Kinokontrol ng Raspberry Pi Scissor Lift: 17 Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:13

Bakit angat ng isang gunting? Bakit hindi! Ito ay cool at isang nakakatuwang proyekto na maitatayo. Ang totoong dahilan para sa akin ay para sa pagtaas ng mga camera sa aking Mahusay na Mojave Rover Project. Gusto kong tumaas ang mga camera sa itaas ng rover at kumuha ng mga imahe ng paligid. Ngunit kailangan ko ng ibababa ang mga camera habang nagmamaneho ang rover.

Una Sinubukan ko ang isang robotic arm, ngunit napatunayan na masyadong mabigat at hinubaran ang mga servo. Pagkatapos habang nasa labas at halos isang araw nakakita ako ng isang bagay na nakita ko daan-daang beses na dati, isang pag-angat ng gunting. Nang gabing iyon ay nagtakda ako upang mag-disenyo ng isang scissor lift na gagamit ng isang tornilyo, isang 5/16 "x 5 1/2" na bolt, upang itaas at babaan ang mga camera. Namangha ako sa cool na makita ang mga camera na nakataas sa isang pares ng paa (25 ") na may kaunti lang sa 4” na paglalakbay at upang makita kung magkano ang bigat na maiangat nito. Bilang isang pakinabang sa panig, gumagamit lamang ito ng isa servo

Kapag gumagana ang mahusay at kamangha-manghang pag-angat ng gunting na ito, bubuksan ng Raspberry Pi ang pagtaas ng servo ng LX-16A at ibababa ang pag-angat gamit ang Python 3 code. Sasabihin sa mga limitasyon na switch ang Pi kapag naabot na ng iyong gunting ang itaas at ibaba ang pagbibigay ng senyas sa servo na huminto sa pag-ikot.

Ang aking susunod na pakikipagsapalaran para sa pag-angat ay ilagay ito sa labas para sa isang pinalawak na solar test. Pinapagana ng mga solar cell at 18650 na baterya na itataas ang gunting, kukuha ng mga larawan at pagkatapos ay babaan isang beses sa isang oras. Ngunit iyon ay isa pang maituturo sa paglaon sa sandaling magawa ko iyon. Pagkatapos nito, i-mount ito sa Rover.

Hinati ko ang Ituturo na ito sa tatlong pangunahing bahagi upang makatulong sa pagbuo at proseso ng pag-tune:

1. Base (Hakbang 2 - 7)
2. Electronics (Hakbang 8 - 12)
3. Pangwakas na pagpupulong ng gunting (Hakbang 13 - 16)

Inaasahan kong nasiyahan ka sa aking kauna-unahang naiakit at ang pag-angat ng iyong gunting.

Hakbang 1: Kunin ang Bagay na Kailangan Mo

Kakailanganin mo ang isang bungkos ng mga bagay-bagay para sa proyektong ito. Kung katulad mo ako at nasisiyahan sa 3D na pag-print at pagbuo ng mga bagay-bagay maaari kang magkaroon ng karamihan sa mga ito. Siguraduhin na suriin mo ang McMaster-Carr para sa mga turnilyo na mayroong mas mura doon kapag binili mo sila ng daan-daang. Maaari ka ring mag-order ng mga set mula sa Amazon.

Kailangan ng mga tool:

• 5.5 mm na hanay ng wrench
• 2.5, 2.0 mm hex driver Ito ay nagkakahalaga ng pagkakaroon ng isang mahusay na hanay ng mga ito.
• Mag-drill na may 1/8 "drill bit Ang set ng drill bit na mayroon ako.
• Graphite Lube
• Panghinang
• Panghinang naisip kong masama ako sa paghihinang hanggang sa makuha ko ang mahusay na panghinang.
• Sander (pinakamahusay na sander sa buong mundo)
• 3D Printer Mayroon akong XYZ Da Vinci Pro 1.0 at nasasabik ako dito.

Mga Bahagi ng Mekanikal:

• Alloy Steel Socket o Button Head Screws: Siguraduhing mag-order ng higit sa kailangan mo, dahil maaaring hindi masama ang aking bilang!

  (1) M3 x 10mm Button Head (kumuha mula sa McMaster-Carr) (2) M3 x 12mm Button Head (kumuha mula sa McMaster-Carr) (4) M3 x 10mm (kumuha mula sa McMaster-Carr) (6) M3 x 12mm (kumuha mula sa McMaster-Carr) (4) M3 x 16mm (kumuha mula sa McMaster-Carr) (34) M3 x 20mm (mula sa McMaster-Carr) (2) M3 x 25mm Button Head (kumuha mula sa McMaster-Carr) (8) M3 x 30mm (kumuha mula sa McMaster-Carr) (4) M3 x 45mm (mula sa McMaster-Carr) (30) M3 nylon lock nut (kumuha mula sa McMaster-Carr) (54) M3 washers (kumuha mula sa McMaster-Carr)

• (48) 3x6x2mm Bearings gagana ito nang walang mga tindig na ito, ngunit siguradong ginagawang mas maganda ito.
• (1) 8x22x7mm Bearings Maaari mo ring nakawin ang isa mula sa isang likot na manunulid
• 3D Naka-print na Mga Bahagi Maaari mong i-download ang mga ito mula sa Thingverse bahagi (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 Bottom (4) Scissor Inner (1 set) Scissor Outer (1) Servo Mount Front (1) Servo Mount Rear (1 set) Spacers
• (2) 5/16 "nut (Home Depot)
• (1) 5/16 "x 5 - 1/2" bolt (Home Depot) Maaari mo ring gamitin ang isang 5/16 "Threaded Rod kung gusto mo.

Electric:

• Raspberry Pi, Gumagamit ako ng isang 3 modelo B + anumang bersyon ng Pi na gagana Ito ay isang magandang kit.
• (1) Lewansoul LX-16a Serial Bus Servo, nakuha ko ang sa ilalim ng $ 20.00. (kakailanganin mong hanapin ang Amazon o Banggood para dito, patuloy na nagbabago ang link)
• (1) Lewansoul Serial Bus Debug Board.
• (1) Metal Servo Horn
• (2) Limitahan ang Mga switch
• Mga Silicon Wires Mahusay ito, maaari mong hubarin ang mga ito sa iyong mga kuko (kung hindi mo kagat ang iyong mga kuko)
• Ang mga baterya upang mapatakbo ang Servo, gumagamit ako ng 4 na baterya ng AA NiMh mula sa Ikea.

Mga Consumable:

• Q-Tips
• Tela ng microfiber
• Mga Band-Aids (sana hindi)

Hakbang 2: Ang Batayan

Mas madali itong maitayo sa mga yugto, magsisimula tayo sa base. Pagkatapos ay lilipat kami sa electronics at sa wakas ay tipunin ang gunting. Naka-print ito sa iba't ibang kulay dahil ginamit ko ang PLA at PETG na mayroon ako.

Kung hindi mo pa nagagawa ito, i-print ang iyong mga bahagi. Tumagal ang aking printer ng ilang araw upang matapos ang pag-print ng lahat ng mga bahagi.

Maaari mong makita ang mga bahagi dito:

Mahalagang mga tip sa kaligtasan (sanggunian ng Orginal Ghostbusters, Google it)

• Dalhin ang iyong oras at huwag mabaliw sa sobrang paghihigpit ng mga M3 screws, madali ang mga plastik na piraso. Kung hinubaran mo ang butas, maaaring kailanganin mong i-print muli ang bahagi o gumamit ng ilang gorilya na pandikit (ang kayumanggi na bagay) at gaanong ipahiran ang loob ng butas gamit ang isang palito at hayaan itong ganap na matuyo magdamag bago gamitin.
• Ilagay ang mga washer na "magandang panig", mas maganda ang hitsura nito.
• Dalhin ang iyong oras, o maaaring kailanganin mong i-print muli ito.
• Huling i-print ang mga bahagi ng Scissor, dahil ito ang huling bahagi na itinatayo.

Dito na tayo

A. Simulang i-print ang lahat ng mga bahagi (tingnan ang listahan ng bahagi).

B. Buhangin ang bahagi nang maayos, pinuputol ang mga bagay na na-yucky.

Hakbang 3: Pag-mount ng Limit sa Pag-mount

A. Bend ang karaniwang tingga (ang isa na baluktot na sa gilid ng switch), kaya't nakaupo ito flush at naghinang ng isang wire sa limit switch. Walang sapat na clearance upang mai-mount ang servo kung nakalimutan mo ang hakbang na ito.

Tandaan: Ito lamang ang paghihinang na kakailanganin mong gawin sa bahaging ito ng pagbuo.

B. Mag-drill sa (4) 1/8 na mga butas sa Servo Mount, tingnan ang mga lilang arrow sa larawan sa itaas. Pinapayagan ng pagbabarena ang mga bolt na malayang dumaan at higpitan ang Servo Mount sa riles mamaya.

C. Panghuli, ilakip ang switch switch bilang ipinakita sa Servo Mount na may (2) M3 x 16mm screws.

Hakbang 4: Mas Mababang Motor Screw Mount

A. Mag-drill sa (5) 1/8 mga butas sa Lower Motor Screw Mount tingnan ang mga lilang arrow sa larawan sa itaas.

B. Pagkatapos ay ikabit ang Mababang Moto Screw Mount sa sungay ng servo ng metal gamit ang (4) M3 x 12mm na mga ulo ng turnilyo.

C. Panghuli, ikabit ang Mababang Motor Screw Mount sa servo gamit ang (1) M3 x 10 mm na tornilyo.

Hakbang 5: I-mount ang Servo at Bolt

A. Mag-drill sa (4) 1/8 mga butas sa Rear Servo Mount tulad ng ipinakita sa larawan sa itaas kung saan ipinahiwatig ng mga lilang arrow.

B. Mag-drill sa pamamagitan ng (2) 1/8 mga butas sa mount ng tornilyo kung saan ipinahiwatig ng mga lilang arrow sa larawan sa itaas. Tandaan: Ang iyo ay maaaring medyo mas maikli depende sa bersyon na iyong nai-print.

C. Pagkasyahin ang Servo sa Servo Mount. Maaaring kailanganin mong i-trim ito ng kaunti upang maging maayos. Medyo maluluwag ito. Pagkatapos ay gumagamit ng (4) M3 x 45mm na mga tornilyo at washer na i-mount ang likurang servo sa Front Servo Mount. Bato ang servo sa gilid ngunit hindi pabalik-balik.

D. Ipasok ang 5/16 "x 5 - 1/2" na bolt sa itaas na mount mount; dapat ito ay isang snug fit. Maaaring kailanganin mong i-trim ng kaunti ang pambungad upang magkasya ito.

E. Paggamit ng (2) M3 x 16mm bolts at washers na kumonekta sa dalawang halves ng Screw Mount.

F. Ang iyong pagpupulong ay dapat magmukhang ang huling larawan.

Hakbang 6: Slider at Rear Assembly

Ngayon ay oras na upang ilakip ang Slider at Rear Screw Mount.

A. Ipasok ang (2) 5/16 bolts sa mga slider. Ang mga bolt ay dapat magkaroon ng isang maliit na pag-play sa likod at pabalik. Nang walang pag-play, ang tornilyo ay magbubuklod habang gumagalaw.

B. I-screw ang slider sa 5/16 bolt ng ilang pulgada.

C. Mag-drill sa pamamagitan ng (4) 1/8 mga butas sa likurang tornilyo ng mounting cap na ipinahiwatig ng mga lilang arrow sa larawan.

D. Ipasok ang 8mm x 22mm x 7mm tindig sa Rear Screw Mount, at ikabit ang Bearing Cap na may (4) M3 x 12mm bolts at washers.

E. Maglakip ng (1) limit switch na may (2) M3 x 16mm bolts

F. I-slide ang 5/16 bolt sa tindig. Tandaan: Magkakaroon ng isang bungkos ng pag-play dito. Gusto mong gumamit ng isang piraso ng electrical tape o heat shrink tubing upang mabawasan ang dami ng pag-play. Sukatin ang halagang kinakailangan sa ang susunod na hakbang.

Hakbang 7: Tinatapos ang Mababang Assembly

Ngayon na natapos mo na ang naka-motor na pagpupulong, oras na upang mai-mount ito sa daang-bakal. Ang daang-bakal ay bahagi ng The Great Mojave Rover Project at maaaring parang labis na paggamit. Plano ko sa pagsasama ng scissor lift sa rover at pinapayagan ako ng disenyo ng riles na gawin ito sa paglaon.

A. Buhangin ang isang gilid ng bawat riles na makinis. Hindi mo kailangang mag-buhangin ng isang bungkos, sapat lamang upang patagin ang mga paga.

B. Screw sa Rear Screw Mount sa unang paggamit ng (4) M3 x 30mm bolts at washers. Dapat itong umupo sa flush sa dulo ng daang-bakal.

C. Ipasok ang 5/16 bolt sa tindig, na may servo mount sa ika-4 na butas (nag-iiwan ng 3 walang laman na butas) na sukatin kung saan mo nais na pumunta ang tape o pag-init. Ikabit ang tape o init na pag-urong at muling idagdag ang pagpupulong.

D. I-tornilyo ang pagpupulong ng Servo sa daang-bakal sa ika-4 na butas (Pag-iwan ng 3 walang laman) gamit ang (4) M3 x 30mm bolts at washers. Tandaan na ang iyong Servo Mount ay maaaring medyo magkakaiba, muling idisenyo ko para sa isang mas matagal na 5/16 na bolt. Mangyaring iwanang walang laman ang 3 butas.

Dapat mo na ngayong magkaroon ng nakahanda ang Assembly ng Bermotor para sa paglakip ng mga limitasyong switch ng turnilyo at gawin ang iyong Raspberry Pi na ilipat ang slider pabalik-balik.

Hakbang 8: Limitahan ang Mga Adjusters ng Switch

Ang dalawang mga pagsasaayos ng switch ng limitasyon ay sasali sa mga switch kung saan mo nais na huminto ang slide. Gusto mong gamitin ang mga turnilyo ng ulo ng pindutan sa dalawang mga lugar kung saan ang nakakaakit na bolt ay pumasa sa itaas para sa clearance. Gayundin, Parehong pareho ang limitasyon ng pag-aayos ng switch ng 3D na naka-print na bahagi.

A. Mag-drill (2) 1/8 nagtapon ng mga butas sa bawat isa sa mga limitasyon ng switch switch.

B. Ipasok ang mga tornilyo ng ulo ng pindutan sa mga nakikipag-usap.

C. Ipasok ang limitasyong tornilyo sa bawat nakikibahagi, (1) M3 x 20mm, ang isa pa ay (1) M3 x 40mm.

D. Ikabit ang slider ng Limit Switch. Gamitin ang mas mahabang tornilyo (40mm) sa bahagi ng servo.

Tandaan: Inilakip ko ang mga naka-lock na nut sa aking mas matagal na pakikipag-usap dahil hinubad ko ang butas.

Hakbang 9: Pagkonekta sa Pi

Ang software para sa mga ito ay madali lamang itong itataas at ibababa ang pagtaas. Maaari mong i-edit ang code upang gawin ang anumang nais mo, magsaya.

Ipinapalagay ko na alam mo na kung paano i-load ang OS sa iyong Raspberry Pi at kung paano magsulat ng isang simpleng programa ng Python 3, isang halimbawang Hello World ay magiging mabuti.

Narito ang isang magandang lugar upang magsimula, ngunit maraming mga mapagkukunan doon upang makapagsimula.

• Pagse-set up ng iyong Pi.
• Pagpapatakbo ng iyong unang Pyhon Program.

Hakbang 10: Kable ng Iyong Mas mababang Assembly

Para sa isang maliit na proyekto na tulad nito, mas gusto kong gamitin ang board ng Pimoroni Pico HAT Hacker sa isang breadboard. Maaari kang gumamit ng anuman ngunit gusto ko ang maliit na aparatong ito. Naghinang ako sa 40 pin na mga header ng babae sa magkabilang panig ng HAT, na nagbibigay-daan sa akin na gamitin sa magkabilang panig (tingnan ang pangalawang larawan).

Babala: Sinabog ko ang isang pares na Raspberry Pis na ginagawa ito habang ang Pi ay pinapagana. Siguraduhing pula ka + at itim ang lupa o -, ang Servo Debug Board ay walang proteksyon na nakapaloob.

A. Ikonekta ang itim na kawad sa mga karaniwang koneksyon sa bawat switch at ang lupa sa Pi. (Pin 6)

B. Ikonekta ang Green wire sa mas mababang switch ng limitasyon (Tingnan ang unang larawan) at pagkatapos ay sa GPIO 23 (Pin 16)

C. Ikonekta ang Dilaw na kawad sa itaas na switch ng limitasyon (Tingnan ang unang larawan) at pagkatapos ay sa GPIO 22 (Pin 15)

D. Ikonekta ang board ng Servo Debug sa USB port sa Pi.

E. Ikonekta ang Servo sa Servo Debug board gamit ang cable na ibinigay sa LX-16A servo

F. Ikonekta ang kapangyarihan sa Servo Debug Board. Huwag gamitin ang Pi upang bigyan ng lakas ang servo board, gumamit ng isang panlabas na mapagkukunan ng baterya. Gumamit ako ng 4 na baterya ng AA.

Hakbang 11: Paglo-load at Pagpapatakbo ng Python Program

Sa muli ipinapalagay ko na alam mo kung paano simulan ang terminal at alam kung paano magsimula ng isang programa ng Python3.

A. Simulan ang Terminal

B. Kailangan nating i-clone ang isang pares ng Library mula sa GitHub. Ang una ay ang PyLX16A ni Ethan Lipson, ang isa pa ay ang Scissor Lift code mula sa GitHub ng BIMThoughts

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

Ang utos sa itaas ay gawin ang sumusunod:

binabago ng cd ang direktoryo sa iyong direktoryo sa bahay

ina-download ng git clone ang mga file ng code mula sa GitHub sa isang folder ng pangalan ng repository.

binabago ng cd ScissorLift ang folder kung nasaan ang ScissorLift code

cp../PyLX-16A/lx16a.py. kinopya ang silid-aklatan na kinakailangan para sa mga utos ng servo.

C. Dapat mong ikonekta ang iyong Pi sa Motor Assembly at ang Debug Board na konektado sa USB at Servo.

D. i-type ang sumusunod upang patakbuhin ang switch test.

cd

cd ScissorLift python3 SwitchTest.py

Ang programa ay magsisimulang sabihin na "pagbaba".

Makisali pa sa switch mula sa servo at tutugon ang programa sa "pag-akyat". Ngayon ay isali ang switch na pinakamalapit sa servo at hihinto ang programa.

Pag-troubleshoot:

Kung nabigo iyon sa dobleng suriin ang iyong mga kable, nagkamali ako ng paghihinang ng dilaw na kawad sa maling koneksyon sa switch sa unang pagkakataon at titigil ito pagkatapos na makamit ang unang switch.

Hakbang 12: Pagsubok sa Motor

Ngayon na gumagana ang mga switch, oras na upang subukan ang pagpupulong ng motor.

Na-download mo na ang code. Magsimula na tayo.

A. Tiyaking nakakonekta ang iyong servo sa Debug Board, ang anumang plug ay gagawin hangga't umaangkop ito nang maayos.

B. Mula sa uri ng Terminal ang sumusunod:

cdcd ScissorLift python3 MotorTest.py

Ang iyong slider ay magsisimulang gumalaw at kailan patungo sa servo muna, pagkatapos kapag nakikipag-ugnayan ang limitasyon ay maglalakbay ito sa iba pang direksyon at titigil kapag naabot nito ang iba pang switch switch.

Kung naririnig mo ito na nagsisimulang magbigkis, i-unplug ang servo mula sa Debug Board at pindutin ang ctrl-c upang ihinto ang programa at matukoy kung bakit ito umiiral.

Pag-troubleshoot:

Pagbubuklod sa gitna ng slide:

a. Ang mga mani ay hindi malayang gumagalaw sa loob ng slider.

b. Ang tornilyo ay hindi nakasentro.

c. Ang tindig ay hindi libre.

Ang pagbubuklod sa dulo ng slide ay sanhi ng mga switch na miss wired o ang mga screw ng pakikipag-ugnayan ay kailangang ayusin.

d. Patuloy na gumagalaw ang Servo pagkatapos ng pagpindot sa ctrl-c, tanggalin ang servo wire sa debug board. Ire-reset iyon sa servo.

Hakbang 13: Assembly of Gunting

Ngayon sa wakas ay nakarating kami sa punto kung saan maaari nating tipunin ang gunting. Mayroong tatlong pangunahing mga bahagi ng gunting.

1. Ang Scissor Outer (ang unang larawan, parang isang asul na Popsicle stick)
2. Scissor Inner (Pangalawang Larawan na Grey)
3. Scissor Inner Bottom (Pangalawang Larawan Blue)

Ang pagkakaiba sa pagitan ng Scissor Inner at Scissor Inner Bottom ay ang paglalagay ng mga bearings, tulad ng nakalarawan sa kanang bahagi ng larawan. Panoorin ang video na mas madaling ipaliwanag ito doon.

A. Ipasok ang mga bearings sa bawat piraso ng Gunting. Maaaring kailanganin mong gumamit ng isang bolt, washer, at nut upang pindutin ang washer sa puwang. Kung sinira mo ang puwang, ayos lang maaari mong gamitin ang pandikit upang ayusin ito.

B. Gamit ang grapite lube at isang cotton swab, lagyan ng coat ang mga walang hawak na gilid ng gunting.

C. Paggamit ng isang M3 x 20mm screw, washer, at isang locking nut. Magsimula sa panloob na ilalim na kumonekta sa labas ng gunting sa gitnang mga koneksyon. (tingnan ang larawan)

D. Ikonekta ang isa pang panlabas na gunting sa dulo ng gunting sa ilalim kung saan ang tindig ay nasa loob. Pagkatapos Ikonekta ang isa pang panloob na gunting sa gitna.

E. Patuloy na ikabit ang panloob at panlabas na gunting hanggang sa maubusan ng gunting.

Hakbang 14: Paglakip ng Gunting sa Base

Ang paggamit ng (2) M3 x 20mm na may isang (2) washer at mga naka-print na puwang ay kumokonekta sa pagpupulong ng gunting sa servo mount ng base.

Gamit ang (2) M3 x 12mm ikonekta ang pagpupulong ng gunting sa slider.

Maliban sa platform mayroon kang isang gumaganang pag-angat ng gunting.

Hakbang 15: Scissor Run Test

I-hook up ang iyong gunting na itataas pabalik sa Raspberry Pi, kung hindi mo pa nagagawa.

A. Mula sa terminal sa iyong Raspberry Pi patakbuhin ang MotorTest.py muli at makita ang pag-angat ng iyong gunting sa aksyon.

Panatilihin at panoorin ang:

• Anumang pagbubuklod
• Pag-clear ng mga turnilyo ng limitasyon sa pakikipag-ugnayan
• Kung nagbubuklod ito o may nangyari na unplug ang servo mula sa debug board muna.

Hakbang 16: Paglalakip sa Platform

Inaasahan ko, sa ngayon ay nalaman mo kung paano maglagay ng platform.

A. Tukuyin kung ikaw kung ano ang wakas na nais mo ng platform.

B. Ikabit ang riles ng platform sa labas ng tuktok ng gunting. Sa gilid kung saan kailangan mo ng spacer, kakailanganin mo ng isang M3 x 25mm na tornilyo at 2 mga washer. Sa kabilang panig gumamit ng isang M3 x 20mm na tornilyo na may 1 washer at 1 lock nut.

C. Gamit ang M3 x 12mm screws at washers ikabit ang tuktok ng platform sa riles.

Hakbang 17: Salamat

Salamat sa pagkuha sa ngayon, sana mayroon kang isang gumaganang pag-angat ng scissor na hindi mo alam kung ano ang gagawin, o marahil mayroon kang isang scissor lift na mayroon kang isang kahanga-hangang ideya kung paano mo ito magagamit.

Alinmang paraan inaasahan kong nagkaroon ka ng napakasayang oras at may natutunan.

Runner Up sa May-akdang First Time