Raspberry Pi Kontrollü Makaslı Kaldırma: 17 Adım (Resimli)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:19

Neden makaslı kaldırma? Neden olmasın! Harika ve inşa etmesi eğlenceli bir proje. Benim için asıl sebep Great Mojave Rover Projemdeki kameraları yükseltmek. Kameraların gezicinin üzerine çıkmasını ve çevrenin görüntülerini yakalamasını istiyorum. Ama gezici sürerken kameraların indirilmesine ihtiyacım vardı.

İlk önce robotik bir kol denedim, ancak bu çok ağır olduğunu kanıtladı ve servoları çıkardı. Sonra dışarıdayken ve yaklaşık bir gün daha önce yüzlerce kez gördüğüm bir şeyi, bir makaslı kaldırıcıyı gördüm. O gece, kameraları yükseltmek ve alçaltmak için 5/16” x 5 1/2” vidalı bir vida kullanacak bir makaslı kaldıraç tasarlamaya koyuldum. Kameraların 4 inçten biraz fazla hareketle birkaç fit (25 ) yükseldiğini ve ne kadar ağırlık kaldıracağını görmenin ne kadar havalı olduğuna şaşırdım. Yan fayda olarak, yalnızca bir tane kullanır servo.

Bu harika ve harika makaslı kaldırıcı çalışırken, Raspberry Pi, LX-16A servoyu Python 3 kodunu kullanarak kaldırıcıyı yükseltip alçaltacak. Limit anahtarları, makaslı kaldırıcınız üst ve alta ulaştığında Pi'ye servonun dönmeyi durdurmasını bildirir.

Asansör için bir sonraki maceram, uzun bir güneş testi için onu dışarıya yerleştirmek. Güneş pilleri ve 18650 pillerle çalışan makaslı kaldırma, saatte bir kez kalkar, fotoğraf çeker ve ardından alçalır. Ama bu, daha sonra çalışmaya başladığımda başka bir Eğitilebilirliktir. Bundan sonra, Rover'a monte edin.

Oluşturma ve ayarlama sürecine yardımcı olması için bu Talimatı üç ana bölüme ayırdım:

1. Temel (Adım 2 - 7)
2. Elektronik (Adım 8 - 12)
3. Makas son montajı (Adım 13 - 16)

Umarım ilk inatçı ve makaslı kaldırıcımı beğenirsiniz.

Adım 1: İhtiyacınız Olan Şeyleri Alın

Bu proje için bir sürü şeye ihtiyacınız olacak. Benim gibiyseniz ve 3D baskıdan ve bir şeyler inşa etmekten hoşlanıyorsanız, bunların çoğuna zaten sahip olabilirsiniz. Yüzlerce satın aldığınızda orada çok daha ucuz olan vidalar için McMaster-Carr'ı kontrol ettiğinizden emin olun. Ayrıca Amazon'dan set sipariş edebilirsiniz.

Gerekli araçlar:

• 5.5 mm lokma anahtar takımı
• 2,5, 2,0 mm altıgen sürücüler Bunlardan iyi bir sete sahip olmaya değer.
• 1/8” matkap ucu ile matkap Bu matkap ucu setim var.
• Grafit Madeni
• Havya
• Lehim İyi lehim elde edene kadar lehimlemede kötü olduğumu düşündüm.
• Sander (dünyanın en iyi zımparası)
• 3D Yazıcı XYZ Da Vinci Pro 1.0'a sahibim ve onunla heyecanlandım.

Mekanik parçalar:

• Alaşımlı Çelik Soket veya Düğme Başlı Vidalar: İhtiyacınızdan fazlasını sipariş ettiğinizden emin olun, çünkü sayılarım düşebilir!

  (1) M3 x 10mm Düğme Başlığı (McMaster-Carr'dan alın)(2) M3 x 12mm Düğme Başlığı (McMaster-Carr'dan alın) (4) M3 x 10mm (McMaster-Carr'dan alın) (6) M3 x 12mm (McMaster-Carr'dan alın) (4) M3 x 16mm (McMaster-Carr'dan alın) (34) M3 x 20mm (McMaster-Carr'dan alın) (2) M3 x 25mm Düğme Başlığı (McMaster-Carr'dan alın) (8) M3 x 30mm (McMaster-Carr'dan alın) (4) M3 x 45mm (McMaster-Carr'dan alın) (30) M3 naylon kilit somunları (McMaster-Carr'dan alın) (54) M3 rondelalar (McMaster-Carr'dan)

• (48) 3x6x2mm Rulmanlar Bu rulmanlar olmadan da çalışacaktır ama kesinlikle daha güzel kılmaktadır.
• (1) 8x22x7mm Rulmanlar Bir stres çarkından da bir tane çalabilirsiniz.
• 3D Basılı Parçalar Bunları Thingverse parçalarından indirebilirsiniz(2) Beam 20mm x 20mm x 190mm(1) Sınırlayıcılar (1) Motor Vida Montajı (1) Platform Rayları (1) Platform (1) Arka Vida Montajı (1) Kaydırıcı (1) Makas İç Alt (4) Makas İç (1 takım) Makas Dış (1) Servo Montaj Ön (1) Servo Montaj Arka (1 takım) Ara parçalar
• (2) 5/16" somun (Home Depot)
• (1) 5/16" x 5 - 1/2" cıvata (Home Depot) İsterseniz 5/16" Dişli Çubuk da kullanabilirsiniz.

Elektrik:

• Raspberry Pi, 3 model B+ kullanıyorum herhangi bir Pi sürümü işe yarar Bu güzel bir kit.
• (1) Lewansoul LX-16a Seri Veri Yolu Servo, benimki 20,00 doların altında. (Bunun için Amazon veya Banggood'da arama yapmanız gerekecek, bağlantı sürekli değişiyor)
• (1) Lewansoul Seri Veri Yolu Hata Ayıklama Kartı.
• (1) Metal Servo Korna
• (2) Limit Anahtarları
• Silikon Teller Bunlar harika, tırnağınızla sıyırabilirsiniz (tırnağınızı ısırmazsanız)
• Servoya güç sağlamak için piller, Ikea'dan 4 adet AA NiMh pil kullanıyorum.

Sarf malzemeleri:

• Q-İpuçları
• Mikrofiber bez
• Yara bantları (umarım değildir)

2. Adım: Temel

Bunu aşamalar halinde yapmak çok daha kolay, hadi temelden başlayalım. Ardından elektroniğe geçeceğiz ve son olarak makası monte edeceğiz. Sahip olduğum PLA ve PETG'yi kullandığım için farklı renklerde basılmıştır.

Henüz yapmadıysanız, parçalarınızı yazdırın. Yazıcımın tüm parçaları yazdırmayı bitirmesi birkaç gün sürdü.

Parçaları burada bulabilirsiniz:

Önemli güvenlik ipuçları (Orjinal Ghostbusters referansı, Google it)

• Acele etmeyin ve plastik şeritler kolay olan M3 vidalarını aşırı sıkarak delirmeyin. Deliği açarsanız, parçayı yeniden yazdırmanız veya biraz goril yapıştırıcı (kahverengi madde) kullanmanız ve deliğin içini bir kürdan ile hafifçe kaplamanız ve kullanmadan önce gece boyunca tamamen kurumasını beklemeniz gerekebilir.
• Pulları "güzel tarafı" yukarıya koyun, daha iyi görünüyor.
• Acele etmeyin, yoksa tekrar yazdırmanız gerekebilir.
• Oluşturulacak son kısım olduğu için Makas parçalarını en son yazdırın.

İşte başlıyoruz.

A. Tüm parçaları yazdırmaya başlayın (parça listesine bakın).

B. Parçayı pürüzsüz bir şekilde zımparalayın, çirkin şeyleri düzeltin.

Adım 3: Limit Anahtarının Montajı

A. Ortak kabloyu (anahtarın yanında zaten bükülmüş olan) bükün, böylece aynı hizada oturur ve limit anahtarına bir tel lehimleyin. Bu adımı unutursanız servoyu monte etmek için yeterli boşluk yoktur.

Not: Bu, yapının bu bölümünde yapmanız gereken tek lehimlemedir.

B. Servo Montajda (4) 1/8” delikler açın, yukarıdaki fotoğraftaki mor oklara bakın. Delme, cıvataların serbestçe geçmesine ve daha sonra Servo Bağlantısını raylara sıkmasına izin verir.

C. Son olarak, limit anahtarını (2) M3 x 16mm vidalarla Servo Montaja gösterildiği gibi takın.

Adım 4: Motor Vida Bağlantısını İndirin

A. Alt Motor Vida Bağlantısında (5) 1/8 delikler açın, yukarıdaki fotoğraftaki mor oklara bakın.

B. Ardından Alt Moto Vida Bağlantısını (4) M3 x 12mm düğme başlı vidaları kullanarak metal servo kornaya takın.

C. Son olarak, (1) M3 x 10 mm vida kullanarak Alt Motor Vida Bağlantısını servoya takın.

Adım 5: Servoyu ve Cıvatayı Monte Edin

A. Yukarıdaki fotoğrafta gösterildiği gibi, mor okların gösterdiği yerde Arka Servo Bağlantısında (4) 1/8 delikler açın.

B. Yukarıdaki fotoğrafta mor oklarla gösterilen yerlerde vida yuvasında (2) 1/8 delikler açın. Not: Yazdırdığınız sürüme bağlı olarak sizinki biraz daha kısa olabilir.

C. Servoyu Servo Bağlantısına takın. İyi bir uyum elde etmek için bunu biraz kırpmanız gerekebilir. Biraz gevşek olacak. Ardından (4) M3 x 45mm vidalar ve rondelalar kullanarak arka servoyu Ön Servo Bağlantısına monte edin. Servo yan yana sallanır ancak ileri geri sallanmaz.

D. 5/16" x 5 - 1/2" cıvatayı üst vida yuvasına takın; rahat bir uyum olmalı. Sığdırmak için açıklığı biraz kırpmanız gerekebilir.

E. (2) M3 x 16mm cıvata ve pulları kullanarak Vida Bağlantılarının iki yarısına bağlayın.

F. Montajınız son fotoğraftaki gibi görünmelidir.

Adım 6: Sürgü ve Arka Montaj

Şimdi Kaydırıcıyı ve Arka Vida Bağlantısını takma zamanı.

A. Sürgülere (2) 5/16 cıvata takın. Cıvataların ileri geri biraz oynaması gerekir. Boşluk olmadan, vida hareket halindeyken bağlanır.

B. Kaydırıcıyı 5/16 cıvataya birkaç inç vidalayın.

C. Fotoğrafta mor oklarla gösterildiği gibi arka vidalı montaj yatak kapağında (4) 1/8 delikler açın.

D. 8mm x 22mm x 7mm yatağı Arka Vida Bağlantısına yerleştirin ve Yatak Başlığını (4) M3 x 12mm cıvata ve rondelalarla takın.

E. (1) limit anahtarını (2) M3 x 16mm cıvatalarla takın

F. 5/16 cıvatayı yatağın içine kaydırın. Not: Burada bir miktar boşluk olacaktır. Boşluk miktarını azaltmak için bir parça elektrik bandı veya ısıyla daralan makaron kullanmak isteyeceksiniz. sonraki adım.

Adım 7: Alt Montajın Bitirilmesi

Artık motorlu montajı tamamladığınıza göre, onu raylara monte etme zamanı. Raylar, The Great Mojave Rover Projesinin bir parçasıdır ve fazla abartılmış gibi görünebilir. Makaslı kaldırıcıyı geziciye entegre etmeyi planlıyorum ve ray tasarımı bunu daha sonra yapmamı sağlıyor.

A. Her rayın bir tarafını pürüzsüz şekilde zımparalayın. Bir demet zımparalamanıza gerek yok, sadece tümsekleri düzleştirmeye yetecek kadar.

B. Önce (4) M3 x 30mm cıvata ve rondelaları kullanarak Arka Vida Bağlantısını vidalayın. Bu, rayların sonuna aynı hizada oturmalıdır.

C. 5/16 cıvatayı, servo montaj parçası 4. delikte (3 boş delik bırakarak) bandın veya ısıyla daralan makaronların gitmesini istediğiniz yere gelecek şekilde yatağa yerleştirin. Bandı veya ısıyla daralan makaron takın ve düzeneği yeniden takın.

D. Servo tertibatını (4) M3 x 30 mm cıvata ve rondelaları kullanarak 4. delikte (3'ü boş bırakarak) raylara vidalayın. Servo Bağlantınızın biraz farklı olabileceğini unutmayın, daha uzun bir 5/16 cıvata için yeniden tasarladım. Lütfen yine de 3 deliği boş bırakın.

Artık, limit anahtarı vidalarını takmak ve Raspberry Pi'nizin kaydırıcıyı ileri geri hareket ettirmesini sağlamak için Motorlu Düzeneği hazır bulundurmalısınız.

Adım 8: Anahtar Ayarlayıcıları Sınırlayın

İki limit anahtarı ayarlayıcı, slaydın durmasını istediğiniz yerde anahtarları devreye sokacaktır. Boşluk için geçme cıvatasının yukarıdan geçtiği iki noktada düğme başlı vidaları kullanmak isteyeceksiniz. Ayrıca, her iki limit anahtarı ayarlayıcı 3D baskılı parçalar aynıdır.

A. Matkap (2) 1/8 , her bir limit anahtarı angajesine delikler açtı.

B. Düğme başlı vidaları angajmanlara takın.

C. Her bir kavramaya (1) M3 x 20 mm, diğeri (1) M3 x 40 mm olan limit vidasını yerleştirin.

D. Limit Anahtarını Kaydırıcıya takın. Servo tarafında daha uzun vidayı (40mm) kullanın.

Not: Deliği söktüğüm için daha uzun angajmanıma kilitleme somunları taktım.

Adım 9: Pi'yi Bağlama

Bunun için yazılım kolaydır, sadece asansörü kaldırır ve indirir. Kodu istediğiniz gibi düzenleyebilirsiniz, iyi eğlenceler.

Raspberry Pi'nize işletim sistemini nasıl yükleyeceğinizi ve basit bir Python 3 programının nasıl yazılacağını zaten bildiğinizi varsayıyorum, bir Hello World örneği gayet iyi olurdu.

İşte başlamak için iyi bir yer, ancak başlamak için bir sürü kaynak var.

• Pi'nizi ayarlama.
• İlk Pyhon Programınızın çalıştırılması.

Adım 10: Alt Montajınızı Kablolama

Bunun gibi küçük bir proje için, bir breadboard yerine Pimoroni Pico HAT Hacker tahtasını kullanmayı tercih ederim. Her şeyi kullanabilirsin ama ben bu küçük cihazı beğendim. HAT'ın her iki tarafına da 40 pin dişi başlık lehimledim, bu da her iki tarafta da kullanmama izin veriyor (ikinci fotoğrafa bakın).

Uyarı: Pi açıkken bunu yaparken birkaç Raspberry Pi'yi patlattım. Kırmızının + ve siyahın toprak veya - olduğundan emin olun, Servo Hata Ayıklama Kartının yerleşik koruması yoktur.

A. Siyah kabloyu her bir anahtardaki ortak bağlantılara ve Pi üzerindeki toprağa bağlayın. (Pim 6)

B. Yeşil kabloyu alt limit anahtarına (1. fotoğrafa bakın) ve ardından GPIO 23'e (Pin 16) bağlayın.

C. Sarı kabloyu üst limit anahtarına (1. fotoğrafa bakın) ve ardından GPIO 22'ye (Pin 15) bağlayın.

D. Servo Hata Ayıklama kartını Pi üzerindeki USB bağlantı noktasına bağlayın.

E. LX-16A servo ile birlikte verilen kabloyu kullanarak Servoyu Servo Hata Ayıklama kartına bağlayın

F. Gücü Servo Hata Ayıklama Kartına bağlayın. Servo karta güç sağlamak için Pi'yi kullanmayın, harici bir pil kaynağı kullanın. 4 adet AA pil kullandım.

Adım 11: Python Programını Yükleme ve Çalıştırma

Yine, terminali nasıl başlatacağınızı ve bir Python3 programını nasıl başlatacağınızı bildiğinizi varsayıyorum.

A. Terminali Başlatın

B. GitHub'dan birkaç Kitaplığı klonlamamız gerekiyor. Birincisi Ethan Lipson'un PyLX16A'sı, diğeri ise BIMThoughts'un GitHub'ından Makaslı Kaldırma kodu.

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

Yukarıdaki komut aşağıdakileri yapın:

cd dizini ana dizininize değiştirir

git klonu, kod dosyalarını GitHub'dan depo adının bulunduğu bir klasöre indirir.

cd ScissorLift, ScissorLift kodunun bulunduğu klasörü değiştirir.

cp../PyLX-16A/lx16a.py. servo komutları için gerekli kütüphaneyi kopyalar.

C. Pi'nizi Motor Tertibatına ve Hata Ayıklama Kartı'nı USB ve Servo'ya bağlamalısınız.

D. Anahtar testini çalıştırmak için aşağıdakini yazın.

CD

cd ScissorLift python3 SwitchTest.py

Program "aşağı gidiyor" demeye başlayacaktır.

Anahtarı servodan daha uzağa çekin ve program "yukarı çıkmak" ile yanıt verecektir. Şimdi servoya en yakın anahtarı devreye alın, program duracaktır.

Sorun giderme:

Bu başarısız olursa, kablolamanızı iki kez kontrol edin, sarı kabloyu ilk defa yanlış anahtar bağlantısına lehimleme hatası yaptım ve ilk anahtarı taktıktan sonra duracaktı.

Adım 12: Motor Testi

Anahtarlar çalıştığına göre, motor tertibatını test etme zamanı geldi.

Kodu zaten indirmişsiniz. Hadi başlayalım.

A. Servonuzun Hata Ayıklama Panosuna bağlı olduğundan emin olun, herhangi bir fiş iyi oturduğu sürece iş görür.

B. Terminalden aşağıdakileri yazın:

cdcd ScissorLift python3 MotorTest.py

Kaydırıcınız hareket etmeye başlayacak ve önce servoya doğru olduğunda limit anahtarı devreye girdiğinde diğer yöne hareket edecek ve diğer limit anahtarına ulaştığında duracaktır.

Bağlanmaya başladığını duyarsanız, servoyu Hata Ayıklama Kartından çıkarın ve programı durdurmak ve neden bağlandığını belirlemek için ctrl-c tuşlarına basın.

Sorun giderme:

Slayt ortasında bağlama:

a. Somunlar kaydırıcının içinde serbestçe hareket etmiyor.

B. Vida montajı ortalanmamıştır.

C. Rulman ücretsiz değil.

Sürgünün sonundaki bağlanma, anahtarların kablolarının eksik olmasından veya bağlantı vidalarının ayarlanması gerektiğinden kaynaklanır.

NS. Servo, ctrl-c'ye bastıktan sonra hareket etmeye devam ediyor, servo kablosunu hata ayıklama kartına çıkarın. Bu servoyu sıfırlayacaktır.

Adım 13: Makas Montajı

Şimdi nihayet makası monte edebileceğimiz noktaya geliyoruz. Makasın üç ana bileşeni vardır.

1. Scissor Outer (ilk fotoğraf, mavi bir dondurma çubuğuna benziyor)
2. Makas İçi (İkinci Fotoğraf Gri)
3. Makas İç Alt (İkinci Fotoğraf Mavi)

Makas İç ve Makas İç Alt arasındaki fark, fotoğrafın sağ tarafında gösterildiği gibi yatakların yerleşimidir. Videoyu izleyin orada anlatmak daha kolay.

A. Yatakları Makas parçalarının her birine yerleştirin. Yıkayıcıyı yuvaya bastırmak için bir cıvata, rondela ve somun kullanmanız gerekebilir. Yuvayı kırarsanız, düzeltmek için yapıştırıcı kullanabilirsiniz.

B. Grafit yağlayıcı ve pamuklu çubuk kullanarak makasın taşıyıcı olmayan taraflarını kaplayın.

C. M3 x 20 mm vida, pul ve kilitleme somunu kullanarak. İç alttan başlayın, makasın dışını orta bağlantılara bağlayın. (fotoğrafı gör)

D. Alt makasın, yatağın içeride olduğu ucuna başka bir dış makas bağlayın. Ardından ortasına başka bir iç makas bağlayın.

E. Makas bitene kadar iç ve dış makası takmaya devam edin.

Adım 14: Makası Tabana Takma

(2) M3 x 20mm'yi (2) rondela ve 3d baskılı boşluklarla kullanarak makas tertibatını tabanın servo yuvasına bağlar.

(2) M3 x 12mm kullanarak makas tertibatını kaydırıcıya bağlayın.

Platform dışında çalışan bir makaslı kaldırıcınız var.

Adım 15: Makas Çalıştırma Testi

Henüz yapmadıysanız, makaslı kaldırıcınızı Raspberry Pi'ye geri bağlayın.

A. Raspberry Pi'nizdeki terminalden MotorTest.py'yi tekrar çalıştırın ve makaslı kaldırıcınızı çalışırken görün.

Dikkat edin:

• Herhangi bir bağlama
• Limit kavrama vidalarının açıklığı
• Bağlanırsa veya bir şey olursa, önce servoyu hata ayıklama panosundan çıkarın.

Adım 16: Platformun Takılması

Umarım, şimdiye kadar platforma nasıl koyacağınızı anladınız.

A. Platformu ne amaçla isteyip istemediğinizi belirleyin.

B. Platform raylarını makasın üst kısmının dışına takın. Ara parçaya ihtiyacınız olan tarafta M3 x 25 mm vida ve 2 rondelaya ihtiyacınız olacak. Diğer tarafta 1 pul ve 1 kilit somunlu M3 x 20 mm vida kullanın.

C. M3 x 12mm vidalar ve rondelalar kullanarak platformun üst kısmını raylara tutturun.

Adım 17: Teşekkürler

Buraya kadar geldiğiniz için teşekkür ederiz, umarım ne yapacağınızı bilmediğiniz çalışan bir makaslı kaldırıcınız vardır veya belki de nasıl kullanılacağına dair harika bir fikriniz olan bir makaslı kaldırıcınız vardır.

Her iki durumda da, umarım iyi vakit geçirmiş ve bir şeyler öğrenmişsinizdir.

İlk Kez Yazarda İkincilik