Spajkalni mikroskop Raspberry Pi Zero HDMI / WiFi: 12 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:07

Spajkanje komponent SMD je včasih lahko izziv, še posebej, ko gre za stvari, kot so 0,4 -milimetrski TQFP čipi s 100 ali več zatiči. V takih primerih bi bil dostop do neke vrste povečave v veliko pomoč.

V poskusu reševanja tega vprašanja sem se odločil zgraditi lasten spajkalni mikroskop na osnovi Raspberry Pi Zero W in modula kamere. Mikroskop lahko pretaka videoposnetke v polni visoki ločljivosti neposredno na monitor HDMI brez zakasnitev, kar je kot nalašč za spajkanje. Toda tudi prek WiFi z zakasnitvijo manj kot pol sekunde, kar je precej dobro za pregled plošče.

Izbirno je mogoče z nekaj doplačilom narediti mikroskop tudi prenosnim, kar v kombinaciji s svojimi zmogljivostmi pretakanja videa WiFi odpira dodatno razsežnost možnih primerov uporabe.

Če imate slučajno 3D tiskalnik, si oglejte tudi neverjeten projekt RichW36 na Thingiverse za različico mikroskopa z uporabo 3D tiskanih delov!

Korak: Orodja in deli

Za izdelavo mikroskopa boste potrebovali naslednje dele:

1 x Raspberry Pi Zero W [10 €]

1 x modul kamere Raspberry Pi [8 €] - ga boste morali vdreti, če želite spremeniti njegovo goriščno razdaljo in omogočiti ostrenje na predmete, ki so zelo blizu nje. Ne vem, ali je enak postopek možen tudi z novim modulom kamere 8MP, zato priporočam, da namesto tega dobite izvirnega 5MP.

1 x kabel za kamero Raspberry Pi Zero [2 €] - Kot morda že veste, ima Raspberry Pi Zero manjši priključek za kamero kot druge plošče Raspberry Pi, zato boste za priključitev modula kamere nanj potrebovali tudi poseben adapter.

1 x plastični čeljustni mikrometer - cenejši kot ga najdete, bolje je, uporabil sem samo starega plastičnega analognega, ki sem ga imel naokoli.

1 x kos ravnila - širina ravnila mora biti manjša od dolžine premične čeljusti čeljusti. Kar zadeva dolžino, bi moralo biti okrog 10 do 15 cm.

1x aluminijasta projektna škatla [4 €] - Ta bo uporabljena kot osnova sklopa in mora biti izdelana iz kovine, zato bo tudi toplotno odporna. Razlog, zakaj je škatla potrebna, je, da lahko vanj vstavite utež, da boste med spajkanjem bolj stabilni.

1 x kabel HDMI in ženski mini HDMI vmesnik HDMI - če želite, lahko kupite tudi kable HDMI v mini HDMI, vendar sem že imel navadni kabel HDMI.

1 x napajalnik Micro USB - po mojih meritvah tok, ki ga porabi Pi, nikoli ne preseže 400 mA, tudi če hkrati pretakate 1080p video prek WiFi in HDMI. Torej bi moral zadostovati tudi 500 mA napajalnik. Če pa želite biti varen, priporočam, da si nabavite 1A, še posebej, če nameravate zgraditi prenosno različico, ki bo prav tako izgubila pretvornik za povečanje.

1 x kartica MicroSD [5 €] - Tudi kartica s 4 GB bo dovolj, samo poskrbite, da gre za visokokakovostni razred 10.

4 x vijaki in matice M2 [manj kot 1 €] - Lahko bi uporabili tudi vijake večjega premera. Večji kot je vijak, širša mora biti luknja in večja je nevarnost loma plastike.

1 x vroče lepilo [1 €]

Kabelske zadrge [manj kot 1 €] - Te bodo uporabljene za pritrditev Pi na gibljivi del čeljusti.

In naslednja orodja:

Pištola za vroče lepilo

Dremel - z diskom, ki lahko prereže plastiko, ter svedri za plastiko in aluminij v velikosti vijakov.

Klešče z dolgim ravnim nosom

Klešče za rezanje vijakov - Potrebovali boste način rezanja vijakov na ustrezni dolžini. Uporabil sem par klešč za rezanje vijakov, čeprav sem prepričan, da obstajajo tudi druga orodja, ki lahko opravijo delo.

Philips izvijač

Če želite, da je prenosni, boste morda potrebovali naslednje dodatne dele:

1 x LiPo baterija [8 €] - Zmogljivost bo odvisna od želene življenjske dobe baterije, učinkovitosti ojačevalnega pretvornika in povprečne porabe energije.

1 x LiPo polnilec baterij / 5V ojačevalni pretvornik [20 €] - Za ta projekt sem izbral PowerBoost 1000C iz Adafruit. Na eBayu so na voljo tudi veliko cenejše alternative, čeprav sem se odločil za to posebno zaradi lepe funkcije, o kateri bom govoril kasneje.

1 x 40-pinski dvojni moški zatič za glavo [manj kot 1 €]

1 x 40-polni ženski glavo z dvema vrstama [manj kot 1 €]

1 x 8-pinski moški zatič [manj kot 1 €]

1 x 8-pinski ženski zatič [manj kot 1 €]

1 x kos plošče za izdelavo prototipov [1 €] - Ker boste morali na obeh straneh plošče spajkati glave zatičev, priporočam, da vzamete dvostransko. Druga možnost je, da dobite prototipno ploščo, posebej zasnovano za Pi Zero, na primer to, pri MakerSpotu.

1 x 1K upori [manj kot 1 €]

1 x 10K upor [manj kot 1 €]

1 x BC547 [manj kot 1 €] - Vsak NPN tranzistor splošnega namena je primeren, to sem uporabil.

1 x DPST Momentary Switch [1 €] - V idealnem primeru želite stikalo DPST, tako da lahko Pi vklopite in izklopite z istim gumbom. Žal ga nisem imel v bližini, zato sem moral namesto tega uporabiti dve ločeni trenutni stikali SPST.

Kabelske zadrge [manj kot 1 €] - Za prenosno različico je potrebna še ena za pritrditev baterije na hrbtni strani prototipne plošče.

Spajkalna žica

In naslednja dodatna orodja:

Spajkalnik

Par rezalnikov žice

Skupni stroški neprenosne različice, brez napajanja, kabla HDMI in adapterja za mini HDMI, so bili okoli 30 €. Dodatni stroški za prenos so bili tudi okoli 30 €. Večina delov je bila kupljenih na eBayu.

2. korak: Priprava MicroSD kartice

Zapisovanje slike na kartico microSD

Kot osnovo za sistem sem se odločil, da grem z uradno podobo Raspbian Lite in nato namestim le tisto, kar sem potreboval. Za začetek najprej prenesite najnovejšo sliko Raspbian Lite s spletnega mesta raspberrypi.org in jo zapišite na kartico microSD.

Če uporabljate Linux, ga lahko po razpakiranju zapišete z naslednjim ukazom kot root:

dd if =/path/to/-raspbian-jessie-lite.img of =/dev/sdX bs = 4M

Kjer je X črka naprave, ki ustreza vaši kartici microSD, npr. c. Preden zaženete ukaz, se prepričajte, da na kartici microSD ni nameščenih particij. Če za odstranitev vsakega od njih uporabite naslednji ukaz, umount /dev /sdXY

Toda bodite tukaj zelo previdni, saj uporaba napačne črke namesto X lahko nepopravljivo poškoduje vaš sistem in vam pokvari dan. Preden zaženete ukaz dd, dvakrat preverite, ali črka, ki ste jo vnesli namesto X, res ustreza črki microSD.

Če uporabljate Windows, lahko po prenosu slike Raspbian Lite in razpakiranju uporabite Win32DiskImager, da jo zapišete na kartico microSD. Več informacij najdete v uradni dokumentaciji Raspberry Pi.

V sistemu MacOS je na voljo grafična aplikacija z imenom Etcher, ki jo lahko uporabite za zapisovanje slike na kartico microSD. Druga možnost je, da uporabite dd podobno kot Linux, vendar je postopek nekoliko drugačen. Za več informacij lahko znova preverite uradno dokumentacijo.

Konfiguriranje WiFi

Po zapisu slike na kartico microSD boste morali konfigurirati WiFi pred prvim zagonom in omogočiti tudi SSH.

Najprej morate v zagonski particiji kartice microSD ustvariti prazno datoteko z imenom SSH. Če uporabljate Windows, bo zagonska particija najverjetneje edina particija, ki bi jo lahko videli, saj Windows ne more domače brati ali pisati particij ext4. Če particije kartice microSD trenutno niso nameščene, samo odklopite in znova priključite kartico v računalnik.

Nato znova v zagonski particiji ustvarite datoteko z imenom wpa_supplicant.conf z brezžičnimi nastavitvami. Vsebina datoteke bi morala biti podobna tej, država =

omrežje = {ssid = psk = proto = RSN key_mgmt = WPA-PSK v paru = CCMP auth_alg = OPEN}

proto je lahko RSN za WPA2 ali WPA za WPA1.key_mgmt je lahko WPA-PSK ali WPA-EAP za omrežja podjetij. v nasprotnem primeru je lahko CCMP za WPA2 ali TKIP za WPA1.auth_alg bo verjetno OPEN, medtem ko je LEAP in SHARED so druge možnosti. Kar zadeva državo, ssid in psk, bi morale biti same po sebi razumljive.

To je to, zdaj samo odstranite kartico microSD iz računalnika in jo postavite na svoj Pi. Nato priključite svoj Pi na monitor HDMI, priključite modul kamere s posebnim trakovnim kablom in na koncu vklopite napajanje. Po nekaj sekundah bi se moral vaš Pi zagnati in samodejno povezati z vašim omrežjem WiFi. Na zaslonu bi morali videti tudi naslov IP, ki ga je dobil od strežnika DHCP vašega usmerjevalnika.

Posodobitev 6. 4. 2018:

Če se iz nekega razloga vaš Pi med zagonom ne more povezati z WiFi, poskusite namesto tega wpa_supplicant.conf, država =

ctrl_interface = DIR =/var/run/wpa_supplicant GROUP = netdev update_config = 1 network = {ssid = "" psk = ""}

Pred kratkim sem poskušal namestiti brez glave Pi Zero W z najnovejšo različico Raspbiana in mi ni uspelo, dokler nisem uporabil zgoraj navedenega wpa_supplicant.conf. Torej, če se tudi vam zdi, da imate isto težavo, bi to lahko pomagalo.

3. korak: Vzpostavite povezavo SSH

Če monitorja še niste priključili na svoj Pi in ne vidite, kateri naslov IP ima, ga lahko odkrijete na več načinov. Eden od načinov je preverjanje dnevnikov strežnika DHCP vašega usmerjevalnika. Vsak usmerjevalnik je drugačen, zato tega postopka ne bom opisoval.

V Linuxu je še en preprost način, da zaženete naslednji ukaz nmap kot root, nmap -sn x.x.x.x/y

Kjer je x.x.x.x naslov IP vašega zasebnega omrežja, npr. 192.168.1.0 in y je število enot (v binarni obliki) maske omrežja npr. za omrežno masko 255.255.255.0 jih je 24. Torej bi za to omrežje zagnali, nmap -sn 192.168.1.0/24

Primer izhoda za ta ukaz je naslednji, Začetek Nmap 6.47 (https://nmap.org) ob 2017-04-16 12:34 EEST

Poročilo o skeniranju Nmap za 192.168.1.1 Host je zvišan (zakasnitev 0,00044s). Naslov MAC: 12: 95: B9: 47: 25: 4B (Intracom S. A.) Poročilo o skeniranju Nmap za 192.168.1.2 Host up (zakasnitev 0,0076s). Naslov MAC: 1D: B8: 77: A2: 58: 1F (HTC) Poročilo o skeniranju Nmap za 192.168.1.4 Gostitelj je vzpostavljen (zakasnitev 0,00067s). Naslov MAC: 88: 27: F9: 43: 11: EF (Raspberry Pi Foundation) Poročilo o skeniranju Nmap za 192.168.1.180 Host up. Nmap dokončan: 256 naslovov IP (4 gostitelji navzgor) skenirano v 2,13 sekunde

Kot lahko vidite v mojem primeru ima Pi naslov 192.168.1.4.

Če uporabljate Windows, je na voljo tudi različica nmap, ki jo lahko poskusite, za kar lahko najdete več informacij tukaj. Ko pridobite naslov IP Pi, ga lahko SSH uporabite z naslednjim ukazom v Linuxu in MacOS -u, ssh pi@

Ali v sistemu Windows z uporabo PuTTY.

Privzeto geslo za uporabnika pi je malina.

4. korak: Konfiguriranje sistema

Splošna konfiguracija

Pri prvem zagonu je sistem skoraj popolnoma konfiguriran, zato morate najprej opraviti nekaj nalog.

Prva stvar, ki jo morate storiti, je, da spremenite privzeto geslo za uporabnika pi, passwd

Nato boste morali konfigurirati področne nastavitve. To lahko storite z naslednjim ukazom:

sudo dpkg-ponovno konfigurirajte področne nastavitve

Pojdite naprej in izberite vse področne nastavitve en_US z uporabo preslednice in vseh drugih področij, ki jih želite. Ko končate, pritisnite Enter. Nazadnje izberite privzeto področno nastavitev en_US. UTF-8 in pritisnite Enter.

Nato morate nastaviti časovni pas, sudo dpkg-ponovno konfigurirajte tzdata

Na tej točki je verjetno dobra ideja posodobiti sistem, sudo apt-get posodobitev

sudo apt-get upgrade sudo apt-get dist-upgrade

Nato morate z ukazom raspi-config omogočiti modul kamere, sudo raspi-config

V meniju izberite Možnosti vmesnika in nato možnost Kamera. Na vprašanje, ki zahteva, da omogočite kamero, odgovorite z da in nato izberite V redu. Na koncu izberite zaključek in odgovorite z da na vprašanje, ali želite zdaj znova zagnati Raspberry Pi. Po ponovnem zagonu se znova povežite s svojim Pi prek SSH na enak način kot prej.

Če želite preveriti, ali kamera deluje pravilno, zaženite naslednji ukaz:

raspivid -t 0

Video vir bi morali videti na monitorju HDMI, kadar koli ga želite ustaviti s pritiskom na Ctrl-C. Če želite, lahko slike obrnete navpično in/ali vodoravno tudi z zastavicama -vf in -hf.

Nastavitev statičnega naslova IP

Naslednja stvar, ki jo morate storiti, je, da nastavite statični naslov IP za svoj Pi. Če želite to narediti, z nano uredite svoj /etc/dhcpcd.conf, sudo nano /etc/dhcpcd.conf

in na koncu dodajte naslednje vrstice, vmesnik wlan0

static ip_address = statični usmerjevalniki = statični strežniki_imenske_domene =

V nastavitvi domain_name_servers lahko po želji dodate več imenskih strežnikov, razdeljenih s presledki, npr. lahko dodate tudi IP Googlovega DNS -ja, ki je 8.8.8.8 za uporabo kot rezervni strežnik. Pritisnite Ctrl-X za izhod, vnesite y in končno pritisnite Enter, da shranite spremembe.

Nato znova zaženite storitve dhcpcd in omrežne storitve tako, da zaženete naslednja dva ukaza:

sudo systemctl znova zaženite dhcpcd.service

sudo systemctl znova zaženite networking.service

Na tej točki naj bi seja SSH visela. Ne skrbite, čeprav je to pričakovano, saj ste pravkar spremenili IP Pi, samo znova se povežite z njim prek SSH, tokrat pa z dodeljenim IP.

5. korak: Namestitev GStreamerja

Obstaja več načinov za pretakanje videa iz Raspberry Pi po omrežju, toda tisti, ki zagotavlja najmanj zakasnitev, je uporaba GStreamerja. Če želite namestiti GStreamer, preprosto zaženite naslednje ukaze:

sudo apt-get posodobitev

sudo apt-get install gstreamer1.0-tools gstreamer1.0-plugins-dobro gstreamer1.0-plugins-bad

GStreamer ima kar nekaj odvisnosti, zato bo to trajalo nekaj časa. Ko je namestitev končana, lahko istočasno pretakate video vir kamere prek omrežja in HDMI z naslednjim ukazom:

raspivid -t 0 -w 1920 -h 1080 -fps 30 -b 2000000 -o -| gst-launch-1.0 -v fdsrc! h264parse! rtph264pay config-interval = 1 pt = 96! gdppay! tcpserversink gostitelj = vrata = 5000

To bo ustvarilo tok RTP na vratih 5000, ki ga lahko sprejme kateri koli stroj v vašem lokalnem omrežju z uporabo GStreamerja, gst-launch-1.0 -v tcpclientsrc gostitelj = vrata = 5000! gdpdepay! rtph264depay! avdec_h264! videokonvertiraj! autovideosink sync = false

Namestitev GStreamerja na kateri koli računalnik z distribucijo Linuxa, ki temelji na Debianu, poteka na enak način kot na Pi. Večina večjih distribucij, ki ne temeljijo na Debianu, bi morala imeti v svojih skladiščih tudi GStreamer.

GStreamer je na voljo tudi v sistemih Windows in MacOS, podrobne informacije o tem, kako ga namestiti, najdete tukaj in tukaj.

6. korak: Konfigurirajte pretakanje za samodejni zagon ob zagonu

Seveda lahko s prejšnjim ukazom kadar koli zaženete pretakanje, čeprav to zahteva prvo povezavo s Pi prek SSH, kar ni zelo priročno. Namesto tega morate ustvariti skript, ki se bo samodejno zagnal ob zagonu kot storitev in začel pretakanje.

Če želite to narediti, najprej ustvarite datoteko z nano, sudo nano /usr/local/bin/network-streaming.sh

in v notranjost prilepite naslednji dve vrstici, #!/bin/bash

raspivid -t 0 -w 1920 -h 1080 -fps 30 -vf -hf -b 2000000 -o -| gst-launch-1.0 -v fdsrc! h264parse! rtph264pay config-interval = 1 pt = 96! gdppay! tcpserversink gostitelj = vrata = 5000

Z zastavicama -vf in -hf se slika obrne navpično in vodoravno. Odvisno od usmerjenosti fotoaparata po namestitvi jih boste morda potrebovali ali pa tudi ne.

Pritisnite Ctrl-X za izhod, vnesite y in končno pritisnite Enter, da shranite spremembe. Nato naredite skript izvedljiv tako, da zaženete, sudo chmod +x /usr/local/bin/network-streaming.sh

Nato morate ustvariti sistemsko datoteko storitve, sudo nano /etc/systemd/system/network-streaming.service

In prilepite v naslednje vrstice, [Enota]

Opis = Network Video Streaming After = network-online.target Wants = network-online.target [Service] ExecStart =/usr/local/bin/network-streaming.sh StandardOutput = dnevnik+konzola Uporabnik = pi Restart = on-failure [Namesti] WantedBy = cilj za več uporabnikov

Shranite datoteko in zapustite nano ter za preizkus storitve zaženite naslednji ukaz, sudo systemctl zaženite network-streaming.service

Če vse deluje po pričakovanjih, lahko zaženete naslednji ukaz, da se storitev samodejno zažene ob zagonu, sudo systemctl omogoči omrežno pretakanje.service

Korak 7: Nastavite datotečni sistem samo za branje

Eden od velikih problemov kartic SD in pomnilnika flash na splošno je, da so zelo nagnjene k korupciji.

Najboljši način za boj proti temu je namestitev vseh particij kartice microSD kot samo za branje. To vam bo tudi omogočilo, da kadar koli želite izklopiti napajanje iz Pi, ne da bi morali sprožiti ustrezen izklop, kar je zelo uporabno zlasti za takšno aplikacijo.

Prva stvar, ki jo morate storiti, je odstraniti nekatere pakete z naslednjim ukazom:

sudo apt-get purge triggerhappy logrotate dphys-swapfile

Nato morate rsyslog zamenjati z demonom syslogd of busybox, ki bo omogočal shranjevanje sistemskih dnevnikov v pomnilniku, sudo apt-get install busybox-syslogd

sudo apt-get purge rsyslog

in teči, sudo apt-get samodejno odstrani

odstraniti vse pakete, ki niso več potrebni.

Po tem si boste lahko z ukazom logread kadar koli ogledali sistemske dnevnike.

Nato morate /etc/resolv.conf premakniti v /tmp, ki bo nameščen v pomnilniku, ker mora ostati zapisljiv.

sudo rm /etc/resolv.conf

sudo touch /tmp/resolv.conf sudo ln -s /tmp/resolv.conf /etc/resolv.conf

Druga datoteka, ki jo je treba zapisati, je/var/lib/systemd/random-seed, zato podobno, sudo rm/var/lib/systemd/random-seed

sudo touch/tmp/random-seed sudo chmod 600/tmp/random-seed sudo ln -s/tmp/random-seed/var/lib/systemd/random-seed

Ker datoteka naključnega semena običajno ni ustvarjena ob zagonu in je vsebina /tmp nestanovitna, jo boste morali spremeniti tako, da spremenite datoteko storitve v datoteki storitve systemd-random-seed. Torej z uporabo nano, sudo nano /lib/systemd/system/systemd-random-seed.service

in samo dodajte vrstico na koncu razdelka storitev, ExecStartPre =/bin/echo "">/tmp/random-seed

tako bo videti tako, [Storitev]

Type = oneshot RemainAfterExit = yes ExecStart =/lib/systemd/systemd-random-seed load ExecStop =/lib/systemd/systemd-random-seed save ExecStartPre =/bin/echo "">/tmp/random-seed

in teči, sudo systemctl daemon-reload

za ponovno nalaganje sistemskih datotek storitve.

Nato morate urediti datoteko /etc /fstab, sudo nano /etc /fstab

In dodajte možnost ro na particiji /dev /mmcblk0p1 in /dev /mmcblk0p2, da jih lahko namestite kot zagonske samo za branje. In dodajte še nekaj vrstic, da se /tmp, /var /log in /var /tmp namestijo v pomnilnik. Po teh spremembah bi morala biti vaša datoteka /etc /fstab podobna tej, proc /proc privzete nastavitve 0 0

/dev /mmcblk0p1 /boot vfat privzete nastavitve, ro 0 2 /dev /mmcblk0p2 /ext4 privzete nastavitve, noatime, ro 0 1 # a swapfile ni swap particija, tukaj ni vrstice # use dphys-swapfile swap [on | off] za to tmpfs /tmp tmpfs nosuid, nodev 0 0 tmpfs /var /log tmpfs nosuid, nodev 0 0 tmpfs /var /tmp tmpfs nosuid, nodev 0 0

Na koncu uredite datoteko cmdline.txt, sudo nano /boot/cmdline.txt

in na koncu vrstice dodajte možnosti fastboot noswap ro, da onemogočite preverjanje datotečnega sistema, onemogočite zamenjavo in prisilite datotečni sistem, da se namesti kot samo za branje. Potem bi moral biti vaš /boot/cmdline.txt podoben temu, dwc_otg.lpm_enable = 0 console = serial0, 115200 console = tty1 root =/dev/mmcblk0p2 rootfstype = ext4 dvigalo = rok fsck.repair = ja rootwait fastboot noswap ro

Na koncu znova zaženite sistem, da bodo spremembe začele veljati. Če je po ponovnem zagonu vse teklo po pričakovanjih, sudo touch /zagon /test

sudo touch /test

bi vam moral v obeh primerih prikazati napako »Datotečni sistem samo za branje«. Zdaj lahko kadar koli želite izklopiti napajanje iz svojega Pi, ne da bi tvegali, da bi se datotečni sistem na kartici microSD poškodoval.

Če morate iz nekega razloga koreninski datotečni sistem začasno brati in pisati, npr. za namestitev nekaterih paketov lahko to storite z naslednjim ukazom, sudo mount -o remount, rw /

Ko končate, zaženite naslednji ukaz, da bo znova samo za branje, sudo mount -o remount, ro /

Če želite posodobiti, namestite obe datoteki /boot in /kot read-write, ker posodobitve za jedro in vdelano programsko opremo pišejo tudi particijo /boot.

Na tem mestu smo s programskim delom končali, zato toplo priporočam, da izklopite Pi, odstranite microSD in naredite varnostno kopijo slike kartice microSD.

8. korak: Vdor v modul kamere

Da bi se modul kamere lahko osredotočil na predmete v neposredni bližini in vam omogočil povečavo, ga boste morali vdreti, da spremenite njegovo goriščno razdaljo.

Objektiv, pritrjen na senzor, je dejansko privit in pritrjen z zelo majhno količino lepila. Z uporabo par dolgih klešč z ravnim nosom lečo nežno obrnite naprej in nazaj, da se razpoči lepilna vez, nato pa lečo zelo previdno popolnoma odvijete.

Po tem lečo namestite nazaj na modul in jo rahlo privijte, da ne odpade, če ploščo obrnete na glavo. Nato priključite svoj Pi na monitor, če ga še niste, priključite na napajanje in si oglejte video tok.

Kar morate narediti, je, da prilagodite, koliko je objektiv privit na podlago, da bo fotoaparat lahko izostril predmete, oddaljene približno 10 cm od leče. Poskusite ne iti veliko nižje od tega, ker morate imeti relativno dobro delovno razdaljo, da lahko pod njim spajkate. Ne skrbite preveč, da bi bil popoln, vedno lahko natančno prilagodite, ko končate s sestavljanjem mikroskopa.

9. korak: Sestavljanje mikroskopa

Zdaj je čas za zabaven del, ki ni nič drugega kot sestavljanje mikroskopa.

Najprej boste morali za montažo narediti dve luknji s premerom vijakov na zgornji čeljusti čeljusti in dve na eni strani aluminijastega ohišja.

Nato morate odpreti režo ustrezne velikosti, da se prilega kosu ravnila. S tem si vzemite čas, kajti če greste prehitro, lahko razbijete plastiko ali naredite luknjo preveliko. Ko končate, vstavite ravnilo, da se prepričate, da se lepo prilega notranjosti.

Sedaj morate za rob ravnila narediti nekaj lukenj za namestitev modula kamere. Ko končate, privijte modul kamere in odrežite preostali del vijakov.

Nato namestite čeljust na stran aluminijastega ohišja z vijaki, ravnilo z modulom kamere prenesite skozi luknjo in ga pritrdite z vročim lepilom. Ne pozabite dodati vročega lepila na obeh straneh ter z vrha in dna.

Nazadnje pritrdite ploščo Raspberry Pi na premični del čeljusti z zadrgami, kot je prikazano na sliki, in priključite kabel kamere.

In to je bilo to, zdaj lahko preprosto nastavite ostrenje fotoaparata s premikanjem čeljusti navzgor in navzdol in če želite tudi natančno prilagoditi goriščno razdaljo objektiva, da dosežete optimalno delovno razdaljo za vas.

Če se želite tudi naučiti, kako ga narediti prenosnega, lahko nadaljujete z naslednjim korakom.

10. korak: Prenosljivost: programska oprema

PowerBoost 1000C ima zelo priročno majhno funkcijo. Ima vtikač za omogočanje, ki ob visokem vleku aktivira ojačevalni pretvornik in začne zagotavljati moč na izhodu, medtem ko se nizko potegne, se napajanje prekine.

Raspberry Pi ima tudi lepo funkcijo, ki nam omogoča, da konfiguriramo pin GPIO kot izhod, ki bo v visokem stanju, medtem ko je Pi vklopljen, in v nizkem stanju po uspešnem izklopu. S kombinacijo teh dveh funkcij je mogoče ustvariti programsko stikalo za vklop/izklop mikroskopa.

Začnimo s programskim delom, prva stvar, ki jo morate storiti, je, da omogočite to funkcijo Pi in omogočite, da oddaja logiko visoko na enem zatiču GPIO od trenutka, ko se začne zaganjati, in logiko nizko po uspešnem zaustavitvi.

To je zelo preprosto, vse kar morate storiti je, da uredite datoteko /etc/config.txt, sudo mount -o remount, rw /boot

sudo nano /boot/config.txt

in na koncu dodajte naslednjo vrstico, dtoverlay = gpio-poweroff, gpiopin = 26, active_low

Zdaj, če znova zaženete Raspberry in izmerite napetost na zatiču GPIO26 (pin 37 na glavi GPIO) glede na tla, bi morali videti 3.3V od trenutka, ko se Pi zažene. In po popolnem izklopu bi to moralo postati 0V.

Zdaj, ko je to storjeno, morate napisati preprost skript, ki bo spremljal stanje drugega zatiča GPIO in ko bo nizek, sprožil zaustavitev. V ta namen boste morali namestiti paket wiringpi, ki je priložen ukazu gpio.

sudo mount -o remount, rw /

sudo apt-get update sudo apt-get install wiringpi

Zdaj z nano ustvarite skript, sudo nano /usr/local/sbin/power-button.sh

in prilepite v naslednje vrstice, #!/bin/bash

medtem ko true naredi if (($ (gpio read 24) == 0)) potem systemctl poweroff fi sleep 1 končano

po shranjevanju in izhodu pa ga naredi tudi izvršljivega, sudo chmod +x /usr/local/sbin/power-button.sh

Pomembno je omeniti, da nožica 24 ožičenja ustreza pin GPIO19, ki je pin 35 na glavi GPIO. Če se sliši zmedeno, si lahko ogledate izpis Raspberry Pi na spletnem mestu pinout.xyz in spletno stran o zatičih na wiringpi.com. Izvajanje ukaza gpio readall je lahko v pomoč tudi pri določanju, kateri pin je kateri.

Nato morate ustvariti sistemsko datoteko storitve, sudo nano /etc/systemd/system/power-button.service

z naslednjo vsebino, [Enota]

Opis = Nadzor gumba za vklop po = omrežna-spletna.cilja želi = omrežna-spletna.ciljna [storitev] ExecStart =/usr/lokalno/sbin/power-button.sh StandardOutput = dnevnik+konzola Ponovni zagon = ob neuspehu [Namestitev] WantedBy = cilj za več uporabnikov

Nazadnje, da zaženete storitev in jo zaženete ob zagonu, sudo systemctl start-button-button.service

sudo systemctl enable-button.service

in znova namestite datotečni sistem kot samo za branje, sudo mount -o remount, ro /

11. korak: Prenosljivost: strojna oprema

Zdaj je čas za del strojne opreme. Najprej morate zgraditi zelo preprosto vezje, ki je sestavljeno iz tranzistorja NPN, dveh uporov in trenutnega stikala DPST. Za več podrobnosti si lahko ogledate sliko vezja.

Morali boste tudi spajkati glavo moškega zatiča na GPIO Raspberry Pi in tudi žensko na PowerBoostu, tako da ga lahko preprosto pritrdite na ploščo, ki jo boste zgradili. Vaša plošča bo v bistvu pritrjena na vrh Pi Zero kot HAT, PowerBoost pa na vrhu plošče. Pi se bo napajal tudi neposredno iz glave GPIO z uporabo +5V pin PowerBoost.

Ko končate z spajkanjem, je čas, da vse sestavite. Najprej namestite Pi na gibljivi del čeljusti z zadrgami. Nato baterijo na zadnjo stran plošče, ki ste jo znova zgradili, pritrdite z zadrgo in jo pritrdite na Pi, pri tem pazite, da je ne zategnete preveč, sicer lahko poškodujete baterijo. Pritrdite ploščo PowerBoost nanjo in baterijo priključite na priključek. Nenazadnje priključite kabel kamere in povežite Pi z modulom kamere in seveda ne pozabite priključiti kartice microSD.

In končno smo končali! Če zdaj pritisnete gumb za vklop in ga držite pritisnjenega približno 8 sekund, bi se moral postopek zagona Pi začeti in po sprostitvi nadaljevati. Na žalost Pi ne začne takoj oddajati logike visoko na GPIO26, zato, če prekinete pritisk na gumb prehitro, bo napajanje prekinjeno.

Ko je zagonski postopek končan, bi morali pritisniti gumb za vklop za približno sekundo, da se Pi izklopi in izklopi napajanje.

12. korak: Ideje za izboljšanje

Znebite se neželenih virov svetlobe

To ne bi smelo biti pomembno, če nameravate uporabiti mikroskop samo za spajkanje in pregled plošče, če pa bi želeli z njim posneti tudi nekaj slik, se bodo na vaših fotografijah morda pojavile nadležne rdeče lise. To je posledica LED diode fotoaparata, ki je vedno prižgana, ko kamera deluje.

Če ga želite na srečo izklopiti, je to precej preprosto. Ko je particijo /boot mogoče zapisati, sudo mount -o remount, rw /boot

uredite svoj /boot/config.txt z nano, sudo nano /boot/config.txt

in na koncu dodajte naslednjo vrstico, disable_camera_led = 1

Če bi to storili, bi po ponovnem zagonu sistema LED lučka kamere ostala ne svetleča.

Če ste naredili prenosno različico, ima PowerBoost 1000C na žalost smešno svetlo modro LED, ki označuje, da je napajanje vklopljeno. Poleg tega, da boste uničili izpostavljenost vaših slik, vam bo med spajkanjem izredno moteč za oči, samo zaradi tega, kako svetel je.

Iz tega razloga boste morda želeli popolnoma odstraniti LED diodo za napajanje ali upor, ki je serijsko povezan z njim, s plošče. Druga možnost je, da namesto tega 1K upor, ki je zaporedno z njim, zamenjate z večjim, zato bo LED svetlejša.

Nastavljiva povečava

Namesto da bi kupili navaden modul kamere Raspberry Pi in ga vlomili, da bi spremenili njegovo goriščno razdaljo, če ne bi smeli prihraniti nekaj dodatnega denarja, bi lahko dobili tudi modul kamere z nastavljivo goriščno razdaljo, za nekaj več kot 20 € od eBay.

Takšen modul kamere vam bo omogočil enostavno prilagajanje stopnje povečave, saj morate pri premikanju fotoaparata nižje le odviti objektiv, da se izognete. To vam bo tudi omogočilo, da z lahkoto dosežete precej velike stopnje povečave. Ne pozabite pa, da bo po določeni točki globinska ostrina postala tako pogoltnena, da bo mikroskop skoraj neuporaben, kar lahko vidite tudi na priloženi sliki.

Če povzamem, če si lahko privoščite, toplo priporočam, da namesto tega vzamete enega od teh modulov kamere, saj vam bo to dalo neverjetno mero prilagodljivosti.

Druga nagrada na natečaju za mikrokrmilnike 2017