Spájkovací mikroskop HDMI / WiFi Raspberry Pi Zero: 12 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:59

Spájkovanie súčiastok SMD môže byť niekedy trochu problém, najmä pokiaľ ide o veci ako čipy TQFP s rozstupom 0,4 mm so 100 a viac kolíkmi. V takýchto prípadoch môže byť prístup k určitému druhu zväčšenia skutočne nápomocný.

V snahe vyriešiť tento problém som sa rozhodol postaviť vlastný spájkovací mikroskop na základe Raspberry Pi Zero W a kamerového modulu. Mikroskop je schopný streamovať video vo vysokom rozlíšení Full HD priamo na monitor HDMI prakticky bez latencie, čo je ideálne na spájkovanie. Ale aj cez WiFi s latenciou menej ako pol sekundy, čo je celkom dobré na kontrolu dosky.

Mikroskop je možné s trochou dodatočných nákladov tiež stať prenosným, čo v kombinácii s možnosťami streamovania videa cez WiFi otvára ďalší rozmer potenciálnych prípadov použitia.

Ak náhodou máte 3D tlačiareň, určite si pozrite aj úžasný projekt RichW36 na Thingiverse, kde nájdete verziu mikroskopu s použitím 3D tlačených dielov!

Krok 1: Nástroje a diely

Na stavbu mikroskopu budete potrebovať nasledujúce diely:

1 x Raspberry Pi Zero W [10 €]

1 x kamerový modul Raspberry Pi [8 €] - Budete ho musieť hacknúť, aby ste zmenili jeho ohniskovú vzdialenosť a umožnili zamerať sa na objekty, ktoré sú mu veľmi blízke. Neviem, či je rovnaký postup možný aj s novým 8 -megapixelovým kamerovým modulom, preto by som namiesto toho odporučil zaobstarať pôvodný 5MP.

1 x kábel kamery Raspberry Pi Zero [2 €] - Ako už možno viete, Raspberry Pi Zero má menší konektor pre fotoaparát ako ostatné dosky Raspberry Pi, takže na pripojenie modulu kamery k nemu budete potrebovať aj špeciálny adaptér.

1 x mikrometer s plastovým posuvným meradlom - čím lacnejšie ho nájdete, tým lepšie som použil starý plastový analógový, okolo ktorého som ležal.

1 x pravítko - šírka pravítka musí byť menšia ako dĺžka pohyblivej čeľuste strmeňa. Pokiaľ ide o dĺžku, asi 10 až 15 cm by malo byť v poriadku.

1x hliníkový projektový box [4 €] - Tento bude použitý ako základ zostavy a musí byť vyrobený z kovu, takže bude tiež tepelne odolný. Krabica je potrebná preto, aby ste do nej mohli vložiť závažie, aby boli počas spájkovania stabilnejšie.

1 x kábel HDMI a mini HDMI mini adaptér HDMI - male - Ak chcete, môžete si tiež kúpiť káble HDMI na Mini HDMI, ale už som mal okolo seba bežný kábel HDMI.

1 x napájací zdroj Micro USB - podľa mojich meraní prúd, ktorý odoberá Pi, nikdy neprekročí 400 mA, a to ani pri súčasnom streamovaní videa 1080p cez WiFi a HDMI. Takže aj 500mA napájací zdroj by mal byť dostačujúci. Pre istotu však odporúčam zaobstarať si 1A, najmä ak plánujete postaviť prenosnú verziu, ktorá bude mať tiež straty na posilňovači.

1 x karta MicroSD [5 EUR] - Aj 4 GB karta bude stačiť, uistite sa však, že ide o vysokokvalitnú triedu 10.

4 x skrutky a matice M2 [do 1 EUR] - Dali by sa použiť aj skrutky väčšieho priemeru. Čím je však skrutka väčšia, tým musí byť otvor širší a strúhadlo predstavuje riziko rozbitia plastu.

1 x Horúca lepiaca tyčinka [1 €]

Káblové zväzky na zips [menej ako 1 EUR] - Tieto budú použité na pripevnenie Pi na pohyblivej časti strmeňa.

A nasledujúce nástroje:

Horúca lepiaca pištoľ

A Dremel - S kotúčom, ktorý môže rezať plast, plus vrtáky do plastu a hliníka vo veľkosti skrutiek.

Kliešte s dlhým plochým nosom

Kliešte na rezanie skrutiek - Budete potrebovať spôsob rezania skrutiek príslušnej dĺžky. Použil som pár klieští na rezanie skrutiek, aj keď som si istý, že existujú aj iné nástroje, ktoré môžu túto prácu vykonávať tiež.

Skrutkovač Philips

Voliteľne, ak ho chcete urobiť prenosným, budete potrebovať nasledujúce ďalšie diely:

1 x LiPo batéria [8 EUR] - kapacita bude závisieť od požadovanej životnosti batérie, účinnosti zosilňovača a priemernej spotreby energie.

1 x LiPo nabíjačka batérií / 5V zosilňovač [20 €] - Pre tento projekt som vybral PowerBoost 1000C od spoločnosti Adafruit. Na eBay sú k dispozícii aj oveľa lacnejšie alternatívy, aj keď som sa rozhodol ísť s týmto konkrétnym kvôli príjemnej funkcii, o ktorej hovoril, o ktorej budem hovoriť neskôr.

1 x 40-kolíkový dvojradový kolíkový konektor [menej ako 1 EUR]

1 x 40-kolíkový dvojradový kolíkový konektor [menej ako 1 EUR]

1 x 8-kolíkový kolíkový konektor [menej ako 1 EUR]

1 x 8-kolíkový kolíkový konektor [menej ako 1 EUR]

1 x kus prototypovej dosky [1 €] - Pretože budete musieť spájkovať hlavičky kolíkov na oboch stranách dosky, odporúčam zaobstarať si obojstranné. Prípadne môžete získať prototypovaciu dosku špeciálne navrhnutú pre Pi Zero, napríklad od MakerSpot.

1 x 1K odpory [menej ako 1 €]

1 x 10K odpor [menej ako 1 €]

1 x BC547 [menej ako 1 EUR] - Postačí akýkoľvek NPN tranzistor na všeobecné použitie, to som práve použil.

1 x DPST Momentary Switch [1 €] - V ideálnom prípade chcete spínač DPST, aby ste Pi mohli zapínať a vypínať rovnakým tlačidlom. Bohužiaľ som nemal okolo seba, takže som namiesto toho musel použiť dva oddelené okamžité prepínače SPST.

Káblové zapínanie na zips [menej ako 1 EUR] - Na prenosnú verziu, na pripevnenie batérie na zadnú stranu prototypovej dosky, je potrebná ešte jedna.

Spájkovací drôt

A nasledujúce ďalšie nástroje:

Spájkovačka

Pár nožov na drôt

Celkové náklady na neprenosnú verziu, bez napájania, kábla HDMI a adaptéra na mini HDMI, sa pohybovali okolo 30 EUR. A dodatočné náklady na prenosnosť boli tiež okolo 30 €. Väčšina dielov bola kúpená na eBay.

Krok 2: Príprava karty MicroSD

Napálenie obrazu na kartu microSD

Ako základ systému som sa rozhodol ísť s oficiálnym obrázkom Raspbian Lite a nainštalovať potom iba to, čo som potreboval. Ak chcete začať, najskôr si stiahnite najnovší obrázok Raspbian Lite z webu raspberrypi.org a napaľujte ho na kartu microSD.

Ak používate Linux, po rozbalení ho môžete napáliť spustením nasledujúceho príkazu ako root, dd if =/cesta/k/-raspbian-jessie-lite.img of =/dev/sdX bs = 4M

Kde X je písmeno zariadenia, ktoré zodpovedá vášmu microSD, napr. c. Pred spustením príkazu sa uistite, že na karte microSD nie sú žiadne pripojené oddiely. V prípade, že na odpojenie každého z nich použijete nasledujúci príkaz, umount /dev /sdXY

Buďte tu však veľmi opatrní, pretože použitie nesprávneho písmena namiesto písmena X môže spôsobiť nezvratné poškodenie systému a zničiť vám deň. Pred spustením príkazu dd dvakrát skontrolujte, či písmeno, ktoré ste zadali namiesto písmena X, skutočne zodpovedá písmenu zariadenia microSD.

Ak používate Windows, po stiahnutí obrázka Raspbian Lite a jeho rozbalení ho môžete pomocou Win32DiskImager napáliť na kartu microSD. Viac informácií nájdete v oficiálnej dokumentácii k Raspberry Pi.

V systéme MacOS je k dispozícii grafická aplikácia s názvom Etcher, ktorú je možné použiť na napaľovanie obrazu na kartu microSD. Alternatívne môžete tiež použiť dd podobne ako Linux, ale postup je trochu iný. Ďalšie informácie si opäť môžete overiť v oficiálnej dokumentácii.

Konfigurácia WiFi

Po napálení obrazu na kartu microSD budete musieť pred prvým spustením nakonfigurovať WiFi a tiež povoliť SSH.

Prvá vec, ktorú musíte urobiť, je vytvoriť prázdny súbor s názvom SSH v zavádzacom oddiele karty microSD. Ak používate systém Windows, bootovací oddiel bude s najväčšou pravdepodobnosťou jediným oddielom, ktorý môžete vidieť, pretože systém Windows nemôže natívne čítať alebo zapisovať oddiely ext4. Ak oddiely na karte microSD nie sú aktuálne nainštalované, jednoducho odpojte a znova zapojte kartu do počítača.

Potom znova v zavádzacom oddiele vytvorte súbor s názvom wpa_supplicant.conf pomocou nastavení bezdrôtového pripojenia. Obsah súboru by mal vyzerať podobne, krajina =

network = {ssid = psk = proto = RSN key_mgmt = WPA-PSK pairwise = CCMP auth_alg = OPEN}

proto môže byť buď RSN pre WPA2, alebo WPA pre WPA1.key_mgmt môže byť buď WPA-PSK, alebo WPA-EAP pre podnikové siete. párovo to môže byť buď CCMP pre WPA2, alebo TKIP pre WPA1.auth_alg bude pravdepodobne OTVORENÝ, zatiaľ čo LEAP a SHARED sú ďalšie možnosti. Pokiaľ ide o krajinu, ssid a psk, mali by byť do značnej miery samozrejmé.

To je všetko, teraz jednoducho odpojte kartu microSD z počítača a vložte ju do počítača Pi. Potom zapojte svoj Pi do monitora HDMI, zapojte modul kamery pomocou špeciálneho plochého kábla a nakoniec zapojte napájanie. Po niekoľkých sekundách by sa mal váš Pi naštartovať a automaticky pripojiť k vašej sieti WiFi. Na obrazovke by ste mali tiež vidieť IP adresu, ktorú získala zo servera DHCP vášho smerovača.

Aktualizácia 6. apríla 2018:

V prípade, že sa vám Pi z nejakého dôvodu nemôže počas bootovania pripojiť k WiFi, skúste namiesto toho nasledujúci príkaz wpa_supplicant.conf, krajina =

ctrl_interface = DIR =/var/run/wpa_supplicant GROUP = netdev update_config = 1 sieť = {ssid = "" psk = ""}

Nedávno som sa pokúšal nastaviť bezhlavý Pi Zero W s najnovšou verziou Raspbian a nedokázal som to spustiť, kým som nepoužil vyššie uvedený wpa_supplicant.conf. Ak sa tiež zdá, že máte rovnaký problém, môže to pomôcť.

Krok 3: Vytvorenie pripojenia SSH

V prípade, že ste k Pi ešte nepripojili monitor a nemôžete vidieť, akú IP adresu dostal, existuje niekoľko spôsobov, ako ho zistiť. Jedným zo spôsobov je kontrola protokolov servera DHCP vášho smerovača. Každý smerovač je iný, takže tento proces nebudem popisovať.

V systéme Linux je ďalším jednoduchým spôsobom spustenie nasledujúceho príkazu nmap ako root, nmap -sn x.x.x.x/r

Kde x.x.x.x je IP adresa vašej súkromnej siete, napr. 192.168.1.0 a y je počet jednotiek (v binárnom formáte) sieťovej masky, napr. pre sieťovú masku 255.255.255.0 je počet jednotiek 24. Takže pre konkrétnu sieť, ktorú by ste spustili, nmap -sn 192,168,1,0/24

Príkladom výstupu pre tento príkaz je nasledujúci, Začína sa Nmap 6.47 (https://nmap.org) o 2017-04-16 12:34 EEST

Správa o skenovaní Nmap pre 192.168.1.1 Host je hore (latencia 0,00044 s). Adresa MAC: 12: 95: B9: 47: 25: 4B (Intracom S. A.) Správa o skenovaní Nmap pre 192.168.1.2 Host je hore (latencia 0,0076 s). Adresa MAC: 1D: B8: 77: A2: 58: 1F (HTC) Správa o skenovaní Nmapu pre 192.168.1.4 Host je hore (latencia 0,00067 s). Adresa MAC: 88: 27: F9: 43: 11: Správa o skenovaní Nmapu EF (Raspberry Pi Foundation) Nmap pre hostiteľa 192.168.1.180 je spustená. Nmap hotový: 256 IP adries (4 hostitelia hore) bolo naskenovaných za 2,13 sekundy

Ako vidíte v mojom prípade, Pi má adresu IP 192.168.1.4.

Ak používate operačný systém Windows, je k dispozícii aj verzia nmap, ktorú môžete vyskúšať a ku ktorej nájdete ďalšie informácie tu. Po získaní IP adresy Pi k nej môžete vykonať SSH pomocou nasledujúceho príkazu v systéme Linux aj MacOS, ssh pi@

Alebo v systéme Windows pomocou PuTTY.

Predvolené heslo pre používateľa pi je malina.

Krok 4: Konfigurácia systému

Všeobecná konfigurácia

Pri prvom spustení je systém takmer úplne nenakonfigurovaný, takže je tu niekoľko úloh, ktoré musíte urobiť ako prvé.

Prvá vec, ktorú musíte urobiť, je zmeniť predvolené heslo pre používateľa pí, passwd

Potom budete musieť nakonfigurovať miestne nastavenia. Môžete to urobiť spustením nasledujúceho príkazu, sudo dpkg-prekonfigurovať miestne nastavenia

Pokračujte a vyberte všetky miestne nastavenia en_US pomocou medzerníka a ďalších požadovaných miest. Keď skončíte, stlačte Enter. Nakoniec vyberte en_US. UTF-8 ako predvolené miestne nastavenie a stlačte kláves Enter.

Ďalej budete musieť nakonfigurovať časové pásmo, sudo dpkg-prekonfigurovať tzdata

V tomto mieste je pravdepodobne vhodné aktualizovať systém, sudo apt-get aktualizácia

sudo apt-get upgrade sudo apt-get dist-upgrade

Ďalej musíte povoliť modul kamery pomocou príkazu raspi-config, sudo raspi-config

V ponuke vyberte položku Možnosti rozhrania a potom vyberte možnosť Fotoaparát. Odpovedzte áno na otázku, ktorá vás požiada o povolenie fotoaparátu, a potom vyberte položku OK. Nakoniec vyberte položku Dokončiť a odpovedzte áno na otázku, či chcete Raspberry Pi teraz reštartovať. Po reštarte sa znova pripojte k svojmu Pi prostredníctvom SSH rovnakým spôsobom ako predtým.

Ak chcete otestovať, či kamera funguje správne, môžete spustiť nasledujúci príkaz, raspivid -t 0

Video kanál by ste mali mať možnosť vidieť na svojom monitore HDMI, môžete ho kedykoľvek zastaviť stlačením Ctrl-C. V prípade potreby môžete tiež použiť vlajky -vf a -hf na prevrátenie obrazu vertikálne a/alebo horizontálne.

Nastavenie statickej adresy IP

Ďalšia vec, ktorú musíte urobiť, je nastaviť pre váš Pi statickú adresu IP. Ak to chcete urobiť pomocou nano, upravte svoj súbor /etc/dhcpcd.conf, sudo nano /etc/dhcpcd.conf

a na koniec pridajte nasledujúce riadky, rozhranie wlan0

static ip_address = statické smerovače = statické názvy_domén_služby =

Na nastavenie názov_domény_služieb môžete pridať viacero názvových serverov delených medzerami, ak chcete, napr. Môžete tiež pridať IP servera Google DNS, ktorý je 8.8.8.8 a použije sa ako záložný server. Ukončite stlačením klávesov Ctrl-X, zadajte príkaz y a nakoniec stlačením klávesu Enter uložte zmeny.

Potom reštartujte dhcpcd a sieťové služby spustením nasledujúcich dvoch príkazov, sudo systemctl reštartujte dhcpcd.service

sudo systemctl reštartujte networking.service

V tomto okamihu by mala relácia SSH prestať fungovať. Nebojte sa však, že sa to dá očakávať, pretože ste práve zmenili IP Pi, jednoducho sa k nej znova pripojte cez SSH, ale tentoraz pomocou IP, ktorú ste priradili.

Krok 5: Inštalácia GStreamer

Existuje niekoľko spôsobov, ako streamovať video z Raspberry Pi cez sieť, ale ten, ktorý poskytuje najmenšiu latenciu, je pomocou GStreamer. Ak chcete nainštalovať GStreamer, môžete jednoducho spustiť nasledujúce príkazy, sudo apt-get aktualizácia

sudo apt-get install gstreamer1.0-tools gstreamer1.0-plugins-good gstreamer1.0-plugins-bad

GStreamer má niekoľko závislostí, takže to bude chvíľu trvať. Po dokončení inštalácie môžete streamovať video z kamery súčasne cez sieť a HDMI pomocou nasledujúceho príkazu:

raspivid -t 0 -w 1920 -h 1080 -fps 30 -b 2000000 -o -| gst-launch-1.0 -v fdsrc! h264parse! rtph264pay konfiguračný interval = 1 bod = 96! gdppay! tcpserversink host = port = 5000

Tým sa vytvorí stream RTP na porte 5000, ktorý môže prijímať akýkoľvek počítač vo vašej lokálnej sieti pomocou GStreamer, gst-launch-1.0 -v tcpclientsrc host = port = 5000! gdpdepay! rtph264depay! avdec_h264! videokonvertovať! autovideosink sync = false

Inštalácia GStreamer na ľubovoľný počítač, na ktorom je spustená distribúcia Linuxu založená na Debiane, sa vykonáva úplne rovnako ako na Pi. Väčšina veľkých distribúcií mimo Debianu by mala mať vo svojich úložiskách aj GStreamer.

GStreamer je k dispozícii aj pre Windows a MacOS, podrobné informácie o jeho inštalácii nájdete tu a tu.

Krok 6: Nakonfigurujte streamovanie tak, aby sa automaticky spustilo pri štarte

Samozrejme, pomocou predchádzajúceho príkazu môžete začať streamovanie kedykoľvek chcete, aj keď to vyžaduje prvé pripojenie k Pi cez SSH, čo nie je príliš pohodlné. Čo namiesto toho chcete urobiť, je vytvoriť skript, ktorý sa spustí automaticky pri štarte ako služba a spustí streamovanie.

Aby ste to urobili, najskôr vytvorte súbor pomocou nano, sudo nano /usr/local/bin/network-streaming.sh

a do vnútra vložte nasledujúce dva riadky, #!/bin/bash

raspivid -t 0 -w 1920 -h 1080 -fps 30 -vf -hf -b 2000000 -o -| gst-launch-1.0 -v fdsrc! h264parse! rtph264pay konfiguračný interval = 1 bod = 96! gdppay! tcpserversink host = port = 5000

Príznaky -vf a -hf sa používajú na prevrátenie obrazu vertikálne a horizontálne. V závislosti od orientácie kamery po jej inštalácii ich môžete alebo nemusíte potrebovať.

Ukončite stlačením klávesov Ctrl-X, zadajte príkaz y a nakoniec stlačením klávesu Enter uložte zmeny. Potom skript spustite spustením, sudo chmod +x /usr/local/bin/network-streaming.sh

Ďalej musíte vytvoriť súbor služby systemd, sudo nano /etc/systemd/system/network-streaming.service

A vložte do nasledujúcich riadkov, [Jednotka]

Popis = Streamovanie videa po sieti = network-online.target Chce = network-online.target [Služba] ExecStart =/usr/local/bin/network-streaming.sh StandardOutput = žurnál+konzola Používateľ = pi Reštart = zlyhanie [Inštalovať] WantedBy = multi-user.target

Uložte súbor a ukončite nano a spustením nasledujúceho príkazu otestujte svoju službu, sudo systemctl start network-streaming.service

Ak všetko funguje podľa očakávania, môžete spustiť nasledujúci príkaz, aby sa služba automaticky spustila pri štarte, sudo systemctl povoliť network-streaming.service

Krok 7: Nastavenie systému súborov iba na čítanie

Jeden z veľkých problémov SD kariet a flash úložísk vo všeobecnosti je, že sú veľmi náchylné na korupciu.

Najlepším spôsobom, ako tomu zabrániť, je namontovať všetky oddiely karty microSD iba na čítanie. To vám tiež umožní kedykoľvek odpojiť napájanie z Pi bez toho, aby ste museli začať správne vypnutie, čo je veľmi užitočné najmä pre takúto aplikáciu.

Prvá vec, ktorú musíte urobiť, je odstrániť niektoré balíky spustením nasledujúceho príkazu, sudo apt-get purge triggerhappy logrotate dphys-swapfile

Ďalej musíte nahradiť rsyslog syslogd démonom busyboxu, ktorý umožní uchovávať systémové denníky v pamäti, sudo apt-get install busybox-syslogd

sudo apt-get purge rsyslog

a bež, sudo apt-get autoremove

na odstránenie balíkov, ktoré už nie sú potrebné.

Potom si budete môcť systémové protokoly kedykoľvek zobraziť pomocou príkazu logread.

Ďalej musíte presunúť /etc/resolv.conf do /tmp, ktorý bude pripojený k pamäti, pretože musí zostať zapisovateľný.

sudo rm /etc/resolv.conf

sudo touch /tmp/resolv.conf sudo ln -s /tmp/resolv.conf /etc/resolv.conf

Ďalší súbor, ktorý je potrebné zapisovať, je/var/lib/systemd/random-seed, takže podobne

sudo rm/var/lib/systemd/random-seed

sudo touch/tmp/random-seed sudo chmod 600/tmp/random-seed sudo ln -s/tmp/random-seed/var/lib/systemd/random-seed

Pretože súbor random-seed sa pri štarte bežne nevytvára a obsah súboru /tmp je volatilný, budete to musieť zmeniť úpravou súboru služby v súbore služby systemd-random-seed. Použitím nano

sudo nano /lib/systemd/system/systemd-random-seed.service

a stačí pridať riadok na koniec servisnej sekcie, ExecStartPre =/bin/echo "">/tmp/random-seed

takže to bude vyzerať takto, [Služba]

Typ = oneshot RemainAfterExit = yes ExecStart =/lib/systemd/systemd-random-seed load ExecStop =/lib/systemd/systemd-random-seed save ExecStartPre =/bin/echo "">> tmp/random-seed

a bež, sudo systemctl daemon-reload

znova načítajte súbory svojej služby systemd.

Ďalej budete musieť upraviť súbor /etc /fstab, sudo nano /etc /fstab

A pridajte voľbu ro na oddiely /dev /mmcblk0p1 a /dev /mmcblk0p2, aby sa mohli pri zavádzaní pripojiť ako iba na čítanie. A pridajte niekoľko ďalších riadkov, aby sa /tmp, /var /log a /var /tmp pripojili k pamäti. Po vykonaní týchto zmien by mal váš súbor /etc /fstab vyzerať podobne ako toto, predvolené hodnoty proc /proc proc 0 0

/dev /mmcblk0p1 /boot vfat defaults, ro 0 2 /dev /mmcblk0p2 /ext4 defaults, noatime, ro 0 1 # swapfile is not a swap partition, no line here # use dphys-swapfile swap [on | off] tmpfs /tmp tmpfs nosuid, nodev 0 0 tmpfs /var /log tmpfs nosuid, nodev 0 0 tmpfs /var /tmp tmpfs nosuid, nodev 0 0

Nakoniec upravte súbor cmdline.txt, sudo nano /boot/cmdline.txt

a na koniec riadka pridajte možnosti fastboot noswap ro, aby ste deaktivovali kontrolu súborového systému, deaktivovali swap a prinútili súborový systém pripojiť sa len na čítanie. Potom by váš súbor /boot/cmdline.txt mal vyzerať podobne ako toto, dwc_otg.lpm_enable = 0 console = serial0, 115200 console = tty1 root =/dev/mmcblk0p2 rootfstype = ext4 elevator = deadline fsck.repair = yes rootwait fastboot noswap ro

Nakoniec reštartujte systém, aby sa zmeny prejavili. Po reštarte, ak všetko bežalo podľa očakávania, sudo touch /boot /test

sudo dotyk /test

by vám v oboch prípadoch malo spôsobiť chybu „systém súborov iba na čítanie“. Teraz môžete svoj Pi kedykoľvek odpojiť od napájania, bez toho, aby ste riskovali poškodenie súborového systému na karte microSD.

Ak z nejakého dôvodu potrebujete urobiť dočasný koreňový súborový systém na čítanie a zápis, napr. na inštaláciu niektorých balíkov to môžete urobiť pomocou nasledujúceho príkazu, sudo mount -o remount, rw /

A keď skončíte, spustite nasledujúci príkaz, aby bol znova iba na čítanie, sudo mount -o remount, ro /

V prípade, že chcete vykonávať aktualizácie, pripojte /boot a /ako čítanie a zápis, pretože aktualizácie pre jadro a firmvér zapisujú aj oblasť /boot.

V tomto mieste sme so softvérovou časťou skončili, preto dôrazne odporúčam vypnúť počítač Pi, vybrať kartu microSD a vytvoriť zálohu obrázka na karte microSD.

Krok 8: Hackovanie modulu kamery

Aby sa kamerový modul mohol zamerať na objekty vo veľmi tesnej blízkosti a poskytnúť vám zväčšenie, budete ho musieť hacknúť, aby ste mohli zmeniť jeho ohniskovú vzdialenosť.

Objektív, ktorý je pripevnený na vrchu senzora, je skutočne priskrutkovaný na mieste a zaistený veľmi malým množstvom lepidla. Pomocou dlhých klieští s plochým nosom jemne otáčajte šošovkou dopredu a dozadu, aby prasklo lepidlo, a potom veľmi opatrne šošovku úplne odskrutkujte.

Potom nasaďte šošovku späť na modul a trochu ju priskrutkujte, aby nespadla, keď dosku obrátite hore nohami. Potom pripojte svoj Pi k monitoru, ak ste to ešte neurobili, zapojte napájanie a pozrite sa na stream videa.

Čo budete musieť urobiť, je nastaviť, ako veľmi je objektív naskrutkovaný na základni, aby bol fotoaparát schopný zaostrovať na objekty vo vzdialenosti asi 10 cm od objektívu. Skúste ísť oveľa nižšie, pretože na to, aby ste sa pod ním mohli spájkovať, musíte mať relatívne dobrú pracovnú vzdialenosť. Nebojte sa príliš veľa o tom, ako je perfektný, vždy môžete urobiť jemné úpravy po dokončení montáže mikroskopu.

Krok 9: Zostavenie mikroskopu

Teraz je čas na zábavnú časť, ktorou nie je nič iné ako zostavenie mikroskopu.

Aby ste ho mohli namontovať, najskôr budete musieť urobiť dva otvory s priemerom skrutiek na hornej čeľusti strmeňa a dva na jednej strane hliníkového puzdra.

Ďalej budete musieť otvoriť otvor vhodnej veľkosti, aby sa zmestil na pravítko. Nájdite si čas s týmto, pretože ak pôjdete príliš rýchlo, môžete zlomiť plast alebo spôsobiť, že bude diera príliš veľká. Potom, čo ste hotoví, vložte pravítko, aby ste sa presvedčili, že pekne zapadne dovnútra.

Teraz musíte na pravítku urobiť niekoľko dier na okraji pre montáž modulu kamery. Keď ste hotoví, zaskrutkujte modul kamery na miesto a odrežte zostávajúcu časť skrutiek.

Potom pripevnite strmeň na stranu hliníkového puzdra pomocou skrutiek, prevlečte pravítko s pripevneným kamerovým modulom otvorom a zaistite ho na mieste horúcim lepidlom. Nezabudnite pridať horúce lepidlo na obidve strany a zhora aj zospodu.

Nakoniec pripevnite dosku Raspberry Pi na pohyblivú časť strmeňa pomocou suchých zipsov, ako vidíte na obrázku, a pripojte kábel kamery.

A bolo to, teraz môžete zaostrovanie fotoaparátu jednoducho upravovať pohybom posuvného meradla hore a dole a ak chcete tiež doladiť ohniskovú vzdialenosť objektívu, aby ste pre vás dosiahli optimálnu pracovnú vzdialenosť.

Ak sa chcete dozvedieť aj to, ako to urobiť prenosným, môžete pristúpiť k ďalšiemu kroku.

Krok 10: Prenosnosť: softvér

PowerBoost 1000C má veľmi praktickú malú funkciu. Má aktivačný kolík, ktorý pri vysokom zatiahnutí aktivuje zosilňovač a začne dodávať energiu na svojom výstupe, pričom pri nízkom ťahu sa napájanie preruší.

Raspberry Pi má tiež peknú funkciu, ktorá nám umožňuje nakonfigurovať GPIO pin ako výstup, ktorý bude vo vysokom stave, keď je Pi zapnutý, a v nízkom stave po úspešnom vypnutí. Kombináciou týchto dvoch funkcií je možné vytvoriť softvérový vypínač/vypínač pre mikroskop.

Začnime od softvérovej časti, prvá vec, ktorú musíte urobiť, je povoliť túto funkciu Pi a zaistiť, aby na jednom pine GPIO od začiatku spustenia bola logická vysoká a po úspešnom vypnutí logická nízka.

Je to skutočne jednoduché. Všetko, čo musíte urobiť, je upraviť súbor /etc/config.txt, sudo mount -o remount, rw /boot

sudo nano /boot/config.txt

a na koniec pridajte nasledujúci riadok, dtoverlay = gpio-poweroff, gpiopin = 26, active_low

Ak teraz reštartujete svoj Raspberry a zmeriate napätie na pine GPIO26 (pin 37 na hlavičke GPIO) vzhľadom na zem, mali by ste vidieť 3,3 V od okamihu, keď sa Pi spustí. A po úplnom vypnutí, ktoré by malo byť 0V.

Teraz, keď je to hotové, musíte napísať jednoduchý skript, ktorý bude monitorovať stav druhého GPIO pinu a keď sa zníži, spustí vypnutie. Na tento účel budete musieť nainštalovať balík wiringpi, ktorý sa dodáva s príkazom gpio.

sudo mount -o remount, rw /

sudo apt-get aktualizovať sudo apt-get nainštalovať wiringpi

Teraz pomocou nano vytvorte skript, sudo nano /usr/local/sbin/power-button.sh

a vložte ho do nasledujúcich riadkov, #!/bin/bash

pokiaľ je to pravda, urobte if (($ (gpio read 24) == 0)) potom systemctl poweroff fi sleep 1 done

a po uložení a ukončení tiež urobte spustiteľný, sudo chmod +x /usr/local/sbin/power-button.sh

Je dôležité spomenúť, že kolík 24 wiringpi zodpovedá kolíku GPIO19, čo je kolík 35 na hlavičke GPIO. Ak to znie mätúco, môžete sa pozrieť na pinout Raspberry Pi na webovej stránke pinout.xyz a webovú stránku o pinoch na wiringpi.com. Spustenie príkazu gpio readall môže tiež pomôcť pri určovaní, ktorý pin je ktorý.

Ďalej musíte vytvoriť súbor služby systemd, sudo nano /etc/systemd/system/power-button.service

s nasledujúcim obsahom, [Jednotka]

Popis = Monitorovanie tlačidla napájania Po = network-online.target Chce = network-online.target [Služba] ExecStart =/usr/local/sbin/power-button.sh StandardOutput = žurnál+konzola Reštartovať = pri zlyhaní [Inštalovať] WantedBy = multi-user.target

Nakoniec, aby sa služba spustila a spustila pri spustení, sudo systemctl štart power-button.service

sudo systemctl povoliť službu power-button.service

a znova pripojte súborový systém iba na čítanie, sudo mount -o remount, ro /

Krok 11: Prenosnosť: hardvér

Teraz je čas na hardvérovú časť. Najprv musíte postaviť veľmi jednoduchý obvod, ktorý sa skladá z tranzistora NPN, dvoch rezistorov a momentového spínača DPST. Ďalšie podrobnosti si môžete pozrieť na obrázku schémy zapojenia.

Budete tiež musieť spájkovať samčiu pinovú hlavičku na GPIO Raspberry Pi a tiež ženskú na PowerBoost, aby ste mohli ľahko pripojiť to a Pi na dosku, ktorú budete stavať. Vaša doska bude v podstate pripevnená k vrchu Pi Zero ako HAT a PowerBoost k hornej časti dosky. Pi bude tiež napájaný priamo z hlavičky GPIO pomocou +5V kolíka PowerBoost.

Keď ste s spájkovaním hotoví, je čas dať všetko dohromady. Najprv pripevnite Pi na pohyblivú časť strmeňa pomocou suchých zipsov. Potom pripevnite batériu na zadnú stranu dosky, ktorú ste znova postavili, pomocou suchého zipsu a pripevnite ju k Pi, dávajte pozor, aby nebola príliš tesná, alebo by ste batériu mohli poškodiť. Na ňu pripevnite dosku PowerBoost a batériu zapojte do konektora. V neposlednom rade zapojte kábel kamery a pripojte Pi k modulu kamery a samozrejme nezabudnite zapojiť kartu microSD.

A sme konečne hotoví! Ak teraz stlačíte tlačidlo napájania a stlačíte ho asi 8 sekúnd, mal by sa začať proces zavádzania Pi a po jeho uvoľnení by mal pokračovať. Pi bohužiaľ nezačne okamžite vystupovať logiku vysoko na GPIO26, takže ak prestanete stlačiť tlačidlo príliš skoro, napájanie sa preruší.

Keď je proces zavádzania dokončený, opätovné stlačenie vypínača na približne jednu sekundu by malo spôsobiť vypnutie zariadenia Pi a prerušenie napájania.

Krok 12: Nápady na zlepšenie

Zbavte sa nechcených svetelných zdrojov

Na tom by nemalo až tak záležať, ak plánujete používať mikroskop iba na spájkovanie a kontrolu dosky, ale ak ste s ním chceli urobiť aj niekoľko fotografií, na vašich fotografiách sa môže objaviť nepríjemná červená škvrna. Je to spôsobené LED diódou modulu kamery, ktorá vždy svieti, keď kamera funguje.

Ak to chcete vypnúť, našťastie je to celkom jednoduché. Potom, čo urobíte zapisovateľnú oblasť /boot, sudo mount -o remount, rw /boot

upravte svoj /boot/config.txt pomocou nano, sudo nano /boot/config.txt

a na koniec pridajte nasledujúci riadok, disable_camera_led = 1

To by malo spôsobiť, že po reštartovaní systému zostane kontrolka LED fotoaparátu zhasnutá.

Ak ste teraz vyrobili prenosnú verziu, PowerBoost 1000C má bohužiaľ smiešne jasnú modrú diódu LED, ktorá indikuje, že je zapnuté napájanie. Že okrem toho, že by ste zničili expozíciu svojich fotografií, mohlo by vám to pri spájkovaní tiež veľmi prekážať, len kvôli tomu, ako je svetlé.

Z tohto dôvodu môžete zvážiť úplné odstránenie LED diódy napájania alebo odporu, ktorý je s ňou v sérii, z dosky. Alternatívne môžete namiesto toho nahradiť 1K odpor, ktorý je v sérii s ním, za väčší, aby LED dióda zhasla.

Nastaviteľné zväčšenie

Ak vám nevadí ušetriť pár peňazí navyše, a tak nezískate bežný kamerový modul Raspberry Pi a hackujete ho, aby ste zmenili jeho ohniskovú vzdialenosť, môžete tiež získať kamerový modul s nastaviteľnou ohniskovou vzdialenosťou, o niečo viac ako 20 EUR od eBay.

Takýto kamerový modul vám umožní ľahko nastaviť úroveň zväčšenia, pretože pri posúvaní fotoaparátu nižšie stačí pre zaostrenie trochu odskrutkovať objektív. To vám tiež umožní ľahko dosiahnuť pomerne veľké úrovne zväčšenia. Majte však na pamäti, že po bode bude hĺbka poľa taká lastovička, že spôsobí, že mikroskop bude takmer nepoužiteľný, ako môžete vidieť aj na priloženom obrázku.

Aby som to zhrnul, ak si to môžete dovoliť, dôrazne odporúčam zaobstarať si namiesto toho jeden z týchto kamerových modulov, pretože vám to poskytne neuveriteľnú flexibilitu.

Druhá cena v súťaži o mikrokontrolér 2017