Elevació de tisores controlades per Raspberry Pi: 17 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:14

Per què un ascensor de tisora? Perquè no! És genial i un projecte divertit de construir. La veritable raó per a mi és per aixecar les càmeres del meu Gran Projecte Mojave Rover. Vull que les càmeres s’elevin per sobre del rover i capturin imatges de l’entorn. Però necessitava que baixessin les càmeres mentre el rover conduïa.

Primer vaig provar un braç robotitzat, però va resultar massa pesat i vaig despullar els servos. Després, fora de casa i aproximadament un dia, vaig veure una cosa que he vist centenars de vegades abans, un ascensor de tisora. Aquella nit em vaig proposar dissenyar un elevador de tisora que fes servir un mecanisme de cargol, un pern de 5/16 "x 5 1/2", per pujar i baixar les càmeres. Em va sorprendre el fred que era veure les càmeres elevar-se fins a un parell de peus (25 ") amb poc més de 4" de recorregut i veure quant pesaria. Com a benefici lateral, només en fa servir una servo.

Quan aquest fantàstic i meravellós elevador de tisores funcioni, el Raspberry Pi activarà el servo LX-16A elevant i baixant l’elevador mitjançant el codi Python 3. Els interruptors de límit indicaran al Pi quan la vostra elevació de tisora hagi arribat a la part superior i inferior, indicant al servo que deixi de girar.

La meva propera aventura per a l’ascensor és col·locar-lo a l’exterior per a una prova solar ampliada. Accionat per cèl·lules solars i bateries 18650, l’elevador de tisora augmentarà, farà fotos i baixarà un cop per hora. Però aquest és un altre instructable més endavant, una vegada que funcioni. Després, munteu-lo al Rover.

He dividit aquesta instrucció en tres parts principals per ajudar en el procés de construcció i afinació:

1. Base (passos 2-7)
2. Electrònica (passos 8-12)
3. Muntatge final de tisora (passos 13-16)

Espero que gaudiu del meu primer intractable i del vostre ascensor de tisora.

Pas 1: Obteniu el material que necessiteu

Necessitareu un munt de coses per a aquest projecte. Si sou com jo i gaudiu de la impressió 3D i la construcció de coses, és possible que ja tingueu la major part d’això. Assegureu-vos que comproveu els cargols de McMaster-Carr, ja que hi ha molts més barats quan els compreu per cent. També podeu demanar conjunts a Amazon.

Eines necessàries:

• Joc de claus de caixa de 5,5 mm
• Controladors hexagonals de 2,5, 2,0 mm Val la pena tenir-ne un bon conjunt.
• Broca amb broca de 1/8 "Aquest joc de broca que tinc.
• Lubricant de grafit
• Soldador
• Soldar Vaig pensar que era dolent soldar fins que aconseguia una bona soldadura.
• Sander (la millor polidora del món)
• Impressora 3D Tinc la XYZ Da Vinci Pro 1.0 i m'ha encantat.

Parts mecàniques:

• Cargols d'acer d'aliatge o de capçal de botó: assegureu-vos de demanar més del que necessiteu, perquè pot ser que els meus recomptes estiguin desactivats.

  (1) Capçal de botó M3 x 10mm (obtenir de McMaster-Carr) (2) Cap de botó M3 x 12mm (obtenir de McMaster-Carr) (4) M3 x 10mm (obtenir de McMaster-Carr) (6) M3 x 12mm (obtenir de McMaster-Carr) (4) M3 x 16mm (obtenir de McMaster-Carr) (34) M3 x 20mm (obtenir de McMaster-Carr) (2) Cap de botó M3 x 25mm (obtenir de McMaster-Carr) (8) M3 x 30mm (obtenir de McMaster-Carr) (4) M3 x 45mm (obtenir de McMaster-Carr) (30) femelles de bloqueig de niló M3 (obtenir de McMaster-Carr) (54) Rentadores M3 (obtenir de McMaster-Carr)

• (48) Rodaments de 3x6x2mm Funcionarà sense aquests rodaments, però segur que els fa més agradables.
• (1) Rodaments de 8x22x7mm També podeu robar-ne un a una filadora
• Peces impreses en 3D Podeu descarregar-les de les peces Thingverse (2) Mànega 20 mm x 20 mm x 190 mm (1) Limitadors (1) Muntatge de cargol del motor (1) Rails de plataforma (1) Plataforma (1) Muntatge de cargol posterior (1) Lliscador (1)) Tijera interior inferior (4) Tisora interior (1 joc) Tisora exterior (1) Servomuntatge frontal (1) Servomuntatge posterior (1 joc) Distàncies
• (2) femella de 5/16 "(Home Depot)
• (1) Pern de 5/16 "x 5 - 1/2" (Home Depot) També podeu utilitzar una vareta roscada de 5/16 "si ho preferiu.

Elèctric:

• Raspberry Pi, estic fent servir un model B + 3, qualsevol versió de Pi funcionarà Aquest és un bon kit.
• (1) Servo de bus sèrie Lewansoul LX-16a, he obtingut el meu per menys de 20,00 dòlars per cada. (haureu de fer cerques a Amazon o Banggood, l'enllaç continua canviant)
• (1) Taula de depuració d'autobusos de Lewansoul.
• (1) Servo Horn de metall
• (2) Interruptors de límit
• Filferros de silicona Són fantàstics, els podeu treure amb les ungles (si no us mossegueu les ungles)
• Bateries per alimentar Servo, estic fent servir 4 bateries AA NiMh d'Ikea.

Consumibles:

• Q-Tips
• Drap de microfibra
• Band-Aids (espero que no)

Pas 2: la base

És molt més fàcil construir-ho per etapes, començarem per la base. Després passarem a l'electrònica i finalment muntarem les tisores. Està imprès en diferents colors perquè he utilitzat el PLA i el PETG que tenia.

Si no ho heu fet, imprimiu les peces. La meva impressora va trigar uns dies a acabar d’imprimir totes les peces.

Podeu trobar les parts aquí:

Consells importants sobre seguretat (referència Orbinal Ghostbusters, Google it)

• Preneu-vos el temps i no us torneu a embogir amb un estrès excessiu dels cargols M3, ja que les tires de plàstic són fàcils. Si traieu el forat, és possible que hàgiu de reimprimir la peça o fer servir una mica de cola goril·la (el material marró) i recobriu lleugerament l’interior del forat amb un escuradents i deixeu-lo assecar completament durant la nit abans d’utilitzar-lo.
• Col·loqueu les volanderes "cap amunt" cap amunt, es veu millor.
• Preneu-vos el temps o potser haureu d’imprimir-lo de nou.
• Imprimiu les parts de tisora per darrera, ja que és la darrera part que es construeix.

Aqui venim.

A. Comenceu a imprimir totes les parts (vegeu la llista de peces).

B. Poseu la peça suau i retalleu les coses divertides.

Pas 3: muntar el commutador de límit

A. Doblegueu el cable comú (el que ja està doblegat al lateral de l’interruptor), de manera que quedi a ras i soldeu un cable a l’interruptor de límit. No hi ha prou espai per muntar el servo si oblideu aquest pas.

Nota: Aquesta és l'única soldadura que haureu de fer en aquesta part de la construcció.

B. Perforeu (4) forats d'1 / 8 al Servo Mount, vegeu les fletxes de color porpra de la foto superior. La perforació permet que els parabolts passin lliurement i estrenyin posteriorment el servomuntatge als rails.

C. Finalment, fixeu el límit de límit com es mostra al Servo Mount amb (2) cargols M3 x 16mm.

Pas 4: Baixeu el muntatge del cargol del motor

A. Perforeu (5) forats de 1/8 al muntatge del cargol del motor inferior. Vegeu les fletxes morades de la foto superior.

B. A continuació, fixeu el muntatge del cargol de moto inferior a la trompa de metall mitjançant (4) cargols de capçal de botó M3 x 12mm.

C. Finalment, fixeu el muntatge del cargol del motor inferior al servo mitjançant (1) cargol M3 x 10 mm.

Pas 5: munteu el servo i el cargol

A. Traieu (4) forats de 1/8 al muntatge del servo posterior, tal com es mostra a la foto superior, on indiquen les fletxes morades.

B. Traieu (2) forats d'1 / 8 al muntatge del cargol on s'indiquen amb les fletxes morades de la foto superior. Nota: pot ser que el vostre sigui una mica més curt segons la versió que hàgiu imprès.

C. Col·loqueu el Servo al suport del Servo. És possible que hàgiu de retallar-ho una mica per aconseguir un bon ajust. Serà una mica fluix. A continuació, utilitzeu (4) cargols M3 x 45mm i arandeles per muntar el servo posterior al muntatge del servo frontal. El servo oscil·larà d’un costat a l’altre, però no endavant i enrere.

D. Introduïu el cargol de 5/16 "x 5 - 1/2" al muntatge del cargol superior; hauria de ser un ajust perfecte. És possible que hagueu de retallar una mica l’obertura perquè s’ajusti.

E. Mitjançant (2) cargols i arandeles M3 x 16mm connecteu-vos a dues meitats dels muntatges de cargol.

F. El vostre muntatge hauria de semblar a la darrera foto.

Pas 6: muntatge lliscant i posterior

Ara toca fixar el lliscador i el cargol posterior.

A. Introduïu (2) cargols 5/16 als barres lliscants. Els parabolts haurien de tenir una mica de joc per endavant i enrere. Sense la jugada, el cargol es lligarà mentre estigui en moviment.

B. Cargoleu el control lliscant del cargol 5/16 uns centímetres.

C. Traieu (4) forats de 1/8 a la tapa del coixinet de muntatge del cargol posterior tal com s'indica amb les fletxes morades de la foto.

D. Introduïu el coixinet de 8 mm x 22 mm x 7 mm al muntatge de cargol posterior i poseu el tap del coixinet amb (4) cargols i arandeles M3 x 12 mm.

E. Col·loqueu (1) interruptor de límit amb (2) cargols M3 x 16mm

F. Feu lliscar el cargol de 5/16 al coixinet. Nota: aquí hi haurà un munt de jocs. Voldreu fer servir una peça de cinta elèctrica o tubs termoretràctils per reduir la quantitat de joc. Mesureu la quantitat necessària a el següent pas.

Pas 7: Acabament del conjunt inferior

Ara que teniu el conjunt motoritzat acabat, és hora de muntar-lo als rails. Els rails formen part del Gran Projecte Mojave Rover i poden semblar excessius. Tinc previst integrar l’elevador de tisora al rover i el disseny del carril em permet fer-ho més endavant.

A. Liureu un costat de cada carril llis. No cal que lijeu ni un grapat, només el suficient per aplanar els bonys.

B. Cargoleu el muntatge del cargol posterior primer utilitzant (4) cargols i arandeles M3 x 30mm. Això hauria de quedar a ras al final dels rails.

C. Introduïu el cargol de 5/16 al coixinet, amb el servomuntatge al 4t forat (deixant 3 forats buits), mesureu on voleu que vagi la cinta o la contracció de calor. Col·loqueu la cinta o la contracció de calor i torneu a muntar el conjunt.

D. Cargoleu el conjunt del Servo als rails del 4t forat (deixant-ne 3 buits) utilitzant (4) cargols i arandeles M3 x 30mm. Tingueu en compte que el vostre Servo Mount pot ser una mica diferent, he redissenyat per a un cargol més llarg de 5/16 . Deixeu encara 3 forats buits.

Ara hauríeu de tenir el conjunt motoritzat a punt per fixar els cargols del límit i fer que el vostre Raspberry Pi mogui el control lliscant cap endavant i cap enrere.

Pas 8: ajustadors de commutadors de límit

Dos ajustadors de commutadors de límit activaran els commutadors on vulgueu que s’aturi la diapositiva. Voldreu utilitzar cargols de capçal de botó en els dos punts per on passa el pern de fixació per deixar-lo lliure. A més, ambdues parts impreses en 3D del regulador de límit són iguals.

A. Perforar (2) 1/8 va llançar forats a cada un dels interruptors de límit.

B. Introduïu els cargols del capçal de botó als enganxalls.

C. Introduïu el cargol límit a cada engranatge, (1) M3 x 20mm, l’altre és (1) M3 x 40mm.

D. Connecteu els limitadors del commutador de límit al control lliscant. Utilitzeu el cargol més llarg (40 mm) al costat del servo.

Nota: He fixat les femelles de bloqueig al dispositiu més llarg perquè vaig treure el forat.

Pas 9: connectar el Pi

El programari per a això és fàcil, simplement augmenta i redueix l’elevació. Podeu editar el codi per fer el que vulgueu i divertir-vos.

Suposo que ja sabeu com carregar el sistema operatiu al vostre Raspberry Pi i com escriure un senzill programa Python 3, un exemple de Hello World estaria bé.

Aquí hi ha un bon lloc per començar, però hi ha un munt de recursos per començar.

• Configuració del Pi.
• Execució del vostre primer programa Pyhon.

Pas 10: Cablatge del conjunt inferior

Per a un petit projecte com aquest, prefereixo utilitzar la placa Pimoroni Pico HAT Hacker sobre una taula de suport. Podeu fer servir qualsevol cosa, però aquest petit dispositiu m'agrada. Vaig soldar en capçaleres femenines de 40 pins a ambdós costats del HAT, cosa que em permet utilitzar-les a banda i banda (vegeu la segona foto).

Advertència: He explotat un parell de gerds Pis fent això mentre el Pi està engegat. Assegureu-vos que el vermell és + i el negre és terra o -, la placa de depuració de servo no té cap protecció integrada.

A. Connecteu el cable negre a les connexions comunes de cada commutador i a la terra del Pi. (Pin 6)

B. Connecteu el cable verd al interruptor de límit inferior (vegeu la primera foto) i després a GPIO 23 (pin 16)

C. Connecteu el cable groc al límit superior (vegeu la primera foto) i després a GPIO 22 (pin 15)

D. Connecteu la placa Servo Debug al port USB del Pi.

E. Connecteu el Servo a la placa Servo Debug mitjançant el cable subministrat amb el servo LX-16A

F. Connecteu l'alimentació a la placa de depuració del servo. No utilitzeu el Pi per alimentar la placa servo, utilitzeu una font de bateria externa. He utilitzat 4 piles AA.

Pas 11: carregar i executar el programa Python

De nou suposo que sabeu com iniciar el terminal i que sabeu com iniciar un programa Python3.

A. Inicieu la terminal

B. Hem de clonar un parell de biblioteques de GitHub. El primer és el PyLX16A d’Ethan Lipson, l’altre és el codi Scissor Lift del GitHub de BIMThoughts

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

L'ordre anterior fa el següent:

cd canvia el directori al directori inicial

git clone descarrega els fitxers de codi de GitHub a una carpeta del nom del dipòsit.

cd ScissorLift canvia la carpeta on es troba el codi ScissorLift

cp../PyLX-16A/lx16a.py. copia la biblioteca necessària per a les comandes servo.

C. Haureu de tenir el Pi connectat al conjunt del motor i a la placa de depuració connectats a l'USB i al Servo.

D. escriviu el següent per executar la prova de commutació.

cd

cd ScissorLift python3 SwitchTest.py

El programa començarà a dir "baixar".

Engageu l'interruptor més lluny del servo i el programa respondrà "pujant". Ara engegueu l'interruptor més proper al servo i el programa s'aturarà.

Resolució de problemes:

Si això falla, comproveu el cablejat, he comès l'error de soldar el cable groc a la connexió incorrecta de l'interruptor la primera vegada i s'aturaria després d'engegar el primer interruptor.

Pas 12: prova del motor

Ara que els interruptors funcionen, és hora de provar el conjunt del motor.

Ja teniu el codi descarregat. Anem a començar.

A. Assegureu-vos que el servo estigui connectat a la placa de depuració; qualsevol endoll funcionarà sempre que encaixi bé.

B. Des del terminal escriviu el següent:

cdcd ScissorLift python3 MotorTest.py

El control lliscant començarà a moure’s i, quan es dirigeixi cap al servo, primer, quan es posi en contacte el límit de recorregut, recorrerà l’altra direcció i s’aturarà quan arribi a l’altre interruptor de límit.

Si sentiu que comença a unir-se, desconnecteu el servo de la placa de depuració i premeu ctrl-c per aturar el programa i determinar per què és vinculant.

Resolució de problemes:

Enquadernació al centre de la diapositiva:

a. Els fruits secs no es mouen lliurement dins del control lliscant.

b. El muntatge del cargol no està centrat.

c. El coixinet no és lliure.

La fixació al final de la diapositiva es produeix per la falta de cable dels interruptors o per la necessitat d’ajustar els cargols de fixació.

d. El Servo continua movent-se després de prémer Ctrl-C, desconnecteu el cable servo al tauler de depuració. Això restablirà el servo.

Pas 13: Muntatge de tisores

Ara per fi arribem al punt en què podem muntar les tisores. Hi ha tres components principals de les tisores.

1. Scissor Outer (la primera foto, sembla un pal blau de Popsicle)
2. Tisora interior (segona foto gris)
3. Tijera inferior interior (segona foto blava)

La diferència entre Scissor Inner i Scissor Inner Bottom és la col·locació dels coixinets, tal com es mostra a la part dreta de la foto. Mireu el vídeo, és més fàcil explicar-lo allà.

A. Introduïu els coixinets a cadascuna de les peces de tisora. És possible que hàgiu d’utilitzar un cargol, una arandela i una femella per prémer la rentadora a la ranura. Si es trenca la ranura, pot utilitzar la cola per solucionar-la.

B. Utilitzant greix de grafit i un hisop de cotó, recobriu els costats no tenidors de les tisores.

C. Utilitzant un cargol M3 x 20mm, una arandela i una femella de bloqueig. Comenceu per la part inferior interior connecteu la tisora a les connexions mitjanes. (veure foto)

D. Connecteu una altra tisora exterior a l'extrem de la tisora inferior, on hi ha el coixinet a l'interior. A continuació, connecteu una altra tisora interior al centre.

E. Continueu col·locant tisores interiors i exteriors fins que es quedin les tisores.

Pas 14: Fixació de les tisores a la base

Mitjançant (2) M3 x 20mm amb una (2) volandes i espais impresos en 3D connecteu el conjunt de tisora al servo muntatge de la base.

Mitjançant (2) M3 x 12mm connecteu el conjunt de tisora al control lliscant.

Excepte la plataforma, teniu un elevador de tisora en funcionament.

Pas 15: prova d'execució de tisores

Torneu a connectar l’ascensor de tisora al Raspberry Pi, si no ho heu fet.

R. Des del terminal del vostre Raspberry Pi, torneu a executar MotorTest.py i veureu com s’eleva la tisora en acció.

Vigileu:

• Qualsevol enquadernació
• Liquidació dels cargols de fixació límit
• Si s’uneix o passa alguna cosa, desconnecteu primer el servo de la placa de depuració.

Pas 16: adjuntar la plataforma

Amb sort, ja heu descobert com posar-vos a la plataforma.

A. Determineu si voleu que finalitat vulgueu la plataforma.

B. Col·loqueu els rails de la plataforma a l'exterior de la part superior de les tisores. Al costat on necessiteu el separador, necessitareu un cargol M3 x 25mm i 2 volanderes. A l’altra banda utilitzeu un cargol M3 x 20mm amb 1 arandela i 1 femella de bloqueig.

C. Mitjançant cargols i volanderes M3 x 12 mm fixeu la part superior de la plataforma als rails.

Pas 17: gràcies

Gràcies per arribar fins aquí, espero que tingueu un elevador de tisores que no sabeu amb què fer-ho, o potser tingueu un elevador de tisores que tingueu una idea meravellosa de com utilitzar-lo.

Sigui com sigui, espero que us ho hagueu passat molt bé i que hàgiu après alguna cosa.

Subcampió per primer cop autor