Raspberry Pi kontrolirano podizanje škara: 17 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:07

Zašto škare za podizanje? Zašto ne! To je kul i zabavan projekat za izgradnju. Pravi razlog za mene je podizanje kamera na mom projektu Moja Mojave Rover. Želim da se kamere podignu iznad rovera i snime slike okoline. Ali trebalo mi je spustiti kamere dok se rover vozi.

Prvo sam isprobao robotsku ruku, ali to se pokazalo preteškim i uklonilo je servo pogone. Onda sam, napolju, i otprilike jednog dana vidio nešto što sam već vidio stotinama puta ranije, dizalo škara. Te noći sam krenuo u dizajniranje makazastog dizala koje bi koristilo odvijač, vijak 5/16”x 5 1/2”, za podizanje i spuštanje kamera. Bio sam zadivljen kako je super vidjeti kamere koje se podižu na nekoliko stopa (25 inča) sa samo nešto više od 4 inča putovanja i vidjeti koliko bi težine podigle. Kao sporednu prednost, koristi samo jednu servo.

Kad ovo sjajno i divno dizalo sa makazama radi, Raspberry Pi će uključiti LX-16A servo podizanje i spuštanje dizala pomoću Python 3 koda. Granični prekidači će obavijestiti Pi kada vaše podizanje škara dosegne gornji i donji dio signalizirajući servo da prestane rotirati.

Moja sljedeća avantura za lift je da ga postavim vani na produženi solarni test. Pokretan solarnim ćelijama i 18650 baterijama, dizalo škara će se dizati, fotografirati i zatim spuštati jednom na sat. Ali to je još jedan Instructable kasnije kad to počnem raditi. Nakon toga, postavljanje na Rover.

Podijelio sam ovaj Instructable na tri glavna dijela kako bih pomogao u procesu izgradnje i ugađanja:

1. Baza (2. - 7. korak)
2. Elektronika (8. - 12. korak)
3. Završna montaža škara (koraci 13 - 16)

Nadam se da ćete uživati u mom prvom nerješivom i vašem dizaču škara.

Korak 1: Nabavite stvari koje su vam potrebne

Za ovaj projekt trebat će vam gomila stvari. Ako ste poput mene i uživate u 3D štampanju i građevinskim stvarima, možda već imate ovo. Obavezno provjerite McMaster-Carr da li postoje vijci koji su tamo mnogo jeftiniji kada ih kupite za stotinu. Komplete možete naručiti i od Amazona.

Potrebni alati:

• 5.5 mm set ključeva za kutije
• Šesterokutni drajveri od 2,5, 2,0 mm Vrijedi imati dobar set njih.
• Bušilica sa burgijom 1/8”Ovaj set burgija imam.
• Graphite Lube
• Lemilica
• Lemilo Mislio sam da nisam dobar u lemljenju sve dok nisam dobio dobro lemljenje.
• Brusilica (najbolja brusilica na svijetu)
• 3D štampač Imam XYZ Da Vinci Pro 1.0 i oduševljen sam njime.

Mehanički dijelovi:

• Utičnica ili vijci s legiranom čelikom: Obavezno naručite više nego što vam je potrebno, jer moje računanje možda nije u redu!

  (1) Glava dugmeta M3 x 10 mm (nabaviti od McMaster-Carra) (2) Glava dugmeta M3 x 12 mm (nabaviti od McMaster-Carra) (4) M3 x 10 mm (nabaviti od McMaster-Carra) (6) M3 x 12 mm (dobiti od McMaster-Carra) (4) M3 x 16 mm (nabaviti od McMaster-Carra) (34) M3 x 20 mm (nabaviti od McMaster-Carra) (2) M3 x 25 mm Glava dugmeta (nabaviti od McMaster-Carra) (8) M3 x 30 mm (nabaviti od McMaster-Carra) (4) M3 x 45 mm (nabaviti od McMaster-Carra) (30) M3 najlonske matice za zaključavanje (nabaviti od McMaster-Carra) (54) M3 podloške (nabaviti od McMaster-Carra)

• (48) Ležajevi 3x6x2mm Radit će i bez ovih ležajeva, ali ga čini svakako ljepšim.
• (1) Ležajevi 8x22x7mm Možete ih ukrasti i iz fidget spinnera
• 3D printani dijelovi Možete ih preuzeti sa Thingverse dijelova (2) Širina 20 mm x 20 mm x 190 mm (1) Ograničivači (1) Montaža vijaka motora (1) Šine platforme (1) Platforma (1) Stražnji vijak (1) Klizač (1)) Unutrašnje donje škare (4) Unutrašnje makaze (1 set) Vanjske škare (1) Servo nosač sprijeda (1) Zadnji servo nosač (1 set) Odstojnici
• (2) 5/16 "matica (Home Depot)
• (1) Vijak 5/16 "x 5 - 1/2" (Home Depot) Također možete koristiti 5/16 "šipku s navojem ako želite.

Električno:

• Raspberry Pi, koristim 3 model B+ bilo koja verzija Pi će raditi Ovo je lijep komplet.
• (1) Lewansoul LX-16a Serial Bus Servo, dobio sam svoj ispod 20,00 USD ea. (ovo ćete morati potražiti na Amazonu ili Banggoodu, veza se stalno mijenja)
• (1) Lewansoul ploča za otklanjanje grešaka u serijskoj magistrali.
• (1) Metalna servo truba
• (2) Granični prekidači
• Silikonske žice Ovo je sjajno, možete ih svući noktima (ako ne grizete nokte)
• Baterije za napajanje Servo -a, koristim 4 AA NiMh baterije iz Ikee.

Potrošni materijal:

• Q-Savjeti
• Tkanina od mikrovlakana
• Flasteri (nadam se da nisu)

Korak 2: Baza

Mnogo je lakše izgraditi ovo u fazama, počnimo s bazom. Zatim ćemo prijeći na elektroniku i konačno sastaviti škare. Štampa se u različitim bojama jer sam koristio PLA i PETG koje sam imao.

Odštampajte svoje delove ako to niste učinili. Štampaču je trebalo nekoliko dana da završi štampanje svih delova.

Dijelove možete pronaći ovdje:

Važni sigurnosni savjeti (Orginal Ghostbusters reference, Google it)

• Ne žurite i nemojte poludjeti jer previše pritežete vijke M3, plastične trake su jednostavne. Ako uklonite rupu, možda ćete morati ponovno odštampati dio ili upotrijebiti gorilo ljepilo (smeđe stvari) i lagano premazati unutrašnjost rupe čačkalicom i ostaviti da se potpuno osuši preko noći prije upotrebe.
• Stavite podloške "lijepu stranu" gore, izgleda bolje.
• Ne žurite ili ćete možda morati ponovo da ga odštampate.
• Štampajte delove makaza poslednji, jer je to poslednji deo za izradu.

Idemo.

O. Počnite ispisivati sve dijelove (pogledajte listu dijelova).

B. Brusite dio glatko, obrezujući sitne predmete.

Korak 3: Montirajte granični prekidač

O. Savijte zajednički kabel (onaj koji je već savijen sa strane prekidača), tako da sjedi u ravnini i lemi žicu na krajnjem prekidaču. Nema dovoljno prostora za postavljanje servo pogona ako ste zaboravili ovaj korak.

Napomena: Ovo je jedino lemljenje koje ćete morati obaviti u ovom dijelu konstrukcije.

B. Izbušite (4) 1/8”rupe na servo nosaču, pogledajte ljubičaste strelice na gornjoj fotografiji. Bušenje omogućava vijcima da slobodno prođu i kasnije zategnu servo nosač na šine.

C. Na kraju, pričvrstite granični prekidač kao što je prikazano na servo nosač pomoću (2) vijka M3 x 16 mm.

Korak 4: Spustite vijčani nosač motora

O. Izbušite (5) rupe od 1/8 u donjem nosaču vijaka motora, pogledajte ljubičaste strelice na gornjoj fotografiji.

B. Zatim pričvrstite donji moto vijčani nosač na metalnu servo trubu pomoću (4) vijka s gumbom M3 x 12 mm.

C. Na kraju, pričvrstite donji nosač vijka motora na servo pomoću (1) vijka M3 x 10 mm.

Korak 5: Montirajte servo i vijak

O. Izbušite (4) rupe od 1/8 na stražnjem servo nosaču, kao što je prikazano na gornjoj fotografiji, gdje pokazuju ljubičaste strelice.

B. Izbušite (2) rupe od 1/8 u držaču za vijak gdje je označeno ljubičastim strelicama na gornjoj fotografiji. Napomena: Vaše mogu biti malo kraće ovisno o verziji koju ste odštampali.

C. Postavite servo na servo nosač. Možda ćete morati ovo malo skratiti kako biste se dobro uklopili. Biće malo labavo. Zatim pomoću (4) vijaka M3 x 45 mm i podložaka montirajte stražnji servo pogon na prednji servo nosač. Servo će se ljuljati uz bok, ali ne naprijed -nazad.

D. Umetnite vijak 5/16 "x 5 - 1/2" u gornji držač vijka; trebao bi dobro pristajati. Možda ćete morati malo skratiti otvor kako bi se uklopio.

E. Pomoću (2) vijaka i podložaka M3 x 16 mm spojite se na dvije polovice nosača vijaka.

F. Vaš sklop bi trebao izgledati kao posljednja fotografija.

Korak 6: Klizni i stražnji sklop

Sada je vrijeme za pričvršćivanje klizača i stražnjeg vijka.

A. Umetnite (2) 5/16 vijka u klizače. Vijci bi trebali imati malo prostora naprijed -natrag. Bez sviranja, vijak će se vezati dok je u pokretu.

B. Odvijte klizač na vijak 5/16 nekoliko centimetara.

C. Izbušite (4) rupe od 1/8 u stražnjem poklopcu ležaja za pričvršćivanje vijaka kako je prikazano ljubičastim strelicama na fotografiji.

D. Umetnite ležaj 8 mm x 22 mm x 7 mm u stražnji vijčani držač i pričvrstite poklopac ležaja s (4) vijcima i podloškama M3 x 12 mm.

E. Pričvrstite (1) krajnji prekidač s (2) vijcima M3 x 16 mm

F. Gurnite vijak 5/16 u ležaj. Napomena: Ovdje će se odigrati hrpa. Morat ćete upotrijebiti komad električne trake ili termoskupljajuću cijev da smanjite količinu zračenja. Izmjerite potrebnu količinu u sledeći korak.

Korak 7: Završni rad donjeg sklopa

Sada kada ste motorni sklop završili, vrijeme je da ga montirate na šine. Šine su dio projekta Great Mojave Rover i mogu se činiti kao pretjerane. Planiram integrirati škare za podizanje u rover, a dizajn šine mi to dopušta kasnije.

O. Po jedna strana svake šine glatko izbrusite. Ne morate brusiti hrpu, dovoljno je samo da izravnate izbočine.

B. Prvo pričvrstite držač stražnjih vijaka pomoću (4) vijaka i podloška M3 x 30 mm. Ovo bi trebalo sjediti u ravnini na kraju šina.

C. Umetnite vijak 5/16 u ležaj, sa servo nosačem u 4. rupi (ostavljajući 3 prazne rupe) izmjerite mjesto na koje želite da ide traka ili termoskupljanje. Pričvrstite traku ili termoskupljanje i ponovo postavite sklop.

D. Pričvrstite servo sklop na šine u četvrtoj rupi (ostavite 3 prazna) pomoću (4) vijaka i podloška M3 x 30 mm. Imajte na umu da vaš servo nosač može biti malo drugačiji, redizajnirao sam ga za duži vijak od 5/16 . I dalje ostavite 3 rupe prazne.

Sada biste trebali imati motorizirani sklop spreman za pričvršćivanje vijaka krajnjeg prekidača i tjeranje vašeg Raspberry Pi da pomiče klizač naprijed -natrag.

Korak 8: Podešavači graničnih prekidača

Dva regulatora krajnjih prekidača aktivirat će prekidače tamo gdje želite da se klizač zaustavi. Za zazor ćete htjeti upotrijebiti vijke s gumbima na dva mjesta gdje vijak za spajanje prolazi iznad. Također, 3D štampani dijelovi regulatora graničnog prekidača su isti.

A. Bušilica (2) sa 1/8 ubačenim rupama u svaki od krajnjih prekidača.

B. Umetnite vijke s gumbom u držače.

C. Umetnite granični vijak u svaki osigurač, (1) M3 x 20 mm, drugi je (1) M3 x 40 mm.

D. Priključite granične sklopke na klizač. Upotrijebite duži vijak (40 mm) sa servo strane.

Napomena: pričvrstio sam matice za zaključavanje na svoj duži zahvat jer sam izvadio rupu.

Korak 9: Povezivanje Pi -a

Softver za to je jednostavan, jednostavno podiže i spušta dizalo. Kôd možete urediti da biste radili sve što želite, zabavite se.

Pretpostavljam da već znate kako instalirati OS na svoj Raspberry Pi i kako napisati jednostavan Python 3 program, primjer Hello World bi bio sasvim u redu.

Ovdje je dobro mjesto za početak, ali postoji gomila resursa za početak.

• Postavljanje vašeg Pi -a.
• Pokretanje vašeg prvog Pyhon programa.

Korak 10: Ožičenje donjeg sklopa

Za male projekte poput ovoga radije koristim Pimoroni Pico HAT Hacker ploču preko ploče. Možete koristiti bilo šta, ali meni se sviđa ovaj mali uređaj. Lemio sam na ženskim zaglavljima sa 40 pinova sa obe strane HAT -a, što mi omogućava upotrebu sa obe strane (vidi drugu fotografiju).

Upozorenje: Raznio sam nekoliko Raspberry Pis ovo radeći dok je Pi uključen. Uvjerite se da je crveno + i crno mljeveno ili -, Servo ploča za otklanjanje grešaka nema ugrađenu zaštitu.

O. Spojite crnu žicu na uobičajene veze na svakom prekidaču i uzemljenje na Pi. (Pin 6)

B. Priključite zelenu žicu na donji granični prekidač (pogledajte prvu fotografiju), a zatim na GPIO 23 (pin 16)

C. Spojite žutu žicu na gornji granični prekidač (pogledajte prvu fotografiju), a zatim na GPIO 22 (pin 15)

D. Spojite Servo Debug ploču na USB port na Pi -u.

E. Spojite servo na ploču za otklanjanje grešaka pomoću kabela isporučenog sa servo LX-16A

F. Priključite napajanje na Servo ploču za otklanjanje grešaka. Nemojte koristiti Pi za napajanje servo ploče, koristite vanjski izvor baterije. Koristio sam 4 AA baterije.

Korak 11: Učitavanje i pokretanje Python programa

Opet pretpostavljam da znate kako pokrenuti terminal i znate kako pokrenuti Python3 program.

A. Pokrenite terminal

B. Moramo klonirati nekoliko biblioteka s GitHub -a. Prvi je PyLX16A od Ethana Lipsona, drugi je kod za podizanje škara sa GITHub -a BIMThoughts

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

Gore navedene naredbe čine sljedeće:

cd mijenja direktorij u vaš kućni direktorij

git clone preuzima datoteke koda sa GitHub -a u fasciklu sa imenom spremišta.

cd ScissorLift menja fasciklu u gde se nalazi kod ScissorLift

k.č../PyLX-16A/lx16a.py. kopira biblioteku potrebnu za servo naredbe.

C. Trebalo bi da vaš Pi bude spojen na sklop motora, a ploča za otklanjanje grešaka spojena na USB i servo.

D. upišite sljedeće za pokretanje testa prekidača.

cd

cd ScissorLift python3 SwitchTest.py

Program će početi govoriti "ide dolje".

Uključite prekidač dalje od serva i program će odgovoriti "ide prema gore". Sada uključite prekidač najbliži servu i program će se zaustaviti.

Rješavanje problema:

Ako to ne uspije, provjerite ožičenje, pogriješio sam što sam prvi put lemio žutu žicu na pogrešnu vezu prekidača i ona bi prestala nakon uključivanja prvog prekidača.

Korak 12: Test motora

Sada kada prekidači rade, vrijeme je za testiranje sklopa motora.

Kod ste već preuzeli. Počnimo.

O. Provjerite je li vaš servo priključen na ploču za otklanjanje grešaka, svaki utikač će raditi sve dok lijepo pristaje.

B. Iz terminala otkucajte sljedeće:

cdcd ScissorLift python3 MotorTest.py

Vaš klizač će se početi kretati, a kada se prvo okrene prema servo pogonu, tada će se, kada se uključi krajnji prekidač, kretati u drugom smjeru i zaustaviti se kada dođe do drugog krajnjeg prekidača.

Ako čujete da se počinje vezivati, isključite servo iz ploče za otklanjanje grešaka i pritisnite ctrl-c da biste zaustavili program i utvrdili zašto se veže.

Rješavanje problema:

Uvez na sredini slajda:

a. Matice se ne kreću slobodno unutar klizača.

b. Vijčani nosač nije centriran.

c. Ležaj nije slobodan.

Vezanje na kraju klizača uzrokovano je pogrešnom ožičenjem prekidača ili je potrebno namjestiti vijke za uključivanje.

d. Servo se nastavlja kretati nakon pritiska na ctrl-c, isključite servo žicu iz ploče za otklanjanje grešaka. To će resetirati servo.

Korak 13: Sklapanje škara

Sada konačno dolazimo do točke u kojoj možemo sastaviti škare. Tri su glavne komponente škara.

1. Vanjske škare (prva fotografija, izgleda kao plavi štapić od sladoleda)
2. Unutrašnje škare (druga foto siva)
3. Unutrašnje dno škara (druga fotografija plava)

Razlika između unutarnje škare i unutarnje škare je u položaju ležajeva, kako je prikazano na desnoj strani fotografije. Pogledajte video i tamo vam je lakše objasniti.

A. Umetnite ležajeve u svaki dio škara. Možda ćete morati upotrijebiti vijak, podlošku i maticu da pritisnete podlošku u utoru. Ako razbijete utor, možete ga popraviti pomoću ljepila.

B. Pomoću grafitnog maziva i pamučnog štapića premažite nepodnošljive strane škara.

C. Upotrebom vijka M3 x 20 mm, podloške i matice za zaključavanje. Počnite s unutarnjim dnom, spojite vanjske škare sa srednjim priključcima. (vidi fotografiju)

D. Spojite drugu vanjsku škaru na kraj donje škare gdje je ležaj s unutrašnje strane. Zatim spojite drugu unutrašnju škaru na sredinu.

E. Nastavite s pričvršćivanjem unutarnjih i vanjskih škara dok ne nestanu.

Korak 14: Pričvršćivanje škara na podnožje

Pomoću (2) M3 x 20 mm sa (2) podloškama i 3D ispisanim prostorima spojite sklop škara sa servo nosačem postolja.

Pomoću (2) M3 x 12 mm spojite sklop škara na klizač.

Osim platforme, imate radnu makazastu lift.

Korak 15: Test rada makazama

Priključite škare za podizanje natrag do Raspberry Pi, ako to niste učinili.

O. S terminala na vašem Raspberry Pi -u ponovo pokrenite MotorTest.py i pogledajte kako vaše podizanje škara djeluje.

Imajte na umu i:

• Bilo kakvo vezivanje
• Zraka graničnih vijaka
• Ako se poveže ili se nešto dogodi, prvo isključite servo iz ploče za otklanjanje grešaka.

Korak 16: Priključivanje platforme

Nadamo se da ste do sada shvatili kako postaviti platformu.

O. Odredite da li želite koji kraj želite platformu.

B. Pričvrstite šine platforme s vanjske strane vrha škara. Sa strane gdje vam je potreban odstojnik, trebat će vam vijak M3 x 25 mm i 2 podloške. S druge strane upotrijebite vijak M3 x 20 mm s 1 podloškom i 1 kontra maticom.

C. Pomoću vijaka i podloška M3 x 12 mm pričvrstite vrh platforme na šine.

Korak 17: Hvala vam

Hvala vam što ste došli dovde, nadam se da imate radnu makazastu dizalicu s kojom ne znate šta ćete, ili možda imate makazastu dizač za koju imate divnu ideju kako je koristiti.

U svakom slučaju nadam se da ste se odlično proveli i naučili nešto.

Drugoplasirani po prvi put Autor