Raspberry Pi krmiljeno škarjasto dvigalo: 17 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:05

Zakaj škarjasto dvigalo? Zakaj ne! To je kul in zabaven projekt za gradnjo. Pravi razlog zame je dvig kamer v mojem projektu Great Mojave Rover. Želim, da se kamere dvignejo nad roverjem in zajamejo slike okolice. Toda med vožnjo roverja sem moral spustiti kamere.

Najprej sem poskusil z robotsko roko, ki pa se je izkazala za pretežko in je odstranilo servomotorje. Ko sem bil zunaj in sem nekega dne videl nekaj, kar sem videl že več stokrat prej, škarjasto dvigalo. Tisto noč sem se odločil za oblikovanje škarjastega dvigala, ki bi z vijačnim pogonom, vijakom 5/16”x 5 1/2”, dvignil in spustil kamere. Bil sem presenečen nad tem, kako kul je bilo videti kamere, ki so se dvignile na nekaj čevljev (25 palcev) z nekaj več kot 4 palci potovanja, in videti, koliko teže bi dvignile. Kot stransko prednost uporablja le eno servo.

Ko bo to čudovito in čudovito škarjasto dvigalo delovalo, bo Raspberry Pi vklopil dvigalo in spuščanje dvigala LX-16A s kodo Python 3. Končna stikala bodo Pi sporočila, ko bo škarjasto dvigalo doseglo zgornji in spodnji del, kar bo servo signaliziralo, da se neha vrteti.

Moja naslednja dogodivščina za dvigalo je, da ga postavim zunaj za podaljšano sončno preskušanje. S pomočjo sončnih celic in 18650 baterij se bo škarjasto dvigalo dvignilo, fotografiralo in nato enkrat na uro spustilo. Ampak to je še en Instructable kasneje, ko mi to uspe. Po tem ga namestite na Rover.

Ta Instructable sem razdelil na tri glavne dele za pomoč pri gradnji in uglaševanju:

1. Osnova (2. - 7. korak)
2. Elektronika (8. - 12. korak)
3. Končna montaža škarij (koraki 13 - 16)

Upam, da boste uživali v moji prvi nepremagljivi in vaši škarjasti dvigalki.

Korak: Pridobite stvari, ki jih potrebujete

Za ta projekt boste potrebovali veliko stvari. Če ste podobni meni in uživate v 3D tiskanju in gradnji, boste morda že imeli večino tega. Preverite McMaster-Carr, če so vijaki tam veliko cenejši, ko jih kupite za sto. Komplete lahko naročite tudi pri Amazonu.

Potrebna orodja:

• 5,5 mm komplet ključev
• 2,5, 2,0 mm šestkotni gonilniki Vredno je imeti dober nabor teh.
• Vrtalnik s svedrom 1/8”Ta komplet svedrov imam.
• Grafitno mazivo
• Spajkalnik
• Spajkal sem mislil, da sem slab pri spajkanju, dokler nisem dobil dobrega spajkanja.
• Sander (najboljši brusilnik na svetu)
• 3D tiskalnik Imam XYZ Da Vinci Pro 1.0 in sem nad njim navdušen.

Mehanski deli:

• Vijaki iz legiranega jekla ali vijaki z gumbom: Ne pozabite naročiti več, kot potrebujete, ker moje štetje morda ni!

  (1) Gumbna glava M3 x 10 mm (dobite pri McMaster-Carrju) (2) Glava gumba M3 x 12 mm (dobite pri McMaster-Carru) (4) M3 x 10 mm (dobite pri McMaster-Carru) (6) M3 x 12 mm (dobite pri McMaster-Carru) (4) M3 x 16 mm (dobite pri McMaster-Carru) (34) M3 x 20 mm (dobite pri McMaster-Carru) (2) M3 x 25 mm gumbna glava (dobite pri McMaster-Carru) (8) M3 x 30 mm (dobite pri McMaster-Carru) (4) M3 x 45 mm (dobite pri McMaster-Carru) (30) najlonske matice M3 (dobite pri McMaster-Carru) (54) podložke M3 (dobite pri McMaster-Carru)

• (48) Ležaji 3x6x2mm Brez teh ležajev bodo delovali, vendar je zaradi tega lepši.
• (1) Ležaji 8x22x7mm Lahko jih tudi ukradete iz vrtalnika
• Tiskani deli v 3D lahko prenesete iz delov Thingverse (2) Mere 20 mm x 20 mm x 190 mm (1) Omejevalniki (1) Vijačni nosilec motorja (1) Vodila za platforme (1) Platforma (1) Zadnji vijak (1) Drsnik (1)) Notranje spodnje škarje (4) Notranje škarje (1 komplet) Zunanje škarje (1) Sprednji nosilec za servo (1) Zadnji nosilec za servo (1 komplet) Distančniki
• (2) 5/16 "matica (Home Depot)
• (1) Vijak 5/16 "x 5 - 1/2" (Home Depot) Po želji lahko uporabite tudi navojno palico 5/16 ".

Električno:

• Raspberry Pi, uporabljam 3 model B+, vsaka različica Pi bo delovala To je lep komplet.
• (1) Serijski avtobus Lewansoul LX-16a, mojega sem dobil za manj kot 20,00 USD ea. (za to boste morali poiskati Amazon ali Banggood, povezava se nenehno spreminja)
• (1) Lewansoul odbor za odpravljanje napak pri serijskih vodilih.
• (1) Kovinski servo rog
• (2) Omejitvena stikala
• Silikonske žice Te so odlične, lahko jih slečete z nohti (če si ne grizite nohtov)
• Baterije za napajanje Servo, uporabljam 4 AA NiMh baterije iz Ikee.

Potrošni material:

• Q-Nasveti
• Krpa iz mikrovlaken
• Trakovi (upam, da ne)

2. korak: Osnova

To je veliko lažje zgraditi po fazah, začnimo z osnovo. Nato se premaknemo na elektroniko in končno sestavimo škarje. Tiskano je v različnih barvah, ker sem uporabil PLA in PETG, ki sem jih imel.

Če tega niste storili, natisnite svoje dele. Tiskalnik je potreboval nekaj dni, da je dokončal tiskanje vseh delov.

Deli lahko najdete tukaj:

Pomembni varnostni nasveti (Orginal Ghostbusters reference, Google it)

• Vzemite si čas in ne norite s pretiranim privijanjem vijakov M3, plastični trakovi so enostavni. Če odstranite luknjo, boste morda morali del ponovno natisniti ali uporabiti nekaj gorilnega lepila (rjave barve) in notranjost luknje rahlo premazati z zobotrebcem in jo pred uporabo pustiti, da se popolnoma posuši.
• Podložke postavite na "lepo stran" navzgor, izgleda bolje.
• Vzemite si čas ali ga boste morda morali natisniti znova.
• Natisnite škarjaste dele zadnje, saj je zadnji del za izdelavo.

Tukaj smo.

A. Začnite tiskati vse dele (glejte seznam delov).

B. Del gladko pobrusite, pri tem pa obrezujte čvrste stvari.

3. korak: Namestitev končnega stikala

A. Upognite skupni kabel (tisti, ki je že upognjen na strani stikala), tako da leži poravnan in spajka žico na končno stikalo. Če pozabite na ta korak, ni dovolj prostora za namestitev servomotorja.

Opomba: To je edino spajkanje, ki ga boste morali narediti v tem delu gradnje.

B. Izvrtajte (4) 1/8”luknje na servo nosilcu, glejte vijolične puščice na zgornji fotografiji. Vrtanje omogoča, da vijaki prosto preidejo in pozneje pritrdite servo nosilec na tirnice.

C. Nazadnje pritrdite končno stikalo, kot je prikazano, na servo nosilec z (2) vijakoma M3 x 16 mm.

4. korak: Spustite vijačni nosilec motorja

A. Vrtajte skozi (5) 1/8 luknje v spodnjem vijaku motorja, glejte vijolične puščice na zgornji fotografiji.

B. Nato pritrdite spodnji motorni vijačni nosilec na kovinski servo rog z uporabo (4) vijakov z glavo M3 x 12 mm.

C. Na koncu pritrdite spodnji vijak motorja na servo z vijakom (1) M3 x 10 mm.

5. korak: Namestite servo in vijak

A. Izvrtajte (4) 1/8 luknje na zadnjem servo nosilcu, kot je prikazano na zgornji fotografiji, kjer označujejo vijolične puščice.

B. Izvrtajte (2) 1/8 luknje v vijačnem nosilcu, kjer to označujejo vijolične puščice na zgornji fotografiji. Opomba: Vaše so lahko nekoliko krajše, odvisno od različice, ki ste jo natisnili.

C. Servo namestite na servo nosilec. Morda boste morali to malo obrezati, da se dobro prilega. Malo bo ohlapno. Nato z (4) vijaki in podložkami M3 x 45 mm pritrdite zadnji servo pogon na sprednji nosilec za servo. Servo se bo zibal ob strani, ne pa naprej in nazaj.

D. V zgornji nosilec vijaka vstavite vijak 5/16 "x 5 - 1/2"; mora se tesno prilegati. Morda boste morali malo obrezati odprtino, da se prilega.

E. Z (2) vijakoma in podložkami M3 x 16 mm povežite dve polovici vijačnih nosilcev.

F. Vaš sklop bi moral izgledati kot zadnja fotografija.

Korak 6: Drsni in zadnji sklop

Zdaj je čas za pritrditev drsnika in zadnjega vijaka.

A. (2) Vijake 5/16 vstavite v drsnike. Vijaki bi morali imeti malo prostora naprej in nazaj. Brez igranja se bo vijak med gibanjem vezal.

B. Nekaj centimetrov privijte drsnik na vijak 5/16.

C. Izvrtajte (4) 1/8 luknje v pokrovčku ležaja zadnjega vijaka, kot je prikazano z vijoličnimi puščicami na fotografiji.

D. Ležaj 8 mm x 22 mm x 7 mm vstavite v nosilec za zadnji vijak in pritrdite pokrov ležaja s (4) vijaki in podložkami M3 x 12 mm.

E. Pritrdite (1) končno stikalo z (2) vijakoma M3 x 16 mm

F. Vijak 5/16 potisnite v ležaj. Opomba: Tu bo veliko prostora. Če želite zmanjšati prostor, boste morali uporabiti kos električnega traku ali toplotno skrčljivo cev. Izmerite potrebno količino v naslednji korak.

7. korak: Dokončanje spodnjega sklopa

Zdaj, ko ste motorni sklop končali, je čas, da ga pritrdite na tirnice. Tirnice so del projekta The Great Mojave Rover Project in se morda zdijo pretirane. Načrtujem vključitev škarjastega dvigala v rover in zasnova tirnice mi to omogoča pozneje.

A. Eno stran vsake tirnice pobrusite gladko. Šopka vam ni treba brusiti, dovolj je, da izbokline poravnate.

B. Najprej privijte nosilec zadnjega vijaka s (4) vijaki in podložkami M3 x 30 mm. To bi moralo poravnati na koncu tirnic.

C. Vstavite vijak 5/16 v ležaj, pri čemer servo nosilec v 4. luknji (pustite 3 prazne luknje) merite, kamor želite, da gre trak ali toplotno krčenje. Pritrdite trak ali toplotno krčenje in znova namestite sklop.

D. Servo sklop privijte na tirnice pri 4. luknji (pustite 3 prazne) z uporabo (4) vijakov in podložk M3 x 30 mm. Upoštevajte, da je vaš servo nosilec morda nekoliko drugačen, preoblikoval sem ga za daljši 5/16 vijak. Še vedno pustite 3 luknje prazne.

Zdaj bi morali imeti motoriziran sklop pripravljen za pritrditev vijakov končnega stikala in vaš Raspberry Pi premakne drsnik naprej in nazaj.

8. korak: Nastavitve končnih stikal

Dva nastavitelja končnih stikal bosta aktivirala stikala, kjer želite, da se drsnik ustavi. Za odmik boste želeli uporabiti vijake z gumbno glavo na dveh mestih, kjer pritrdilni vijak poteka zgoraj. Prav tako sta oba tiskalniška dela za nastavitev končnega stikala enaka.

A. Drill (2) 1/8 izvrtane luknje v vsakem zaklepu za končna stikala.

B. V zatiče vstavite vijake z gumbno glavo.

C. Vstavite omejevalni vijak v vsako sklopko, (1) M3 x 20 mm, drugi je (1) M3 x 40 mm.

D. Na drsnik pritrdite ključavnice za končna stikala. Uporabite daljši vijak (40 mm) na servo strani.

Opomba: Zaporne matice sem pritrdil na daljši zaklep, ker sem odstranil luknjo.

9. korak: Povežite Pi

Programska oprema za to je enostavna, preprosto dvigne in spusti dvigalo. Kodo lahko uredite, da naredite karkoli želite, zabavajte se.

Predvidevam, da že veste, kako naložiti OS na svoj Raspberry Pi in kako napisati preprost program Python 3, bi bil primer Hello World v redu.

Tukaj je dober začetek, vendar obstaja veliko virov za začetek.

• Nastavitev vašega Pi.
• Izvajanje prvega programa Pyhon.

10. korak: Ožičenje spodnjega sklopa

Za majhen projekt, kot je ta, raje uporabim ploščo Pimoroni Pico HAT Hacker nad ploščo. Uporabite lahko karkoli, vendar mi je všeč ta majhna naprava. Spajal sem na 40 -polne ženske glave na obeh straneh HAT -a, kar mi omogoča uporabo na obeh straneh (glej drugo fotografijo).

Opozorilo: Med tem, ko je Pi vklopljen, sem razstrelil nekaj Raspberry Pis. Prepričajte se, da je rdeča oznaka +, črna pa brušena ali -, plošča za odpravljanje napak Servo nima vgrajene zaščite.

A. Priključite črno žico na običajne povezave na vsakem stikalu in ozemljitev na Pi. (Pin 6)

B. Zeleno žico priključite na spodnje mejno stikalo (glejte 1. fotografijo) in nato na GPIO 23 (pin 16)

C. Rumeno žico priključite na zgornje mejno stikalo (glejte 1. fotografijo) in nato na GPIO 22 (pin 15)

D. Priključite ploščo Servo Debug na vrata USB na Pi.

E. Servo povežite s ploščo za odpravljanje napak Servo s kablom, priloženim servomotorju LX-16A

F. Priključite napajanje na ploščo za odpravljanje napak Servo. Ne uporabljajte Pi za napajanje servo plošče, uporabite zunanji vir baterije. Uporabil sem 4 baterije AA.

11. korak: Nalaganje in zagon programa Python

Ponovno domnevam, da veste, kako zagnati terminal in kako zagnati program Python3.

A. Zaženite terminal

B. Klonirati moramo nekaj knjižnic iz GitHub -a. Prva je PyLX16A Ethana Lipsona, druga je koda Scissor Lift iz GitHub BIMThoughts

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

Zgornji ukaz naredi naslednje:

cd spremeni imenik v domači imenik

git clone prenese kodne datoteke iz GitHub -a v mapo z imenom skladišča.

cd ScissorLift spremeni mapo v kodo ScissorLift

cp../PyLX-16A/lx16a.py. kopira knjižnico, potrebno za servo ukaze.

C. Vaš Pi mora biti priključen na sklop motorja, plošča za odpravljanje napak pa na USB in servo.

D. za zagon preskusa stikala vnesite naslednje.

cd

cd ScissorLift python3 SwitchTest.py

Program bo začel govoriti "gre navzdol".

Stikalo vključite dlje od servomotorja in program se bo odzval z "gre gor". Zdaj vklopite stikalo, ki je najbližje servo, in program se bo ustavil.

Odpravljanje težav:

Če to ne uspe, dvakrat preverite ožičenje, naredil sem napako, ko sem rumeno žico prvič spajal na napačno povezavo stikala in bi se po vklopu prvega stikala ustavila.

Korak: Preskus motorja

Zdaj, ko stikala delujejo, je čas, da preizkusite sklop motorja.

Kodo ste že prenesli. Začnimo.

A. Prepričajte se, da je vaš servo priključen na ploščo za odpravljanje napak, vsak vtič bo deloval, dokler se lepo prilega.

B. Iz terminala vnesite naslednje:

cdcd ScissorLift python3 MotorTest.py

Vaš drsnik se bo začel premikati in ko bo najprej proti servo, potem ko se končno stikalo vklopi, bo potoval v drugo smer in se ustavil, ko pride do drugega končnega stikala.

Če slišite, da se začne vezati, odklopite servo iz plošče za odpravljanje napak in pritisnite ctrl-c, da ustavite program in ugotovite, zakaj je vezan.

Odpravljanje težav:

Vezava na sredini diapozitiva:

a. Matice se v drsniku ne premikajo prosto.

b. Vijačni nosilec ni centriran.

c. Ležaj ni prost.

Vezanje na koncu drsnika je posledica stikov, ki so napačno povezana, ali pa je treba vijake za nastavitev nastaviti.

d. Servo se po pritisku ctrl-c še naprej premika, odklopite servo žico na ploščo za odpravljanje napak. To bo ponastavilo servo.

13. korak: Montaža škarij

Zdaj končno pridemo do točke, ko lahko sestavimo škarje. Obstajajo trije glavni sestavni deli škarij.

1. Zunanja škarja (prva fotografija, videti je kot modra palica za popsicle)
2. Notranja škarja (druga siva fotografija)
3. Notranje dno škarje (druga fotografija modra)

Razlika med škarjastim notranjim in notranjim spodnjim robom škarj je v namestitvi ležajev, kot je prikazano na desni strani fotografije. Oglejte si video, kjer je lažje razložiti.

A. Ležaje vstavite v vsak kos škarje. Morda boste morali uporabiti vijak, podložko in matico, da pritisnete podložko v reži. Če režo razbijete, jo lahko popravite z lepilom.

B. Z grafitnim mazivom in bombažno palčko premažite nenosljive stranice škarij.

C. Z vijakom M3 x 20 mm, podložko in zaporno matico. Začnite z notranjim dnom, povežite zunanjo škarjo s srednjimi povezavami. (glej fotografijo)

D. Priključite drugo zunanjo škarjo na konec spodnje škarje, kjer je ležaj na notranji strani. Nato na sredino priključite drugo notranjo škarjo.

E. Še naprej pritrjujte notranje in zunanje škarje, dokler jim ne zmanjka škarij.

14. korak: pritrditev škarij na podlago

S pomočjo (2) M3 x 20 mm s (2) podložkami in 3D -tiskanimi prostori priključite škarjast sklop na servo nosilec podstavka.

S pomočjo (2) M3 x 12 mm priključite škarjast sklop na drsnik.

Razen platforme imate delujočo škarjasto dvigalo.

Korak 15: Preizkus teka s škarjami

Priključite škarjasto dvigalo nazaj na Raspberry Pi, če tega niste storili.

A. S terminala na vašem Raspberry Pi znova zaženite MotorTest.py in si oglejte, kako vaše škarjasto dvigalo deluje.

Bodite pozorni na:

• Vsaka vezava
• Odstranitev mejnih vijakov
• Če se poveže ali se kaj zgodi, najprej izključite servo iz plošče za odpravljanje napak.

Korak 16: Pritrditev platforme

Upajmo, da ste do sedaj ugotovili, kako postaviti platformo.

A. Ugotovite, če želite, kakšen konec želite platformo.

B. Pritrdite tirnice platforme na zunanjo stran vrha škarij. Na strani, kjer potrebujete distančnik, potrebujete vijak M3 x 25 mm in 2 podložki. Na drugi strani uporabite vijak M3 x 20 mm z 1 podložko in 1 protimatico.

C. Z vijaki in podložkami M3 x 12 mm pritrdite vrh platforme na tirnice.

17. korak: Hvala

Hvala, ker ste prišli tako daleč, upam, da imate delujočo škarjasto dvigalo, s katerim ne veste, kaj storiti, ali pa imate morda škarjasto dvigalo, za katero imate čudovito predstavo, kako ga uporabiti.

Kakorkoli, upam, da ste se imeli lepo in ste se kaj naučili.

Avtorica prvega mesta