Raspberry Pi Zero HDMI / WiFi lemni mikroskop: 12 koraka (sa slikama)

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

Lemljenje SMD komponenti ponekad može predstavljati mali izazov, posebno kada su u pitanju stvari poput TQFP čipova s razmakom od 0,4 mm sa 100 ili više pinova. U takvim slučajevima, pristup nekoj vrsti uvećanja mogao bi biti od velike pomoći.

U pokušaju rješavanja ovog problema, odlučio sam izgraditi svoj vlastiti mikroskop za lemljenje zasnovan na Raspberry Pi Zero W i modulu kamere. Mikroskop je sposoban za streaming Full HD videa direktno na HDMI monitor s praktički bez kašnjenja, što je savršeno za lemljenje. Ali i preko WiFi -a sa kašnjenjem manjim od pola sekunde, što je prilično dobro za pregled ploče.

Opcionalno, uz malo dodatnog troška, mikroskop se može učiniti i prijenosnim, što u kombinaciji sa mogućnostima streaminga WiFi videa otvara dodatnu dimenziju potencijalnih slučajeva upotrebe.

Ako slučajno imate 3D štampač, provjerite i nevjerovatni projekt RichW36 na Thingiverseu za verziju mikroskopa koji koristi 3D štampane dijelove!

Korak 1: Alati i dijelovi

Za izradu mikroskopa trebat će vam sljedeći dijelovi:

1 x Raspberry Pi Zero W [10 €]

1 x Modul kamere Raspberry Pi [8 €] - Morat ćete ga hakirati kako biste promijenili žižnu daljinu i omogućili fokusiranje na objekte koji su mu vrlo blizu. Ne znam je li isti postupak moguć i s novim modulom kamere od 8 MP, pa bih preporučio da umjesto toga nabavite originalni 5MP.

1 x Raspberry Pi Zero kabel za kameru [2 €] - Kao što možda već znate, Raspberry Pi Zero ima manji priključak za kameru od ostalih Raspberry Pi ploča, pa će vam trebati i poseban adapterski kabel za povezivanje modula kamere s njim.

1 x Plastični čeljusti mikrometar - Što jeftinije možete pronaći, to je bolje, samo sam upotrijebio stari plastični analogni koji sam ležao okolo.

1 x komad ravnala - širina ravnala mora biti manja od dužine pomične čeljusti čeljusti. Što se tiče dužine, oko 10 cm do 15 cm bi trebalo biti u redu.

1x aluminijska projektna kutija [4 €] - Ovo će se koristiti kao osnova sklopa i mora biti izrađena od metala, tako da će također biti otporna na toplinu. Razlog zašto je potrebna kutija je da unutar nje možete staviti uteg kako biste bili stabilniji tijekom lemljenja.

1 x HDMI kabl i ženski mini HDMI adapter za žene - Takođe možete kupiti HDMI na Mini HDMI kablove ako želite, ali već sam imao na raspolaganju običan HDMI kabl.

1 x Micro USB napajanje - Prema mojim mjerenjima, struja koju Pi vuči nikada ne prelazi 400mA čak i dok istodobno struji 1080p video putem WiFi -a i HDMI -a. Dakle, čak bi i napajanje od 500 mA trebalo biti dovoljno. Ipak, radi sigurnosti, preporučujem da nabavite 1A, pogotovo ako namjeravate izgraditi prijenosnu verziju koja će također imati gubitke na pretvaraču za pojačavanje.

1 x MicroSD kartica [5 €] - Čak i kartica od 4 GB bit će dovoljna, samo provjerite je li riječ o visokokvalitetnoj klasi 10.

4 x M2 vijci i matice [manje od 1 €] - Mogu se koristiti i vijci većeg promjera. Međutim, što je vijak veći, otvor mora biti širi, što je veći rizik od loma plastike.

1 x štapić za vruće ljepilo [1 €]

Kabelske zip veze [manje od 1 €] - One će se koristiti za pričvršćivanje Pi na pokretni dio čeljusti.

I sljedeći alati:

Pištolj za vruće ljepilo

A Dremel - S diskom koji može rezati plastiku, plus svrdla za plastiku i aluminij po veličini vijaka.

Klešta s dugim ravnim nosom

Klešta za rezanje vijaka - Trebat će vam način rezanja vijaka odgovarajuće dužine. Ja sam koristio par kliješta za rezanje vijaka, iako sam siguran da postoje i drugi alati koji mogu obaviti posao.

Odvijač Philips

Po želji, ako želite da bude prenosiv, trebat će vam sljedeći dodatni dijelovi:

1 x LiPo baterija [8 €] - Kapacitet će ovisiti o trajanju baterije koju želite, efikasnosti pretvarača i prosječnoj potrošnji energije.

1 x LiPo punjač baterija / 5V pojačivač [20 €] - Za ovaj projekt biram PowerBoost 1000C iz Adafruit -a. Mnogo jeftinije alternative dostupne su i na eBayu, iako sam odlučio otići s tom posebnom zbog lijepe značajke koju je imao, o čemu ću kasnije govoriti više.

1 x 40-pinski dvoredni muški pin zaglavlje [manje od 1 €]

1 x ženski pin zaglavlje s dva reda s 40 pinova [manje od 1 €]

1 x 8-pinski muški pin zaglavlje [manje od 1 €]

1 x 8-pinski ženski pin zaglavlje [manje od 1 €]

1 x komad ploče za izradu prototipova [1 €] - Budući da ćete morati lemiti zaglavlja iglica s obje strane ploče, preporučujem da nabavite dvostranu. Alternativno, možete dobiti prototipnu ploču posebno dizajniranu za Pi Zero, poput ove od MakerSpota.

1 x 1K otpornici [manje od 1 €]

1 x 10K otpornik [manje od 1 €]

1 x BC547 [manje od 1 €] - Bilo koji NPN tranzistor opće namjene će poslužiti, ovo sam upravo ja koristio.

1 x DPST trenutni prekidač [1 €] - U idealnom slučaju, želite DPST prekidač, tako da možete uključiti i isključiti Pi koristeći isto dugme. Nažalost, nisam ga imao u blizini, pa sam umjesto toga morao koristiti dva odvojena SPST prekidača.

Kabelske zip veze [manje od 1 €] - Još jedna je potrebna za prijenosnu verziju, za pričvršćivanje baterije na stražnjoj strani ploče za izradu prototipa.

Solder Wire

I sljedeći dodatni alati:

Lemilica

Par rezača žice

Ukupni troškovi za prijenosnu verziju, isključujući napajanje, HDMI kabel i adapter za mini HDMI, bili su oko 30 €. A dodatni troškovi za njegovo prijenosno kretanje također su bili oko 30 €. Većina dijelova kupljena je na eBayu.

Korak 2: Priprema MicroSD kartice

Snimanje slike na microSD karticu

Kao osnovu za sistem odlučio sam da idem sa zvaničnom Raspbian Lite slikom i da instaliram onda upravo ono što mi je potrebno. Za početak prvo preuzmite najnoviju sliku Raspbian Lite sa web stranice raspberrypi.org i snimite je na svoju microSD karticu.

Ako koristite Linux, nakon raspakiranja možete ga narezati pokretanjem sljedeće naredbe kao root, dd if =/path/to/-raspbian-jessie-lite.img od =/dev/sdX bs = 4M

Gdje je X slovo uređaja koje odgovara vašem microSD -u, npr. c. Prije izvođenja naredbe provjerite da nema montiranih particija koje pripadaju microSD kartici. U slučaju da koristite sljedeću naredbu za demontažu svakog od njih, umount /dev /sdXY

Ali budite izuzetno oprezni, upotreba pogrešnog slova umjesto X može nanijeti nepovratnu štetu vašem sistemu i uništiti vam dan. Prije pokretanja naredbe dd još jednom provjerite je li slovo koje ste unijeli umjesto X zaista ono koje odgovara microSD uređaju.

Ako koristite Windows, nakon preuzimanja Raspbian Lite slike i raspakiranja možete upotrijebiti Win32DiskImager za snimanje na microSD karticu. Više informacija možete pronaći u službenoj dokumentaciji za Raspberry Pi.

Na MacOS -u je dostupna grafička aplikacija Etcher, koja se može koristiti za snimanje slike na microSD kartici. Alternativno, možete koristiti i dd slično Linuxu, ali je proces malo drugačiji. Opet, za više informacija možete provjeriti službenu dokumentaciju.

Konfiguriranje WiFi -a

Nakon snimanja slike na microSD karticu morat ćete konfigurirati WiFi prije prvog pokretanja i omogućiti SSH.

Prvo što trebate učiniti je stvoriti praznu datoteku pod nazivom SSH unutar particije za pokretanje microSD kartice. Ako koristite Windows, particija za pokretanje će najvjerojatnije biti jedina particija koju biste mogli vidjeti jer Windows ne može izvorno čitati ili pisati ext4 particije. Ako particije microSD kartice trenutno nisu montirane, samo isključite i ponovo priključite karticu na računar.

Zatim, ponovo unutar particije za pokretanje, kreirajte datoteku pod nazivom wpa_supplicant.conf sa vašim bežičnim postavkama. Sadržaj datoteke trebao bi izgledati ovako, zemlja =

mreža = {ssid = psk = proto = RSN ključ_mgmt = WPA-PSK u paru = CCMP auth_alg = OTVOREN}

proto može biti ili RSN za WPA2, ili WPA za WPA1.key_mgmt može biti ili WPA-PSK, ili WPA-EAP za poslovne mreže. u paru može biti ili CCMP za WPA2, ili TKIP za WPA1.auth_alg će vjerojatno biti OTVOREN, dok će LEAP i SHARED su druge opcije. Što se tiče zemlje, ssid -a i psk -a, one bi trebale biti razumljive same po sebi.

To je to, sada samo odspojite microSD karticu s računara i stavite je na svoj Pi. Zatim priključite svoj Pi na HDMI monitor, uključite modul kamere pomoću posebnog vrpcanog kabela i na kraju uključite napajanje. Nakon nekoliko sekundi vaš se Pi trebao pokrenuti i automatski povezati s vašom WiFi mrežom. Na ekranu biste trebali vidjeti i IP adresu koju je dobio od DHCP servera vašeg usmjerivača.

Ažuriranje 6.4.2018:

U slučaju da se iz nekog razloga vaš Pi ne može povezati s WiFi mrežom tijekom pokretanja, pokušajte sljedeće wpa_supplicant.conf, zemlja =

ctrl_interface = DIR =/var/run/wpa_supplicant GRUPA = netdev update_config = 1 mreža = {ssid = "" psk = ""}

Nedavno sam pokušavao postaviti bez glave Pi Zero W s najnovijom verzijom Raspbiana i nisam uspio to učiniti dok nisam upotrijebio gore navedeni wpa_supplicant.conf. Dakle, ako i vama izgleda da imate isti problem, ovo bi moglo pomoći.

Korak 3: Uspostavljanje SSH veze

U slučaju da još niste povezali monitor sa svojim Pi -om i ne možete vidjeti koju IP adresu ima, postoji nekoliko načina da ga otkrijete. Jedan od načina je provjera zapisnika DHCP servera vašeg usmjerivača. Svaki usmjerivač je drugačiji, pa neću opisivati taj proces.

Na Linuxu je još jedan jednostavan način pokretanje sljedeće naredbe nmap kao root, nmap -sn x.x.x.x/y

Gdje je x.x.x.x IP adresa vaše privatne mreže, npr. 192.168.1.0 i y je broj jedinica (u binarnom obliku) maske mreže, npr. za masku mreže 255.255.255.0 broj onih je 24. Dakle, za tu određenu mrežu koju biste pokrenuli, nmap -sn 192.168.1.0/24

Primjer izlaza za ovu naredbu je sljedeći, Pokretanje Nmap 6.47 (https://nmap.org) na dan 2017-04-16 12:34 EEST

Izvještaj o skeniranju Nmap -a za 192.168.1.1 Host je povećan (kašnjenje 0.00044s). MAC adresa: 12: 95: B9: 47: 25: 4B (Intracom S. A.) Izvještaj o skeniranju Nmap -a za 192.168.1.2 Host je gore (kašnjenje 0,0076s). MAC adresa: 1D: B8: 77: A2: 58: 1F (HTC) Nmap izvještaj o skeniranju za 192.168.1.4 Domaćin je u pokretu (kašnjenje 0.00067s). MAC adresa: 88: 27: F9: 43: 11: EF (Raspberry Pi Foundation) Nmap izvještaj o skeniranju za 192.168.1.180 Host je uključen. Nmap gotov: 256 IP adresa (4 hosta gore) skenirano za 2,13 sekundi

Kao što vidite u mom slučaju Pi ima IP adresu 192.168.1.4.

Ako koristite Windows, dostupna je i verzija nmap -a koju možete isprobati, a za više informacija ovdje. Nakon što dobijete IP adresu Pi -a, možete ga SSH povezati pomoću sljedeće naredbe na Linuxu, kao i MacOS -u, ssh pi@

Ili na Windows -u koristeći PuTTY.

Zadana lozinka za korisnika pi je malina.

Korak 4: Konfigurisanje sistema

Opća konfiguracija

Prilikom prvog pokretanja sustav je gotovo potpuno konfiguriran pa morate neke zadatke prvo morati obaviti.

Prva stvar koju trebate učiniti je promijeniti zadanu lozinku za korisnika pi, passwd

Zatim ćete morati konfigurirati lokalizacije. To možete učiniti pokretanjem sljedeće naredbe, sudo dpkg-reconfigure locales

Samo naprijed i odaberite sve lokalitete en_US pomoću razmaknice plus bilo koje druge lokacije koje želite. Kada završite, pritisnite Enter. Na kraju, odaberite en_US. UTF-8 kao zadanu lokalizaciju i pritisnite Enter.

Zatim ćete morati konfigurirati vremensku zonu, sudo dpkg-ponovno konfigurirajte tzdata

U ovom trenutku je vjerovatno dobra ideja ažurirati sistem, sudo apt-get update

sudo apt-get upgrade sudo apt-get dist-upgrade

Zatim morate omogućiti modul kamere pomoću naredbe raspi-config, sudo raspi-config

U izborniku odaberite Opcije sučelja, a zatim odaberite opciju Kamera. Odgovorite potvrdno na pitanje u kojem se od vas traži da omogućite kameru, a zatim odaberite U redu. Na kraju odaberite završi i odgovorite potvrdno na pitanje želite li sada ponovo pokrenuti Raspberry Pi. Nakon ponovnog pokretanja, ponovo se povežite na svoj Pi putem SSH -a na isti način kao i prije.

Da biste provjerili ispravnost kamere, pokrenite sljedeću naredbu:

raspivid -t 0

Trebali biste moći vidjeti video feed na svom HDMI monitoru, možete ga zaustaviti kad god želite pritiskom na Ctrl-C. Također možete koristiti zastavice -vf i -hf za okretanje slike okomito i/ili vodoravno ako vam je potrebno.

Postavljanje statičke IP adrese

Sljedeća stvar koju trebate učiniti je postaviti statičku IP adresu za svoj Pi. Da biste to učinili koristeći nano, uredite svoj /etc/dhcpcd.conf, sudo nano /etc/dhcpcd.conf

i na kraju dodajte sljedeće redove, interfejs wlan0

statička ip_adresa = statički usmjerivači = statički poslužitelji_ime_domena =

Na postavci domain_name_servers možete dodati više servera imena podijeljenih razmacima ako želite, npr. možete dodati i IP adresu Google DNS -a koja je 8.8.8.8 za upotrebu kao rezervni server. Pritisnite Ctrl-X za izlaz, upišite y i na kraju pritisnite Enter za spremanje promjena.

Zatim ponovno pokrenite dhcpcd i mrežne usluge pokretanjem sljedeće dvije naredbe, sudo systemctl ponovo pokrenite dhcpcd.service

sudo systemctl ponovo pokrenite networking.service

U ovom trenutku bi sesija SSH trebala prekinuti. Ne brinite, to se može očekivati jer ste upravo promijenili IP Pi, samo se ponovo povežite s njim putem SSH -a, ali ovaj put pomoću IP -a koji ste dodijelili.

Korak 5: Instaliranje GStreamera

Postoji nekoliko načina za prijenos videozapisa s Raspberry Pi -a preko mreže, ali onaj koji osigurava najmanje kašnjenja je upotrebom GStreamera. Da biste instalirali GStreamer, jednostavno pokrenite sljedeće naredbe, sudo apt-get update

sudo apt-get install gstreamer1.0-tools gstreamer1.0-plugins-dobro gstreamer1.0-plugins-bad

GStreamer ima dosta ovisnosti pa će ovo potrajati. Nakon što se instalacija završi, možete istovremeno emitirati video zapis kamere s mreže i HDMI -a, koristeći sljedeću naredbu, raspivid -t 0 -w 1920 -h 1080 -fps 30 -b 2000000 -o -| gst-launch-1.0 -v fdsrc! h264parse! rtph264pay config-interval = 1 pt = 96! gdppay! tcpserversink host = port = 5000

Ovo će stvoriti RTP tok na portu 5000 koji može primiti bilo koji stroj na vašoj lokalnoj mreži koristeći GStreamer, gst-launch-1.0 -v tcpclientsrc host = port = 5000! gdpdepay! rtph264depay! avdec_h264! videoconvert! autovideosink sync = false

Instaliranje GStreamera na bilo koju mašinu koja radi na Debian Linux distribuciji vrši se na isti način kao i na Pi -u. Većina većih distributera koji nisu zasnovani na Debianu također bi trebali imati GStreamer u svojim spremištima.

GStreamer je dostupan i na Windowsima i MacOS -u, detaljne informacije o tome kako ga instalirati možete pronaći ovdje i ovdje.

Korak 6: Konfigurirajte Streaming za automatsko pokretanje pri pokretanju

Naravno, koristeći prethodnu naredbu, možete započeti streaming kad god želite, iako to zahtijeva prvo povezivanje s Pi -om putem SSH -a, što nije baš zgodno. Umjesto toga, želite stvoriti skriptu koja će se automatski pokrenuti pri pokretanju kao usluga i pokrenuti streaming.

Dakle, da biste to učinili, prvo stvorite datoteku koristeći nano, sudo nano /usr/local/bin/network-streaming.sh

i unutra zalijepite sljedeća dva retka, #!/bin/bash

raspivid -t 0 -w 1920 -h 1080 -fps 30 -vf -hf -b 2000000 -o -| gst-launch-1.0 -v fdsrc! h264parse! rtph264pay config-interval = 1 pt = 96! gdppay! tcpserversink host = port = 5000

Zastavice -vf i -hf koriste se za okretanje slike okomito i vodoravno. Ovisno o orijentaciji fotoaparata nakon instaliranja, možda će vam trebati, a možda i neće.

Pritisnite Ctrl-X za izlaz, upišite y i na kraju pritisnite Enter za spremanje promjena. Zatim učinite skriptu izvršnom pokretanjem, sudo chmod +x /usr/local/bin/network-streaming.sh

Zatim morate stvoriti sistemsku datoteku usluge, sudo nano /etc/systemd/system/network-streaming.service

I zalijepite u sljedeće redove, [Jedinica]

Opis = Mrežni video streaming nakon = mrežni-mrežni.cilj Želi = mrežni-mrežni.cilj [usluga] ExecStart =/usr/lokalni/bin/mrežni-tok.sh StandardOutput = časopis+konzola Korisnik = pi Ponovno pokretanje = pri neuspjehu [Instaliraj] WantedBy = višekorisnički cilj

Sačuvajte datoteku i izađite iz nano te pokrenite sljedeću naredbu da biste testirali svoju uslugu, sudo systemctl pokrenite mrežni streaming.service

Ako sve radi kako se očekuje, tada možete pokrenuti sljedeću naredbu da bi se usluga automatski pokrenula pri pokretanju, sudo systemctl enable network-streaming.service

Korak 7: Omogućavanje sistema datoteka samo za čitanje

Jedan od velikih problema SD kartica i flash memorije općenito je to što su vrlo sklone korupciji.

Najbolji način za borbu protiv toga je montiranje svih particija microSD kartice samo za čitanje. Ovo će vam također omogućiti da isključite napajanje iz Pi -a kad god želite bez potrebe za pokretanjem odgovarajućeg isključivanja, što je vrlo korisno, posebno za takvu aplikaciju.

Prvo što trebate učiniti je ukloniti neke pakete pokretanjem sljedeće naredbe, sudo apt-get purge triggerhappy logrotate dphys-swapfile

Zatim morate zamijeniti rsyslog sa syslogd daemonom busybox -a, što će omogućiti čuvanje sistemskih zapisa u memoriji, sudo apt-get install busybox-syslogd

sudo apt-get purge rsyslog

i trči, sudo apt-get autoremove

da biste uklonili sve pakete koji više nisu potrebni.

Nakon toga ćete u svakom trenutku moći pregledati sistemske zapise pomoću naredbe logread.

Zatim morate premjestiti /etc/resolv.conf u /tmp, koji će se montirati u memoriju, jer mora ostati upisan.

sudo rm /etc/resolv.conf

sudo touch /tmp/resolv.conf sudo ln -s /tmp/resolv.conf /etc/resolv.conf

Druga datoteka na koju je potrebno pisati je/var/lib/systemd/random-seed, pa na sličan način, sudo rm/var/lib/systemd/random-seed

sudo touch/tmp/random-seed sudo chmod 600/tmp/random-seed sudo ln -s/tmp/random-seed/var/lib/systemd/random-seed

Budući da se datoteka sa slučajnim sjemenom obično ne stvara pri pokretanju i sadržaj /tmp je promjenjiv, morat ćete to promijeniti promjenom servisne datoteke servisne datoteke systemd-random-seed. Dakle, koristeći nano, sudo nano /lib/systemd/system/systemd-random-seed.service

i samo dodajte redak na kraju odjeljka usluge, ExecStartPre =/bin/echo "">/tmp/random-seed

pa će izgledati ovako, [Usluga]

Tip = oneshot RemainAfterExit = da ExecStart =/lib/systemd/systemd-random-load load ExecStop =/lib/systemd/systemd-random-seed save ExecStartPre =/bin/echo "">/tmp/random-seed

i trči, sudo systemctl daemon-reload

za ponovno učitavanje sistemskih servisnih datoteka.

Zatim ćete morati urediti /etc /fstab datoteku, sudo nano /etc /fstab

I dodajte opciju ro na /dev /mmcblk0p1 i /dev /mmcblk0p2 particije kako bi se mogle montirati kao samo za čitanje pri pokretanju. I, dodajte još nekoliko redova kako bi se /tmp, /var /log i /var /tmp montirali u memoriju. Nakon ovih promjena vaša /etc /fstab datoteka bi trebala izgledati ovako, proc /proc proc zadane postavke 0 0

/dev /mmcblk0p1 /boot vfat zadane postavke, ro 0 2 /dev /mmcblk0p2 /ext4 zadane postavke, noatime, ro 0 1 # a swapfile nije swap particija, ovdje nema linije # za to koristite dphys-swapfile swap [on | off] tmpfs /tmp tmpfs nosuid, nodev 0 0 tmpfs /var /log tmpfs nosuid, nodev 0 0 tmpfs /var /tmp tmpfs nosuid, nodev 0 0

Na kraju, uredite svoj cmdline.txt, sudo nano /boot/cmdline.txt

i na kraju retka dodajte opcije fastboot noswap ro kako biste onemogućili provjeru datotečnog sistema, onemogućili zamjenu i prisilili datotečni sistem da se montira samo za čitanje. Nakon toga bi vaš /boot/cmdline.txt trebao izgledati ovako, dwc_otg.lpm_enable = 0 console = serial0, 115200 console = tty1 root =/dev/mmcblk0p2 rootfstype = ext4 lift = rok fsck.repair = da rootwait fastboot noswap ro

Na kraju, ponovo pokrenite sistem kako bi promjene stupile na snagu. Nakon ponovnog pokretanja, ako je sve prošlo kako ste očekivali, sudo touch /boot /test

sudo touch /test

bi vam u oba slučaja trebala dati grešku "Sistem datoteka samo za čitanje". Sada možete isključiti napajanje iz svog Pi -a kad god želite, a da pritom ne riskirate da se datotečni sustav na microSD kartici ošteti.

Ako vam je iz nekog razloga potrebno da učinite root datotečni sistem privremeno čitanjem i pisanjem, npr. da biste instalirali neke pakete, to možete učiniti pomoću sljedeće naredbe, sudo mount -o remount, rw /

A nakon što završite, pokrenite sljedeću naredbu da bi ponovo bila samo za čitanje, sudo mount -o remount, ro /

U slučaju da želite ažurirati, obavezno montirajte i /boot i /kao čitanje-pisanje, jer ažuriranja za kernel i firmver također pišu /boot particiju.

Na ovom smo mjestu završili sa softverskim dijelom, pa vam toplo preporučujem da isključite svoj Pi, uklonite microSD i napravite sigurnosnu kopiju slike microSD kartice.

Korak 8: Hakiranje modula kamere

Da bi se modul kamere mogao fokusirati na objekte u neposrednoj blizini i omogućiti vam povećanje, morat ćete ga hakirati kako biste promijenili njegovu žižnu daljinu.

Objektiv koji je pričvršćen na vrh senzora zapravo je zašrafljen i pričvršćen vrlo malom količinom ljepila. Parom dugih kliješta s ravnim nosom lagano okrenite leću naprijed -natrag kako biste raskinuli vezu ljepila, a zatim vrlo pažljivo potpuno odvrnite leću.

Nakon toga vratite objektiv na modul i zavijte ga samo malo kako ne bi otpao kad okrenete ploču naopako. Zatim priključite svoj Pi na monitor ako već niste, uključite napajanje i pogledajte video stream.

Ono što trebate učiniti je prilagoditi koliko je objektiv zašrafljen na podnožje, kako bi fotoaparat mogao fokusirati objekte udaljene oko 10 cm od objektiva. Pokušajte ne ići mnogo niže od toga, jer morate imati relativno dobru radnu udaljenost da biste mogli lemiti ispod njega. Ne brinite previše o tome da ga učinite savršenim, uvijek možete napraviti fina podešavanja nakon što završite sa sastavom mikroskopa.

Korak 9: Sastavljanje mikroskopa

Sada je vrijeme za zabavni dio, koji nije ništa drugo do sastavljanje mikroskopa.

Prvo ćete morati napraviti dvije rupe promjera vijaka na gornjoj čeljusti čeljusti i dvije na jednoj strani aluminijskog kućišta kako biste je montirali.

Zatim ćete morati otvoriti utor odgovarajuće veličine kako bi odgovarao komadu ravnala. Ne žurite s ovim, jer ako idete prebrzo, mogli biste razbiti plastiku ili napraviti rupu prevelikom. Nakon što završite, umetnite ravnalo kako biste bili sigurni da se lijepo uklapa unutra.

Sada morate napraviti nekoliko rupa na rubu za ravnalo kako biste montirali modul kamere. Kada završite, pričvrstite modul kamere na mjesto i odrežite preostali dio vijaka.

Nakon toga, vijcima montirajte čeljust sa strane aluminijskog kućišta, prođite ravnalom s pričvršćenim modulom kamere kroz otvor i pričvrstite ga vrućim ljepilom. Dodajte vruće ljepilo s obje strane, odozgo i odozdo.

Na kraju, pričvrstite Raspberry Pi ploču na pokretni dio čeljusti pomoću patentnih zatvarača kao što vidite na slici i spojite kabel kamere.

I to je bilo to, sada možete jednostavno prilagoditi fokus kamere pomicanjem čeljusti gore -dolje, a ako želite i fino podesiti žižnu daljinu objektiva kako biste postigli optimalnu radnu udaljenost za vas.

Ako želite saznati i kako ga možete učiniti prenosivim, možete nastaviti na sljedeći korak.

Korak 10: Učinite ga prenosivim: Softver

PowerBoost 1000C ima vrlo zgodnu malu značajku. Ima pin za omogućavanje koji, kada je visoko povučen, aktivira pretvarač pojačanja i počinje napajati svoj izlaz, a dok je nisko povučen, napajanje se prekida.

Raspberry Pi ima i lijepu značajku koja nam omogućuje da konfiguriramo GPIO pin kao izlaz koji će biti u visokom stanju dok je Pi uključen i u niskom nakon uspješnog gašenja. Kombinacijom ove dvije značajke moguće je stvoriti softverski prekidač za uključivanje/isključivanje mikroskopa.

Počnimo od softverskog dijela, prvo što trebate učiniti je omogućiti ovu značajku Pi -ja i omogućiti joj da daje logiku visoko na jednom GPIO pinu od trenutka pokretanja sustava, a logiku nisko nakon uspješnog gašenja.

Ako je to zaista jednostavno, sve što trebate učiniti je urediti svoju /etc/config.txt datoteku, sudo mount -o remount, rw /boot

sudo nano /boot/config.txt

i na kraj dodajte sljedeći redak, dtoverlay = gpio-poweroff, gpiopin = 26, active_low

Sada, ako ponovno pokrenete Raspberry i izmjerite napon na GPIO26 pinu (pin 37 na GPIO zaglavlju) u odnosu na uzemljenje, trebali biste vidjeti 3.3V od trenutka kada se Pi pokrene. I nakon potpunog isključivanja to bi trebalo postati 0V.

Sada kada je to učinjeno, morate napisati jednostavnu skriptu koja će nadzirati status drugog GPIO pina, a kada padne, pokrenite gašenje. U tu ćete svrhu morati instalirati paket wiringpi, koji dolazi zajedno s naredbom gpio.

sudo mount -o remount, rw /

sudo apt-get update sudo apt-get install wiringpi

Sada koristeći nano kreirajte skriptu, sudo nano /usr/local/sbin/power-button.sh

i zalijepite u sljedeće redove, #!/bin/bash

dok je true do if (($ (gpio read 24) == 0)) tada systemctl poweroff fi sleep 1 gotovo

i nakon spremanja i izlaska učini ga izvršnim, sudo chmod +x /usr/local/sbin/power-button.sh

Važno je napomenuti da pin 24 ožičenja odgovara pin GPIO19, koji je pin 35 na zaglavlju GPIO. Ako vam to zvuči zbunjujuće, možete pogledati Raspberry Pi pinout na web stranici pinout.xyz i web stranicu o pinovima na wiringpi.com. Pokretanje naredbe gpio readall, također može biti korisno za određivanje koji pin je koji.

Zatim morate stvoriti sistemsku datoteku usluge, sudo nano /etc/systemd/system/power-button.service

sa sljedećim sadržajem, [Jedinica]

Opis = Nadgledanje tipke za uključivanje Nakon = mrežni-mrežni.cilj Želi = mrežni-mrežni.cilj [usluga] ExecStart =/usr/lokalni/sbin/power-button.sh Standardni izlaz = dnevnik+konzola Ponovno pokretanje = u kvaru [Instaliraj] Traži se = višekorisnički cilj

Na kraju, da biste pokrenuli uslugu i pokrenuli je pri pokretanju, sudo systemctl start power-button.service

sudo systemctl enable power-button.service

i ponovo montirajte datotečni sistem kao samo za čitanje, sudo mount -o remount, ro /

Korak 11: Učinite ga prenosivim: Hardver

Sada je vrijeme za hardverski dio. Prvo morate izgraditi vrlo jednostavno kolo koje se sastoji od NPN tranzistora, dva otpornika i DPST trenutnog prekidača. Za više detalja možete pogledati sliku dijagrama kola.

Također ćete morati lemiti muški pin zaglavlje na GPIO Raspberry Pi -a i ženski na PowerBoost -u, tako da ga možete jednostavno pričvrstiti i Pi na ploču koju ćete izgraditi. U osnovi će vaša ploča biti pričvršćena na Pi Zero poput HAT -a, a PowerBoost na vrh ploče. Pi će se također napajati direktno iz GPIO zaglavlja pomoću +5V pina PowerBoost -a.

Nakon što završite sa lemljenjem, vrijeme je da sve spojite. Prvo montirajte Pi na pokretni dio čeljusti pomoću patentnih zatvarača. Zatim montirajte bateriju na stražnju stranu ploče koju ste ponovno izgradili patentnim zatvaračem i pričvrstite je na Pi, pazite da je ne zategnete previše jer biste mogli oštetiti bateriju. Pričvrstite PowerBoost ploču na nju i priključite bateriju u konektor. Na kraju, ali ne i najmanje važno, priključite kabel kamere i povežite Pi na modul kamere, i naravno ne zaboravite priključiti microSD.

I konačno smo gotovi! Ako sada pritisnete gumb za uključivanje i držite ga pritisnutim oko 8 sekundi, proces pokretanja Pi trebao bi započeti i nakon što ga pustite, trebao bi nastaviti. Nažalost, Pi ne počinje odmah izlaziti logiku visoko na GPIO26, pa ako prestanete pritiskati tipku prerano, napajanje će se isključiti.

Nakon što se proces pokretanja dovrši, ponovnim pritiskom na tipku za uključivanje oko sekunde, trebalo bi uzrokovati isključivanje Pi -a i prekid napajanja.

Korak 12: Ideje za poboljšanje

Riješite se neželjenih izvora svjetlosti

Ovo ne bi trebalo biti važno ako planirate koristiti mikroskop samo za lemljenje i pregled ploče, ali ako želite i snimiti neke fotografije s njim, možda ćete na svojim fotografijama vidjeti dosadnu crvenu mrlju. To je uzrokovano LED diodom kamere koja je uvijek uključena dok kamera radi.

Na sreću, ako ga želite isključiti, to je vrlo jednostavno. Nakon što je /boot particiju moguće upisivati, sudo mount -o remount, rw /boot

uredite svoj /boot/config.txt pomoću nano, sudo nano /boot/config.txt

i na kraju dodajte sljedeći redak, disable_camera_led = 1

Ovo bi trebalo uzrokovati da LED dioda kamere ostane isključena, nakon ponovnog pokretanja sistema.

Ako ste napravili prijenosnu verziju, PowerBoost 1000C nažalost ima smiješno jarko plavu LED diodu koja označava da je napajanje uključeno. Osim što će uništiti ekspoziciju vaših slika, moglo bi vam se dogoditi da bude izuzetno neugodno za vaše oči tokom lemljenja, samo zbog toga što je sjajno.

Iz tog razloga, razmislite o tome da potpuno uklonite LED diodu za napajanje ili otpornik koji je u nizu s njom u potpunosti s ploče. Alternativno, možda ćete umjesto toga 1K otpornik koji je u seriji s njim zamijeniti većim, pa će LED dioda postati slabija.

Podesivo povećanje

Umjesto da nabavite običan modul kamere Raspberry Pi i hakirate ga kako biste promijenili njegovu žižnu daljinu, ako vam ne smeta uštedjeti nekoliko dodatnih para, mogli biste nabaviti i modul kamere s podesivom žižnom daljinom, za nešto više od 20 € od eBay.

Takav modul kamere omogućit će vam jednostavno podešavanje nivoa uvećanja, jer dok spuštate kameru niže, sve što trebate učiniti je malo odvrnuti objektiv kako biste se fokusirali. Ovo će vam takođe omogućiti da lako postignete prilično velike nivoe uvećanja. Imajte na umu da će nakon određenog trenutka dubinska oštrina postati toliko progutana da će mikroskop postati gotovo neupotrebljiv kao što možete vidjeti i na priloženoj slici.

Ukratko, ako si to možete priuštiti, toplo preporučujem da umjesto toga nabavite jedan od ovih modula kamere jer će vam to dati nevjerojatnu količinu fleksibilnosti.

Druga nagrada na takmičenju za mikrokontrolere 2017