Trackable Electric Longboard: 16 Steps (with Pictures)

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

Tento projekt pozostáva z elektrického longboardu, ktorý zachováva trasu pomocou malinového pi. Tieto relácie sú uložené v databáze mySQL a sú zobrazené na mojom webe, ktorý bol vytvorený pomocou mikrorámca „Flask“.

(Toto je školský projekt, ktorý bol vyrobený do 3 týždňov)

Krok 1: Materiály a nástroje

Tento projekt vyžaduje spájkovacie schopnosti a bude stáť približne 500 EUR.

Materiály:

Všetky materiály a odkazy na dodávateľov sú uvedené v liste kusovníka.

Náradie:

• Spájkovačka + cín
• Kliešte
• Horúca lepiaca pištoľ
• Sada skrutkovačov a imbusového kľúča
• Pincet sa môže niekedy hodiť
• Strihač/odizolovač drôtu

V tomto projekte sa používa sústruh, laserová rezačka a 3D tlačiareň!

Krok 2: Výmena kolies a príprava nákladného vozidla

V prvom rade som zobral tie malé biele kolieska z môjho longboardu. Potom som odstránil guľkové ložiská a vložil ich do oranžových 90 mm koliesok.

Kamión, na ktorom bude motor namontovaný, potrebuje malú úpravu. Koleso s ozubeným kolesom sa nezmestilo na nákladné auto longboardu, ktorý som si kúpil, takže som musel sústruhom odrezať asi 1 cm.

a namontoval ich na nákladné autá, okrem kolesa s prevodovým stupňom (náhodne som vybral pravé, zadné).

Krok 3: Rezanie a zváranie držiaka motora

Hliníkový držiak motora som vyrobil laserovým rezačom v rozmeroch z obrázku vyššie.

Umiestnenie držiaka je dôležité. Musí byť sklonený čo najviac nadol, bez toho, aby ste sa dotýkali dosky, a pretože mám veľký motor, uhol nie je taký veľký. Náhodou poznám zvárača, tak ho najskôr trochu zvaril a potom, aby som vyskúšal polohovanie, tlačil som kamióny zo strany na stranu, aby som zistil, či sa dotýka dosky.

Keď bola celá moja doska hotová, urobil som testovaciu jazdu a uvoľnil sa držiak motora, čo vysvetľuje, prečo bude môj motor na nasledujúcich fotografiách vyzerať poškodený;) Potom som požiadal svojho známeho, aby ho úplne zvaril.

Krok 4: Montáž motora a remeňa

Na upevnenie motora na držiak použite 4 skrutky M4*14.

Potom musíte na hriadeľ motora pripevniť 12 -zubovú motorovú remenicu. Uistite sa, že malé tučné písmo je na plochej časti hriadeľa!

Teraz môžete vziať jeden z remeňov a položiť ho okolo remenice, vziať koleso s prevodom a otáčať ním, kým nebude celý pás okolo ozubeného kolesa.

Utiahnite maticu nákladného auta, aby vám koleso nespadlo a je to.

Krok 5: Schémy zapojenia

Elektronické súčiastky boli zapojené podľa vyššie uvedených schém.

Prvý z nich je úplnou schémou elektroniky.

Druhý diagram ukazuje všetky pripojenia časti elektrického longboardu, 6s UBEC až 12V prejde na nasledujúci diagram. Tento diagram zobrazuje obvod svetiel a senzorov, ktoré sú ovládané malinovým Pi.

Ako ste už pravdepodobne videli, obrazovka tft má ženskú hlavičku, ktorá zaberá mnoho pinov. Piny, ktoré potrebujeme pre sériovú komunikáciu s GPS modulom. Preto som spájkoval drôty na potrebných kolíkoch (obrázok 4-6) so zásuvkou, ktorá sa zapojí do Pi.

Krok 6: Pripojenie BMS

Na schému pripojenia som použil comsa42 his intructables.

Na nabíjanie lipoov som použil balančnú dosku BMS (systém správy batérií), aby som ich mohol nechať vo svojom puzdre a nabiť ich pomocou „inteligentnej nabíjačky“prostredníctvom vodotesného konektora DC

Spájkoval som dva káble pre nabíjací port na BMS, jeden na P- (čierny) a druhý na P+ (červený). (Tieto káble nemusia byť také hrubé, pretože tadiaľ prejdú iba 2 ampéry. nabíjací port)

POZNÁMKA: Na začiatku som používal DC konektor so skrutkami, ale neskôr som ho nahradil vodotesným DC konektorom z kusovníka. Zástrčku zatiaľ nespájkujte, inak budete mať problém, keď ju budete chcieť vložiť do svojho krytu.

Pripojil som dve batérie do série s jednou z kúpených „zástrčiek v sérii XT60 2 v sérii“, ktoré som kúpil. Ten mužský konektor som zapojil do ženského a spájkoval som k nemu hrubý červený a čierny drôt. Červený vodič smeruje k B+ a BMS a čierny k B-.

Potom vyvažovacie káble pre batérie. Použil som dva z kúpených vyvažovacích káblov a odpojil som červený vyvažovací kábel pre batériu jeden a posledný čierny vodič pre batériu dva na oboch stranách. Nepotrebujeme ich, pretože sú rovnaké ako hrubé vodiče batérie, ktoré sme už pripojili. Potom ho spájkujte v správnom poradí ako na obrázku.

POZNÁMKA: V strede som pripojil uzemnenie k plusu z ďalšej batérie, ale to nie je skutočne potrebné, pretože sériový konektor to už robí.

Krok 7: Prepínač zapnutia/vypnutia (tlačidlo slučky)

Namiesto toho, aby som si kúpil 60-dolárový protiiskrivý spínač, vyrobil som slučkový kľúč. Princíp je jednoduchý. V obvode prerušíte a zapnete dosku, zapojte konektor XT90 proti iskrám a obvod je uzavretý, bez iskier.

Najprv som spájkoval drôt so zástrčkou samec (obrázok 2-4) a potom niekoľko 3,5 mm konektorov s guľkou do zásuvky XT90.

Na pripojenie k batériám som použil mužský konektor XT60 na ženský konektor XT60, ale s prerušením červeného vodiča. Potom som spájkoval konektory guľiek na konce, kde som drôt prestrihol na polovicu, aby som namiesto spájkovania priamo na kábel mohol zapojiť zásuvku XT90. Pripojte ho teda a voilá, vypínač je hotový.

Krok 8: VESC, indikátor batérie a UBEC Connecor

Vytvoril som si vlastný „3 paralelne k 1 konektoru“tak, že som k sebe prilepil 3 hlavičky XT60 (obr. 1) a spájkoval som drôt s kladmi stromu a vodič s negatívmi stromu (obr. 2-6). Potom som k nemu pripájal samčí konektor a chránil holé káble čiernou páskou. (obrázky 7-9)

VESC a indikátor

Pripojte zástrčku XT60 samec k napájacím káblom VESC a ku káblom indikátora percenta/napätia batérie.

uBEC

Odpojte 2 vyvažovacie káble a spájku na vonkajšom konci so zástrčkou XT60. Samičie konce sa pripájajú na vstupnú stranu uBEC (menič napätia).

UPOZORNENIE: Vyvažovacie káble som o niečo skrátil, ale to bola chyba, takže ich nechajte neporušené;)

Krok 9: Snímač motora do Vesc

Na pripojenie snímača motora k VESC použite dva z krokových káblov. Motor má 5 kolíkov, 2 pre strom napájania pre Hallove snímače (1 pin na Hallov senzor).

Vytiahnite štyri káble zo 4 -kolíkovej strany a z druhého krokového kábla vyberte ďalší kábel, orežte ich o niečo kratšie a na koniec spájkujte niekoľko kolíkových konektorov. Dajte ich do správneho poradia ako na obrázkoch

Na zaistenie všetkého použite zmršťovacie bužírky a pásku! Keď je to hotové, jediné, čo musíte urobiť, je dať ich v správnom poradí od VESC k motoru.

Krok 10: Napájanie Raspberry Pi

Potrebujeme prevodník na 12 V až 5 V, ktorý bude napájať malinový pi cez USB, a tak ma hneď napadla nabíjačka do auta. Je to lacné a praktické riešenie.

POZNÁMKA: Predtým, ako ho otvoríme, by ste sa mali uistiť, že si pamätáte, ktorý z portov môže dodávať 2,1 ampéra, pretože Pi to potrebuje.

Odstráňte teda nálepku a odskrutkujte hornú časť nabíjačky do auta a potom uvoľnite kolík na spodnej strane. Potom sa ľahko otvorí, pružinu (+12 V) a kovový zakrivený predmet (GND) spájkujte a nahraďte ich 2 z týchto vyvažovacích drôtov (spájkujte mužskú stranu s plošnými spojmi).

Keď to bolo hotové, skontroloval som, či je všetko v poriadku, pripojením DC konektora k vodičom zapojeným do napájania mojej LED diódy a zmeral som výstupné napätie USB (Dve vonkajšie sú +5V a GND).

Ak je všetko v poriadku, holé kovové časti môžete skryť teplom zmrštiteľnými rúrkami a páskou.

POZNÁMKA: Skontrolujte polaritu nabíjačky, pretože sa môže líšiť.

Krok 11: Zapojenie pí, svetiel a GPS

Teraz sila pre svetlá.

Dostávame 12V z nášho uBEC a potrebujeme to pre naše predné svetlá, zadné svetlo a nabíjačku do auta. Malinový pi nemôže dodávať dostatok prúdu ani napätia na napájanie diód LED, takže budeme musieť použiť tranzistor. 12V bude slúžiť ako zdroj energie a Raspberry Pi ich bude zapínať a vypínať riadením základne tranzistora NPN (2N222: obr. 2), takže to spájajme s prototypovou doskou.

Najprv je všetko zadné svetlo ako zadná časť longboardu a malinový pi bude vpredu, takže kábel bude musieť byť predĺžený (obr. 3-5). Koncové svetlo má 3 drôty. Čierna (negatívna), žltá (smerové/koncové svetlo), červená (brzdové/brzdové svetlo). Ale pretože je len veľmi malý rozdiel medzi brzdovým a stretávacím svetlom, rozhodol som sa použiť červený vodič a žltý nechať tak. Vložte dlhý kovový drôt do dodaného kovu zadného svetla a ohýbajte ho, kým sa už nemôže uvoľniť. Vykonajte to pre čierny a červený vodič.

Pri zadných svetlách ich spájkujte rovnobežne. Potom prototypová doska. Pripojte vnútorné konce dvoch vyvažovacích drôtov k doske a pomocou medeného drôtu priveďte 12 V po celej doske. Potom pridajte tranzistory, jeden pre predné svetlá a jeden pre zadné svetlá. Zberač -> 12 V, žiarič -> GND na základni k rezistoru a potom k drôtu so ženským koncom, ktorý sa zmestí na malinové pi GPIO piny (kolíky 20 a 21). Nabíjačka do auta môže byť napájaná 12 V, potom vložte USB kábel do správneho USB vstupu a koniec micro USB vložte do malinového pi.

Pripojenia GPS:

PI GPS

3,3 V -> Vin

GND -> GND

RX -> TX

TX -> RX

POZNÁMKA: Len 2 piny základne z tranzistora potrebujú externý odpor na obmedzenie prúdu. Svetlá ich nepotrebujú, pretože sú zabudované do diód LED.

Krok 12: Bývanie

Diely, ktoré patria k sebe, som zabalil do plastových fólií, aby som sa ubezpečil, že všetky drôty sú zaistené a potom je jednoduchšie vložiť i do puzdra. Všetky diely som navrhol vo vynáleze a vytlačil ich pomocou mojej 3D tlačiarne. K dispozícii sú všetky súbory vynálezcu (.ipt) a súbory tlačiarne/krájača (.stl). Návrhy sú veľmi základné.

Zadná strana (časti elektrického longboardu)

Môžete vložiť indikátor batérie a zásuvku XT90 a potom umiestniť plastovú škatuľu. Akonáhle bolo puzdro zaseknuté, zafixoval som zástrčku XT90 horúcim lepidlom tak, aby zostala zaseknutá, keď je spínač zatiahnutý dovnútra a von. Tiež som pridal skrutku do vnútornej časti puzdra hneď vedľa steny, kde je pripevnená zástrčka XT90, aby stenu nebolo možné zatlačiť pri zasúvaní kľúča slučky.

Anténa z modulu GPS je dlhá, veľmi dlhá. Oba konce som teda nechal von z krabice a drôt som zložil do tejto časti puzdra.

POZNÁMKA: Používajte malé skrutky, ktoré nie sú dlhšie, než je longboard hrubý!

Akonáhle to bolo dobré, vymenil som svoj testovací DC konektor za vodotesný. Niektoré drôty s konektormi samičej strely som spájkoval s drôtmi a konektormi mužskej strely na vodičoch, ktoré sú pripevnené k doske BMS. Po druhé, drôty nemusia byť také hrubé, pretože nabíjačka dodáva iba asi 2 ampéry. Bude tiež jednoduchšie zapojiť konektor do puzdra pomocou menších káblov …

Predná strana (malinový pi s GPS a svetlami)

Zasuňte obrazovku do zadnej časti puzdra. Vložte všetky káble do krytu a priskrutkujte ich. Môžete tiež vložiť fóliu alebo niečo medzi anténu a malinový Pi, pretože bol veľmi magnetický a počítačom sa to vždy nepáči.

POZNÁMKA: Pri zasúvaní obrazovky TFT do krytu buďte opatrní, aby ste nepoškodili káble, ktoré ovládajú dotyk. Stalo sa mi…

Krok 13: Základné nastavenie Pi

V prvom rade potrebujeme SD kartu s Raspbianom. Tu si môžete stiahnuť raspbian. Akonáhle je stiahnutý, môžeme nainštalovať raspbian na kartu SD. Softvér môžete nainštalovať do počítača pomocou programu Win32Discmanager alebo etcher.

Keď je nainštalovaný, budete musieť pridať súbor s názvom 'ssh' bez rozšírenia, aby ste povolili SSH na pí. Akonáhle to urobíte, môžete naštartovať malinu a pridať ju do siete.

Pi nebude mať pripojenie k vašej sieti, takže budete musieť nastaviť adresu APIPA. Toto je adresa IP, ktorú bude mať pi, keď nebude mať pripojenie k sieti. Otvorte súbor „cmdline.txt“na SD karte a pridajte adresu APIPI. Napríklad: „ip = 169.254.10.5“.

POZNÁMKA: Uistite sa, že všetko stojí na jednom riadku, inak to nebude fungovať!

Vložte SD do PI, pridajte sieťový kábel z vášho pi do počítača a potom zapojte napájanie.

Potom môžete použiť Putty alebo ak používate mac, stačí použiť terminál na vytvorenie pripojenia SSH.

ssh [email protected]

Pridanie bezdrôtového pripojenia:

Ak chcete do svojho pí pridať novú sieť, zadajte tento príkaz:

echo ZADAJTE_VÁŠE_HESLO | wpa_passphrase ENTER_YOUR_SSID >>

/etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf

Po reštarte by ste mali byť schopní nájsť vašu IP adresu na smerovači a pripojiť sa k vášmu pí prostredníctvom ssh s touto IP adresou.

ssh pi@IP_FROM_PI

Vždy nájsť vašu IP je trochu otravné, takže si nastavme názov hostiteľa, aby sme ho mohli namiesto toho použiť (na to je potrebná inštalácia bonjour na windown PC).

sudo raspi-config nonint do_hostname CHOOSE_A_HOSTNAME

POZNÁMKA: Ak chcete v budúcnosti používať názov hostiteľa, zadajte pravidlo SSH takto:

ssh USER@YOUR_HOSTNAME.local

Mali by sme si byť istí, že systém pi a balíky sú aktuálne:

Zadaním nasledujúceho príkazu si uvedomíte, že:

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

Krok 14: Vložte projekt na svoj Pi

Nový užívateľ

Pre tento projekt som vytvoril nového používateľského „longboardu“:

Na to budeme musieť ísť na koreň

sudo -i

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

Ostatné môžete nechať prázdne. Ako ďalšie budeme musieť používateľovi poskytnúť „longboard“práva sudo

adduser longboard sudo

Potom sa vrátime k nášmu používateľovi longboardu

na longboarde

Balíčky

Inštalácia niektorých balíkov pre projekt. Balíky na hostovanie webových stránok a databázy

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

Databáza konektorov, webové stránky s balíčkami a knižnice s detekciou 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

Nastavenie databázy

Skontrolujte stav mysql

sudo systemctl status mysql

Po zadaní tohto príkazu uvidíte, že MySQL počúva iba na serveri 127.0.0.1 -> nie je prístupný zo siete, iba lokálny (na základe vlastného nastavenia).

ss -lt | grep mysql

Spustite klienta ako roo

sudo mysql

Vytvoriť používateľov:

VYTVORIŤ UŽÍVATEĽA „project-admin“@„localhost“IDENTIFIKOVANÝ „@min_l0ngb0@rd“;

VYTVORIŤ UŽÍVATEĽ „project-longboard“@„localhost“IDENTIFIKOVANÝ „l0ngb0@rd“;

Vytvorenie databázy a nastavenie oprávnení:

VYTVORIŤ DATABÁZU longboard_db;

UDELTE VŠETKY PRIVILEGY NA longboard_db.* Na 'project-admin'@'localhost' S GRANT MOŽNOSŤOU; > VÝBER, VLOŽIŤ, AKTUALIZOVAŤ, VYMAZAŤ NA longboard_db.* TO 'project-longboard'@'localhost'; > FLUSH PRIVILEGES;

Spustite skript sql na vytvorenie tabuliek, taktiež sa vytvorí predvolený používateľ pre web:

(používateľské meno: longboard, heslo: test):

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

výjazd

Otestujte, či spustenie súboru fungovalo:

echo 'show tables;' | mysql longboard_db -t -u project -admin -p

Vytvorte adresár „longboard“a klonujte môj projekt z github

longboard mkdir && cd longboard

klon git

Ak ste použili rovnaký názov adresára a používateľa ako ja, nemali by ste upravovať súbory v adresári conf.

Ak ste to neurobili, mali by ste upraviť súbory (> sudo nano conf/filename.extension)

Akonáhle sú cesty správne, musíte skopírovať súbory do systémového adresára. Existujú stromové služby.

• Jeden pre kioskové stránky na localhost.
• Jeden pre modul gps s pripojením k databáze
• Jeden pre web dostupný vo vašej sieti

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

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

Keď je všetko v poriadku, mali by ste ich povoliť, aby sa automaticky spustili pri štarte pi:

(Ak predchádzajúci krok zlyhá, mali by ste skontrolovať cesty v konfiguračných súboroch.)

sudo systemctl povoliť project1-*

Konfigurácia služby nginx:

• skopírujte conf/nginx do „sites-available“(a dajte mu lepší názov)
• odstráňte odkaz na predvolenú konfiguráciu
• odkaz na novú konfiguráciu/nginx
• reštartujte, aby sa zmeny aktivovali

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

Skontrolujte, či nginx prežil:

sudo systemctl status nginx.service

Akonáhle to urobíte, mali by ste mať vo svojej sieti k dispozícii webový server na ip vášho pi a web na localhost na spustenie a zastavenie relácie offline.

Krok 15: Nastavenie režimu kiosku Raspberry Pi

Inštalácia balíkov

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

Zadajte súbor automatického spustenia používateľa pi:

sudo nano/etc/xdg/lxsession/LXDE-pi/automatické spustenie

Budete musieť komentovať (dať # pred riadok) existujúce pravidlo:

#@xscreensaver -no -splash

Ďalej pridajte tieto riadky pod riadok šetriča 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

Stlačením ctrl-O a potom ctrl-X vypíšte a ukončite súbor a zadajte:

sudo raspi-config

Odtiaľ prejdite nadol na boot_behaviour a zmeňte toto nastavenie tak, aby sa bootovalo v režime pracovnej plochy a v predvolenom nastavení sa prihlásilo ako používateľské pi.

POZNÁMKA: Ak sa chcete dostať z režimu kiosku, môžete napísať

prehliadač chromo sudo killall.

Tým sa zatvoria všetky inštancie prehliadača Chrome.

Krok 16: Ako to funguje

Keď sa pí zavedie, uvidíte IP adresu na obrazovke tft spolu so zoznamom všetkých používateľov dosky.

Prostredníctvom tejto obrazovky môžete začať reláciu offline. Môžete tiež ovládať svoje svetlá. Ak do prehliadača zadáte IP adresu, dostanete sa na prihlasovaciu obrazovku. Môžete sa prihlásiť pomocou predvolenej používateľskej „dosky“(heslo: test). alebo si môžete vytvoriť nový účet. Keď je hotový, zobrazí sa váš hlavný panel. Tu môžete vidieť svoju trasu cesty a celkovú vzdialenosť, čas cesty. Ak prejdete na kartu longboard, uvidíte aktuálne umiestnenie dosky, môžete zapnúť svetlá a môžete začať nahrávať reláciu. Keď kliknete na „začať reláciu“, PI bude neustále určovať umiestnenie a ukladať ho do databázy, kým nestlačíte „zastaviť reláciu“. Ak systém GPS nemá opravu, reláciu nemožno začať, v hornej časti obrazovky sa zobrazí upozornenie. Vaše relácie sa zobrazia na mape Google.

Druhé miesto v súťaži Make it Move