Контролирано ножично повдигане на Raspberry Pi: 17 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:52

Защо ножичен асансьор? Защо не! Това е готин и забавен проект за изграждане. Истинската причина за мен е да вдигна камерите на моя проект Great Mojave Rover. Искам камерите да се издигнат над марсохода и да заснемат изображения на околностите. Но имах нужда камерите да бъдат спуснати, докато роувърът кара.

Първо опитах роботизирана ръка, но това се оказа твърде тежко и премахна сервомоторите. Тогава, докато бях навън и около един ден видях нещо, което съм виждал стотици пъти преди, ножичен асансьор. Същата вечер се заех да проектирам ножичен асансьор, който да използва винтово задвижване, болт 5/16”x 5 1/2”, за повдигане и спускане на камерите. Бях изумен колко готино беше да видя камерите да се издигат на няколко фута (25 ") само с малко над 4" пътуване и да видя колко тегло ще вдигне. Като странична полза, той използва само един серво.

Когато този страхотен и прекрасен ножичен асансьор работи, Raspberry Pi ще включи серво LX-16A за повдигане и спускане на лифта, използвайки кода на Python 3. Крайните превключватели ще кажат на Pi, когато ножичното ви повдигане е достигнало горната и долната част, сигнализирайки на сервото да спре да се върти.

Следващото ми приключение за асансьора е да го поставя навън за продължителен слънчев тест. Захранван от слънчеви клетки и 18650 батерии, ножичният асансьор ще се повдига, прави снимки и след това се спуска веднъж на час. Но това е друг Instructable по -късно, след като започна да работи. След това го монтирайте на Rover.

Разделих този Instructable на три основни части, за да помогна в процеса на изграждане и настройка:

1. Основа (Стъпки 2 - 7)
2. Електроника (Стъпки 8-12)
3. Ножично окончателно сглобяване (Стъпки 13 - 16)

Надявам се да се насладите на първия ми неразрешим и ножичния ви асансьор.

Стъпка 1: Вземете необходимите неща

Ще ви трябват куп неща за този проект. Ако сте като мен и се наслаждавате на 3D печат и изграждане на неща, може би вече имате повечето от това. Не забравяйте да проверите McMaster-Carr за винтовете, които там са много по-евтини, когато ги купувате на сто. Можете също да поръчате комплекти от Amazon.

Необходими инструменти:

• 5.5 мм комплект гаечен ключ
• 2.5, 2.0 мм шестостенни драйвери Струва си да имате добър набор от тях.
• Свредло с бормашина 1/8”Този комплект свредла имам.
• Графитна смазка
• Поялник
• Припой Мислех, че съм лош в запояването, докато не получих добра спойка.
• Сандер (най -добрият шлайфмашина в света)
• 3D принтер Имам XYZ Da Vinci Pro 1.0 и съм развълнуван от него.

Механични части:

• Гнездо от легирана стомана или винтове с глава на копчета: Не забравяйте да поръчате повече, отколкото ви е необходимо, защото броят ми може да е изключен!

  (1) Бутална глава M3 x 10 мм (вземете от McMaster-Carr) (2) M3 x 12 мм глава на копчето (вземете от McMaster-Carr) (4) M3 x 10 мм (вземете от McMaster-Carr) (6) M3 x 12 мм (вземете от McMaster-Carr (4) M3 x 16mm (вземете от McMaster-Carr) (34) M3 x 20mm (вземете от McMaster-Carr) (2) M3 x 25mm Button Head (вземете от McMaster-Carr) (8) M3 x 30 мм (вземете от McMaster-Carr) (4) M3 x 45 мм (вземете от McMaster-Carr) (30) M3 найлонови заключващи гайки (вземете от McMaster-Carr) (54) шайби M3 (вземете от McMaster-Carr)

• (48) Лагери 3x6x2mm Ще работи без тези лагери, но със сигурност го прави по -хубав.
• (1) Лагери 8x22x7mm Можете също да откраднете такъв от въртяща се машина
• 3D отпечатани части Можете да изтеглите тези от части Thingverse (2) Греда 20mm x 20mm x 190mm (1) Ограничители (1) Монтаж на винтове на двигателя (1) Релси на платформа (1) Платформа (1) Заден винт (1) Плъзгач (1)) Вътрешно ножично дъно (4) Вътрешно ножично (1 комплект) Ножично външно (1) Серво монтиране отпред (1) Серво монтиране отзад (1 комплект) Дистанционни елементи
• (2) 5/16 "гайка (Home Depot)
• (1) Болт 5/16 "x 5 - 1/2" (Home Depot) Можете също да използвате 5/16 "резбован прът, ако предпочитате.

Електрически:

• Raspberry Pi, използвам 3 модел B+ всяка версия на Pi ще работи Това е хубав комплект.
• (1) Lewansoul LX-16a Serial Bus Servo, взех моя за под $ 20.00 ea. (за това ще трябва да потърсите в Amazon или Banggood, връзката продължава да се променя)
• (1) Съвет за отстраняване на грешки в сериен автобус Lewansoul.
• (1) Метален серво клаксон
• (2) Ограничителни превключватели
• Силиконови проводници Това са страхотни, можете да ги съблечете с ноктите си (ако не си гризете ноктите)
• Батерии за захранване на Servo, използвам 4 AA NiMh батерии от Ikea.

Консумативи:

• Q-Съвети
• Плат от микрофибър
• Пластири (надявам се, че не)

Стъпка 2: Основата

Много по -лесно е да се изгради това на етапи, нека започнем с основата. След това ще преминем към електрониката и накрая ще съберем ножиците. Отпечатано е в различни цветове, защото използвах PLA и PETG, които имах.

Ако не сте го направили, разпечатайте частите си. Принтерът ми отне няколко дни, за да завърши отпечатването на всички части.

Можете да намерите частите тук:

Важни съвети за безопасност (Оригинални справки за ловци на духове, Google го)

• Отделете време и не се побърквайте с прекалено затягане на винтовете M3, пластмасовите ленти са лесни. Ако отстраните дупката, може да се наложи да отпечатате отново частта или да използвате малко горило лепило (кафявите неща) и леко да намажете вътрешността на дупката с клечка за зъби и да я оставите да изсъхне за една нощ преди употреба.
• Поставете шайбите "хубава страна" нагоре, изглежда по -добре.
• Отделете време или може да се наложи да го отпечатате отново.
• Отпечатайте ножичните части последно, тъй като това е последната част за изграждане.

Ето ни.

А. Започнете да отпечатвате всички части (вижте списъка с части).

Б. Шлайфайте детайла гладко, изрязвайки елементарните неща.

Стъпка 3: Монтиране на крайния превключвател

А. Огънете общия проводник (този, който вече е огънат отстрани на превключвателя), така че той да седи и да запои проводник върху крайния превключвател. Няма достатъчно свободно пространство за монтиране на серво, ако забравите тази стъпка.

Забележка: Това е единственото запояване, което ще трябва да направите в тази част на конструкцията.

Б. Пробийте през (4) 1/8”дупки в Servo Mount, вижте лилавите стрелки на снимката по -горе. Пробиването позволява на болтовете да преминават свободно и по -късно да затегнат Servo Mount към релсите.

В. Накрая, прикрепете крайния превключвател, както е показано към сервомонта с (2) винта M3 x 16 мм.

Стъпка 4: Спуснете винтовия монтаж на двигателя

А. Пробийте през (5) 1/8 дупки в долния винтов мотор, вижте лилавите стрелки на снимката по -горе.

Б. След това прикрепете долния монтажен винтов монтаж към металния серво рог с помощта на (4) винта с глава M3 x 12 мм.

В. Накрая, прикрепете долния винтов мотор към серво, като използвате (1) винт M3 x 10 mm.

Стъпка 5: Монтирайте серво и болт

А. Пробийте през (4) 1/8 дупки в задното серво устройство, както е показано на снимката по -горе, където лилавите стрелки показват.

Б. Пробийте през (2) 1/8 отвори в стойката за винт, където е посочено с лилавите стрелки на снимката по -горе. Забележка: Вашите може да са малко по -къси в зависимост от версията, която сте отпечатали.

C. Поставете Servo върху Servo Mount. Може да се наложи да отрежете малко това, за да се впише добре. Ще бъде малко хлабав. След това с помощта на (4) M3 x 45 мм винтове и шайби монтирайте задното серво към предния серво монтаж. Сервото ще се люлее една до друга, но не напред и назад.

Г. Поставете болта 5/16 "x 5 - 1/2" в горната винтова стойка; трябва да приляга плътно. Може да се наложи да отрежете малко отвора, за да го побере.

Д. С помощта (2) болтове и шайби M3 x 16 мм се свързват към две половини на винтовите стойки.

F. Вашият монтаж трябва да изглежда като последната снимка.

Стъпка 6: Плъзгач и заден монтаж

Сега е време да прикрепите плъзгача и задната винтова стойка.

А. Поставете (2) 5/16 болта в плъзгачите. Болтовете трябва да играят леко напред и назад. Без люфт винтът ще се свърже, докато е в движение.

Б. Завийте плъзгача на болта 5/16 на няколко инча.

В. Пробийте през (4) 1/8 дупки в задната капачка на лагера на винтовия монтаж, както е посочено с лилавите стрелки на снимката.

Г. Поставете лагера 8 мм х 22 мм х 7 мм в задната винтова стойка и поставете капачката на лагера с (4) болта и шайби М3 х 12 мм.

Д. Прикрепете (1) крайния превключвател с (2) болтове M3 x 16 мм

Е. Плъзнете болта 5/16 в лагера. Забележка: Тук ще има много луфтове. Ще искате да използвате парче електрическа лента или термосвиваща се тръба, за да намалите количеството хлабина. Измерете необходимото количество в следващата стъпка.

Стъпка 7: Завършване на долния монтаж

Сега, когато моторизираният монтаж е завършен, е време да го монтирате към релсите. Релсите са част от проекта The Great Mojave Rover Project и може да изглеждат като прекалени. Планирам да интегрирам ножичния асансьор в ровъра и дизайнът на релсата ми позволява да го направя по -късно.

А. Пяскайте гладко едната страна на всяка релса. Не е нужно да шлайфате куп, достатъчно е само да изравните неравностите.

Б. Завийте първо задната винтова стойка, като използвате (4) болтове и шайби M3 x 30 мм. Това трябва да се изравнява в края на релсите.

В. Поставете болта 5/16 в лагера, като серво монтирането в четвъртия отвор (оставяйки 3 празни отвора) измерете къде искате да отиде лентата или термосвиваемото устройство.

Г. Завийте сервоустройството към релсите на 4 -ти отвор (оставяйки 3 празни), като използвате (4) болтове и шайби M3 x 30 мм. Обърнете внимание, че вашето серво монтиране може да е малко по -различно, преработих за по -дълъг болт 5/16 . Моля, все пак оставете 3 дупки празни.

Сега трябва да имате готов моторизиран монтаж за закрепване на винтовете на крайния превключвател и да накарате вашия Raspberry Pi да премести плъзгача напред -назад.

Стъпка 8: Регулатори на крайните превключватели

Два регулатора на крайните превключватели ще задействат превключвателите там, където искате да спре плъзгачът. Ще искате да използвате винтове с глава на копчето на двете места, където захващащият болт минава отгоре за хлабина. Също така, и двата отпечатани части на регулатора на крайния превключвател са еднакви.

А. Пробийте (2) 1/8 хвърлени дупки във всеки от крайните превключватели.

Б. Вкарайте винтовете с глава на копчето в блокиращите устройства.

В. Поставете ограничителния винт във всеки захващащ механизъм, (1) M3 x 20 мм, другият е (1) M3 x 40 мм.

Г. Прикрепете захващачите на крайните превключватели към плъзгача. Използвайте по -дългия винт (40 мм) от страната на серво.

Забележка: Прикрепих заключващи гайки към по -дългия си зацепващ механизъм, защото отстраних отвора.

Стъпка 9: Свързване на Pi

Софтуерът за това е лесен, той просто повдига и спуска асансьора. Можете да редактирате кода, за да правите всичко, което искате, забавлявайте се.

Предполагам, че вече знаете как да заредите операционната система на вашия Raspberry Pi и как да напишете проста програма на Python 3, пример за Hello World би бил добре.

Ето едно добро място за начало, но има куп ресурси, за да започнете.

• Настройване на вашия Pi.
• Изпълнение на първата ви програма Pyhon.

Стъпка 10: Окабеляване на долния ви монтаж

За малък проект като този предпочитам да използвам Pimoroni Pico HAT хакерска дъска върху макет. Можете да използвате всичко, но това устройство ми харесва. Запоявах 40 -пинови женски заглавки от двете страни на HAT, което ми позволява да използвам от двете страни (вижте втората снимка).

Предупреждение: Взривих няколко Raspberry Pis, правейки това, докато Pi е включен. Уверете се, че червеното ви е +, а черното е смляно или -, серво борбата за отстраняване на грешки няма вградена защита.

А. Свържете черния проводник към общите връзки на всеки превключвател и земята на Pi. (Пин 6)

Б. Свържете зеления проводник към долния краен превключвател (вижте 1 -ва снимка) и след това към GPIO 23 (щифт 16)

В. Свържете жълтия проводник към горния краен превключвател (вижте 1 -ва снимка) и след това към GPIO 22 (щифт 15)

Г. Свържете платката за отстраняване на грешки в Servo към USB порта на Pi.

Д. Свържете Servo към платката за отстраняване на грешки в Servo, като използвате кабела, доставен със серво LX-16A

F. Свържете захранването към Servo Debug Board. Не използвайте Pi за захранване на серво платката, използвайте външен източник на батерия. Използвах 4 батерии тип АА.

Стъпка 11: Зареждане и стартиране на програмата Python

Отново предполагам, че знаете как да стартирате терминала и знаете как да стартирате програма на Python3.

А. Стартирайте терминала

Б. Трябва да клонираме няколко библиотеки от GitHub. Първият е PyLX16A от Итън Липсън, другият е кодът на ножично повдигане от GITHub на BIMThoughts

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

Горната команда прави следното:

cd променя директорията в домашната ви директория

git clone изтегля кодовите файлове от GitHub в папка с името на хранилището.

cd ScissorLift променя папката, където е кода на ScissorLift

cp../PyLX-16A/lx16a.py. копира библиотеката, необходима за серво командите.

В. Трябва да свържете вашия Pi към модула на двигателя, а дъската за отстраняване на грешки - към USB и серво.

Г. въведете следното, за да стартирате теста за превключване.

cd

cd ScissorLift python3 SwitchTest.py

Програмата ще започне да казва „слизане“.

Активирайте превключвателя по -далеч от сервото и програмата ще отговори с „нагоре“. Сега включете превключвателя най -близо до сервото и програмата ще спре.

Отстраняване на неизправности:

Ако това не успее, проверете отново кабелите си, направих грешката да запоявам жълтия проводник към грешната връзка на превключвателя за първи път и той ще спре след включване на първия превключвател.

Стъпка 12: Тест на двигателя

Сега, когато превключвателите работят, е време да тествате моторния възел.

Вече сте изтеглили кода. Нека да започнем.

О. Уверете се, че вашето серво е свързано към Debug Board, всеки щепсел ще работи, стига да пасне добре.

Б. От терминала въведете следното:

cdcd ScissorLift python3 MotorTest.py

Плъзгачът ви ще започне да се движи и когато първо към серво, след това, когато крайният превключвател се задейства, той ще се движи в другата посока и ще спре, когато достигне другия краен прекъсвач.

Ако чуете, че започва да се свързва, изключете серво от Debug Board и натиснете ctrl-c, за да спрете програмата и да определите защо е обвързваща.

Отстраняване на неизправности:

Подвързване в средата на слайда:

а. Ядките не се движат свободно вътре в плъзгача.

б. Винтовата стойка не е центрирана.

° С. Лагерът не е свободен.

Свързването в края на плъзгача е причинено от липсата на свързване на превключвателите или винтовете за захващане трябва да се регулират.

д. Сервото продължава да се движи след натискане на ctrl-c, изключете серво проводника към дъската за отстраняване на грешки. Това ще нулира серво.

Стъпка 13: Сглобяване на ножици

Сега най -накрая стигаме до точката, в която можем да съберем ножиците. Има три основни компонента на ножицата.

1. Ножична външна ножица (първата снимка, прилича на синя пръчица от сладко)
2. Вътрешна ножица (втора снимка сива)
3. Ножично вътрешно дъно (втора снимка в синьо)

Разликата между Ножицата Вътрешна и Ножичната Вътрешна Ножица е разположението на лагерите, както е показано на дясната страна на снимката. Гледайте видеото, там е по -лесно да го обясните.

А. Поставете лагерите във всяка от ножичните части. Може да се наложи да използвате болт, шайба и гайка, за да натиснете шайбата в слота. Ако счупите слота, всичко е наред, можете да използвате лепило, за да го поправите.

Б. Използвайки графитна смазка и памучен тампон, покрийте носещите страни на ножицата.

В. С помощта на винт M3 x 20 мм, шайба и заключваща гайка. Започнете с вътрешното дъно, свържете външната ножица към средните връзки. (вижте снимката)

Г. Свържете друга външна ножица към края на долната ножица, където лагерът е от вътрешната страна. След това свържете друга вътрешна ножица към средата.

Д. Продължете да прикрепяте вътрешната и външната ножица, докато не свършат ножиците.

Стъпка 14: Прикрепване на ножиците към основата

С помощта на (2) M3 x 20 мм с (2) шайби и 3d отпечатани пространства свържете ножичния възел към серво монтирането на основата.

С помощта на (2) M3 x 12 мм свържете ножичния възел към плъзгача.

С изключение на платформата имате работещ ножичен асансьор.

Стъпка 15: Тест за изпълнение на ножици

Свържете ножичния си асансьор обратно към Raspberry Pi, ако не сте го направили.

О. От терминала на вашия Raspberry Pi стартирайте отново MotorTest.py и вижте ножичното си повдигане в действие.

Дръжте и следете:

• Всяко обвързване
• Разчистване на ограничителните винтове за захващане
• Ако се свърже или нещо се случи, първо изключете сервото от дъската за отстраняване на грешки.

Стъпка 16: Прикрепване на платформата

Надяваме се, че вече сте разбрали как да поставите платформата.

А. Определете дали искате в какъв край искате платформата.

Б. Прикрепете релсите на платформата от външната страна на горната част на ножицата. От страната, където имате нужда от дистанционера, ще ви трябват винт M3 x 25 мм и 2 шайби. От другата страна използвайте винт M3 x 20 мм с 1 шайба и 1 контргайка.

В. С помощта на винтове M3 x 12 мм и шайби прикрепете горната част на платформата към релсите.

Стъпка 17: Благодаря ви

Благодаря ви, че стигнахте дотук, надявам се, че имате работещ ножичен асансьор, с който не знаете какво да правите, или може би имате ножичен асансьор, за който имате прекрасна представа как да го използвате.

Така или иначе се надявам да сте си прекарали чудесно и да сте научили нещо.

Вицешампион за първи път Автор