Nůžkový zdvih ovládaný malinou Pi: 17 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:22

Proč nůžkový zdvih? Proč ne! Je to skvělý a zábavný projekt na stavbu. Skutečným důvodem pro mě je pozvednutí kamer na můj projekt Great Mojave Rover Project. Chci, aby se kamery zvedly nad rover a zachytily snímky okolí. Ale potřeboval jsem, aby byly kamery spuštěny, když jede rover.

Nejprve jsem zkusil robotickou ruku, ale ta se ukázala příliš těžká a svlékla serva. Potom, když jsem byl venku a asi jednoho dne jsem viděl něco, co jsem viděl už stokrát, nůžkový zdvih. Té noci jsem se vydal navrhnout nůžkový zvedák, který by ke zvedání a spouštění kamer používal šroubový pohon, šroub 5/16”x 5 1/2”. Byl jsem ohromen tím, jak skvělé bylo sledovat, jak se kamery zvedají na několik stop (25 ") s pouhými cestami přes 4", a vidět, jak velkou váhu zvednou. Jako vedlejší výhodu využívá pouze jednu servo.

Když tento skvělý a nádherný nůžkový zvedák funguje, Raspberry Pi zapne servo LX-16A zvedání a spouštění výtahu pomocí kódu Python 3. Koncové spínače oznámí Pi, když váš nůžkový zvedák dosáhne horní a dolní části, což signalizuje zastavení otáčení serva.

Mým dalším dobrodružstvím pro výtah je umístit jej venku na rozšířený sluneční test. Nůžkový zvedák poháněný solárními články a 18650 bateriemi zvedne, pořídí fotografie a poté jednou za hodinu sníží. Ale to je další Instructable později, jakmile to začnu fungovat. Poté jej namontujte na Rover.

Tento Instructable jsem rozdělil na tři hlavní části, které pomáhají při procesu stavby a ladění:

1. Základna (kroky 2 - 7)
2. Elektronika (kroky 8 - 12)
3. Nůžková finální montáž (kroky 13 - 16)

Doufám, že se vám můj první nepoddajný a nůžkový zdvih líbí.

Krok 1: Získejte věci, které potřebujete

K tomuto projektu budete potřebovat spoustu věcí. Pokud jste jako já a baví vás 3D tisk a stavění, možná už máte většinu z toho. Když je koupíte po stovkách, určitě se podívejte na McMaster-Carr, kde jsou šrouby mnohem levnější. Můžete si také objednat sady z Amazonu.

Potřebné nástroje:

• Sada 5,5 mm krabicových klíčů
• Šestihranné ovladače 2,5, 2,0 mm Vyplatí se mít jejich dobrou sadu.
• Vrták s vrtákem 1/8”Tuto sadu vrtáků mám.
• Grafitové mazivo
• Páječka
• Pájka Myslel jsem, že jsem špatný v pájení, dokud jsem nedostal dobrou pájku.
• Sander (nejlepší bruska na světě)
• 3D tiskárna Mám XYZ Da Vinci Pro 1.0 a jsem z ní nadšený.

Mechanické části:

• Šrouby z legované oceli nebo šrouby s hlavou s hlavou: Určitě objednejte více, než potřebujete, protože moje počty mohou být vypnuty!

  (1) M3 x 10 mm knoflíková hlava (dostanete od McMaster-Carr) (2) M3 x 12 mm knoflíková hlava (dostanete od McMaster-Carr) (4) M3 x 10 mm (dostanete od McMaster-Carr) (6) M3 x 12 mm (získat od McMaster-Carr) (4) M3 x 16 mm (dostat od McMaster-Carr) (34) M3 x 20 mm (dostat od McMaster-Carr) (2) M3 x 25 mm knoflíková hlava (získat od McMaster-Carr) (8) M3 x 30 mm (dostanete od McMaster-Carr) (4) M3 x 45 mm (dostanete od McMaster-Carr) (30) Nylonové pojistné matice M3 (dostanete od McMaster-Carr) (54) Podložky M3 (dostanete od McMaster-Carr)

• (48) Ložiska 3x6x2mm Bude fungovat bez těchto ložisek, ale určitě je hezčí.
• (1) Ložiska 8x22x7mm Můžete také jedno ukrást fidget spinneru
• 3D tištěné díly Můžete si je stáhnout z příčných dílů (2) Nosník 20 mm x 20 mm x 190 mm (1) Omezovače (1) Motorový šroubový držák (1) Kolejové lišty (1) Plošina (1) Zadní šroubový držák (1) Jezdec (1) Vnitřní spodní část nůžek (4) Vnitřní nůžky (1 sada) Vnější nůžky (1) Přední montáž na servo (1) Zadní montáž na servo (1 sada) Distanční vložky
• (2) Matice 5/16 "(Home Depot)
• (1) 5/16 "x 5 - 1/2" šroub (Home Depot) Pokud chcete, můžete také použít závitovou tyč 5/16 ".

Elektrický:

• Raspberry Pi, používám 3 model B+ bude fungovat jakákoli verze Pi Toto je pěkná sada.
• (1) Servo sériového autobusu Lewansoul LX-16a, dostal jsem ho za méně než 20,00 USD. (K tomu budete muset vyhledat Amazon nebo Banggood, odkaz se stále mění)
• (1) Lewansoul Serial Bus Debug Board.
• (1) Kovový servo roh
• (2) Koncové spínače
• Silikonové dráty Jsou skvělé, můžete je odizolovat nehty (pokud si nehty nekousnete)
• Baterie pro napájení Serva, používám 4 AA NiMh baterie od Ikea.

Spotřební materiál:

• Q-tipy
• Utěrka z mikrovlákna
• Band-Aids (doufejme, že ne)

Krok 2: Základna

Je mnohem snazší stavět to po etapách, začněme základnou. Poté se přesuneme k elektronice a nakonec sestavíme nůžky. Je vytištěn v různých barvách, protože jsem použil PLA a PETG, které jsem měl.

Pokud jste tak neučinili, vytiskněte si součásti. Tiskárně trvalo několik dní, než dokončil tisk všech částí.

Díly najdete zde:

Důležité bezpečnostní tipy (reference na Orginal Ghostbusters, Google to)

• Udělejte si čas a nezblázněte se z nadměrného utahování šroubů M3, plastové pásy snadné. Pokud díru odizolujete, budete možná muset část znovu vytisknout nebo použít nějaké gorilí lepidlo (hnědé věci) a vnitřek otvoru lehce potřít párátkem a před použitím nechat přes noc úplně zaschnout.
• Dejte podložky „hezkou stranou“nahoru, vypadá to lépe.
• Udělejte si čas, nebo jej budete muset znovu vytisknout.
• Vytiskněte si nůžkové díly jako poslední, protože je to poslední část, kterou lze postavit.

Tady jsme.

A. Začněte tisknout všechny součásti (viz seznam dílů).

B. Pískujte část hladce a ořízněte šťavnaté věci.

Krok 3: Montáž koncového spínače

A. Ohněte společný vodič (ten, který je již ohnutý na straně spínače), takže sedí v jedné rovině a připájí vodič na koncový spínač. Pokud na tento krok zapomenete, není dostatek volného prostoru pro montáž serva.

Poznámka: Toto je jediné pájení, které budete muset v této části sestavení provést.

B. Vyvrtejte (4) 1/8”otvory v Servo Mount, viz fialové šipky na fotografii výše. Vrtání umožňuje šroubům volně procházet a později upevnit servopohon ke kolejnicím.

C. Nakonec připevněte koncový spínač, jak je znázorněno na Servo Mount, pomocí (2) šroubů M3 x 16 mm.

Krok 4: Spusťte šroubový držák motoru

A. Vyvrtejte otvory (5) 1/8 v dolním šroubovém držáku motoru, viz fialové šipky na fotografii výše.

B. Poté pomocí (4) šroubů s válcovou hlavou M3 x 12 mm připevněte spodní šroubový držák Moto k kovové servo houkačce.

C. Nakonec připevněte spodní šroubový držák motoru k servu pomocí (1) šroubu M3 x 10 mm.

Krok 5: Namontujte servo a šroub

A. Vyvrtejte otvory (4) 1/8 v zadním držáku serva, jak je znázorněno na fotografii výše, kde označují fialové šipky.

B. Vyvrtejte (2) 1/8 otvory v držáku šroubu, kde je to naznačeno fialovými šipkami na výše uvedené fotografii. Poznámka: Vaše verze může být o něco kratší v závislosti na verzi, kterou jste vytiskli.

C. Nasaďte servo na držák serva. Možná to budete muset trochu oříznout, abyste dobře seděli. Bude to trochu volné. Poté pomocí (4) šroubů a podložek M3 x 45 mm připevněte zadní servo k přednímu držáku serva. Servo se bude houpat ze strany na stranu, ale ne tam a zpět.

D. Vložte šroub 5/16 "x 5 - 1/2" do horního držáku šroubu; mělo by to dobře sedět. Možná budete muset otvor trochu oříznout, aby zapadl.

E. Pomocí (2) šroubů a podložek M3 x 16 mm spojte dvě poloviny šroubových držáků.

F. Vaše sestava by měla vypadat jako na poslední fotografii.

Krok 6: Posuvník a zadní sestava

Nyní je čas připojit posuvník a zadní šroubový držák.

A. Vložte (2) šrouby 5/16 do posuvníků. Šrouby by měly mít malou vůli tam a zpět. Bez vůle se šroub za pohybu sváže.

B. Našroubujte jezdec na šroub 5/16 o několik palců.

C. Vyvrtejte otvory (4) 1/8 v zadní ložiskové čepičce, jak je vyznačeno fialovými šipkami na fotografii.

D. Vložte ložisko 8 mm x 22 mm x 7 mm do zadního šroubového držáku a připevněte kryt ložiska pomocí (4) šroubů a podložek M3 x 12 mm.

E. Připojte (1) koncový spínač pomocí (2) šroubů M3 x 16 mm

F. Zasuňte šroub 5/16 do ložiska. Poznámka: Zde bude spousta vůle. Chcete -li snížit vůli, budete chtít použít kus elektrické pásky nebo smršťovací bužírky. Změřte potřebné množství v další krok.

Krok 7: Dokončení spodní sestavy

Nyní, když máte motorizovanou sestavu hotovou, je čas ji namontovat na kolejnice. Kolejnice jsou součástí projektu The Great Mojave Rover Project a mohou se zdát přehnané. Mám v plánu integrovat nůžkový zdvih do roveru a konstrukce kolejnice mi to umožní později.

A. Pískujte jednu stranu každé kolejnice hladce. Nepotřebujete brousit hromadu, stačí jen vyrovnat nerovnosti.

B. Zašroubujte nejprve zadní šroub pomocí (4) šroubů a podložek M3 x 30 mm. To by mělo sedět zarovnaně na konci kolejnic.

C. Vložte 5/16 šroub do ložiska, se servopohonem ve 4. díře (ponechte 3 prázdné otvory) změřte, kam chcete pásku nebo teplem smrštit. Připevněte pásku nebo tepelně smrštitelný a sestavte zpět.

D. Pomocí 4. šroubů a podložek (3) M3 x 30 mm našroubujte sestavu serva na kolejnice ve 4. otvoru (ponechte 3 prázdné). Všimněte si, že váš Servo Mount může být trochu jiný, předělal jsem delší šroub 5/16 . Ponechte prosím 3 otvory prázdné.

Nyní byste měli mít motorizovanou sestavu připravenou k připevnění šroubů koncových spínačů a přimění vašeho Raspberry Pi pohybovat jezdcem tam a zpět.

Krok 8: Nastavovače koncových spínačů

Dva seřizovače koncových spínačů zapojí spínače tam, kde chcete, aby se posuv zastavil. Budete chtít použít šrouby s knoflíkovou hlavou na dvou místech, kde spojovací šroub prochází nad vůlí. Rovněž oba 3D seřizovače koncových spínačů jsou stejné.

A. Vyvrtejte (2) 1/8 vrhané otvory v každém z kontaktů koncových spínačů.

B. Zasuňte šrouby s hlavou s knoflíkem do západek.

C. Vložte omezovací šroub do každého záběru, (1) M3 x 20 mm, druhý je (1) M3 x 40 mm.

D. Připojte jezdec koncového spínače k posuvníku. Použijte delší šroub (40 mm) na straně serva.

Poznámka: K delšímu záběru jsem připevnil pojistné matice, protože jsem otvor odstranil.

Krok 9: Připojení Pi

Software pro to je snadný, jednoduše zvedá a spouští výtah. Kód můžete upravit tak, abyste dělali cokoli, co chcete, bavte se.

Předpokládám, že už víte, jak načíst OS na vašem Raspberry Pi a jak napsat jednoduchý program Python 3, příklad Hello World by byl v pohodě.

Zde je dobré místo pro začátek, ale existuje spousta zdrojů, jak začít.

• Nastavení vašeho Pi.
• Spuštění vašeho prvního programu Pyhon.

Krok 10: Zapojení spodní sestavy

Pro malý projekt, jako je tento, dávám přednost použití desky Pimoroni Pico HAT Hacker před prkénkem. Můžete použít cokoli, ale toto malé zařízení se mi líbí. Pájel jsem na 40pinové samičí záhlaví na obou stranách HAT, což mi umožňuje použít na obou stranách (viz druhá fotografie).

Varování: Vyhodil jsem do vzduchu pár Raspberry Pis, zatímco Pi je zapnutý. Ujistěte se, že červená je + a černá je uzemněna nebo -, Servo Debug Board nemá integrovanou ochranu.

A. Připojte černý vodič ke společným konektorům na každém spínači a uzemnění na Pi. (Pin 6)

B. Připojte zelený vodič ke spodnímu koncovému spínači (viz 1. obrázek) a poté k GPIO 23 (kolík 16)

C. Připojte žlutý vodič k hornímu koncovému spínači (viz 1. obrázek) a poté k GPIO 22 (kolík 15)

D. Připojte desku Servo Debug k USB portu na Pi.

E. Připojte servo k desce ladění serv pomocí kabelu dodaného se servem LX-16A

F. Připojte napájení k desce ladění serv. Nepoužívejte Pi k napájení servopohonu, použijte externí zdroj baterie. Použil jsem 4 baterie AA.

Krok 11: Načtení a spuštění programu Python

Opět předpokládám, že víte, jak spustit terminál, a víte, jak spustit program Python3.

A. Spusťte terminál

B. Potřebujeme naklonovat pár knihoven z GitHubu. Prvním je PyLX16A od Ethana Lipsona, druhým je nůžkový zvedací kód z BIMThoughts 'GitHub

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

Výše uvedený příkaz proveďte následující:

cd změní adresář na váš domovský adresář

git clone stáhne soubory kódu z GitHub do složky s názvem úložiště.

cd ScissorLift změní složku na místo, kde je kód ScissorLift

cp../PyLX-16A/lx16a.py. zkopíruje knihovnu nezbytnou pro příkazy serva.

C. Měli byste mít svůj Pi připojený k sestavě motoru a Debug Board připojený k USB a servu.

D. Chcete -li spustit test přepínače, zadejte následující příkaz.

CD

cd ScissorLift python3 SwitchTest.py

Program začne říkat „jít dolů“.

Zapněte přepínač dále od serva a program odpoví „stoupáním“. Nyní aktivujte spínač nejblíže k servu a program se zastaví.

Odstraňování problémů:

Pokud to selže, znovu zkontrolujte zapojení, udělal jsem chybu, když jsem poprvé připájel žlutý vodič ke špatnému připojení spínače a po zapojení prvního spínače se to zastavilo.

Krok 12: Test motoru

Nyní, když přepínače fungují, je čas vyzkoušet sestavu motoru.

Kód již máte stažený. Pojďme začít.

A. Ujistěte se, že je vaše servo připojeno k Debug Board, jakákoli zástrčka bude fungovat tak dlouho, dokud bude dobře pasovat.

B. Z terminálu zadejte následující:

cdcd ScissorLift python3 MotorTest.py

Váš jezdec se začne pohybovat, a když je nejprve směrem k servu, pak, když zapadne koncový spínač, bude cestovat druhým směrem a zastaví se, když dosáhne druhého koncového spínače.

Pokud uslyšíte, že se začíná vázat, odpojte servo od Debug Board a stisknutím ctrl-c zastavte program a určete, proč je závazný.

Odstraňování problémů:

Vazba uprostřed snímku:

A. Ořechy se uvnitř posuvníku volně nepohybují.

b. Šroubový držák není vystředěn.

C. Ložisko není volné.

Vázání na konci skluzavky je způsobeno chybným zapojením spínačů nebo je třeba upravit spojovací šrouby.

d. Po stisknutí klávesy ctrl-c se servo stále pohybuje, odpojte kabel servo od ladicí desky. Tím se resetuje servo.

Krok 13: Sestavení nůžek

Nyní se konečně dostáváme do bodu, kdy můžeme sestavit nůžky. Existují tři hlavní součásti nůžek.

1. Scissor Outer (první fotografie, vypadá jako modrá nanuková tyčinka)
2. Vnitřní nůžky (druhá fotografie šedá)
3. Nůžkové vnitřní dno (druhá fotografie modrá)

Rozdíl mezi nůžkovým vnitřkem a spodním vnitřkem nůžek je umístění ložisek, jak je znázorněno na pravé straně fotografie. Podívejte se na video, je jednodušší to tam vysvětlit.

A. Vložte ložiska do každého nůžkového kusu. Možná budete muset použít šroub, podložku a matici pro stlačení podložky ve štěrbině. Pokud rozbijete slot, je v pořádku, můžete jej opravit pomocí lepidla.

B. Pomocí grafitového maziva a vatového tamponu naneste nenosné strany nůžek.

C. Pomocí šroubu M3 x 20 mm, podložky a pojistné matice. Začněte vnitřním dnem, připojte vnější nůžky ke středním spojům. (viz foto)

D. Připojte další vnější nůžky na konec spodních nůžek, kde je ložisko uvnitř. Poté připojte do středu další vnitřní nůžky.

E. Pokračujte v připevňování vnitřních a vnějších nůžek, dokud jim nůžky nedojdou.

Krok 14: Připevnění nůžek k základně

Pomocí (2) M3 x 20 mm s (2) podložkami a 3D tištěných prostorů připojte sestavu nůžek k servo držáku základny.

Pomocí (2) M3 x 12 mm připojte sestavu nůžek k jezdci.

Kromě plošiny máte funkční nůžkový zvedák.

Krok 15: Test běhu nůžek

Pokud jste tak neučinili, připojte nůžkový zvedák zpět k Raspberry Pi.

A. Z terminálu na vašem Raspberry Pi znovu spusťte MotorTest.py a uvidíte, jak se zvedá nůžky.

Sledujte a sledujte:

• Jakákoli vazba
• Vůle šroubů mezního záběru
• Pokud se spojí nebo se něco stane, odpojte nejprve servo z ladicí desky.

Krok 16: Připevnění platformy

Naštěstí jste už přišli na to, jak se na platformu postavit.

A. Určete, zda chcete platformu.

B. Připevněte kolejnice plošiny k vnější straně horní části nůžek. Na straně, kde potřebujete distanční vložku, budete potřebovat šroub M3 x 25 mm a 2 podložky. Na druhé straně použijte šroub M3 x 20 mm s 1 podložkou a 1 pojistnou maticí.

C. Pomocí šroubů a podložek M3 x 12 mm připevněte horní část plošiny k kolejnicím.

Krok 17: Děkuji

Děkujeme, že jste se dostali tak daleko, doufejme, že máte funkční nůžkový zvedák, se kterým nevíte, co dělat, nebo možná máte nůžkový zvedák, který má skvělý nápad, jak ho používat.

V každém případě doufám, že jste si to užili a něco se naučili.

Runner Up in the First Time Author