Trackable Electric Longboard: 16 Steps (with Pictures)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:23

Tento projekt se skládá z elektrického longboardu, který zachovává trasu pomocí malinového pi. Tyto relace jsou uloženy v databázi mySQL a jsou zobrazeny na mých webových stránkách, které byly vytvořeny pomocí mikroframework 'Flask'.

(Toto je školní projekt, který byl vytvořen za 3 týdny)

Krok 1: Materiály a nástroje

Tento projekt vyžaduje pájecí dovednosti a bude stát přibližně 500 EUR.

Materiály:

Všechny materiály a odkazy na dodavatele jsou v listu kusovníku.

Nástroje:

• Páječka + cín
• Kleště
• Horká lepicí pistole
• Sada šroubováků a imbusového klíče
• Pincet se může někdy hodit
• Řezačka/odizolovač drátu

V tomto projektu se používá soustruh, laserová řezačka a 3D tiskárna!

Krok 2: Výměna kol a příprava nákladního vozidla

Nejprve jsem sundal ta malá bílá kolečka z longboardu. Poté jsem odstranil kuličková ložiska a vložil je do oranžových 90mm koleček.

Nákladní vůz, na kterém bude motor namontován, potřebuje malou úpravu. Kolo s ozubeným kolem se nevejde na kamion longboardu, který jsem si koupil, takže jsem musel asi 1 cm uříznout soustruhem.

a namontoval je na nákladní automobily, kromě kola s převodovkou (náhodně jsem vybral pravé, zadní).

Krok 3: Řezání a svařování držáku motoru

Hliníkový držák motoru jsem vyrobil laserovým řezačem v rozměrech z obrázku výše.

Umístění držáku je důležité. Musí být skloněn co nejvíce dolů, aniž by se dotkl desky, a protože mám velký motor, úhel není tak velký. Shodou okolností znám svářeče, takže ho nejprve trochu svařil a poté, aby otestoval umístění, jsem tlačil kamiony ze strany na stranu, abych zjistil, zda se dotkl desky.

Když byla celá moje deska hotová, udělal jsem testovací jízdu a uvolnil se držák motoru, což vysvětluje, proč můj motor bude na následujících fotkách vypadat poškozený;) Poté jsem požádal svého známého, aby jej úplně svařil.

Krok 4: Montáž motoru a řemene

K upevnění motoru na držák použijte 4 šrouby M4*14.

Poté musíte na hřídel motoru upevnit motorovou řemenici s 12 zuby. Ujistěte se, že malé tučné písmo je na ploché části hřídele!

Nyní můžete vzít jeden z řemenů a dát ho kolem řemenice, vzít kolo s ozubeným kolem a otáčet jím, dokud nebude celý řemen kolem ozubeného kola.

Utáhněte matici kamionu, aby vám nespadlo kolo a je to.

Krok 5: Schémata zapojení

Elektronické součásti byly připojeny podle výše uvedených schémat.

První z nich je kompletní schéma elektroniky.

Druhý diagram ukazuje všechna připojení části elektrického longboardu, 6s UBEC na 12V přejde na další diagram. Tento diagram ukazuje obvod světel a senzorů, které jsou ovládány malinovým Pi.

Jak jste již pravděpodobně viděli, obrazovka tft má ženskou hlavičku, která zabírá mnoho pinů. Piny, které potřebujeme pro sériovou komunikaci s modulem GPS. Takže jsem připájel vodiče na potřebných pinech (Obrázek 4-6) k zásuvce, která se zapojuje do Pi.

Krok 6: Zapojení BMS

Pro schéma zapojení jsem použil comsa42 his intructables.

K nabíjení lipo jsem použil balanční desku BMS (systém pro správu baterií), abych je mohl nechat ve svém bydlení a nabíjet je pomocí „chytré nabíječky“prostřednictvím vodotěsného DC konektoru

Pájel jsem dva kabely pro nabíjecí port na BMS, jeden na P- (černý) a druhý na P+ (červený). (Tyto kabely nemusí být tak silné, protože tam projdou pouze 2 ampéry nabíjecí port)

POZNÁMKA: Na začátku jsem používal DC konektor se šrouby, ale později jsem jej nahradil vodotěsným DC konektorem z kusovníku. Zástrčku zatím nepájejte, jinak budete mít problém, až ji budete chtít dát do svého bydlení.

Spojil jsem obě baterie v sérii s jednou ze zakoupené zástrčky „XT60 2 pack in series“. Zapojil jsem ten samčí konektor do samice a připájel jsem k němu silný červený a černý drát. Červený vodič vede k B+ a BMS a černý vede k B-.

Potom vyvažovací kabely pro baterie. Použil jsem dva zakoupené vyvažovací kabely a odpojil červený vyvažovací vodič pro baterii jeden a poslední černý vodič pro baterii dva na obou stranách. Nepotřebujeme je, protože jsou stejné jako silné vodiče baterie, které jsme již připojili. Poté jej pájejte ve správném pořadí jako schéma.

POZNÁMKA: Uprostřed jsem připojil uzemnění s kladem z další baterie, ale to není opravdu nutné, protože sériový konektor to již dělá.

Krok 7: Přepínač zapnutí/vypnutí (klíč smyčky)

Místo toho, abych si koupil 60dolarový spínač proti jiskrám, jsem vyrobil smyčkový klíč. Princip je jednoduchý. Provedete přerušení obvodu a zapnete desku, zapojíte konektor proti jiskření XT90 a obvod je uzavřen, bez jisker.

Nejprve jsem připájel vodič k samčí zástrčce (obrázek 2-4) a potom nějaké 3,5mm kulové konektory k zásuvce XT90.

Pro připojení k bateriím jsem použil samčí konektor XT60 na samičí konektor XT60, ale s přerušením červeného vodiče. Poté jsem připájel kulové konektory ke koncům, kde jsem drát přestřihl na polovinu, abych mohl místo pájení přímo na kabel zapojit zásuvku XT90. Zapojte jej a voilá, vypínač je hotový.

Krok 8: VESC, indikátor baterie a UBEC Connecor

Vytvořil jsem vlastní „3 paralelně k 1 konektoru“spojením 3 hlaviček XT60 dohromady (obr. 1) a připájením drátu ke kladům stromu a drátu k záporům stromu (obr. 2-6). Dále jsem k němu připájel samčí konektor a chránil holé kabely nějakou černou páskou. (obrázky 7-9)

VESC a indikátor

Pájecí zástrčku XT60 male připájejte k napájecím kabelům VESC a ke kabelům indikátoru procenta/napětí baterie.

uBEC

Odpojte 2 vyvažovací kabely a pájku zástrčky na zástrčku XT60. Samičí konce se připojují na vstupní stranu uBEC (měnič napětí).

POZNÁMKA: Vyvažovací vodiče jsem o něco zkrátil, ale to byla chyba, takže je nechte nedotčené;)

Krok 9: Snímač motoru do Vesc

Pomocí dvou krokových kabelů připojte snímač motoru k VESC. Motor má 5 pinů, 2 pro strom napájení pro Hallova čidla (1 pin na Hallovo čidlo).

Vytáhněte čtyři kabely ze 4pinové strany a vezměte další vodič z druhého krokového kabelu, ořízněte je o něco kratší a na konec připájejte několik samčích kolíků. Uspořádejte je ve správném pořadí jako na obrázcích

Použijte smršťovací bužírky a pásku, aby bylo vše v bezpečí! Když je to hotové, zbývá už jen dát je ve správném pořadí od VESC po motor.

Krok 10: Napájení Raspberry Pi

Potřebujeme měnič 12V na 5V, který bude napájet malinový pi přes USB, takže mě hned napadla nabíječka do auta. Je to levné a praktické řešení.

POZNÁMKA: Než jej otevřeme, měli byste se ujistit, že si pamatujete, který z portů může poskytovat 2,1 A, protože Pi to potřebuje.

Odstraňte tedy nálepku a odšroubujte horní část automobilové nálože a poté povolte kolík na spodní straně. Poté se snadno otevře, pájku (+12 V) a kovový zakřivený předmět (GND) uvolněte a nahraďte je 2 z těchto vyvažovacích vodičů (pájecí zástrčku na desku plošných spojů).

Když to bylo hotovo, zkontroloval jsem, zda je vše správné, připojením DC konektoru k vodičům zapojeným do napájecího zdroje mé LED diody a změřil jsem výstupní napětí USB (Dvě vnější jsou +5V a GND).

Pokud je vše v pořádku, můžete holé kovové části skrýt pomocí tepelně smrštitelných trubek a pásky.

POZNÁMKA: Zkontrolujte polaritu nabíječky, protože se může lišit.

Krok 11: Zapojení Pi, světel a GPS

Nyní síla pro světla.

Dostáváme 12 V z našeho uBEC a potřebujeme to pro naše přední světla, zadní světla a nabíječku do auta. Raspberry pi nemůže dodávat dostatek proudu ani napětí pro napájení LED, takže budeme muset použít tranzistor. 12V bude použit jako napájecí zdroj a Raspberry Pi je bude zapínat a vypínat ovládáním patice NPN tranzistoru (2N222: obr. 2), takže to připájíme na prototypovací desku.

Nejprve je zadní světlo jako zadní část longboardu a malina pi bude vpředu, takže kabel bude muset být prodloužen (obr. 3-5). Koncové světlo má 3 dráty. Černá (negativní), žlutá (běžící/zadní světlo), červená (brzdové/brzdové světlo). Protože je ale mezi brzdovým a běžícím světlem jen velmi malý rozdíl, rozhodl jsem se použít červený vodič a žlutý nechat na pokoji. Vložte dlouhý kovový vodič do dodaného kovu zadního světla a ohýbejte jej, dokud se vodič již nemůže uvolnit. Udělejte to pro černý a červený vodič.

U zadních světel je pájejte paralelně. Pak prototypovací deska. Připájejte vnitřní konce dvou vyvažovacích vodičů k desce a měděným drátem spreidujte 12V po celé desce. Poté přidejte tranzistory, jeden pro přední světla a jeden pro zadní světla. Sběrač -> 12V, emitor -> GND en základnu k rezistoru a poté k vodiči s vnitřním koncem, který se vejde na piny GPIO maliny pi (kolíky 20 a 21). Autonabíječka může být napájena 12 V, poté vložte USB kabel do správného USB vstupu a konec micro USB vložte do malinového pi.

Připojení GPS:

PI GPS

3,3 V -> Vin

GND -> GND

RX -> TX

TX -> RX

POZNÁMKA: Pouze 2 základní piny z tranzistoru potřebují externí odpor k omezení proudu. Světla je nepotřebují, protože jsou zabudována do LED diod.

Krok 12: Bydlení

Díly, které patří k sobě, jsem zabalil do plastových fólií, abych se ujistil, že jsou všechny dráty zajištěné a že je potom jednodušší dát i do pouzdra. Všechny části jsem navrhl v Inventoru a vytiskl je pomocí své 3d tiskárny. K dispozici jsou všechny soubory vynálezce (.ipt) a soubory tiskárny/kráječe (.stl). Návrhy jsou velmi základní.

Zadní strana (části elektrického longboardu)

Můžete vložit indikátor baterie a zásuvku XT90 a poté umístit plastovou krabičku. Jakmile bylo pouzdro zaseknuté, zafixoval jsem zástrčku XT90 horkým lepidlem tak, aby zůstala zaseknutá, když je spínač zatažen dovnitř a ven. Také jsem přidal šroub na vnitřní straně pouzdra hned vedle zdi, kde je připojena zástrčka XT90, takže při zasouvání klíče smyčky nelze stěnu zatlačit dovnitř.

Anténa z modulu GPS je dlouhá, velmi dlouhá. Nechal jsem tedy dva konce v krabici a složil drát do této části pouzdra.

POZNÁMKA: Použijte malé šrouby, které nejsou delší, než je longboard tlustý!

Jakmile to bylo dobré, vyměnil jsem svůj testovací DC konektor za vodotěsný. Pájel jsem některé dráty se samičími spojkami kulek na dráty a zástrčkami na vodičích, které jsou připevněny k desce BMS. Ještě jednou, vodiče nemusí být tak silné, protože nabíječka dodává pouze kolem 2 ampérů. Bude také snazší zapojit konektor do pouzdra některými menšími vodiči…

Přední strana (malinový pi s GPS a světly)

Zasuňte obrazovku do zadní části pouzdra. Umístěte všechny kabely do pouzdra a přišroubujte je. Také byste mohli chtít dát nějakou fólii nebo něco mezi anténu a malinové Pi, protože to bylo velmi magnetické a počítačům se to vždy nelíbí.

POZNÁMKA: Při zasouvání obrazovky TFT do pouzdra buďte opatrní, abyste nepoškodili kabely, které ovládají dotyk. Stalo se mi to…

Krok 13: Základní nastavení Pi

Předně potřebujeme SD kartu s Raspbianem. Raspbian si můžete stáhnout zde. Jakmile je stažen, můžeme na kartu SD nainstalovat raspbian. Software můžete nainstalovat do počítače pomocí nástroje Win32Discmanager nebo etcher.

Když je nainstalován, budete muset přidat soubor s názvem 'ssh' bez rozšíření, abyste povolili SSH na pí. Jakmile to bude hotové, můžete zavést malinu a přidat ji do sítě.

Pi nebude mít připojení k vaší síti, takže budete muset nastavit adresu APIPA, to je IP adresa, kterou bude mít pi, když nebude mít připojení k síti. Otevřete soubor 'cmdline.txt' na SD kartě a přidejte adresu APIPI. Například: 'ip = 169.254.10.5'.

POZNÁMKA: Ujistěte se, že vše stojí na jednom řádku, jinak to nebude fungovat!

Vložte SD do PI, přidejte síťový kabel z vašeho pi do počítače a poté zapojte napájení.

Poté můžete použít Putty nebo pokud používáte mac, stačí použít terminál k vytvoření připojení SSH.

ssh [email protected]

Přidání bezdrátového připojení:

Chcete -li přidat novou síť do vašeho pí, můžete zadat tento příkaz:

echo ZADEJTE SVÉ HESLO | wpa_passphrase ENTER_YOUR_SSID >>

/etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf

Po restartu byste měli být schopni najít svou IP adresu na routeru a připojit se k vašemu pi pomocí ssh s touto IP adresou.

ssh pi@IP_FROM_PI

Vždy najít vaši IP je trochu otravné, takže si vytvořme název hostitele, abychom jej mohli místo toho použít (pro tento účel je na windown PC vyžadována instalace bonjour).

sudo raspi-config nonint do_hostname CHOOSE_A_HOSTNAME

POZNÁMKA: Chcete -li v budoucnu použít název hostitele, zadejte pravidlo SSH takto:

ssh USER@YOUR_HOSTNAME.local

Měli bychom si být jisti, že systém pi a balíčky jsou aktuální:

Chcete -li si uvědomit, že zadáte následující příkaz:

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

Krok 14: Umístěte projekt na svůj Pi

Nový uživatel

Pro tento projekt jsem vytvořil nového „longboardu“uživatele:

K tomu budeme muset jít na kořen

sudo -i

Adduser longboard Nové heslo:> l0ngb0@rd Celé jméno:> elektrický longboard

Zbytek můžete nechat prázdný. Jako další budeme muset dát uživateli 'longboard' práva sudo

adduser longboard sudo

Poté se vrátíme zpět k našemu uživateli longboardu

su longboard

Balíčky

Instalace některých balíčků pro projekt. Balíčky pro hostování webových stránek a databáze

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

Databáze konektorů, webové stránky balíčků a knihovny s detekcí 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

Nastavení databáze

Zkontrolujte stav mysql

sudo systemctl status mysql

Zadáním tohoto příkazu uvidíte, že MySQL naslouchá pouze na 127.0.0.1 -> není přístupné ze sítě, pouze lokální (na pi self).

ss -lt | grep mysql

Spusťte klienta jako roo

sudo mysql

Vytvořit uživatele:

VYTVOŘIT UŽIVATELE „project-admin“@„localhost“IDENTIFIKOVANÝ „@min_l0ngb0@rd“;

VYTVOŘIT UŽIVATELE 'project-longboard'@'localhost' IDENTIFIKOVANÉ 'l0ngb0@rd';

Vytvoření databáze a nastavení oprávnění:

VYTVOŘIT DATABÁZI longboard_db;

UDĚLAT VŠECHNY PRIVILEGY NA longboard_db.* Na 'project-admin'@'localhost' S GRANT MOŽNOSTÍ; > VYBRAT VÝBĚR, VLOŽIT, AKTUALIZOVAT, SMAZAT NA longboard_db.* TO 'project-longboard'@'localhost'; > FLUSH PRIVILEGES;

Spuštěním skriptu sql vytvořte tabulky, vytvoří také výchozího uživatele pro web:

(uživatelské jméno: longboard, heslo: test):

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

exit

Otestujte, zda spuštění souboru fungovalo:

echo 'zobrazit tabulky;' | mysql longboard_db -t -u project -admin -p

Vytvořte adresář „longboard“a naklonujte můj projekt z github

mkdir longboard && cd longboard

klon git

Pokud jste použili stejný název adresáře a uživatele jako já, neměli byste upravovat soubory v adresáři conf.

Pokud jste to neudělali, měli byste upravit soubory (> sudo nano conf/filename.extension)

Jakmile jsou cesty správné, musíte zkopírovat soubory do systémového adresáře. Existují stromové služby.

• Jeden pro kioskový web na localhost.
• Jeden pro modul gps s připojením k databázi
• Jeden pro web dostupný ve vaší síti

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

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

Když je vše v pořádku, měli byste je povolit, aby se automaticky spustily při spuštění pi:

(Pokud předchozí krok selže, měli byste zkontrolovat cesty v konfiguračních souborech)

sudo systemctl povolit project1-*

Konfigurace služby nginx:

• zkopírujte conf/nginx na 'sites-available' (a dejte mu lepší název)
• odeberte odkaz na výchozí konfiguraci
• odkaz na novou konfiguraci/nginx
• restartujte, aby se změny aktivovaly

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 restart nginx.service

Zkontrolujte, zda nginx přežil:

sudo systemctl status nginx.service

Jakmile to bude hotové, měli byste mít webový server na ip vašeho pi k dispozici ve vaší síti a web na localhost pro spuštění a zastavení relace offline.

Krok 15: Nastavení režimu kiosku Raspberry Pi

Instalace balíčků

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

Zadejte soubor automatického spuštění uživatele pí:

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

Stávající pravidlo budete muset okomentovat (dát # před řádek):

#@xscreensaver -no -splash

Dále přidejte tyto řádky pod řádek spořiče obrazovky

@xset je vypnutý

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

Stisknutím kláves ctrl-O a poté ctrl-X vypište a ukončete soubor a nyní zadejte:

sudo raspi-config

Odtud přejděte dolů na boot_behaviour a změňte toto nastavení tak, aby se spouštělo v režimu plochy a ve výchozím nastavení se přihlásilo jako uživatel pi.

POZNÁMKA: Chcete -li se dostat z režimu kiosku, můžete zadat

prohlížeč chromo sudo killall.

Tím se zavřou všechny instance prohlížeče chromium.

Krok 16: Jak to funguje

Když se pi spustí, uvidíte IP adresu na obrazovce tft společně se seznamem všech uživatelů desky.

Na této obrazovce můžete zahájit relaci offline. Svítidla můžete také ovládat. Pokud do prohlížeče zadáte IP adresu, dostanete se na přihlašovací obrazovku. Můžete se přihlásit pomocí výchozího uživatelského „panelu“(heslo: test). nebo si můžete vytvořit nový účet. Když je hotovo, uvidíte svůj řídicí panel. Zde můžete vidět trasu vaší cesty a celkovou vzdálenost, čas cesty. Pokud přejdete na tab longboard, můžete vidět aktuální umístění desky, můžete přepnout světla a můžete začít nahrávat relaci. Jakmile kliknete na „spustit relaci“, PI bude neustále určovat umístění a ukládat jej do databáze, dokud nestisknete „zastavit relaci“. Pokud GPS nemá opravu, relaci nelze spustit, v horní části obrazovky se zobrazí upozornění. Vaše relace se zobrazí na mapě Google.

Druhé místo v soutěži Make it Move