Raspberry Pi -ohjattu sakset: 17 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:02

Miksi sakset? Miksi ei! Se on hieno ja hauska projekti rakentaa. Todellinen syy minulle on nostaa kameroita Great Mojave Rover -projektissani. Haluan, että kamerat nousevat roverin yläpuolelle ja ottavat kuvia ympäristöstä. Mutta tarvitsin kamerat laskeutumaan roverin ajon aikana.

Ensin kokeilin robottivartta, mutta se osoittautui liian raskaaksi ja riisui servot. Sitten ulos ja noin eräänä päivänä näin jotain, jonka olen nähnyt satoja kertoja ennen, sakset. Sinä iltana päätin suunnitella saksihissin, joka käyttäisi kameroiden nostamiseen ja laskemiseen ruuvimeisseliä, 5/16”x 5 1/2” pulttia. Olin hämmästynyt siitä, kuinka siistiä oli nähdä, että kamerat nousivat parin jalan (25 tuuman) päähän hieman yli 4 tuuman matkalla ja kuinka paljon painoa se nostaisi. Sivutuotteena se käyttää vain yhtä servo.

Kun tämä upea saksihissi toimii, Raspberry Pi kytkee LX-16A-servon nostamisen ja laskemisen päälle Python 3 -koodilla. Rajakytkimet ilmoittavat Pi: lle, kun saksihissisi on saavuttanut ylä- ja alareunan ja ilmaisee servon pysähtyvän.

Seuraava seikkailuni hissille on sijoittaa se ulkopuolelle laajennetulle aurinkokokeelle. Aurinkokennojen ja 18650 akun avulla sakset nostavat, ottavat valokuvia ja laskevat sitten kerran tunnissa. Mutta se on toinen Instructable myöhemmin, kun saan sen toimimaan. Asenna sen jälkeen Roveriin.

Jaoin tämän Instructable -ohjelman kolmeen pääosaan rakentamisen ja virityksen helpottamiseksi:

1. Pohja (vaiheet 2-7)
2. Elektroniikka (vaiheet 8-12)
3. Saksin viimeinen kokoonpano (vaiheet 13-16)

Toivottavasti pidät ensimmäisestä vaikeasta ja saksihissistä.

Vaihe 1: Hanki tarvitsemasi tavarat

Tarvitset paljon tavaraa tähän projektiin. Jos olet kuin minä ja nautit 3D -tulostuksesta ja rakennustöistä, sinulla saattaa olla jo suurin osa tästä. Varmista, että tarkistat McMaster-Carrin ruuvit, jotka ovat siellä paljon halvempia, kun ostat niitä sadalla. Voit myös tilata sarjoja Amazonista.

Tarvittavat työkalut:

• 5,5 mm: n jakoavainsarja
• 2,5, 2,0 mm: n kuusiokololevyt Näitä kannattaa hankkia hyvä sarja.
• Pora 1/8”poranterällä Tämä poranteräsarja on minulla.
• Grafiittiöljy
• Juotin
• Juotos Luulin, että olin huono juottamaan, kunnes sain hyvän juotoksen.
• Hiomakone (maailman paras hiomakone)
• 3D -tulostin Minulla on XYZ Da Vinci Pro 1.0 ja olen ollut innoissani siitä.

Mekaaniset osat:

• Seostetusta teräksestä valmistetut hylsyt tai napinpääruuvit: Muista tilata enemmän kuin tarvitset, koska laskut voivat olla poissa!

  (1) M3 x 10 mm: n napinpää (hanki McMaster-Carrilta) (2) M3 x 12 mm: n napinpää (hanki McMaster-Carrilta) (4) M3 x 10 mm (hanki McMaster-Carrilta) (6) M3 x 12 mm (Hanki McMaster-Carrilta) (4) M3 x 16 mm (hanki McMaster-Carrilta) (34) M3 x 20 mm (hanki McMaster-Carrilta) (2) M3 x 25 mm napinpää (hanki McMaster-Carrilta) (8) M3 x 30 mm (hanki McMaster-Carrilta) (4) M3 x 45 mm (hanki McMaster-Carrilta) (30) M3-nailon-lukkomutterit (hanki McMaster-Carrilta) (54) M3-aluslevyt (hanki McMaster-Carrilta)

• (48) 3x6x2mm laakerit Se toimii ilman näitä laakereita, mutta tekee siitä varmasti mukavamman.
• (1) 8x22x7mm Laakerit Voit myös varastaa sellaisen fidget spinneriltä
• 3D -tulostetut osat Voit ladata nämä Thingverse -osista (2) Palkki 20 mm x 20 mm x 190 mm (1) Rajoittimet (1) Moottorin ruuvikiinnike (1) Korin kiskot (1) Lava (1) Takaruuvikiinnike (1) Liukusäädin (1)) Sakset sisäpohjassa (4) Sakset sisäpuolella (1 sarja) Sakset ulommat (1) Servokiinnikkeet edessä (1) Servokiinnikkeet takana (1 sarja) Välikappaleet
• (2) 5/16 "mutteri (Home Depot)
• (1) 5/16 "x 5 - 1/2" pultti (Home Depot) Voit halutessasi käyttää myös 5/16 "kierretankoa.

Sähköinen:

• Raspberry Pi, käytän 3 -mallista B+ mikä tahansa Pi -versio toimii Tämä on mukava sarja.
• (1) Lewansoul LX-16a Serial Bus Servo, sain omani alle 20,00 dollaria. (sinun on etsittävä tätä Amazonista tai Banggoodista, linkki muuttuu jatkuvasti)
• (1) Lewansoul Serial Bus Debug Board.
• (1) Metallinen servosarvi
• (2) Rajakytkimet
• Silikonijohdot Nämä ovat hienoja, voit irrottaa ne kynsilläsi (jos et pure kynsiäsi)
• Paristot Servolle, käytän 4 Ikea AA -NiMh -akkua.

Tarvikkeet:

• Q-vinkkejä
• Mikrokuituliina
• Band-Aids (toivottavasti ei)

Vaihe 2: Pohja

On paljon helpompaa rakentaa tämä vaiheittain, aloitetaan pohjasta. Sitten siirrytään elektroniikkaan ja kootaan sakset lopulta. Se on painettu eri väreillä, koska käytin PLA: ta ja PETG: tä.

Jos et ole tehnyt niin, tulosta osat. Tulostimessani kesti muutaman päivän, ennen kuin kaikki osat tulostettiin.

Osat löydät täältä:

Tärkeitä turvallisuusvinkkejä (alkuperäinen Ghostbusters -viite, Google se)

• Ota aikaa ja älä tule hulluksi kiristämällä liikaa M3 -ruuveja, muovinauhat ovat helppoja. Jos poistat reiän, sinun on ehkä tulostettava osa uudelleen tai käytettävä jotain gorillaliimaa (ruskeaa tavaraa) ja päällystettävä reiän sisäpuoli kevyesti hammastikulla ja annettava sen kuivua kokonaan yön yli ennen käyttöä.
• Laita aluslevyt "mukava puoli" ylös, se näyttää paremmalta.
• Ota aikaa, tai sinun on ehkä tulostettava se uudelleen.
• Tulosta sakset viimeiseksi, koska se on viimeinen osa.

Nyt sitä mennään.

Aloita kaikkien osien tulostaminen (katso osaluettelo).

B. Hio osa sileäksi ja leikkaa karkeat tavarat pois.

Vaihe 3: Rajakytkimen asennus

A. Taivuta yhteistä johtoa (sitä, joka on jo taivutettu kytkimen sivulle), niin että se on huuhtelussa ja juota johto rajakytkimessä. Servon kiinnittämiseen ei ole tarpeeksi tilaa, jos unohdat tämän vaiheen.

Huomautus: Tämä on ainoa juotos, joka sinun on tehtävä tässä rakennuksen osassa.

B. Poraa (4) 1/8”reiät Servo -telineeseen, katso violetit nuolet yllä olevassa kuvassa. Porauksen ansiosta pultit pääsevät vapaasti läpi ja kiristä servokiinnike kiskoihin myöhemmin.

C. Kiinnitä lopuksi rajakytkin (2) M3 x 16 mm ruuveilla kuvan 2 mukaisesti Servo -telineeseen.

Vaihe 4: Laske moottorin ruuvikiinnike alas

A. Poraa (5) 1/8 reikää moottorin alaruuvikiinnikkeeseen, katso violetit nuolet yllä olevassa kuvassa.

B. Kiinnitä sitten alempi moottoriruuvikiinnike metalliseen servosarveen käyttämällä (4) M3 x 12 mm: n nappiruuvia.

C. Kiinnitä lopuksi alempi moottorin ruuvikiinnike servoon (1) M3 x 10 mm ruuvilla.

Vaihe 5: Asenna servo ja pultti

A. Poraa (4) 1/8 reiät takaservokiinnikkeeseen yllä olevan kuvan mukaisesti, jossa violetit nuolet osoittavat.

B. Poraa (2) 1/8 reikää ruuvikiinnikkeeseen, missä yllä olevassa kuvassa näkyvät violetit nuolet osoittavat.

C. Asenna servo servokiinnikkeeseen. Saatat joutua leikkaamaan tätä hieman, jotta saat hyvän istuvuuden. Siitä tulee hieman löysä. Kiinnitä sitten (4) M3 x 45 mm: n ruuveilla ja aluslevyillä taka -servo etuservokiinnikkeeseen. Servo keinuu puolelta toiselle, mutta ei edestakaisin.

Työnnä 5/16 "x 5 - 1/2" pultti ylempään ruuvikiinnikkeeseen; sen pitäisi olla tiukka. Sinun on ehkä leikattava aukkoa hieman, jotta se sopii.

E. Yhdistä (2) M3 x 16 mm ruuveilla ja aluslevyillä ruuvikiinnikkeiden kahteen puoliskoon.

F. Kokoonpanosi pitäisi näyttää viimeiseltä valokuvalta.

Vaihe 6: Liuku- ja taka -asennus

Nyt on aika kiinnittää liukusäädin ja takaruuvikiinnike.

A. Työnnä (2) 5/16 ruuvia liukusäätimiin. Pultteissa on oltava pieni välys edestakaisin. Ilman välystä ruuvi sitoutuu liikkeessä.

B. Ruuvaa 5/16 pultin liukusäädintä muutaman tuuman verran.

C. Poraa (4) 1/8 reiät ruuvikiinnityksen takalaakerin korkkiin kuvan purppuranpunaisten nuolien mukaisesti.

Aseta 8 mm x 22 mm x 7 mm laakeri takaruuvikiinnikkeeseen ja kiinnitä laakerikorkki (4) M3 x 12 mm ruuveilla ja aluslevyillä.

E. Kiinnitä (1) rajakytkin (2) M3 x 16 mm ruuveilla

F. Liu'uta 5/16 -pultti laakeriin. Huomautus: Täällä on paljon leikkiä. Haluat vähentää välystä sähkönauhalla tai kutisteputkella. Mittaa tarvittava määrä seuraava askel.

Vaihe 7: Alakokoonpanon viimeistely

Nyt kun moottoroitu kokoonpano on valmis, on aika asentaa se kiskoihin. Kiskot ovat osa The Great Mojave Rover Project -projektia, ja ne voivat tuntua liioittelulta. Aion integroida saksihissin roveriin, ja kiskorakenne sallii sen tehdä myöhemmin.

A. Hio kummankin kiskon toinen puoli sileäksi. Sinun ei tarvitse hioa nippua, vain tarpeeksi tasoittaa kuoppia.

B. Ruuvaa ruuvikiinnike ensin kiinni (4) M3 x 30 mm ruuveilla ja aluslevyillä. Tämän pitäisi istua kiskon päässä tasan.

C. Työnnä 5/16 pultti laakeriin, servokiinnike 4. reikään (jättäen 3 tyhjää reikää) mittaa mihin haluat nauhan tai lämpökutistuman menevän.

D. Ruuvaa servokokoonpano kiskoihin 4. reiästä (jätä 3 tyhjäksi) käyttämällä (4) M3 x 30 mm pultteja ja aluslevyjä. Huomaa, että Servo -kiinnikkeesi voi olla hieman erilainen. Suunnittelin uudelleen pidemmän 5/16 pultin. Jätä silti 3 reikää tyhjäksi.

Sinun pitäisi nyt olla moottoroitu kokoonpano valmiina kiinnittämään rajakytkimen ruuvit ja tekemään Raspberry Pi -liikkeestäsi liukusäädintä edestakaisin.

Vaihe 8: Rajakytkimen säätimet

Kaksi rajakytkinsäädintä kytkeytyvät kytkimiin kohtaan, jossa haluat liukuvan pysähtyvän. Halutessasi käyttää napinpään ruuveja kahdessa kohdassa, joissa kiinnityspultti kulkee edellä, on tilaa. Lisäksi molemmat rajakytkimen 3D -tulostetut osat ovat samat.

A. Poraa (2) 1/8 reikiä jokaiseen rajakytkimen kytkimeen.

B. Työnnä painikkeen ruuvit kiinnikkeisiin.

Aseta rajoitusruuvi jokaiseen kiinnittimeen (1) M3 x 20 mm, toinen on (1) M3 x 40 mm.

D. Kiinnitä rajakytkimen kiinnikkeet liukusäätimeen. Käytä pidempää ruuvia (40 mm) servopuolella.

Huomautus: Kiinnitin lukkomutterit pidempään kiinnittimeen, koska irrotin reiän.

Vaihe 9: Pi: n liittäminen

Ohjelmisto tähän on helppo, se vain nostaa ja laskee hissiä. Voit muokata koodia tehdäksesi mitä tahansa, pitää hauskaa.

Oletan, että tiedät jo kuinka ladata käyttöjärjestelmä Raspberry Pi -laitteeseesi ja kuinka kirjoittaa yksinkertainen Python 3 -ohjelma, Hello World -esimerkki olisi aivan hyvä.

Tässä on hyvä paikka aloittaa, mutta siellä on joukko resursseja alkuun.

• Pi: n määrittäminen.
• Ensimmäisen Pyhon -ohjelman suorittaminen.

Vaihe 10: Alemman kokoonpanon kytkentä

Tällaisessa pienessä projektissa käytän mieluummin Pimoroni Pico HAT Hacker -levyä leipälaudan päällä. Voit käyttää mitä tahansa, mutta pidän tästä pienestä laitteesta. Juotin 40 -napaisiin naarasliittimiin HAT: n molemmille puolille, joten voin käyttää niitä kummallakin puolella (katso toinen kuva).

Varoitus: Olen räjäyttänyt pari Vadelma Pis -laitetta, jotka tekevät tämän, kun Pi on päällä. Varmista, että punainen on + ja musta on jauhettu tai -, Servo Debug Boardissa ei ole suojaa.

A. Kytke musta johto kunkin kytkimen yhteisiin liitäntöihin ja Pi: n maahan. (Nasta 6)

Liitä vihreä johto alarajakytkimeen (katso 1. kuva) ja sitten GPIO 23: een (nasta 16)

Liitä keltainen johto ylärajakytkimeen (katso ensimmäinen kuva) ja sitten GPIO 22: een (nasta 15)

Liitä Servo Debug -kortti Pi: n USB -porttiin.

E. Liitä Servo Servo Debug -levyyn LX-16A-servon mukana toimitetulla kaapelilla

F. Kytke virta Servo Debug Boardiin. Älä käytä pi -laitetta servokortin virtalähteenä, vaan käytä ulkoista akkulähdettä. Käytin 4 AA -paristoa.

Vaihe 11: Python -ohjelman lataaminen ja suorittaminen

Oletan jälleen, että tiedät miten päätelaite käynnistetään ja miten Python3 -ohjelma käynnistetään.

A. Käynnistä terminaali

B. Meidän on kloonattava pari GitHub -kirjastoa. Ensimmäinen on Ethan Lipsonin PyLX16A, toinen BIMThomoysin GitHubin saksetunnuskoodi

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

Yllä oleva komento toimi seuraavasti:

cd muuttaa hakemiston kotihakemistoosi

git clone lataa kooditiedostot GitHubista arkiston nimen kansioon.

cd ScissorLift muuttaa kansion ScissorLift -koodiksi

cp../PyLX-16A/lx16a.py. kopioi servokomentojen tarvitseman kirjaston.

Sinun pitäisi olla Pi -laitteesi kytketty moottorikokoonpanoon ja vianetsintäkortti USB -liitäntään ja servoon.

D. kirjoita seuraava suorittaaksesi kytkintestin.

CD

cd ScissorLift python3 SwitchTest.py

Ohjelma alkaa sanoa "menee alas".

Kytke kytkin kauemmas servosta ja ohjelma vastaa "ylös". Kytke nyt servoa lähinnä oleva kytkin ja ohjelma pysähtyy.

Ongelmien karttoittaminen:

Jos tämä epäonnistuu, tarkista johdotus, tein sen virheen, että juotin keltaisen johdon väärään kytkinliitäntään ensimmäisen kerran ja se pysähtyi ensimmäisen kytkimen kytkemisen jälkeen.

Vaihe 12: Moottoritesti

Nyt kun kytkimet toimivat, on aika testata moottorikokoonpano.

Olet jo ladannut koodin. Aloitetaanpa.

A. Varmista, että servosi on kytketty vianetsintäkorttiin, mikä tahansa pistoke toimii niin kauan kuin se sopii hyvin.

B. Terminaalista kirjoita seuraava:

cdcd ScissorLift python3 MotorTest.py

Liukusäädin alkaa liikkua ja kun servoa kohti ensin, sitten kun rajakytkin lukittuu, se kulkee toiseen suuntaan ja pysähtyy, kun se saavuttaa toisen rajakytkimen.

Jos kuulet sen alkavan sitoa, irrota Servo-pistoke virheenkorjauspaneelista ja paina ctrl-c pysäyttääksesi ohjelman ja selvittääksesi, miksi se sitoo.

Ongelmien karttoittaminen:

Sidonta dian keskellä:

a. Mutterit eivät liiku vapaasti liukusäätimen sisällä.

b. Ruuvikiinnike ei ole keskellä.

c. Laakeri ei ole vapaa.

Sitominen luistin päässä johtuu siitä, että kytkimet eivät ole kytkettyinä tai kytkentäruuvit on säädettävä.

d. Servo liikkuu sen jälkeen, kun olet painanut ctrl-c, irrota servojohto vianetsintäkortista. Se nollaa servon.

Vaihe 13: Saksien kokoaminen

Nyt päästään vihdoin siihen pisteeseen, jossa sakset voidaan koota. Saksissa on kolme pääosaa.

1. Saksi ulompi (ensimmäinen kuva, näyttää siniseltä Popsicle -tikulta)
2. Sakset sisäpuolella (toinen valokuva harmaa)
3. Saksinen sisäpohja (toinen valokuva sininen)

Ero saksisisä- ja saksisisäpohjan välillä on laakereiden sijoittelu, kuten kuvan oikealla puolella on esitetty. Katso video, se on helpompi selittää siellä.

A. Aseta laakerit jokaiseen saksiosaan. Saatat joutua käyttämään ruuvia, aluslaattaa ja mutteria aluslevyn painamiseksi uraan. Jos murskat aukon, voit korjata sen liimalla.

B. Päällystä saksien grafiittivoitelua ja vanupuikkoa.

C. Käytä M3 x 20 mm ruuvia, aluslevyä ja lukkomutteria. Aloita sisäpohjasta yhdistä saksin ulompi keskiliitäntöihin. (katso kuva)

D. Liitä toinen ulompi sakset pohjasaksin päähän, jossa laakeri on sisäpuolella. Liitä sitten toinen sisäsaksi keskelle.

E. Jatka sisä- ja ulkoaksien kiinnittämistä, kunnes sakset loppuvat.

Vaihe 14: Saksien kiinnittäminen alustaan

Käyttämällä (2) M3 x 20 mm -laitetta (2) aluslevyillä ja 3D -painetuilla tiloilla liitä saksikokoonpano jalustan servokiinnikkeeseen.

Liitä saksikokoonpano liukusäätimeen (2) M3 x 12 mm: n avulla.

Lavaa lukuun ottamatta sinulla on toimiva sakset.

Vaihe 15: Saksetunnistustesti

Kytke saksihissi takaisin Raspberry Pi -laitteeseen, jos et ole tehnyt niin.

A. Suorita Raspberry Pi -laitteen päätelaitteesta MotorTest.py ja näe saksihissisi toiminnassa.

Pidä silmällä:

• Mikä tahansa sitominen
• Rajaruuvien välys
• Jos se sitoo tai jotain tapahtuu, irrota servo ensin virheenkorjauspaneelista.

Vaihe 16: Työtason kiinnitys

Toivottavasti olet nyt keksinyt, kuinka laittaa alusta.

A. Määritä, haluatko alustan.

B. Kiinnitä korin kiskot saksien yläosan ulkopuolelle. Sivulla, jossa tarvitset välikappaleen, tarvitset M3 x 25 mm ruuvin ja 2 aluslevyä. Käytä toisella puolella M3 x 20 mm ruuvia, jossa on 1 aluslevy ja 1 lukkomutteri.

C. Kiinnitä korin yläosa kiskoihin M3 x 12 mm ruuveilla ja aluslevyillä.

Vaihe 17: Kiitos

Kiitos, että pääsit näin pitkälle, toivottavasti sinulla on toimiva saksihissi, jonka kanssa et tiedä mitä tehdä, tai ehkä sinulla on saksihissi, jolla on loistava idea käyttää sitä.

Toivon joka tapauksessa, että sinulla oli hauskaa ja opit jotain.

Toinen sija kirjailijana