Raspberry Pi juhitav käärlift: 17 sammu (koos piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:48

Miks käärlift? Miks mitte! See on lahe ja lõbus projekt ehitada. Tegelik põhjus on minu jaoks Suure Mojave Roveri projekti kaamerate tõstmine. Ma tahan, et kaamerad tõuseksid roverist kõrgemale ja jäädvustaksid ümbruskonna pilte. Kuid mul oli vaja, et kaamerad oleksid roveri sõidu ajal alla lastud.

Esmalt proovisin robotkätt, kuid see osutus liiga raskeks ja tõmbas servod ribadeks. Siis väljas olles ja umbes ühel päeval nägin midagi, mida olen sadu kordi näinud, käärlift. Sel õhtul asusin kavandama käärlifti, mis kasutaks kaamerate tõstmiseks ja langetamiseks kruvikeerajat, 5/16”x 5 1/2” polti. Olin üllatunud, kui lahe oli näha, kuidas kaamerad tõusid paari jala (25 tolli) kaugusele veidi üle 4 -tollise reisiga ja kui palju kaalu see tõstaks. Kõrvaltoetena kasutab see ainult ühte servo.

Kui see suurepärane ja imeline käärtõstuk töötab, lülitab Raspberry Pi sisse LX-16A servotõstmise ja -laskmise, kasutades Python 3 koodi. Piirlülitid annavad Pi -le teada, kui teie käärlift on jõudnud ülemise ja alumise osani, andes märku servo pöörlemise lõpetamisest.

Minu järgmine seiklus lifti jaoks on paigutada see õue laiendatud päikesekatsetamiseks. Päikesepatareide ja 18650 patareiga töötav käärtõstuk tõstab, teeb fotosid ja langetab seejärel kord tunnis. Kuid see on teine juhend, mida hiljem saan, kui ma selle tööle saan. Pärast seda paigaldage see Roverile.

Ehitus- ja häälestusprotsessi hõlbustamiseks jagasin selle juhendi kolmeks põhiosaks:

1. Alus (sammud 2–7)
2. Elektroonika (sammud 8–12)
3. Kääride lõplik kokkupanek (sammud 13–16)

Loodan, et teile meeldib minu esimene raskesti lahendatav ja käärlift.

Samm: hankige vajalikud asjad

Selle projekti jaoks vajate hunnikut asju. Kui olete minu moodi ja naudite 3D -printimist ja ehitustöid, siis võib teil enamus sellest juba olemas olla. Vaadake kindlasti McMaster-Carrilt, kas kruvid on seal sada korda ostes palju odavamad. Komplekte saab tellida ka Amazonist.

Vajalikud tööriistad:

• 5,5 mm karbivõtmete komplekt
• 2,5, 2,0 mm kuuskantdraiverid Tasub neid hea komplekt omada.
• Puur 1/8”puuriga See puurikomplekt on mul olemas.
• Grafiidi määre
• Jootekolb
• Jootmine Arvasin, et olen jootmises halb, kuni sain hea joodise.
• Lihvija (maailma parim lihvija)
• 3D -printer Mul on XYZ Da Vinci Pro 1.0 ja olen sellest vaimustuses.

Mehaanilised osad:

• Legeerterasest pistikupesa või nööppea kruvid: tellige kindlasti rohkem, kui vaja, sest minu arv võib olla välja lülitatud!

  (1) M3 x 10 mm nööppea (saada McMaster-Carrilt) (2) M3 x 12 mm nupppea (saada McMaster-Carrilt) (4) M3 x 10 mm (saada McMaster-Carrilt) (6) M3 x 12 mm (saada McMaster-Carrilt) (4) M3 x 16 mm (saada McMaster-Carrilt) (34) M3 x 20 mm (saada McMaster-Carrilt) (2) M3 x 25 mm nupppea (saada McMaster-Carrilt) (8) M3 x 30 mm (saada McMaster-Carrilt) (4) M3 x 45 mm (saada McMaster-Carrilt) (30) M3 nailonist lukustusmutrid (saada McMaster-Carrilt) (54) M3 seibid (saada McMaster-Carrilt)

• (48) 3x6x2mm laagrid See töötab ilma nende laagriteta, kuid muudab selle kindlasti kenamaks.
• (1) 8x22x7mm laagrid Võid varastada ka fidget spinnerilt
• 3D -trükitud osad Saate need alla laadida Thingverse'i osadest (2) Tala 20 mm x 20 mm x 190 mm (1) piirajad (1) Mootori kruvikinnitus (1) Platvormi rööpad (1) Platvorm (1) Tagakruvikinnitus (1) Liugur (1)) Kääride sisemine alumine osa (4) Kääride sisemine osa (1 komplekt) Kääride välimine osa (1) Servokinnitus ees (1) Servokinnitus taga (1 komplekt)
• (2) 5/16 "mutter (Home Depot)
• (1) 5/16 "x 5 - 1/2" polt (Home Depot) Soovi korral võite kasutada ka 5/16 "keermestatud varda.

Elektriline:

• Raspberry Pi, ma kasutan 3 mudelit B+ mis tahes Pi versioon töötab See on kena komplekt.
• (1) Lewansoul LX-16a jadabussiteenindus, sain oma alla 20,00 dollari eest. (selleks peate otsima Amazonist või Banggoodist, link muutub pidevalt)
• (1) Lewansouli seeriabusside silumisnõukogu.
• (1) Metallist servosarv
• (2) Piirangulülitid
• Silikoontraadid Need on suurepärased, saate need küüntelt eemaldada (kui te oma küüsi ei hammusta)
• Patareid Servo toiteks, kasutan 4 AA NiMh patareid Ikeast.

Kulumaterjalid:

• Q-näpunäited
• Mikrokiust lapp
• Band-Aids (loodetavasti mitte)

2. samm: alus

Seda on palju lihtsam etapiviisiliselt üles ehitada, alustame alusega. Siis liigume elektroonika juurde ja lõpuks paneme kokku käärid. See on trükitud erinevates värvides, sest kasutasin PLA ja PETG, mis mul olid.

Kui te pole seda teinud, printige oma osad välja. Kõigi osade printimise lõpetamiseks kulus mu printeril paar päeva.

Osad leiate siit:

Olulised ohutusnõuanded (algne kummituspüüdjate viide, googeldage)

• Võtke aega ja ärge muutuge hulluks M3 kruvide ülepingutamisega, plastribad on lihtsad. Kui eemaldate augu, peate võib -olla osa uuesti trükkima või kasutama mõnda gorillaliimi (pruun värk) ja katma augu sisemuse kergelt hambaorkuga ning laskma enne kasutamist üleöö täielikult kuivada.
• Pange seibid "kena pool" üles, see näeb parem välja.
• Võtke aega või peate selle uuesti printima.
• Printige kääride osad viimasena, kuna see on viimane osa, mida ehitada.

Siin me läheme.

A. Alustage kõigi osade printimist (vt osade loendit).

B. Lihvige osa siledaks, trimmides jube kraami välja.

3. samm: piirilüliti paigaldamine

A. Painutage ühist juhet (see, mis on juba lüliti küljel painutatud), nii et see asetseb tasapinnal ja jootab juhtme piirlülitile. Kui unustate selle sammu, ei ole servo paigaldamiseks piisavalt ruumi.

Märkus. See on ainus jootmine, mida peate ehituse selles osas tegema.

B. Puurige servokinnituses läbi (4) 1/8”augud, vaadake ülaltoodud fotol olevaid lillasid nooli. Puurimine võimaldab poltidel vabalt läbi minna ja pingutada servokinnitus hiljem rööbaste külge.

C. Lõpuks kinnitage piirlüliti (2) M3 x 16 mm kruvidega servohoidiku külge, nagu näidatud.

4. samm: alumine mootori kruvikinnitus

A. Puurige läbi (5) 1/8 augud mootori alumisse kruvikinnitusse, vaadake ülaltoodud fotol olevaid lillasid nooli.

B. Seejärel kinnitage alumine motokruvikinnitus metallist servasarve külge, kasutades (4) M3 x 12 mm nupppea kruvisid.

C. Lõpuks kinnitage mootori alumine kruvikinnitus servole, kasutades (1) M3 x 10 mm kruvi.

Samm: paigaldage servo ja polt

A. Puurige tagumises servokinnituses läbi (4) 1/8 tolli augud, nagu on näidatud ülaltoodud fotol, kuhu näitavad lillad nooled.

B. Puurige kruvikinnitusse (2) 1/8 tolli augud, kus on näidatud ülaltoodud fotol olevad lillad nooled. Märkus. Sõltuvalt prinditud versioonist võib teie oma olla pisut lühem.

C. Paigaldage servo servokinnitusele. Hea sobivuse saavutamiseks peate võib -olla seda natuke kärpima. See jääb veidi lahti. Seejärel kinnitage (4) M3 x 45 mm kruvide ja seibidega tagumine servo eesmise servokinnituse külge. Servo kõigub küljelt küljele, kuid mitte edasi -tagasi.

D. Sisestage 5/16 "x 5 - 1/2" polt ülemisse kruvikinnitusse; see peaks tihedalt istuma. Võimalik, et peate avause veidi kärpima, et see sobiks.

E. Kasutades (2) M3 x 16 mm poldid ja seibid ühendatakse kruvikinnituste kahe poolega.

F. Teie kokkupanek peaks välja nägema nagu viimane foto.

6. samm: liuguri ja tagumine kokkupanek

Nüüd on aeg kinnitada liugur ja tagumine kruvikinnitus.

A. Sisestage (2) 5/16 poldid liuguritesse. Poltidel peaks olema väike mäng edasi -tagasi. Ilma mängimiseta seob kruvi liikumise ajal kinni.

B. Keerake liugurit 5/16 poldi külge mõne tolli võrra.

C. Puurige (4) 1/8 augud tagumisse kruvikinnituslaagri korki, nagu on näidatud fotol olevate lillade nooltega.

D. Sisestage 8 mm x 22 mm x 7 mm laager tagumisse kruvikinnitusse ja kinnitage laagrikork (4) M3 x 12 mm poltide ja seibidega.

E. Kinnitage (1) piirlüliti (2) M3 x 16 mm poltidega

F. Lükake 5/16 tolli polt laagrisse. Märkus. Siin saab palju mängida. Mängu vähendamiseks soovite kasutada elektrilinti või termokahanevaid torusid. Mõõtke vajalik kogus järgmine samm.

7. samm: alumise sõlme viimistlemine

Nüüd, kui olete mootoriga kokkupaneku lõpetanud, on aeg see rööbastele kinnitada. Rööpad on osa The Great Mojave Rover Projectist ja võivad tunduda üleliigsed. Kavatsen integreerida käärtõstuki roverisse ja rööpa konstruktsioon võimaldab seda teha hiljem.

A. Lihvige iga rööpa üks pool siledaks. Te ei pea hunnikut lihvima, piisab sellest, et muhud tasandada.

B. Kruvige esmalt tagumine kruvikinnitus (4) M3 x 30 mm poltide ja seibidega. See peaks istuma rööbaste lõpus ühes tasapinnas.

C. Sisestage 5/16 tolli polt laagrisse, servokinnitus neljasse auku (jättes 3 tühja auku), mõõtke, kuhu soovite lindi või termokahanemise minna. Kinnitage lint või kuumkaha ja kinnitage komplekt tagasi.

D. Kruvige servokomplekt rööbaste juurde 4. ava juures (jättes 3 tühjaks), kasutades (4) M3 x 30 mm poldid ja seibid. Pange tähele, et teie servokinnitus võib olla pisut teistsugune, kujundasin ümber pikema 5/16 poldi jaoks. Palun jätke 3 auku tühjaks.

Nüüd peaks teil olema mootoriga agregaat valmis piirlüliti kruvide kinnitamiseks ja oma Raspberry Pi liuguri edasi -tagasi liigutamiseks.

8. samm: piirilüliti reguleerijad

Kaks piirilüliti reguleerijat lülitavad lülitid sinna, kus soovite slaidi peatada. Soovite kasutada nööppeaga kruvisid kahes kohas, kus kinnituspolt läbib vabastamiseks. Samuti on mõlemad piirilüliti 3D -trükitud osad samad.

A. Puurige (2) 1/8 auke igasse piirlüliti haakesse.

B. Sisestage nuppude kruvid haakeseadistesse.

C. Sisestage piirikruvi igasse haakeseadisesse, (1) M3 x 20 mm, teine on (1) M3 x 40 mm.

D. Kinnitage liuguri külge piirdelüliti. Kasutage servo poolel olevat pikemat kruvi (40 mm).

Märkus. Kinnitasin oma pikema haakeseadise külge lukustusmutrid, kuna eemaldasin augu.

Samm: Pi ühendamine

Selle jaoks on tarkvara lihtne, see lihtsalt tõstab ja langetab lifti. Saate koodi muuta, et teha kõike, mida soovite, lõbutseda.

Eeldan, et teate juba, kuidas OS -i oma Raspberry Pi -le laadida ja kuidas lihtsat Python 3 programmi kirjutada, oleks Hello Worldi näide hea.

Siin on hea koht alustamiseks, kuid alustamiseks on palju ressursse.

• Pi seadistamine.
• Käivitate oma esimese Pyhoni programmi.

Samm: alumise sõlme ühendamine

Sellise väikese projekti jaoks eelistan kasutada leivalaua kohal Pimoroni Pico HAT Hacker tahvlit. Võite kasutada kõike, kuid mulle meeldib see väike seade. Jootsin 40 tihvtiga naissoost päised mõlemale poole mütsi, mis võimaldab mul kasutada mõlemal küljel (vt teine foto).

Hoiatus: Olen õhkinud paar vaarikapisikut, kes teevad seda, kui Pi on sisse lülitatud. Veenduge, et punane oleks + ja must oleks jahvatatud või -, Servo silumislaual pole kaitset.

A. Ühendage must juhe iga lüliti ühiste ühendustega ja Pi -ga. (Tihvt 6)

B. Ühendage roheline juhe alampiiri lülitiga (vt 1. fotot) ja seejärel GPIO 23 -ga (tihvt 16)

C. Ühendage kollane juhe ülemise piirlülitiga (vt 1. fotot) ja seejärel GPIO 22 -ga (tihvt 15)

D. Ühendage Servo silumisplaat Pi USB -porti.

E. Ühendage servo servo silumisplaadiga, kasutades LX-16A servoga kaasas olevat kaablit

F. Ühendage toide Servo silumislauaga. Ärge kasutage servoplaadi toiteks Pi -d, vaid kasutage välist aku. Kasutasin 4 AA patareid.

Samm: Pythoni programmi laadimine ja käivitamine

Eeldan jällegi, et teate, kuidas terminali käivitada, ja teate, kuidas käivitada Python3 programm.

A. Käivitage terminal

B. Peame kloonima paar GitHubi raamatukogu. Esimene on Ethan Lipsoni PyLX16A, teine on BIMT Thinkts 'GitHubi kääride tõstmise kood

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

Ülaltoodud käsk tehke järgmist.

cd muudab kataloogi teie kodukataloogiks

git kloon laadib koodifailid alla GitHubist hoidla nimega kausta.

cd ScissorLift muudab kausta ScissorLift koodi asukohaks

cp../PyLX-16A/lx16a.py. kopeerib servokäskude jaoks vajaliku raamatukogu.

C. Peaksite oma Pi ühendama mootorikomplektiga ja silumisplaat USB ja servoga.

D. lüliti testi käivitamiseks tippige järgmine.

cd

cd ScissorLift python3 SwitchTest.py

Programm hakkab ütlema "läheb alla".

Lülitage lüliti servost kaugemale ja programm vastab "üles". Nüüd lülitage servole lähim lüliti sisse ja programm peatub.

Veaotsing:

Kui see ei õnnestu, kontrollige oma juhtmestikku veel kord, tegin vea, kui jootsin esimest korda kollase juhtme valele lülitiühendusele ja see peatub pärast esimese lüliti sisselülitamist.

12. samm: mootoritesti

Nüüd, kui lülitid töötavad, on aeg katsetada mootorikoost.

Teil on kood juba alla laaditud. Alustagem.

A. Veenduge, et teie servo oleks silumislauaga ühendatud, iga pistik töötab seni, kuni see ilusti sobib.

B. Tippige terminalist järgmine:

cdcd ScissorLift python3 MotorTest.py

Teie liugur hakkab liikuma ja esmalt servo poole, siis kui piirlüliti lukustub, liigub see teises suunas ja peatub, kui jõuab teise piirlüliti juurde.

Kui kuulete, et see hakkab köitma, eemaldage servo silumisplaadist ja vajutage programmi peatamiseks klahvikombinatsiooni ctrl-c ning määrake, miks see on siduv.

Veaotsing:

Köitmine slaidi keskel:

a. Mutrid ei liigu liuguri sees vabalt.

b. Kruvikinnitus ei ole tsentreeritud.

c. Laager pole vaba.

Sidumine slaidi lõpus on tingitud lülitite juhtmestiku katkestusest või haardumiskruvide reguleerimisest.

d. Servo liigub pärast ctrl-c vajutamist edasi, eemaldage servotraat silumisplaadist. See lähtestab servo.

13. samm: kääride kokkupanek

Nüüd jõuame lõpuks selleni, et saame käärid kokku panna. Kääridel on kolm põhikomponenti.

1. Välimine käär (esimene foto näeb välja nagu sinine Popsicle -pulgake)
2. Sisemine käär (teine fotohall)
3. Kääride sisemine põhi (teine foto sinine)

Erinevus käär- ja käär -sisemise põhja vahel on laagrite paigutus, nagu on näidatud foto paremal küljel. Vaadake videot, seal on seda lihtsam selgitada.

A. Sisestage laagrid igasse kääritükki. Pesa pesasse vajutamiseks peate võib -olla kasutama polti, seibi ja mutrit. Kui pesa purustate, on kõik korras, saate selle parandamiseks kasutada liimi.

B. Katke kääride mittekandvad küljed grafiidimäärde ja vatitampooniga.

C. Kasutades M3 x 20 mm kruvi, seibi ja lukustusmutrit. Alustage sisemisest põhjast, ühendage käär välimine keskmiste ühendustega. (vaata fotot)

D. Ühendage teine välimine käär põhjakääride otsa, kus laager on seestpoolt. Seejärel ühendage teine sisemine käär keskel.

E. Jätkake sisemise ja välimise kääride kinnitamist, kuni käärid saavad otsa.

14. samm: kääride kinnitamine alusele

Kasutades (2) M3 x 20 mm koos (2) seibide ja 3D -trükitud ruumidega, ühendage kääride komplekt aluse servokinnitusega.

Kasutades (2) M3 x 12mm, ühendage kääride komplekt liuguriga.

Välja arvatud platvorm, on teil töötav käärtõstuk.

15. samm: käärjooksu test

Ühendage käärlift Raspberry Pi külge, kui te pole seda teinud.

A. Käivitage oma Raspberry Pi terminalist uuesti MotorTest.py ja vaadake, kuidas käärlift töötab.

Hoia ja vaata:

• Igasugune sidumine
• Piirangukruvide vahe
• Kui see seob või midagi juhtub, ühendage servo kõigepealt silumisplaadist lahti.

16. samm: platvormi kinnitamine

Loodetavasti saite nüüdseks aru, kuidas platvormi panna.

A. Tehke kindlaks, kas soovite platvormi.

B. Kinnitage platvormi rööpad kääride ülaosa välisküljele. Küljel, kus vajate vahekaugust, vajate M3 x 25 mm kruvi ja 2 seibi. Teisel küljel kasutage M3 x 20 mm kruvi, millel on 1 seib ja 1 lukustusmutter.

C. Kinnitage platvormi ülaosa rööbaste külge M3 x 12 mm kruvide ja seibidega.

17. samm: aitäh

Täname teid nii kaugele jõudmise eest. Loodetavasti on teil töötav käärlift, millega te ei tea, mida teha, või võib -olla on teil käärlift, millel on suurepärane idee selle kasutamiseks.

Igal juhul loodan, et teil oli tore ja õppisite midagi.

Esikoha autor esmakordselt