Raspberry Pi vezérelt ollóemelő: 17 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:42

Miért ollós emelő? Miért ne! Hűvös és szórakoztató projekt építeni. Az igazi ok számomra az, hogy megemeltem a kamerákat a Great Mojave Rover Projectben. Azt akarom, hogy a kamerák emelkedjenek a rover fölé, és készítsenek képeket a környezetről. De szükségem volt a kamerák leengedésére, amíg a rover vezet.

Először egy robotkarral próbálkoztam, de ez túl nehéznek bizonyult, és levette a szervókat. Aztán kint, és körülbelül egy nap megláttam valamit, amit már több százszor láttam, egy ollós emelőt. Aznap éjjel terveztem egy ollós emelő tervezését, amely egy csavarhúzót, egy 5/16”x 5 1/2” -os csavart használ a kamerák emelésére és leengedésére. Lenyűgözött, hogy milyen jó volt látni, hogy a kamerák néhány láb (25 ) magasságba emelkednek, alig több mint 4 hüvelyknyi utazással, és hogy mekkora súlyt emelnek. Mellékelőnyként csak egyet használ szervo.

Amikor ez a nagyszerű és csodálatos ollós emelő működik, a Raspberry Pi bekapcsolja az LX-16A szervo emelését és süllyesztését a Python 3 kóddal. A végálláskapcsolók figyelmeztetik a Pi -t, amikor az ollós emelő elérte a felső és az alsó részt, jelezve, hogy a szervó leáll.

A következő kalandom a felvonóhoz az, hogy kint helyezem el egy hosszabb napelemes vizsgálathoz. A napelemekkel és 18650 elemmel működtetett ollós emelő felemeli, fényképeket készít, majd óránként egyszer leereszkedik. De ez egy másik Instructable később, amint működésbe lépek. Ezután szerelje fel a Roverre.

Ezt az Instructable -t három fő részre osztottam, hogy segítsem az építési és hangolási folyamatot:

1. Alap (2-7. Lépés)
2. Elektronika (8-12. Lépés)
3. Ollós végső összeszerelés (13-16. Lépés)

Remélem, élvezni fogja az első nehézséget és az ollós emelésemet.

1. lépés: Szerezze be a szükséges dolgokat

Egy csomó cuccra lesz szüksége ehhez a projekthez. Ha olyan, mint én, és élvezi a 3D -s nyomtatást és építési dolgokat, akkor lehet, hogy ennek nagy része már megvan. Feltétlenül nézze meg a McMaster-Carr csavarokat, ott sokkal olcsóbbak, ha százszor veszik meg őket. Készleteket is rendelhet az Amazon -tól.

Szükséges eszközök:

• 5,5 mm -es dobozkulcs készlet
• 2,5, 2,0 mm -es hatszögletű meghajtók Érdemes ezekből jó készlettel rendelkezni.
• Fúró 1/8”-os fúróval Ez a fúrószett készletem van.
• Grafit kenőanyag
• Forrasztópáka
• Forrasztás Azt hittem, rosszul forrasztom, amíg jó forrasztást nem kaptam.
• Csiszoló (a legjobb csiszológép a világon)
• 3D nyomtató Megvan az XYZ Da Vinci Pro 1.0, és nagyon megörültem neki.

Mechanikus alkatrészek:

• Ötvözött acél foglalat vagy gombfejű csavarok: Ügyeljen arra, hogy többet rendeljen, mint amennyire szüksége van, mert előfordulhat, hogy nem számolok!

  (1) M3 x 10 mm-es gombfej (a McMaster-Carr-tól) (2) M3 x 12 mm-es gombfej (a McMaster-Carr-tól) (4) M3 x 10 mm (a McMaster-Carr-tól) (6) M3 x 12 mm (beszerezni a McMaster-Carr-tól) (4) M3 x 16 mm (a McMaster-Carr-tól) (34) M3 x 20 mm (a McMaster-Carr-tól) (2) M3 x 25 mm-es gombfej (a McMaster-Carr-tól) (8) M3 x 30 mm (beszerezni a McMaster-Carr-tól) (4) M3 x 45 mm (a McMaster-Carr-tól) (30) M3 nylon záróanyák (beszerezni a McMaster-Carr-tól) (54) M3 alátétek (beszerezni a McMaster-Carr-tól)

• (48) 3x6x2mm csapágyak Ezek a csapágyak nélkül is működni fog, de biztosan szebb lesz.
• (1) 8x22x7mm Csapágyak Fidget spinnerből is lophat egyet
• 3D nyomtatott alkatrészek Letöltheti ezeket a Thingverse alkatrészekből (2) Sugár 20mm x 20mm x 190mm (1) Korlátozók (1) Motor csavaros rögzítés (1) Platform sínek (1) Platform (1) Hátsó csavaros rögzítés (1) Csúszka (1)) Ollós belső alsó (4) Ollós belső (1 készlet) Ollós külső (1) Szervo szerelés elöl (1) Szervo szerelés hátul (1 készlet) Távtartók
• (2) 5/16 hüvelykes anya (Home Depot)
• (1) 5/16 "x 5 - 1/2" csavar (Home Depot) 5/16 "menetes rudat is használhat, ha úgy tetszik.

Elektromos:

• Raspberry Pi, én 3 modell B -t használok+ bármelyik Pi verzió működni fog Ez egy szép készlet.
• (1) Lewansoul LX-16a Serial Bus Servo, az enyémet 20,00 USD alatt kaptam. (ehhez keresnie kell az Amazon -ot vagy a Banggood -ot, a link folyamatosan változik)
• (1) Lewansoul Serial Bus Debug Board.
• (1) Fém szervókürt
• (2) Végálláskapcsolók
• Szilikon huzalok Ezek nagyszerűek, lecsípheti őket a körmével (ha nem harapja meg a körmét)
• Akkumulátorok a Servo tápellátásához, 4 db AA NiMh elemet használok.

Fogyóeszközök:

• Q-tippek
• Mikroszálas kendő
• Band-Aids (remélhetőleg nem)

2. lépés: Az alap

Sokkal könnyebb ezt szakaszosan felépíteni, kezdjük az alappal. Ezután áttérünk az elektronikára, és végül összeszereljük az ollót. Különböző színekben van nyomtatva, mert a PLA -t és a PETG -t használtam.

Ha még nem tette meg, nyomtassa ki az alkatrészeket. A nyomtatómnak néhány napba telt, mire befejeztem az összes alkatrész nyomtatását.

Az alkatrészeket itt találja:

Fontos biztonsági tippek (eredeti Ghostbusters referencia, Google -on)

• Szánjon rá időt, és ne őrüljön meg az M3 csavarok túlzott meghúzásával, a műanyag csíkok egyszerűek. Ha lecsupaszítja a lyukat, előfordulhat, hogy újra kell nyomtatnia az alkatrészt, vagy valamilyen gorilla ragasztót (a barna anyagot) kell használnia, és a lyuk belsejét enyhén be kell vonni egy fogpiszkálóval, és használat előtt egy éjszakán át teljesen megszáradni kell.
• Tegye fel az alátéteket "szép oldallal" felfelé, jobban néz ki.
• Szánjon rá időt, vagy esetleg újra kell nyomtatnia.
• Nyomtassa ki az ollós alkatrészeket utoljára, mivel ez az utolsó alkatrész.

Essünk neki.

A. Kezdje el nyomtatni az összes alkatrészt (lásd az alkatrészlistát).

B. Csiszolja le simán az alkatrészt, vágja ki a csicsás dolgokat.

3. lépés: A végálláskapcsoló felszerelése

A. Hajlítsa meg a közös vezetéket (azt, amelyik már meg van hajlítva a kapcsoló oldalán), így az süllyesztve ül és forraszt egy vezetéket a végálláskapcsolón. Nincs elég szabad hely a szervó felszereléséhez, ha elfelejti ezt a lépést.

Megjegyzés: Ez az egyetlen forrasztás, amelyet a felépítés ezen részében kell elvégeznie.

B. Fúrjon át (4) 1/8 hüvelykes lyukakat a szervo tartóba, lásd a lila nyilakat a fenti képen. A fúrás lehetővé teszi, hogy a csavarok szabadon áthaladjanak, és később szorítsák meg a szervo rögzítést a sínekhez.

C. Végül rögzítse a végálláskapcsolót az ábrán látható módon a szervo tartóhoz (2) M3 x 16 mm -es csavarokkal.

4. lépés: Alsó motor csavaros rögzítése

A. Fúrjon át (5) 1/8 -os lyukakat az alsó motorcsavar -tartóba, lásd a lila nyilakat a fenti képen.

B. Ezután rögzítse az alsó motorcsavaros rögzítőt a fém szervókürthöz (4) M3 x 12 mm -es gombfejű csavarokkal.

C. Végül rögzítse a motor alsó csavarját a szervóhoz (1) M3 x 10 mm -es csavar segítségével.

5. lépés: Szerelje fel a szervót és a csavart

A. Fúrjon át (4) 1/8 -os lyukakat a hátsó szervo tartóba, a fenti képen látható módon, ahol a lila nyilak jelzik.

B. Fúrjon át (2) 1/8 -os lyukakat a csavaros rögzítésben, ahol a fenti képen látható lila nyilak jelzik.

C. Szerelje fel a szervót a szervo tartóra. A megfelelő illeszkedés érdekében előfordulhat, hogy ezt egy kicsit le kell vágni. Kicsit laza lesz. Ezután (4) M3 x 45 mm -es csavarok és alátétek segítségével rögzítse a hátsó szervót az elülső szervo tartóhoz. A szervó egyik oldalról a másikra leng, de nem előre -hátra.

D. Illessze az 5/16 "x 5 - 1/2" csavart a felső csavaros tartóba; jól illeszkedő legyen. Előfordulhat, hogy egy kicsit le kell vágni a nyílást, hogy illeszkedjen.

E. (2) M3 x 16 mm -es csavarok és alátétek segítségével csatlakoztassa a csavarok két feléhez.

F. A szerelvénynek úgy kell kinéznie, mint az utolsó fényképnek.

6. lépés: Csúszó- és hátsó összeszerelés

Most itt az ideje, hogy rögzítse a csúszkát és a hátsó csavart.

A. Helyezzen be (2) 5/16 csavart a csúszkákba. A csavaroknak oda -vissza kell egy kicsit játszaniuk. Játék nélkül a csavar mozgás közben összekapcsolódik.

B. Csavarja a csúszkát az 5/16 csavarra néhány centiméterrel.

C. Fúrjon át (4) 1/8 -os lyukakat a hátsó csavarra szerelhető csapágysapkában, amint azt a képen látható lila nyilak jelzik.

D. Helyezze be a 8 mm x 22 mm x 7 mm -es csapágyat a hátsó csavaros tartóba, és rögzítse a csapágysapkát (4) M3 x 12 mm -es csavarokkal és alátétekkel.

E. Rögzítse (1) végálláskapcsolót (2) M3 x 16 mm -es csavarokkal

F. Csúsztassa az 5/16 -os csavart a csapágyba. Megjegyzés: Itt egy csomó játék lesz. Egy darab elektromos szalagot vagy hőre zsugorodó csövet szeretne használni a játékmennyiség csökkentéséhez. Mérje meg a szükséges mennyiséget a következő lépés.

7. lépés: Az alsó szerelvény befejezése

Most, hogy befejezte a motoros szerelést, ideje a sínekre szerelni. A sínek a The Great Mojave Rover Project részét képezik, és túlzásnak tűnhetnek. Azt tervezem, hogy az ollós emelőt beépítem a roverbe, és a sín kialakítása lehetővé teszi ezt később.

A. Minden sínek egyik oldalát simára csiszolja. Nem kell csomót csiszolni, csak annyit, hogy simítsa ki a dudorokat.

B. Először csavarja fel a hátsó csavaros rögzítőt (4) M3 x 30 mm -es csavarokkal és alátétekkel. Ennek egy síkban kell lennie a sínek végén.

C. Illessze be az 5/16 -os csavart a csapágyba, a szervo tartószerkezettel a 4. furatban (3 üres lyukat hagyva) mérje meg, hogy hová akar menni a szalag vagy a hőzsugorodás. Csatlakoztassa a szalagot vagy a hőzsugorodást, és szerelje vissza a szerelvényt.

D. Csavarja a szervo szerelvényt a sínekhez a 4. furatnál (3 üresen hagyva) (4) M3 x 30 mm -es csavarok és alátétek segítségével. Vegye figyelembe, hogy a szervo tartó kissé eltérő lehet, újraterveztem egy hosszabb 5/16 -os csavarra. Kérjük, hagyjon üresen 3 lyukat.

Most készen kell állnia a motoros szerelvényre a végálláskapcsoló csavarok rögzítéséhez és a Raspberry Pi mozgatásához a csúszkával oda -vissza.

8. lépés: Határkapcsoló -állítók

Két végálláskapcsoló állítja be azokat a kapcsolókat, ahol a csúszást meg szeretné állítani. Gombfejű csavarokat kell használni a két helyen, ahol a rögzítőcsavar fent halad át a szabadság érdekében. Ezenkívül mindkét végálláskapcsoló 3D nyomtatott része azonos.

A. Fúrjon (2) 1/8 -os lyukakat a végálláskapcsoló minden csatlakozójába.

B. Helyezze be a gombfejű csavarokat a befogókba.

C. Helyezze be a határolócsavart minden csatlakozóba, (1) M3 x 20 mm, a másik pedig (1) M3 x 40 mm.

D. Rögzítse a végálláskapcsoló rögzítőket a csúszkához. Használja a hosszabb csavart (40 mm) a szervo oldalon.

Megjegyzés: Rögzítő anyákat rögzítettem a hosszabb befogómhoz, mert kihúztam a lyukat.

9. lépés: A Pi csatlakoztatása

A szoftver erre egyszerű, egyszerűen emeli és csökkenti az emelést. Szerkesztheti a kódot, hogy bármit megtehessen, jól érezze magát.

Feltételezem, hogy már tudja, hogyan kell betölteni az operációs rendszert a Raspberry Pi -re, és hogyan kell írni egy egyszerű Python 3 programot, egy Hello World példa tökéletes lenne.

Itt van egy jó kiindulópont, de van egy csomó erőforrás a kezdéshez.

• A Pi beállítása.
• Az első Pyhon program futtatása.

10. lépés: Az alsó szerelvény bekötése

Egy ilyen kis projekthez inkább a Pimoroni Pico HAT Hacker táblát használom egy kenyértáblán. Bármit használhat, de nekem tetszik ez a kis eszköz. 40 tűs női fejrészre forrasztottam a HAT mindkét oldalán, így mindkét oldalon használható (lásd a második fotót).

Figyelmeztetés: Felrobbantottam pár málna Pis -t, miközben ezt a Pi be van kapcsolva. Győződjön meg arról, hogy a piros +, a fekete pedig csiszolt, vagy -, a Servo Debug Board nem rendelkezik beépített védelemmel.

A. Csatlakoztassa a fekete vezetéket az egyes kapcsolók közös csatlakozóihoz és a Pi földeléséhez. (6. tű)

B. Csatlakoztassa a zöld vezetéket az alsó végálláskapcsolóhoz (lásd az 1. fényképet), majd a GPIO 23 -hoz (16. láb)

C. Csatlakoztassa a sárga vezetéket a felső végálláskapcsolóhoz (lásd 1. kép), majd a GPIO 22 -hez (15. tű)

D. Csatlakoztassa a Servo Debug kártyát a Pi USB -portjához.

E. Csatlakoztassa a szervót a Servo Debug panelhez az LX-16A szervóhoz mellékelt kábellel

F. Csatlakoztassa az áramellátást a Servo Debug Board -hoz. Ne használja a Pi -t a szervokártya táplálására, hanem külső akkumulátorforrást. 4 db AA elemet használtam.

11. lépés: A Python program betöltése és futtatása

Ismét feltételezem, hogy tudja, hogyan kell elindítani a terminált, és tudja, hogyan kell elindítani a Python3 programot.

A. Indítsa el a terminált

B. Klónoznunk kell néhány GitHub könyvtárat. Az első a PyLX16A, Ethan Lipson, a másik az ollóemelő kód a BIMT gondolat GitHub -tól

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

A fenti parancs a következőket tegye:

cd megváltoztatja a könyvtárat a saját könyvtárába

A git clone letölti a kódfájlokat a GitHub -ból a lerakat nevű mappába.

cd A ScissorLift a mappát a ScissorLift kód helyére változtatja

cp../PyLX-16A/lx16a.py. másolja a szervo parancsokhoz szükséges könyvtárat.

C. Csatlakoztassa a Pi -t a motor szerelvényéhez, a hibakereső táblát pedig az USB -hez és a szervóhoz.

D. írja be a következőt a kapcsolóteszt futtatásához.

CD

cd ScissorLift python3 SwitchTest.py

A program elkezdi azt mondani, hogy "lemegy".

Nyomja be a kapcsolót a szervótól távolabb, és a program "felfelé" válaszol. Most kapcsolja be a szervóhoz legközelebbi kapcsolót, és a program leáll.

Hibaelhárítás:

Ha ez nem sikerül, ellenőrizze a vezetékeket, elkövettem azt a hibát, hogy a sárga vezetéket először a rossz kapcsolócsatlakozáshoz forrasztottam, és az első kapcsoló bekapcsolása után leáll.

12. lépés: Motor teszt

Most, hogy a kapcsolók működnek, ideje tesztelni a motor szerelvényét.

Már letöltötte a kódot. Kezdjük.

A. Győződjön meg arról, hogy a szervója csatlakoztatva van a hibakereső táblához, minden dugó addig működik, amíg szépen illeszkedik.

B. A terminálból írja be a következőket:

cdcd ScissorLift python3 MotorTest.py

A csúszka elkezd mozogni, és amikor először a szervó felé, majd amikor a végálláskapcsoló bekapcsol, a másik irányba halad, és megáll, amikor eléri a másik végálláskapcsolót.

Ha azt hallja, hogy elkezd kötni, húzza ki a szervót a hibakereső táblából, és nyomja meg a ctrl-c gombot a program leállításához és annak megállapításához, hogy miért köt.

Hibaelhárítás:

Kötés a dia közepén:

a. Az anyák nem mozognak szabadon a csúszka belsejében.

b. A csavaros rögzítés nincs középen.

c. A csapágy nem szabad.

A csúszda végén lévő kötést az okozza, hogy a kapcsolók nincsenek bekötve, vagy a rögzítőcsavarokat be kell állítani.

d. A szervó tovább mozog a ctrl-c megnyomása után, húzza ki a szervo vezetéket a hibakereső táblából. Ez visszaállítja a szervót.

13. lépés: Az olló összeszerelése

Most végre eljutottunk odáig, hogy összeállíthatjuk az ollót. Az ollónak három fő összetevője van.

1. Ollós külső (az első fotó, úgy néz ki, mint egy kék Popsicle bot)
2. Belső olló (második szürke fotó)
3. Ollós belső alsó rész (második kék kép)

A különbség az olló belső és az olló belső alja között a csapágyak elhelyezése, amint azt a fénykép jobb oldala mutatja. Nézze meg a videót, ott könnyebb elmagyarázni.

A. Helyezze be a csapágyakat az egyes ollódarabokba. Előfordulhat, hogy csavart, alátétet és anyát kell használnia az alátét benyomásához. Ha eltöri a nyílást, rendben van, ragasztóval javíthatja.

B. Grafit kenőanyaggal és vattapamaccsal vonja be az olló nem tartó oldalát.

C. M3 x 20 mm -es csavar, alátét és rögzítő anya segítségével. Kezdje a belső aljával, és kösse össze az ollót a középső csatlakozókkal. (lásd a fotót)

D. Csatlakoztasson egy másik külső ollót az alsó olló végéhez, ahol a csapágy belül van. Ezután csatlakoztasson egy másik belső ollót a közepéhez.

E. Folytassa a belső és a külső olló rögzítését, amíg el nem fogy az olló.

14. lépés: Az olló rögzítése az alaphoz

(2) M3 x 20 mm, (2) alátétekkel és 3D nyomtatott helyekkel csatlakoztatva az ollós szerelvényt az alap szervo tartójához.

(2) M3 x 12 mm használatával csatlakoztassa az ollós szerelvényt a csúszkához.

A platform kivételével működő ollós emelővel rendelkezik.

15. lépés: Ollós futás teszt

Csatlakoztassa vissza az ollós emelőjét a Raspberry Pi -hez, ha még nem tette meg.

A. A Raspberry Pi termináljáról futtassa újra a MotorTest.py programot, és nézze meg az ollós emelő működését.

Tartsa szemmel:

• Bármilyen kötés
• A határoló csavarok hézagmentesítése
• Ha köt, vagy valami történik, először húzza ki a szervót a hibakereső táblából.

16. lépés: A platform rögzítése

Remélhetőleg mostanra rájött, hogyan kell felrakni a platformot.

A. Határozza meg, hogy milyen célból szeretné a platformot.

B. Rögzítse a platform síneit az olló felső részének külső részére. Azon az oldalon, ahol szüksége van a távtartóra, szüksége lesz egy M3 x 25 mm -es csavarra és 2 alátétre. A másik oldalon használjon M3 x 20 mm -es csavart 1 alátéttel és 1 rögzítőanyával.

C. M3 x 12 mm -es csavarok és alátétek segítségével rögzítse a platform tetejét a sínekhez.

17. lépés: Köszönöm

Köszönjük, hogy idáig eljutott, remélhetőleg van egy működő ollós emelője, amellyel nem tudja, mit kezdjen, vagy talán olyan ollós emelővel rendelkezik, amelynek csodálatos ötlete van a használatáról.

Mindenesetre remélem, hogy jól éreztétek magatokat és tanultatok valamit.

Második hely az első szerzőben