Një makinë daulleje junk me fuqi Raspberry Pi: 15 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:20

Ky Instructable do t'ju tregojë se si të bëni një makinë daulle robotike me Raspberry Pi. Reallyshtë me të vërtetë një projekt argëtues, krijues, interaktiv. Unë do t'ju tregoj se si të bëni punimet e brendshme, por bateritë aktuale do të jenë në dorën tuaj, duke ju dhënë mundësinë për të bërë diçka krejtësisht unike për ju. Për makinën time kam përdorur sa më shumë sende të gjetura … çekiçët nga një piano e shpëtuar nga fqinjët e mi të kalojnë, një rrjetë peshkimi që gjeta në plazh, një kanaçe fasule të zbrazëta, lugë druri, një shishe birrë të zbrazët, majat e shisheve të birrës dhe një zile tavoline ndër të tjera, por lëreni imagjinatën tuaj të çmendet - shikoni çfarë keni rreth shtëpisë, pothuajse çdo gjë që bën zhurmë kur goditet mund të përdoret, dhe me të vërtetë do ta bëjë projektin tuajin. Për ta kontrolluar atë, ju keni 2 opsione:

• Një sekuencë hapash e bazuar në shfletues të cilën e kam quajtur PiBeat - Kjo është kënaqësi e madhe dhe ju lejon të kontrolloni makinën tuaj të daulleve në mënyrë interaktive nga Pi juaj, ose çdo pajisje në të njëjtin rrjet (siç është telefoni, tableti ose kompjuteri juaj). Ne do ta instalojmë në Pi tuaj më vonë, por një pamje paraprake mund të shihet këtu, dhe kodi është në GitHub këtu.
• Një skenar python për të programuar një model daulle. Kjo është një mënyrë e shkëlqyeshme për të krijuar një ritëm që ju të bini së bashku me kitarën tuaj, etj.

Unë përpiqem t'i mbaj shpenzimet poshtë dhe siç do ta shihni në hapin tjetër, nuk kërkohen mjete të shtrenjta specialistike. Unë jam përpjekur gjithashtu të shpjegoj se si funksionojnë gjërat në çdo hap, duke e bërë atë një projekt të mrekullueshëm edhe nëse jeni një i porsaardhur relativisht në botën e Pi, kodimit dhe elektronikës dhe me një buxhet të kufizuar.

OK, le të fillojmë punën!

Hapi 1: Shkoni në pazar

Për të ndërtuar mekanizmin e brendshëm, do t'ju duhet:

• 1x 40 Pin Raspberry Pi me Raspbian të instaluar në një SD, me kabllo të energjisë dhe aftësi për t'u lidhur me të (kam përdorur një Raspberry Pi Zero Wireless me kokë të para-ngjitur nga ModMyPi)
• Stafetë 1x 5v 8 kanale
• 1x Paketa telash bluzë nga femra në femra (nevojiten 10 tela)
• Shirita 2x 3 Amp Terminal (Ju mund të përdorni një dërrasë buke ose dërrasë, por shiritat e terminalit janë të lirë dhe parandalojnë që kabllot të lihen, dhe kur e bëra këtë nuk kisha një hekur bashkues)
• Furnizimi me energji 1x 12v 10a
• Solenoide 8x 12v 2a
• Diodat ndreqëse 8x 1N5401
• 50 cm kabllo 0.5 mm (i hoqa bërthamat nga një kabllo me dy bërthama pasi ishte një mënyrë me kosto efektive për të marrë thelbin e kuq, të zi dhe binjak), megjithëse mund të përdorni vetëm 1 ngjyrë nëse dëshironi. Ju mund të mos dëshironi të blini një gjatësi më të madhe në varësi të banesave që dëshironi të ndërtoni.

Ju gjithashtu do të keni nevojë për mjetet e mëposhtme:

• Preres telash
• Zhveshëset e telave
• Kaçavidë e vogël me kokë të sheshtë, rreth 3mm
• Në varësi të shiritave të terminalit që merrni, mund të keni nevojë edhe për një vidë të vogël me kokë kryq

Unë nuk kam renditur asnjë pjesë ose mjete për të bërë daulle dhe çdo strehë që nuk dëshironi ta vendosni. Unë do t'ju tregoj se si e kam bërë timen më vonë, por siç u tha më parë po e lë atë pjesë në imagjinatën tuaj.

Hapi 2: Lidhni Pi në Stafetë

Tensioni maksimal i siguruar nga kunjat në Pi është 5v. Ne mund të blejmë solenoide 5v dhe t'i furnizojmë me energji direkt nga Pi, por kjo nuk do të siguronte nevojat e mëdha të makinës sonë. Prandaj ne po përdorim një stafetë e cila na lejon të ndezim dhe fikim një qark të tensionit më të lartë (në rastin tonë një qark 12v që përmban solenoidet tona 12v) nga qarku ynë i tensionit më të ulët GPIO.

Stafeta jonë ka 8 kanale, kjo do të thotë që ne mund të ndezim dhe fikim deri në 8 solenoide në mënyrë të pavarur. Çdo kanal përmban 4 lidhje; 3 përdoren nga qarku i tensionit të lartë të cilin do ta shohim më vonë, dhe 1 i cili është një kunj 'IN' në qarkun e tensionit më të ulët në të cilin do ta lidhim Pi -në tonë. Kur kunja GPIO e Pi -së dërgon 5v në një pin IN të kanaleve të dhëna, stafeta do të ndezë qarkun përkatës 12v.

Në anën e tensionit të ulët të stafetës, ekziston gjithashtu një kunj GND (tokëzues) të cilin duhet ta lidhim me tokën e PI, dhe një kunj VVC për fuqinë 5v nga Pi.

Me Pi të fikur, ndiqni diagramin për të lidhur stafetën me Pi duke përdorur kabllot e kërcyesit. Nuk keni pse të përdorni kërcyesit me të njëjtën ngjyrë, por mund të ndihmojë kur ndiqni imazhet.

Hapi 3: Le të bëjmë pak zhurmë

Mund të mos jetë akoma makina jonë e daulleve, por në këtë hap ne do të bëjmë pak zhurmë, megjithëse klikime nga stafeta. Ne do të prezantojmë shkrimin python për të programuar modelet e daulleve, kjo do të na mundësojë të testojmë atë që kemi bërë deri më tani.

Skenari është në dispozicion ka një thelb këtu.

Ngrini Pi -në tuaj, hapni një terminal në Pi dhe shkarkoni skenarin duke ekzekutuar:

wget

Ju mund të dëshironi të shikoni kodin dhe komentet për të marrë një ide se çfarë bën, por le të merrni një kënaqësi dhe ta ekzekutoni atë:

python3 array-sequencer.py

Nëse gjithçka shkon sipas planit, duhet të dëgjoni kontaktet në hapjen dhe mbylljen e stafetës dhe drita në kanalin përkatës të ndizet. Hidhini një sy variablit të sekuencës brenda skenarit për të marrë një ide se çfarë po ndodh - të gjitha kanalet do të aktivizohen së bashku, pastaj secili do të nxitet individualisht. Do të vazhdojë të funksionojë derisa të dilni nga skenari duke shtypur Ctrl + C.

Para se të vazhdoni, është një ide e mirë të fikni Pi përsëri në rast të ndonjë qarku të shkurtër aksidental kur lidhni gjërat.

Hapi 4: Krijoni anën pozitive të qarkut tonë

Për të fuqizuar 8 solenoide me një furnizim me energji ne do të krijojmë një qark paralel. Ju mund të shihni një diagram të qarkut të përfunduar 12v, por ne do ta kalojmë atë hap pas hapi.

Ju mund të përdorni një dërrasë buke ose dërrasë tavoline, por unë zgjodha shiritat terminalë pasi ato janë të lira, mbajnë telat fort, dhe gjithashtu nuk kam një hekur bashkues kur e krijoj këtë.

Në mënyrë efektive, ne duhet të lidhim të gjithë solenoidët dhe një diodë për secilin solenoid (më shumë për diodat më vonë) me telin 1 pozitiv të furnizimit me energji.

Duke përdorur hapëse, prerë vetë shiritin e terminalit në mënyrë që të keni një bllok prej 8 palësh, duke prerë në bitin plastik i cili lidh dy blloqe së bashku. Kini kujdes që të mos shkurtoni asnjë metal.

Tani duhet të bashkojmë të gjithë terminalet në njërën anë të shiritit. Përdorni prerëset për të prerë 7 copë tel të kuq rreth 35 mm të gjatë, pastaj përdorni shiritat e telave për të hequr rreth 5 mm izolim nga secili skaj i çdo teli.

Tani përdorni telat për të zinxhiruar të gjithë terminalet përgjatë njërës anë të shiritit, duke i mbajtur telat në vend duke përdorur vida. Vidhosja e parë dhe e fundit do të ketë vetëm 1 tel, ndërsa pjesa tjetër do të ketë 2.

Hapi 5: Shtoni solenoidet dhe diodat

Meqenëse solenoidet janë elektromagnet, diodat rekomandohen për të mbrojtur qarkun tuaj nga kthimi mbrapa (ju mund të lexoni në thellësi për këtë këtu). Prandaj ne do t'i japim çdo solenoidi diodën e vet për të mbrojtur stafetën tonë.

Në anën e kundërt të shiritit të terminalit në të cilin jeni lidhur së bashku në hapin e mëparshëm, filloni me vrimën e parë. Futni 1 tel të solenoidit, pastaj shtoni dhe një fund të diodës në të njëjtën vrimë. Meqenëse diodat lejojnë vetëm rrjedhën e rrymës në një drejtim, sigurohuni që shiriti argjendi në diodë të jetë drejt shiritit të terminalit. Shtrëngoni vidën për t'i mbajtur ato në vend. Përsëriteni procesin për 7 vrimat e mbetura.

Një nga solenoidet që mora ishte i gabuar, kështu që në kohën e marrjes së fotografive e ndërrova me një model më të ulët të amperit i cili kishte tela blu.

Hapi 6: Lidhni Shiritin e Terminalit Negativ me Solenoidin dhe Diodat

Siç bëmë me anën pozitive, merrni 1 shirit terminal dhe prerë atë në mënyrë që të keni një rrip tjetër prej 8 palësh. Vidhosni diodat dhe solenoidet në këtë shirit terminal në mënyrë që të pasqyrojë shiritin terminal plus.

Hapi 7: Krijoni telat e lidhjes së stafetës

Ne jemi gati gati për të lidhur stafetën, por së pari ne kemi nevojë për diçka për ta lidhur atë. Pritini 8 copë tel të zi rreth 70 mm të gjatë, pastaj hiqni rreth 5 mm nga secili skaj. Bashkangjitni çdo tel në 8 lidhësit e mbetur në shiritin e terminalit negativ.

Hapi 8: Lidhni lidhësit e zakonshëm të stafetës

Hidhini një sy stafetës që mban anën e lidhur nga kërcyesit me Pi larg jush. Çdo kanal ka 3 kontakte, nga e majta në të djathtë ato quhen normalisht të hapura (JO), të zakonshme (COM) dhe normalisht të mbyllura (NC). Ne duam që solenoidët tanë të ndizen kur ka një tension të lartë në kunjat IN pin, kështu që do të përdorim kontaktin normalisht të hapur. Nëse do të përdornim kontaktin normalisht të mbyllur, në vend të kundërt do të ndodhte e kundërta - solenoidi do të ndizet derisa të dërgohet një tension i lartë në kunjin IN. Ne gjithashtu do të përdorim kontaktin e zakonshëm për të përfunduar qarkun.

Meqenëse ky është një qark paralel, ne do të lidhim me zinxhir të gjitha kontaktet e zakonshme në stafetë. Pritini 7 copë tel të zi rreth 60 mm të gjatë dhe hiqeni 5 mm nga secili skaj. Punoni përgjatë stafetës duke lidhur të gjitha kontaktet COM (mesi i secilit grup prej 3) së bashku. E para dhe e fundit do të kenë vetëm një tel, pjesa tjetër do të ketë 2.

Hapi 9: Lidhni stafetën me pjesën tjetër të qarkut tonë

Tani është koha për të lidhur stafetën me pjesën tjetër të qarkut tonë. Merrni skajin e palidhur të telit të zi nga një skaj i shiritit të terminalit negativ dhe lidheni atë me kontaktin e parë ose të fundit të kontakteve normalisht të hapura (JO) në stafetë. Përsëriteni këtë për 7 pjesët e tjera të telit, duke lidhur çdo tel me kontaktin tjetër JO.

Hapi 10: Lidhni Furnizimin me energji 12v

Së pari, për të shmangur çdo goditje, sigurohuni që furnizimi me energji elektrike është i fikur dhe i shkëputur nga rrjeti.

Furnizimi me energji erdhi i përdorur nga eBay me prizën mashkull 12v tashmë të hequr. Duke supozuar se e juaja ka ende spinën, ose mund të blini lidhësin DC që përputhet, ose ta ndërprisni prizën dhe ta hiqni përsëri në 2 telat si e imja. Sido që të jetë, duhet të përfundoni me 2 tela, të kuqen (pozitive) dhe ndoshta të bardhë (negative). Lidhni telin pozitiv të furnizimit me energji elektrike në kontaktin e parë në bllokun terminal pozitiv, dhe negativin në kontaktin e parë të zakonshëm në stafetë. Për ta bërë këtë më të lehtë, kam përdorur rreth 150 mm tela të kuqe dhe të zezë me skajet e zhveshura për të shkuar midis lidhjeve dhe të lidhura duke përdorur një shirit terminal.

Hapi 11: Ndezni atë

Me furnizimin me energji elektrike ende të fikur, jepni një kontroll të shpejtë të gjitha lidhjeve tuaja. Pasi të jeni të lumtur, ngrini përsëri Pi. Drejtoni skenarin nga hapi 3 përsëri:

python3 array-sequencer.py

Solenoidët tuaj nuk do të lëvizin ende, por duhet të dëgjoni klikimin e stafetës dhe të ndriçojë ashtu siç bëtë në hapin 3. Përfundoni skenarin (Ctrl + C), dhe tani është momenti që keni pritur - ndizni rrymën furnizim! Drejtojeni përsëri skenarin, të gjitha solenoidet tuaja vallëzuese tani duhet të vijnë në jetë. Punë e mirë!

Unë nuk kisha fat - siç mund ta shihni në video një tjetër solenoidi im nuk po punonte, por ky ishte faji im pasi më parë e dëmtova duke shtrënguar një bulon fiksimi.

Hapi 12: Redaktimi i Array-sequencer.py

Merrni pak kohë për të luajtur me array-sequencer.py. Përdorni redaktorin tuaj të preferuar (nano, geany etj) për të bërë ndryshime në skenar. Provoni të bëni sa më poshtë dhe të ri-ekzekutoni skriptin pas çdo ndryshimi për të parë efektin e tij:

• Ndryshoni ndryshoren e bpm nga 120 në një numër tjetër, thoni 200 për të rritur ritmin.
• Në variablin e sekuencës, ndryshoni disa 0 në 1 për të luajtur më shumë bateri.
• Dublikoni 3 rreshtat e fundit para kllapës katrore të mbylljes në ndryshoren e sekuencës për të shtuar më shumë rrahje në lak

Hapi 13: Instaloni sekuencerin e daulleve

Tani kjo është kur gjërat bëhen vërtet argëtuese, ne do të instalojmë sekuencuesin në Pi tuaj. Kjo do të na japë një ndërfaqe në internet e cila lejon Python të aktivizojë kunjat GPIO mbi bazat e uebit.

Kodi burimor është i disponueshëm në Github këtu, por duke supozuar se keni ndjekur instalimet elektrike në Instructable ne mund të shkarkojmë dhe ekzekutojmë versionin e para -përpiluar. Hapni një terminal në Pi tuaj dhe ekzekutoni sa vijon

# Krijoni dhe lundroni në një drejtori për projektin tonë

mkdir pibeat cd pibeat # Shkarkoni kodin burimor wget https://pibeat.banjowise.com/release/pibeat.tar.gz # Nxirrni skedarët tar -zxf pibeat.tar.gz # Instaloni kërkesat python pip3 instaloni -r kërkesat. txt # Drejtoni serverin e uebit python3 server.py

Në dalje, nëse gjithçka është e suksesshme, duhet të shihni daljen e mëposhtme:

======== Drejtimi në https://0.0.0.0:8080 =========

(Shtypni CTRL+C për ta lënë)

Gjeni adresën IP të Pi. Hapni një shfletues uebi, pastaj futni IP -në e ndjekur nga: 8080/index.html (ky është porti që po dëgjon aplikacioni i ndjekur nga emri i skedarit) në shiritin e adresës. Për shembull, nëse adresa IP e Pi tuaj është 192.168.1.3, futni 192.168.1.3:8080/index.html në shiritin e adresës. Sekuenceri i daulleve do të shfaqet.

Goditni butonin e luajtjes dhe makina juaj e daulleve duhet të fillojë të luajë. Luani me sekuencerin derisa zemra juaj të jetë e kënaqur.

Për sa kohë që ka një rrugë rrjeti për Pi tuaj, ju mund të hyni në ndërfaqen e internetit të Pi nga çdo pajisje - provojeni atë nga celulari ose tableti juaj.

Hapi 14: Ndërtimi i Daulleve dhe Strehimit tuaj

Këtu mund të shndërroni grumbullin tuaj të spagetit elektronik në një makinë të vërtetë daulle. Siç u tha më parë, ajo që bëni këtu varet nga ju. Pothuajse çdo gjë që bën zhurmë kur goditet mund të përdoret dhe është vendi ku mund ta transformoni projektin tuaj në diçka unike për ju.

Kam pasur një zhurmë të mirë rreth shtëpisë sime për ide për daullet që siguronin shishen e birrës, kanaçen, shakerin, majat e shisheve dhe lugët. Rrjeta e peshkimit u gjet në plazh, dhe zilja e tavolinës dhe kastaneti i krokodilit erdhi nga eBay. Gjeta një piano të prishur në një kapëse, kjo siguronte çekiçët për shishen dhe kanaçen, së bashku me dowling prej druri për të mbajtur kambanën në vend dhe shufra metalikë për të rrotulluar dhe mbajtur lugët në vend.

Unë e bëra çdo daulle një përbërës të pavarur, kështu që nëse dikush thyen ose nuk jam i kënaqur me të, mund ta fik me një tjetër pa shumë zhurmë.

Solenoidet vijnë me vrima të bulonave që kërkojnë bulona M3. Shpimi i vrimave në dru ishte pak i ndërlikuar pasi ju duhet të arrini pozicionimin e duhur, por u gjet që mbani solenoidin në pozicion, pastaj shënoni vrimat me një bradawl para se shpimi të funksiononte mirë.

Më së shumti kam përdorur MDF 6 mm (ndërprerje nga dyqani im DIY lokal) për daullet përgjatë disa copave të drurit të mbeturinave, të mbajtura së bashku me zam ose vida.

Çekiçët në kanaçen dhe shishen e birrës janë ndoshta të panevojshme, pasi mund të merrni vetëm një goditje të mirë direkt nga solenoidi, por unë doja të merrja sa më shumë lëvizje në makinë për ta bërë atë vizualisht interesante.

Strehimi

Strehimi është një kuti e thjeshtë e përafërt dhe e gatshme e bërë nga kompensatë 3.6mm, MDF 18mm dhe disa drurë të zhveshur. Doja kompensatë të hollë për pjesën e përparme të kutisë në mënyrë që të bënte jehonë kur goditej me një lugë, por zgjedhjet e drurit u nxitën kryesisht nga ajo që kisha tashmë në hambar dhe pjesa e drurit të mbeturinave në dyqanin tim DIY lokal. Unë bëra një platformë në fund të kutisë për të mbajtur pajisjet elektronike dhe një platformë tjetër për të mbajtur bateritë. Për të bërë kutinë:

1. Pritini 2 madhësi të barabarta të MDF për të bërë skajet2. Pritini 4 copë dru të zhveshur (kam përdorur 34mm x 12mm) 50mm më të shkurtër se gjerësia e dëshiruar e kutisë3. Gozhdo druin e zhveshur në 2 skajet e MDF për të formuar formën e kutisë. Vendoseni drurin e shiritit rreth 1 cm larg nga pjesa e sipërme dhe e poshtme e kutisë. Pritini 2 copë kompensatë që përputhen me gjerësinë dhe lartësinë e kutisë. Bashkojini këto në pjesën e përparme dhe të pasme të kutisë duke gozhduar në mdf dhe stripwood.5. Pritini një copë kompensatë që të përshtatet brenda kutisë dhe vendoseni në pjesët e poshtme të drurit të stripit për të mbajtur pajisjet elektronike. Unë e kam bërë timen rreth gjysmën e gjatësisë së kutisë.6. Pritini një copë kompensatë tjetër për t'i bashkuar daullet. Kjo ulet në pjesët e sipërme të drurit të strip.7. Pritini një vrimë pranë platformës së poshtme për të ushqyer kabllot e energjisë.

Pikturë

Për të pikturuar, unë përdorja Acrylic Primer Undercoat e ndjekur nga tenxhere me testues Crown Matt. Tenxheret testuese janë një mënyrë e mirë për të marrë një larmi ngjyrash me një çmim të lirë.

Hapi 15: Uluni mbrapa dhe argëtohuni

Dhe ja ku e keni, një makinë daulle mjaft të lezetshme. Thelbi për sekuencën në videon në youtube mund të gjendet këtu.

Nëse shkoni përpara dhe bëni tuajin, ju lutemi ndani, do të më pëlqente të shihja me çfarë do të dilnit. Argëtohu!