Проследяващ се електрически лонгборд: 16 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:53

Този проект се състои от електрически лонгборд, който запазва маршрута с помощта на малиново пи. Тези сесии се съхраняват в база данни mySQL и се показват на моя уебсайт, който е направен с микрофреймъркъра „Flask“.

(Това е училищен проект, който е направен за 3 седмици)

Стъпка 1: Материали и инструменти

Този проект изисква умения за запояване и ще струва около 500 евро.

Материали:

Всички материали и връзки към доставчиците са в листа на сметката.

Инструменти:

• Поялник + калай
• Клещи
• Пистолет за горещо лепило
• Отвертки и набор от ключове
• Понякога може да е полезен пинцет
• Резачка/стриптизьор

В този проект се използват струг, лазерен нож и 3D принтер!

Стъпка 2: Смяна на колелата и подготовка на камиона

Първо, свалих тези малки бели колела от лонгборда. След това свалих сачмените лагери и ги поставих в оранжевите 90 мм колела.

Камионът, на който ще бъде монтиран моторът, се нуждае от малка настройка. Колелото с зъбното колело не се побира на камиона на лонгборда, който бях купил, така че трябваше да отрежа около 1 см със струг.

и ги монтирах на камионите, с изключение на колелото с предавката (случайно избрах дясната, задната).

Стъпка 3: Монтаж на двигателя за рязане и заваряване

Направих алуминиевата опора за мотор с лазерно рязане на размерите от горната снимка.

Позиционирането на стойката е важно. Трябва да се наклони възможно най -надолу, без да се докосва дъската и тъй като аз имам голям двигател, ъгълът не е ли толкова голям. Случайно познавам заварчик, така че отначало той го завари малко и след това, за да тества позиционирането, бутнах камионите отстрани, за да видя дали докосва дъската.

След като цялата ми платка приключи, направих пробно возене и стойката на двигателя се разхлаби, така че обяснява защо моторът ми ще изглежда повреден на следващите снимки;) След това помолих моя познат да го завари напълно.

Стъпка 4: Монтиране на двигателя и колана

Използвайте 4 от удебеления M4*14, за да монтирате двигателя към стойката.

След това трябва да закрепите ролката на 12 зъба на вала на двигателя. Уверете се, че малкият удебелен шрифт е върху плоската част на вала!

Сега можете да вземете един от коланите и да го поставите около ролката, да вземете колелото със зъбното колело и да го завъртите, докато целият колан е около предавката.

Затегнете гайката към камиона, за да не падне колелото ви и това е всичко.

Стъпка 5: Схеми на свързване

Електронните компоненти бяха свързани съгласно схемите по -горе.

Първият е пълна схема на електрониката.

Втората диаграма показва всички връзки на електрическата част на longboard, 6s UBEC до 12V преминава към следващата диаграма. Тази диаграма показва схемата на светлините и сензорите, които се управляват от малиновия Pi.

Както вероятно вече сте виждали, tft екранът има женска заглавка, която заема много щифтове. Игли, от които се нуждаем за серийна комуникация с GPS модула. Затова запоявах проводниците на необходимите ни щифтове (Снимка 4-6) към женска глава, която се включва в Pi.

Стъпка 6: Свързване на BMS

Използвах comsa42 неговите натрапчиви за схемата на свързване.

Използвах BMS (система за управление на батерията) Баланс, за да зареждам липовете си, за да ги оставя в жилището си и да ги зареждам с „интелигентно зарядно устройство“чрез водоустойчив DC жак

Запоях два кабела за порт за зареждане на BMS, един на P- (черен) и другия на P+ (червен). (Тези кабели не трябва да са толкова дебели, тъй като ще преминат само 2 ампера през порт за зареждане)

ЗАБЕЛЕЖКА: В началото използвах DC жак с винтове, но по -късно го замених с водоустойчивия DC жак от BOM. Все още не запоявайте щепсела или ще имате проблем, след като искате да го поставите в корпуса си.

Свързах двете батерии последователно с една от „XT60 2 пакетна серия щепсел“, която купих. Включих този мъжки хедър в женски и залепих към него дебел червен и черен проводник. Червеният проводник отива към B+ и BMS, а черният-към B-.

След това кабелите за баланс за батериите. Използвах два от закупените кабели за баланс и изключих червения кабел за баланс за батерия една и последния черен проводник за батерия две от двете страни. Нямаме нужда от тях, защото те са същите като дебелите проводници на батерията, които вече сме свързали. След това го запоявайте в правилния ред като диаграмата.

ЗАБЕЛЕЖКА: В средата свързах земята с положителния от следващата батерия, но това не е наистина необходимо, защото серийният конектор вече прави това.

Стъпка 7: Превключвател за включване/изключване (ключ за цикъл)

Вместо да купувам 60-доларов ключ срещу искри, направих цикъл ключ. Принципът е прост. Прекъсвате веригата и за да включите платката, включете съединителя срещу искри XT90 и веригата е затворена, без никакви искри.

Първо запоявах проводник към мъжкия щепсел (снимка 2-4), а след това към 3,5-милиметровите съединители за куршуми към женския щепсел XT90.

За да го свържа към батериите, използвах мъжки конектор XT60 към женски конектор XT60, но с прекъсване в червения проводник. След това запоявах конекторите с куршуми към краищата, където прерязах проводника наполовина, така че да мога да включа женския XT90 хедър, вместо да го запоявам директно към кабела. Така че включете го и ето го, превключвателят за включване/изключване е свършен.

Стъпка 8: VESC, индикатор за батерията и UBEC Connecor

Направих свой собствен „3 успоредно на 1 конектор“, като залепих 3 заглавия XT60 заедно (снимка 1) и запоявах проводник към позитивите на дървото и проводник към отрицателите на дървото (снимка 2-6). След това запоях към него мъжки конектор и защитих голите кабели с някаква черна лента. (снимка 7-9)

VESC & Индикатор

Запоявайте мъжки щепсел XT60 към захранващите кабели VESC и към кабелите на индикатора за процент/напрежение на батерията.

uBEC

Изключете балансиращите кабели 2 и спойката на мъжкия край към мъжки щепсел XT60. Женските краища се свързват към входната страна на uBEC (преобразувател на напрежение).

ЗАБЕЛЕЖКА: Прекъснах проводниците на баланса „малко“по -късо, но това беше грешка, така че ги оставете непокътнати;)

Стъпка 9: Сензор на двигателя към Vesc

Използвайте два от стъпковите кабела, за да свържете сензора на двигателя към VESC. Двигателят има 5 пина, 2 за захранващо дърво за сензорите на Хола (1 пин на сензор за Хол).

Извадете четирите кабела от 4 -пиновата страна и вземете допълнителен проводник от втори стъпков кабел, отрежете ги малко по -късо и запояйте няколко мъжки щифта в края. Подредете ги в правилния ред, както е на снимките

Използвайте термосвиваеми тръби и лента, за да направите всичко сигурно! Когато това стане, единственото, което остава да направите, е просто да ги подредите в правилния ред от VESC към двигателя.

Стъпка 10: Захранване Raspberry Pi

Нуждаем се от 12V към 5V конвертор, който ще захранва малиновото пи чрез USB, затова веднага се сетих за зарядно за кола. Това е евтино и практично решение.

ЗАБЕЛЕЖКА: Преди да го отворим, трябва да се уверите, че помните кой е портът, който може да достави 2,1 ампера, защото Pi се нуждае от него.

Така че премахнете стикера и развийте горната част на зареждането на колата, след което разхлабете щифта на дъното. След това той ще се отвори лесно, запоявайте пружината (+12V) и металния извит предмет (GND) и ги сменете с 2 от тези проводници за баланс (запоявайте мъжката страна към печатната платка).

Когато това беше направено, проверих дали всичко е наред, като свързах DC жак към проводниците и го включих в захранване на моя светодиод и измерих USB изходното напрежение (двете външни са +5V и GND).

Ако всичко е наред, можете да скриете оголените метални части с помощта на термосвиваеми тръби и лента.

ЗАБЕЛЕЖКА: Проверете полярността на зарядното устройство, защото може да е различно.

Стъпка 11: Окабеляване на Pi, Светлини и GPS

Сега захранването за светлините.

Получаваме 12V от нашия uBEC и имаме нужда от това за нашите предни светлини, задни светлини и зарядно за кола. Малина pi не може да достави достатъчно ток или напрежение за захранване на светодиодите, така че ще трябва да използваме транзистор. 12V ще се използва като захранване и малиновият pi ще ги включва и изключва, като контролира базата на NPN транзистора (2N222: снимка 2), така че нека да го запояваме към прототипна платка.

Първо цялата задна светлина е като задната част на лонгборда и малиновото пи ще дойде отпред, така че кабелът ще трябва да бъде удължен (снимка 3-5). Задната светлина има 3 проводника. Черно (отрицателно), жълто (бягаща/задна светлина), червено (спирачна/стоп светлина). Но тъй като има само много малка разлика между спирачката и ходовата светлина, решавам да използвам червения проводник и да оставя жълтия сам. Поставете дълга мъжка жица в предоставения метал на задната светлина и я огънете заедно, докато проводникът вече не може да се разхлаби. Направете това за черния и червения проводник.

За задните светлини ги запоявайте успоредно. След това дъската за прототипи. Запоявайте женските краища на двата балансиращи проводника към платката и използвайте медна жица, за да разнесете 12V по цялата платка. След това добавете транзисторите, един за предните светлини и един за задните светлини. Колектор -> 12V, излъчвател -> GND en базата към резистор и след това към проводник с женски край, който ще се побере на малиновите пи GPIO щифтове (щифтове 20 и 21). Зарядното за кола може да се захранва от 12V, след това поставете usb кабел в правилния USB вход и поставете micro usb края в малиновото пи.

GPS връзки:

PI GPS

3.3V -> Vin

GND -> GND

RX -> TX

TX -> RX

ЗАБЕЛЕЖКА: Само 2 -те базови извода от транзистора се нуждаят от външен резистор, за да ограничат тока. Светлините не се нуждаят от тях, защото са вградени в светодиодите.

Стъпка 12: Жилища

Увих частите, които принадлежат заедно, в пластмасови фолиа, за да се уверя, че цялата жица е сигурна и е по -лесно да я сложа в корпуса след това. Проектирах всички части в изобретател и ги отпечатах с моя 3D принтер. Предоставени са всички файлове на изобретателя (.ipt) и файловете за принтер/нарязване (.stl). Дизайнът е много елементарен.

Задна страна (части с дълъг борд)

Можете да поставите индикатора за батерията и женския XT90 щепсел и след това да поставите пластмасовата кутия. След като корпусът се заби, фиксирах щепсела XT90 с горещо лепило, така че да остане заседнал, когато превключвателят се изважда и изважда. Също така добавих винт от вътрешната страна на корпуса, точно до стената, където е прикрепен щепселът XT90, така че стената да не може да бъде натисната при включване на ключа.

Антената от GPS модула е дълга, много дълга. Затова извадих двата края извън кутията и сгънах жицата в тази част на кутията.

ЗАБЕЛЕЖКА: Използвайте малки винтове, които не са по -дълги, отколкото лонгбордът е дебел!

След като това беше добре, замених тествания DC жак с водоустойчив. Запоях някои проводници с конектори за женски куршуми към проводниците и съединители за мъжки куршуми на проводниците, които са прикрепени към BMS платката. Отново, кабелите не трябва да са толкова дебели, защото зарядното устройство доставя само около 2 ампера. Също така ще бъде по -лесно да включите жака в кутията с някои по -малки проводници …

Предна страна (малиново пи с GPS и светлини)

Плъзнете екрана в задната част на кутията. Поставете всички кабели вътре в корпуса и го завийте. Можете също така да поставите фолио или нещо между антената и малиновия Pi, защото беше много магнитно и компютрите не винаги харесват това.

ЗАБЕЛЕЖКА: Внимавайте, когато плъзнете tft екрана в корпуса, за да не повредите кабели, които контролират докосването. На мен ми се случи…

Стъпка 13: Основна настройка Pi

На първо място, имаме нужда от SD карта с Raspbian. Можете да изтеглите raspbian от тук. След като това бъде изтеглено, можем да инсталираме raspbian на SD картата. Можете да инсталирате софтуера с помощта на Win32Discmanager или etcher на вашия компютър.

Когато е инсталиран, ще трябва да добавите файл, наречен 'ssh' без разширение, за да активирате SSH на pi. След като това стане, можете да заредите малината си и да я добавите към мрежата си.

Pi няма да има връзка с вашата мрежа, така че ще трябва да зададете APIPA адрес, това е IP адресът, който pi ще има, когато няма връзка с мрежа. Отворете файла „cmdline.txt“на SD картата и добавете APIPI адрес. Например: „ip = 169.254.10.5“.

ЗАБЕЛЕЖКА: Уверете се, че всичко стои на една линия или няма да работи!

Поставете SD в PI, добавете мрежов кабел от вашето pi към вашия компютър и след това включете захранването.

След това можете да използвате Putty или ако използвате mac, просто използвайте терминала, за да създадете SSH връзка.

ssh [email protected]

Добавяне на безжична връзка:

За да добавите нова мрежа към вашето пи, можете да въведете тази команда:

echo ENTER_ YOUR_PASSWORD | wpa_passphrase ENTER_YOUR_SSID >>

/etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf

След рестартиране трябва да можете да намерите вашия IP адрес на вашия рутер и да се свържете с вашия pi чрез ssh с този ip адрес.

ssh pi@IP_FROM_PI

Винаги намирането на вашия ip е малко досадно, така че нека настроим име на хост, за да можем да го използваме вместо това (за това се изисква инсталация bonjour на компютър с Windows).

sudo raspi-config nonint do_hostname CHOOSE_A_HOSTNAME

ЗАБЕЛЕЖКА: За да използвате името на хоста в бъдеще, трябва да въведете SSH правилото по следния начин:

ssh USER@YOUR_HOSTNAME.local

Трябва да сме сигурни, че системата и пакетите на pi са актуални:

Въведете следната команда, за да разберете, че:

sudo apt-get update && sudo apt-get upgrade

Стъпка 14: Поставете проекта на вашия Pi

Нов потребител

Създадох нов потребителски „longboard“за този проект:

За това ще трябва да отидем в корена

sudo -i

Adduser longboard Нова парола:> l0ngb0@rd Пълно име:> електрически лонгборд

Можете да оставите останалите празни. Като следващо ще трябва да дадем на потребителя „longboard“правата на sudo

addoser longboard sudo

След това ще се върнем към нашия потребител на longboard

su longboard

Пакети

Инсталиране на някои пакети за проекта. Пакети за хостване на уебсайт база данни

python3 -m pip install --user --upgrade pip == 9.0.3

sudo apt install -y python3-mysqldb mysql-сървър uwsgi nginx uwsgi-plugin-python3 rabbitmq-сървър

База данни за конектори, уебсайт на пакети и библиотеки за GPS/tijdzone детекция

python -m pip install mysql-connector-python argon2-cffi Flask Flask-HTTPAuth Flask-MySQL mysql-connector-python passlib argon2 libgeos-dev pytz tzwhere

Настройка на база данни

Проверете състоянието на mysql

sudo systemctl статус mysql

Като въведете тази команда, можете да видите, че MySQL слуша само на 127.0.0.1 -> не е достъпен от мрежата, само локално (на пи на себе си).

ss -lt | grep mysql

Стартирайте клиента като roo

sudo mysql

Създаване на потребители:

СЪЗДАВАНЕ НА ПОТРЕБИТЕЛЯ 'project-admin'@'localhost' ИДЕНТИФИЦИРАНО ОТ '@min_l0ngb0@rd';

СЪЗДАВАНЕ НА ПОТРЕБИТЕЛЯ 'project-longboard'@'' localhost 'ИДЕНТИФИЦИРАНО ОТ' l0ngb0@rd ';

Създаване на база данни и настройка на привилегии:

CREATE DATABASE longboard_db;

ПРЕДОСТАВЯТЕ ВСИЧКИ ПРИВИЛЕГИ НА longboard_db.* На 'project-admin'@'' localhost 'С ОПЦИЯ ЗА ГРАНТ; > GRANT SELECT, INSERT, UPDATE, DELETE ON longboard_db.* TO 'project-longboard'@'localhost'; > ФЛУШ ПРИВИЛЕГИ;

Изпълнете sql скрипта, за да създадете таблици, той също ще създаде потребител по подразбиране за уебсайта:

(потребителско име: longboard, парола: тест):

source / home / logboard / longboard / longboard_db.sql;

изход

Проверете дали стартирането на файла работи:

ехо „показване на таблици;“| mysql longboard_db -t -u project -admin -p

Създайте директория „longboard“и клонирайте моя проект от github

mkdir longboard && cd longboard

git clone

Ако сте използвали същото име на директория и потребител като мен, тогава не трябва да коригирате файловете в директорията conf.

Ако не сте, трябва да коригирате файловете (> sudo nano conf/filename.extension)

След като пътищата са правилни, трябва да копирате файловете в системната директория. Има услуги за дърво.

• Един за сайта на павилиона на localhost.
• Един за gps модула с връзка към база данни
• Един за сайта, достъпен във вашата мрежа

sudo cp conf/project1-*. service/etc/systemd/system/

sudo systemctl daemon-reload> sudo systemctl старт проект1-*> sudo systemctl статус project1-*

Когато всичко е наред, трябва да ги активирате, така че да стартират автоматично, когато pi се стартира:

(Ако предишната стъпка се провали, трябва да проверите пътищата в конфигурационните файлове)

sudo systemctl активиране на проект1-*

Конфигуриране на услугата nginx:

• копирайте conf/nginx на „sites-available“(и му дайте по-добро име)
• премахнете връзката към default-config
• връзка към новия config/nginx
• рестартирайте, за да активирате промените

sudo cp conf/nginx/etc/nginx/sites-available/project1

sudo rm/etc/nginx/sites-enabled/default> sudo ln -s/etc/nginx/sites-available/project1/etc/nginx/sites-enabled/project1> sudo systemctl рестартирайте nginx.service

Проверете дали nginx е оцелял:

sudo systemctl статус nginx.service

След като това е направено, трябва да имате уеб сървър на ip на вашето pi, наличен във вашата мрежа, и сайт на localhost, за да стартирате и спирате сесията офлайн.

Стъпка 15: Настройване на режим на павилион Raspberry Pi

Инсталиране на пакети

sudo apt-get install chromium-browser x11-xserver-utils unclutter

Въведете файла за автоматично стартиране на потребителя pi:

sudo nano/etc/xdg/lxsession/LXDE-pi/autostart

Ще трябва да коментирате (поставете # пред реда) съществуващото правило:

#@xscreensaver -no -splash

След това добавете тези редове под реда на скрийнсейвъра

@xset е изключен

@xset -dpms @xset s noblank @chromium-browser --noerrdialogs --kiosk https://127.0.0.1:8080/ --overscroll-history-navigation = 0 --incognito --disable-pinch

Натиснете ctrl-O и след това ctrl-X, за да изпишете и излезете от файла и сега въведете:

sudo raspi-config

Оттам се придвижете надолу до boot_behaviour и променете тази настройка на зареждане в режим на работния плот и влезте като потребител pi по подразбиране.

ЗАБЕЛЕЖКА: за да излезете от режима на павилион, можете да въведете

sudo killall хром-браузър.

Това ще затвори всички екземпляри на браузъра chromium.

Стъпка 16: Как работи

Когато пи стартира, ще видите ip адреса на tft екрана заедно със списък на всички потребители на дъската.

Можете да започнете сесия офлайн чрез този екран. Можете също да контролирате светлините си. Ако въведете ip адреса в браузъра си, ще отворите екрана за вход. Можете да влезете с потребителската „дъска“по подразбиране (парола: тест). или можете да създадете нов акаунт. След като сте готови, ще видите таблото си за управление. Тук можете да видите маршрута на вашето пътуване и общото разстояние, времето за пътуване. Ако отидете в раздела longboard, можете да видите текущото местоположение на дъската, можете да превключите светлините си и можете да започнете да записвате сесия. След като кликнете върху „начална сесия“, PI непрекъснато ще определя местоположението и ще го запише в базата данни, докато не натиснете „прекрати сесията“. Ако GPS няма корекция, сесията не може да започне, ще получите предупреждение в горната част на екрана. Вашите сесии ще бъдат показани на google карта.

Вицешампион в конкурса Make it Move