Električna Longboard, ki jo je mogoče slediti: 16 korakov (s slikami)

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

Ta projekt je sestavljen iz električne dolge deske, ki vzdržuje pot s pomočjo maline pi. Te seje so shranjene v bazi podatkov mySQL in so prikazane na moji spletni strani, izdelani z mikrookvirjem 'Flask'.

(To je šolski projekt, ki je narejen v treh tednih)

Korak: Materiali in orodja

Ta projekt zahteva vezenje spajkanja in bo stal okoli 500 EUR.

Materiali:

Vsi materiali in povezave do dobaviteljev so na listu predračuna.

Orodja:

• Spajkalnik + kositer
• Klešče
• Pištola za vroče lepilo
• Komplet izvijačev in imbus ključev
• Včasih lahko pride še kak pincet
• Rezalnik/odstranjevalec žice

V tem projektu so uporabljeni stružnica, laserski rezalnik in 3D tiskalnik!

2. korak: Menjava koles in priprava tovornjaka

Najprej sem z dolge deske vzel ta majhna bela kolesa. Nato sem odstranil kroglične ležaje in jih postavil v oranžna kolesa velikosti 90 mm.

Tovornjak, na katerega bo nameščen motor, potrebuje majhno nastavitev. Kolo z zobnikom se ne prilega tovornjaku longboard, ki sem ga kupil, zato sem moral s stružnico odrezati približno 1 cm.

in jih namestil na tovornjake, razen kolesa z prestavo (naključno sem izbral desno, zadaj).

Korak 3: Nosilec motorja za rezanje in varjenje

Nosilec motorja iz aluminija sem naredil z laserskim rezalnikom po dimenzijah iz zgornje slike.

Položaj nosilca je pomemben. Treba ga je čim bolj nagniti navzdol, ne da bi se dotaknil plošče, in ker imam velik motor, kot ni tako velik. Slučajno poznam varilca, zato ga je sprva malce zvaril, nato pa sem za preizkus pozicioniranja tovornjake potisnil od strani do strani, da vidim, ali se dotika deske.

Ko sem končal celotno ploščo, sem opravil preizkusno vožnjo in nosilec motorja se je odtrgal, kar pojasnjuje, zakaj bo moj motor na prihajajočih fotografijah videti poškodovan;) Potem sem prosil svojega znanca, da ga popolnoma zvari.

4. korak: Namestitev motorja in jermena

Za pritrditev motorja na nosilec uporabite 4 krepke pisave M4*14.

Po tem morate pritrditi jermenico motorja z 12 zobmi na gred motorja. Prepričajte se, da je drobna krepka pisana na ravnem delu gredi!

Zdaj lahko vzamete enega od pasov in ga postavite okoli jermenice, vzamete kolo s prestavo in ga obračate, dokler ni ves pas okoli prestave.

Privijte matico na tovornjak, da vam kolo ne odpade in to je to.

5. korak: Sheme ožičenja

Elektronske komponente so bile povezane v skladu z zgornjimi shemami.

Prva je popolna shema elektronike.

Drugi diagram prikazuje vse povezave električnega dela longboard, 6s UBEC do 12V gre na naslednji diagram. Ta diagram prikazuje vezje luči in senzorjev, ki jih nadzira malina Pi.

Kot ste verjetno že videli, ima zaslon tft žensko glavo, ki zavzame veliko zatičev. Zatiči, ki jih potrebujemo za serijsko komunikacijo z modulom GPS. Zato sem žice na zatičih, ki jih potrebujemo (slika 4-6), spajkal na žensko glavo, ki se priključi na Pi.

6. korak: Priključite BMS

Za povezovalni diagram sem uporabil comsa42 njegove vsiljivce.

Za polnjenje liponov sem uporabil BMS (sistem za upravljanje baterij), da sem jih pustil v ohišju in jih napolnil s 'pametnim polnilnikom' prek nepremočljivega vtiča DC

Spajal sem dva kabla za polnilna vrata na BMS, enega na P- (črno) in drugega na P+ (rdeče). (Ti kabli ne rabijo biti tako debeli, ker bosta šla le 2 ampera skozi polnilna vrata)

OPOMBA: Na začetku sem uporabljal enosmerni vtič z vijaki, kasneje pa sem ga zamenjal z vodotesnim enosmernim vtičem iz BOM. Vtikača še ne spajkajte, sicer boste imeli težave, ko ga boste želeli vstaviti v ohišje.

Dve bateriji sem zaporedno povezal z enim od kupljenih vtičev serije XT60 2 v seriji. To moško glavo sem priklopil v žensko in vanj sem spajkal debelo rdečo in črno žico. Rdeča žica gre na B+ in BMS, črna pa na B-.

Nato ravnotežni kabli za baterije. Uporabil sem dva kupljena kabla za uravnoteženje in na obeh straneh odklopil rdečo tehtnico za baterijo ena in zadnjo črno žico za baterijo dve. Ne potrebujemo jih, ker so enake kot debele baterije, ki smo jih že povezali. Nato ga spajkajte v pravilnem vrstnem redu, kot je diagram.

OPOMBA: V sredini sem ozemljitev povezal s pozitivom iz naslednje baterije, vendar to v resnici ni potrebno, ker serijski konektor to že počne.

7. korak: Stikalo za vklop/izklop (tipka zanke)

Namesto da bi kupil 60 dolarjev stikalo proti iskri, sem naredil zanko. Načelo je preprosto. Prekinite vezje in za vklop plošče priključite konektor proti iskram XT90 in vezje se zapre, brez isker.

Najprej sem spajkal žico v moški vtič (slika 2-4), nato pa še 3,5-milimetrske krožne priključke v ženski vtič XT90.

Za priključitev na baterije sem uporabil moški konektor XT60 na ženski konektor XT60, vendar z prekinitvijo v rdeči žici. Nato sem spajal krogelne konektorje na konce, kjer sem prerezal žico na polovico, tako da sem lahko priključil žensko glavo XT90, namesto da bi jo spajal neposredno na kabel. Zato ga priključite in voila, stikalo za vklop/izklop je končano.

8. korak: VESC, indikator baterije in priključek UBEC

Naredil sem svoj "3 vzporedno z 1 priključkom", tako da sem zlepil 3 glave XT60 skupaj (slika 1) in spajal žico na pozitive drevesa in žico na drevesne negative (slika 2-6). Nato sem vanj spajkal moški konektor in gole kable zaščitil s črnim trakom. (slika 7-9)

VESC & Indikator

Spojite moški vtič XT60 na napajalne kable VESC in na kable indikatorja odstotka/napetosti baterije.

uBEC

Odklopite 2 ravnotežni kabel in spajkajte moški konec z moškim vtičem XT60. Ženski konci se priključijo na vhodno stran uBEC (pretvornik napetosti).

OPOMBA: Bilančne žice sem 'nekoliko' skrajšal, vendar je bila to napaka, zato jih pustite nedotaknjene;)

9. korak: Senzor motorja do Vesca

Za povezavo senzorja motorja z VESC uporabite dva koračna kabla. Motor ima 5 zatičev, 2 za napajanje na drevesu za hodniške senzorje (1 zatič na hodnikov senzor).

Izvlecite štiri kable iz 4 -pinske strani in vzemite dodatno žico iz drugega koračnega kabla, jih nekoliko skrajšajte in na konec spajkajte nekaj moških zatičev. Postavite jih v pravilnem vrstnem redu, kot je na slikah

Za zagotovitev varnosti uporabite toplotno skrčljive cevi in trak! Ko je to končano, jih preostane le, da jih od VESC do motorja pravilno razporedite.

10. korak: Napajanje Raspberry Pi

Potrebujemo pretvornik 12V v 5V, ki bo napajal malino pi prek USB -ja, zato sem takoj pomislil na avtomobilski polnilnik. To je poceni in praktična rešitev.

OPOMBA: Preden ga odpremo, se prepričajte, da se spomnite, katera vrata lahko oddajajo 2,1 ampera, ker Pi to potrebuje.

Odstranite nalepko in odvijte zgornji del avtomobilskega polnilca, nato pa zrahljajte zatič na dnu. Nato se zlahka odpre, spajkajte vzmet (+12V) in kovinsko ukrivljen predmet (GND) ter ju zamenjajte z dvema od teh žic za ravnotežje (spajkajte moško stran na tiskano vezje).

Ko sem to naredil, sem preveril, ali je vse v redu, tako da sem vtičnico DC priključil na žice, ki so bile priklopljene v napajalnik mojega stikala LED in izmeril izhodno napetost USB (dve zunanji sta +5V in GND).

Če je vse v redu, lahko gole kovinske dele skrijete s toplotno skrčljivimi cevmi in trakom.

OPOMBA: Preverite polariteto polnilnika, ker je lahko drugačna.

11. korak: Ožičenje Pi, luči in GPS

Zdaj moč za luči.

Od našega uBEC -a prejemamo 12V in to potrebujemo za naše prednje luči, zadnje luči in polnilnik za avto. Malina pi ne more oddati dovolj toka ali napetosti za napajanje LED, zato bomo morali uporabiti tranzistor. 12V se bo uporabljal kot napajalnik, malina pi pa jih bo vklapljala in izklapljala s krmiljenjem osnove tranzistorja NPN (2N222: slika 2), zato ga spajkajmo na prototipno ploščo.

Najprej je zadnja luč zadnja stran longboard-a, malina pi pa bo prišla spredaj, zato bo treba kabel podaljšati (slika 3-5). Zadnja luč ima 3 žice. Črna (negativna), rumena (tekaška/zadnja luč), rdeča (zavorna/stop luč). Ker pa je med zavoro in lučjo le zelo majhna razlika, se odločim za uporabo rdeče žice in pustim rumeno pri miru. V priloženo kovino zadnje luči vstavite dolgo moško žico in jo upognite skupaj, dokler se žica ne more več sprostiti. To naredite za črno in rdečo žico.

Za zadnje luči jih spajkajte vzporedno. Nato prototipna plošča. Spojite ženske konce obeh žic ravnotežja na ploščo in uporabite bakreno žico, da razpršite 12V po celotni plošči. Nato dodajte tranzistorje, enega za sprednje luči in enega za zadnje luči. Zbiralec -> 12V, oddajnik -> GND en podstavek na upor in nato na žico z ženskim koncem, ki se prilega na malinove pi GPIO zatiče (nožici 20 in 21). Avtomobilski polnilnik lahko napajate z 12V, nato v ustrezen USB vhod vstavite USB kabel in konec mikro usb vstavite v malinovo pi.

Povezave GPS:

PI GPS

3.3V -> Vin

GND -> GND

RX -> TX

TX -> RX

OPOMBA: Samo 2 osnovna zatiča tranzistorja potrebujeta zunanji upor za omejitev toka. Luči jih ne potrebujejo, ker so vgrajene v svetleče diode.

12. korak: Stanovanje

Deli, ki pripadajo skupaj, sem zavil v plastične folije, da sem prepričan, da je vsa žica varna in da jo je kasneje lažje vstaviti v ohišje. Vse dele sem oblikoval v izumitelju in jih natisnil s svojim 3D tiskalnikom. Na voljo so vse datoteke izumitelja (.ipt) in datoteke tiskalnika/rezalnika (.stl). Modeli so zelo osnovni.

Zadnja stran (električni deli za longboard)

Indikator baterije lahko vstavite v ženski vtič XT90 in nato postavite plastično škatlo. Ko se je ohišje zataknilo, sem pritrdil vtič XT90 z vročim lepilom, tako da ostane prilepljen, ko stikalo povlečete in izvlečete. Dodal sem tudi vijak na notranji strani ohišja tik ob steni, kjer je pritrjen vtič XT90, tako da stene ni mogoče pritisniti, ko vtaknete ključ zanke.

Antena iz modula GPS je dolga, zelo dolga. Tako sem oba konca izločila iz škatle in žico prepognila v ta del ohišja.

OPOMBA: Uporabite majhne vijake, ki niso daljši od dolge deske!

Ko je bilo to dobro, sem svoj testni vtič zamenjal z vodotesnim. Spajal sem nekaj žic z ženskimi krogličnimi konektorji na žice in moške konektorje na žicah, ki so pritrjene na ploščo BMS. Še enkrat, žice ne smejo biti tako debele, ker polnilnik oddaja le okoli 2 ampera. Prav tako bo lažje priključiti vtičnico v ohišje z nekaj manjšimi žicami …

Sprednja stran (malina pi z GPS -om in lučmi)

Potisnite zaslon v zadnji del ohišja. Vse kable položite v ohišje in jih privijte. Morda boste želeli med anteno in malinovo piko postaviti še kakšno folijo ali kaj podobnega, ker je bila zelo magnetna in računalnikom ni vedno tako všeč.

OPOMBA: Bodite previdni, ko tft zaslon potisnete v ohišje, da ne poškodujete kablov, ki nadzorujejo dotik. Se mi je zgodilo…

Korak: Osnovne nastavitve Pi

Najprej potrebujemo kartico SD z Raspbian. Od tu lahko prenesete raspbian. Ko to naložimo, lahko na kartico SD namestimo raspbian. Programsko opremo lahko namestite z računalnikom Win32Discmanager ali jedkalnikom.

Ko je nameščen, boste morali brez razširitve dodati datoteko, imenovano 'ssh', da omogočite SSH na pi. Ko to storite, lahko zaženete malino in jo dodate v svoje omrežje.

Pi ne bo imel povezave z vašim omrežjem, zato boste morali nastaviti naslov APIPA, to je naslov IP, ki ga bo imel pi, ko nima povezave z omrežjem. Odprite datoteko 'cmdline.txt' na kartici SD in dodajte naslov APIPI. Na primer: 'ip = 169.254.10.5'.

OPOMBA: Poskrbite, da bo vse na eni vrstici, sicer ne bo delovalo!

SD vstavite v PI, v računalnik dodajte omrežni kabel iz pi -ja in nato priključite napajanje.

Nato lahko uporabite Putty ali če uporabljate mac, samo uporabite terminal za vzpostavitev povezave SSH.

ssh [email protected]

Dodajanje brezžične povezave:

Če želite svojemu pi dodati novo omrežje, vnesite ta ukaz:

echo ENTER_ YOUR_PASSWORD | wpa_passphrase ENTER_YOUR_SSID >>

/etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf

Po ponovnem zagonu bi morali najti svoj IP naslov na usmerjevalniku in se povezati s pi preko ssh s tem naslovom ip.

ssh pi@IP_FROM_PI

Vedno iskanje vašega IP -ja je nekoliko nadležno, zato nastavimo ime gostitelja, da ga bomo lahko uporabili namesto tega (za to je potrebna namestitev bonjour na okenskem računalniku).

sudo raspi-config nonint do_hostname CHOOSE_A_HOSTNAME

OPOMBA: Če želite v prihodnje uporabiti ime gostitelja, morate pravilo SSH vnesti tako:

ssh USER@YOUR_HOSTNAME.local

Prepričati se moramo, da so sistem in paketi pi posodobljeni:

Če želite to ugotoviti, vnesite naslednji ukaz:

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

14. korak: Postavite projekt na svoj Pi

Nov uporabnik

Za ta projekt sem ustvaril novega uporabnika 'longboard':

Za to bomo morali iti do korena

sudo -i

Adduser longboard Novo geslo:> l0ngb0@rd Polno ime:> električna longboard

Ostalo lahko pustite prazno. Naslednjič bomo morali uporabniku dati "longboard" pravice sudo

adduser longboard sudo

Nato se vrnemo k našemu uporabniku longboarda

so longboard

Paketi

Namestitev nekaterih paketov za projekt. Paketi za gostovanje spletne strani baze podatkov

python3 -m pip install --user --upgrade pip == 9.0.3

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

Podatkovna zbirka, spletna stran paketov in knjižnice za zaznavanje GPS/tijdzone

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

Nastavitev baze podatkov

Preverite stanje mysql

sudo systemctl status mysql

Z vnosom tega ukaza lahko vidite, da MySQL posluša samo 127.0.0.1 -> ni dostopen iz omrežja, samo lokalno (na pi self).

ss -lt | grep mysql

Zaženite odjemalca kot roo

sudo mysql

Ustvari uporabnike:

USTVARI UPORABNIKA 'project-admin'@'localhost' IDENTIFIKIRANO z '@min_l0ngb0@rd';

CREATE USER 'project-longboard'@'localhost' IDENTIFICIRANO 'l0ngb0@rd';

Ustvarjanje baze podatkov in nastavitev privilegijev:

Ustvari bazo podatkov longboard_db;

DODAJ VSE PRIVILEGIJE NA longboard_db.* 'Project-admin'@'localhost' Z GRANT MOŽNOSTO; > GRANT SELECT, INSERT, UPDATE, DELETE ON longboard_db.* TO 'project-longboard'@'localhost'; > FLUSH PRIVILEGIJE;

Če želite ustvariti tabele, zaženite skript sql, ustvaril bo tudi privzetega uporabnika za spletno mesto:

(uporabniško ime: longboard, geslo: test):

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

izhod

Preverite, ali je zagon datoteke deloval:

echo 'show tabele;' | mysql longboard_db -t -u projekt -admin -p

Ustvarite imenik 'longboard' in klonirajte moj projekt iz github -a

mkdir longboard && cd longboard

git clone

Če ste uporabili isto ime imenika in uporabnika kot jaz, potem ne bi smeli prilagajati datotek v imeniku conf.

Če niste, bi morali prilagoditi datoteke (> sudo nano conf/ime datoteke.extension)

Ko so poti pravilne, morate datoteke kopirati v sistemski imenik. Obstajajo drevesne storitve.

• Ena za spletno mesto kioska na localhostu.
• Eden za modul gps s povezavo z bazo podatkov
• Ena za spletno mesto, ki je na voljo v vašem omrežju

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

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

Ko je vse v redu, jih morate omogočiti, da se samodejno zaženejo, ko se pi zažene:

(Če prejšnji korak ne uspe, preverite poti v konfiguracijskih datotekah)

sudo systemctl omogoči projekt1-*

Konfiguriranje storitve nginx:

• kopirajte conf/nginx na 'sites-available' (in mu dajte boljše ime)
• odstranite povezavo do default-config
• povezava do nove konfiguracije/nginx
• znova zaženite, da aktivirate spremembe

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 znova zaženite nginx.service

Preverite, ali je nginx preživel:

sudo systemctl status nginx.service

Ko to storite, bi morali imeti v svojem omrežju na voljo spletni strežnik na IP -ju svojega pi in spletno mesto na lokalnem gostitelju, da začnete in ustavite sejo brez povezave.

Korak 15: Nastavitev načina kioska Raspberry Pi

Namestitev paketov

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

Vnesite datoteko samodejnega zagona uporabnika pi:

sudo nano/etc/xdg/lxsession/LXDE-pi/samodejni zagon

Komentirati morate (pred vrstico dati #) obstoječe pravilo:

#@xscreensaver -bez brizganja

Nato dodajte te vrstice pod vrstico ohranjevalnika zaslona

@xset je izklopljen

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

Pritisnite ctrl-O in nato ctrl-X, da izpišete datoteko in jo zapustite ter vnesite:

sudo raspi-config

Od tam se pomaknite navzdol do boot_behaviour in spremenite to nastavitev v zagon v namiznem načinu in se privzeto prijavite kot uporabnik pi.

OPOMBA: za izhod iz načina kioska lahko vnesete

brskalnik sudo killall chromium.

S tem boste zaprli vse primerke brskalnika chromium.

Korak 16: Kako deluje

Ko se pi zažene, boste na zaslonu tft videli naslov IP skupaj s seznamom vseh uporabnikov plošče.

Na tem zaslonu lahko začnete sejo brez povezave. Upravljate lahko tudi luči. Če v brskalnik vnesete naslov ip, se prikaže zaslon za prijavo. Prijavite se lahko s privzeto uporabniško ploščo (geslo: test). ali pa ustvarite nov račun. Ko je to storjeno, boste videli svojo nadzorno ploščo. Tu si lahko ogledate pot in skupno razdaljo ter čas potovanja. Če odprete zavihek longboard, si lahko ogledate trenutno lokacijo plošče, lahko preklopite luči in začnete snemati sejo. Ko kliknete na 'start session', bo PI nenehno določal lokacijo in jo shranil v bazo podatkov, dokler ne pritisnete 'stop session'. Če GPS nima popravka, seje ni mogoče začeti, na vrhu zaslona boste prejeli opozorilo. Vaše seje bodo prikazane na google zemljevidu.

Podprvak na tekmovanju Make it Move