Ridicare foarfece controlată Raspberry Pi: 17 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:44

De ce o foarfeca? De ce nu! Este minunat și un proiect distractiv de construit. Adevăratul motiv pentru mine este pentru ridicarea camerelor din Marele meu proiect Roja Mojave. Vreau ca camerele să se ridice deasupra roverului și să capteze imagini din împrejurimi. Dar am avut nevoie ca camerele să fie coborâte în timp ce roverul conduce.

Mai întâi am încercat un braț robot, dar asta s-a dovedit prea greu și am dezbrăcat servo-urile. Apoi, în afară și cam într-o zi, am văzut ceva ce am văzut de sute de ori înainte, o foarfecă. În noaptea aceea mi-am propus să proiectez o foarfecă care să folosească o unitate cu șurub, un șurub de 5/16”x 5 1/2”, pentru a ridica și coborî camerele. Am fost uimit de cât de minunat a fost să văd camerele ridicându-se la câțiva picioare (25 ") cu puțin peste 4" de călătorie și să văd cât de multă greutate ar ridica. Ca beneficiu lateral, folosește doar una servo.

Când această minunată și minunată ridicare a foarfecelor funcționează, Raspberry Pi va porni servo-ul LX-16A ridicând și coborând liftul folosind codul Python 3. Întrerupătoarele de cursă vor indica Pi când ridicarea foarfecii a ajuns în partea de sus și de jos, semnalizând servo-ul să nu mai se rotească.

Următoarea mea aventură pentru ascensor este să îl plasez în exterior pentru un test solar extins. Alimentat de celule solare și baterii 18650, ridicarea foarfecelor va crește, va face fotografii și apoi va coborî o dată pe oră. Dar acesta este un alt instructabil mai târziu, odată ce lucrez. După aceea, montați-l pe Rover.

Am împărțit acest instructabil în trei părți principale pentru a ajuta la construirea și procesul de reglare:

1. Baza (pașii 2 - 7)
2. Electronică (pașii 8-12)
3. Asamblare finală foarfecă (pașii 13-16)

Sper să vă bucurați de primul meu accesoriu și de ridicarea foarfecelor.

Pasul 1: Obțineți lucrurile de care aveți nevoie

Veți avea nevoie de o grămadă de lucruri pentru acest proiect. Dacă sunteți ca mine și vă bucurați de imprimarea 3D și construirea lucrurilor, este posibil să aveți deja cea mai mare parte a acestui lucru. Asigurați-vă că verificați McMaster-Carr pentru șuruburile, acolo sunt mult mai ieftine atunci când le cumpărați la sută. De asemenea, puteți comanda seturi de la Amazon.

Instrumente necesare:

• Set chei cutie de 5,5 mm
• Drivere hexagonale de 2,5, 2,0 mm Merită să aveți un set bun dintre acestea.
• Burghiu cu burghie de 1/8”Acest set de burghie îl am.
• Lubrifiant de grafit
• Ciocan de lipit
• Soldare Am crezut că sunt prost la lipire până când am obținut o lipire bună.
• Sander (cea mai bună șlefuitoare din lume)
• Imprimantă 3D Am XYZ Da Vinci Pro 1.0 și am fost încântat de el.

Componente mecanice:

• Șuruburi cu oțel din aliaj de oțel sau buton: asigurați-vă că comandați mai mult decât aveți nevoie, deoarece numărul meu poate fi dezactivat!

  (1) M3 x 10mm Buton Head (obține de la McMaster-Carr) (2) M3 x 12mm Buton Head (obține de la McMaster-Carr) (4) M3 x 10mm (obține de la McMaster-Carr) (6) M3 x 12mm (obțineți de la McMaster-Carr) (4) M3 x 16mm (obțineți de la McMaster-Carr) (34) M3 x 20mm (obțineți de la McMaster-Carr) (2) M3 x 25mm Buton Head (obțineți de la McMaster-Carr) (8) M3 x 30mm (obțineți de la McMaster-Carr) (4) M3 x 45mm (obțineți de la McMaster-Carr) (30) Piulițe de blocare din nailon M3 (obțineți de la McMaster-Carr) (54) Șaibe M3 (obțineți de la McMaster-Carr)

• (48) Rulmenți 3x6x2mm Va funcționa fără aceste rulmenți, dar sigur îl face mai frumos.
• (1) Rulmenți de 8x22x7mm Puteți, de asemenea, să furați unul de la un filet fidget
• Părți imprimate 3D Puteți să le descărcați din piese Thingverse (2) Grinzi 20mm x 20mm x 190mm (1) Limitatori (1) Suport motor cu șurub (1) Șine platformă (1) Platformă (1) Suport șurub spate (1) Glisor (1)) Foarfeca interioară inferioară (4) Foarfecă interioară (1 set) Foarfecă exterioară (1) Montare servo față (1) Montare servo spate (1 set) Distanțieri
• (2) Piuliță de 5/16 "(Home Depot)
• (1) Șurub 5/16 "x 5 - 1/2" (Home Depot) Puteți utiliza, de asemenea, o tijă filetată de 5/16 ", dacă preferați.

Electric:

• Raspberry Pi, folosesc un model 3 B + orice versiune Pi va funcționa Acesta este un kit frumos.
• (1) Lewansoul LX-16a Serial Bus Servo, am primit-o pe a mea sub 20,00 dolari pe buc. (va trebui să căutați Amazon sau Banggood pentru acest lucru, linkul se schimbă în continuare)
• (1) Consiliul de depanare a autobuzului serial Lewansoul.
• (1) Servo Horn din metal
• (2) Comutatoare de limită
• Sârme din silicon Acestea sunt excelente, le puteți dezbrăca cu unghiile (dacă nu vă mușcați unghiile)
• Baterii pentru alimentarea Servo, folosesc 4 baterii AA NiMh de la Ikea.

Consumabile:

• Sfaturi Q
• Pânză din microfibră
• Band-Aids (sperăm că nu)

Pasul 2: baza

Este mult mai ușor să construiești acest lucru în etape, să începem cu baza. Apoi ne vom deplasa la electronică și vom asambla în cele din urmă foarfeca. Este imprimat în diferite culori, deoarece am folosit PLA și PETG pe care le aveam.

Dacă nu ați făcut acest lucru, imprimați piesele. Imprimanta mea a durat câteva zile să termin imprimarea tuturor pieselor.

Piesele le găsiți aici:

Sfaturi importante de siguranță (referință Orbinal Ghostbusters, Google it)

• Luați-vă timp și nu vă înnebuniți cu strângerea excesivă a șuruburilor M3, benzile de plastic ușor. Dacă dezgoliți gaura, poate fi necesar să reimprimați partea sau să folosiți un lipici de gorilă (materialul maro) și acoperiți ușor interiorul găurii cu o scobitoare și lăsați-l să se usuce complet peste noapte înainte de utilizare.
• Puneți șaibele „partea frumoasă” în sus, arată mai bine.
• Luați-vă timp, sau poate fi necesar să îl imprimați din nou.
• Imprimați ultimele piese de foarfecă, deoarece este ultima parte de construit.

Începem.

A. Începeți să tipăriți toate piesele (consultați lista pieselor).

B. Șlefuiți partea netedă, tăind lucrurile norocoase.

Pasul 3: Montarea comutatorului de limită

A. Îndoiți cablul comun (cel care este deja îndoit pe partea comutatorului), astfel încât să stea la culoare și să lipească un fir pe comutatorul de limită. Nu există suficient spațiu pentru a monta servo dacă uitați acest pas.

Notă: Aceasta este singura lipire pe care va trebui să o faceți în această parte a construcției.

B. Prăjiți (4) găuri de 1/8”în montajul Servo, vedeți săgețile purpurii din fotografia de mai sus. Forarea permite șuruburilor să treacă liber și strângeți mai târziu suportul servo pe șine.

C. În cele din urmă, atașați întrerupătorul de limită așa cum se arată pe suportul servo cu (2) șuruburi M3 x 16mm.

Pasul 4: Montați jos șurubul motorului

A. Găuriți (5) găuri de 1/8 în suportul șurubului motorului inferior, vedeți săgețile violet din fotografia de mai sus.

B. Apoi atașați suportul de șurub inferior moto la claxonul servo metalic folosind (4) șuruburi cu cap de buton M3 x 12mm.

C. În cele din urmă, atașați suportul șurubului motorului inferior la servo folosind (1) șurub M3 x 10 mm.

Pasul 5: Montați Servo și Șurub

A. Găuriți (4) găuri de 1/8 în suportul pentru servomotor spate, așa cum se arată în fotografia de mai sus, unde indică săgețile purpurii.

B. Prăjiți (2) găuri de 1/8 în suportul șurubului, acolo unde este indicat de săgețile violet din fotografia de mai sus. Notă: A dvs. poate fi puțin mai scurtă, în funcție de versiunea pe care ați imprimat-o.

C. Montați Servo-ul pe suportul Servo. Este posibil să trebuiască să tăiați puțin acest lucru pentru a vă potrivi bine. Va fi puțin slab. Apoi, utilizând (4) șuruburi și șaibe M3 x 45mm montați servo-ul din spate pe suportul servo frontal. Servo-ul se va balansa lateral, dar nu înainte și înapoi.

D. Introduceți șurubul de 5/16 "x 5 - 1/2" în suportul cu șurub superior; ar trebui să se potrivească perfect. Poate fi necesar să tăiați puțin deschiderea pentru a se potrivi.

E. Folosind (2) șuruburi și șaibe M3 x 16mm conectați la două jumătăți ale suporturilor cu șurub.

F. Asamblarea dvs. ar trebui să arate ca ultima fotografie.

Pasul 6: Ansamblu glisant și spate

Acum este timpul să atașați glisorul și suportul cu șurub spate.

A. Introduceți (2) 5/16 șuruburi în glisoare. Șuruburile ar trebui să aibă un pic de joc înapoi și înapoi. Fără joc, șurubul se va lega în mișcare.

B. Înșurubați glisorul de pe șurubul 5/16 câțiva centimetri.

C. Găuriți (4) găuri de 1/8 în capacul rulmentului pentru montarea șurubului din spate, așa cum este indicat cu săgețile purpurii din fotografie.

D. Introduceți rulmentul de 8 mm x 22 mm x 7 mm în suportul șurubului din spate și atașați capacul rulmentului cu (4) șuruburi și șaibe M3 x 12 mm.

E. Atașați (1) întrerupător de limită cu (2) șuruburi M3 x 16mm

F. Glisați șurubul de 5/16 în rulment. Notă: Va fi o grămadă de joc aici. Veți dori să utilizați o bucată de bandă electrică sau tuburi termocontractabile pentru a reduce cantitatea de joc. Măsurați cantitatea necesară în urmatorul pas.

Pasul 7: Finalizarea ansamblului inferior

Acum că aveți ansamblul motorizat terminat, este timpul să îl montați pe șine. Șinele fac parte din The Great Mojave Rover Project și pot părea exagerate. Plănuiesc să integrez ascensorul cu foarfecă în rover, iar designul șinei îmi permite să fac acest lucru mai târziu.

A. Șlefuiți o parte a fiecărei șine netede. Nu este nevoie să șlefuiești o grămadă, doar cât să aplatizezi denivelările.

B. Înșurubați montarea șurubului din spate mai întâi folosind (4) șuruburi și șaibe M3 x 30mm. Acest lucru ar trebui să stea la culoare la capătul șinelor.

C. Introduceți șurubul de 5/16 în rulment, cu suportul servo în a 4-a gaură (lăsând 3 găuri goale) măsurați unde doriți să meargă banda sau termocontractorul. Atașați banda sau termocontractarea și montați ansamblul.

D. Înșurubați ansamblul Servo la șinele de la a 4-a gaură (lăsând 3 goale) folosind (4) șuruburi și șaibe M3 x 30mm. Rețineți că Servo Mount-ul dvs. poate fi puțin diferit, am reproiectat pentru un șurub mai lung de 5/16 . Vă rugăm să lăsați încă 3 găuri goale.

Acum ar trebui să aveți ansamblul motorizat pregătit pentru atașarea șuruburilor de limitare și pentru a face Raspberry Pi să deplaseze glisorul înainte și înapoi.

Pasul 8: reglaje ale comutatorului de limită

Două reglaje ale comutatorului de limită vor acționa comutatoarele unde doriți ca opritorul să se oprească. Veți dori să utilizați șuruburi cu cap de buton în cele două puncte pe care șurubul de cuplare trece deasupra pentru joc. De asemenea, ambele părți tipărite 3D ale regulatorului de limită sunt aceleași.

A. Burghiul (2) 1/8 a aruncat găuri în fiecare dintre butoanele de acționare.

B. Introduceți șuruburile capului butonului în angrenaje.

C. Introduceți șurubul de limită în fiecare angrenaj, (1) M3 x 20mm, celălalt este (1) M3 x 40mm.

D. Atașați comutatoarele de limitare la glisor. Folosiți șurubul mai lung (40 mm) de pe partea servo.

Notă: Am atașat piulițele de blocare la angrenajul meu mai lung, deoarece am dezbrăcat gaura.

Pasul 9: Conectarea Pi

Software-ul pentru acest lucru este ușor, pur și simplu ridică și coboară ridicarea. Puteți edita codul pentru a face orice doriți, distrați-vă.

Presupun că știți deja cum să încărcați sistemul de operare încărcat pe Raspberry Pi și cum să scrieți un program simplu Python 3, un exemplu Hello World ar fi bine.

Aici este un loc bun pentru a începe, dar există o grămadă de resurse acolo pentru a începe.

• Configurarea dispozitivului Pi.
• Rularea primului dvs. program Pyhon.

Pasul 10: Cablarea ansamblului inferior

Pentru un proiect mic ca acesta, prefer să folosesc placa Pimoroni Pico HAT Hacker peste o pană de calcul. Puteți folosi orice, dar îmi place acest mic dispozitiv. Am lipit pe anteturi feminine de 40 de pini de pe ambele părți ale HAT, ceea ce îmi permite să folosesc pe ambele părți (vezi a doua fotografie).

Avertisment: Am aruncat în aer un cuplu Raspberry Pis care face acest lucru în timp ce Pi este pornit. Asigurați-vă că roșul este + și negru este măcinat sau -, placa de depanare Servo nu are nicio protecție încorporată.

A. Conectați firul negru la conexiunile comune de pe fiecare comutator și la masă pe Pi. (Pinul 6)

B. Conectați firul verde la comutatorul de limită inferior (a se vedea prima fotografie) și apoi la GPIO 23 (pinul 16)

C. Conectați firul galben la comutatorul de limită superior (a se vedea prima fotografie) și apoi la GPIO 22 (pinul 15)

D. Conectați placa Servo Debug la portul USB de pe Pi.

E. Conectați Servo-ul la placa Servo Debug folosind cablul furnizat împreună cu servo-ul LX-16A

F. Conectați alimentarea la placa Servo Debug. Nu utilizați Pi pentru a alimenta placa servo, utilizați o sursă externă de baterie. Am folosit 4 baterii AA.

Pasul 11: Încărcarea și rularea programului Python

Din nou, presupun că știți cum să porniți terminalul și să știți cum să porniți un program Python3.

A. Porniți terminalul

B. Trebuie să clonăm câteva biblioteci din GitHub. Primul este PyLX16A de Ethan Lipson, celălalt este codul Scissor Lift de la BIMThoughts 'GitHub

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

Comanda de mai sus face următoarele:

cd schimbă directorul în directorul de acasă

git clone descarcă fișierele de cod din GitHub într-un folder cu numele depozitului.

cd ScissorLift schimbă folderul în care se află codul ScissorLift

cp../PyLX-16A/lx16a.py. copiază biblioteca necesară comenzilor servo.

C. Ar trebui să aveți dispozitivul Pi conectat la ansamblul motor și placa de depanare conectată la USB și la servo.

D. tastați următoarele pentru a rula testul comutatorului.

CD

cd ScissorLift python3 SwitchTest.py

Programul va începe să spună „coborâre”.

Cuplați comutatorul mai departe de servo și programul va răspunde cu „urcare”. Acum cuplați comutatorul cel mai apropiat de servo și programul se va opri.

Depanare:

Dacă acest lucru nu reușește, verificați-vă cablarea, am făcut greșeala de a lipi firul galben la conexiunea greșită a comutatorului prima dată și s-ar opri după ce ați acționat primul comutator.

Pasul 12: Test motor

Acum că întrerupătoarele funcționează, este timpul să testați ansamblul motorului.

Aveți deja codul descărcat. Sa incepem.

A. Asigurați-vă că servo-ul dvs. este conectat la placa de depanare, orice fișă va funcționa atâta timp cât se potrivește bine.

B. Din terminal introduceți următoarele:

cdcd ScissorLift python3 MotorTest.py

Glisorul dvs. va începe să se miște și când se va direcționa mai întâi către servo, atunci când butonul de limitare se va angaja, acesta va parcurge cealaltă direcție și se va opri când va ajunge la celălalt comutator de limită.

Dacă auziți că începe să se lege, deconectați servo-ul de pe Debug Board și apăsați ctrl-c pentru a opri programul și a determina de ce este obligatoriu.

Depanare:

Legare în mijlocul diapozitivului:

A. Nucile nu se mișcă liber în interiorul glisorului.

b. Suportul cu șurub nu este centrat.

c. Rulmentul nu este liber.

Legarea la sfârșitul diapozitivului este cauzată de întreruperile cablate sau de șuruburile de cuplare trebuie reglate.

d. Servo continuă să se miște după apăsarea ctrl-c, deconectați firul servo de la placa de depanare. Asta va reseta servo.

Pasul 13: Asamblarea foarfecelor

Acum ajungem în sfârșit la punctul în care putem asambla foarfeca. Există trei componente principale ale foarfecelor.

1. Scissor Outer (prima fotografie, arată ca un băț albastru de gheață)
2. Scissor Inner (a doua fotografie gri)
3. Scissor Inner Bottom (A doua fotografie albastră)

Diferența dintre Scissor Inner și Scissor Inner Bottom este amplasarea rulmenților, așa cum este ilustrat în partea dreaptă a fotografiei. Urmăriți videoclipul, este mai ușor să-l explicați acolo.

A. Introduceți rulmenții în fiecare dintre piesele foarfece. Poate fi necesar să utilizați un șurub, o șaibă și o piuliță pentru a apăsa șaiba în slot. Dacă rupeți slotul, este bine că puteți folosi adeziv pentru a-l repara.

B. Folosind un lubrifiant de grafit și un tampon de bumbac, acoperiți laturile nepurtătoare ale foarfecelor.

C. Folosind un șurub M3 x 20mm, o șaibă și o piuliță de blocare. Începeți cu fundul interior conectați foarfeca exterioară la conexiunile din mijloc. (Vezi poza)

D. Conectați o altă foarfecă exterioară la capătul foarfecei inferioare, unde rulmentul este în interior. Apoi conectați o altă foarfecă interioară la mijloc.

E. Continuați să atașați foarfeca interioară și exterioară până când rămâneți fără foarfece.

Pasul 14: Atașarea foarfecelor pe bază

Folosind (2) M3 x 20mm cu o (2) șaibe și spații imprimate 3d conectați ansamblul foarfecă la montajul servo al bazei.

Folosind (2) M3 x 12mm conectați ansamblul foarfecă la glisor.

Cu excepția platformei, aveți un elevator de foarfecă funcțional.

Pasul 15: Test de funcționare a foarfecelor

Cuplați ridicarea foarfecelor înapoi la Raspberry Pi, dacă nu ați făcut-o.

A. De la terminalul de pe Raspberry Pi, rulați din nou MotorTest.py și vedeți ridicarea foarfecelor în acțiune.

Țineți cont și de:

• Orice legare
• Eliberarea șuruburilor de cuplare limită
• Dacă se leagă sau se întâmplă ceva, deconectați mai întâi servo-ul de la placa de depanare.

Pasul 16: Atașarea platformei

Sperăm că până acum ți-ai dat seama cum să pui pe platformă.

A. Stabiliți dacă doriți ce scop doriți platforma.

B. Atașați șinele platformei la exteriorul vârfului foarfecelor. Pe partea în care aveți nevoie de distanțier, veți avea nevoie de un șurub M3 x 25mm și 2 șaibe. Pe cealaltă parte utilizați un șurub M3 x 20mm cu 1 șaibă și 1 piuliță de blocare.

C. Folosind șuruburi și șaibe M3 x 12mm atașați partea superioară a platformei la șine.

Pasul 17: Mulțumesc

Vă mulțumim că ați ajuns până aici, să sperăm că aveți o foarfecă cu care nu știți ce să faceți sau poate aveți o foarfecă cu care aveți o idee minunată despre cum să o folosiți.

Oricum ar fi, sper că v-ați distrat minunat și ați învățat ceva.

Locul doi în prima dată autor