Raspberry Pi kontrolleret sakselift: 17 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:28

Hvorfor en sakselift? Hvorfor ikke! Det er fedt og et sjovt projekt at bygge. Den egentlige årsag for mig er at hæve kameraerne på mit Great Mojave Rover -projekt. Jeg vil have kameraerne til at hæve sig over roveren og tage billeder af omgivelserne. Men jeg havde brug for, at kameraerne blev sænket, mens roveren kører.

Først prøvede jeg en robotarm, men det viste sig at være for tungt og fjernede servoerne. Så mens jeg var ude og omkring en dag, så jeg noget, jeg har set hundredvis af gange før, en sakselift. Den aften satte jeg mig for at designe en sakselift, der ville bruge et skruedrev, en 5/16”x 5 1/2” bolt, til at hæve og sænke kameraerne. Jeg var overrasket over, hvor sejt det var at se kameraerne løfte til et par fod (25 ") med lidt over 4" rejse og se, hvor meget vægt det ville løfte. Som en sidegevinst bruger det kun en servo.

Når denne store og vidunderlige sakselift fungerer, vil Raspberry Pi tænde LX-16A-servoen for at hæve og sænke liften ved hjælp af Python 3-kode. Grænsekontakter fortæller Pi, når din sakselift har nået toppen og bunden, og signalerer, at servoen stopper med at rotere.

Mit næste eventyr for elevatoren er at placere det udenfor til en udvidet soltest. Drevet af solceller og 18650 batterier vil sakseliften hæve, tage fotos og derefter sænke en gang i timen. Men det er en anden instruerbar senere, når jeg får det til at fungere. Derefter monteres den på Rover.

Jeg opdelte denne instruktør i tre hoveddele for at hjælpe med bygge- og tuningsprocessen:

1. Base (trin 2-7)
2. Elektronik (trin 8-12)
3. Saksens sidste samling (trin 13-16)

Jeg håber, at du nyder mit første umulige og dit sakselift.

Trin 1: Få de ting, du har brug for

Du får brug for en masse ting til dette projekt. Hvis du er som mig og nyder 3D -udskrivning og bygningsartikler, har du måske allerede det meste af dette. Sørg for at tjekke McMaster-Carr for skruerne der er meget billigere der, når du køber dem med hundrede. Du kan også bestille sæt fra Amazon.

Nødvendige værktøjer:

• 5.5 mm boksnøglesæt
• 2,5, 2,0 mm hex -drivere Det er værd at have et godt sæt af disse.
• Bor med 1/8”bor Dette boresæt har jeg.
• Grafit smøring
• Loddekolbe
• Lodde Jeg troede, jeg var dårlig til lodning, indtil jeg fik godt loddet.
• Slibemaskine (verdens bedste slibemaskine)
• 3D -printer Jeg har XYZ Da Vinci Pro 1.0 og har været begejstret for den.

Mekaniske dele:

• Alloy Steel Socket eller Button Head Skruer: Sørg for at bestille mere end du har brug for, for mine tællinger kan være slukket!

  (1) M3 x 10 mm knaphoved (hent fra McMaster-Carr) (2) M3 x 12 mm knaphoved (hent fra McMaster-Carr) (4) M3 x 10 mm (kom fra McMaster-Carr) (6) M3 x 12 mm (komme fra McMaster-Carr) (4) M3 x 16mm (kom fra McMaster-Carr) (34) M3 x 20mm (kom fra McMaster-Carr) (2) M3 x 25mm Knaphoved (kom fra McMaster-Carr) (8) M3 x 30 mm (hent fra McMaster-Carr) (4) M3 x 45 mm (hent fra McMaster-Carr) (30) M3 nylon låsemøtrikker (hent fra McMaster-Carr) (54) M3 skiver (hent fra McMaster-Carr)

• (48) 3x6x2mm Lejer Det fungerer uden disse lejer, men det gør det helt sikkert pænere.
• (1) 8x22x7mm Lejer Du kan også stjæle en fra en fidget spinner
• 3D -printede dele Du kan downloade disse fra Thingverse parts (2) Bjælke 20mm x 20mm x 190mm (1) Begrænsere (1) Motorskruefæst (1) Platformskinner (1) Platform (1) Bagskruemontering (1) Glider (1)) Saks indvendig bund (4) Saks indvendig (1 sæt) Saks ydre (1) Servomontage foran (1) Servomontage bag (1 sæt) Afstandsstykker
• (2) 5/16 "møtrik (Home Depot)
• (1) 5/16 "x 5 - 1/2" bolt (Home Depot) Du kan også bruge en 5/16 "gevindstang, hvis du foretrækker det.

Elektrisk:

• Raspberry Pi, jeg bruger en 3 -model B+ enhver Pi -version vil fungere Dette er et dejligt kit.
• (1) Lewansoul LX-16a Serial Bus Servo, jeg fik min for under $ 20,00 ea. (du bliver nødt til at søge efter Amazon eller Banggood efter dette, linket bliver ved med at ændre sig)
• (1) Lewansoul Serial Bus Debug Board.
• (1) Metal Servo Horn
• (2) Grænsekontakter
• Silikontråde Disse er gode, du kan fjerne dem med dine negle (hvis du ikke bider dine negle)
• Batterier til servo Servo, jeg bruger 4 AA NiMh batterier fra Ikea.

Forbrugsstoffer:

• Q-tips
• Mikrofiber klud
• Band-Aids (forhåbentlig ikke)

Trin 2: Basen

Det er meget lettere at bygge dette i etaper, lad os starte med basen. Derefter går vi over til elektronikken og til sidst samler vi saksen. Den er trykt i forskellige farver, fordi jeg brugte den PLA og PETG, jeg havde.

Hvis du ikke har gjort det, skal du udskrive dine dele. Det tog min printer et par dage at udskrive alle delene.

Du kan finde delene her:

Vigtige sikkerhedstip (Orginal Ghostbusters reference, Google it)

• Tag dig god tid og bliv ikke skør med at stramme M3 -skruerne for meget, plaststrimlerne er lette. Hvis du fjerner hullet, skal du muligvis genoptrykke delen eller bruge noget gorillalim (de brune ting) og let belægge hullets inderside med et tandstikker og lade det tørre helt natten over før brug.
• Sæt skiverne "fin side" opad, det ser bedre ud.
• Tag dig god tid, eller du skal muligvis udskrive den igen.
• Udskriv saksens dele sidst, da det er den sidste del, der skal bygges.

Nu sker det.

A. Start med at udskrive alle delene (se delelisten).

B. Slib delen glat, og trim de lækre ting ud.

Trin 3: Monteringsbegrænsningskontakt

A. Bøj den fælles ledning (den, der allerede er bøjet på siden af kontakten), så den sidder fladt og lodder en ledning på grænsekontakten. Der er ikke nok afstand til at montere servoen, hvis du glemmer dette trin.

Bemærk: Dette er den eneste lodning, du skal gøre ved denne del af bygningen.

B. Bor igennem (4) 1/8”huller i Servomontage, se de lilla pile på billedet ovenfor. Boringen tillader boltene frit at passere igennem og stramme servomontagen til skinnerne senere.

C. Slut endelig grænsekontakten som vist til servomontage med (2) M3 x 16 mm skruer.

Trin 4: Sænk motorens skruemontering

A. Bor igennem (5) 1/8 huller i den nederste motorskruefest, se de lilla pile på billedet ovenfor.

B. Fastgør derefter den nederste Moto -skruemontering til metal -servohornet ved hjælp af (4) M3 x 12 mm knaphovedskruer.

C. Til sidst fastgøres den nederste motorskruemontage til servoen ved hjælp af (1) M3 x 10 mm skrue.

Trin 5: Monter servoen og bolten

A. Bor igennem (4) 1/8 huller i den bageste servomontage som vist på billedet ovenfor, hvor de lilla pile angiver.

B. Bor igennem (2) 1/8 huller i skruemonteringen, hvor det er angivet med de lilla pile på billedet ovenfor. Bemærk: Din kan være lidt kortere afhængigt af den version, du har udskrevet.

C. Monter servoen på servomontage. Du skal muligvis trimme dette lidt for at få en god pasform. Det bliver lidt løst. Brug derefter (4) M3 x 45 mm skruer og skiver til at montere den bageste servo på den forreste servomontage. Servoen vil vugge side til side, men ikke frem og tilbage.

D. Sæt 5/16 "x 5 - 1/2" bolten i det øvre skruemontering; det skal passe godt. Du skal muligvis trimme åbningen lidt for at få den til at passe.

E. Brug (2) M3 x 16 mm bolte og skiver tilsluttes to halvdele af skruemonteringen.

F. Din samling skal ligne det sidste foto.

Trin 6: Skyder og bagmontering

Nu er det tid til at fastgøre skyderen og bagskruefæstet.

A. Sæt (2) 5/16 bolte i skyderne. Boltene skal have lidt spil frem og tilbage. Uden spillet vil skruen binde, mens den er i bevægelse.

B. Skru skyderen på 5/16 bolten et par tommer.

C. Bor igennem (4) 1/8 huller i den bageste skrueholderleje, som angivet med de lilla pile på billedet.

D. Sæt lejet 8 mm x 22 mm x 7 mm ind i bagskruefæstet, og fastgør lejehætten med (4) M3 x 12 mm bolte og skiver.

E. Fastgør (1) endestopkontakt med (2) M3 x 16 mm bolte

F. Skub 5/16 bolten ind i lejet. Bemærk: Der vil være en masse spil her. Du vil gerne bruge et stykke elektrisk tape eller varmekrympeslange for at reducere mængden af spil. Mål den nødvendige mængde i det næste trin.

Trin 7: Afslutning af den nederste samling

Nu hvor du har den motoriserede samling færdig, er det tid til at montere den på skinnerne. Skinnerne er en del af The Great Mojave Rover Project og kan virke som overkill. Jeg planlægger at integrere sakseliften i roveren, og skinnedesignet tillader mig at gøre det senere.

A. Slib den ene side af hver skinne glat. Du behøver ikke at slibe en flok, bare nok til at flade bumpene ud.

B. Skru den bageste skruemontering på først ved hjælp af (4) M3 x 30 mm bolte og skiver. Dette skal sidde flush i enden af skinnerne.

C. Sæt 5/16 bolten i lejet, med servomontage i det 4. hul (efterlad 3 tomme huller) mål, hvor du vil have båndet eller varmekrympningen. Monter tapen eller varmekrympen, og genmonter forsamlingen.

D. Skru servomodulet fast på skinnerne ved det 4. hul (efterlader 3 tomme) ved hjælp af (4) M3 x 30 mm bolte og skiver. Bemærk, at din Servomontage kan være lidt anderledes, jeg redesignede til en længere 5/16 bolt. Lad stadig 3 huller stå tomme.

Du skal nu have den motoriserede samling klar til at fastgøre grænsekontaktskruerne og få din Raspberry Pi til at flytte skyderen frem og tilbage.

Trin 8: Grænsekontaktjusterere

To endestopkontaktjusterere aktiverer kontakterne, hvor du vil have objektglasset til at stoppe. Du vil gerne bruge knaphovedskruer på de to steder, hvor den indgribende bolt passerer ovenover for at få fri. Begge grænsekontaktjusterings 3D -trykte dele er også de samme.

A. Bor (2) 1/8 kastede huller i hver af endestopkontakternes indgreb.

B. Sæt knaphovedskruerne i indgrebene.

C. Sæt grænseskruen i hver indgreb, (1) M3 x 20 mm, den anden er (1) M3 x 40 mm.

D. Fastgør begrænsningskontaktindgrebene til skyderen. Brug den længere skrue (40 mm) på servosiden.

Bemærk: Jeg fastgjorde låsemøtrikker til min længere indgreb, fordi jeg fjernede hullet.

Trin 9: Tilslutning af Pi

Softwaren til dette er let, det hæver og sænker bare liften. Du kan redigere koden for at gøre alt, hvad du vil, have det sjovt.

Jeg går ud fra, at du allerede ved, hvordan du får OS installeret på din Raspberry Pi, og hvordan du skriver et simpelt Python 3 -program, et Hello World -eksempel ville være fint.

Her er et godt sted at starte, men der er en masse ressourcer derude for at komme i gang.

• Opsætning af din Pi.
• Kører dit første Pyhon -program.

Trin 10: Tilslutning af din nederste samling

Til et lille projekt som dette foretrækker jeg at bruge Pimoroni Pico HAT Hacker -bordet frem for et brødbræt. Du kan bruge alt andet end jeg kan lide denne lille enhed. Jeg loddet på 40 pin hunhoveder på begge sider af hatten, der giver mig mulighed for at bruge på hver side (se det andet billede).

Advarsel: Jeg har sprængt et par Raspberry Pis i gang med at gøre dette, mens Pi er tændt. Sørg for, at rød er + og sort er formalet eller -, Servo Debug Board har ingen indbygget beskyttelse.

A. Tilslut den sorte ledning til de almindelige forbindelser på hver switch og jorden på Pi. (Pin 6)

B. Tilslut den grønne ledning til den nederste grænsekontakt (se første foto) og derefter til GPIO 23 (pin 16)

C. Tilslut den gule ledning til den øvre grænsekontakt (se første foto) og derefter til GPIO 22 (pin 15)

D. Tilslut Servo Debug -kortet til USB -porten på Pi.

E. Tilslut Servoen til Servo Debug-kortet ved hjælp af det kabel, der fulgte med LX-16A-servoen

F. Tilslut strøm til Servo Debug Board. Brug ikke Pi til at drive servokortet, brug en ekstern batterikilde. Jeg brugte 4 AA batterier.

Trin 11: Indlæsning og kørsel af Python -programmet

Igen antager jeg, at du ved, hvordan du starter terminalen og ved, hvordan du starter et Python3 -program.

A. Start terminalen

B. Vi skal klone et par biblioteker fra GitHub. Den første er PyLX16A af Ethan Lipson, den anden er Scissor Lift -koden fra BIMThoughts 'GitHub

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

Kommandoen ovenfor gør følgende:

cd ændrer bibliotek til dit hjemmekatalog

git clone downloader kodefilerne fra GitHub til en mappe med navnet på depotet.

cd ScissorLift ændrer mappen til, hvor ScissorLift -koden er

cp../PyLX-16A/lx16a.py. kopierer det bibliotek, der er nødvendigt for servokommandoer.

C. Du skal have din Pi tilsluttet motorenheden og fejlfindingskortet tilsluttet USB og servoen.

D. skriv følgende for at køre switch -testen.

cd

cd ScissorLift python3 SwitchTest.py

Programmet begynder at sige "går ned".

Aktiver kontakten yderligere fra servoen, og programmet reagerer med "at gå op". Aktiver nu kontakten tættest på servoen, og programmet stopper.

Fejlfinding:

Hvis det ikke lykkes, skal du kontrollere din ledning, jeg begik den fejl, at jeg lodde den gule ledning til den forkerte kontaktforbindelse første gang, og den stoppede efter at have sat den første kontakt i gang.

Trin 12: Motortest

Nu hvor kontakterne fungerer, er det tid til at teste motorenheden.

Du har allerede downloadet koden. Lad os begynde.

A. Sørg for, at din servo er sluttet til fejlfindingskortet, ethvert stik vil gøre, så længe det sidder pænt.

B. Fra terminalen skriver du følgende:

cdcd ScissorLift python3 MotorTest.py

Din skyder vil begynde at bevæge sig, og når den først mod servoen, så når endestopkontakten går i indgreb, vil den bevæge sig i den anden retning og stoppe, når den når den anden grænsekontakt.

Hvis du hører, at det begynder at binde, skal du fjerne stikket til servoen fra fejlfindingskortet og trykke på ctrl-c for at stoppe programmet og afgøre, hvorfor det er bindende.

Fejlfinding:

Indbinding midt på diaset:

en. Nødder bevæger sig ikke frit inde i skyderen.

b. Skruefæstet er ikke centreret.

c. Lejet er ikke frit.

Binding i slutningen af objektglasset skyldes, at kontakterne mangler ledninger, eller indgrebsskruerne skal justeres.

d. Servo bliver ved med at bevæge sig efter at have trykket på ctrl-c, tag servokablet ud af debugkortet. Det vil nulstille servoen.

Trin 13: Samling af saks

Nu kommer vi endelig til det punkt, hvor vi kan samle saksen. Der er tre hovedkomponenter i saksen.

1. Scissor Outer (det første foto, ligner en blå Popsicle stick)
2. Saks indvendig (andet foto grå)
3. Saks indvendig bund (andet foto blå)

Forskellen mellem saksen indvendig og saksen indvendig bund er placeringen af lejerne, som illustreret på højre side af billedet. Se videoen, det er lettere at forklare det der.

A. Sæt lejerne ind i hvert af saksen. Du skal muligvis bruge en bolt, skive og møtrik til at trykke på skiven i åbningen. Hvis du bryder åbningen, er det i orden, du kan bruge lim til at reparere den.

B. Brug grafitglidecreme og en vatpind til at dække de ikke bærende sider af saksen.

C. Ved hjælp af en M3 x 20 mm skrue, skive og en låsemøtrik. Start med den indvendige bund, tilslut saksen ydre til de midterste forbindelser. (se foto)

D. Tilslut en anden ydre saks til enden af bundsaks, hvor lejet er på indersiden. Tilslut derefter en anden indre saks til midten.

E. Fortsæt med at fastgøre den indre og ydre sakse, indtil den løber tør for saksen.

Trin 14: Fastgørelse af saksen til basen

Ved hjælp af (2) M3 x 20 mm med en (2) skiver og 3D -trykte mellemrum forbindes saksenheden til basens servomontage.

Brug (2) M3 x 12 mm til at tilslutte saksesamlingen til skyderen.

Bortset fra platformen har du en fungerende sakselift.

Trin 15: Saksekørselstest

Tilslut din sakselift tilbage til Raspberry Pi, hvis du ikke har gjort det.

A. Fra terminalen på din Raspberry Pi, kør MotorTest.py igen og se din sakselift i aktion.

Hold øje med:

• Enhver binding
• Frigørelse af grænseindgrebsskruerne
• Hvis det binder, eller der sker noget, skal du først fjerne servoen fra fejlfindingsbrættet.

Trin 16: Montering af platformen

Forhåbentlig har du nu fundet ud af, hvordan du lægger platformen.

A. Bestem, om du ønsker platformen.

B. Fastgør platformskinnerne på ydersiden af toppen af saksen. På den side, hvor du skal bruge afstandsstykket, skal du bruge en M3 x 25 mm skrue og 2 skiver. På den anden side skal du bruge en M3 x 20 mm skrue med 1 skive og 1 låsemøtrik.

C. Ved hjælp af M3 x 12 mm skruer og skiver fastgøres platformens top til skinnerne.

Trin 17: Tak

Tak fordi du er nået så langt, forhåbentlig har du en fungerende sakselift, du ikke ved, hvad du skal gøre med, eller måske har du en sakselift, som du har en vidunderlig idé om, hvordan du bruger den.

Uanset hvad håber jeg, at du havde det sjovt og lærte noget.

Runner Up i første gang forfatter