Raspberry Pi Controlled Scissor Lift: 17 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:23

Hvorfor en sakselift? Hvorfor ikke! Det er kult og et morsomt prosjekt å bygge. Den virkelige grunnen for meg er å heve kameraene på Great Mojave Rover -prosjektet mitt. Jeg vil at kameraene skal heve seg over roveren og ta bilder av omgivelsene. Men jeg trengte at kameraene ble senket mens roveren kjører.

Først prøvde jeg en robotarm, men den viste seg for tung og fjernet servoene. Så mens jeg var ute og omtrent en dag så jeg noe jeg har sett hundrevis av ganger før, en saksløft. Den kvelden satte jeg meg for å designe en sakseløft som skulle bruke en skrudrift, en 5/16”x 5 1/2” bolt, for å heve og senke kameraene. Jeg ble overrasket over hvor kult det var å se kameraene løfte seg til et par fot (25 ") med bare litt over 4" reiser og se hvor mye vekt det ville løfte. Som en sidegevinst bruker det bare en servo.

Når denne flotte og flotte sakseliften fungerer, vil Raspberry Pi slå på LX-16A-servoen som hever og senker heisen ved hjelp av Python 3-kode. Grensebrytere vil fortelle Pi når sakseløften har nådd toppen og bunnen, og signaliserer at servoen slutter å rotere.

Mitt neste eventyr for heisen er å plassere den utenfor for en utvidet soltest. Drevet av solceller og 18650 batterier vil sakseliften heve, ta bilder og senke en gang i timen. Men det er en annen instruerbar senere når jeg får det til å fungere. Etter det monterer du den på Rover.

Jeg delte denne Instructable i tre hoveddeler for å hjelpe til med bygge- og tuningsprosessen:

1. Base (trinn 2-7)
2. Elektronikk (trinn 8-12)
3. Saks sluttmontering (trinn 13-16)

Jeg håper du nyter min første utrivelige og saksløft.

Trinn 1: Få tingene du trenger

Du kommer til å trenge en haug med ting for dette prosjektet. Hvis du er som meg og liker 3D -utskrift og bygging av ting, kan du allerede ha det meste av dette. Sørg for å sjekke McMaster-Carr for skruene det er mye billigere der når du kjøper dem på hundre. Du kan også bestille sett fra Amazon.

Nødvendige verktøy:

• 5.5 mm boksnøkkel sett
• 2,5, 2,0 mm sekskantdrivere Det er verdt å ha et godt sett med disse.
• Drill with 1/8”drill This drill bit set I have.
• Grafitt smøring
• Loddejern
• Lodding Jeg trodde jeg var dårlig til lodding til jeg fikk god lodding.
• Slipemaskin (beste slipemaskin i verden)
• 3D -skriver Jeg har XYZ Da Vinci Pro 1.0 og har vært veldig fornøyd med den.

Mekaniske deler:

• Alloy Steel Socket eller Button Head Screws: Husk å bestille mer enn du trenger, fordi tellingen min kan være av!

  (1) Knapphodet M3 x 10 mm (hent fra McMaster-Carr) (2) M3 x 12 mm Knapphodet (hent fra McMaster-Carr) (4) M3 x 10 mm (kom fra McMaster-Carr) (6) M3 x 12 mm (komme fra McMaster-Carr) (4) M3 x 16mm (komme fra McMaster-Carr) (34) M3 x 20mm (få fra McMaster-Carr) (2) M3 x 25mm Knapphode (kom fra McMaster-Carr) (8) M3 x 30 mm (hent fra McMaster-Carr) (4) M3 x 45 mm (hent fra McMaster-Carr) (30) M3 nylon låsemuttere (hent fra McMaster-Carr) (54) M3 skiver (hent fra McMaster-Carr)

• (48) 3x6x2mm Lagre Det vil fungere uten disse lagrene, men det gjør det sikkert bedre.
• (1) 8x22x7mm Lagre Du kan også stjele en fra en fidget spinner
• 3D -trykte deler Du kan laste dem ned fra andre deler (2) Bjelke 20 mm x 20 mm x 190 mm (1) Begrensere (1) Motorskruefeste (1) Plattformskinner (1) Plattform (1) Bakskruemontering (1) Glidebryter (1)) Innvendig saks (4) Innvendig saks (1 sett) Utvendig saks (1) Servomontasje foran (1) Servomontasje bak (1 sett) Avstandsstykker
• (2) 5/16 "mutter (Home Depot)
• (1) 5/16 "x 5 - 1/2" bolt (Home Depot) Du kan også bruke en 5/16 "gjengestang hvis du foretrekker det.

Elektrisk:

• Raspberry Pi, jeg bruker en 3 -modell B+ hvilken som helst Pi -versjon vil fungere Dette er et fint sett.
• (1) Lewansoul LX-16a Serial Bus Servo, jeg fikk min for under $ 20,00 ea. (du må søke på Amazon eller Banggood etter dette, lenken fortsetter å endres)
• (1) Lewansoul Serial Bus Debug Board.
• (1) Metal Servo Horn
• (2) Grensebrytere
• Silikontråder Disse er flotte, du kan strippe dem med neglene (hvis du ikke bite på neglene)
• Batterier for å drive Servo, jeg bruker 4 AA NiMh -batterier fra Ikea.

Forbruksvarer:

• Q-tips
• Mikrofiberklut
• Band-Aids (forhåpentligvis ikke)

Trinn 2: Basen

Det er mye lettere å bygge dette i etapper, la oss starte med basen. Deretter går vi over til elektronikken og til slutt monterer saksen. Den er trykt i forskjellige farger fordi jeg brukte PLA og PETG jeg hadde.

Hvis du ikke har gjort det, skriver du ut delene. Det tok skriveren min noen dager å skrive ut alle delene.

Du finner delene her:

Viktige sikkerhetstips (Orginal Ghostbusters -referanse, Google det)

• Ta deg tid og ikke bli gal med å stramme M3 -skruene for hardt, plaststrimlene er enkle. Hvis du fjerner hullet, må du kanskje skrive ut delen på nytt eller bruke litt gorillalim (de brune tingene) og belegge innsiden av hullet lett med en tannpirker og la den tørke helt over natten før bruk.
• Sett skivene "fin side" opp, det ser bedre ut.
• Ta deg god tid, eller du må kanskje skrive den ut igjen.
• Skriv ut saksdelene sist, siden det er den siste delen som skal bygges.

Her går vi.

A. Begynn å skrive ut alle delene (se delelisten).

B. Slip delen glatt, og klipp ut de tøffe tingene.

Trinn 3: Grensebryter for montering

A. Bøy den vanlige ledningen (den som allerede er bøyd på siden av bryteren), slik at den sitter i flukt og lodder en ledning på grensebryteren. Det er ikke nok klaring til å montere servoen hvis du glemmer dette trinnet.

Merk: Dette er den eneste lodding du må gjøre i denne delen av bygget.

B. Bor gjennom (4) 1/8”hull i Servomonteringen, se de lilla pilene på bildet ovenfor. Boringen lar boltene fritt passere gjennom og stramme servomonteringen til skinnene senere.

C. Fest til slutt grensebryteren som vist på servomonteringen med (2) M3 x 16 mm skruer.

Trinn 4: Senk motorskruefeste

A. Bor gjennom (5) 1/8 hull i nedre motorskruefeste, se de lilla pilene på bildet ovenfor.

B. Fest deretter den nedre Moto -skruemonteringen til metallservohornet ved hjelp av (4) M3 x 12 mm skruer med knapphoder.

C. Fest til slutt den nedre motorskruefestet til servoen ved hjelp av (1) M3 x 10 mm skrue.

Trinn 5: Monter servoen og bolten

A. Bor gjennom (4) 1/8 hull i bakre servomontasje som vist på bildet ovenfor der de lilla pilene indikerer.

B. Bor gjennom (2) 1/8 hull i skruefestet der det er angitt med de lilla pilene på bildet ovenfor. Merk: Din kan være litt kortere avhengig av hvilken versjon du har skrevet ut.

C. Monter servoen på servofestet. Du må kanskje trimme dette litt for å få en god passform. Det blir litt løst. Deretter bruker du (4) M3 x 45 mm skruer og skiver til å montere den bakre servoen på frontserveren. Servoen vil vippe side til side, men ikke frem og tilbake.

D. Sett inn 5/16 "x 5 - 1/2" bolten i det øvre skruefeste; det skal passe godt. Du må kanskje trimme åpningen litt for å få den til å passe.

E. Ved bruk av (2) M3 x 16 mm bolter og skiver kan du koble til to halvdeler av skruefestene.

F. Din samling skal se ut som det siste bildet.

Trinn 6: Glidebryter og bakmontering

Nå er det på tide å feste glidebryteren og bakre skruefeste.

A. Sett inn (2) 5/16 bolter i glidebryterne. Boltene skal ha litt spill i frem og tilbake. Uten spillet vil skruen binde seg mens den er i bevegelse.

B. Skru glidebryteren på 5/16 bolten noen få tommer.

C. Bor gjennom (4) 1/8 hull i den bakre skrueholderens hette som vist med de lilla pilene på bildet.

D. Sett inn 8 mm x 22 mm x 7 mm lageret i den bakre skruemonteringen, og fest lagerlokket med (4) M3 x 12 mm bolter og skiver.

E. Fest (1) grensebryter med (2) M3 x 16 mm bolter

F. Skyv 5/16 bolten inn i lageret. Merk: Det blir en mengde spill her. Du vil bruke et stykke elektrisk tape eller en krympeslange for å redusere spillmengden. Mål mengden du trenger i det neste steget.

Trinn 7: Fullfør den nedre enheten

Nå som du har den motoriserte enheten ferdig, er det på tide å montere den på skinnene. Skinnene er en del av The Great Mojave Rover Project og kan virke som overkill. Jeg planlegger å integrere sakseliften i roveren, og skinneutformingen lar meg gjøre det senere.

A. Slip den ene siden av hver skinne glatt. Du trenger ikke å slipe en haug, bare nok til å flate ut støtene.

B. Skru på den bakre skruemonteringen først med (4) M3 x 30 mm bolter og skiver. Dette skal sitte flush i enden av skinnene.

C. Sett inn 5/16 bolten i lageret, med servofeste i det fjerde hullet (etterlate 3 tomme hull) måle hvor du vil at tapen eller varmekrympingen skal gå. Fest tapen eller varmekrympingen og sett sammen monteringen igjen.

D. Skru servomonteringen til skinnene i det fjerde hullet (la 3 stå tomme) med (4) M3 x 30 mm bolter og skiver. Vær oppmerksom på at servomonteringen din kan være litt annerledes. Jeg redesignet for en lengre 5/16 bolt. Vennligst la 3 hull stå tomme.

Du bør nå ha den motoriserte enheten klar til å feste grensebryterens skruer og få din Raspberry Pi til å flytte glidebryteren frem og tilbake.

Trinn 8: Grensebryterjusterere

To grensebryterjusterere aktiverer bryterne der du vil at lysbildet skal stoppe. Du vil bruke knapphodeskruer på de to stedene der låseskruen passerer over for klaring. Begge grensebryterjusterere 3D -trykte deler er også de samme.

A. Bor (2) 1/8 kastet hull i hver av grensebryterne.

B. Sett inn knapphodeskruene i koblingene.

C. Sett grenseskruen inn i hvert inngrep, (1) M3 x 20 mm, den andre er (1) M3 x 40 mm.

D. Fest grensebryterinnkoblingene til glidebryteren. Bruk den lengre skruen (40 mm) på servosiden.

Merk: Jeg festet låsemuttere til den lengre engageringen fordi jeg fjernet hullet.

Trinn 9: Koble til Pi

Programvaren for dette er enkel, den hever og senker bare heisen. Du kan redigere koden for å gjøre alt du vil, ha det gøy.

Jeg antar at du allerede vet hvordan du laster ned operativsystemet på Raspberry Pi og hvordan du skriver et enkelt Python 3 -program, et Hello World -eksempel ville være helt fint.

Her er et godt sted å starte, men det er en haug med ressurser der ute for å komme i gang.

• Setter opp din Pi.
• Kjører ditt første Pyhon -program.

Trinn 10: Koble til den nedre enheten

For et lite prosjekt som dette, foretrekker jeg å bruke Pimoroni Pico HAT Hacker -brettet over et brødbrett. Du kan bruke alt annet enn jeg liker denne lille enheten. Jeg loddet på 40 -pins kvinnelige hoder på begge sider av HATEN, som lar meg bruke på hver side (se det andre bildet).

Advarsel: Jeg har sprengt et par Raspberry Pis som gjør dette mens Pi er slått på. Sørg for at rødt er + og svart er malt eller -Servo Debug Board har ingen innebygd beskyttelse.

A. Koble den svarte ledningen til de vanlige tilkoblingene på hver bryter og bakken på Pi. (Pin 6)

B. Koble den grønne ledningen til den nedre grensebryteren (se første bilde) og deretter til GPIO 23 (pin 16)

C. Koble den gule ledningen til den øvre grensebryteren (se første bilde) og deretter til GPIO 22 (pin 15)

D. Koble Servo Debug -kortet til USB -porten på Pi.

E. Koble Servoen til Servo Debug-kortet ved hjelp av kabelen som fulgte med LX-16A-servoen

F. Koble strømmen til Servo Debug Board. Ikke bruk Pi til å drive servokortet, bruk en ekstern batterikilde. Jeg brukte 4 AA -batterier.

Trinn 11: Laste inn og kjøre Python -programmet

Igjen antar jeg at du vet hvordan du starter terminalen og vet hvordan du starter et Python3 -program.

A. Start terminalen

B. Vi må klone et par biblioteker fra GitHub. Den første er PyLX16A av Ethan Lipson, den andre er Scissor Lift -koden fra BIMThoughts 'GitHub

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

Kommandoen ovenfor gjør følgende:

cd endrer katalog til hjemmekatalogen

git clone laster ned kodefilene fra GitHub til en mappe med navnet på depotet.

cd ScissorLift endrer mappen til der ScissorLift -koden er

cp../PyLX-16A/lx16a.py. kopierer biblioteket som er nødvendig for servokommandoer.

C. Du bør ha Pi koblet til motorenheten og feilsøkingskortet koblet til USB og servoen.

D. skriv inn følgende for å kjøre switch -testen.

cd

cd ScissorLift python3 SwitchTest.py

Programmet vil begynne å si "går ned".

Koble bryteren lenger fra servoen, og programmet vil svare med å "gå opp". Koble nå til bryteren nærmest servoen, og programmet stopper.

Feilsøking:

Hvis det mislykkes, dobbeltsjekk ledningene dine, jeg gjorde feilen med å lodde den gule ledningen til feil bryterforbindelse den første gangen, og den ville stoppe etter at den første bryteren var koblet til.

Trinn 12: Motortest

Nå som bryterne fungerer, er det på tide å teste motorenheten.

Du har allerede lastet ned koden. La oss begynne.

A. Forsikre deg om at servoen din er koblet til feilsøkingskortet. Enhver plugg vil fungere så lenge den sitter godt.

B. Fra terminalen skriver du følgende:

cdcd ScissorLift python3 MotorTest.py

Glidebryteren din begynner å bevege seg, og når den er mot servoen først, så når grensebryteren går i gang, vil den bevege seg i den andre retningen og stoppe når den når den andre grensebryteren.

Hvis du hører at den begynner å binde, koble servoen fra feilsøkingsbrettet og trykk ctrl-c for å stoppe programmet og finne ut hvorfor det er bindende.

Feilsøking:

Innbinding midt på lysbildet:

en. Nøtter beveger seg ikke fritt inne i glidebryteren.

b. Skruefeste er ikke sentrert.

c. Lageret er ikke fritt.

Binding på enden av lysbildet skyldes at bryterne mangler ledninger eller at inngrepsskruene må justeres.

d. Servo fortsetter å bevege seg etter å ha trykket på ctrl-c, koble fra servoledningen til feilsøkingsbrettet. Det vil tilbakestille servoen.

Trinn 13: Montering av saks

Nå kommer vi endelig til det punktet hvor vi kan montere saksen. Det er tre hovedkomponenter i saksen.

1. Scissor Outer (det første bildet, ser ut som en blå Popsicle -pinne)
2. Saks indre (andre foto grå)
3. Saks indre bunn (andre foto blå)

Forskjellen mellom saksens indre og saksens indre bunn er plasseringen av lagrene, som vist på høyre side av bildet. Se videoen, det er lettere å forklare det der.

A. Sett lagrene inn i hver av saksebitene. Du må kanskje bruke en bolt, skive og mutter for å trykke på skiven i sporet. Hvis du bryter sporet, er det greit at du kan bruke lim for å fikse det.

B. Ved bruk av grafittolje og en bomullspinne, belegges de ikke -bærende sidene av saksene.

C. Bruk en M3 x 20 mm skrue, skive og låsemutter. Start med den indre bunnen. Koble saksens ytre til de midterste tilkoblingene. (se bilde)

D. Koble en annen ytre saks til enden av bunnsaks der lageret er på innsiden. Koble deretter en annen indre saks til midten.

E. Fortsett å feste den indre og ytre saks til den er tom for saks.

Trinn 14: Fest saksene til basen

Bruk (2) M3 x 20 mm med (2) skiver og 3d -trykte mellomrom for å koble saksenheten til servofeste på basen.

Bruk (2) M3 x 12 mm til å koble saksenheten til glidebryteren.

Bortsett fra plattformen har du en sakselift.

Trinn 15: Test av saksekjøring

Koble sakseløften tilbake til Raspberry Pi, hvis du ikke har gjort det.

A. Fra terminalen på Raspberry Pi, kjør MotorTest.py igjen og se sakseløftet i aksjon.

Hold øye med:

• Enhver binding
• Klaring av grenseskruene
• Hvis det binder seg eller noe skjer, koble servoen fra feilsøkingsbrettet først.

Trinn 16: Fest plattformen

Forhåpentligvis har du nå funnet ut hvordan du legger på plattformen.

A. Bestem om du ønsker plattformen.

B. Fest plattformskinnene på utsiden av toppen av saksene. På siden der du trenger avstandsstykket trenger du en M3 x 25 mm skrue og 2 skiver. På den andre siden bruker du en M3 x 20 mm skrue med 1 skive og 1 låsemutter.

C. Ved hjelp av M3 x 12 mm skruer og skiver fester du plattformtoppen til skinnene.

Trinn 17: Takk

Takk for at du kommer så langt, forhåpentligvis har du en sakselift du ikke vet hva du skal gjøre med, eller kanskje du har en sakseløft som du har en fantastisk ide om hvordan du bruker den.

Uansett håper jeg at du hadde det bra og lærte noe.

Runner Up in the First Time Author