي [1 €] - من الناحية المثالية ، تريد مفتاح DPST ، بحيث يمكنك تشغيل وإيقاف تشغيل Pi باستخدام نفس زر الضغط. لسوء الحظ ، لم يكن لدي واحد ، لذلك اضطررت إلى استخدام مفتاحي SPST مؤقتين منفصلين بدلاً من ذلك.

روابط الكابلات المضغوطة [أقل من 1 يورو] - هناك حاجة إلى واحد إضافي للنسخة المحمولة ، لتوصيل البطارية على الجانب الخلفي من لوحة النماذج الأولية.

أسلاك اللحام

والأدوات الإضافية التالية:

لحام الحديد

زوج من قواطع الأسلاك

بلغت التكلفة الإجمالية للنسخة غير المحمولة ، باستثناء مصدر الطاقة وكابل HDMI والمحول إلى mini HDMI ، حوالي 30 يورو. وبلغت التكلفة الإضافية لجعله محمولًا أيضًا حوالي 30 يورو. تم شراء غالبية الأجزاء على موقع eBay.

الخطوة 2: تجهيز MicroSD

حرق الصورة على بطاقة microSD

كقاعدة للنظام ، قررت استخدام صورة Raspbian Lite الرسمية وتثبيت ما احتاجه بالضبط فقط. للبدء ، قم أولاً بتنزيل أحدث صورة Raspbian Lite من موقع الويب raspberrypi.org ، وقم بنسخها على بطاقة microSD الخاصة بك.

إذا كنت تستخدم نظام Linux ، فبعد فك ضغطه ، يمكنك نسخه عن طريق تشغيل الأمر التالي كجذر ،

dd if = / path / to / -raspbian-jessie-lite.img of = / dev / sdX bs = 4M

حيث X هو حرف الجهاز الذي يتوافق مع microSD الخاص بك ، على سبيل المثال ج. قبل تشغيل الأمر ، تأكد من عدم وجود أقسام مثبتة تنتمي إلى بطاقة microSD. في حالة وجود الأمر التالي لإلغاء تحميل كل واحد منهم ،

umount / ديف / sdXY

ولكن كن حذرًا للغاية هنا ، فقد يؤدي استخدام الحرف الخطأ بدلاً من X إلى إلحاق ضرر لا يمكن إصلاحه بنظامك وإفساد يومك. قبل تشغيل الأمر dd ، تحقق جيدًا من أن الحرف الذي كتبته بدلاً من X هو بالفعل الحرف الذي يتوافق مع جهاز microSD.

إذا كنت تستخدم Windows ، بعد تنزيل صورة Raspbian Lite وفك ضغطها ، يمكنك استخدام Win32DiskImager لنسخها على بطاقة microSD. يمكن العثور على مزيد من المعلومات في وثائق Raspberry Pi الرسمية.

في نظام MacOS ، يتوفر تطبيق رسومي يسمى Etcher ، والذي يمكن استخدامه لنسخ الصورة على بطاقة microSD. بدلاً من ذلك ، يمكنك أيضًا استخدام dd بشكل مشابه لنظام Linux ، لكن العملية مختلفة قليلاً. مرة أخرى ، يمكنك التحقق من الوثائق الرسمية لمزيد من المعلومات.

تكوين WiFi

بعد نسخ الصورة إلى بطاقة microSD ، ستحتاج إلى تكوين WiFi قبل التمهيد الأول وكذلك تمكين SSH.

أول شيء عليك القيام به هو إنشاء ملف فارغ باسم SSH داخل قسم التمهيد لبطاقة microSD. إذا كنت تستخدم نظام التشغيل Windows ، فمن المرجح أن يكون قسم التمهيد هو القسم الوحيد الذي ستتمكن من رؤيته ، حيث لا يستطيع Windows قراءة أو كتابة أقسام ext4 في الأصل. إذا لم تكن أقسام بطاقة microSD مثبتة حاليًا ، فما عليك سوى فصل البطاقة وإعادة توصيلها بجهاز الكمبيوتر الخاص بك.

ثم ، مرة أخرى داخل قسم التمهيد ، قم بإنشاء ملف باسم wpa_supplicant.conf باستخدام إعداداتك اللاسلكية. يجب أن تبدو محتويات الملف مشابهة لهذا ،

البلد =

الشبكة = {ssid = psk = proto = RSN key_mgmt = WPA-PSK زوجي = CCMP auth_alg = OPEN}

يمكن أن يكون proto إما RSN لـ WPA2 ، أو WPA لـ WPA1.key_mgmt يمكن أن يكون إما WPA-PSK ، أو WPA-EAP لشبكات المؤسسات. يمكن أن يكون الزوجان إما CCMP لـ WPA2 ، أو TKIP لـ WPA1. و SHARED هي الخيارات الأخرى ، أما بالنسبة إلى country و ssid و psk ، فيجب أن تشرح نفسها بنفسها.

هذا كل ما في الأمر ، الآن فقط قم بإلغاء تحميل بطاقة microSD من جهاز الكمبيوتر الخاص بك ووضعها في Pi الخاص بك. بعد ذلك ، قم بتوصيل Pi بجهاز عرض HDMI ، وقم بتوصيل وحدة الكاميرا باستخدام كابل الشريط الخاص وأخيراً قم بتوصيل الطاقة. بعد بضع ثوانٍ ، يجب أن يتم تمهيد Pi وتوصيله تلقائيًا بشبكة WiFi الخاصة بك. على الشاشة ، يجب أن تكون قادرًا أيضًا على رؤية عنوان IP الذي حصلت عليه من خادم DHCP لجهاز التوجيه الخاص بك.

تحديث 4/6/2018:

في حالة عدم تمكن Pi الخاص بك من الاتصال بشبكة WiFi أثناء التمهيد لسبب ما ، جرب wpa_supplicant.conf التالي بدلاً من ذلك ،

البلد =

ctrl_interface = DIR = / var / run / wpa_supplicant GROUP = netdev update_config = شبكة واحدة = {ssid = "" psk = ""}

كنت أحاول مؤخرًا إعداد Pi Zero W بدون رأس مع أحدث إصدار من Raspbian ولم أتمكن من تشغيله حتى استخدمت wpa_supplicant.conf المقدم أعلاه. لذلك ، إذا كان يبدو أن لديك نفس المشكلة ، فقد يساعدك ذلك.

الخطوة 3: إنشاء اتصال SSH

في حالة عدم توصيل شاشة بـ Pi الخاص بك حتى الآن ولا يمكنك رؤية عنوان IP الذي حصلت عليه ، فهناك عدة طرق لاكتشافها. تتمثل إحدى الطرق في التحقق من سجلات خادم DHCP لجهاز التوجيه الخاص بك. يختلف كل جهاز توجيه ، لذلك لن أصف هذه العملية.

على نظام Linux ، هناك طريقة أخرى سهلة تتمثل في تشغيل أمر nmap التالي كجذر ،

nmap -sn x.x.x.x / y

حيث x.x.x.x هو عنوان IP لشبكتك الخاصة ، على سبيل المثال 192.168.1.0 و y هو عدد الوحدات (بالثنائي) لقناع الشبكة ، على سبيل المثال بالنسبة لقناع الشبكة 255.255.255.0 ، فإن عدد الوحدات هو 24. لذلك ، بالنسبة لهذه الشبكة المعينة ،

nmap -sn 192.168.1.0/24

مثال لإخراج هذا الأمر هو ما يلي ،

بدء Nmap 6.47 (https://nmap.org) في 16 أبريل 2017 12:34 بتوقيت شرق أوروبا

تقرير فحص Nmap لـ 192.168.1.1 المضيف يعمل (زمن انتقال 0.00044 ثانية). عنوان MAC: 12: 95: B9: 47: 25: 4B (Intracom S. A.) تقرير فحص Nmap لـ 192.168.1.2 المضيف (زمن انتقال 0.0076 ثانية). عنوان MAC: 1D: B8: 77: A2: 58: 1F (HTC) تقرير فحص Nmap لـ 192.168.1.4 المضيف يعمل (زمن انتقال 0.00067 ثانية). عنوان MAC: 88: 27: F9: 43: 11: EF (Raspberry Pi Foundation) تقرير فحص Nmap لـ 192.168.1.180 Host قيد التشغيل. تم إجراء Nmap: تم فحص 256 عنوان IP (4 أجهزة مضيفة) في 2.13 ثانية

كما ترى في حالتي ، فإن Pi لديه عنوان IP 192.168.1.4.

إذا كنت تستخدم Windows ، فهناك أيضًا إصدار متاح من nmap يمكنك تجربته ، ويمكنك العثور على مزيد من المعلومات هنا. بعد الحصول على عنوان IP الخاص بـ Pi ، يمكنك SSH إليه باستخدام الأمر التالي في Linux و MacOS ،

ssh بي @

أو على Windows باستخدام PuTTY.

كلمة المرور الافتراضية لمستخدم pi هي raspberry.

الخطوة 4: تكوين النظام

التكوين العام

في التمهيد الأول ، يكون النظام غير مهيأ بالكامل تقريبًا ، لذا هناك بعض المهام التي ستحتاج إلى القيام بها أولاً.

أول شيء عليك القيام به هو تغيير كلمة المرور الافتراضية لمستخدم pi ،

passwd

بعد ذلك ، سيكون عليك تكوين الإعدادات المحلية. يمكنك القيام بذلك عن طريق تشغيل الأمر التالي ،

sudo dpkg- إعادة تكوين المواقع

انطلق وحدد جميع مواقع en_US باستخدام شريط المسافة بالإضافة إلى أي مواقع أخرى تريدها. عندما تنتهي اضغط Enter. أخيرًا ، حدد en_US. UTF-8 كاللغة الافتراضية واضغط على Enter.

بعد ذلك ، ستحتاج إلى تكوين المنطقة الزمنية ،

sudo dpkg- إعادة تكوين tzdata

في هذه المرحلة من المحتمل أن يكون تحديث النظام فكرة جيدة ،

sudo apt-get update

sudo apt-get Upgrade sudo apt-get dist-Upgrade

بعد ذلك ، تحتاج إلى تمكين وحدة الكاميرا باستخدام أمر raspi-config ،

sudo raspi-config

حدد خيارات التفاعل من القائمة ثم حدد خيار الكاميرا. أجب بنعم على السؤال الذي يطالبك بتمكين الكاميرا ثم حدد موافق. أخيرًا ، حدد إنهاء وأجب بنعم على السؤال حول ما إذا كنت تريد إعادة تشغيل Raspberry Pi الآن. بعد إعادة التشغيل ، أعد الاتصال بـ Pi الخاص بك من خلال SSH بنفس الطريقة كما كان من قبل.

لاختبار عمل الكاميرا بشكل صحيح يمكنك تشغيل الأمر التالي ،

raspivid -t 0

يجب أن تكون قادرًا على مشاهدة تدفق الفيديو على شاشة HDMI الخاصة بك ، ويمكنك إيقافه في أي وقت تريده بالضغط على Ctrl-C. يمكنك أيضًا استخدام العلامتين -vf و -hf لقلب الصورة عموديًا و / أو أفقيًا إذا احتجت إلى ذلك.

تعيين عنوان IP ثابت

الشيء التالي الذي عليك القيام به هو تعيين عنوان IP ثابت لـ Pi الخاص بك. للقيام بذلك باستخدام nano ، قم بتحرير /etc/dhcpcd.conf ،

sudo nano /etc/dhcpcd.conf

وأضف الأسطر التالية في النهاية ،

واجهة wlan0

ip_address ثابت = موجهات ثابتة = خوادم domain_name_servers =

في إعداد domain_name_servers ، يمكنك إضافة عدة خوادم أسماء مقسومة على مسافات إذا كنت تريد ، على سبيل المثال يمكنك أيضًا إضافة عنوان IP الخاص بـ Google DNS وهو 8.8.8.8 لاستخدامه كخادم نسخ احتياطي. اضغط على Ctrl-X للخروج ، واكتب y واضغط أخيرًا على Enter لحفظ التغييرات.

ثم أعد تشغيل dhcpcd وخدمات الشبكات عن طريق تشغيل الأمرين التاليين ،

أعد تشغيل sudo systemctl dhcpcd.service

أعد تشغيل sudo systemctl network.service

في هذه المرحلة ، يجب أن تتوقف جلسة SSH. لا تقلق على الرغم من أن هذا أمر متوقع لأنك قمت للتو بتغيير IP الخاص بـ Pi ، فما عليك سوى إعادة الاتصال به عبر SSH ولكن هذه المرة باستخدام IP الذي قمت بتعيينه.

الخطوة 5: تثبيت GStreamer

هناك عدة طرق لدفق الفيديو من Raspberry Pi عبر الشبكة ، ولكن الطريقة التي توفر أقل قدر من الكمون هي باستخدام GStreamer. لتثبيت GStreamer ، يمكنك ببساطة تشغيل الأوامر التالية ،

sudo apt-get update

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

يحتوي GStreamer على عدد غير قليل من التبعيات ، لذا سيستغرق ذلك بعض الوقت. بعد الانتهاء من التثبيت ، يمكنك دفق تدفق الفيديو للكاميرا عبر الشبكة و HDMI في نفس الوقت ، باستخدام الأمر التالي ،

raspivid -t 0 -w 1920 -h 1080 -fps 30 -b 2000000 -o - | gst-launch-1.0 -v fdsrc! h264 parse! rtph264pay config-الفاصل الزمني = 1 نقطة = 96! gdppay! مضيف tcpserversink = المنفذ = 5000

سيؤدي هذا إلى إنشاء دفق RTP على المنفذ 5000 والذي يمكن استقباله بواسطة أي جهاز على شبكتك المحلية باستخدام GStreamer ،

مضيف gst-launch-1.0 -v tcpclientsrc = المنفذ = 5000! gdpdepay! rtph264depay! avdec_h264! تحويل الفيديو! مزامنة الرابط التلقائي = خطأ

يتم تثبيت GStreamer على أي جهاز يقوم بتشغيل توزيعة Linux مبنية على Debian بنفس الطريقة تمامًا كما هو الحال في Pi. يجب أن تحتوي معظم التوزيعات الرئيسية التي لا تعتمد على دبيان على GStreamer في مستودعاتها.

يتوفر GStreamer أيضًا على نظامي التشغيل Windows و MacOS ، ويمكن العثور على معلومات مفصلة حول كيفية تثبيته هنا وهنا.

الخطوة 6: تكوين البث لبدء التشغيل تلقائيًا

بالطبع باستخدام الأمر السابق ، يمكنك بدء البث في أي وقت تريده ، على الرغم من أن ذلك يتطلب الاتصال أولاً بـ Pi عبر SSH وهو أمر غير مريح للغاية. ما تريد القيام به بدلاً من ذلك هو إنشاء برنامج نصي يتم تشغيله تلقائيًا عند التمهيد كخدمة وبدء البث.

لذلك ، للقيام بذلك أولاً ، أنشئ ملفًا باستخدام nano ،

sudo nano /usr/local/bin/network-streaming.sh

وألصق بالداخل السطرين التاليين ،

#! / بن / باش

raspivid -t 0 -w 1920 -h 1080 -fps 30 -vf -hf -b 2000000 -o - | gst-launch-1.0 -v fdsrc! h264 parse! rtph264pay config-الفاصل الزمني = 1 نقطة = 96! gdppay! مضيف tcpserversink = المنفذ = 5000

يتم استخدام العلامتين -vf و -hf لقلب الصورة عموديًا وأفقيًا. اعتمادًا على اتجاه الكاميرا بعد تثبيتها ، قد تحتاجها أو لا تحتاجها.

اضغط على Ctrl-X للخروج ، واكتب y واضغط أخيرًا على Enter لحفظ التغييرات. ثم اجعل النص قابلاً للتنفيذ عن طريق التشغيل ،

sudo chmod + x /usr/local/bin/network-streaming.sh

بعد ذلك ، تحتاج إلى إنشاء ملف خدمة systemd ،

sudo nano /etc/systemd/system/network-streaming.service

والصق داخل الأسطر التالية ،

[وحدة]

الوصف = تدفق الفيديو على الشبكة بعد = network-online.target Wants = network-online.target [الخدمة] ExecStart = / usr / local / bin / network-streaming.sh StandardOutput = Journal + console User = pi Restart = on-failure [تثبيت] WantedBy = multi-user.target

احفظ الملف واخرج من nano ، وقم بتشغيل الأمر التالي لاختبار خدمتك ،

يبدأ sudo systemctl خدمة تدفق الشبكة

إذا كان كل شيء يعمل كما هو متوقع ، فيمكنك عندئذٍ تشغيل الأمر التالي لجعل الخدمة تبدأ تلقائيًا عند التمهيد ،

يتيح sudo systemctl خدمة تدفق الشبكة

الخطوة 7: جعل نظام الملفات للقراءة فقط

واحدة من أكبر مشاكل بطاقات SD وتخزين الفلاش بشكل عام هي أنها معرضة جدًا للفساد.

أفضل طريقة لمكافحة ذلك ، هي عن طريق تركيب جميع أقسام بطاقة microSD للقراءة فقط. سيسمح لك هذا أيضًا بفصل الطاقة عن Pi في أي وقت تريده دون الحاجة إلى بدء إيقاف التشغيل المناسب ، وهو أمر مفيد للغاية خاصة لمثل هذا التطبيق.

أول شيء عليك القيام به هو إزالة بعض الحزم عن طريق تشغيل الأمر التالي ،

sudo apt-get purge triggerhappy logrotate dphys-swapfile

بعد ذلك ، تحتاج إلى استبدال rsyslog بخادم syslogd الخاص بـ busybox والذي سيسمح لك بالاحتفاظ بسجلات النظام في الذاكرة ،

sudo apt-get install busybox-syslogd

sudo apt-get تطهير rsyslog

و اهرب،

sudo apt-get autoremove

لإزالة أي حزم لم تعد هناك حاجة إليها.

بعد ذلك ، ستتمكن من عرض سجلات النظام في أي وقت باستخدام الأمر logread.

بعد ذلك ، تحتاج إلى نقل /etc/resolv.conf إلى / tmp ، والذي سيتم تثبيته على الذاكرة ، لأنه يجب أن يظل قابلاً للكتابة.

sudo rm /etc/resolv.conf

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

الملف الآخر الذي يجب أن يكون قابلاً للكتابة هو / var / lib / systemd / random-seed ، وبالمثل ،

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

نظرًا لأن ملف البذور العشوائية لا يتم إنشاؤه عادةً عند التمهيد وتكون محتويات / tmp متقلبة ، فستحتاج إلى تغيير ذلك عن طريق تعديل ملف الخدمة الخاص بملف خدمة systemd-random-seed. لذلك ، باستخدام النانو ،

sudo nano /lib/systemd/system/systemd-random-seed.service

وأضف السطر في نهاية قسم الخدمة ،

ExecStartPre = / bin / echo ""> / tmp / random-seed

لذلك سيبدو مثل هذا ،

[خدمة]

النوع = oneShot RemainAfterExit = نعم ExecStart = / lib / systemd / systemd-random-seed load ExecStop = / lib / systemd / systemd-random-seed save ExecStartPre = / bin / echo ""> / tmp / random-seed

و اهرب،

تحميل برنامج sudo systemctl daemon-reload

لإعادة تحميل ملفات خدمة النظام.

بعد ذلك ، ستحتاج إلى تعديل ملف / etc / fstab ،

sudo نانو / الخ / fstab

وأضف خيار ro على أقسام / dev / mmcblk0p1 و / dev / mmcblk0p2 ليتم تثبيتها للقراءة فقط في التمهيد. وأضف بضعة أسطر أخرى بحيث يتم تثبيت / tmp و / var / log و / var / tmp على الذاكرة. بعد إجراء هذه التغييرات ، يجب أن يكون ملف / etc / fstab مشابهًا لهذا ،

افتراضيات proc / proc 0 0

/ dev / mmcblk0p1 / boot vfat الافتراضية ، ro 0 2 / dev / mmcblk0p2 / ext4 defaults ، noatime ، ro 0 1 # ملف swapfile ليس قسمًا للتبديل ، لا يوجد سطر هنا # استخدم dphys-swapfile swap [on | off] لذلك tmpfs / tmp tmpfs nosuid، nodev 0 0 tmpfs / var / log tmpfs nosuid، nodev 0 0 tmpfs / var / tmp tmpfs nosuid، nodev 0 0

أخيرًا ، قم بتحرير ملف cmdline.txt الخاص بك ،

sudo نانو / التمهيد / cmdline.txt

وفي نهاية السطر أضف خيارات fastboot noswap ro لتعطيل فحص نظام الملفات وتعطيل التبديل وإجبار نظام الملفات ليتم تثبيته للقراءة فقط. بعد ذلك ، يجب أن يبدو /boot/cmdline.txt مشابهًا لهذا ،

dwc_otg.lpm_enable = 0 وحدة التحكم = serial0، 115200 وحدة التحكم = tty1 root = / dev / mmcblk0p2 rootfstype = ext4 Elevator = الموعد النهائي fsck.repair = yes rootwait fastboot noswap ro

أخيرًا ، أعد تشغيل النظام لتصبح التغييرات سارية المفعول. بعد إعادة التشغيل ، إذا سار كل شيء كما هو متوقع ،

sudo touch / boot / test

سودو اللمس / الاختبار

في كلتا الحالتين خطأ "نظام ملفات للقراءة فقط". يمكنك الآن فصل الطاقة عن Pi الخاص بك في أي وقت تريده دون المخاطرة بتلف نظام الملفات على بطاقة microSD.

إذا كنت بحاجة لسبب ما لجعل نظام ملفات الجذر للقراءة والكتابة مؤقتًا ، على سبيل المثال لتثبيت بعض الحزم ، يمكنك القيام بذلك باستخدام الأمر التالي ،

sudo mount -o remount، rw /

وبعد الانتهاء ، قم بتشغيل الأمر التالي لجعله للقراءة فقط مرة أخرى ،

sudo mount -o remount، ro /

في حالة رغبتك في إجراء تحديثات ، تأكد من تحميل كل من / boot و / as read-write ، لأن تحديثات kernel والبرامج الثابتة تكتب أيضًا قسم / boot.

في هذه المرحلة ، انتهينا من جزء البرنامج ، لذلك أوصي بشدة بإغلاق Pi الخاص بك وإزالة microSD وأخذ نسخة احتياطية من بطاقة microSD.

الخطوة 8: اختراق وحدة الكاميرا

لكي تتمكن وحدة الكاميرا من التركيز على الأشياء القريبة جدًا وتزويدك بالتكبير ، ستحتاج إلى اختراقها لتعديل البعد البؤري.

العدسة المثبتة أعلى المستشعر مثبتة بالفعل في مكانها ، ومثبتة بكمية صغيرة جدًا من الغراء. باستخدام زوج من كماشة الأنف الطويلة المسطحة ، اقلب العدسة برفق للخلف وللأمام من أجل كسر رابطة الصمغ ، ثم قم بفك العدسة بحذر شديد.

بعد ذلك ، أعد العدسة إلى الوحدة وثبتها قليلاً حتى لا تسقط عندما تقلب اللوحة رأسًا على عقب. بعد ذلك ، قم بتوصيل Pi بشاشتك إذا لم تكن قد قمت بذلك بالفعل ، قم بتوصيل الطاقة وانظر إلى دفق الفيديو.

ما عليك القيام به هو ضبط مقدار شد العدسة على القاعدة ، من أجل جعل الكاميرا قادرة على التركيز على الأشياء التي تقع على بعد 10 سم من العدسة. حاول ألا تقل كثيرًا عن ذلك ، لأنك بحاجة إلى مسافة عمل جيدة نسبيًا لتتمكن من اللحام تحتها. لا تقلق كثيرًا بشأن جعله مثاليًا ، يمكنك دائمًا إجراء تعديلات دقيقة بعد الانتهاء من تجميع المجهر.

الخطوة 9: تجميع المجهر

حان الآن وقت الجزء الممتع ، والذي لا يقتصر على تجميع المجهر.

أولاً ، ستحتاج إلى عمل فتحتين بقطر المسامير اللولبية الموجودة في الفك العلوي للفك العلوي واثنان على جانب واحد من علبة الألمنيوم لتثبيتها.

بعد ذلك ، ستحتاج إلى فتح فتحة بالحجم المناسب لتناسب قطعة المسطرة. خذ وقتك مع هذا ، لأنه إذا ذهبت بسرعة كبيرة فقد تكسر البلاستيك أو تجعل الفتحة كبيرة جدًا. بعد الانتهاء ، أدخل المسطرة للتأكد من أنها تناسب الداخل بشكل جيد.

أنت الآن بحاجة إلى عمل فتحتين على حافة المسطرة لتركيب وحدة الكاميرا. عند الانتهاء ، ثبّت وحدة الكاميرا في مكانها واقطع الجزء المتبقي من البراغي.

بعد ذلك ، قم بتركيب الفرجار على جانب علبة الألمنيوم بالبراغي ، ثم مرر المسطرة مع وحدة الكاميرا المرفقة بها من خلال الفتحة ، وثبتها في مكانها بالغراء الساخن. تأكد من إضافة الغراء الساخن على كلا الجانبين ومن الأعلى والأسفل.

أخيرًا ، قم بتوصيل لوحة Raspberry Pi على الجزء المتحرك من الفرجار باستخدام روابط مضغوطة كما ترى في الصورة وتوصيل كابل الكاميرا.

وهذا كل شيء ، يمكنك الآن بسهولة ضبط تركيز الكاميرا عن طريق تحريك الفرجار لأعلى ولأسفل وإذا كنت تريد أيضًا ضبط الطول البؤري للعدسة ، من أجل تحقيق مسافة العمل المثالية لك.

إذا كنت تريد أيضًا معرفة كيفية جعلها محمولة ، فيمكنك المتابعة في الخطوة التالية.

الخطوة العاشرة: جعلها محمولة: البرمجيات

يتميز PowerBoost 1000C بميزة بسيطة للغاية. يحتوي على دبوس تمكين يقوم عند سحبه عاليًا بتنشيط محول التعزيز ويبدأ في توفير الطاقة على خرجه ، وأثناء انخفاضه ، يتم قطع الطاقة.

يحتوي Raspberry Pi أيضًا على ميزة لطيفة ، والتي تسمح لنا بتكوين دبوس GPIO كمخرج سيكون في حالة عالية أثناء تشغيل Pi وفي حالة منخفضة بعد إيقاف تشغيل ناجح. من خلال الجمع بين هاتين الميزتين ، من الممكن إنشاء برنامج تشغيل / إيقاف التبديل للميكروسكوب.

لنبدأ من جزء البرنامج ، أول شيء عليك القيام به هو تمكين هذه الميزة في Pi وجعلها تنتج منطقًا مرتفعًا على دبوس GPIO واحد من لحظة بدء التشغيل ، ومنطق منخفض بعد إيقاف تشغيل ناجح.

القيام بذلك أمر بسيط حقًا ، كل ما عليك فعله هو تحرير ملف /etc/config.txt الخاص بك ،

sudo mount -o remount ، rw / boot

sudo نانو / boot/config.txt

وأضف السطر التالي في نهايته ،

dtoverlay = gpio-poweroff ، gpiopin = 26 ، active_low

الآن ، إذا قمت بإعادة تشغيل Raspberry وقياس الجهد عند دبوس GPIO26 (دبوس 37 في رأس GPIO) فيما يتعلق بالأرض ، يجب أن ترى 3.3 فولت من اللحظة التي يبدأ فيها Pi في التمهيد. وبعد القيام بإغلاق كامل يجب أن يصبح 0V.

الآن بعد أن تم ذلك ، تحتاج إلى كتابة برنامج نصي بسيط يراقب الحالة دبوس GPIO ثانٍ وعندما يصبح منخفضًا ، يتم إيقاف التشغيل. لهذا الغرض ، ستحتاج إلى تثبيت حزمة wiringpi ، والتي تأتي مع الأمر gpio.

sudo mount -o remount، rw /

sudo apt-get update sudo apt-get install wiringpi

الآن باستخدام nano لإنشاء النص ،

sudo nano /usr/local/sbin/power-button.sh

ولصقها داخل الأسطر التالية ،

#! / بن / باش

بينما صحيح ، افعل إذا (($ (gpio read 24) == 0)) ثم systemctl poweroff fi sleep 1 تم

وبعد الحفظ والخروج ، اجعله قابلاً للتنفيذ ،

sudo chmod + x /usr/local/sbin/power-button.sh

من المهم الإشارة إلى أن الدبوس 24 من wiringpi يتوافق مع دبوس GPIO19 ، وهو الدبوس 35 في رأس GPIO. إذا كان هذا يبدو محيرًا ، فيمكنك إلقاء نظرة على Raspberry Pi pinout على موقع الويب pinout.xyz وصفحة الويب حول الدبابيس على wiringpi.com. يمكن أن يكون تشغيل الأمر gpio readall مفيدًا أيضًا في تحديد الدبوس.

بعد ذلك ، تحتاج إلى إنشاء ملف خدمة systemd ،

sudo nano /etc/systemd/system/power-button.service

بالمحتويات التالية ،

[وحدة]

الوصف = مراقبة زر الطاقة بعد = network-online.target Wants = network-online.target [الخدمة] ExecStart = / usr / local / sbin / power-button.sh StandardOutput = Journal + console إعادة التشغيل = عند الفشل [التثبيت] WantedBy = متعدد المستخدمين

أخيرًا ، لبدء تشغيل الخدمة وتشغيلها عند بدء التشغيل ،

sudo systemctl بدء تشغيل power-button.service

sudo systemctl تمكين power-button.service

وربط نظام الملفات مرة أخرى للقراءة فقط باستخدام ،

sudo mount -o remount، ro /

الخطوة 11: جعلها محمولة: الأجهزة

حان الوقت الآن لجزء الأجهزة. أولاً ، تحتاج إلى بناء دائرة بسيطة للغاية تتكون من ترانزستور NPN ومقاومين ومفتاح DPST مؤقت. يمكنك إلقاء نظرة على صورة مخطط الدائرة لمزيد من التفاصيل.

ستحتاج أيضًا إلى لحام رأس دبوس ذكر على GPIO الخاص بـ Raspberry Pi وأيضًا رأس أنثى على PowerBoost ، بحيث يمكنك بسهولة إرفاق ذلك و Pi على اللوحة التي ستقوم ببنائها. سيتم إرفاق اللوحة الخاصة بك بشكل أساسي أعلى Pi Zero مثل HAT ، و PowerBoost أعلى اللوحة. سيتم أيضًا تشغيل Pi مباشرة من رأس GPIO باستخدام دبوس + 5V في PowerBoost.

بعد الانتهاء من اللحام ، حان الوقت لتجميع كل شيء معًا. أولاً ، قم بتركيب Pi على الجزء المتحرك من الفرجار باستخدام روابط مضغوطة. ثم قم بتركيب البطارية على الجزء الخلفي من اللوحة التي قمت ببنائها مرة أخرى بربطة مضغوطة وقم بتثبيتها على Pi ، احرص على عدم إحكامها بشدة وإلا قد تتلف البطارية. قم بتوصيل لوحة PowerBoost فوقها وقم بتوصيل البطارية بالموصل. أخيرًا وليس آخرًا ، قم بتوصيل كابل الكاميرا وتوصيل Pi بوحدة الكاميرا ، وبالطبع لا تنس توصيل microSD.

وأخيرا انتهينا! إذا ضغطت الآن على زر الطاقة واستمرت في الضغط عليه لمدة 8 ثوانٍ تقريبًا ، فيجب أن تبدأ عملية التمهيد الخاصة بـ Pi وبعد تحريرها ، يجب أن تستمر. لسوء الحظ ، لا يبدأ Pi على الفور في إخراج المنطق العالي على GPIO26 ، لذلك إذا توقفت عن الضغط على الزر في وقت قريب جدًا ، فسيتم قطع الطاقة.

بعد اكتمال عملية التمهيد ، سيؤدي الضغط على زر الطاقة مرة أخرى لمدة ثانية تقريبًا إلى إغلاق Pi وانقطاع الطاقة.

الخطوة 12: أفكار للتحسين

التخلص من مصادر الضوء غير المرغوب فيها

لا ينبغي أن يكون هذا مهمًا إذا كنت تخطط لاستخدام المجهر فقط لفحص اللحام واللوحة ، ولكن إذا كنت تريد أيضًا التقاط بعض الصور به ، فقد تجد بقعة حمراء مزعجة تظهر في صورك. يحدث هذا بسبب مؤشر LED الخاص بوحدة الكاميرا والذي يتم تشغيله دائمًا أثناء عمل الكاميرا.

إذا كنت تريد إيقاف تشغيله لحسن الحظ ، فمن السهل جدًا القيام بذلك. بعد جعل قسم / boot قابلاً للكتابة ،

sudo mount -o remount ، rw / boot

قم بتحرير /boot/config.txt باستخدام nano ،

sudo نانو / boot/config.txt

وأضف السطر التالي في النهاية ،

Disable_camera_led = 1

يجب أن يؤدي القيام بذلك إلى بقاء مصباح LED الخاص بالكاميرا مطفأ بعد إعادة تشغيل النظام.

الآن إذا قمت بعمل النسخة المحمولة ، فإن PowerBoost 1000C للأسف يحتوي على ضوء LED أزرق ساطع يبعث على السخرية للإشارة إلى تشغيل الطاقة. بصرف النظر عن إتلاف تعرض الصور الخاصة بك ، فقد تجدها أيضًا مزعجة للغاية لعينيك أثناء اللحام ، فقط بسبب مدى سطوعها.

لهذا السبب ، قد ترغب في التفكير في إزالة مصباح الطاقة أو المقاوم المتسلسل معه تمامًا من اللوحة. بدلاً من ذلك ، قد ترغب في استبدال المقاوم 1K المتسلسل معه بمقاوم أكبر بدلاً من ذلك ، لذلك سيصبح مؤشر LED باهتًا.

تكبير قابل للتعديل

بدلاً من الحصول على وحدة كاميرا Raspberry Pi عادية واختراقها لتغيير البعد البؤري ، إذا كنت لا تمانع في توفير القليل من الأموال الإضافية ، يمكنك أيضًا الحصول على وحدة كاميرا ذات طول بؤري قابل للتعديل ، بما يزيد قليلاً عن 20 يورو من موقع ئي باي.

ستسمح لك وحدة الكاميرا هذه بضبط مستوى التكبير بسهولة ، لأنه كلما تحركت الكاميرا إلى أسفل ، كل ما عليك فعله هو فك العدسة قليلاً من أجل التركيز. سيسمح لك هذا أيضًا بتحقيق مستويات كبيرة جدًا من التكبير بسهولة. ضع في اعتبارك أنه بعد نقطة ما ، سيصبح عمق المجال مبتلعًا للغاية مما يجعل المجهر غير قابل للاستخدام تقريبًا كما ترون أيضًا في الصورة المرفقة.

للتلخيص ، إذا كنت تستطيع تحمل تكاليفها ، فإنني أوصي بشدة بالحصول على إحدى وحدات الكاميرا هذه بدلاً من ذلك ، حيث ستمنحك قدرًا لا يصدق من المرونة.

الجائزة الثانية في مسابقة Microcontroller 2017