Angkat Gunting Terkendali Raspberry Pi: 17 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:56

Mengapa angkat gunting? Mengapa tidak! Ini keren dan proyek yang menyenangkan untuk dibangun. Alasan sebenarnya bagi saya adalah untuk meningkatkan kamera di Proyek Great Mojave Rover saya. Saya ingin kamera naik di atas rover dan menangkap gambar sekitar. Tapi saya perlu kamera diturunkan saat rover sedang mengemudi.

Pertama saya mencoba lengan robot, tetapi itu terbukti terlalu berat dan melepaskan servos. Kemudian ketika keluar dan sekitar suatu hari saya melihat sesuatu yang telah saya lihat ratusan kali sebelumnya, sebuah lift gunting. Malam itu saya mulai merancang lift gunting yang akan menggunakan penggerak sekrup, baut 5/16” x 5 1/2”, untuk menaikkan dan menurunkan kamera. Saya kagum dengan betapa kerennya melihat kamera terangkat hingga beberapa kaki (25 ) dengan hanya sedikit lebih dari 4” perjalanan dan untuk melihat berapa banyak beban yang akan diangkat. Sebagai manfaat sampingan, kamera ini hanya menggunakan satu servo.

Ketika lift gunting yang hebat dan luar biasa ini bekerja, Raspberry Pi akan menyalakan servo LX-16A menaikkan dan menurunkan lift menggunakan kode Python 3. Sakelar batas akan memberi tahu Pi ketika angkat gunting Anda telah mencapai bagian atas dan bawah yang menandakan servo untuk berhenti berputar.

Petualangan saya berikutnya untuk lift adalah menempatkannya di luar untuk uji matahari yang diperpanjang. Didukung oleh sel surya dan baterai 18650, angkat gunting akan menaikkan, mengambil foto, dan kemudian menurunkannya sekali dalam satu jam. Tapi itu adalah Instructable lain nanti setelah saya membuatnya berfungsi. Setelah itu, pasang di Rover.

Saya membagi Instructable ini menjadi tiga bagian utama untuk membantu proses pembangunan dan penyetelan:

1. Dasar (Langkah 2 - 7)
2. Elektronik (Langkah 8 - 12)
3. Perakitan akhir gunting (Langkah 13 - 16)

Saya harap Anda menikmati pekerjaan pertama saya yang keras kepala dan angkat gunting Anda.

Langkah 1: Dapatkan Barang yang Anda Butuhkan

Anda akan membutuhkan banyak barang untuk proyek ini. Jika Anda seperti saya dan menikmati pencetakan 3D dan membangun barang, Anda mungkin sudah memiliki sebagian besar dari ini. Pastikan Anda memeriksa McMaster-Carr untuk sekrup yang ada jauh lebih murah di sana saat Anda membelinya dengan harga seratus. Anda juga dapat memesan set dari Amazon.

Alat yang Dibutuhkan:

• Set kunci pas kotak 5,5 mm
• 2.5, 2.0 mm driver hex It's worth memiliki set yang baik ini.
• Bor dengan mata bor 1/8” Set mata bor ini saya miliki.
• pelumas grafit
• Solder Besi
• Solder Saya pikir saya buruk dalam menyolder sampai saya mendapatkan solder yang baik.
• Sander (pengamplas terbaik di dunia)
• Printer 3D Saya memiliki XYZ Da Vinci Pro 1.0 dan sangat senang dengannya.

Bagian mekanik:

• Soket Baja Paduan atau Sekrup Kepala Tombol: Pastikan untuk memesan lebih dari yang Anda butuhkan, karena hitungan saya mungkin tidak aktif!

  (1) M3 x 10mm Button Head (dapatkan dari McMaster-Carr)(2) M3 x 12mm Button Head (dapatkan dari McMaster-Carr) (4) M3 x 10mm (dapatkan dari McMaster-Carr) (6) M3 x 12mm (dapatkan dari McMaster-Carr) (4) M3 x 16mm (dapatkan dari McMaster-Carr) (34) M3 x 20mm (dapatkan dari McMaster-Carr) (2) M3 x 25mm Button Head (dapatkan dari McMaster-Carr) (8) M3 x 30mm (dapatkan dari McMaster-Carr) (4) M3 x 45mm (dapatkan dari McMaster-Carr) (30) Mur pengunci nilon M3 (dapatkan dari McMaster-Carr) (54) Washer M3 (dapatkan dari McMaster-Carr)

• (48) Bantalan 3x6x2mm Ini akan bekerja tanpa bantalan ini, tapi pasti membuatnya lebih bagus.
• (1) Bantalan 8x22x7mm Anda juga dapat mencuri satu dari pemintal gelisah
• Bagian Cetakan 3D Anda dapat mengunduhnya dari bagian Thingverse(2) Balok 20mm x 20mm x 190mm(1) Pembatas (1) Dudukan Sekrup Motor (1) Rel Platform (1) Platform (1) Dudukan Sekrup Belakang (1) Slider (1) Gunting Bagian Dalam Bawah (4) Bagian Dalam Gunting (1 set) Luar Gunting (1) Dudukan Servo Depan (1) Dudukan Servo Belakang (1 set) Spacer
• (2) mur 5/16" (Home Depot)
• (1) Baut 5/16" x 5 - 1/2" (Home Depot) Anda juga dapat menggunakan Batang Berulir 5/16" jika Anda mau.

Listrik:

• Raspberry Pi, saya menggunakan model 3 B+ versi Pi apa pun akan berfungsi Ini adalah kit yang bagus.
• (1) Servo Bus Serial Lewansoul LX-16a, saya mendapatkan milik saya dengan harga di bawah $20,00 ea. (Anda perlu mencari Amazon atau Banggood untuk ini, tautannya terus berubah)
• (1) Papan Debug Bus Serial Lewansoul.
• (1) Tanduk Servo Logam
• (2) Saklar Batas
• Kabel Silikon Ini bagus, Anda bisa mengupasnya dengan kuku Anda (jika Anda tidak menggigit kuku Anda)
• Baterai untuk daya Servo, saya menggunakan 4 baterai AA NiMh dari Ikea.

Bahan habis pakai:

• Q-Tips
• Kain mikrofiber
• Band-Aids (semoga tidak)

Langkah 2: Basis

Jauh lebih mudah untuk membangun ini secara bertahap, mari kita mulai dengan dasarnya. Kemudian kita akan pindah ke elektronik dan akhirnya merakit gunting. Itu dicetak dalam warna yang berbeda karena saya menggunakan PLA dan PETG yang saya miliki.

Jika Anda belum melakukannya, cetak bagian Anda. Butuh printer saya beberapa hari untuk menyelesaikan pencetakan semua bagian.

Anda dapat menemukan bagian-bagiannya di sini:

Kiat keamanan penting (Referensi Ghostbusters Asli, Google it)

• Luangkan waktu Anda dan jangan menjadi gila dengan mengencangkan sekrup M3 secara berlebihan, strip plastiknya mudah. Jika Anda mengupas lubangnya, Anda mungkin perlu mencetak ulang bagian tersebut atau menggunakan lem gorila (bahan berwarna cokelat) dan melapisi bagian dalam lubang dengan tusuk gigi dan membiarkannya benar-benar kering semalaman sebelum digunakan.
• Letakkan mesin cuci "sisi yang bagus", itu terlihat lebih baik.
• Luangkan waktu Anda, atau Anda mungkin perlu mencetaknya lagi.
• Cetak bagian Gunting terakhir, karena ini adalah bagian terakhir yang harus dibuat.

Ini dia.

A. Mulai mencetak semua bagian (lihat daftar bagian).

B. Amplas bagian tersebut hingga halus, potong bagian yang kotor.

Langkah 3: Sakelar Batas Pemasangan

A. Tekuk kabel umum (yang sudah ditekuk di sisi sakelar), sehingga duduk rata dan solder kabel pada sakelar batas. Tidak ada jarak yang cukup untuk memasang servo jika Anda melupakan langkah ini.

Catatan: Ini adalah satu-satunya penyolderan yang perlu Anda lakukan di bagian build ini.

B. Bor lubang (4) 1/8” di Servo Mount, lihat panah ungu pada foto di atas. Pengeboran memungkinkan baut untuk dengan bebas melewati dan mengencangkan Dudukan Servo ke rel nanti.

C. Terakhir, pasang sakelar batas seperti yang ditunjukkan pada Dudukan Servo dengan (2) sekrup M3 x 16mm.

Langkah 4: Dudukan Sekrup Motor Bawah

A. Bor melalui (5) lubang 1/8 di Dudukan Sekrup Motor Bawah, lihat panah ungu pada foto di atas.

B. Kemudian pasang Mount Sekrup Moto Bawah ke klakson servo logam menggunakan (4) sekrup kepala kancing M3 x 12mm.

C. Terakhir, pasang Mount Sekrup Motor Bawah ke servo menggunakan sekrup (1) M3 x 10 mm.

Langkah 5: Pasang Servo dan Baut

A. Bor melalui (4) lubang 1/8 di Dudukan Servo Belakang seperti yang ditunjukkan pada foto di atas yang ditunjukkan oleh panah ungu.

B. Bor lubang (2) 1/8 di dudukan sekrup yang ditunjukkan oleh panah ungu pada foto di atas. Catatan: Lubang Anda mungkin sedikit lebih pendek tergantung pada versi yang Anda cetak.

C. Pasang Servo ke Dudukan Servo. Anda mungkin perlu memangkasnya sedikit agar pas. Ini akan sedikit longgar. Kemudian dengan menggunakan (4) sekrup dan ring M3 x 45mm, pasang servo belakang ke Dudukan Servo Depan. Servo akan bergoyang dari sisi ke sisi tetapi tidak maju mundur.

D. Masukkan baut 5/16" x 5 - 1/2" ke dudukan sekrup atas; itu harus pas. Anda mungkin perlu memangkas sedikit bukaan agar pas.

E. Menggunakan (2) baut dan ring M3 x 16mm terhubung ke dua bagian Dudukan Sekrup.

F. Perakitan Anda akan terlihat seperti foto terakhir.

Langkah 6: Penggeser dan Rakitan Belakang

Sekarang saatnya memasang Slider dan Dudukan Sekrup Belakang.

A. Masukkan (2) baut 5/16 ke dalam penggeser. Baut harus memiliki sedikit permainan di bolak-balik. Tanpa bermain, sekrup akan mengikat saat bergerak.

B. Kencangkan penggeser pada baut 5/16 beberapa inci.

C. Bor lubang (4) 1/8 di tutup bantalan dudukan sekrup belakang seperti yang ditunjukkan dengan panah ungu di foto.

D. Masukkan bantalan 8mm x 22mm x 7mm ke Dudukan Sekrup Belakang, dan pasang Tutup Bantalan dengan (4) baut dan ring M3 x 12mm.

E. Pasang (1) sakelar batas dengan (2) baut M3 x 16mm

F. Geser baut 5/16 ke dalam bantalan. Catatan: Akan ada banyak permainan di sini. Anda akan ingin menggunakan sepotong pita listrik atau tabung panas menyusut untuk mengurangi jumlah permainan. Ukur jumlah yang dibutuhkan dalam langkah selanjutnya.

Langkah 7: Menyelesaikan Majelis Bawah

Sekarang setelah Anda menyelesaikan perakitan bermotor, saatnya untuk memasangnya ke rel. Rel adalah bagian dari The Great Mojave Rover Project dan mungkin tampak berlebihan. Saya berencana untuk mengintegrasikan lift gunting ke bajak dan desain rel memungkinkan saya untuk melakukannya nanti.

A. Pasir satu sisi setiap rel halus. Anda tidak perlu mengampelas banyak, cukup untuk meratakan gundukan.

B. Pasang sekrup pada Sekrup Belakang terlebih dahulu menggunakan baut dan ring (4) M3 x 30mm. Ini harus duduk rata di ujung rel.

C. Masukkan baut 5/16 ke dalam bantalan, dengan servo mount di lubang ke-4 (meninggalkan 3 lubang kosong) ukur di mana Anda ingin pita atau panas menyusut. Pasang pita atau panas menyusut dan pasang kembali rakitan.

D. Pasang rakitan Servo ke rel pada lubang ke-4 (Biarkan 3 kosong) menggunakan (4) baut dan ring M3 x 30mm. Perhatikan bahwa Servo Mount Anda mungkin sedikit berbeda, saya mendesain ulang untuk baut 5/16 yang lebih panjang. Harap tetap biarkan 3 lubang kosong.

Anda sekarang harus memiliki Majelis Bermotor yang siap untuk memasang sekrup sakelar batas dan membuat Raspberry Pi Anda menggerakkan penggeser ke depan dan ke belakang.

Langkah 8: Batasi Switch Adjuster

Dua pengatur sakelar batas akan mengaktifkan sakelar di mana Anda ingin slide berhenti. Anda akan ingin menggunakan sekrup kepala kancing di dua tempat di mana baut pengikat lewat di atas untuk pembersihan. Juga, Kedua bagian cetakan 3D pengatur sakelar batas adalah sama.

A. Bor (2) 1/8 melubangi masing-masing pembatas sakelar pembatas.

B. Masukkan sekrup kepala kancing ke dalam pengunci.

C. Masukkan sekrup pembatas di setiap pengikat, (1) M3 x 20mm, yang lainnya adalah (1) M3 x 40mm.

D. Pasang Limit Switch Engagers ke penggeser. Gunakan sekrup yang lebih panjang (40mm) di sisi servo.

Catatan: Saya memasang mur pengunci ke pengikat saya yang lebih panjang karena saya melepas lubangnya.

Langkah 9: Menghubungkan Pi

Perangkat lunak untuk ini mudah hanya menaikkan dan menurunkan lift. Anda dapat mengedit kode untuk melakukan apa pun yang Anda inginkan, bersenang-senanglah.

Saya berasumsi bahwa Anda sudah tahu cara memuat OS di Raspberry Pi Anda dan cara menulis program Python 3 sederhana, contoh Hello World akan baik-baik saja.

Ini adalah tempat yang baik untuk memulai, tetapi ada banyak sumber daya di luar sana untuk memulai.

• Menyiapkan Pi Anda.
• Menjalankan Program Pyhon pertama Anda.

Langkah 10: Menghubungkan Majelis Bawah Anda

Untuk proyek kecil seperti ini, saya lebih suka menggunakan papan Pimoroni Pico HAT Hacker daripada papan tempat memotong roti. Anda dapat menggunakan apa saja tetapi saya suka perangkat kecil ini. Saya menyolder pada header perempuan 40 pin di kedua sisi HAT, yang memungkinkan saya untuk menggunakan di kedua sisi (lihat foto kedua).

Peringatan: Saya telah meledakkan beberapa Raspberry Pis melakukan ini saat Pi dihidupkan. Pastikan Anda merah adalah + dan hitam adalah tanah atau -, Servo Debug Board tidak memiliki perlindungan bawaan.

A. Hubungkan kabel hitam ke koneksi umum pada setiap sakelar dan arde pada Pi. (Pin 6)

B. Hubungkan kabel Hijau ke sakelar batas bawah (Lihat foto 1) lalu ke GPIO 23 (Pin 16)

C. Hubungkan kabel Kuning ke sakelar batas atas (Lihat foto 1) lalu ke GPIO 22 (Pin 15)

D. Hubungkan papan Servo Debug ke port USB pada Pi.

E. Hubungkan Servo ke papan Servo Debug menggunakan kabel yang disertakan dengan servo LX-16A

F. Hubungkan daya ke Servo Debug Board. Jangan gunakan Pi untuk memberi daya pada papan servo, gunakan sumber baterai eksternal. Saya menggunakan 4 baterai AA.

Langkah 11: Memuat dan Menjalankan Program Python

Sekali lagi saya berasumsi bahwa Anda tahu cara memulai terminal dan tahu cara memulai program Python3.

A. Mulai Terminal

B. Kita perlu mengkloning beberapa Library dari GitHub. Yang pertama adalah PyLX16A oleh Ethan Lipson, yang lainnya adalah kode Scissor Lift dari GitHub BIMThoughts

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

Perintah di atas lakukan hal berikut:

cd mengubah direktori ke direktori home Anda

git clone mengunduh file kode dari GitHub ke dalam folder dengan nama repositori.

cd ScissorLift mengubah folder ke tempat kode ScissorLift berada

cp../PyLX-16A/lx16a.py. menyalin perpustakaan yang diperlukan untuk perintah servo.

C. Pi Anda harus terhubung ke Majelis Motor dan Papan Debug terhubung ke USB dan Servo.

D. ketik berikut ini untuk menjalankan tes sakelar.

CD

cd ScissorLift python3 SwitchTest.py

Program akan mulai mengatakan "turun".

Libatkan sakelar lebih jauh dari servo dan program akan merespons dengan "naik". Sekarang aktifkan sakelar yang paling dekat dengan servo dan program akan berhenti.

Penyelesaian masalah:

Jika itu gagal, periksa kembali kabel Anda, saya membuat kesalahan dengan menyolder kabel kuning ke koneksi sakelar yang salah pertama kali dan itu akan berhenti setelah menggunakan sakelar pertama.

Langkah 12: Uji Motor

Sekarang sakelar berfungsi, saatnya menguji rakitan motor.

Anda sudah memiliki kode yang diunduh. Mari kita mulai.

A. Pastikan servo Anda terhubung ke Papan Debug, steker apa pun akan berfungsi selama terpasang dengan baik.

B. Dari Terminal ketik berikut ini:

cdcd ScissorLift python3 MotorTest.py

Slider Anda akan mulai bergerak dan ketika menuju servo terlebih dahulu, kemudian ketika sakelar batas aktif, ia akan bergerak ke arah lain dan berhenti ketika mencapai sakelar batas lainnya.

Jika Anda mendengarnya mulai mengikat, cabut servo dari Papan Debug dan tekan ctrl-c untuk menghentikan program dan tentukan mengapa itu mengikat.

Penyelesaian masalah:

Binding di tengah slide:

A. Kacang tidak bergerak bebas di dalam penggeser.

B. Dudukan sekrup tidak berada di tengah.

C. Bantalan tidak gratis.

Pengikatan di ujung slide disebabkan oleh sakelar yang tidak terhubung atau sekrup pengikat perlu disesuaikan.

D. Servo terus bergerak setelah menekan ctrl-c, cabut kabel servo ke papan debug. Itu akan mengatur ulang servo.

Langkah 13: Perakitan Gunting

Sekarang kita akhirnya sampai pada titik di mana kita bisa merakit gunting. Ada tiga komponen utama gunting.

1. Scissor Outer (foto pertama, terlihat seperti stik es krim berwarna biru)
2. Gunting Dalam (Foto Kedua Abu-abu)
3. Gunting Bagian Dalam Bawah (Foto Kedua Biru)

Perbedaan antara Scissor Inner dan Scissor Inner Bottom adalah penempatan bantalan, seperti yang digambarkan di sisi kanan foto. Tonton video lebih mudah untuk menjelaskannya di sana.

A. Masukkan bantalan ke masing-masing potongan Gunting. Anda mungkin perlu menggunakan baut, washer, dan mur untuk menekan washer di slotnya. Jika Anda memecahkan slot, tidak apa-apa Anda dapat menggunakan lem untuk memperbaikinya.

B. Dengan menggunakan pelumas grafit dan kapas, lapisi sisi nonbearing gunting.

C. Menggunakan sekrup M3 x 20mm, washer, dan mur pengunci. Mulailah dengan bagian dalam bawah sambungkan gunting luar ke sambungan tengah. (melihat foto)

D. Hubungkan gunting luar lainnya ke ujung gunting bawah tempat bantalan berada di bagian dalam. Kemudian Hubungkan gunting dalam lainnya ke tengah.

E. Lanjutkan menempelkan gunting dalam dan gunting luar sampai gunting habis.

Langkah 14: Memasang Gunting ke Basis

Menggunakan (2) M3 x 20mm dengan (2) ring dan ruang cetak 3d menghubungkan rakitan gunting ke dudukan servo alas.

Dengan menggunakan (2) M3 x 12mm, sambungkan rakitan gunting ke penggeser.

Kecuali untuk platform Anda memiliki lift gunting yang berfungsi.

Langkah 15: Tes Jalankan Gunting

Hubungkan gunting Anda kembali ke Raspberry Pi, jika Anda belum melakukannya.

A. Dari terminal di Raspberry Pi Anda, jalankan MotorTest.py lagi dan lihat aksi angkat gunting Anda.

Perhatikan dan awasi:

• Pengikatan apa pun
• Jarak bebas dari sekrup pengikat batas
• Jika mengikat atau terjadi sesuatu, cabut servo dari papan debug terlebih dahulu.

Langkah 16: Memasang Platform

Mudah-mudahan, sekarang Anda sudah tahu cara memasang platform.

A. Tentukan apakah Anda ingin platform apa.

B. Pasang rel platform ke bagian luar bagian atas gunting. Di sisi tempat Anda membutuhkan spacer, Anda memerlukan sekrup M3 x 25mm dan 2 ring. Di sisi lain gunakan sekrup M3 x 20mm dengan 1 washer dan 1 mur pengunci.

C. Menggunakan sekrup dan ring M3 x 12mm, pasang bagian atas platform ke rel.

Langkah 17: Terima kasih

Terima kasih telah sampai sejauh ini, semoga Anda memiliki lift gunting yang berfungsi yang Anda tidak tahu harus berbuat apa, atau mungkin Anda memiliki lift gunting yang Anda punya ide bagus tentang cara menggunakannya.

Either way saya harap Anda bersenang-senang dan belajar sesuatu.

Runner Up Pertama Kalinya Penulis