Longboard electric trasabil: 16 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:45

Acest proiect constă dintr-un longboard electric care reține traseul cu ajutorul unui pi de zmeură. Aceste sesiuni sunt păstrate într-o bază de date mySQL și sunt afișate pe site-ul meu web realizat cu microframe „Flask”.

(Acesta este un proiect școlar realizat în 3 săptămâni)

Pasul 1: Materiale și instrumente

Acest proiect necesită abilități de lipire și va costa în jur de 500 EUR.

Materiale:

Toate materialele și linkurile către furnizori sunt în foaia de factură.

Instrumente:

• Fier de lipit + tablă
• Cleşte
• Pistol de lipit fierbinte
• Șurubelnițe și set de chei Allen
• Uneori un pincet poate fi util
• Tăietor / decupant de sârmă

În acest proiect sunt utilizate un strung, un tăietor cu laser și o imprimantă 3D!

Pasul 2: Schimbarea roților și pregătirea camionului

În primul rând, am scos acele roți albe de pe longboard. Apoi am scos rulmenții cu bile și i-am pus în roțile portocalii de 90 mm.

Camionul pe care va fi montat motorul are nevoie de o mică reglare. Roata cu roata dințată nu se potrivește pe camionul longboard-ului pe care îl cumpărasem, așa că a trebuit să tai aproximativ 1 cm cu un strung.

și le-am montat pe camioane, cu excepția roții cu treapta de viteză (am ales la întâmplare dreapta, partea din spate).

Pasul 3: Tăiere și sudare Suport motor

Am realizat suportul motorului din aluminiu cu un tăietor laser la dimensiunile din imaginea de mai sus.

Poziționarea suportului este importantă. Trebuie să fie înclinat cât mai mult posibil fără a atinge placa și, având în vedere că am un motor mare, unghiul nu este atât de mare. Se întâmplă să cunosc un sudor, așa că la început a sudat-o puțin și apoi pentru a testa poziționarea, am împins camioanele dintr-o parte în alta pentru a vedea dacă atinge placa.

După ce toată placa mea a fost terminată, am făcut o plimbare de testare, iar suportul motorului s-a desprins, așa că se explică de ce motorul meu va arăta deteriorat în viitoarele fotografii;) După aceea, am cerut cunoștinței mele să o sudeze complet.

Pasul 4: Montarea motorului și a curelei

Folosiți 4 caractere aldine M4 * 14 pentru a monta motorul pe suport.

După aceea, trebuie să fixați fulia motorului cu 12 dinți pe arborele motorului. Asigurați-vă că boldul minuscul se află pe partea plană a arborelui!

Acum puteți să luați una dintre curele și să o puneți în jurul scripetei, să luați roata cu angrenajul și să o întoarceți până când întreaga centură este în jurul angrenajului.

Strângeți piulița de camion, astfel încât roata să nu cadă și atât.

Pasul 5: Diagrame de cablare

Componentele electronice au fost conectate conform diagramelor de mai sus.

Primul este o schemă completă a electronicii.

A doua diagramă prezintă toate conexiunile piesei electrice longboard, 6s UBEC la 12V merge la următoarea diagramă. Această diagramă arată circuitul luminilor și al senzorilor care sunt controlați de zmeura Pi.

După cum probabil ați văzut deja, ecranul TFT are un antet feminin care ocupă mulți pini. Pinii de care avem nevoie pentru comunicarea serială cu modulul GPS. Așa că am lipit firele de la pinii de care avem nevoie (Figura 4-6) la un antet feminin care se conectează la Pi.

Pasul 6: Conectarea BMS

Am folosit comsa42 intructibilele sale pentru diagrama conexiunii.

Am folosit o placă de echilibru BMS (sistem de gestionare a bateriei) pentru a-mi încărca lipo-urile, astfel încât să le pot lăsa în carcasă și să le încarc cu un „încărcător inteligent” printr-o mufă DC impermeabilă

Am lipit două cabluri pentru un port de încărcare pe BMS, unul pe P- (negru) și celălalt pe P + (roșu). (Aceste cabluri nu trebuie să fie atât de groase, deoarece vor trece doar 2 Amperi prin portul de încărcare)

NOTĂ: La început am folosit o mufă de curent continuu cu șuruburi, dar am înlocuit-o mai târziu cu mufa de curent continuu impermeabilă de la BOM. Nu lipiți încă ștecherul sau veți avea o problemă odată ce doriți să îl puneți în carcasă.

Am conectat cele două baterii în serie cu unul dintre „XT60 2 pack in series plug” pe care l-am cumpărat. Am conectat antetul mascul la unul feminin și i-am lipit un fir gros roșu și negru. Firul roșu merge la B + și BMS, iar cel negru merge la B-.

Apoi cablurile de echilibru pentru baterii. Am folosit două dintre cablurile cumpărate de echilibru și am deconectat firul roșu de echilibru pentru bateria unu și ultimul fir negru pentru bateria doi pe ambele părți. Nu avem nevoie de acestea, deoarece acestea sunt la fel ca firele groase ale bateriei, pe care le-am conectat deja. Apoi lipiți-l în ordinea corectă, precum diagrama.

NOTĂ: În mijloc am conectat solul cu pozitivul de la următoarea baterie, dar acest lucru nu este cu adevărat necesar, deoarece conectorul de serie face deja asta.

Pasul 7: Comutator pornire / oprire (cheie buclă)

În loc să cumpăr un comutator anti-scânteie de 60 de dolari, am făcut o cheie de buclă. Principiul este simplu. Faceți o întrerupere a circuitului și pentru a porni placa, conectați conectorul anti-scânteie XT90 și circuitul este închis, fără scântei.

Mai întâi am lipit un fir la mufa tată (imaginea 2-4) și apoi niște conectori glonți de 3,5 mm la mufa XT90 feminină.

Pentru a-l conecta la baterii, am folosit un conector XT60 de sex masculin la un conector XT60 de sex feminin, dar cu o întrerupere a firului roșu. Apoi am lipit conectorii glonți la capetele unde am tăiat firul în jumătate, astfel încât să pot conecta antetul XT90 feminin în loc să-l lipesc direct pe cablu. Deci, conectați-l și voila, comutatorul de pornire / oprire este terminat.

Pasul 8: VESC, indicatorul bateriei și UBEC Connecor

Mi-am făcut propriul '3 în paralel cu 1 conector' prin lipirea a 3 anteturi XT60 împreună (imaginea 1) și lipirea unui fir la pozitivele arborelui și un fir la negativele arborelui (imaginea 2-6). Apoi am lipit un conector tată și am protejat cablurile goale cu niște benzi negre. (foto 7-9)

VESC și indicator

Lipiți o priză XT60 de sex masculin la cablurile de alimentare VESC și la cablurile indicatorului de procent / tensiune al bateriei.

uBEC

Deconectați cablurile de echilibrare și lipiți capătul tată la o mufă XT60 tată. Capetele femele se conectează la partea de intrare a uBEC (convertor de tensiune).

NOTĂ: Am tăiat firele de echilibru un pic mai scurt, dar a fost o greșeală, așa că lăsați-le intacte;)

Pasul 9: Senzorul motorului la Vesc

Utilizați două dintre cablurile pas cu pas pentru a conecta senzorul motorului la VESC. Motorul are 5 pini, 2 pentru arbore de putere pentru senzorii de hol (1 pin per senzor de hol).

Scoateți cele patru cabluri din partea cu 4 pini și luați un fir suplimentar dintr-un al doilea cablu pas cu pas, tăiați-le puțin mai scurt și lipiți niște pini masculi la capăt. Puneți-le în ordinea corectă ca în imagini

Folosiți tuburi termocontractabile și bandă pentru a asigura totul sigur! După ce ați terminat, singurul lucru care trebuie făcut este să le puneți în ordinea corectă de la VESC la motor.

Pasul 10: Alimentare Raspberry Pi

Avem nevoie de un convertor de 12V la 5V care să alimenteze raspberry pi prin USB, așa că m-am gândit imediat la un încărcător auto. Este o soluție ieftină și practică.

NOTĂ: Înainte de ao deschide, trebuie să vă asigurați că vă amintiți care este portul care poate livra 2.1 Amperi, deoarece Pi are nevoie de el.

Deci scoateți autocolantul și deșurubați partea superioară a încărcăturii mașinii, apoi slăbiți știftul de pe partea inferioară. Apoi se va deschide ușor, va lipi arcul (+ 12V) și obiectul metalic curbat (GND) slăbit și le va înlocui cu 2 dintre acele fire de echilibrare (lipiți partea tată la PCB).

Când s-a făcut acest lucru, am verificat dacă totul era corect conectând o mufă de curent continuu la firele conectate la o sursă de alimentare a stipului meu LED și am măsurat tensiunea de ieșire USB (Cele două exterioare sunt + 5V și GND).

Dacă totul este corect, puteți ascunde părțile metalice goale cu niște tuburi termocontractabile și bandă.

NOTĂ: Verificați polaritatea încărcătorului, deoarece poate fi diferită.

Pasul 11: Cablarea Pi, Lights și GPS

Acum puterea luminilor.

Primim 12V de la uBEC-ul nostru și avem nevoie de acesta pentru luminile noastre din față, stopul și încărcătorul auto. Raspberry pi nu poate furniza suficient curent și nici tensiune pentru a alimenta LED-urile, așa că va trebui să folosim un tranzistor. 12V va fi folosit ca sursă de alimentare, iar raspberry pi le va porni și opri controlând baza tranzistorului NPN (2N222: pic 2), așa că hai să o lipim pe o placă de prototipare.

În primul rând, toate farurile din spate sunt ca partea din spate a longboard-ului și pi zmeura va veni în față, astfel încât cablul va trebui să fie extins (imaginea 3-5). Farul din spate are 3 fire. Negru (negativ), galben (lumină de funcționare / coadă), roșu (lumină de frână / stop). Dar, deoarece există doar o diferență foarte mică între frână și lumina de rulare, aleg să folosesc firul roșu și îl las pe cel galben în pace. Puneți un fir lung tată în metalul furnizat al luminii din spate și îndoiți-l împreună până când firul nu se mai poate desface. Faceți acest lucru pentru firul negru și roșu.

Pentru luminile din spate, lipiți-le în paralel. Apoi placa de prototipare. Lipiți capetele femele ale celor două fire de echilibru pe placa și folosiți un fir de cupru pentru a sparge 12V pe întreaga placă. Apoi adăugați tranzistoarele, unul pentru luminile din față și unul pentru luminile din spate. Colector -> 12V, emițător -> GND pe bază la un rezistor și apoi la un fir cu un capăt feminin, care se va potrivi pe pinii GPIO zmeură pi (pin 20 și 21). Încărcătorul auto poate fi alimentat de 12V, apoi puneți un cablu USB în intrarea USB corectă și puneți capătul micro USB în zmeura pi.

Conexiuni GPS:

PI GPS

3.3V -> Vin

GND -> GND

RX -> TX

TX -> RX

NOTĂ: Doar cei 2 pini de bază ai tranzistorului au nevoie de un rezistor extern pentru a limita curentul. Luminile nu au nevoie de acestea pentru că sunt încorporate în leduri.

Pasul 12: Locuințe

Am înfășurat părțile care aparțin împreună în folii de plastic pentru a mă asigura că toate firele sunt sigure și că este mai ușor să pun i în carcasă după aceea. Am proiectat toate piesele din inventator și le-am tipărit cu imprimanta mea 3D. Sunt furnizate toate fișierele inventator (.ipt) și fișierele imprimantei / feliatorului (.stl). Modelele sunt foarte elementare.

Partea din spate (piese electrice longboard)

Puteți introduce indicatorul bateriei și mufa XT90 feminină și apoi așezați cutia de plastic. Odată ce carcasa a fost blocată, am fixat ștecherul XT90 cu adeziv fierbinte, astfel încât să rămână blocat atunci când comutatorul este tras în și afară. Am adăugat, de asemenea, un șurub în interiorul carcasei chiar lângă perete unde este atașat ștecherul XT90, astfel încât peretele să nu poată fi apăsat atunci când conectați cheia de buclă.

Antena de la modulul GPS este lungă, foarte lungă. Așa că am ținut cele două capete afară din cutie și am împăturit firul în această parte a carcasei.

NOTĂ: Utilizați șuruburi mici care nu mai sunt lungi, apoi placa lungă este groasă!

Odată ce a fost bun, mi-am înlocuit mufa DC de testare cu una impermeabilă. Am lipit niște fire cu conectori glonți feminini la fire și conectori glonți masculi pe firele care sunt atașate la placa BMS. Din nou, firele nu trebuie să fie atât de groase, deoarece încărcătorul livrează doar aproximativ 2 amperi. De asemenea, va fi mai ușor să conectați mufa în carcasă cu câteva fire mai mici …

Partea frontală (pi zmeură cu GPS și lumini)

Glisați ecranul în spatele carcasei. Așezați toate cablurile în interiorul carcasei și înșurubați-le. De asemenea, s-ar putea să doriți să puneți o folie sau ceva între antenă și zmeura Pi, deoarece era foarte magnetică și computerelor nu le place întotdeauna așa.

NOTĂ: Aveți grijă când glisați ecranul TFT în carcasă, astfel încât să nu deteriorați cablurile care controlează atingerea. Mi s-a intamplat…

Pasul 13: Configurare de bază Pi

În primul rând, avem nevoie de un card SD cu Raspbian. Puteți descărca raspbian de aici. Odată descărcat, putem instala raspbian pe cardul SD. Puteți instala software-ul utilizând Win32Discmanager sau etcher pe computer.

Când este instalat, va trebui să adăugați un fișier numit „ssh” fără extindere pentru a activa SSH pe pi. Odată ce ați terminat, puteți porni zmeura și o puteți adăuga în rețeaua dvs.

Pi nu va avea conexiune la rețeaua dvs., așa că va trebui să setați o adresă APIPA, aceasta este adresa IP pe care pi o va avea atunci când nu are conexiune la o rețea. Deschideți fișierul „cmdline.txt” de pe cardul SD și adăugați o adresă APIPI. De exemplu: „ip = 169.254.10.5”.

NOTĂ: Asigurați-vă că totul stă pe o singură linie sau că nu va funcționa!

Puneți SD în PI, adăugați un cablu de rețea de la pi la computer și apoi conectați alimentarea.

Apoi, puteți utiliza Putty sau, dacă utilizați un Mac, utilizați doar terminalul pentru a crea o conexiune SSH.

ssh [email protected]

Adăugarea unei conexiuni wireless:

Pentru a adăuga o rețea nouă la pi, puteți introduce această comandă:

ecou ENTER_ YOUR_PASSWORD | wpa_passphrase ENTER_YOUR_SSID >>

/etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf

După o repornire, ar trebui să vă puteți găsi adresa IP pe router și să vă conectați la pi prin ssh cu acea adresă IP.

ssh pi @ IP_FROM_PI

Găsirea întotdeauna a ip-ului dvs. este un pic enervant, așa că haideți să configurăm un nume de gazdă, astfel încât să îl putem folosi (este necesară instalarea bonjour pe Windown PC pentru aceasta).

sudo raspi-config nonint do_hostname CHOOSE_A_HOSTNAME

NOTĂ: Pentru a utiliza numele gazdei în viitor, trebuie să tastați regula SSH astfel:

ssh USER@YOUR_HOSTNAME.local

Ar trebui să fim siguri că sistemul și pachetele lui pi sunt actualizate:

Introduceți următoarea comandă pentru a realiza că:

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

Pasul 14: puneți proiectul pe Pi

Utilizator nou

Am creat un nou „longboard” pentru acest proiect:

Va trebui să mergem la rădăcină pentru asta

sudo -i

Adduser longboard Parolă nouă:> l0ngb0 @ rd Nume complet:> electric longboard

Puteți lăsa restul gol. Ca în continuare, va trebui să acordăm utilizatorului „longboard” drepturile de sudo

adduser longboard sudo

Ulterior ne vom întoarce la utilizatorul nostru de longboard

su longboard

Pachete

Instalarea unor pachete pentru proiect. Pachete pentru găzduirea site-ului web a unei baze de date

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

Baza de date a conectorilor, site-urile pachetelor și bibliotecile pentru detectarea GPS / tijdzone

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

Configurarea bazei de date

Verificați starea mysql

sudo systemctl status mysql

Prin introducerea acestei comenzi, puteți vedea că MySQL ascultă numai pe 127.0.0.1 -> nu este accesibil din rețea, doar local (pe pi eu).

ss -lt | grep mysql

Porniți clientul ca roo

sudo mysql

Creați utilizatori:

CREARE UTILIZATOR 'project-admin' @ 'localhost' IDENTIFICAT DE '@ min_l0ngb0 @ rd';

CREATE USER 'project-longboard' @ 'localhost' IDENTIFIED BY 'l0ngb0 @ rd';

Crearea bazei de date și setarea privilegiilor:

CREAȚI BAZA DE DATE longboard_db;

ACORDAȚI TOATE PRIVILEGIILE pe longboard_db. * Către „project-admin” @ „localhost” CU OPȚIUNE GRANT; > GRANT SELECT, INSERT, UPDATE, DELETE ON longboard_db. * TO 'project-longboard' @ 'localhost'; > PRIVILEJE DE FLUSH;

Rulați scriptul sql pentru a crea tabelele, va crea și un utilizator implicit pentru site-ul web:

(nume de utilizator: longboard, parolă: test):

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

ieși

Testați dacă rularea fișierului a funcționat:

ecou „arată tabele;” | mysql longboard_db -t -u project-admin -p

Creați un director „longboard” și clonați-mi proiectul din github

mkdir longboard && cd longboard

git clone

Dacă ați folosit același nume de director și utilizator ca mine, atunci nu ar trebui să reglați fișierele din directorul conf.

Dacă nu, ar trebui să ajustați fișierele (> sudo nano conf / filename.extension)

Odată ce căile sunt corecte, trebuie să copiați fișierele în directorul de sistem. Există servicii de copac.

• Una pentru site-ul chioșcului de pe localhost.
• Unul pentru modulul GPS cu conexiune la baza de date
• Unul pentru site-ul disponibil în rețeaua dvs.

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

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

Când totul este în regulă, ar trebui să le activați, astfel încât acestea să înceapă automat când boot-ul pi:

(Dacă pasul anterior eșuează, atunci ar trebui să verificați căile din fișierele de configurare)

sudo systemctl activate project1- *

Configurarea serviciului nginx:

• copiați conf / nginx în „site-uri disponibile” (și dați-i un nume mai bun)
• eliminați linkul către config-ul implicit
• link către noua config / nginx
• reporniți pentru a activa modificările

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

Verificați dacă nginx a supraviețuit:

sudo systemctl status nginx.service

Odată ce ați terminat, ar trebui să aveți un server web pe IP-ul dvs. disponibil în rețeaua dvs. și un site pe localhost pentru a începe și a opri sesiunea offline.

Pasul 15: Configurarea modului chiosc Raspberry Pi

Instalarea pachetelor

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

Introduceți fișierul de pornire automată a utilizatorului pi:

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

Va trebui să comentați (puneți un # în fața liniei) regula existentă:

# @ xscreensaver -no-splash

Apoi adăugați aceste linii sub linia de screensaver

@xset s off

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

Apăsați pe ctrl-O și apoi pe Ctrl-X pentru a scrie și a ieși din fișier și acum tastați:

sudo raspi-config

De acolo navigați în jos la boot_behaviour și schimbați această setare pentru a porni în modul desktop și conectați-vă ca utilizator pi în mod implicit.

NOTĂ: pentru a ieși din modul chioșc, puteți introduce

sudo killall browser-crom.

Aceasta va închide toate instanțele browserului crom.

Pasul 16: Cum funcționează

Când pornește pi, veți vedea adresa IP pe ecranul TFT împreună cu o listă cu toți utilizatorii plăcii.

Puteți începe o sesiune offline prin acest ecran. De asemenea, vă puteți controla luminile. Dacă introduceți adresa IP în browserul dvs., veți accesa ecranul de conectare. Vă puteți conecta cu „placa” de utilizator implicită (parola: test). sau puteți crea un cont nou. Unul este făcut, veți vedea tabloul de bord. Aici puteți vedea ruta călătoriei și distanța totală, timpul de călătorie. Dacă accesați fila Longboard, puteți vedea locația curentă a plăcii, puteți comuta luminile și puteți începe să înregistrați o sesiune. După ce faceți clic pe „începe sesiunea”, PI va determina în mod constant locația și o va salva în baza de date până când apăsați „opri sesiunea”. Dacă GPS-ul nu are o soluție, sesiunea nu poate fi pornită, veți primi o alertă în partea de sus a ecranului. Sesiunile dvs. vor fi afișate pe o hartă Google.

Locul doi în concursul Make it Move