Nyomon követhető elektromos Longboard: 16 lépés (képekkel)

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

Ez a projekt egy elektromos longboardból áll, amely megtartja az útvonalat egy málna pi segítségével. Ezeket a munkameneteket egy mySQL adatbázisban tárolják, és megjelennek a „Flask” mikroszálas keretrendszerrel készített weboldalamon.

(Ez egy iskolai projekt, amely 3 hét alatt készült el)

Lépés: Anyagok és eszközök

Ez a projekt forrasztási készségeket igényel, és körülbelül 500 euróba kerül.

Anyagok:

Minden anyag és a szállítókra mutató linkek megtalálhatók az Anyagjegyzék lapon.

Eszközök:

• Forrasztópáka + ón
• Fogó
• Ragasztópisztoly
• Csavarhúzó és imbuszkulcs készlet
• Néha jól jöhet egy csipet
• Huzalvágó/levágó

Ebben a projektben esztergát, lézervágót és 3D nyomtatót használnak!

2. lépés: A kerekek cseréje és a teherautó előkészítése

Először is levettem azokat a kis fehér kerekeket a longboardomról. Ezután eltávolítottam a golyóscsapágyakat, és beletettem a narancssárga 90 mm -es kerekekbe.

A targoncát, amelyre a motort fel kell szerelni, kis beállításra van szükség. A fogaskerékkel ellátott kerék nem illeszkedik a megvásárolt longboard teherautójához, ezért körülbelül 1 cm -t kellett vágnom egy esztergával.

és felszerelte őket a teherautókra, kivéve a kereket a fogaskerékkel (véletlenszerűen a jobb oldalt választottam, hátul).

3. lépés: Vágó és hegesztő motor tartó

Az alumínium motortartót lézervágóval készítettem a fenti képen látható méretek szerint.

Fontos a tartó elhelyezése. A lehető legnagyobb mértékben le kell dönteni anélkül, hogy megérintené a táblát, és mivel nagy motorom van, a szög nem olyan nagy. Véletlenül ismerek egy hegesztőt, így először hegesztett egy kicsit, majd a helymeghatározás teszteléséhez egyik oldalról a másikra toltam a teherautókat, hogy megérintse -e a táblát.

Miután az egész táblám elkészült, csináltam egy próbautat, és a motor tartója elszabadult, ami megmagyarázza, miért fog a motorom sérültnek tűnni a következő fényképeken;) Ezt követően megkértem az ismerősömet, hogy hegesztje le teljesen.

4. lépés: A motor és a szíj felszerelése

Az M4*14 félkövér betűk közül 4 -et használva szerelje fel a motort a tartóra.

Ezt követően rögzíteni kell a 12 fogú motortárcsát a motortengelyen. Ügyeljen arra, hogy az apró félkövér a tengely lapos részén legyen!

Most vegye fel az egyik szíjat, és tegye a szíjtárcsa köré, vegye a kereket a fogaskerékkel, és forgassa addig, amíg az egész szíj a fogaskerék körül van.

Húzza meg az anyát a teherautóra, hogy a kereke ne essen le, és ennyi.

5. lépés: bekötési rajzok

Az elektronikai alkatrészeket a fenti diagramok szerint kötötték össze.

Az első a te elektronika teljes vázlata.

A második diagram az elektromos longboard rész összes csatlakozását mutatja, a 6s UBEC 12V -ra a következő diagramra megy. Ez az ábra a málna Pi által vezérelt fények és érzékelők áramkörét mutatja.

Amint azt valószínűleg már látta, a tft képernyőn van egy női fejléc, amely sok tűt foglal el. Tüskék, amelyekre szükségünk van a GPS -modullal folytatott soros kommunikációhoz. Így a vezetékeket a szükséges csapoknál forrasztottam (4-6. Ábra) egy női fejhez, amely a Pi-be csatlakozik.

6. lépés: A BMS csatlakoztatása

A kapcsolási rajzhoz a comsa42 intructable -jét használtam.

BMS (akkumulátorkezelő rendszer) mérlegtáblát használtam a lipo -k feltöltéséhez, hogy a házamba hagyhassam őket, és egy „okos töltővel” töltsem fel őket egy vízálló DC csatlakozón keresztül

Két kábelt forrasztottam a BMS töltőportjához, az egyik a P- (fekete) és a másik a P+ (piros). (Ezeknek a kábeleknek nem kell olyan vastagnak lenniük, mert csak 2 Amper lesz töltőcsatlakozó)

MEGJEGYZÉS: Kezdetben egyenáramú aljzatot használtam csavarokkal, de később kicseréltem a vízálló DC jackre a BOM -ból. Ne forrasztja még a dugót, különben problémája lesz, ha a házba szeretné helyezni.

A két akkumulátort sorba kötöttem a megvásárolt 'XT60 2 csomag soros dugóval' egyikével. Csatlakoztattam ezt a férfi fejlécet egy nőstényhez, és forrasztottam hozzá egy vastag piros -fekete vezetéket. A piros vezeték a B+, a BMS, a fekete a B-.

Ezután az akkumulátorok mérlegkábeleit. A megvásárolt egyensúlyi kábelek közül kettőt használtam, és az első akkumulátorhoz a piros mérlegvezetéket, a második akkumulátorhoz pedig az utolsó fekete vezetéket húztam ki mindkét oldalon. Nincs szükségünk ezekre, mert ezek megegyeznek a vastag akkumulátor vezetékekkel, amelyeket már csatlakoztatottunk. Ezután forrasztja a megfelelő sorrendben, mint az ábra.

MEGJEGYZÉS: Középen csatlakoztattam a földet a következő akkumulátor pozitívumaival, de ez nem igazán szükséges, mert a soros csatlakozó már ezt teszi.

7. lépés: Be/ki kapcsoló (hurokkulcs)

Ahelyett, hogy 60 dolláros szikramentes kapcsolót vásároltam volna, hurokkulcsot készítettem. Az elv egyszerű. Megszakítja az áramkört, és a tábla bekapcsolásához csatlakoztassa az XT90 szikramentes csatlakozóját, és az áramkör szikramentes.

Először egy vezetéket forrasztottam a dugaszoló dugaszhoz (2-4. Ábra), majd néhány 3,5 mm-es golyós csatlakozót a női XT90 csatlakozóhoz.

Az akkumulátorokhoz való csatlakoztatáshoz férfi XT60 csatlakozót használtam egy női XT60 csatlakozóhoz, de a piros vezeték megszakadt. Ezután a golyócsatlakozókat a végére forrasztottam, ahol kettévágtam a vezetéket, így a női XT90 fejlécet csatlakoztathatom ahelyett, hogy közvetlenül a kábelhez forrasztanám. Tehát csatlakoztassa és voila, a be/ki kapcsoló kész.

8. lépés: VESC, akkumulátor jelző és UBEC csatlakozó

Elkészítettem a saját „3-at 1 csatlakozóval párhuzamosan” úgy, hogy 3 XT60 fejlécet összeragasztottam (1. kép), és egy huzalt forrasztottam a fa pozitívhoz, és egy vezetéket a fa negatívokhoz (2-6. Ábra). Ezután egy férfi csatlakozót forrasztottam hozzá, és a csupasz kábeleket fekete szalaggal védtem. (7-9. kép)

VESC és visszajelző

Forrasztjon egy XT60 dugót a VESC tápkábelekhez és az akkumulátor százalékos/feszültségjelző kábeleihez.

uBEC

Húzza ki a 2 mérlegkábelt és a hüvelyes forrasztót egy XT60 dugóból. A hüvelycsatlakozók az uBEC (feszültségváltó) bemeneti oldalához csatlakoznak.

MEGJEGYZÉS: „Egy kicsit” rövidebbre vágtam a mérlegvezetékeket, de ez hiba volt, ezért hagyja érintetlenül őket;)

9. lépés: Motorérzékelő a Vesc -hez

Csatlakoztassa a lépcsőkábelek közül kettőt a motor érzékelőjének a VESC -hez való csatlakoztatásához. A motornak 5 csapja van, 2 a csarnokérzékelők áramellátásához (1 tű csarnok érzékelőnként).

Húzza ki a négy kábelt a 4 tűs oldalról, és vegyen egy extra vezetéket a második léptető kábelből, vágja őket egy kicsit rövidebbre, és forrasztjon néhány hüvelyes tűt a végére. Helyezze őket a megfelelő sorrendbe, mint a képeken

Használjon zsugorcsöveket és szalagot, hogy minden biztonságban legyen! Ha ez megtörtént, már csak a megfelelő sorrendben kell elhelyezni őket a VESC -től a motorig.

10. lépés: Tápegység Raspberry Pi

Szükségünk van egy 12V -5V átalakítóra, amely USB -n keresztül táplálja a málna pi -t, ezért azonnal gondoltam egy autós töltőt. Ez olcsó és praktikus megoldás.

MEGJEGYZÉS: Mielőtt kinyitnánk, győződjön meg arról, hogy megjegyzi, melyik az a port, amely 2.1 Amper -t képes leadni, mert a Pi -nek szüksége van rá.

Tehát távolítsa el a matricát, és csavarja le az autós töltő tetejét, majd lazítsa meg az alján lévő csapot. Ezt követően könnyen kinyílik, forrasztja ki a rugót (+12 V) és a fém ívelt tárgyat (GND), és cserélje ki kettővel a kiegyenlítő vezetékek közül (forrasztja a hüvelyi oldalt a NYÁK -ba).

Amikor ez megtörtént, ellenőriztem, hogy minden rendben van -e, csatlakoztatva egy DC aljzatot a vezetékekhez, és csatlakoztassa a LED -es tápegységhez, és megmértem az USB kimeneti feszültséget (a két külső +5V és GND).

Ha minden rendben van, elrejtheti a csupasz fémrészeket néhány zsugorcsővel és szalaggal.

MEGJEGYZÉS: Ellenőrizze a töltő polaritását, mert az eltérő lehet.

11. lépés: A Pi, a fények és a GPS bekötése

Most a fények áramellátása.

12 V -ot kapunk az uBEC -től, és erre van szükségünk az első lámpákhoz, a hátsó lámpához és az autós töltőhöz. A málna pi nem tud elegendő áramot és feszültséget szállítani a LED -ek táplálására, ezért tranzisztorokat kell használnunk. A 12 V -ot tápellátásként használják, a málna pi pedig be- és kikapcsolja őket az NPN tranzisztor bázisának vezérlésével (2N222: 2. kép), így forrasztjuk fel egy prototípus -táblára.

Először is a hátsó lámpa a longboard hátsó része, és a málna pi elöl lesz, így a kábelt meg kell hosszabbítani (3-5. Ábra). A hátsó lámpa 3 vezetékes. Fekete (negatív), sárga (futó/hátsó lámpa), piros (fék/féklámpa). De mivel csak nagyon kicsi a különbség a fék és a menetfény között, úgy döntök, hogy a piros vezetéket használom, és hagyom a sárgát. Helyezzen egy hosszú hüvelyhuzalt a hátsó lámpa mellékelt fémébe, és hajlítsa össze, amíg a huzal már nem tud kilazulni. Tegye ezt a fekete és a piros vezetékhez.

A hátsó lámpákhoz párhuzamosan forrasztja őket. Ezután a prototípus -tábla. Forrasztja a két mérlegvezeték hüvelyes végét a laphoz hu rézhuzal segítségével a 12V -ot az egész táblára. Ezután adja hozzá a tranzisztorokat, egyet az első és a hátsó lámpákhoz. Kollektor -> 12V, emitter -> GND hu az alapot egy ellenálláshoz, majd egy hüvelyes végű huzalhoz, amely illeszkedik a málna pi GPIO csapokhoz (20 és 21 érintkező). Az autós töltő 12V -os tápfeszültségű lehet, majd tegyen egy USB -kábelt a megfelelő USB -bemenetbe, és tegye a mikro -USB -csatlakozót a málna pi -be.

GPS kapcsolatok:

PI GPS

3.3V -> Vin

GND -> GND

RX -> TX

TX -> RX

MEGJEGYZÉS: Csak a tranzisztorból származó 2 alaptűnek van szüksége külső ellenállásra az áram korlátozásához. A lámpáknak ezekre nincs szükségük, mert a LED -ekbe vannak beépítve.

12. lépés: Ház

Az összetartozó részeket műanyag fóliába csomagoltam, hogy megbizonyosodjak arról, hogy az összes huzal rögzítve van, és könnyebb utána az i -t a házba helyezni. Az összes alkatrészt a feltalálóban terveztem, és kinyomtattam a 3D nyomtatómmal. Minden feltaláló (.ipt) fájl és nyomtató/szeletelő fájl (.stl) rendelkezésre áll. A formatervezések nagyon alapvetőek.

Hátoldal (elektromos longboard alkatrészek)

Helyezze be az akkumulátor jelzőjét és az XT90 dugót, majd helyezze a műanyag dobozt. Miután a ház beragadt, forró ragasztóval rögzítettem az XT90 dugót, hogy a kapcsoló be- és kihúzásakor is beragadjon. Hozzáadtam egy csavart is a ház belsejében, közvetlenül a fal mellett, ahol az XT90 dugó van rögzítve, így a fal nem nyomható be a hurokkulcs behelyezésekor.

A gps modul antennája hosszú, nagyon hosszú. Így a két végét a dobozon kívül tartottam, és a huzalt a tok ezen részébe hajtogattam.

MEGJEGYZÉS: Használjon kis csavarokat, amelyek nem hosszabbak, mint a longboard vastag!

Miután ez jó volt, lecseréltem a teszt DC aljzatot egy vízállóra. Forrasztottam néhány vezetéket női golyós csatlakozókkal a vezetékekhez, és a hüvely golyócsatlakozókat a BMS táblához rögzített vezetékekhez. Még egyszer: a vezetékeknek nem kell olyan vastagnak lenniük, mert a töltő csak 2 amper körül képes leadni. Ezenkívül könnyebb lesz csatlakoztatni a tokot néhány kisebb vezetékkel…

Elülső oldal (málna pi GPS -el és lámpákkal)

Csúsztassa a képernyőt a tok hátuljába. Helyezze a kábeleket a házba, és csavarja le. Érdemes fóliát vagy valamit tenni az antenna és a málna Pi közé, mert nagyon mágneses volt, és a számítógépek nem mindig szeretik ezt.

MEGJEGYZÉS: Legyen óvatos, amikor a tft képernyőt a házba csúsztatja, hogy ne károsítsa az érintést vezérlő kábeleket. Velem történt…

13. lépés: Alapbeállítás Pi

Először is szükségünk van egy SD kártyára a Raspbian segítségével. A raspbian letölthető innen. A letöltés után telepíthetjük a raspbian -t az SD -kártyára. A szoftvert Win32Discmanager vagy etcher segítségével telepítheti számítógépére.

Ha telepítve van, hozzá kell adnia az 'ssh' nevű fájlt kiterjesztés nélkül, hogy engedélyezze az SSH -t a pi -n. Ha ez megtörtént, elindíthatja a málnát, és hozzáadhatja a hálózatához.

A pi -nek nem lesz kapcsolata a hálózatával, ezért APIPA -címet kell beállítania, ez az IP -cím, amely a pi -nek lesz, ha nincs kapcsolata a hálózattal. Nyissa meg a „cmdline.txt” fájlt az SD -kártyán, és adjon hozzá egy APIPI -címet. Például: 'ip = 169.254.10.5'.

MEGJEGYZÉS: Győződjön meg arról, hogy minden egy vonalon áll, különben nem fog működni!

Helyezze az SD -t a PI -be, adjon hozzá egy hálózati kábelt a pi -ből a számítógéphez, majd csatlakoztassa a tápellátást.

Ezt követően használhatja a Putty -t, vagy ha Mac -et használ, akkor csak a terminál használatával hozzon létre SSH -kapcsolatot.

ssh [email protected]

Vezeték nélküli kapcsolat hozzáadása:

Ha új hálózatot szeretne hozzáadni a pi -hez, írja be ezt a parancsot:

echo ENTER_ YOUR_PASSWORD | wpa_passphrase ENTER_YOUR_SSID >>

/etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf

Az újraindítás után meg kell találnia az IP -címét az útválasztón, és csatlakoznia kell a pi -hez az ssh -n keresztül ezzel az IP -címmel.

ssh pi@IP_FROM_PI

Az ip megtalálása mindig bosszantó, ezért állítsunk be egy gazdagépnevet, hogy ezt használhassuk (ehhez bonjour telepítés szükséges a windown PC -n).

sudo raspi-config nonint do_hostname CHOOSE_A_HOSTNAME

MEGJEGYZÉS: A gazdagépnév jövőbeni használatához u írja be az SSH -szabályt így:

ssh USER@YOUR_HOSTNAME.local

Biztosnak kell lennünk abban, hogy a pi rendszere és csomagjai naprakészek:

Írja be a következő parancsot annak megértéséhez:

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

14. lépés: Helyezze a projektet a Pi -re

Új felhasználó

Létrehoztam egy új felhasználói „longboardot” ehhez a projekthez:

Ehhez a gyökerekhez kell mennünk

sudo -i

Adduser longboard Új jelszó:> l0ngb0@rd Teljes név:> elektromos longboard

A többit üresen hagyhatja. Következőként meg kell adnunk a „longboard” felhasználónak a sudo jogait

adduser longboard sudo

Ezt követően visszatérünk a longboard felhasználónkhoz

su longboard

Csomagok

Néhány csomag telepítése a projekthez. Csomagok a weboldal adatbázis tárolásához

python3 -m pip install -felhasználó -frissítés pip == 9.0.3

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

Csatlakozó adatbázis, csomagok weboldal és könyvtárak vagy GPS/tijdzone detectie

python -m pip install mysql-connector-python argon2-cffi Flask Flask-HTTPAuth Flask-MySQL mysql-connector-python passlib argon2 libgeos-dev pytz tzwhere

Adatbázis beállítása

Ellenőrizze a mysql állapotát

sudo systemctl állapot mysql

Ha beírja ezt a parancsot, láthatja, hogy a MySQL csak a 127.0.0.1 -> hálózatról nem érhető el, csak helyi (csak pi -n) hallgat.

ss -lt | grep mysql

Indítsa el az ügyfelet roo -ként

sudo mysql

Felhasználók létrehozása:

FELHASZNÁLÓ LÉTREHOZÁSA 'project-admin'@'localhost' AZONOSÍTJA: '@min_l0ngb0@rd';

FELHASZNÁLÓ LÉTREHOZÁSA 'project-longboard'@'localhost' AZONOSÍTJA: 'l0ngb0@rd';

Adatbázis létrehozása és jogosultságok beállítása:

ADATBÁZIS LÉTREHOZÁSA longboard_db;

ÖSSZESÍTJEN MINDEN PRIVILEGÉT A longboard_db.* -On a 'project-admin'@'localhost' -hoz GRANT OPCIÓVAL; > GRANT SELECT, INSERT, UPDATE, DELETE ON longboard_db.* TO 'project-longboard'@'localhost'; > FLUSH PRIVILEGES;

Futtassa az SQL parancsfájlt a táblázatok létrehozásához, és alapértelmezett felhasználót is létrehoz a webhelyhez:

(felhasználónév: longboard, jelszó: teszt):

source / home / logboard / longboard / longboard_db.sql;

kilépés

A fájl futtatásának tesztelése:

echo 'táblázatok megjelenítése;' | mysql longboard_db -t -u project -admin -p

Hozzon létre egy "longboard" könyvtárat, és klónozza a projektemet a githubból

mkdir longboard && cd longboard

git klón

Ha ugyanazt a könyvtárnevet és felhasználót használta, mint én, akkor nem szabad módosítani a conf könyvtár fájljait.

Ha nem, akkor módosítania kell a fájlokat (> sudo nano conf/filename.extension)

Ha az útvonalak helyesek, át kell másolnia a fájlokat a rendszerkönyvtárba. Vannak fa szolgáltatások.

• Az egyik a localhost kioszk webhelyéhez.
• Az egyik a gps modulhoz adatbázis -kapcsolattal
• Az egyik a hálózaton elérhető webhelyhez

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

sudo systemctl daemon-reload> sudo systemctl start project1-*> sudo systemctl állapot project1-*

Ha minden rendben van, engedélyeznie kell őket, hogy automatikusan elinduljanak, amikor a pi elindul:

(Ha az előző lépés sikertelen, akkor ellenőrizze a konfigurációs fájlok elérési útjait)

sudo systemctl engedélyezze a projekt1-*

Az nginx szolgáltatás konfigurálása:

• másolja a conf/nginx fájlt a „sites-available” fájlba (és adjon jobb nevet)
• távolítsa el az alapértelmezett konfiguráció linkjét
• link az új config/nginx -hez
• indítsa újra a módosításokat

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 restart nginx.service

Ellenőrizze, hogy az nginx túlélte -e:

sudo systemctl állapot nginx.szolgáltatás

Ha ez megtörtént, rendelkeznie kell egy webszerverrel a pi -jének IP -jén a hálózatán, és rendelkeznie kell a localhost webhelyével az offline munkamenet indításához és leállításához.

15. lépés: A kioszk mód beállítása Raspberry Pi

Csomagok telepítése

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

Adja meg a pi felhasználó automatikus indítási fájlját:

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

Meg kell jegyeznie a meglévő szabályt (tegyen egy # -et a sor elé):

#@xscreensaver -no -splash

Ezután adja hozzá ezeket a sorokat a képernyővédő sorához

@xset kikapcsolva

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

Nyomja meg a ctrl-O, majd a ctrl-X billentyűt a fájl kiírásához és kilépéséhez, majd írja be:

sudo raspi-config

Innen navigáljon le a boot_behaviour elemre, és módosítsa ezt a beállítást asztali módban való indításra, és alapértelmezés szerint jelentkezzen be pi felhasználóként.

MEGJEGYZÉS: A kioszk módból való kilépéshez gépeljen be

sudo killall chromium-böngésző.

Ezzel bezárja az összes chromium böngészőpéldányt.

16. lépés: Hogyan működik?

Amikor a pi elindul, látni fogja az ip címet a tft képernyőn, valamint a tábla összes felhasználójának listáját.

Ezen a képernyőn offline kezdhet munkamenetet. A lámpákat is szabályozhatja. Ha beírja az ip címet a böngészőbe, akkor megjelenik a bejelentkezési képernyő. Be tud jelentkezni az alapértelmezett felhasználói táblával (jelszó: teszt). vagy létrehozhat egy új fiókot. Ha elkészült, megjelenik az irányítópult. Itt láthatja az útvonalat és a teljes távolságot, az utazási időt. Ha a lap longboardjára lép, láthatja a tábla aktuális helyét, átkapcsolhatja a fényeket, és megkezdheti a munkamenet rögzítését. Miután rákattintott a „munkamenet indítása” gombra, a PI folyamatosan meghatározza a helyet, és elmenti az adatbázisba, amíg meg nem nyomja a „munkamenet leállítása” gombot. Ha a GPS nem rendelkezik javítással, a munkamenet nem indítható el, a képernyő tetején figyelmeztetést kap. A munkamenetek megjelennek a Google térképen.

Második hely a Make it Move versenyben