Raspberry Pi kontrolējamais šķērveida pacēlājs: 17 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:56

Kāpēc šķērveida pacēlājs? Kāpēc ne! Tas ir foršs un jautrs projekts, ko veidot. Patiesais iemesls man ir paaugstināt kameras manā Great Mojave Rover projektā. Es vēlos, lai kameras paceltos virs rovera un uzņemtu apkārtnes attēlus. Bet man vajadzēja nolaist kameras, kamēr roveris brauc.

Vispirms es izmēģināju robotu roku, bet tas izrādījās pārāk smags un atdalīja servos. Tad, kad es biju ārā un kādu dienu redzēju kaut ko, ko esmu redzējis simtiem reižu, šķērveida pacēlāju. Tajā naktī es nolēmu izveidot šķērveida pacēlāju, kas izmantotu skrūvgriezi, 5/16”x 5 1/2” skrūvi, lai paceltu un nolaistu kameras. Es biju pārsteigts par to, cik forši bija redzēt, ka kameras paceļas pāris pēdu (25 collu) attālumā ar nedaudz vairāk kā 4 collu braucienu, un redzēt, cik daudz svara tas pacels. Kā blakus ieguvums tiek izmantots tikai viens servo.

Kad šis lielais un brīnišķīgais šķērveida pacēlājs darbojas, Raspberry Pi ieslēgs LX-16A servo pacelšanu un nolaišanu, izmantojot Python 3 kodu. Ierobežojošie slēdži paziņos Pi, kad jūsu šķērveida pacēlājs ir sasniedzis augšējo un apakšējo signālu, norādot, ka servo pārstāj griezties.

Mans nākamais lifta piedzīvojums ir novietot to ārpusē, lai veiktu ilgstošu saules testu. Darbojas ar saules baterijām un 18650 baterijām, šķērveida pacēlājs pacels, fotografēs un pēc tam nolaidīs reizi stundā. Bet tas ir vēl viens pamācāms vēlāk, kad es to sāku strādāt. Pēc tam uzstādiet to uz Rover.

Es sadalīju šo pamācību trīs galvenajās daļās, lai palīdzētu būvniecības un regulēšanas procesā:

1. Bāze (2. - 7. darbība)
2. Elektronika (8. - 12. darbība)
3. Šķērveida galīgā montāža (13. - 16. darbība)

Es ceru, ka jums patiks mans pirmais neatrisināmais un jūsu šķērveida pacēlājs.

1. darbība. Iegūstiet nepieciešamās lietas

Šim projektam jums būs nepieciešams daudz lietu. Ja jūs esat tāds kā es un jums patīk 3D drukāšana un celtniecība, jums, iespējams, jau ir šī lielākā daļa. Pārbaudiet, vai McMaster-Carr skrūves tur ir daudz lētākas, pērkot tās simts. Jūs varat arī pasūtīt komplektus no Amazon.

Nepieciešamie rīki:

• 5,5 mm uzgriežņu atslēgas komplekts
• 2,5, 2,0 mm sešstūra skrūves Ir vērts iegūt labu šo komplektu.
• Urbis ar 1/8”urbi Šis urbju komplekts man ir.
• Grafīta smērviela
• Lodāmurs
• Lodēt Es domāju, ka man slikti pielodēja, līdz ieguvu labu lodmetālu.
• Slīpmašīna (labākais slīpmašīna pasaulē)
• 3D printeris Man ir XYZ Da Vinci Pro 1.0 un esmu sajūsmā par to.

Mehāniskās detaļas:

• Leģētā tērauda ligzda vai pogas galvas skrūves: noteikti pasūtiet vairāk nekā nepieciešams, jo mani skaitļi var būt izslēgti!

  (1) M3 x 10 mm pogas galva (iegūstiet no McMaster-Carr) (2) M3 x 12 mm pogas galva (iegūstiet no McMaster-Carr) (4) M3 x 10 mm (iegūstiet no McMaster-Carr) (6) M3 x 12 mm (saņemt no McMaster-Carr) (4) M3 x 16 mm (iegūt no McMaster-Carr) (34) M3 x 20 mm (iegūt no McMaster-Carr) (2) M3 x 25 mm pogas galva (iegūt no McMaster-Carr) (8) M3 x 30 mm (iegūstiet no McMaster-Carr) (4) M3 x 45 mm (iegūstiet no McMaster-Carr) (30) M3 neilona bloķēšanas uzgriežņi (iegūstiet no McMaster-Carr) (54) M3 paplāksnes (iegūstiet no McMaster-Carr)

• (48) 3x6x2mm gultņi Tas darbosies bez šiem gultņiem, taču tas noteikti padara to jaukāku.
• (1) 8x22x7mm gultņi Jūs varat arī nozagt vienu no izkustinātā vērpēja
• 3D drukātas detaļas Jūs varat tās lejupielādēt no Thingverse daļām (2) Sijas 20 mm x 20 mm x 190 mm (1) Ierobežotāji (1) Motora skrūves stiprinājums (1) Platformas sliedes (1) Platforma (1) Aizmugurējās skrūves stiprinājums (1) Slīdnis (1)) Šķērveida iekšējais apakšējais (4) Šķērveida iekšējais (1 komplekts) Šķēres ārējais (1) Servo stiprinājums priekšā (1) Servo stiprinājums aizmugurē (1 komplekts) Starplikas
• (2) 5/16 collu uzgrieznis (Home Depot)
• (1) 5/16 "x 5 - 1/2" skrūve (Home Depot) Ja vēlaties, varat izmantot arī 5/16 "vītņotu stieni.

Elektriskais:

• Raspberry Pi, es izmantoju 3 modeli B+ jebkura Pi versija darbosies. Tas ir jauks komplekts.
• (1) Lewansoul LX-16a Serial Bus Servo, es saņēmu raktuvi par cenu zem 20,00 USD. (lai to izdarītu, jums būs jāmeklē Amazon vai Banggood, saite nemainās)
• (1) Lewansoul Serial Bus Debug Board.
• (1) Metāla servo signāltaure
• (2) Ierobežojošie slēdži
• Silikona stieples Tie ir lieliski, jūs varat tos noņemt ar nagiem (ja jūs nekožat nagus)
• Baterijas, lai darbinātu Servo, es izmantoju 4 AA NiMh baterijas no Ikea.

Palīgmateriāli:

• Q-padomi
• Mikrošķiedras audums
• Palīglīdzekļi (cerams, ka ne)

2. solis: bāze

To ir daudz vieglāk izveidot pakāpeniski, sāksim ar pamatni. Tad mēs pāriesim pie elektronikas un beidzot saliksim šķēres. Tas ir iespiests dažādās krāsās, jo es izmantoju PLA un PETG, kas man bija.

Ja neesat to izdarījis, izdrukājiet savas detaļas. Manam printerim vajadzēja dažas dienas, lai pabeigtu visu detaļu drukāšanu.

Daļas varat atrast šeit:

Svarīgi drošības padomi (atsauce uz oriģinālajiem spoku meklētājiem, Google to)

• Nesteidzieties un nekļūstiet traks, pārmērīgi pievelkot M3 skrūves, plastmasas sloksnes ir viegli. Ja noņemat caurumu, jums, iespējams, būs jāizdrukā daļa vai jāizmanto gorillu līme (brūnā viela) un viegli jāpārklāj cauruma iekšpuse ar zobu bakstāmais un ļaujiet tai pilnībā izžūt nakti pirms lietošanas.
• Ielieciet paplāksnes "jauko pusi" uz augšu, tas izskatās labāk.
• Nesteidzieties, vai arī jums var būt nepieciešams to izdrukāt vēlreiz.
• Pēdējās drukājiet šķērveida detaļas, jo tā ir pēdējā daļa, ko veidot.

Te nu mēs esam.

A. Sāciet drukāt visas detaļas (skatiet detaļu sarakstu).

B. Slīpējiet daļu gludi, nogriežot nepatīkamos priekšmetus.

3. darbība. Ierobežojošais slēdzis

A. Salieciet kopējo vadu (to, kas jau ir saliekts slēdža sānos), lai tas būtu vienā līmenī un pielodētu vadu uz gala slēdža. Ja aizmirstat šo soli, nav pietiekami daudz vietas, lai uzstādītu servo.

Piezīme: Šī ir vienīgā lodēšana, kas jums būs jāveic šajā būvniecības daļā.

B. Izurbiet (4) 1/8”caurumus Servo stiprinājumā, skatiet violetās bultiņas iepriekš redzamajā fotoattēlā. Urbšana ļauj skrūvēm brīvi iziet cauri un vēlāk pievelciet servo stiprinājumu pie sliedēm.

C. Visbeidzot ar (2) M3 x 16 mm skrūvēm piestipriniet gala slēdzi, kā parādīts servo stiprinājumā.

4. solis: nolaidiet motora skrūves stiprinājumu

A. Izurbiet (5) 1/8 caurumus apakšējā motora skrūves stiprinājumā, skatiet violetās bultiņas iepriekš redzamajā fotoattēlā.

B. Pēc tam piestipriniet apakšējo moto skrūves stiprinājumu pie metāla servoraga, izmantojot (4) M3 x 12 mm pogas galvas skrūves.

C. Visbeidzot, piestipriniet apakšējo motora skrūves stiprinājumu pie servo, izmantojot (1) M3 x 10 mm skrūvi.

5. darbība: uzstādiet servo un skrūvi

A. Izurbiet (4) 1/8 collu caurumus aizmugurējā servo stiprinājumā, kā parādīts augšējā fotoattēlā, kur norāda purpursarkanās bultiņas.

B. Izurbiet cauri (2) 1/8 caurumiem skrūvju stiprinājumā, kur norādīts ar purpursarkanām bultiņām iepriekš redzamajā fotoattēlā. Piezīme. Atkarībā no izdrukātās versijas jūsu var būt nedaudz īsāka.

C. Uzstādiet Servo uz Servo stiprinājuma. Jums, iespējams, vajadzēs to nedaudz apgriezt, lai tas būtu labi piemērots. Tas būs nedaudz brīvs. Pēc tam, izmantojot (4) M3 x 45 mm skrūves un paplāksnes, piestipriniet aizmugurējo servo pie priekšējā servo stiprinājuma. Servo šūposies no vienas puses uz otru, bet ne uz priekšu un atpakaļ.

D. Ievietojiet 5/16 "x 5 - 1/2" skrūvi augšējā skrūves stiprinājumā; tam vajadzētu būt cieši pieguļošam. Jums var būt nepieciešams nedaudz sagriezt atveri, lai tā būtu piemērota.

E. Izmantojot (2) M3 x 16 mm skrūves un paplāksnes, savienojiet ar divām skrūvju stiprinājumu pusēm.

F. Jūsu montāžai vajadzētu izskatīties kā pēdējai fotogrāfijai.

6. solis: slīdņa un aizmugures montāža

Tagad ir pienācis laiks piestiprināt slīdņa un aizmugures skrūves stiprinājumu.

A. Ievietojiet (2) 5/16 skrūves slīdņos. Skrūvēm vajadzētu būt nedaudz brīvām uz priekšu un atpakaļ. Bez atskrūvēšanās skrūve kustībā sasaistīsies.

B. Dažas collas pieskrūvējiet slīdni uz 5/16 skrūves.

C. Izurbiet cauri (4) 1/8 collu caurumiem aizmugurējā skrūves stiprinājuma gultņa vāciņā, kā norādīts ar purpursarkanām bultiņām fotoattēlā.

D. Ievietojiet 8 mm x 22 mm x 7 mm gultni aizmugurējā skrūves stiprinājumā un pievienojiet gultņa vāciņu ar (4) M3 x 12 mm skrūvēm un paplāksnēm.

E. Pievienojiet (1) gala slēdzi ar (2) M3 x 16 mm skrūvēm

F. Iebīdiet 5/16 collu skrūvi gultnī. Piezīme. Šeit notiks virkne rotaļu. Lai samazinātu spēles apjomu, jums jāizmanto elektriskās lentes gabals vai termiski saraušanās caurule. Izmēriet nepieciešamo daudzumu nākamais solis.

7. solis: apakšējās montāžas pabeigšana

Tagad, kad esat pabeidzis motorizēto montāžu, ir pienācis laiks to piestiprināt pie sliedēm. Sliedes ir daļa no The Great Mojave Rover Project un var šķist pārmērīga. Es plānoju integrēt šķērveida pacēlāju roverā, un sliedes dizains ļauj to izdarīt vēlāk.

A. Slīpējiet katras sliedes vienu pusi gludi. Jums nav nepieciešams noslīpēt ķekaru, pietiek tikai, lai izlīdzinātu izciļņus.

B. Vispirms pieskrūvējiet aizmugurējo skrūvju stiprinājumu, izmantojot (4) M3 x 30 mm skrūves un paplāksnes. Tam vajadzētu atrasties vienā līmenī sliežu galā.

C. Ievietojiet 5/16 collu skrūvi gultnē, ar servo stiprinājumu 4. atverē (atstājot 3 tukšus caurumus), izmēriet vietu, kur vēlaties lentes vai termiskās saraušanās vietu.

D. Pieskrūvējiet servo bloku pie sliedēm pie 4. atveres (atstājot 3 tukšu), izmantojot (4) M3 x 30 mm skrūves un paplāksnes. Ņemiet vērā, ka jūsu servo stiprinājums var būt nedaudz atšķirīgs, es pārveidoju garāku 5/16 collu skrūvi. Lūdzu, atstājiet 3 caurumus tukšus.

Tagad jums vajadzētu būt gatavam motorizētai montāžai, lai piestiprinātu robežslēga skrūves un liktu Raspberry Pi pārvietot slīdni uz priekšu un atpakaļ.

8. solis: Ierobežojošo slēdžu regulētāji

Divi ierobežojuma slēdžu regulētāji ieslēgs slēdžus vietā, kur vēlaties, lai slaids apstātos. Jūs vēlaties izmantot pogas galvas skrūves abās vietās, kur fiksējošā skrūve iet virs, lai atbrīvotos. Arī abas robežslēga regulētāja 3D drukātās daļas ir vienādas.

A. Urbjmašīna (2) 1/8 izmeta caurumus katrā gala slēdža fiksatorā.

B. Ievietojiet pogas galvas skrūves fiksatoros.

C. Ievietojiet ierobežojošo skrūvi katrā fiksatorā (1) M3 x 20 mm, otra ir (1) M3 x 40 mm.

D. Piestipriniet slēdžam ierobežojošo slēdzi. Servo pusē izmantojiet garāku skrūvi (40 mm).

Piezīme. Es piestiprināju fiksējošos uzgriežņus savam garākajam savienotājam, jo es izgriezu caurumu.

9. solis: Pi savienošana

Programmatūra šim nolūkam ir vienkārša, tā vienkārši paceļ un pazemina pacēlāju. Jūs varat rediģēt kodu, lai darītu visu, ko vēlaties, un izklaidētos.

Es pieņemu, ka jūs jau zināt, kā ielādēt OS savā Raspberry Pi un kā uzrakstīt vienkāršu Python 3 programmu, Hello World piemērs būtu lieliski.

Šeit ir laba vieta, kur sākt, taču ir daudz resursu, lai sāktu darbu.

• Pi iestatīšana.
• Jūsu pirmā Pyhon programma.

10. solis: apakšējā mezgla vadu savienošana

Šādam mazam projektam es labāk izmantoju Pimoroni Pico HAT Hacker dēli virs maizes dēļa. Jūs varat izmantot jebko, bet man patīk šī mazā ierīce. Es lodēju uz 40 kontaktu sieviešu galviņām abās HAT pusēs, kas ļauj izmantot abās pusēs (skatīt otro fotoattēlu).

Brīdinājums: Es esmu uzspridzinājis pāris aveņu Pis, to darot, kamēr Pi ir ieslēgts. Pārliecinieties, vai sarkanais ir + un melns ir sasmalcināts vai -, Servo atkļūdošanas panelī nav iebūvēta aizsardzība.

A. Savienojiet melno vadu ar katra slēdža kopīgajiem savienojumiem un zemi uz Pi. (6. tapa)

B. Pievienojiet zaļo vadu apakšējās robežas slēdzim (sk. 1. fotoattēlu) un pēc tam GPIO 23 (16. tapa)

C. Pievienojiet dzelteno vadu augšējam slēdžim (sk. 1. fotoattēlu) un pēc tam GPIO 22 (15. tapa)

D. Pievienojiet servo atkļūdošanas paneli pie Pi porta USB porta.

E. Pievienojiet servo servo atkļūdošanas panelim, izmantojot LX-16A servo komplektācijā iekļauto kabeli

F. Pievienojiet strāvu servo atkļūdošanas panelim. Neizmantojiet Pi, lai darbinātu servo plāksni, izmantojiet ārēju akumulatora avotu. Es izmantoju 4 AA baterijas.

11. darbība: Python programmas ielāde un palaišana

Es atkal pieņemu, ka jūs zināt, kā palaist termināli, un zināt, kā sākt Python3 programmu.

A. Sāciet termināli

B. Mums ir nepieciešams klonēt pāris bibliotēkas no GitHub. Pirmais ir Ethan Lipson PyLX16A, otrs ir BIMThomsts GitHub šķērveida pacelšanas kods

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

Iepriekš minētā komanda rīkojas šādi:

cd maina direktoriju uz jūsu mājas direktoriju

git clone lejupielādē koda failus no GitHub krātuves nosaukuma mapē.

cd ScissorLift maina mapi uz ScissorLift kodu

cp../PyLX-16A/lx16a.py. kopē servo komandām nepieciešamo bibliotēku.

C. Jums ir jābūt savienotam ar Pi ar motora mezglu un atkļūdošanas dēli ar USB un servo.

D. ierakstiet sekojošo, lai veiktu slēdža pārbaudi.

cd

cd ScissorLift python3 SwitchTest.py

Programma sāks teikt "iet uz leju".

Ieslēdziet slēdzi tālāk no servo, un programma atbildēs ar "iet uz augšu". Tagad ieslēdziet slēdzi, kas atrodas vistuvāk servo, un programma apstāsies.

Problēmu novēršana:

Ja tas neizdodas, vēlreiz pārbaudiet elektroinstalāciju, es pieļāvu kļūdu, pirmo reizi pielodējot dzelteno vadu pie nepareizā slēdža savienojuma, un tas apstājās pēc pirmā slēdža ieslēgšanas.

12. solis: motora pārbaude

Tagad, kad slēdži darbojas, ir pienācis laiks pārbaudīt motora komplektu.

Kods jau ir lejupielādēts. Sāksim.

A. Pārliecinieties, vai jūsu servo ir savienots ar atkļūdošanas paneli. Jebkurš spraudnis darbosies, ja vien tas labi iederas.

B. Terminālī ierakstiet šādu informāciju:

cdcd ScissorLift python3 MotorTest.py

Jūsu slīdnis sāks kustēties un vispirms virzīties uz servo, tad, kad gala slēdzis ieslēgsies, tas pārvietosies citā virzienā un apstāsies, sasniedzot otru gala slēdzi.

Ja dzirdat, ka tā sāk saistīties, atvienojiet servo no atkļūdošanas paneļa un nospiediet ctrl-c, lai apturētu programmu un noteiktu, kāpēc tā ir saistoša.

Problēmu novēršana:

Iesiešana slaida vidū:

a. Uzgriežņi brīvi pārvietojas slīdņa iekšpusē.

b. Skrūves stiprinājums nav centrēts.

c. Gultnis nav brīvs.

Iesiešanu slaida beigās izraisa slēdžu savienojuma pārtraukšana vai savienojuma skrūvju pielāgošana.

d. Servo turpina kustēties pēc ctrl-c nospiešanas, atvienojiet servo vadu no atkļūdošanas paneļa. Tas atiestatīs servo.

13. solis: Šķēru montāža

Tagad beidzot esam nonākuši līdz vietai, kur varam salikt šķēres. Šķērēm ir trīs galvenās sastāvdaļas.

1. Šķēres ārējās (pirmā fotogrāfija izskatās kā zila Popsicle nūja)
2. Iekšējās šķēres (otrā pelēkā fotogrāfija)
3. Šķērveida iekšpuse apakšā (otrā zilā fotogrāfija)

Atšķirība starp šķērveida iekšpusi un šķērveida iekšējo apakšējo daļu ir gultņu izvietojums, kā parādīts fotoattēla labajā pusē. Noskatieties video, tur ir vieglāk to izskaidrot.

A. Ievietojiet gultņus katrā šķērveida daļā. Lai iespiestu paplāksni slotā, jums var būt nepieciešams izmantot skrūvi, paplāksni un uzgriezni. Ja jūs salaužat slotu, viss ir kārtībā, lai to labotu, varat izmantot līmi.

B. Izmantojot grafīta smērvielu un vates tamponu, pārklājiet šķēres ar nesošām pusēm.

C. Izmantojot M3 x 20 mm skrūvi, paplāksni un fiksējošo uzgriezni. Sāciet ar iekšējo apakšējo daļu, savienojiet šķēru ārējo ar vidējiem savienojumiem. (skatīt fotoattēlu)

D. Pievienojiet vēl vienu ārējo šķērīti apakšējās šķēres galam, kur gultnis atrodas iekšpusē. Pēc tam pievienojiet vēl vienu iekšējo šķērīti vidum.

E. Turpiniet pievienot iekšējās un ārējās šķēres, līdz beidzas šķēres.

14. solis: Šķēru piestiprināšana pie pamatnes

Izmantojot (2) M3 x 20 mm ar (2) paplāksnēm un 3D drukātām atstarpēm, savienojiet šķērveida mezglu ar pamatnes servo stiprinājumu.

Izmantojot (2) M3 x 12 mm, savienojiet šķērveida mezglu ar slīdni.

Izņemot platformu, jums ir strādājošs šķērveida pacēlājs.

15. darbība. Šķērveida skrējiena tests

Pievienojiet šķērveida pacēlāju atpakaļ Raspberry Pi, ja neesat to izdarījis.

A. No Raspberry Pi termināļa vēlreiz palaidiet MotorTest.py un redziet savu šķērveida pacēlāju darbībā.

Saglabājiet un sekojiet līdzi:

• Jebkura iesiešana
• Ierobežojošo ieskrūvēšanas skrūvju klīrenss
• Ja tas saistās vai kaut kas notiek, vispirms atvienojiet servo no atkļūdošanas paneļa.

16. darbība: platformas piestiprināšana

Cerams, ka līdz šim jūs sapratāt, kā uzlikt platformu.

A. Nosakiet, vai vēlaties platformu.

B. Pievienojiet platformas sliedes šķēru augšdaļas ārpusei. Tajā pusē, kur jums ir nepieciešams starplikas, jums būs nepieciešama M3 x 25 mm skrūve un 2 paplāksnes. Otrā pusē izmantojiet M3 x 20 mm skrūvi ar 1 paplāksni un 1 fiksējošo uzgriezni.

C. Izmantojot M3 x 12 mm skrūves un paplāksnes, piestipriniet platformas augšpusi pie sliedēm.

17. solis: Paldies

Paldies, ka esat tik tālu, cerams, ka jums ir strādājošs šķērveida pacēlājs, ar kuru jūs nezināt, ko darīt, vai varbūt jums ir šķērveida pacēlājs, par kuru jums ir brīnišķīga ideja, kā to izmantot.

Jebkurā gadījumā es ceru, ka jūs lieliski pavadījāt laiku un kaut ko iemācījāties.

Otrās vietas autors pirmajā reizē