Angkat Gunting Terkawal Raspberry Pi: 17 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:10

Mengapa angkat gunting? Kenapa tidak! Projek yang hebat dan menyeronokkan untuk dibina. Sebab sebenar bagi saya adalah untuk menaikkan kamera pada Projek Great Mojave Rover saya. Saya mahu kamera naik di atas rover dan menangkap gambar di sekitarnya. Tetapi saya memerlukan kamera diturunkan semasa rover sedang memandu.

Mula-mula saya mencuba lengan robot, tetapi itu terbukti terlalu berat dan menghilangkan servos. Kemudian semasa keluar dan sekitar satu hari saya melihat sesuatu yang saya lihat beratus-ratus kali sebelumnya, sebuah angkat gunting. Malam itu saya merancang untuk merancang pengangkut gunting yang akan menggunakan pemacu skru, bolt 5/16 "x 5 1/2", untuk menaikkan dan menurunkan kamera. Saya kagum dengan betapa seronoknya melihat kamera terangkat hingga beberapa kaki (25 ") dengan hanya sedikit lebih dari 4" perjalanan dan untuk melihat berapa banyak berat yang akan diangkat. Sebagai faedah sampingan, ia hanya menggunakan satu servo.

Apabila lif gunting yang hebat dan hebat ini berfungsi, Raspberry Pi akan menghidupkan servo LX-16A menaikkan dan menurunkan lif menggunakan kod Python 3. Suis had akan memberitahu Pi apabila angkat gunting anda telah sampai ke atas dan bawah memberi isyarat servo untuk berhenti berputar.

Pengembaraan saya yang seterusnya untuk menaiki lif adalah meletakkannya di luar untuk ujian solar yang panjang. Dikuasakan oleh sel suria dan 18650 bateri angkat gunting akan naik, mengambil gambar dan kemudian turun sekali dalam satu jam. Tetapi itu adalah Instructable lain kemudian setelah saya berjaya. Selepas itu, pasangkannya di Rover.

Saya membahagikan Instructable ini kepada tiga bahagian utama untuk membantu proses pembinaan dan penalaan:

1. Pangkalan (Langkah 2 - 7)
2. Elektronik (Langkah 8 - 12)
3. Pemasangan akhir gunting (Langkah 13 - 16)

Saya harap anda dapat menikmati angkat gunting pertama saya dan gunting anda.

Langkah 1: Dapatkan Barang yang Anda Perlu

Anda akan memerlukan banyak barang untuk projek ini. Sekiranya anda seperti saya dan menikmati pencetakan 3D dan bahan binaan anda mungkin sudah mempunyai sebahagian besar daripada ini. Pastikan anda memeriksa McMaster-Carr untuk skru yang ada jauh lebih murah apabila anda membelinya dengan harga seratus. Anda juga boleh memesan set dari Amazon.

Alat yang Diperlukan:

• Set sepana kotak 5.5 mm
• Pemacu hex 2.5, 2.0 mm Perlu mempunyai set yang baik.
• Bor dengan bit gerudi 1/8 "Set bit gerudi ini saya ada.
• Lemak Grafit
• Besi pematerian
• Solder Saya fikir saya tidak pandai menyolder sehingga saya mendapat solder yang baik.
• Sander (sander terbaik di dunia)
• Pencetak 3D Saya mempunyai XYZ Da Vinci Pro 1.0 dan saya sangat gembira dengannya.

Bahagian Mekanikal:

• Skru Baja Paduan atau Skru Kepala Tombol: Pastikan anda memesan lebih banyak daripada yang anda perlukan, kerana jumlah saya mungkin tidak betul!

  (1) Kepala Tombol M3 x 10mm (dapatkan dari McMaster-Carr) (2) Kepala Tombol M3 x 12mm (dapatkan dari McMaster-Carr) (4) M3 x 10mm (dapatkan dari McMaster-Carr) (6) M3 x 12mm (dapatkan dari McMaster-Carr) (4) M3 x 16mm (dapatkan dari McMaster-Carr) (34) M3 x 20mm (dapatkan dari McMaster-Carr) (2) M3 x 25mm Head Button (dapatkan dari McMaster-Carr) (8) M3 x 30mm (dapatkan dari McMaster-Carr) (4) M3 x 45mm (dapatkan dari McMaster-Carr) (30) Mur kunci nilon M3 (dapatkan dari McMaster-Carr) (54) mesin basuh M3 (dapatkan dari McMaster-Carr)

• (48) Galas 3x6x2mm Ia akan berfungsi tanpa galas ini, tetapi pasti menjadikannya lebih bagus.
• (1) Galas 8x22x7mm Anda juga boleh mencuri satu dari pemutar gelisah
• Bahagian Bercetak 3D Anda boleh memuat turunnya dari bahagian Thingverse (2) Beam 20mm x 20mm x 190mm (1) Limiters (1) Motor Screw Mount (1) Platform Rails (1) Platform (1) Rear Screw Mount (1) Slider (1)) Scissor Inner Bawah (4) Scissor Inner (1 set) Scissor Outer (1) Servo Mount Front (1) Servo Mount Rear (1 set) Spacer
• (2) kacang 5/16 "(Depot Rumah)
• (1) Baut 5/16 "x 5 - 1/2" (Home Depot) Anda juga boleh menggunakan Batang Berulir 5/16 "jika anda mahu.

Elektrik:

• Raspberry Pi, saya menggunakan 3 model B + mana-mana versi Pi akan berfungsi Ini adalah kit yang bagus.
• (1) Lewansoul LX-16a Serial Bus Servo, saya mendapat tambang dengan harga di bawah $ 20.00 ea. (anda perlu mencari Amazon atau Banggood untuk ini, pautan terus berubah)
• (1) Lembaga Debug Bas Bersiri Lewansoul.
• (1) Metal Servo Horn
• (2) Suis Had
• Kawat Silikon Ini bagus, anda boleh melucutkannya dengan kuku jari anda (jika anda tidak menggigit kuku jari anda)
• Bateri untuk menghidupkan Servo, saya menggunakan 4 bateri AA NiMh dari Ikea.

Barang habis pakai:

• Petua Q
• Kain gentian mikro
• Band-Aids (semoga tidak)

Langkah 2: Pangkalan

Jauh lebih mudah untuk membuatnya secara berperingkat, mari kita mulakan dengan asas. Kemudian kita akan beralih ke elektronik dan akhirnya memasang gunting. Ia dicetak dalam pelbagai warna kerana saya menggunakan PLA dan PETG yang saya ada.

Sekiranya anda belum melakukannya, cetak bahagian anda. Pencetak saya mengambil masa beberapa hari untuk menyelesaikan pencetakan semua bahagian.

Anda boleh mendapatkan bahagian di sini:

Petua keselamatan penting (rujukan Orginal Ghostbusters, Google it)

• Luangkan masa anda dan jangan tergila-gila dengan mengetatkan skru M3 dengan mudah, helai plastiknya mudah. Sekiranya anda melucutkan lubang, anda mungkin perlu mencetak semula bahagiannya atau menggunakan sedikit gam gorila (bahan coklat) dan perlahan-lahan lap bahagian dalam lubang dengan tusuk gigi dan biarkan kering sepenuhnya semalaman sebelum digunakan.
• Letakkan mesin basuh "nice side" ke atas, ia kelihatan lebih baik.
• Luangkan masa anda, atau anda mungkin perlu mencetaknya lagi.
• Cetak bahagian Gunting terakhir, kerana ia adalah bahagian terakhir yang dibina.

Ini dia.

A. Mula mencetak semua bahagian (lihat senarai bahagian).

B. Pasir bahagiannya dengan halus, potong barang-barang yucky.

Langkah 3: Suis Had Pemasangan

A. Bengkokkan timah biasa (satu yang sudah dibengkokkan di sisi suis), sehingga terpasang rata dan menyolder wayar pada suis had. Tidak ada cukup ruang untuk memasang servo jika anda melupakan langkah ini.

Catatan: Ini adalah satu-satunya pematerian yang perlu anda lakukan pada bahagian binaan ini.

B. Gerudi melalui (4) lubang 1/8 di Servo Mount, lihat anak panah ungu pada foto di atas. Penggerudian membolehkan selak masuk secara bebas dan mengetatkan Servo Mount ke rel kemudian.

C. Akhirnya, pasangkan suis had seperti yang ditunjukkan pada Servo Mount dengan (2) skru M3 x 16mm.

Langkah 4: Pemasangan Skru Motor Bawah

A. Lubang (5) lubang 1/8 di Bawah Skru Motor Bawah melihat anak panah ungu pada foto di atas.

B. Kemudian pasangkan Pemasangan Skru Moto Bawah ke tanduk servo logam menggunakan (4) skru kepala butang M3 x 12mm.

C. Akhirnya, pasangkan Bawah Skru Motor Bawah ke servo menggunakan (1) skru M3 x 10 mm.

Langkah 5: Pasang Servo dan Bolt

A. Lubang (4) lubang 1/8 di Rear Servo Mount seperti yang ditunjukkan pada foto di atas yang ditunjukkan oleh anak panah ungu.

B. Gerudi melalui (2) lubang 1/8 pada pelekap skru yang ditunjukkan oleh anak panah ungu pada foto di atas. Catatan: Milik anda mungkin sedikit lebih pendek bergantung pada versi yang anda cetak.

C. Pasang Servo ke Servo Mount. Anda mungkin perlu mengurangkan ini sedikit demi sedikit. Ia akan menjadi sedikit longgar. Kemudian menggunakan skru (4) M3 x 45mm dan mesin basuh pasang servo belakang ke Front Servo Mount. Servo akan bergoyang-goyang ke sisi tetapi tidak berulang-alik.

D. Masukkan bolt 5/16 "x 5 - 1/2" ke dalam pemasangan skru atas; ia semestinya sesuai. Anda mungkin perlu memangkas bukaan sedikit agar sesuai.

E. Menggunakan (2) bolt dan pencuci M3 x 16mm bersambung ke dua bahagian Pemasangan Skru.

F. Perhimpunan anda mestilah seperti foto terakhir.

Langkah 6: Pemasangan Gelangsar dan Belakang

Kini tiba masanya untuk memasang Slider dan Rear Screw Mount.

A. Masukkan (2) baut 5/16 ke dalam gelangsar. Selak harus sedikit bermain di belakang dan ke belakang. Tanpa permainan, skru akan mengikat semasa bergerak.

B. Skru gelangsar pada bolt 5/16 beberapa inci.

C. Bor melalui (4) lubang 1/8 pada penutup bantalan skru belakang seperti yang ditunjukkan dengan anak panah ungu pada foto.

D. Masukkan galas 8mm x 22mm x 7mm ke Rear Screw Mount, dan pasangkan Bearing Cap dengan (4) M3 x 12mm baut dan pencuci.

E. Pasang (1) suis had dengan (2) bolt M3 x 16mm

F. Masukkan baut 5/16 ke dalam bantalan. Catatan: Akan ada banyak permainan di sini. Anda akan mahu menggunakan sekeping pita elektrik atau tiub penyusutan haba untuk mengurangkan jumlah permainan. Ukur jumlah yang diperlukan dalam langkah seterusnya.

Langkah 7: Selesaikan Perhimpunan Bawah

Setelah pemasangan bermotor selesai, inilah masanya untuk memasangnya ke rel. Rel adalah sebahagian daripada The Great Mojave Rover Project dan mungkin kelihatan seperti berlebihan. Saya merancang untuk menyatukan angkat gunting ke dalam rover dan reka bentuk rel membolehkan saya melakukannya kemudian.

A. Pasir satu sisi setiap rel dengan lancar. Anda tidak perlu menggosok banyak, cukup untuk meratakan lebam.

B. Skru pada Rear Screw Mount pada pertama menggunakan (4) bolt dan pencuci M3 x 30mm. Ini mesti duduk rata di hujung rel.

C. Masukkan bolt 5/16 ke dalam bantalan, dengan servo mount di lubang ke-4 (meninggalkan 3 lubang kosong) ukuran di mana anda mahu pita atau pengecutan haba pergi. Pasangkan pita atau penyusutan panas dan pasangkan kembali pemasangan.

D. Skru pemasangan Servo ke rel di lubang ke-4 (Meninggalkan 3 kosong) menggunakan (4) bolt dan pencuci M3 x 30mm. Perhatikan bahawa Servo Mount anda mungkin sedikit berbeza, saya direka semula untuk bolt 5/16 yang lebih lama. Sila biarkan 3 lubang kosong.

Anda kini harus menyediakan Pemasangan Bermotor untuk memasang skru had had dan membuat Raspberry Pi anda menggerakkan slaid ke belakang dan ke belakang.

Langkah 8: Laras Suis Had

Dua pelaras suis had akan menggunakan suis di mana anda mahu slaid berhenti. Anda ingin menggunakan skru kepala butang di dua tempat di mana bolt pengikat melewati di atas untuk pelepasan. Juga, Kedua-dua bahagian cetak 3D pengatur had adalah sama.

A. Bor (2) 1/8 melemparkan lubang pada setiap pengalih had.

B. Masukkan skru kepala butang ke dalam pengikat.

C. Masukkan skru had pada setiap pengikat, (1) M3 x 20mm, yang lain adalah (1) M3 x 40mm.

D. Pasang Pengawal Had Had pada gelangsar. Gunakan skru yang lebih panjang (40mm) di bahagian servo.

Nota: Saya memasang kacang pengunci pada pengikat saya yang lebih lama kerana saya melepaskan lubang.

Langkah 9: Menyambungkan Pi

Perisian untuk ini mudah, hanya dengan menaikkan dan menurunkan lif. Anda boleh mengedit kod untuk melakukan apa sahaja yang anda mahukan, bersenang-senang.

Saya mengandaikan bahawa anda sudah tahu bagaimana memuatkan OS pada Raspberry Pi anda dan bagaimana menulis program Python 3 yang ringkas, contoh Hello World akan baik-baik saja.

Berikut adalah tempat yang baik untuk memulakan, tetapi terdapat banyak sumber di luar sana untuk memulakan.

• Menyiapkan Pi anda.
• Menjalankan Program Pyhon pertama anda.

Langkah 10: Pendawaian Pemasangan Bawah Anda

Untuk projek kecil seperti ini, saya lebih suka menggunakan papan Hacker Pimoroni Pico HAT di atas papan roti. Anda boleh menggunakan apa sahaja tetapi saya suka peranti kecil ini. Saya menyolder kepala wanita 40 pin di kedua-dua sisi HAT, yang membolehkan saya menggunakan di kedua-dua sisi (lihat foto kedua).

Amaran: Saya telah meletupkan beberapa Raspberry Pis melakukan ini semasa Pi dihidupkan. Pastikan warna merah + dan hitam tanah atau -, Papan Debug Servo tidak mempunyai perlindungan.

A. Sambungkan wayar hitam ke sambungan biasa pada setiap suis dan tanah pada Pi. (Pin 6)

B. Sambungkan wayar Hijau ke suis had bawah (Lihat foto pertama) dan kemudian ke GPIO 23 (Pin 16)

C. Sambungkan wayar Kuning ke suis had atas (Lihat foto pertama) dan kemudian ke GPIO 22 (Pin 15)

D. Sambungkan papan Debug Servo ke port USB pada Pi.

E. Sambungkan Servo ke papan Servo Debug menggunakan kabel yang disertakan dengan servo LX-16A

F. Sambungkan kuasa ke Servo Debug Board. Jangan gunakan Pi untuk menghidupkan papan servo, gunakan sumber bateri luaran. Saya menggunakan 4 bateri AA.

Langkah 11: Memuat dan Menjalankan Program Python

Sekali lagi saya mengandaikan bahawa anda tahu bagaimana memulakan terminal dan mengetahui cara memulakan program Python3.

A. Mulakan Terminal

B. Kita perlu mengklon beberapa Perpustakaan dari GitHub. Yang pertama adalah PyLX16A oleh Ethan Lipson, yang lain adalah kod Scissor Lift dari BIMThoughts 'GitHub

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

Perintah di atas melakukan perkara berikut:

cd menukar direktori ke direktori rumah anda

git clone memuat turun fail kod dari GitHub ke dalam folder nama repositori.

cd ScissorLift menukar folder ke tempat kod ScissorLift berada

cp../PyLX-16A/lx16a.py. menyalin perpustakaan yang diperlukan untuk perintah servo.

C. Anda harus menyambungkan Pi anda ke Motor Assembly dan Debug Board yang disambungkan ke USB dan Servo.

D. taipkan yang berikut untuk menjalankan ujian suis.

cd

cd ScissorLift python3 SwitchTest.py

Program akan mula menyebut "turun".

Libatkan suis lebih jauh dari servo dan program akan bertindak balas dengan "naik". Sekarang pasang suis yang paling dekat dengan servo dan program akan berhenti.

Penyelesaian masalah:

Sekiranya gagal memeriksa semula pendawaian anda, saya membuat kesalahan menyolder wayar kuning ke sambungan suis yang salah pada kali pertama dan ia akan berhenti setelah menggunakan suis pertama.

Langkah 12: Ujian Motor

Sekarang suis berfungsi, sudah tiba masanya untuk menguji pemasangan motor.

Anda sudah memuat turun kod. Mari kita mulakan.

A. Pastikan servo anda disambungkan ke Debug Board, sebarang palam akan berfungsi selagi ia sesuai.

B. Dari Terminal taipkan yang berikut:

cdcd ScissorLift python3 MotorTest.py

Gelangsar anda akan mula bergerak dan ketika menuju servo terlebih dahulu, kemudian apabila suis had terlibat, ia akan bergerak ke arah lain dan berhenti ketika mencapai suis had yang lain.

Sekiranya anda mendengarnya mula mengikat, cabut servo dari Debug Board dan tekan ctrl-c untuk menghentikan program dan tentukan mengapa ia mengikat.

Penyelesaian masalah:

Mengikat di tengah slaid:

a. Kacang tidak bergerak bebas di dalam gelangsar.

b. Pemasangan skru tidak berpusat.

c. Galasnya tidak percuma.

Pengikatan di hujung slaid disebabkan oleh suis terlepas wayar atau skru pengikat perlu diselaraskan.

d. Servo terus bergerak setelah menekan ctrl-c, cabut kabel servo ke papan debug. Itu akan menetapkan semula servo.

Langkah 13: Pemasangan Gunting

Sekarang kita akhirnya sampai ke titik di mana kita dapat memasang gunting. Terdapat tiga komponen utama gunting.

1. Scissor Outer (foto pertama, kelihatan seperti tongkat Popsicle biru)
2. Gunting Dalaman (Foto Kelabu Kedua)
3. Bahagian Dalam Gunting (Biru Foto Kedua)

Perbezaan antara Scissor Inner dan Scissor Inner Bottom adalah penempatan galas, seperti yang digambarkan di sebelah kanan foto. Tonton video lebih mudah untuk menerangkannya di sana.

A. Masukkan galas ke dalam setiap kepingan Gunting. Anda mungkin perlu menggunakan bolt, mesin cuci, dan mur untuk menekan mesin basuh ke dalam slot. Sekiranya anda memecahkan slot, tidak mengapa anda boleh menggunakan gam untuk memperbaikinya.

B. Dengan menggunakan pelumas grafit dan pelapik kapas, lapisi bahagian gunting yang tidak galas.

C. Menggunakan skru, mesin basuh, dan mur pengunci M3 x 20mm. Mulakan dengan bahagian bawah bahagian dalam menghubungkan gunting luar ke sambungan tengah. (lihat foto)

D. Sambungkan gunting luar yang lain ke hujung gunting bawah di mana galas berada di bahagian dalam. Kemudian Sambungkan gunting dalaman yang lain ke tengah.

E. Terus melekatkan gunting dalaman dan luaran sehingga kehabisan gunting.

Langkah 14: Memasang Gunting ke Pangkalan

Dengan menggunakan (2) M3 x 20mm dengan (2) mesin basuh dan ruang bercetak 3d, sambungkan unit gunting ke pelekap servo alas.

Dengan menggunakan (2) M3 x 12mm sambungkan unit gunting ke gelangsar.

Kecuali platform anda mempunyai alat gunting yang berfungsi.

Langkah 15: Ujian Larian Gunting

Sambungkan angkat gunting anda kembali ke Raspberry Pi, jika anda belum melakukannya.

A. Dari terminal pada Raspberry Pi anda jalankan MotorTest.py sekali lagi dan lihat gunting anda beraksi.

Perhatikan:

• Sebarang pengikatan
• Pelepasan skru pengikat had
• Sekiranya ia mengikat atau berlaku sesuatu, cabut servo dari papan debug terlebih dahulu.

Langkah 16: Melampirkan Platform

Mudah-mudahan, sekarang anda sudah mengetahui cara memakai platform.

A. Tentukan sama ada anda menginginkan platform apa.

B. Pasangkan rel pelantar ke bahagian luar bahagian atas gunting. Di sebelah tempat anda memerlukan spacer, anda memerlukan skru M3 x 25mm dan 2 mesin basuh. Di sisi lain gunakan skru M3 x 20mm dengan 1 mesin basuh dan 1 mur kunci.

C. Dengan menggunakan skru dan pencuci M3 x 12mm, pasangkan bahagian atas platform ke rel.

Langkah 17: Terima kasih

Terima kasih kerana telah sampai sejauh ini, semoga anda mempunyai alat gunting yang berfungsi dan anda tidak tahu apa yang harus dilakukan, atau mungkin anda mempunyai alat gunting yang anda mempunyai idea bagus tentang cara menggunakannya.

Sama ada saya harap anda bersenang-senang dan belajar sesuatu.

Naib Johan dalam Pengarang Kali Pertama