Seurattava sähköinen Longboard: 16 vaihetta (kuvilla)

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

Tämä projekti koostuu sähköisestä longboardista, joka säilyttää reitin vadelmapi. Nämä istunnot säilytetään mySQL -tietokannassa, ja ne näytetään verkkosivustollani, joka on tehty mikrokehyksellä "Flask".

(Tämä on kouluprojekti, joka tehdään 3 viikossa)

Vaihe 1: Materiaalit ja työkalut

Tämä projekti vaatii juotostaitoja ja maksaa noin 500 euroa.

Materiaalit:

Kaikki materiaalit ja linkit toimittajille löytyvät materiaaliluettelosta.

Työkalut:

• Juotin + tina
• Pihdit
• Kuuma liimapistooli
• Ruuvimeisselit ja kuusiokoloavainsarja
• Pinsetistä voi joskus olla hyötyä
• Langanleikkuri/irrotin

Tässä projektissa käytetään sorvia, laserleikkuria ja 3D -tulostinta!

Vaihe 2: Pyörien vaihtaminen ja trukin valmistelu

Ensinnäkin otin nuo pienet valkoiset pyörät pois longboardiltani. Sitten irrotin kuulalaakerit ja laitoin ne oranssiin 90 mm pyörään.

Kuorma -auto, johon moottori asennetaan, vaatii pientä säätöä. Vaihdepyörällä varustettu pyörä ei sovi ostamani longboardin kuorma -autoon, joten minun piti leikata noin 1 cm sorvilla.

ja asensin ne kuorma -autoihin, lukuun ottamatta pyörää vaihteella (valitsin satunnaisesti oikean, takapuolen).

Vaihe 3: Leikkaus- ja hitsausmoottorin kiinnike

Tein alumiinisen moottorikiinnityksen laserleikkurilla yllä olevan kuvan mitoissa.

Telineen sijainti on tärkeä. Se on käännettävä alas niin paljon kuin mahdollista koskematta levyyn, ja koska minulla on suuri moottori, ei kulma ole niin suuri. Satun tuntemaan hitsaajan, joten aluksi hän hitsasi sitä hieman ja sitten testatakseen asentoa, työnsin kuorma -autot sivulta toiselle nähdäkseni koskiko se levyyn.

Kun koko lautani oli valmis, tein koeajon ja moottorin kiinnike irtosi, mikä selittää miksi moottorini näyttää vahingoittuneelta tulevissa valokuvissa;) Sen jälkeen pyysin tuttavaa hitsaamaan sen kokonaan.

Vaihe 4: Moottorin ja hihnan asennus

Käytä neljää lihavoitua M4*14 moottorin kiinnittämiseen telineeseen.

Tämän jälkeen sinun on kiinnitettävä 12 -hampainen moottoripyörä moottorin akselille. Varmista, että pieni lihavointi on akselin tasaisella osalla!

Nyt voit ottaa yhden hihnoista ja laittaa sen hihnapyörän ympärille, ottaa pyörän hammaspyörällä ja kääntää sitä ympäri, kunnes koko hihna on vaihteen ympärillä.

Kiristä mutteri kuorma -autoon, jotta pyöräsi ei putoa ja kaikki.

Vaihe 5: Kytkentäkaaviot

Elektroniikkakomponentit liitettiin yllä olevien kaavioiden mukaisesti.

Ensimmäinen on täydellinen kaavio elektroniikasta.

Toinen kaavio näyttää kaikki sähköisen longboard -osan liitännät, 6s UBEC - 12V siirtyy seuraavaan kaavioon. Tämä kaavio näyttää valon ja antureiden piirin, joita vadelma Pi ohjaa.

Kuten olet todennäköisesti jo nähnyt, tft -näytössä on naarasotsikko, joka vie monia nastoja. Nastat, joita tarvitsemme sarjaliikenteeseen GPS -moduulin kanssa. Joten juotin tarvittavien nastojen johdot (kuva 4-6) naarasliittimeen, joka kytketään Pi: hen.

Vaihe 6: BMS -järjestelmän kytkeminen

Käytin kytkentäkaaviossa comsa42: n intructables -materiaalia.

Käytin BMS (akunhallintajärjestelmä) -tasapainoa lipojen lataamiseen, jotta voisin jättää ne koteloon ja ladata ne älykkäällä laturilla vedenpitävän DC -liittimen kautta

Juotin kaksi kaapelia BMS: n latausporttiin, yksi P- (musta) ja toinen P+ (punainen). (Näiden kaapeleiden ei tarvitse olla niin paksuja, koska ne kulkevat vain 2 ampeeria latausportti)

HUOMAUTUS: Käytin aluksi tasavirtaliitintä ruuveilla, mutta korvasin sen BOM: n vedenpitävällä DC -liittimellä myöhemmin. Älä juota pistoketta vielä, tai sinulla on ongelma, kun haluat laittaa sen koteloosi.

Yhdistin kaksi paristoa sarjaan yhdellä ostamastani XT60 2 -sarjan sarjapistokkeesta. Liitin tämän urospuolisen naarasliittimen ja juotin siihen paksun punaisen ja mustan johdon. Punainen johto menee B+: een ja BMS ja musta johdin B-.

Sitten akkujen tasapainokaapelit. Käytin kahta ostettua tasapainokaapelia ja irrotin punaisen tasapainojohdon paristolle ja viimeisen mustan johdon akulle kaksi molemmin puolin. Emme tarvitse niitä, koska ne ovat samat kuin paksut akkujohdot, jotka olemme jo liittäneet. Juotos sen jälkeen oikeassa järjestyksessä kuten kaaviossa.

HUOMAUTUS: Yhdistin maadoituksen seuraavan akun positiiviseen, mutta se ei ole oikeastaan välttämätöntä, koska sarjaliitin tekee sen jo.

Vaihe 7: Virtakytkin (silmukka -avain)

Sen sijaan, että ostaisin 60 dollarin kipinänestokytkimen, tein silmukka-avaimen. Periaate on yksinkertainen. Jos keskeytät piirin ja kytket kortin päälle, kytke XT90-kipinänestoliitin ja piiri on suljettu ilman kipinöitä.

Ensin juotin johdon urospistokkeeseen (kuva 2-4) ja sitten noin 3,5 mm: n luodinliittimet naaraspuoliseen XT90-pistokkeeseen.

Liitän sen paristoihin urospuolisella XT60 -liittimellä naaraspuoliseen XT60 -liittimeen, mutta punainen johto katkeaa. Sitten juotin luodin liittimet päihin, joissa katkaisin langan puoliksi, joten voin liittää naaraspuolisen XT90 -otsikon sen sijaan, että juottaisin sen suoraan kaapeliin. Joten kytke se ja voila, virtakytkin on valmis.

Vaihe 8: VESC, akun ilmaisin ja UBEC -liitin

Tein oman "3 rinnakkain 1 liittimen kanssa" kiinnittämällä 3 XT60-otsikkoa yhteen (kuva 1) ja juottamalla langan puun positiivisiin ja langan puun negatiiviin (kuva 2-6). Seuraavaksi juotin siihen urospistokkeen ja suojain paljaat kaapelit mustalla teipillä. (kuva 7-9)

VESC ja ilmaisin

Juotos XT60 -urosliitin VESC -virtajohtoihin ja akun prosentti-/jänniteilmaisimen kaapeleihin.

uBEC

Irrota 2 tasapainokaapelia ja urospään juotos urospuoliseen XT60 -pistokkeeseen. Naaraspäät kytketään uBEC: n (jännitemuuntimen) tulopuolelle.

HUOMAUTUS: Olin katkaissut tasausvaijerit "hieman" lyhyemmäksi, mutta se oli virhe, joten jätä ne koskemattomiksi;)

Vaihe 9: Moottorin anturi Vescille

Liitä moottorin anturi VESC: hen kahdella askelkaapelilla. Moottorissa on 5 nastaa, 2 tehoenergiapuulle hallisensoreille (1 nasta hallisensoria kohti).

Vedä neljä kaapelia ulos 4 -napaiselta puolelta ja ota ylimääräinen johto toisesta askelkaapelista, leikkaa ne hieman lyhyemmäksi ja juota muutama urosnasta päähän. Laita ne oikeassa järjestyksessä kuten kuvissa

Käytä lämpökutisteputkia ja teippiä varmistaaksesi kaiken! Kun tämä on tehty, ainoa asia on vain laittaa ne oikeaan järjestykseen VESC: stä moottoriin.

Vaihe 10: Virtalähde Raspberry Pi

Tarvitsemme 12V - 5V muuntimen, joka käyttää vadelmapiä USB: n kautta, joten ajattelin heti autolaturia. Se on halpa ja käytännöllinen ratkaisu.

HUOMAUTUS: Ennen kuin avaat sen, sinun on varmistettava, että muistat, mikä portti voi tuottaa 2,1 ampeeria, koska Pi tarvitsee sitä.

Poista siis tarra ja ruuvaa autolatauksen yläosa irti ja löysää pohjassa oleva tappi. Sen jälkeen se aukeaa helposti, juottaa jousi (+12 V) ja metallikaareva kappale (GND) irti ja korvata ne kahdella näistä tasausjohdoista (juota urospuolinen puoli piirilevyyn).

Kun tämä oli tehty, tarkistin, toimiiko kaikki oikein liittämällä tasavirtaliitin johtoihin ja kytkemällä se LED -virtalähteeni virtalähteeseen ja mitannut USB -lähtöjännitteen (kaksi ulompaa ovat +5V ja GND).

Jos kaikki on oikein, voit piilottaa paljaat metalliosat lämpökutisteputkilla ja teipillä.

HUOMAUTUS: Tarkista laturin napaisuus, koska se voi olla erilainen.

Vaihe 11: Pi, valot ja GPS -johdotus

Nyt valot valolle.

Saamme 12 V: n uBEC -laitteestamme ja tarvitsemme sitä etuvaloillemme, takavalolle ja autolaturillemme. Vadelma pi ei pysty toimittamaan tarpeeksi virtaa eikä jännitettä ruokkimaan LED -valoja, joten meidän on käytettävä transistoria. 12 V: tä käytetään virtalähteenä ja vadelma pi kytkee ne päälle ja pois päältä ohjaamalla NPN -transistorin kantaa (2N222: kuva 2), joten juotetaan se prototyyppikortille.

Ensinnäkin kaikki takavalot ovat longboardin takana ja vadelma pi tulee eteen, joten johtoa on pidennettävä (kuva 3-5). Takavalossa on 3 johtoa. Musta (negatiivinen), keltainen (ajovalo/takavalo), punainen (jarru-/jarruvalo). Mutta koska jarrun ja ajovalon välillä on vain hyvin pieni ero, päätän käyttää punaista lankaa ja antaa keltaisen olla yksin. Aseta pitkä uroslanka takavalon mukana toimitettuun metalliin ja taivuta sitä yhdessä, kunnes vaijeri ei enää pääse irti. Tee tämä mustalle ja punaiselle langalle.

Takavalot juotetaan rinnakkain. Sitten prototyyppitaulu. Juotos kahden tasausjohtimen naaraspäät levylle fi Käytä kuparilankaa 12V: n levittämiseen koko levylle. Lisää sitten transistorit, yksi etu- ja toinen takavaloille. Keräin -> 12V, emitteri -> GND fi kanta vastukseen ja sitten naaraspäähän johtimeen, joka sopii vadelmapi GPIO -nastoihin (nastat 20 ja 21). Autolaturi voi saada virtaa 12 V: n virralla, kytke sitten USB -kaapeli oikeaan USB -tuloon ja aseta mikro -usb -pää vadelmapi: hen.

Yhteydet GPS:

PI GPS

3.3V -> Vin

GND -> GND

RX -> TX

Lähetys -> Vastaanotto

HUOMAUTUS: Vain transistorin kaksi perusnastaa tarvitsevat ulkoisen vastuksen virran rajoittamiseksi. Valot eivät tarvitse niitä, koska ne on sisäänrakennettu ledeihin.

Vaihe 12: Asuminen

Käärin yhteen kuuluvat osat muovikalvoihin varmistaakseni, että kaikki langat olivat kunnolla kiinni ja i on helpompi laittaa koteloon jälkeenpäin. Suunnittelin kaikki osat keksijässä ja tulostin ne 3D -tulostimellani. Kaikki keksintötiedostot (.ipt) ja tulostin/leikkaajatiedostot (.stl) ovat mukana. Suunnittelut ovat hyvin yksinkertaisia.

Takapuoli (sähköiset longboard -osat)

Voit laittaa akun ilmaisimen ja naaraspuolisen XT90 -pistokkeen sisään ja asettaa muovikotelon. Kun kotelo oli jumissa, kiinnitin XT90 -pistokkeen kuumaliimalla niin, että se pysyy jumissa, kun kytkin vedetään sisään ja ulos. Lisäsin myös ruuvin kotelon sisäpuolelle aivan seinän viereen, johon XT90 -pistoke on kiinnitetty, joten seinää ei voi painaa sisään, kun kytket silmukka -avaimen.

GPS -moduulin antenni on pitkä, erittäin pitkä. Joten pidin molemmat päät ulos laatikosta ja taittelin langan tähän kotelon osaan.

HUOMAUTUS: Käytä pieniä ruuveja, jotka eivät ole pitempiä kuin longboard on paksu!

Kun se oli hyvä, korvasin testitason DC -liittimen vedenpitävällä. Juotin joitakin naaraspuolisia luodiliittimiä sisältäviä johtoja johtoihin ja urospuolisia luodiliittimiä johtoihin, jotka on kiinnitetty BMS -korttiin. Jälleen kerran, johtojen ei tarvitse olla niin paksuja, koska laturi tuottaa vain noin 2 ampeeria. Myös pistorasian liittäminen koteloon on helpompaa pienillä johdoilla …

Etupuoli (vadelma pi, jossa GPS ja valot)

Liu'uta näyttö kotelon takaosaan. Aseta kaikki kaapelit kotelon sisään ja ruuvaa se kiinni. Voit myös halutessasi laittaa kalvon tai jotain antennin ja vadelma Pi: n väliin, koska se oli erittäin magneettinen eikä tietokoneet aina pidä siitä.

HUOMAUTUS: Ole varovainen, kun liu'utat tft -näytön koteloon, jotta et vahingoita kosketusta ohjaavia kaapeleita. Se tapahtui minulle…

Vaihe 13: Perusasetukset Pi

Ensinnäkin tarvitsemme SD -kortin, jossa on Raspbian. Voit ladata raspbianin täältä. Kun se on ladattu, voimme asentaa raspbianin SD -kortille. Voit asentaa ohjelmiston tietokoneellasi Win32Discmanagerin tai etcherin avulla.

Kun se on asennettu, sinun on lisättävä tiedosto nimeltä 'ssh' ilman laajennusta, jotta SSH voidaan ottaa käyttöön pi: ssä. Kun tämä on tehty, voit käynnistää vadelmasi ja lisätä sen verkkoon.

Pi: llä ei ole yhteyttä verkkoon, joten sinun on asetettava APIPA -osoite, tämä on IP -osoite, jonka pi saa, kun hänellä ei ole yhteyttä verkkoon. Avaa tiedosto 'cmdline.txt' SD -kortilla ja lisää APIPI -osoite. Esimerkki: 'ip = 169.254.10.5'.

HUOMAUTUS: Varmista, että kaikki on yhdellä rivillä tai se ei toimi!

Aseta SD PI: hen, lisää verkkokaapeli pi: stä tietokoneeseen ja kytke sitten virta.

Jälkeenpäin voit käyttää Puttyä tai jos käytät macia, luo vain SSH -yhteys päätelaitteen avulla.

ssh [email protected]

Langattoman yhteyden lisääminen:

Voit lisätä uuden verkon piisi kirjoittamalla tämän komennon:

echo ENTER_ SALASANA | wpa_passphrase ENTER_YOUR_SSID >>

/etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf

Uudelleenkäynnistyksen jälkeen sinun pitäisi pystyä löytämään IP -osoitteesi reitittimestäsi ja muodostamaan yhteys pi: hen ssh: n kautta kyseisen IP -osoitteen avulla.

ssh pi@IP_FROM_PI

IP -osoitteesi löytäminen on aina hieman ärsyttävää, joten asetetaan isäntänimi, jotta voimme käyttää sitä sen sijaan (bonjour -asennus vaaditaan tuulitietokoneessa tätä varten).

sudo raspi-config nonint do_hostname CHOOSE_A_HOSTNAME

HUOMAUTUS: Jos haluat käyttää isäntänimeä tulevaisuudessa, kirjoita SSH -sääntö seuraavasti:

ssh USER@YOUR_HOSTNAME.local

Meidän pitäisi olla varmoja, että pi: n järjestelmä ja paketit ovat ajan tasalla:

Kirjoita seuraava komento ymmärtääksesi:

sudo apt-get update && sudo apt-get update

Vaihe 14: Aseta projekti piillesi

Uusi käyttäjä

Tein tälle projektille uuden käyttäjän "longboardin":

Tätä varten meidän on mentävä juurille

sudo -i

Adduser longboard Uusi salasana:> l0ngb0@rd Koko nimi:> sähköinen longboard

Loput voit jättää tyhjäksi. Seuraavaksi meidän on annettava käyttäjälle "longboard" sudon oikeudet

adduser longboard sudo

Myöhemmin palaamme takaisin longboard -käyttäjämme luo

Longboard

Paketit

Joidenkin projektipakettien asentaminen. Paketit verkkosivuston tietokannan isännöintiin

python3 -m pip install -käyttäjä -päivitä pip == 9.0.3

sudo apt install -y python3-mysqldb mysql-server uwsgi nginx uwsgi-plugin-python3 rabbitmq-server

Liittimet tietokanta, paketit verkkosivuilla ja kirjastoissa tai GPS/tijdzone detectie

python -m pip asenna mysql-liitin-python argon2-cffi Pullo-pullo-HTTPAuth-pullo-MySQL mysql-liitin-python passlib argon2 libgeos-dev pytz tzwhere

Tietokannan asennus

Tarkista mysqlin tila

sudo systemctl status mysql

Kirjoittamalla tämän komennon näet, että MySQL kuuntelee vain 127.0.0.1 -> ei pääse verkosta, vain paikallinen (itse).

ss -lt | grep mysql

Käynnistä asiakas roo

sudo mysql

Luo käyttäjiä:

LUO KÄYTTÄJÄ 'project-admin'@'localhost' TUNNISTAA '@min_l0ngb0@rd';

LUO KÄYTTÄJÄ "project-longboard"@"localhost" TUNNISTETTU "l0ngb0@rd";

Tietokannan luominen ja käyttöoikeuksien asettaminen:

LUO DATABASE longboard_db;

ANNA KAIKKI OIKEUDET Longboard_db.*-"project-admin"@"localhost" APUVAIHTOEHDOLLA; > GRANT SELECT, INSERT, UPDATE, DELETE ON longboard_db.* TO 'project-longboard'@'localhost'; > Huuhteluoikeudet;

Luo taulukot suorittamalla SQL -komentosarja, se luo myös oletuskäyttäjän verkkosivustolle:

(käyttäjätunnus: longboard, salasana: testi):

lähde / koti / logboard / longboard / longboard_db.sql;

poistua

Testaa toimiiko tiedoston suorittaminen:

echo 'näytä taulukot;' | mysql longboard_db -t -u project -admin -p

Luo hakemisto "longboard" ja kloonaa projektini githubista

mkdir longboard && cd longboard

git -klooni

Jos käytit samaa hakemistonimeä ja käyttäjää kuin minä, sinun ei pitäisi säätää conf -hakemiston tiedostoja.

Jos et, sinun pitäisi säätää tiedostoja (> sudo nano conf/tiedostonimi. Laajennus)

Kun polut ovat oikein, sinun on kopioitava tiedostot järjestelmähakemistoon. On puupalveluja.

• Yksi paikallisen isännän kioskisivustolle.
• Yksi GPS -moduulille, jossa on tietokantayhteys
• Yksi verkostossasi saatavilla olevalle sivustolle

sudo cp conf/project1-*. service/etc/systemd/system/

sudo systemctl daemon-reload> sudo systemctl aloita projekti1-*> sudo systemctl status project1-*

Kun kaikki on kunnossa, ota ne käyttöön, jotta ne käynnistyvät automaattisesti, kun pi käynnistyy:

(Jos edellinen vaihe epäonnistuu, sinun on tarkistettava määritystiedostojen polut)

sudo systemctl ota käyttöön projekti1-*

Nginx -palvelun määrittäminen:

• kopioi conf/nginx 'sites-available' (ja anna sille parempi nimi)
• poista linkki oletuskonfiguraatioon
• linkki uuteen kokoonpanoon/nginx
• käynnistä muutokset uudelleen

sudo cp conf/nginx/etc/nginx/sites-available/project1

sudo rm/etc/nginx/sites-enabled/default> sudo ln -s/etc/nginx/sites-available/project1/etc/nginx/sites-enabled/project1> sudo systemctl käynnistä uudelleen nginx.service

Tarkista, onko nginx selvinnyt:

sudo systemctl tila nginx.service

Kun tämä on tehty, sinulla pitäisi olla verkkopalvelin pi -laitteesi ip: llä käytettävissäsi verkossasi ja paikallinen isäntä, jotta voit aloittaa ja lopettaa istunnon offline -tilassa.

Vaihe 15: Kiosk -tilan määrittäminen Raspberry Pi

Pakettien asentaminen

sudo apt-get install chromium-browser x11-xserver-utils unclutter

Kirjoita pi -käyttäjän automaattinen käynnistystiedosto:

sudo nano/etc/xdg/lxsession/LXDE-pi/autostart

Sinun on kommentoitava olemassa oleva sääntö (kirjoita # rivin eteen):

#@xscreensaver -no -splash

Lisää sitten nämä rivit näytönsäästäjän rivin alle

@xset s pois päältä

@xset -dpms @xset s noblank @chromium-browser --noerrdialogs --kiosk https://127.0.0.1:8080/ --overscroll-history-navigation = 0-incognito --disable-pinch

Paina ctrl-O ja sitten ctrl-X kirjoittaaksesi ja sulkeaksesi tiedoston ja kirjoita nyt:

sudo raspi-config

Siirry sieltä alas kohtaan boot_behaviour ja muuta tämä asetus käynnistettäväksi työpöytätilassa ja kirjaudu oletusarvoisesti käyttäjänä pi.

HUOMAUTUS: Voit poistua kioskitilasta kirjoittamalla

sudo killall chromium-selain.

Tämä sulkee kaikki chromium -selainilmentymät.

Vaihe 16: Näin se toimii

Kun pi käynnistyy, näet IP -osoitteen tft -näytöllä ja luettelon kaikista taulun käyttäjistä.

Voit aloittaa istunnon offline -tilassa tämän näytön kautta. Voit myös ohjata valoja. Jos kirjoitat ip -osoitteen selaimeesi, tulet kirjautumisnäyttöön. Voit kirjautua sisään oletuskäyttäjätaululla (salasana: testi). tai voit luoda uuden tilin. Kun olet valmis, näet koontinäytön. Täältä näet matkan reitin ja kokonaismatkan, matka -ajan. Jos siirryt välilehden longboardiin, näet taulun nykyisen sijainnin, voit vaihtaa valoja ja aloittaa istunnon tallennuksen. Kun napsautat "aloita istunto", PI määrittää jatkuvasti sijainnin ja tallentaa sen tietokantaan, kunnes painat "lopeta istunto". Jos GPS: ssä ei ole korjausta, istuntoa ei voi aloittaa, saat ilmoituksen näytön yläreunaan. Istunnot näytetään Google -kartalla.

Make to Move -kilpailun toinen sija