Zdjęcie - drukowana w 3D kamera Raspberry Pi.: 14 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:31

Dawno temu na początku 2014 roku opublikowałem instruktażowy aparat o nazwie SnapPiCam. Kamera została zaprojektowana w odpowiedzi na nowo wydaną wersję Adafruit PiTFT.

Minął już ponad rok, a po moim niedawnym wejściu w druk 3D pomyślałem, że teraz jest dobry czas, aby ponownie odwiedzić SnapPiCam i wymyślić go na nowo jako aparat do druku 3D przy użyciu nowszych i lepszych części;)

Nowy aparat nazwałem Obrazem.

Kamera Picture Camera zdobyła drugą nagrodę w konkursie Raspberry Pi! Dziękujemy za wszystkie głosy i życzę wszystkim uczestnikom:)

Uwielbiasz druk 3D? Kochasz koszulki?

Następnie musisz sprawdzić kroki na mm.xyz!

Jest załadowany szeroką gamą części i komponentów do noszenia.

Krok 1: Elementy aparatu

Przed uruchomieniem aparatu fotograficznego musisz zebrać następujące części i wyposażenie…

Elektronika

• Raspberry Pi Model A+
• Adafruit PiTFT 2.8" TFT 320x240 + pojemnościowy ekran dotykowy
• Ładowarka Adafruit PowerBoost 1000
• Akumulator litowo-jonowo-polimerowy Adafruit - 3,7 V 2500 mAh
• Kamera Raspberry Pi i FFC (użyłem alternatywnej płytki kamery zgodnej z Omnivision OV5647).
• Adafruit Miniaturowy moduł WiFi (802.11b/g/n)
• Karta MicroSD o pojemności 8 GB lub więcej
• Miniaturowy przełącznik suwakowy 19mm
• Wkładka mosiężna 1/4-20 UNC (opcjonalnie).
• Przyciski dotykowe Adafruit (opcjonalnie)

Sprzęt komputerowy

• 4 x śruby M3 16mm (srebrne)
• 8 x wkręty M3 16mm (czarne)
• 4 x półnakrętki M4
• 4 x M3 20mm żeńskie mosiężne dystanse

Ogólny

• 2 x żeńskie szpilki DuPont
• Kabel
• Termokurczliwe

Części drukowane w 3D

• Dołączone są STL siedmiu części do druku zorientowanych do drukowania i ze ścięciem 0,5 mm na dolnych krawędziach, aby zmniejszyć łapę słonia (picture_STL.zip).
• Załączono oryginalny plik projektu 123D (obrazek.123dx).
• Wraz z plikami STEP dla całego modelu (picture_STEP.stp).

Narzędzia i wyposażenie

• Drukarka 3D BigBox
• Komputer Multibox
• Projekt 123D
• Lutownica
• Zaciski
• Klucze imbusowe
• Mały młotek
• Szczypce
• Linijka
• Nóż rzeźbiarski
• Odpowiednia przestrzeń do pracy

Gdy będziesz już pewien, że masz wszystko, czego potrzebujesz, możemy zacząć…..

Pomóż mi wesprzeć moją pracę w Instructables i Thingiverse

korzystając z poniższych linków partnerskich podczas dokonywania zakupów. Dziękuję:)

eBay.com | eBay.co.uk | eBay.fr | Amazon.co.uk

Krok 2: Test sprzętu

Już dawno nauczyłem się, że najlepiej sprawdzić elektronikę przed przystąpieniem do jakichkolwiek prac projektowych.

To może być bardzo przygnębiające, jeśli przejdziesz przez wszystkie ruchy projektowania i montażu, aby odkryć, że kiedy nadejdzie czas, aby coś włączyć, nic nie działa!

Najpierw przylutuj nagłówek GPIO i przełączniki dotykowe do PCB LCD. Usunąłem sam panel LCD, aby było trochę łatwiej.

Następnie musisz przejść przez samouczek dotyczący DIY WiFi Raspberry Pi z ekranem dotykowym, aby skonfigurować oprogramowanie. Miałem tę zaletę, że posiadałem komputer Multibox z zainstalowanym Raspberry Pi 2, dzięki czemu mogłem zainstalować i skonfigurować na nim całe oprogramowanie, zamiast walczyć z ograniczeniami Modelu A+. Konfiguruję opcjonalny wyłącznik zasilania i funkcje DropBox dla kamery. Polecam też funkcję automatycznego ładowania.

Podczas gdy oprogramowanie to robi, możemy przylutować kilka przewodów.

PowerBoost 1000 ma pin zezwalający na płytce drukowanej, sprytnie oznaczony jako EN. Podłączenie przewodu do EN, a drugi koniec do przełącznika, a następnie z powrotem do GND na PowerBoost oznacza, że możemy sterować mocą wyjściową oraz włączać i wyłączać kamerę.

Następnie musimy przenieść zasilanie z PowerBoost do Raspberry Pi. Zamierzamy podłączyć zasilanie do Pi przez GPIO, a nie za pomocą zwykłego gniazda zasilania MicroUSB. Nie chcemy, żeby kabel cały czas wystawał z boku aparatu.

Musimy wybrać odpowiednie piny, do których możemy dostarczyć zasilanie, jest pomocna ściągawka GPIO dostępna od RasPi. Tv i sprawdzając arkusz możemy podłączyć +5v do Pin-4 i GND do Pin-6.

Teraz lutujemy rzeczy razem. EN i GND z PowerBoost do przełącznika, +5v i GND z PowerBoost do GPIO Raspberry Pi.

Podłącz akumulator LiPo do PowerBoost, podłącz ładowarkę MicroUSB do PowerBoost i pozwól, aby bateria naładowała się trochę, podczas gdy będziesz porządkować oprogramowanie.

Gdy karta MicroSD jest gotowa, możesz ją podłączyć do Modelu A+ i włączyć. Jeśli wszystko poszło dobrze, powinieneś zobaczyć rzeczy na małym wyświetlaczu LCD.

Jeśli jesteś zadowolony, wszystko działa tak, jak powinno, możemy przejść dalej…..

Krok 3: Rozpocznij | Modelowanie 3D

Zamierzam użyć 123D Design do modelowania wszystkich części do druku 3D. Jeśli jeszcze go nie masz, pobierz go za darmo z ich strony internetowej https://www.123dapp.com/design postaram się wyjaśnić moje metody, ale jeśli potrzebujesz zapoznać się z podstawami, jest mnóstwo samouczków do zacząć.

Pierwszą rzeczą, którą zawsze robię, jest znalezienie odpowiedniego punktu odniesienia, punktu, z którego wykonywane są wszystkie inne pomiary i punktu wyjścia do tego projektu. W tym przypadku, ponieważ używamy Raspberry Pi Model A+, wybrałem cztery otwory montażowe M2.5 jako mój pierwszy punkt odniesienia; punkt odniesienia.

Zmierzyłem odległość między otworami montażowymi i z tych pomiarów wykonałem prostokąt w 123D Design. Na każdym rogu prostokąta umieściłem cylinder o promieniu 1,25. Mamy teraz punkt odniesienia, na którym musimy pracować.

Następnie zmierz wymiary planszy Modelu A+ i utwórz prostokąt, który będzie go reprezentował. Możesz wyrównać kształt PCB do prostokąta odniesienia otworu montażowego za pomocą narzędzia przyciągania. Stamtąd obejdź RPI i zmierz wszystkie główne komponenty, dodając je do modelu w miarę postępów. Podłączyłem i dołączyłem klucz WiFi jako część modelu Model A +.

Powtórz ten proces dla każdego z elementów elektronicznych, aż wszystkie zostaną wymodelowane w 123D Design.

Zrobiłem wstępną makietę miejsca, w którym chciałem, aby wszystkie komponenty znajdowały się w aparacie.

Krok 4: Budowanie sprawy | LCD

Po pierwsze, aby nieco ułatwić sprawę, nadałem każdemu składnikowi kolor za pomocą narzędzi materiałów. Pobaw się układem, ustawiając każdy komponent w pożądanej orientacji. Dodałem w czterech filarach, aby pokazać, gdzie chciałem iść śrubami obudowy.

Rzeźba mechaniczna

Używam kwadratowej bryły w 123D Design, aby wyrzeźbić obudowę wyświetlacza LCD. Umieść podstawową bryłę 20x20x20 na powierzchni modelu LCD. Za pomocą funkcji Pull przesuń krawędzie, aby objąć płytkę PCB LCD, wyświetlacz LCD, przyciski LCD i cztery proponowane śruby obudowy.

Utwórz kopię wyświetlacza LCD i odsuń go na chwilę od zespołu.

Z pozostałym wyświetlaczem LCD zwiększ długość wyświetlacza LCD i przycisków, aby wystawały przez bryłę. W tym celu możesz użyć narzędzia Pull.

Teraz używając narzędzia odejmowania, odejmij wyświetlacz LCD od właśnie utworzonej bryły. Powinno to pozostawić wcięcie na wyświetlaczu LCD w bryle i pozostawić wycięcie na wyświetlacz LCD i przyciski.

Przenieś skopiowany wyświetlacz LCD z powrotem na miejsce.

Możesz nieco odsunąć nową bryłę od zespołu, aby uzyskać lepszy wygląd. Dodałem krawędź 1mm x 1mm wokół wnętrza wycięcia LCD, która zapobiegnie wypadaniu LCD.

Opcjonalne mocowanie do statywu

Mam zapasową wkładkę mosiężną 1/4-20 UNC z innego projektu. Tak się składa, że jest to właściwy gwint do standardowych mocowań statywowych. Widząc świetną okazję dodałem w dziale mosiężną wkładkę na podstawie aparatu.

Krok 5: Następny poziom

Używając tej samej metody dopasowywania podstawowej bryły 20x20x20 możemy zbudować kolejną warstwę.

Płytki drukowane są utrzymywane w szczelinach w warstwach, więc nie ma potrzeby stosowania żadnych śrub poza czterema śrubami obudowy.

Są tylko dwie pary kabli, więc system jest bardzo prosty i świetny w obsłudze. Po prostu będziesz musiał poświęcić trochę czasu na zrobienie miejsca na wszystkie komponenty i sprawdzenie grubości PCB.

Krok 6: Chirurgia

Pamiętaj, aby zrobić kanał dla FFC kamery.

Poszedłem z 1mm grubością i 1mm z każdej strony.

Krok 7: Więcej warstw

Kontynuuj budowanie obudowy, aby zawrzeć wszystkie elementy. Pamiętaj, aby zrobić miejsce na komponenty na warstwach nad nimi, jak i pod nimi.

Krok 8: Przód

Przód aparatu jest otwarty na artystyczną interpretację tego, jak powinien wyglądać aparat. Chciałem, aby osłona obiektywu była zdejmowana, więc włożyłem cztery półnakrętki M3 do jednej z warstw i zrobiłem miejsce na kilka pasujących śrub M3 do mocowania osłony obiektywu.

Ostatnim akcentem było dodanie nazwy obrazu z przodu i zaokrąglenie rogów aparatu.

Krok 9: Ostatnie poprawki

Użyłem małego cylindra, aby stworzyć mały otwór na palce, aby włożyć i wyjąć kartę MicroSD z Modelu A +.

Zacząłem tworzyć otwory, przez które prześwitywały diody PowerBoost, aby łatwo było zobaczyć stan zasilania i ładowania, ale w połowie wykonywania niezbędnej pracy, głównie dlatego, że nie podobał mi się pomysł z wycięciem, trafiłem na zamiast tego inna możliwość zadruku etui na przezroczystym materiale. W ten sposób mogłem po prostu zostawić sprawę tak, jak była:)

Muszę przyznać, że trochę utknąłem w kwestii skręcania sprawy. Nie chciałem, aby gwinty wystawały z nakrętek z tyłu i naprawdę podobał mi się wygląd śruby z łbem gniazdowym z przodu. Oczywiście chciałem to samo z tyłu.

Po krótkim namyśle pomyślałem, jak sobie z tym poradzić…

Pomysł wziął się z obszaru, na który patrzyłem podczas projektowania mocowania elektroniki BigBoxa, w którym używamy wsporników PCB, aby podnieść płytkę Rumba z płyty podstawy drukarki. Widziałem rozpórki z gwintem żeńskim na obu końcach i chociaż mogłem umieścić rozpórkę w każdym rogu i po prostu wkręcić w nie z przodu iz tyłu. Oznaczałoby to, że nie będzie żadnych paskudnych nakrętek ani wystających nici!

Zrobiłem sześciokątne otwory w kilku wewnętrznych warstwach, w które umieściłem 20mm żeńsko-żeński mosiądz M3. Na koniec ustawiłem materiał obudowy na szkło, aby było przezroczyste.

Krok 10: Pierwszy wydruk i dopasowanie testowe

Wydrukować

123D Design może eksportować pliki STL do użytku z fragmentatorami. Używam Simplify3D, ale jest wiele innych, w tym Cura i Repetier.

Po wyeksportowaniu STL możemy je zaimportować do naszego fragmentatora. Pokrój pliki i wygeneruj G-Code do drukowania. Do pierwszego wydruku testowego użyłem Natural PLA. Wydrukowanie wszystkich części zajęło około 10 godzin.

Testuj dopasowanie

Przejdź przez proces montażu i sprawdź, czy wszystkie otwory są zgodne z komponentami, czy kamera FFC pasuje do gniazda i czy wyświetlacz LCD i przyciski są prawidłowo wyrównane.

Odkryłem, że wycięcie na mocowanie statywu nie działało zbyt dobrze, więc naprawimy to i kilka innych problemów w następnym kroku.

Krok 11: Poprawki

Guz w warstwie LCD dla mosiężnej wkładki wymaga zmiany. Plan jest taki, aby przenieść go do największej sekcji, w odpowiednią przestrzeń, gdzie nic nie będzie przeszkadzać.

Pierwszym krokiem jest usunięcie starej obudowy. Jest to prosty proces odejmowania niechcianej sekcji.

Następnie przenieś model z mosiężnej wkładki w wybrane miejsce i utwórz nową szczelinę za pomocą narzędzia odejmowania.

Musiałem trochę pobawić się otworami na przyciski LCD, aby wszystko było ładnie wyrównane.

Krok 12: Montaż końcowy

Przedrukowałem części z przezroczystego naturalnego PLA, z wyjątkiem przedniej pokrywy, która została wykonana z przezroczystego czerwonego M-ABS, a osłona obiektywu jest z czarnego PLA.

Teraz nadszedł czas, aby złożyć kamerę!

Do kabla zasilającego z PowerBoost zaciśnięte żeńskie złącza DuPont. Nie założyłem wtedy zwykłej plastikowej obudowy, ponieważ są one zbyt długie, aby zmieścić się w przestrzeni między LCD a Raspberry Pi. Pokrycie ich folią termokurczliwą zapobiegnie zwarciom, jeśli trochę się poruszą.

Odkryłem, że nadanie FFC nieco zakrzywienia znacznie ułatwiło podawanie przez szczeliny.

Możesz zmniejszyć długość kabla baterii, jeśli chcesz, ale upewnij się, że zachowałeś starą taśmę kaptonową lub najlepiej zastąpiłeś ją nową taśmą.

Zamocuj śruby i mosiężne wsporniki, aby wykończyć kamerę. Następnie włączymy go.

Krok 13: Włącz

Włóż kartę MicroSD, daj jej trochę soku, jeśli uważasz, że bateria może być słaba, a kiedy będziesz gotowy, przesuń przełącznik zasilania.

Ekran zgaśnie na kilka sekund podczas uruchamiania systemu, sekwencja rozruchowa powinna pojawić się na ekranie dość szybko.

Po załadowaniu przejdź przez menu i ustaw opcję Storage na DropBox lub gdziekolwiek chcesz!

Zrób kilka zdjęć

Możesz wyłączyć aparat, wychodząc z oprogramowania (poprzez menu ustawień), a następnie naciśnij przycisk zasilania na wyświetlaczu LCD. Wreszcie, gdy na wyświetlaczu LCD pojawi się Power Down, możesz wyłączyć zasilanie za pomocą przełącznika suwakowego. Alternatywnie w oprogramowaniu naciśnij przycisk zasilania na ekranie LCD i poczekaj, aż ekran aparatu przestanie odpowiadać. Daj mu kilka sekund dłużej, a następnie wyłącz zasilanie przełącznikiem suwakowym.

Krok 14: Montaż na statywie i przykładowe obrazy

Zdejmij zdejmowany wspornik statywu ze statywu, przykręć go do podstawy aparatu fotograficznego i umieść na statywie.

Cieszyć się:)

Druga nagroda w konkursie Raspberry Pi