Skaneri i Trupit 3D duke përdorur Kamerat Raspberry Pi: 8 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:27

Ky skaner 3D është një projekt bashkëpunues në BuildBrighton Makerspace me qëllim që ta bëjë teknologjinë dixhitale të përballueshme për grupet e komunitetit. Skanerët po përdoren në industrinë e modës, për të personalizuar modelin e rrobave, në industrinë e lojërave për realitetin virtual dhe në palestra për të monitoruar shëndetin. Nëse ato janë gjithashtu të disponueshme në hapësirat krijuese, të cilat ofrojnë qasje në mjetet për prodhim, mund të ketë më shumë potencial për inovacion social.

Unë do të përdor skanerin për të më ndihmuar të krijoj rroba. Për të filluar, unë kam copëtuar modelin tim duke përdorur softuer falas, dhe lazeri ka prerë një figurë rrobaqepëse nga kartoni që është forma ime e saktë personale e trupit. Tjetra, po planifikoj të shoh se si duken rrobat në një model 3D në VR, para se të angazhohem t'i bëj ato.

Santander më dha një grant prej £ 1000 për të ndërtuar skanerin, si një Çmim Dixhital i Universitetit të Brighton. Kemi shpenzuar më shumë se duke prototipuar opsione të ndryshme, por si pjesë e projektit tonë të shkurtër ne jemi siguruar që versioni përfundimtar të mund të përsëritet brenda atij buxheti. Me atë çmim, grupet e tjera të komunitetit mund të jenë në gjendje të mbledhin fonde për të ndërtuar diçka të ngjashme.

Ju lutemi vini re: Ky projekt përdor energji elektrike dhe kërkon njohuri për instalimet elektrike, kështu që për hir të sigurisë, pjesët për ndërtimin e skanerit tregojnë atë që kemi bërë, me një nivel detajesh të destinuar për referencë sesa për kopjim, dhe seksionet për kodimin dhe përdorimin e skaneri janë shkruar si udhëzues "Si të". Shtë një projekt në vazhdim, kështu që shpresoj të jem në gjendje të ofroj plane të plota për një version të baterisë së shpejti. Shikoni faqen time në internet ose më kontaktoni nëse doni të dini më shumë.

Për arsye mjedisore, ne zgjodhëm PLA për lidhësit e printuar 3D dhe tubat e kartonit për strukturën. Kartoni është i lehtë për tu riformuar nëse pjesët nuk përshtaten në mënyrë perfekte, kështu që bën një mjet të shkëlqyer prototipizimi, dhe me trashësi 3 mm, tubat janë të fortë dhe të ngurtë.

Ishte e mrekullueshme të punoja në këtë projekt bashkëpunues. Faleminderit Arthur Guy për shkrimin e kodit dhe anëtarëve të tjerë të BuildBrighton të cilët erdhën dhe ndihmuan mbrëmjet e së mërkurës, ose u shfaqën sa herë që kishin nevojë.

Materialet për këtë projekt ishin:

27 Raspberry Pi Zero W

27 module të kamerës Raspberry Pi

27 Kabllo kamera zero Raspberry Pi

27 kabllo USB në mikro USB

20 Tuba kartoni 125 cm të gjatë x diametër 32 mm me bërthamë me diametër 29 mm

8 Kapakë fundorë për tubat

Filamenti i printimit 3D PLA

8 Kapakë nga kazanët e birrës së disponueshme

2 x fletë A3 kompensatë thupre me cilësi lazer 3 mm

Konvertuesi i energjisë 230v-12v (sepse fuqia kryesore është 230v në MB)

12 rregullatorë të energjisë CRT 5v

Siguresat dhe mbajtësit e tehut 3 x 30 Amp

Kabllo elektrike

Një kuti me lidhje teli 2, 3 dhe 5 levë

50 Ferrules

Ruteri i modemit kabllor

Kabllo Ethernet

27 karta SD (16 GB)

5mm Kartë e valëzuar me një mur të vetëm

2m Velcro® vetë ngjitëse

4 x pako baterie USB

Mjetet që përdorëm ishin:

Kompjuteri Apple® (softveri i serverit të kamerës është shkruar për sistemin operativ Apple®, por mund të funksionojë edhe në Linux)

Kompjuter PC sepse Autodesk Remake ™ ndaloi ofrimin e mbështetjes për përdoruesit e Mac në mes të këtij projekti

Internet (me tel dhe pa tel)

Versioni falas i Autodesk Remake

Printer 3D

Prerës me lazer

Crimper ferrule

Prestar kabllor

Sharrë sharrë dhe sharrë bande

Makinë zmerile

Hapi 1: Kodimi i Pisit të Mjedrës

Ky hap kërkon disa njohuri për kodimin me Raspberry Pi.

Instaloni versionin Lite të sistemit operativ Raspbian në secilën Raspberry Pi dhe aktivizoni kamerën dhe SSH.

Softueri, nodejs është i para-instaluar në Raspbian, por mund të jetë një version i vjetëruar.

Komandat e mëposhtme do ta përmirësojnë atë. Shënim: lidhja në rreshtin e dytë të kodit u shkurtua automatikisht nga Instructables®. Lidhja e plotë për kopjimin e kodit mund të gjendet duke klikuar mbi të.

Përmirësimi në nyjen v7

cd ~ wget https://nodejs.org/dist/v7.9.0/node-v7.9.0-linux-… tar -xvf node-v7.9.0-linux-armv6l.tar.gz cd node-v7.9.0-linux -armv6l/ sudo cp -R */ usr/ local/ sudo reboot # Tidy up cd ~ rm node-v7.9.0-linux-armv6l.tar.gz.gz rm -r node-v7.9.0-linux-armv6l.tar.gz # Përditëso instalimin NPM sudo npm -g npm

Pasi të jetë instaluar nodejs, ngarkoni skedarët për programin e klientit:

cd ~ git klon

Pastaj instaloni përsëri softuerin, duke përdorur komandat e mëposhtme:

cd 3dKamera

instaloni npm

Provoni programin duke e ekzekutuar duke përdorur komandën e mëposhtme:

nyja app.js

Mbajtja e softuerit në punë

Fillimi i softverit dhe mbajtja e tij në punë është puna e 'mbikëqyrësit'. Ky program sigurohet që programi i kamerës të funksionojë gjithmonë, dhe është instaluar duke përdorur komandën e mëposhtme:

sudo apt-get install git supervisor

Mbikëqyrësi më pas u konfigurua me aplikacionin e skanerit 3D duke kopjuar skedarin e konfiguruar të furnizuar në vendndodhjen përfundimtare duke përdorur komandën e mëposhtme:

cp /home/pi/3dCamera/camera.conf /etc/supervisor/conf.d/camera.conf

Për t'i thënë mbikëqyrësit të identifikojë skedarin e ri të konfigurimit dhe të fillojë të funksionojë:

sudo supervisorctl rilexo

sudo supervisorctl update sudo supervizori i mbikëqyrësit rinis

Pas kësaj, sa herë që sistemi fillon, ‘mbikëqyrësi’ fillon aplikacionin e kamerës i cili lidhet automatikisht me softuerin e serverit.

Opsionale shtesë

Softueri mund të përditësohet duke përdorur një komandë përditësimi të integruar në ndërfaqen e përdoruesit të uebit, një alternativë është të detyrosh një përditësim sa herë që Raspberry Pi të ngrihet. Për ta bërë këtë, zëvendësoni skriptin e paracaktuar të fillimit me një që do të kryejë një azhurnim:

cp /home/pi/3dCamera/rc.local /etc/rc.local

Hapi 2: Vendosja e serverit të kamerës

Softueri i serverit të skanerit është një aplikacion nyje që kërkon nodejs, klientët gjithashtu drejtojnë nyjen dhe lidhen me serverin duke përdorur rrjetat e uebit.

Konfigurimi

Kontrolloni që nyja po funksionon duke hapur një dritare të Terminalit dhe duke shtypur:

nyje -v

Nëse nyja nuk është e instaluar, mund të shkarkohet nga NodeJS.

Shkarkoni skedarët

Ky depo duhet të shkarkohet në një dosje në një kompjuter. Kjo mund të bëhet duke përdorur komandën e mëposhtme:

git klon

Instaloni varësitë

Këto duhet të jenë në një dosje të re që përmban kodin e shkarkuar:

cd 3dCameraServer

instaloni npm

Më në fund ekzekutoni kodin

Aplikacioni i serverit duhet të fillojë duke përdorur komandën më poshtë, kjo do të fillojë një server websocket në portin 3000 dhe një server në internet në portin 8080.

server nyje.js

Nëse gjithçka ishte e suksesshme, do të shfaqet mesazhi "Aplikacioni 3D i Kamerës duke dëgjuar në portin 8080 dhe 3000". Për të përdorur aplikacionin, hapni një shfletues dhe përdorni URL -në e mëposhtme https:// localhost: 8080/

Duke përdorur sistemin

Serveri përdor një adresë IP fikse, e cila është mënyra se si kamerat dinë se ku t'i dërgojnë fotot.

Softueri i klientit pret të lidhet me një server në adresën IP 192.168.10.100. Ne përdorim një ruter të dedikuar me një alokim fiks të adresës IP, por për të përdorur skanerin pa një do të ishte e nevojshme të vendosni manualisht këtë adresë IP. Për të thjeshtuar gjërat, vendosni adresën mac të kompjuterit në ruter, kështu që automatikisht do t'i caktohet adresa IP e specifikuar.

Ruteri është një lloj modemi kabllor (jo një ruter ADSL). Kjo i mban kamerat të përmbajtura, por gjithashtu i lejon ata të lidhen me internetin për të marrë përditësime të softuerit. Gama DHCP e ruterit duhet të ndryshohet nga ajo e paracaktuar kështu që do të caktojë adresa IP në rangun 192.168.10.1 - 192.168.10.255.

Ndërsa klientët vijnë në internet, mesazhet e lidhjes shfaqen në dritaren e terminalit dhe në dritaren e shfletuesit.

Kur klientët të lidhen, mund të urdhërohen të bëjnë një fotografi duke përdorur butonin "Bëj Foto" në kokë, i cili fillon procesin e kapjes së fotografisë dhe brenda 30 sekondave ata duhet t'i kenë dërguar të gjitha imazhet përsëri në kompjuter. Këto shfaqen në shfletues dhe ruhen në një dosje në drejtorinë e instalimit, e vendosur duke kërkuar dosjen 3dCameraServer.

Kodi i kapur nga GitHub përmban një imazh të para-ndërtuar i cili do të përpiqet të lidhet me një rrjet wifi me emrin 3DScanner. Fjalëkalimi për këtë është: poppykalayana.

Hapi 3: Prerja me lazer dhe printimi 3D

Rastet e Prerjes me Laser të Mjedrës Pi

Ne kemi shkarkuar skedarët më poshtë dhe i kemi prerë:

27 x Pi raste duke përdorur karton të valëzuar me një mur 5 mm. Ne nuk përdorim karton me mure të dyfishta sepse ka më shumë gjasa të marrë flakë nën lazer.

Lidhës tubash për printim 3D

Ne printuam 3D skedarët më poshtë: 8 x Kryqëzim 4 x T kryqëzim

dhe hiqni materialin mbështetës me pincë dhe letër zmerile aty ku është e nevojshme.

Planifikimi përpara për një shtrirje të çatisë

Ky informacion është për versionin më themelor të skanerit që ka punuar. Ai prodhon një model që është i përshtatshëm për të bërë një bedel të krijuesve të veshjeve ose për printimin 3D të kokës (softueri Autodesk Remake fill mbush kurorën e kokës aty ku ka një hendek). Kamera shtesë në shtresa shtesë, ose sipër mbi shufrat e çatisë, do të lejonin skanimin e plotë të trupit, kështu që për ta bërë më të lehtë përmirësimin e skanerit, shtresa e sipërme e shtyllave të ngritura ka nyje tërthore në vend, dhe shtylla të shkurtra zgjatimi me kapakë fundorë. Lidhësit 3D për të bashkuar shtyllat e çatisë janë në dispozicion për t'u shkarkuar me nyjet e tjera. Chuck Sommerville ka krijuar një yll me 6 cepa i cili mund të ndryshohet në madhësi për t'u përdorur për t'u bashkuar me polet në majë.

Hapi 4: Lidhja dhe Testimi i Pisit të Mjedrës

Për këtë hap, ruteri duhet të jetë aktiv dhe i lidhur me internetin.

Lidhja e kompjuterit me serverin

Lidhni kompjuterin me wifi të quajtur 3DCamera Open Terminal Në momentin e duhur, shtypni 3Dcamera dhe më pas shtypni Enter. Në kërkesën tjetër, shkruani 3Dcamera-start dhe më pas shtypni Enter Hap një shfletues uebi dhe shkruani https:// localhost: 8080/në shiritin e adresave për të hapur pultin

Testimi i Pisit të Mjedrës

Duke përdorur kabllon e kamerës, lidhni kamerën me Raspberry Pi. Lidhni një Raspberry Pi me një burim energjie 5V (p.sh. kompjuterin) duke përdorur një prizë mikro USB. Pas disa minutash, Raspberry Pi duhet të lidhet me sistemin dhe të shfaqet në pult me një emër të caktuar automatikisht të karakterit Marvel. Kliko "Bëj Foto" për provoni nëse Raspberry Pi po punon. Kolona e Statusit në pult duhet të tregojë kur po merr dhe dërgon një fotografi dhe më pas fotografia duhet të shfaqet në krye të pultit. Nëse nuk funksionon, kontrolloni që kamera është e lidhur mirë dhe drita jeshile është ndezur në Pi dhe provoni përsëri.

Fotografitë ruhen automatikisht në një dosje të quajtur 'Images', e cila është brenda dosjes 3dCameraServer që ishte vendosur në një hap të mëparshëm.

Montimi i Rasteve të Raspberry Pi

Ne ngjitëm 5 shtresat e kutisë së kartonit Pi së bashku, duke futur Raspberry Pi me shtresën 2, duke e palosur kamerën në vend në shtresën 3, e cila mbahet në vend me shtresën 4, dhe duke e shtyrë lenten në shtresën 5. Kjo u përsërit për të gjitha kamerat.

Etiketimi i Pisit të Mjedrës

Nga pulti, ne zëvendësuam emrin e personazhit Marvel të caktuar për secilin Pi, duke shtypur një numër në fushën e tekstit dhe pastaj duke shtypur Enter.

Usefulshtë e dobishme të shkruani numrin në kutinë e secilit Pi për të shkrepur probleme.

Përsëriteni këtë proces për secilën Raspberry Pi duke caktuar secilën me një numër të ndryshëm

Hapi 5: Përgatitni strukturën dhe qarkun elektrik

Përgatitja

Tubat e kartonit u prenë dhe u përgatitën në gjatësitë e mëposhtme:

Tubat 6 x 80cm për bazën e këmbëve me vrimë 1.2cm 2 cm lart nga njëra anë

Tub 6 x 40 cm për mes të drejtë

Tubat 6 x 10 cm për pjesën e sipërme të këmbëve, me kapele në njërën skaj

Tuba 10 x 125cm për shufra horizontale me vrimë 0.5cm në mes

2 tuba 125 cm për ngritje të drejtë në këmbë me Velcro ku do të shkojnë Raspberry Pis dhe bateritë

Instalime elektrike

Paralajmërim: Ju lutemi mos provoni elektricitetin nëse nuk jeni të kualifikuar për ta bërë këtë. Ne nuk po japim të gjitha detajet në lidhje me instalimet elektrike, sepse ato synohen si një shembull se si e kemi bërë këtë, jo si udhëzime që duhen ndjekur. Gabimet mund të djegin mjedrën pi, të shkaktojnë zjarr ose të godisin me energji dikë!

Këshillë: Ne zbuluam se kamerat më të largëta nuk funksiononin kur i lidhëm me zinxhirë, kështu që lidhëm 3 siguresa me 3 qarqe të ndara nga furnizimi me energji 12V me 4 rregullatorë 5V që vijnë nga secila. Secila prej këtyre mund të fuqizojë deri në 3 zero mjedër. Kjo do të thoshte se kishim 2 kabllo elektrikë që kalonin çdo shtyllë me kapacitet për të lidhur 6 priza për kamerat. Na duheshin vetëm 4 për kokën dhe shpatullat, por është e dobishme të kemi kapacitet shtesë për të shtuar më shumë kamera për qëllime të tjera.

Ne e ndërpresim USB -në e madhe nga fundi i 22 kabllove USB dhe i presim 6 prej tyre më të shkurtër, në afërsisht 30 cm. Pastaj, duke injoruar çdo tela të të dhënave, ne lidhëm ferrule në fund të telave të energjisë dhe tokëzimit.

Duke marrë lidhjet e shkurtra, ne shtyjmë një palë ferrule në secilën prej lidhësve të printuar 12 x 3D derisa tela të dilte nga fundi i poshtëm.

Ne përdorëm të njëjtën teknikë me prizat më të gjata, duke shtyrë një palë ferrule nëpër vrimën në qendër të çdo shufre horizontale derisa të shfaqen në fund të tubit.

Bërja dhe instalimi i bazave

Ne prerë 16 unaza për të përshtatur vrimën në mes të kapakëve të 8 fuçive birrë të disponueshme, me një vrimë 3.2cm në mes të secilës. Baret në zonën tonë janë të lumtur t'i japin këto fuçi dhe pjesa e rrumbullakët vjen e dobishme për projekte. Zakonisht kapakët hidhen, por ato bëjnë qëndrime shumë të qëndrueshme.

Ne ngjitëm një unazë në pjesën e sipërme dhe të poshtme të pjesës së vidës në mes të kapakut të një fuçi birre, duke e përsëritur me një kapak të dytë. Pastaj ne qëndruam një shtyllë 125cm në secilën dhe ngjitëm një aparat fotografik pranë pjesës së sipërme të secilit shtyllë me Velcro®

dhe 40 cm të tjera poshtë tij. Ne futëm një paketë baterie USB në secilën kamerë dhe e lidhëm baterinë në shtyllën me Velcro® ku arrin plumbi.

Postimet bazë

Për 6 kapakët e tjerë, ne morëm 2 unaza kompensatë për secilën dhe i ngjitëm ato në vend, sipër dhe poshtë të gjithë përbërësve. Në hendekun midis unazave të secilit prej tyre ishin 2 x 5V rregullatorë, kabllot dhe lidhësit e tyre, të cilëve ne i bashkangjitëm 2 x 80 cm kabllo, dhe i futëm të dy kabllot përmes vrimës 1.2 cm dhe lart tubit. Të gjithë përbërësit u vendosën fort rreth një shtylle bazë që ne u ngritëm në qendër.

Ata ndoshta do të duken më mirë të pikturuar!

Hapi 6: Ndërtoni strukturën dhe qarkun elektrik

Ne rregulluam 5 nga tubat horizontale në dysheme për të shënuar 5 anët e një gjashtëkëndëshi dhe qëndruam një shtyllë bazë në secilën kryqëzim.

Pastaj krijuam kornizën për kamerat duke i bashkuar tubat e kartonit në lidhëset e printuar 3D, duke filetuar telat e spikatur, me ferulet e bashkangjitur, përmes shtyllave drejt shtyllave bazë dhe duke i lidhur lidhësat e telit të levës në krye të secilës shtyllë bazë para se të siguroheni pjesët e kornizës në vend.

Tjetra, ne i lidhëm kamerat me mikro USB, përgjysmë përgjatë secilës shirit horizontale. Kasa e kartonit Pi është projektuar në mënyrë që USB -ja të jetë pjesërisht e fshehur brenda, dhe pjesa tjetër e USB -së mund të shtyhet pak në tubin e kartonit, kështu që kamera të ulet e skuqur, në majë të shtyllës. USB e mban atë në pozicion.

Ne lidhëm kamerat me prizat USB në kryqëzimet e qosheve, duke përdorur Velcro vetë-ngjitëse, për t'i mbajtur kamerat në vend.

Pastaj ne vendosëm shtyllat e ngritura të kameras në këmbë të lirë në distancë të barabartë përgjatë hapjes.

Së fundmi, ne i rregulluam kamerat për t'u siguruar që të gjitha të drejtohen drejt qendrës.

Ekziston një aparat rezervë në rast se ndonjëri ndalon së punuari.

Hapi 7: Bëni Fotografi

Për të përdorur skanerin, qëndroni ose uluni brenda kornizës, mu në mes.

Kërkojini dikujt të shtypë "Bëj fotografi" në pult. Të gjitha fotografitë duhet të merren në të njëjtin moment, por ndërsa sinjali dërgohet përmes wifi, herë pas here një ose më shumë kanë një vonesë të vogël. Kështu që qëndroni pa lëvizur për disa sekonda derisa të gjitha fotot të jenë dërguar.

Fotografitë do të ruhen në dosjen e imazheve në dosjen 3DCameraServer

Për këshilla për të bërë fotografi të mira shikoni këtë video

Hapi 8: Përpunoni fotot në një model 3D

Udhëzimet e mëposhtme janë për Autodesk Remake ™ (versioni 17.25.31). Shtë një produkt freemium, por kam gjetur se mënyra e lirë është e mjaftueshme. Këtu keni një listë të programeve të tjera të qepjes së fotografive.

Ngritja

Krijoni një llogari Autodesk®

Instaloni Autodesk Remake në një kompjuter PC

Shndërrimi i fotove në një model 3D

Transferoni fotot nga kompjuteri Mac në një PC, duke përdorur një shkop USB ose duke i ngarkuar fotot në hapësirën cloud të Autodesk®, të quajtur A360 Drive, duke përdorur detajet e hyrjes në llogarinë tuaj Autodesk®.

Hapni Autodesk Remake

Klikoni në butonin e kamerës nën Krijo 3D

Në ekranin që shfaqet, klikoni Online (nëse nuk keni një kompjuter të fuqishëm që plotëson specifikimet minimale për të përpunuar jashtë linje).

Në ekranin tjetër që shfaqet zgjidhni Zgjidhni fotot nga: Disku lokal, nëse i keni transferuar fotot në PC me USB ose klikoni A360 Drive nëse i keni ngarkuar fotot.

Zgjidhni fotot dhe pastaj klikoni Hap

Kur të gjitha fotot të shfaqen në ekran, klikoni Krijo model

Në menunë Opsionet që shfaqet, shkruani një emër në kutinë e tekstit. Zgjidhni Cilësinë: Standard, Prerje automatike: Fikur dhe Cilësi e zgjuar: Joaktive (ose luani me këto cilësime)

Përpunimi

Ekrani do të kthehet në pultin Remake and dhe do të ketë një kuti me përparimin e modelit tuaj nën My Cloud Drive. Në përvojën tonë, përpunimi zgjat rreth 10 minuta, por mund të duket sikur ka ndaluar së përgjigjuri sepse përqindja do të ndalojë së rrituri, pastaj, pas një kohe numri do të rritet papritur. Ju do të merrni një email nga Autodesk® kur të përfundojë përpunimi.

Kur kutia thotë gati për shkarkim, rri pezull miun mbi kuti dhe do të shfaqet një shigjetë blu e shkarkimit. Klikoni në shigjetën blu dhe zgjidhni se ku ta ruani modelin.

Modeli pastaj do të shkarkohet dhe do të shfaqet në seksionin Kompjuteri im në pultin e Remake®. Klikoni mbi të për ta hapur.

Post-Përpunimi

Përdorni mjetet e lundrimit në fund të ekranit për të gjetur modelin e trupit tuaj.

Përdorni mjetet e përzgjedhjes për të fshirë pjesët e padëshiruara të modelit, duke zgjedhur pjesë dhe duke shtypur Fshij.

Ndërsa fshini pjesë, rrethi blu në bazën e modelit do të bëhet më i vogël. Nëse rrethi është më i madh se një perimetër që rrethon modelin, do të thotë se ka ende pjesë për t'u fshirë.

Nëse modeli është përmbys, shkoni te skedari Cilësimet e modelit në anën e majtë të ekranit dhe ndiqni cilësimet nën Set Scene Upright.

Për të bërë një sipërfaqe të sheshtë për modelin tuaj shkoni te Edit - Slice & Fill

Për të kontrolluar vrimat dhe riparuar, shkoni te skedari Analizo dhe kliko Zbulimi dhe rregullimi i çështjeve të modelit

Duke kursyer

Për të ruajtur modelin, shkoni te Export - Export Model.

Për të krijuar një video të modelit tuaj që rrotullohet, shkoni te Export - Export Video.