Longboard elèctric rastrejable: 16 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:15

Aquest projecte consisteix en un longboard elèctric que conserva el recorregut amb l’ajut d’un pi de gerds. Aquestes sessions es guarden en una base de dades mySQL i es mostren al meu lloc web que es va fer amb el microframework "Flask".

(Aquest és un projecte escolar realitzat en 3 setmanes)

Pas 1: materials i eines

Aquest projecte requereix habilitats de soldadura i costarà uns 500 €.

Materials:

Tots els materials i enllaços als proveïdors es troben al full de document de material.

Eines:

• Soldador + estany
• Alicates
• Pistola de cola calenta
• Tornavisos i joc de claus Allen
• De vegades pot ser útil un pinçó
• Cortador de filferro / pelador

En aquest projecte s’utilitza un torn, un tallador làser i una impressora 3D.

Pas 2: Canviar les rodes i preparar el camió

Primer de tot, vaig treure aquelles petites rodes blanques del meu longboard. Després vaig treure els coixinets de boles i els vaig posar a les rodes taronja de 90 mm.

El camió sobre el qual es muntarà el motor necessita un petit ajust. La roda amb la roda dentada no cabia al camió del longboard que havia comprat, de manera que vaig haver de tallar aproximadament 1 cm amb un torn.

i els vaig muntar als camions, excepte la roda amb l’engranatge (vaig triar a l’atzar la part posterior dreta).

Pas 3: tall i soldadura del muntatge del motor

Vaig fer el muntatge del motor d’alumini amb un tallavall a les dimensions de la imatge superior.

El posicionament de la muntura és important. Cal inclinar-lo tant com sigui possible sense tocar el tauler i, ja que tinc un motor gran, l’angle no és tan gran. Conec un soldador, de manera que al principi el va soldar una mica i després per provar el posicionament, vaig empènyer els camions d’un costat a un altre per veure si tocava el tauler.

Un cop acabada tota la taula, vaig fer una prova i el muntatge del motor es va deslligar, de manera que s'explica per què el meu motor quedarà malmès a les properes fotos;) Després d'això, vaig demanar al meu conegut que el soldés completament.

Pas 4: muntatge del motor i de la corretja

Utilitzeu 4 de negretes M4 * 14 per muntar el motor al muntatge.

Després, heu de subjectar la politja del motor de 12 dents a l’eix del motor. Assegureu-vos que la minúscula negreta està a la part plana de l’eix.

Ara podeu agafar una de les corretges i posar-la al voltant de la politja, agafar la roda amb l’engranatge i girar-la fins que tota la corretja quedi al voltant de l’engranatge.

Estreny la femella al camió perquè no es caigui la roda i ja està.

Pas 5: diagrames de cablejat

Els components electrònics es van connectar segons els esquemes anteriors.

El primer és un esquema complet de l'electrònica.

El segon diagrama mostra totes les connexions de la part del tauler llarg elèctric; el 6s UBEC a 12V passa al següent diagrama. Aquest diagrama mostra el circuit de les llums i els sensors que controla el gerd Pi.

Com probablement ja heu vist, la pantalla TFT té una capçalera femenina que ocupa molts pins. Pins que necessitem per a la comunicació en sèrie amb el mòdul GPS. Així que he soldat els cables dels passadors que necessitem (imatge 4-6) a una capçalera femenina que es connecta al Pi.

Pas 6: Connectar el BMS

He utilitzat comsa42 els seus intructables per al diagrama de connexió.

Vaig fer servir un tauler d’equilibri BMS (sistema de gestió de bateries) per carregar els lipo i poder deixar-los a la meva carcassa i carregar-los amb un “carregador intel·ligent” mitjançant una presa de corrent continu impermeable

Vaig soldar dos cables per a un port de càrrega al BMS, un al P- (negre) i l’altre al P + (vermell). (Aquests cables no necessiten ser tan gruixuts, ja que només passaran dos amperis) el port de càrrega)

NOTA: Al principi feia servir una presa de corrent continu amb cargols, però més tard la vaig substituir per la presa de corrent continu de la BOM. Encara no soldeu l’endoll o tindreu un problema un cop el vulgueu col·locar a la vostra vivenda.

Vaig connectar les dues bateries en sèrie amb una de les "XT60 2 pack in series end" que vaig comprar. Vaig connectar aquesta capçalera masculina a una de femenina i li vaig soldar un gruixut fil negre i vermell. El fil vermell va a B + i el BMS i el negre a la B-.

A continuació, els cables d’equilibri de les bateries. He utilitzat dos dels cables d’equilibri comprats i he desconnectat el cable de balanceig vermell per a la bateria 1 i l’últim cable negre per a la bateria dos a banda i banda. No els necessitem perquè són els mateixos que els cables gruixuts de la bateria, que ja hem connectat. Després, soldeu-lo en l'ordre correcte, com el diagrama.

NOTA: Al mig vaig connectar la terra amb el positiu de la bateria següent, però això no és realment necessari, perquè el connector de la sèrie ja ho fa.

Pas 7: interruptor d'encès / apagat (tecla de bucle)

En lloc de comprar un interruptor anti-espurna de 60 dòlars, he fet una clau de bucle. El principi és simple. Feu una interrupció del circuit i, per engegar la placa, connecteu el connector anti-espurna XT90 i el circuit es tanca, sense cap espurna.

Primer vaig soldar un cable al connector macho (imatge 2-4) i després uns connectors de bala de 3,5 mm al connector femella XT90.

Per connectar-lo a les bateries, he utilitzat un connector XT60 mascle a un connector femella XT60 però amb una interrupció del cable vermell. Després he soldat els connectors de bala als extrems on he tallat el cable per la meitat, per poder connectar la capçalera XT90 femella en lloc de soldar-la directament al cable. Així que connecteu-lo i voilà, l’interruptor d’encès / apagat està acabat.

Pas 8: VESC, indicador de bateria i Connector UBEC

Vaig fer el meu propi '3 en paral·lel a 1 connector' enganxant 3 capçaleres XT60 (foto 1) i soldant un cable als positius de l'arbre i un cable als negatius de l'arbre (foto 2-6). A continuació, hi vaig soldar un connector mascle i vaig protegir els cables nus amb una mica de cinta negra. (foto 7-9)

VESC i indicador

Soldeu un endoll XT60 mascle als cables d’alimentació VESC i als cables de l’indicador de percentatge / voltatge de la bateria.

uBEC

Desconnecteu els cables d'equilibri i la soldadura de l'extrem mascle a un endoll XT60 mascle. Els extrems femella es connecten al costat d’entrada de l’uBEC (convertidor de tensió).

NOTA: Havia tallat els cables de la balança una mica "més curts", però va ser un error, així que deixeu-los intactes;)

Pas 9: sensor del motor a Vesc

Utilitzeu dos dels cables pas a pas per connectar el sensor del motor al VESC. El motor té 5 pins, 2 per a l'alimentació en arbre per als sensors de sala (1 pin per sensor de sala).

Traieu els quatre cables del costat dels 4 pins i agafeu un cable addicional d'un segon cable pas a pas, talleu-los una mica més curts i soldeu uns passadors mascle a l'extrem. Poseu-los en l'ordre correcte, com a les imatges

Utilitzeu tubs i cintes termoretràctils per assegurar-ho tot. Un cop fet això, l'únic que queda per fer és posar-los en l'ordre correcte des del VESC fins al motor.

Pas 10: font d'alimentació Raspberry Pi

Necessitem un convertidor de 12V a 5V que alimenti el raspberry pi mitjançant USB, així que vaig pensar immediatament en un carregador de cotxes. És una solució barata i pràctica.

NOTA: Abans d’obrir-lo, assegureu-vos de recordar quin és el port que pot lliurar 2,1 amperes, perquè el Pi ho necessita.

Així que traieu l’adhesiu i descargoleu la part superior de la càrrega del cotxe i, a continuació, afluixeu el passador de la part inferior. Després s’obrirà fàcilment, soldarà la molla (+ 12V) i l’objecte corbat de metall (GND) i els substituirà per 2 d’aquests cables d’equilibri (soldeu el costat mascle al PCB).

Quan es va fer això, vaig comprovar si tot era correcte connectant una presa de corrent continu als cables i connectada a una font d'alimentació del meu punt LED i vaig mesurar el voltatge de sortida USB (els dos exteriors són + 5V i GND).

Si tot és correcte, podeu amagar les parts metàl·liques nues amb alguns tubs i cinta termorretractables.

NOTA: Comproveu la polaritat del carregador perquè pot ser diferent.

Pas 11: Cablatge del Pi, els llums i el GPS

Ara el poder de les llums.

Rebem 12V del nostre uBEC i ho necessitem per als nostres llums frontals, fanals posteriors i carregador de cotxes. El raspberry pi no pot proporcionar prou corrent ni tensió per alimentar els LED, de manera que haurem d’utilitzar un transistor. El 12V s’utilitzarà com a font d’alimentació i el raspberry pi els encendrà i apagarà controlant la base del transistor NPN (2N222: pic 2), així que el soldem a una placa de prototipatge.

Primer de tot, la llum posterior és com la part posterior del longboard i el raspberry pi entrarà per davant, de manera que s’haurà d’estendre el cable (foto 3-5). El fanal posterior té 3 cables. Negre (negatiu), groc (llum de marxa / cua), vermell (llum de fre / parada). Però com que només hi ha una diferència molt petita entre el fre i la llum de marxa, trio utilitzar el fil vermell i deixar-ne el de color groc. Introduïu un cable mascle llarg al metall proporcionat per la llum del darrere i doblegueu-lo fins que el cable ja no es pugui desprendre. Feu això pel fil negre i vermell.

Per als llums posteriors, soldeu-los en paral·lel. A continuació, la placa de prototipatge. Soldeu els extrems femelles dels dos cables d’equilibri al tauler i utilitzeu un fil de coure per espavilar els 12V sobre tota la placa. A continuació, afegiu els transistors, un per als llums davanters i un per als llums posteriors. Col·lector -> 12V, emissor -> GND a la base fins a una resistència i després a un cable amb un extrem femella, que s’adaptarà als pins GPIO de raspberry pi (pin 20 i 21). El carregador de cotxe pot alimentar-se per 12V, després poseu un cable USB a l’entrada USB correcta i poseu l’extrem micro USB al raspberry pi.

Connexions GPS:

PI GPS

3,3V -> Vin

GND -> GND

RX -> TX

TX -> RX

NOTA: Només els 2 pins de la base del transistor necessiten una resistència externa per limitar el corrent. Els llums no els necessiten perquè estan integrats als leds.

Pas 12: Habitatge

Vaig embolicar les peces que pertanyen juntes amb làmines de plàstic per assegurar-me que tots els cables estaven segurs i que després fos més fàcil posar-los a la carcassa. Vaig dissenyar totes les peces a inventor i les vaig imprimir amb la meva impressora 3D. Es proporcionen tots els fitxers inventor (.ipt) i fitxers de la impressora / talladora (.stl). Els dissenys són molt bàsics.

Part posterior (peces elèctriques de taulers llargs)

Podeu col·locar l’indicador de la bateria i el connector femella XT90 i després col·locar la caixa de plàstic. Un cop la carcassa s’ha quedat enganxada, he fixat l’endoll XT90 amb cola calenta de manera que quedi atrapat quan s’interromp i surt l’interruptor. També he afegit un cargol a l'interior de la carcassa just al costat de la paret on hi ha connectat l'endoll XT90, de manera que no es pot prémer la paret quan es connecta la tecla de bucle.

L'antena del mòdul GPS és llarga, molt llarga. Així que vaig mantenir els dos extrems fora de la caixa i vaig doblegar el cable en aquesta part de la caixa.

NOTA: Utilitzeu cargols petits que no siguin més llargs, ja que el longboard és gruixut.

Una vegada que va ser bo, vaig substituir la meva presa de corrent continu per una de resistent a l'aigua. He soldat alguns cables amb connectors de bala femella als cables i connectors de bala mascle als cables que estan connectats a la placa BMS. Un altre cop, els cables no han de ser tan gruixuts perquè el carregador només proporciona uns 2 amperes. També serà més fàcil connectar la presa a la funda amb alguns cables més petits …

Cara frontal (raspberry pi amb GPS i llums)

Feu lliscar la pantalla a la part posterior de la funda. Col·loqueu tots els cables a l'interior de la carcassa i enrosqueu-los. És possible que vulgueu posar alguna làmina o alguna cosa entre l’antena i el raspberry Pi, perquè era molt magnètica i als ordinadors no sempre els agrada.

NOTA: Aneu amb compte quan feu lliscar la pantalla tft a la carcassa, de manera que no danyeu els cables que controlin el tacte. Em va passar …

Pas 13: Configuració bàsica Pi

Primer de tot, necessitem una targeta SD amb Raspbian. Podeu descarregar raspbian des d’aquí. Un cop descarregat, podem instal·lar raspbian a la targeta SD. Podeu instal·lar el programari mitjançant Win32Discmanager o etcher al vostre ordinador.

Quan estigui instal·lat, haureu d'afegir un fitxer anomenat 'ssh' sense extensió per habilitar el SSH al pi. Un cop fet això, podeu arrencar el gerd i afegir-lo a la xarxa.

El pi no tindrà connexió a la vostra xarxa, de manera que haureu d’establir una adreça APIPA, aquesta és l’adreça IP que tindrà el pi quan no tingui connexió a una xarxa. Obriu el fitxer "cmdline.txt" a la targeta SD i afegiu una adreça APIPI. Per exemple: 'ip = 169.254.10.5'.

NOTA: Assegureu-vos que tot està en una línia o no funcionarà.

Introduïu la SD al PI, afegiu un cable de xarxa des del vostre pi a l'ordinador i, a continuació, connecteu-lo.

Després podeu utilitzar Putty o, si utilitzeu un Mac, només cal que utilitzeu el terminal per crear una connexió SSH.

ssh [email protected]

Afegir una connexió sense fils:

Per afegir una nova xarxa al vostre pi, podeu escriure aquesta ordre:

ressò ENTER_ YOUR_PASSWORD | wpa_passphrase ENTER_YOUR_SSID >>

/etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf

Després de reiniciar-lo, hauríeu de poder trobar la vostra adreça IP al router i connectar-vos al pi mitjançant ssh amb aquesta adreça IP.

ssh pi @ IP_FROM_PI

Trobar sempre la vostra IP és una mica molest, per tant, configurem un nom d’amfitrió perquè puguem utilitzar-la (per això, cal instal·lar-la a bonjour en el PC Windown).

sudo raspi-config nonint do_hostname CHOOSE_A_HOSTNAME

NOTA: Per utilitzar el nom d'amfitrió en el futur, heu d'escriure la regla SSH d'aquesta manera:

ssh USER@YOUR_HOSTNAME.local

Hem d’estar segurs que el sistema i els paquets de pi estan actualitzats:

Introduïu l'ordre següent per adonar-vos que:

sudo apt-get update && sudo apt-get upgrade

Pas 14: poseu el projecte al vostre Pi

Nou usuari

He creat un "longboard" d'usuari nou per a aquest projecte:

Per a això, haurem d’anar a l’arrel

sudo -i

Adduser longboard Nova contrasenya:> l0ngb0 @ rd Nom complet:> longboard elèctric

Podeu deixar la resta buida. A continuació, haurem de donar a l'usuari 'longboard' els drets de sudo

adduser longboard sudo

Després tornarem al nostre usuari longboard

el seu longboard

Paquets

Instal·lació d'alguns paquets per al projecte. Paquets per allotjar el lloc web una base de dades

python3 -m pip install --user --upgrade pip == 9.0.3

sudo apt install -y python3-mysqldb mysql-server uwsgi nginx uwsgi-plugin-python3 rabbitmq-server

Base de dades de connectors, lloc web de paquets i biblioteques per a detecció GPS / tijdzone

python -m pip install mysql-connector-python argon2-cffi Flask Flask-HTTPAuth Flask-MySQL mysql-connector-python passlib argon2 libgeos-dev pytz tzwhere

Configuració de la base de dades

Comproveu l'estat de mysql

sudo systemctl status mysql

Si introduïu aquesta ordre, podreu veure que MySQL només escolta el 127.0.0.1 -> no accessible des de la xarxa, només local (a pi mateix).

ss -lt | grep mysql

Inicieu el client com a roo

sudo mysql

Crea usuaris:

CREA USUARI 'project-admin' @ 'localhost' IDENTIFICAT PER '@ min_l0ngb0 @ rd';

CREA USUARI 'project-longboard' @ 'localhost' IDENTIFICAT PER 'l0ngb0 @ rd';

Creació de bases de dades i configuració de privilegis:

CREA BASE DE DADES longboard_db;

CONCEDIU TOTS ELS PRIVILEGIS A longboard_db. * A "project-admin" @ "localhost" AMB OPCIÓ DE CONCESSIÓ; > GRANT SELECT, INSERT, UPDATE, DELETE ON longboard_db. * A "project-longboard" @ "localhost"; > PRIVILEGIS DE FLUSH;

Executeu l'script sql per crear les taules, també crearà un usuari per defecte per al lloc web:

(nom d'usuari: longboard, contrasenya: prova):

font / home / logboard / longboard / longboard_db.sql;

sortir

Comproveu si l'execució del fitxer ha funcionat:

eco "mostra taules;" | mysql longboard_db -t -u project-admin -p

Creeu un directori 'longboard' i cloneu el meu projecte des de github

mkdir longboard && longboard de cd

git clone

Si heu utilitzat el mateix nom i usuari que jo, no hauríeu d'ajustar els fitxers del directori conf.

Si no ho feu, hauríeu d'ajustar els fitxers (> sudo nano conf / filename.extension)

Un cop els camins siguin correctes, heu de copiar els fitxers al directori del sistema. Hi ha serveis d’arbres.

• Un per al lloc del quiosc al localhost.
• Un per al mòdul GPS amb connexió a la base de dades
• Un per al lloc disponible a la vostra xarxa

sudo cp conf / project1 - *. service / etc / systemd / system /

sudo systemctl daemon-recoad> sudo systemctl start project1- *> sudo systemctl status project1- *

Quan tot estigui bé, hauríeu d'habilitar-los perquè s'inicien automàticament quan arrenci el pi:

(Si falla el pas anterior, hauríeu de comprovar els camins dels fitxers de configuració)

sudo systemctl habilita project1- *

Configuració del servei nginx:

• copieu conf / nginx a 'sites-available' (i doneu-li un millor nom)
• elimineu l'enllaç a la configuració per defecte
• enllaç a la nova configuració / nginx
• reinicieu per activar els canvis

sudo cp conf / nginx / etc / nginx / sites-available / project1

sudo rm / etc / nginx / sites-enabled / default> sudo ln -s / etc / nginx / sites-available / project1 / etc / nginx / sites-enabled / project1> sudo systemctl reinicia nginx.service

Comproveu si nginx ha sobreviscut:

sudo systemctl status nginx.service

Un cop fet això, haureu de tenir un servidor web a la IP del vostre pi disponible a la vostra xarxa i un lloc al localhost per iniciar i aturar la sessió fora de línia.

Pas 15: Configuració del mode de quiosc Raspberry Pi

Instal·lació de paquets

sudo apt-get install chromium-browser x11-xserver-utils unclutter

Introduïu el fitxer d'inici automàtic de l'usuari pi:

sudo nano / etc / xdg / lxsession / LXDE-pi / autostart

Haureu de comentar (poseu un # davant de la línia) la regla existent:

# @ xscreensaver -no-splash

A continuació, afegiu aquestes línies a sota de la línia del salvapantalles

@xset s desactivat

@xset -dpms @xset s noblank @ chromium-browser --noerrdialogs --kiosk https://127.0.0.1:8080/ --overscroll-history-navigation = 0 --incognito --disable-pinch

Feu clic a ctrl-O i després a ctrl-X per escriure i sortir del fitxer i ara escriviu:

sudo raspi-config

Des d'allà, navegueu cap avall fins a boot_behaviour i canvieu aquesta opció per arrencar en mode d'escriptori i inicieu la sessió com a usuari pi per defecte.

NOTA: per sortir del mode de quiosc, podeu escriure

sudo killall Chrome-browser.

Això tancarà totes les instàncies del navegador de crom.

Pas 16: Com funciona

Quan arrenca el pi, veureu l'adreça IP a la pantalla TFT juntament amb una llista de tots els usuaris del tauler.

Podeu iniciar una sessió fora de línia mitjançant aquesta pantalla. També podeu controlar els llums. Si escriviu l'adreça IP al navegador, apareixerà a la pantalla d'inici de sessió. Podeu iniciar la sessió amb el tauler d’usuari per defecte (contrasenya: prova). o podeu crear un compte nou. Un que està fet, veureu el vostre tauler. Aquí podeu veure la ruta del viatge i la distància total, el temps de viatge. Si aneu a la pestanya Longboard, podeu veure la ubicació actual del tauler, podeu canviar els llums i començar a gravar una sessió. Un cop feu clic a "Inicia sessió", el PI determinarà constantment la ubicació i la desarà a la base de dades fins que premeu "Atura la sessió". Si el GPS no té una solució, no es pot iniciar la sessió, rebreu una alerta a la part superior de la pantalla. Les vostres sessions es mostraran en un mapa de google.

Accèssit al concurs Make it Move