Raspberry Pi boshqariladigan qaychi ko'tarish: 17 qadam (rasmlar bilan)

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:26

Nega qaychi ko'tariladi? Nega yo'q! Bu ajoyib va qurish uchun qiziqarli loyiha. Mening haqiqiy sababim - Great Mojave Rover loyihamdagi kameralarni ko'tarish. Men kameralar roverdan yuqoriga ko'tarilishini va atrofni tasvirga olishlarini xohlayman. Lekin menga rover haydab ketayotganda kameralarni tushirish kerak edi.

Avval robot qo'lini sinab ko'rdim, lekin bu juda og'ir bo'lib chiqdi va servolarni echib tashladi. Keyin tashqarida va taxminan bir kuni men ilgari yuz marta ko'rgan narsani, qaychi ko'tarilishini ko'rdim. O'sha kuni men kameralarni ko'tarish va tushirish uchun 5/16 x 5 1/2 dyuymli murvat bilan ishlaydigan qaychi ko'targichni loyihalashga kirishdim. Kamida 4 dyuymlik masofani bosib, bir necha fut (25 dyuym) gacha ko'tarilgan kameralar va uning qancha og'irlik ko'tarishini ko'rish qanchalik ajoyib bo'lganiga hayron bo'ldim. servo.

Bu ajoyib va ajoyib qaychi ko'targich ishlayotganda, Raspberry Pi LX-16A servosini Python 3 kodi yordamida ko'tarish va tushirish rejimini yoqadi. Limit tugmalari sizning qaychi ko'targichingiz servo aylanishni to'xtatishini bildiruvchi yuqori va pastki qismga etib kelganida, Pi -ga xabar beradi.

Lift uchun navbatdagi sarguzashtim - quyoshni uzoq vaqt sinab ko'rish uchun uni tashqariga qo'yish. Quyosh batareyalari va 18650 ta batareyalar bilan ishlaydigan qaychi ko'tariladi, suratga oladi va keyin soatiga bir marta tushadi. Ammo bu men ishlay boshlaganimdan keyin boshqa ko'rsatma. Shundan so'ng, uni Rover -ga o'rnatish.

Men qurilish va sozlash jarayoniga yordam berish uchun ushbu ko'rsatmani uchta asosiy qismga ajratdim:

1. Asosiy (2-7 -qadam)
2. Elektronika (8-12 qadam)
3. Qaychi yakuniy yig'ilishi (13-16 qadamlar)

Umid qilamanki, siz mening birinchi hal qila olmaydigan va qaychi ko'tarishim sizga yoqadi.

1 -qadam: Sizga kerak bo'lgan narsalarni oling

Bu loyiha uchun sizga bir qancha narsalar kerak bo'ladi. Agar siz menga o'xshagan bo'lsangiz va 3D bosib chiqarish va qurilish materiallaridan bahramand bo'lsangiz, buning ko'p qismi sizda bo'lishi mumkin. Vintlar uchun McMaster-Carr-ni tekshirganingizga ishonch hosil qiling, agar siz ularni yuzga sotib olsangiz, u erda ancha arzon bo'ladi. Siz Amazon -dan to'plamlarga buyurtma berishingiz mumkin.

Kerakli asboblar:

• 5,5 mm quti kaliti to'plami
• 2,5, 2,0 mm olti burchakli drayverlar Bularning yaxshi to'plamiga ega bo'lishga arziydi.
• 1/8 dyuymli matkap bilan burg'ulash Menda bor.
• Grafit moyi
• Lehimlash temir
• Lehim Men yaxshi lehim bo'lmaguncha lehimlashda yomonman deb o'yladim.
• Sander (dunyodagi eng yaxshi zımpara)
• 3D printer Menda XYZ Da Vinci Pro 1.0 bor va men bundan juda xursand bo'ldim.

Mexanik qismlar:

• Qotishma po'latdan yasalgan rozetka yoki tugmachali vintlardek: kerak bo'lgandan ko'ra ko'proq buyurtma berganingizga ishonch hosil qiling, chunki mening hisoblarim yopiq bo'lishi mumkin!

  (1) M3 x 10 mm tugmachali bosh (McMaster-Carr-dan oling) (2) M3 x 12 mm tugmachali bosh (McMaster-Carr-dan oling) (4) M3 x 10 mm (McMaster-Carr-dan oling) (6) M3 x 12 mm (McMaster-Carr-dan oling) (4) M3 x 16 mm (McMaster-Carr-dan oling) (34) M3 x 20 mm (McMaster-Carr-dan oling) (2) M3 x 25 mm tugmachali bosh (McMaster-Carr-dan oling) (8) M3 x 30 mm (McMaster-Carr-dan olish) (4) M3 x 45 mm (McMaster-Carr-dan olish) (30) M3 neylon qulfli yong'oqlar (McMaster-Carr-dan olish) (54) M3 yuvish vositalari (McMaster-Carr-dan olish)

• (48) 3x6x2mm rulmanlar Bu rulmanlarsiz ishlaydi, lekin uni yanada chiroyli qiladi.
• (1) 8x22x7 mm rulmanlar, shuningdek, aylanuvchi aylantirgichdan birini o'g'irlashingiz mumkin
• 3D bosma qismlar Siz ularni burilish qismlari (2) 20 mm x 20 mm x 190 mm (1) cheklovchilar (1) dvigatel vintini o'rnatish (1) platforma relslari (1) platforma (1) orqa vintli o'rnatish (1) slayder (1)) Ichki qaychi qaychi (4) Ichki makas (1 to'plam) Tashqi makas (1) Old tomondan servo o'rnatish (1) Orqa tarafdagi servo o'rnatish (1 to'plam) Bo'shliqlar
• (2) 5/16 dyuymli yong'oq (Home Depot)
• (1) 5/16 "x 5 - 1/2" murvat (Home Depot) Agar xohlasangiz, 5/16 dyuymli tayoqdan ham foydalanishingiz mumkin.

Elektr:

• Raspberry Pi, men 3 ta B+ modelini ishlataman, har qanday Pi versiyasi ishlaydi, bu yaxshi to'plam.
• (1) Lewansoul LX-16a Serial Bus Servo, meniki 20.00 dollarga tushdi. (buning uchun siz Amazon yoki Banggood -ni qidirishingiz kerak bo'ladi, havola o'zgarishda davom etmoqda)
• (1) Lewansoul ketma -ket avtobus disk raskadrovka taxtasi.
• (1) metall Servo shoxi
• (2) Limit kalitlari
• Silikon simlar bu juda zo'r, siz ularni tirnog'ingiz bilan echishingiz mumkin (agar siz tirnog'ingizni tishlamasangiz)
• Servoni quvvatlantirish uchun batareyalar, men Ikeaning 4 ta AA NiMh batareyasini ishlataman.

Sarf materiallari:

• Q-Maslahatlar
• Mikrofiber mato
• Bandajlar (umid qilamanki yo'q)

2 -qadam: Baza

Buni bosqichma -bosqich qurish ancha oson, bazadan boshlaylik. Keyin biz elektronikaga o'tamiz va nihoyat qaychi yig'amiz. U turli xil ranglarda bosilgan, chunki menda PLA va PETG ishlatilgan.

Agar shunday qilmagan bo'lsangiz, qismlaringizni chop eting. Printerimning barcha qismlarini bosib chiqarishni tugatish uchun bir necha kun kerak bo'ldi.

Qismlarni bu erda topishingiz mumkin:

Muhim xavfsizlik maslahatlari (Orginal Ghostbusters ma'lumotnomasi, Google it)

• M3 vintlarini mahkamlagandan so'ng, aqldan ozmang, plastik tasmalar oson. Agar siz teshikni yirtib tashlasangiz, siz qismni qayta chop etishingiz yoki goril yopishtiruvchi (jigarrang rang) ishlatishingiz va teshikning ichki qismini tish pichog'i bilan engil surtishingiz va ishlatishdan oldin uni bir kechada to'liq quritib qo'yishingiz kerak bo'lishi mumkin.
• Kir yuvish mashinalarini "yaxshi tomoni" ni tepaga qo'ying, bu yaxshiroq ko'rinadi.
• Shoshmang, aks holda uni qayta chop etishingiz kerak bo'ladi.
• Qaychi qismlarini oxirigacha chop eting, chunki bu qurilishning oxirgi qismi.

Qani boshladik.

A. Barcha qismlarni chop etishni boshlang (qismlar ro'yxatiga qarang).

B. Qismni silliq qilib silang, yoqimsiz narsalarni kesib tashlang.

3 -qadam: Limit kalitini o'rnatish

A. Umumiy qo'rg'oshini egib oling (kalitning yon tomonida allaqachon egilgan), shuning uchun u chegara tugmachasida simni lehim bilan yuvadi. Agar siz bu qadamni unutib qo'ysangiz, servo o'rnatish uchun etarli bo'sh joy yo'q.

E'tibor bering: bu qurilishning bu qismida kerak bo'lgan yagona lehim.

B. Servo tog'idagi (4) 1/8 dyuymli teshiklarni burang, yuqoridagi rasmdagi binafsha o'qlarni ko'ring. Burg'ulash boltlarning erkin o'tishiga imkon beradi va keyinchalik Servo tog'ini relslarga mahkamlaydi.

C. Nihoyat, chegara tugmachasini (2) M3 x 16 mm vintlar bilan Servo Tog'iga ko'rsatilgandek ulang.

4 -qadam: Pastki dvigatel vintini o'rnatish

A. Pastki dvigatel vintini o'rnatadigan (5) 1/8 dyuymli teshiklar yuqoridagi rasmda binafsha rangli o'qlarni ko'radi.

B. Keyin (4) M3 x 12mm tugmachali boshli vintlar yordamida, pastki servo vintni metall servo shoxiga ulang.

C. Nihoyat, (1) M3 x 10 mm vint yordamida pastki dvigatel vintini servoga ulang.

5 -qadam: Servo va murvatni o'rnating

A. Yuqoridagi rasmda ko'rsatilgandek, orqa servo tog'idagi (4) 1/8 dyuymli teshiklarni burg'ulash.

B. Yuqoridagi rasmda binafsha strelkalar bilan ko'rsatilgan vintli o'rnatish joyidagi (2) 1/8 dyuymli teshiklarni burg'ilang. Eslatma: Siz chop etgan versiyaga qarab sizniki biroz qisqaroq bo'lishi mumkin.

C. Servo Servo tog'iga joylashtiring. Yaxshi moslashish uchun sizga biroz qirqish kerak bo'lishi mumkin. Bu biroz bo'shashib qoladi. Keyin (4) M3 x 45 mm vintlar va yuvish mashinalari yordamida orqa servo old Servo tog'iga o'rnatiladi. Servo yonma -yon siljiydi, lekin oldinga va orqaga emas.

D. 5/16 "x 5 - 1/2" murvatini yuqori vintli o'rnatish joyiga joylashtiring; u juda mos bo'lishi kerak. O'rnatish uchun teshikni biroz qirqish kerak bo'lishi mumkin.

E. (2) M3 x 16 mm murvat va yuvish vositasi yordamida vintlardek ikki qismga ulanadi.

F. Sizning yig'ilishingiz oxirgi fotosuratga o'xshash bo'lishi kerak.

6 -qadam: Slayder va orqa o'rnatish

Endi slayder va orqa vintni mahkamlash vaqti keldi.

A. Slayderlarga (2) 5/16 murvatni joylashtiring. Boltlar oldinga va orqaga bir oz o'ynashi kerak. O'yin bo'lmasa, vida harakatlanayotganda bog'lanadi.

B. 5/16 murvatidagi slayderni bir necha dyuymga burab qo'ying.

C. Suratdagi binafsha o'qlar bilan ko'rsatilgandek, orqa vintli rulman qopqog'idagi (4) 1/8 dyuymli teshiklarni burang.

D. 8 mm x 22 mm x 7 mm o'lchamdagi rulmani Orqa vintli mahkamlagichga joylashtiring va rulman qopqog'ini (4) M3 x 12 mm murvat va yuvish bilan mahkamlang.

E. (1) chegara kalitini (2) M3 x 16 mm murvat bilan ulang

F. 5/16 dyuymli murvatni rulmanga suring. Eslatma: Bu erda o'yin bo'ladi. O'ynash hajmini kamaytirish uchun siz elektr tasmasini yoki issiqlik o'tkazgich trubkasidan foydalanishni xohlaysiz. keyingi qadam.

7 -qadam: pastki yig'ilishni tugatish

Endi siz motorli yig'ishni tugatdingiz, uni relslarga o'rnatish vaqti keldi. Bu relslar Buyuk Mojave Rover loyihasining bir qismi bo'lib, haddan tashqari o'ta og'ir bo'lib tuyulishi mumkin. Men qaychi ko'targichni roverga qo'shishni rejalashtirmoqdaman va temir yo'l konstruktsiyasi menga keyinchalik buni qilishga imkon beradi.

A. Har bir relsning bir tomonini tekislang. To'pni silliqlashning hojati yo'q, bu dumaloqlarni tekislash uchun etarli.

B. Orqa vintni mahkamlang, avval (4) M3 x 30 mm murvat va yuvish vositalarini ishlating. Bu relslarning uchida bir tekis joylashishi kerak.

C. 5/16 dyuymli murvatni rulmanga soling, 4 -chi teshikda servo o'rnatish o'rnatiladi (3 bo'sh teshik qoldiriladi), lenta yoki issiqlik qisqarishi kerak bo'lgan joyni o'lchang. Lentani yoki issiqlik qisqichini mahkamlang va yig'ishni o'rnating.

D. (4) M3 x 30 mm bolt va yuvish vositasi yordamida 4 -chi teshikdagi (3 ta bo'sh qoldirib) relslarga Servo moslamasini burab qo'ying. E'tibor bering, sizning Servo o'rnatgichingiz biroz boshqacha bo'lishi mumkin, men 5/16 dyuymli uzunroq murvat uchun qayta ishladim. Iltimos, 3 teshikni bo'sh qoldiring.

Endi siz motorli yig'ilishni chegara tugmachalarining vintlarini mahkamlashga va Raspberry Pi -ni slayderni oldinga va orqaga siljitishga tayyor qilib qo'yishingiz kerak.

8 -qadam: Kalit sozlagichlarini chegaralash

Ikki chegarali kalit sozlagichlari slayd to'xtashini xohlagan kalitlarga o'tadi. Tozalash uchun murvat yuqoridan o'tadigan ikkita nuqtada tugma boshli vintlarni ishlatishni xohlaysiz. Bundan tashqari, har ikkala chegara kalitini sozlagichi 3D bosilgan qismlari bir xil.

A. Matkap (2) 1/8 chegara kalitlari ulagichining har biriga teshik tashladi.

B. Tugma boshining vintlarini tortgichlarga joylashtiring.

C. Har bir tortgichga chegara vintini soling, (1) M3 x 20 mm, ikkinchisi (1) M3 x 40 mm.

D. Slayderga Limit Switch Engagers -ni ulang. Servo tomonidagi uzunroq vintni (40 mm) ishlating.

E'tibor bering: men tuynukni yechib tashlaganim uchun qulflovchi yong'oqni uzunroq bandamga biriktirdim.

9 -qadam: Pi -ni ulash

Buning uchun dasturiy ta'minot oson, u faqat ko'taruvchini ko'taradi va tushiradi. Siz xohlagan narsani qilish, o'yin -kulgi qilish uchun kodni o'zgartirishingiz mumkin.

O'ylaymanki, siz Raspberry Pi -ga OSni qanday yuklashni va oddiy Python 3 dasturini qanday yozishni bilasiz, Hello World misoli yaxshi bo'lardi.

Bu erda boshlash uchun yaxshi joy, lekin boshlash uchun juda ko'p resurslar mavjud.

• Pi -ni sozlash.
• Birinchi Pyhon dasturini ishga tushiring.

10 -qadam: Pastki yig'ilishni sim bilan ulash

Bunday kichik loyiha uchun men Pimoroni Pico HAT Hacker taxtasini non taxtasidan foydalanishni afzal ko'raman. Siz hamma narsani ishlatishingiz mumkin, lekin menga bu kichik qurilma yoqadi. Men shlyapaning har ikki tomonida 40 ta pinli ayol sarlavhalarini lehimladim, bu menga har ikki tomondan foydalanish imkonini beradi (ikkinchi rasmga qarang).

Ogohlantirish: Men Pi yoqilganda Raspberry Pis juftligini portlatib yubordim. Qizil rang +, qora -tuproq yoki -ekanligiga ishonch hosil qiling, Servo disk raskadrovka taxtasida himoya o'rnatilgan emas.

A. Qora simni har bir kalitdagi umumiy ulanishlarga va Pi ustidagi erga ulang. (6 -pin)

B. Yashil simni pastki chegara kalitiga ulang (1 -rasmga qarang) va keyin GPIO 23 (Pin 16)

C. Sariq simni yuqori chegara kalitiga (1 -rasmga qarang) va keyin GPIO 22 ga ulang (15 -pin).

D. Servo disk raskadrovka kartasini Pi -dagi USB portiga ulang.

E. Servo xizmatini LX-16A servo bilan ta'minlangan kabel yordamida Servo disk raskadrovka kartasiga ulang

F. Quvvatni Servo disk raskadrovka platasiga ulang. Servo platani quvvatlantirish uchun Pi -dan foydalanmang, tashqi batareya manbaidan foydalaning. Men 4 ta AA batareyadan foydalandim.

11 -qadam: Python dasturini yuklash va ishga tushirish

Yana siz terminalni qanday ishga tushirishni va Python3 dasturini qanday ishga tushirishni bilasiz deb o'ylayman.

A. Terminalni ishga tushiring

B. Biz GitHub -dan ikkita kutubxonani klonlashimiz kerak. Birinchisi - Ethan Lipson PyLX16A, ikkinchisi - BIMThoughts GitHub -dan qaychi ko'tarish kodi.

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

Yuqoridagi buyruq quyidagilarni bajaradi:

cd katalogni uy katalogiga o'zgartiradi

git clone kod fayllarini GitHub -dan ombor nomidagi papkaga yuklaydi.

cd ScissorLift papkani ScissorLift kodi joylashgan joyga o'zgartiradi

cp../PyLX-16A/lx16a.py. servo buyruqlar uchun zarur bo'lgan kutubxonadan nusxa ko'chiradi.

C. Siz Pi -ni dvigatel yig'ilishiga va disk raskadrovka kartasiga USB va Servo -ga ulangan bo'lishingiz kerak.

D. o'tish testini ishga tushirish uchun quyidagilarni yozing.

CD

cd ScissorLift python3 SwitchTest.py

Dastur "pastga" tusha boshlaydi.

Kommutatorni servodan uzoqroqqa ulang va dastur "yuqoriga ko'tarilish" bilan javob beradi. Endi servoga eng yaqin kalitni ishga tushiring va dastur to'xtaydi.

Muammolarni bartaraf qilish; nosozliklarni TUZATISH:

Agar bu sizning simlaringizni ikki marta tekshirib ko'rmasa, men sariq simni noto'g'ri ulanishga birinchi marta lehimlashda xato qildim va u birinchi kalitni ishga tushirgandan so'ng to'xtaydi.

12 -qadam: Dvigatelni sinovdan o'tkazish

Endi kalitlar ishlayotganda, vosita yig'ilishini sinab ko'rish vaqti keldi.

Sizda allaqachon kod yuklab olingan. Boshlaylik.

A. Sizning servo disk raskadrovka paneliga ulanganligiga ishonch hosil qiling, har qanday vilka yaxshi mos kelsa bajaradi.

B. Terminaldan quyidagilarni yozing:

cdcd ScissorLift python3 MotorTest.py

Sizning slayderingiz harakatlana boshlaydi va birinchi navbatda servo tomon, keyin chegara tugmachasi boshqa yo'nalishga o'tadi va boshqa chegara tugmachasiga etib kelganida to'xtaydi.

Agar siz uning bog'lana boshlaganini eshitgan bo'lsangiz, nosozliklarni tuzatish panelidan servo-ni ajratib oling va dasturni to'xtatish va nima uchun bog'langanligini aniqlash uchun ctrl-c tugmalarini bosing.

Muammolarni bartaraf qilish; nosozliklarni TUZATISH:

Slayd o'rtasida bog'lash:

a. Yong'oqlar slayder ichida erkin harakatlanmaydi.

b. Vintli o'rnatish markazlashtirilmagan.

v. Rulman bepul emas.

Slaydning oxiridagi ulanish kalitlarning o'tkazgichlari o'tkazilmasligi yoki vintlarni to'g'rilash kerakligi tufayli yuzaga keladi.

d. Servo ctrl-c tugmachasini bosgandan so'ng harakatlanishda davom etadi, servo simni disk raskadrovka kartasiga ulang. Bu servo sozlamalarini tiklaydi.

13 -qadam: qaychi yig'ish

Endi biz nihoyat qaychi yig'adigan joyga etib keldik. Qaychi uchta asosiy komponentdan iborat.

1. Tashqi makas (birinchi fotosurat, ko'k popsicle tayog'iga o'xshaydi)
2. Ichki makas (Ikkinchi rasm kulrang)
3. Ichki pastki qaychi (ikkinchi rasm ko'k)

Ichki qaychi va qaychi ichki qismining farqi - bu rulmanlarning joylashishi, rasmning o'ng tomonida ko'rsatilgan. Videoni tomosha qiling, uni tushuntirish osonroq.

A. Har bir qaychi qismiga rulmanlarni joylashtiring. Yuvish moslamasini uyaga bosish uchun bolt, yuvish va yong'oqdan foydalanish kerak bo'lishi mumkin. Agar siz uyani sindirib qo'ysangiz, uni tuzatish uchun elim ishlatishingiz mumkin.

B. Grafit moyi va paxta chig'anoqchasini ishlatib, qaychining egilmaydigan tomonlarini yoping.

C. M3 x 20 mm vint, yuvish va qulflash gaykani yordamida. Ichki pastki qismdan boshlang, qaychi tashqi tomondan o'rta ulanishlarga ulanadi. (rasmga qarang)

D. Pastki qaychi uchiga rulman ichkarida joylashgan boshqa tashqi qaychini ulang. Keyin o'rtasiga boshqa ichki qaychi ulang.

E. Qaychi tugamaguncha ichki va tashqi qaychi biriktirishni davom ettiring.

14 -qadam: Qaychi tayanchga mahkamlanadi

(2) yuvish moslamasi va 3 o'lchamli bosilgan bo'sh joyli (2) M3 x 20 mm o'lchamlari yordamida qaychi moslamasini taglikning servo o'rnatgichiga ulang.

(2) M3 x 12 mm yordamida qaychi moslamasini slayderga ulang.

Platformadan tashqari sizda ishlaydigan qaychi ko'targichi bor.

15 -qadam: qaychi bilan ishlash testi

Qaychi Raspberry Pi -ga ko'taring, agar buni qilmagan bo'lsangiz.

A. Raspberry Pi -dagi terminaldan MotorTest.py -ni qayta ishga tushiring va qaychi ko'tarilganligini ko'ring.

Kuzatib turing:

• Har qanday majburiy
• Chegarali vintlarni bo'shatish
• Agar u bog'lansa yoki biror narsa yuz bersa, avval servo disk raskadrovka panelidan uzing.

16 -qadam: platformani biriktirish

Umid qilamanki, siz hozircha platformaga qanday qo'yishni aniqladingiz.

A. Platformani nima maqsadda xohlayotganingizni aniqlang.

B. platforma relslarini qaychi ustki qismining tashqi tomoniga mahkamlang. Sizga bo'sh joy kerak bo'lgan tomonda sizga M3 x 25 mm vint va 2 ta yuvish vositasi kerak bo'ladi. Boshqa tomondan, M3 x 20 mm vintni 1 yuvish va 1 qulflash gaykani bilan ishlating.

C. M3 x 12 mm vintlar va yuvgichlar yordamida platformaning yuqori qismini relslarga mahkamlang.

17 -qadam: Rahmat

Bu erga etib kelganingiz uchun tashakkur, umid qilamanki, sizda qaychi bor, nima qilishni bilmayapsiz, yoki sizda qaychi bor, uni qanday ishlatishni bilasiz.

Qanday bo'lmasin, siz yaxshi vaqt o'tkazdingiz va biror narsa o'rgandingiz deb umid qilaman.

Birinchi marotaba muallif