Digitalηφιακό Επίπεδο με Laser Cross-Line: 15 Βήματα (με Εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:32

Γεια σε όλους, σήμερα θα σας δείξω πώς να φτιάξετε ένα ψηφιακό επίπεδο με προαιρετικό ενσωματωμένο λέιζερ cross-line. Πριν από περίπου ένα χρόνο δημιούργησα ένα ψηφιακό πολυεργαλείο. Ενώ αυτό το εργαλείο διαθέτει πολλές διαφορετικές λειτουργίες, για μένα, οι πιο συνηθισμένες και χρήσιμες είναι οι λειτουργίες μέτρησης επιπέδου και γωνίας. Έτσι, σκέφτηκα ότι θα ήταν παραγωγικό να φτιάξω ένα νέο, πιο συμπαγές εργαλείο εστιασμένο μόνο στην ανίχνευση γωνίας. Η συνέλευση είναι κατευθείαν, οπότε ελπίζουμε ότι θα είναι ένα διασκεδαστικό έργο Σαββατοκύριακου για τους ανθρώπους.

Έχω επίσης σχεδιάσει ένα έλκηθρο για να κρατάει το επίπεδο ενώ χρησιμοποιείτε λέιζερ διασταύρωσης. Μπορεί να ρυθμιστεί κατά +/- 4 μοίρες σε y/x για να βοηθήσει στην ισοπέδωση της γραμμής λέιζερ. Το έλκηθρο μπορεί επίσης να τοποθετηθεί σε τρίποδο κάμερας.

Μπορείτε να βρείτε όλα τα αρχεία που απαιτούνται για το επίπεδο στο Github μου: εδώ.

Το επίπεδο έχει πέντε λειτουργίες:

(Μπορείτε να τα δείτε στο παραπάνω βίντεο. Το να τα βλέπετε μάλλον θα έχει περισσότερο νόημα από το να διαβάζετε τις περιγραφές)

1. Επίπεδο X-Y: Αυτό είναι σαν ένα επίπεδο κυκλικής φυσαλίδας. Με το επίπεδο που βρίσκεται στο πίσω μέρος, η λειτουργία αναφέρει τις γωνίες κλίσης για την επάνω/κάτω και αριστερή/δεξιά όψη του εργαλείου.
2. Επίπεδο ρόλου: Αυτό είναι σαν ένα κανονικό αλφάδι. Με το επίπεδο να στέκεται όρθιο πάνω/κάτω/αριστερά/δεξιά, αναφέρει τη γωνία κλίσης των επάνω/κάτω όψεων του επιπέδου.
3. Γωνία: Όπως το επίπεδο ρολού, αλλά το επίπεδο βρίσκεται στο κάτω μέρος του.
4. Δείκτης λέιζερ: Απλώς ένα απλό λέιζερ με κουκκίδες, που προβάλλεται από τη δεξιά όψη του εργαλείου.
5. Cross-Line Laser: Προβάλλει έναν σταυρό από τη δεξιά όψη του επιπέδου. Αυτό μπορεί επίσης να ενεργοποιηθεί όταν χρησιμοποιείτε τις λειτουργίες Level X-Y ή Roll Level πατώντας δύο φορές το κουμπί "Z". Θα πρέπει να είναι προσανατολισμένος έτσι ώστε το κάτω μέρος να ευθυγραμμίζεται με τη γραμμή λέιζερ.

Για να γίνει το επίπεδο πιο συμπαγές και η συναρμολόγηση ευκολότερη, ενσωμάτωσα όλα τα μέρη σε ένα προσαρμοσμένο PCB. Τα μικρότερα εξαρτήματα έχουν μέγεθος 0805 SMD, τα οποία μπορούν εύκολα να κολληθούν με το χέρι.

Η θήκη του επιπέδου είναι τρισδιάστατη εκτύπωση και έχει διαστάσεις 74x60x23.8mm με λέιζερ cross-line, 74x44x23.8mm χωρίς, καθιστώντας το εργαλείο άνετα μεγέθους τσέπης σε κάθε περίπτωση.

Το επίπεδο τροφοδοτείται από μια επαναφορτιζόμενη μπαταρία LiPo. Θα πρέπει να σημειώσω ότι τα LiPo μπορεί να είναι επικίνδυνα εάν χειρίζονται ακατάλληλα. Το κύριο πράγμα δεν είναι να βραχυκυκλώσετε το LiPo, αλλά θα πρέπει να κάνετε κάποια έρευνα ασφάλειας εάν δεν είστε εξοικειωμένοι με αυτά.

Τέλος, τα δύο λέιζερ που χρησιμοποιώ είναι πολύ χαμηλής ισχύος και ενώ δεν συνιστώ να τα στρέφετε απευθείας στα μάτια σας, διαφορετικά θα πρέπει να είναι ασφαλή.

Εάν έχετε απορίες, αφήστε ένα σχόλιο και θα επανέλθω.

Προμήθειες

PCB:

Μπορείτε να βρείτε το αρχείο Gerber για το PCB εδώ: εδώ (πατήστε λήψη κάτω δεξιά)

Αν θέλετε να ελέγξετε το σχηματικό PCB, μπορείτε να το βρείτε εδώ.

Αν δεν μπορείτε να φτιάξετε PCB τοπικά, θα πρέπει να παραγγείλετε μερικά από έναν πρωτότυπο κατασκευαστή PCB. Εάν δεν έχετε αγοράσει ποτέ προσαρμοσμένο PCB, είναι πολύ απλό. οι περισσότερες εταιρείες διαθέτουν ένα αυτοματοποιημένο σύστημα εισαγωγής τιμών που δέχεται συμπιεσμένα αρχεία Gerber. Μπορώ να συστήσω JLC PCB, Seeedstudio, AllPCB ή OSH Park, αν και είμαι βέβαιος ότι οι περισσότεροι άλλοι θα λειτουργήσουν επίσης. Όλες οι προεπιλεγμένες προδιαγραφές πλακέτας από αυτές τις κατασκευές θα λειτουργήσουν καλά, αλλά φροντίστε να ορίσετε το πάχος της πλακέτας σε 1,6 mm (θα πρέπει να είναι η προεπιλογή). Το χρώμα του πίνακα είναι η προτίμησή σας.

Ηλεκτρονικά μέρη:

(σημειώστε ότι πιθανότατα μπορείτε να βρείτε αυτά τα ανταλλακτικά φθηνότερα σε ιστότοπους όπως το Aliexpress, το Ebay, το Banggood κ.λπ.)

• Ένα Arduino Pro-mini, 5V ver. Λάβετε υπόψη ότι υπάρχουν μερικά διαφορετικά σχέδια σανίδων εκεί έξω. Η μόνη διαφορά μεταξύ τους είναι η τοποθέτηση αναλογικών ακίδων A4-7. Έχω κάνει το PCB του επιπέδου έτσι ώστε να λειτουργούν και οι δύο πίνακες. Βρέθηκε εδώ.
• Ένας πίνακας διάσπασης MPU6050. Βρέθηκε εδώ.
• Ένας SSD1306 OLED 0,96 ". Το χρώμα της οθόνης δεν έχει σημασία (αν και η μπλε/κίτρινη έκδοση λειτουργεί καλύτερα). Μπορεί να βρεθεί σε δύο διαφορετικές διαμορφώσεις ακίδων, όπου οι ακίδες γείωσης/vcc αντιστρέφονται. Οποιαδήποτε θα λειτουργήσει για το επίπεδο. Βρείτε εδώ Το
• Μια πλακέτα φορτιστή TP4056 1s LiPo. Βρέθηκε εδώ.
• Μία μπαταρία LiPo 1s. Οποιοδήποτε είδος είναι καλό, αρκεί να χωράει σε ένταση 40x50x10mm. Η χωρητικότητα και η τρέχουσα έξοδος δεν είναι εξαιρετικά σημαντικά καθώς η κατανάλωση ενέργειας του επιπέδου είναι αρκετά χαμηλή. Μπορείτε να βρείτε αυτό που χρησιμοποίησα εδώ.
• Μία δίοδος λέιζερ 6,5x18mm 5mw. Βρέθηκε εδώ.
• Μία δίοδος λέιζερ διασταυρούμενης γραμμής 12x40mm 5mw. Βρέθηκε εδώ. (προαιρετικός)
• Δύο τρανζίστορ 2N2222 μέσω οπών. Βρέθηκε εδώ.
• Ένας διακόπτης διαφάνειας 19x6x13mm. Βρέθηκε εδώ.
• Τέσσερις αντιστάσεις 1Κ 0805. Βρέθηκε εδώ.
• Δύο αντιστάσεις 100K 0805. Βρέθηκε εδώ.
• Δύο κεραμικοί πυκνωτές 1uf 0805. Βρέθηκε εδώ.
• Δύο απτικά κουμπιά 6x6x10mm μέσω οπής. Βρέθηκε εδώ.
• Ανδρικές κεφαλίδες 2,54mm.
• Καλώδιο προγραμματισμού FTDI. Βρέθηκε εδώ, αν και άλλοι τύποι είναι διαθέσιμοι στο Amazon για λιγότερα. Μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε ένα Arduino Uno ως προγραμματιστή (εάν έχει αφαιρούμενο τσιπ ATMEGA328P), δείτε έναν οδηγό για αυτό εδώ.

Αλλα μέρη:

• Είκοσι στρογγυλοί μαγνήτες νεοδυμίου 6x1mm. Βρέθηκε εδώ.
• Ένα διαφανές ακρυλικό τετράγωνο 25x1,5mm. Βρέθηκε εδώ.
• Μικρό μήκος αυτοκόλλητου Velcro.
• Τέσσερις βίδες M2 4mm.

Εργαλεία/Αναλώσιμα

• Τρισδιάστατος εκτυπωτής
• Συγκολλητικό σίδερο με λεπτή μύτη
• Πλαστική κόλλα (για κόλληση ακρυλικού τετραγώνου, η υπερκολλητική ομίχλη)
• Υπερκόλλα
• Πυροβόλο θερμής κόλλας και ζεστή κόλλα
• Χρώμα+πινέλο (για πλήρωση ετικετών κουμπιών)
• Απογυμνωτής/κόφτης σύρματος
• Λαβίδες (για χειρισμό εξαρτημάτων SMD)
• Μαχαίρι χόμπι

Ανταλλακτικά έλκηθρου (προαιρετικά, εάν προσθέτετε λέιζερ διασταύρωσης)

• Τρία παξιμάδια Μ3
• Τρεις βίδες M3x16mm (ή μεγαλύτερες, θα σας δώσουν μεγαλύτερο εύρος ρύθμισης γωνίας)
• Ένα παξιμάδι 1/4 "-20 (για τοποθέτηση τρίποδου κάμερας)
• Δύο στρογγυλοί μαγνήτες 6x1mm (δείτε τον παραπάνω σύνδεσμο)

Βήμα 1: Σημειώσεις σχεδίασης (προαιρετικά)

Πριν ξεκινήσω στα βήματα κατασκευής του επιπέδου, θα καταγράψω μερικές σημειώσεις σχετικά με το σχεδιασμό, την κατασκευή, τον προγραμματισμό κλπ. Αυτά είναι προαιρετικά, αλλά αν θέλετε να τροποποιήσετε το επίπεδο με οποιονδήποτε τρόπο, μπορεί να είναι χρήσιμα.

• Οι εικόνες συναρμολόγησης που έχω είναι παλαιότερης έκδοσης του PCB. Υπήρχαν μερικά μικρά ζητήματα που έκτοτε έχω διορθώσει με μια νέα έκδοση PCB. Έχω δοκιμάσει το νέο PCB, αλλά βιαστικά για να το δοκιμάσω, ξέχασα τελείως να τραβήξω φωτογραφίες συναρμολόγησης. Ευτυχώς, οι διαφορές είναι πολύ μικρές και η συναρμολόγηση είναι ως επί το πλείστον αμετάβλητη, επομένως οι παλαιότερες εικόνες θα πρέπει να λειτουργούν καλά.
• Για σημειώσεις σχετικά με τα MPU6050, SSD1306 OLED και TP4056, ανατρέξτε στο βήμα 1 του ψηφιακού μου πολλαπλού εργαλείου.
• Wantedθελα να κάνω το επίπεδο όσο το δυνατόν πιο συμπαγές, διατηρώντας παράλληλα εύκολο να συναρμολογηθεί από κάποιον με μέσες δεξιότητες συγκόλλησης. Ως εκ τούτου, επέλεξα να χρησιμοποιήσω ως επί το πλείστον εξαρτήματα διαμπερών οπών και συνηθισμένους πίνακες διάσπασης εκτός ράφι. Χρησιμοποίησα αντιστάσεις/πυκνωτές 0805 SMD επειδή είναι αρκετά εύκολο να κολληθούν, μπορείτε να τις υπερθερμάνετε χωρίς να ανησυχείτε πολύ και είναι πολύ φθηνές για αντικατάσταση σε περίπτωση που σπάσετε/χάσετε έναν.
• Η χρήση προκατασκευασμένων σανίδων διάσπασης για τον αισθητήρα/OLED/μικροελεγκτή διατηρεί επίσης το συνολικό αριθμό εξαρτημάτων χαμηλό, οπότε είναι ευκολότερο να αγοράσετε όλα τα μέρη για τον πίνακα.
• Στο ψηφιακό μου πολυεργαλείο χρησιμοποίησα ένα Wemos D1 Mini ως τον κύριο μικροελεγκτή. Αυτό οφείλεται κυρίως στον προγραμματισμό περιορισμών μνήμης. Για το επίπεδο, επειδή το MPU6050 είναι ο μόνος αισθητήρας, επέλεξα να χρησιμοποιήσω ένα Arduino Pro-mini. Παρόλο που έχει λιγότερη μνήμη, είναι λίγο μικρότερο από ένα Wemos D1 Mini και επειδή είναι εγγενές προϊόν Arduino, η υποστήριξη προγραμματισμού περιλαμβάνεται εγγενώς στο Arduino IDE. Τελικά, έφτασα πολύ κοντά στη μεγιστοποίηση της μνήμης προγραμματισμού. Αυτό οφείλεται κυρίως στο μέγεθος των βιβλιοθηκών για το MPU6050 και το OLED.
• Επέλεξα να χρησιμοποιήσω την έκδοση 5v του Arduino Pro-Mini έναντι της έκδοσης 3.3v. Αυτό οφείλεται κυρίως στο ότι η έκδοση 5v έχει διπλή ταχύτητα ρολογιού από την έκδοση 3.3v, γεγονός που βοηθά το επίπεδο να ανταποκρίνεται περισσότερο. Ένα πλήρως φορτισμένο LiPo 1s εξάγει 4.2v, ώστε να μπορείτε να το χρησιμοποιήσετε για να τροφοδοτήσετε το pro-mini απευθείας από τον πείρο vcc. Με αυτόν τον τρόπο παρακάμπτεται ο ρυθμιστής τάσης 5v επί του σκάφους και γενικά δεν πρέπει να γίνει, εκτός εάν είστε βέβαιοι ότι η πηγή ισχύος σας δεν θα υπερβεί ποτέ τα 5v.
• Εκτός από το προηγούμενο σημείο, τόσο το MPU6050 όσο και το OLED δέχονται τάσεις μεταξύ 5-3v, οπότε το LiPo 1s δεν θα έχει προβλήματα τροφοδοσίας τους.
• Θα μπορούσα να είχα χρησιμοποιήσει έναν ρυθμιστή αύξησης 5v για να διατηρήσω ένα σταθερό 5v σε ολόκληρο τον πίνακα. Παρόλο που αυτό θα ήταν καλό να διασφαλιστεί μια σταθερή ταχύτητα ρολογιού (μειώνεται με τη μείωση της τάσης) και να αποφεύγεται η εξασθένιση των λέιζερ (κάτι που δεν είναι ιδιαίτερα αισθητό), δεν πίστευα ότι άξιζε τα πρόσθετα μέρη. Ομοίως, το 1S LiPo αποφορτίζεται κατά 95% στα 3,6v, οπότε ακόμη και στη χαμηλότερη τάση, το 5v pro-mini θα εξακολουθεί να λειτουργεί γρηγορότερα από την έκδοση 3,3v.
• Και τα δύο κουμπιά έχουν κύκλωμα αποσύνδεσης. Αυτό αποτρέπει την καταμέτρηση πολλαπλών πιέσεων ενός κουμπιού. Μπορείτε να καταργήσετε το λογισμικό, αλλά προτιμώ να το κάνω σε υλικό, γιατί χρειάζονται μόνο δύο αντιστάσεις και ένας πυκνωτής και τότε δεν χρειάζεται να ανησυχείτε ποτέ για αυτό. Εάν προτιμάτε να το κάνετε σε λογισμικό, μπορείτε να παραλείψετε τον πυκνωτή και να κολλήσετε ένα καλώδιο βραχυκυκλωτήρα μεταξύ των μαξιλαριών αντίστασης 100Κ. Θα πρέπει ακόμα να συμπεριλάβετε την αντίσταση 1Κ.
• Το επίπεδο αναφέρει το τρέχον ποσοστό φόρτισης LiPo στην επάνω δεξιά γωνία της οθόνης. Αυτό υπολογίζεται συγκρίνοντας την εσωτερική τάση αναφοράς του Arduino 1,1V με την τάση που μετράται στον πείρο vcc. Αρχικά σκέφτηκα ότι έπρεπε να χρησιμοποιήσετε έναν αναλογικό πείρο για να το κάνετε αυτό, το οποίο αντικατοπτρίζεται στο PCB, αλλά μπορεί να αγνοηθεί με ασφάλεια.

Βήμα 2: Συναρμολόγηση PCB Βήμα 1:

Αρχικά, θα συναρμολογήσουμε το PCB του επιπέδου. Για να διευκολύνουμε τη συναρμολόγηση, θα προσθέσουμε εξαρτήματα στον πίνακα σταδιακά, τακτοποιημένα κατά αύξηση του ύψους. Αυτό σας δίνει περισσότερο χώρο για να τοποθετήσετε το κολλητήρι σας, επειδή πρέπει να ασχοληθείτε μόνο με εξαρτήματα παρόμοιου ύψους ανά πάσα στιγμή.

Πρώτα πρέπει να κολλήσετε όλες τις αντιστάσεις και πυκνωτές SMD στην επάνω πλευρά του πίνακα. Οι τιμές παρατίθενται στο PCB, αλλά μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τη συνημμένη εικόνα για αναφορά. Μην ανησυχείτε για την αντίσταση 10K, καθώς δεν εμφανίζεται στην πλακέτα σας. Αρχικά επρόκειτο να το χρησιμοποιήσω για να μετρήσω την τάση της μπαταρίας, αλλά βρήκα έναν εναλλακτικό τρόπο να το κάνω.

Βήμα 3: Συναρμολόγηση PCB Βήμα 2:

Στη συνέχεια, κόψτε και απογυμνώστε τα καλώδια μολύβδου της μικρής διόδου λέιζερ. Πιθανότατα θα χρειαστεί να τα απογυμνώσετε μέχρι τη βάση του λέιζερ. Φροντίστε να παρακολουθείτε ποια πλευρά είναι θετική.

Τοποθετήστε το λέιζερ στην περιοχή αποκοπής στη δεξιά πλευρά του PCB. Μπορεί να θέλετε να χρησιμοποιήσετε λίγη κόλλα για να το κρατήσετε στη θέση του. Συγκολλήστε τα καλώδια λέιζερ στις οπές +/- με την ένδειξη "Laser 2" όπως φαίνεται στην εικόνα.

Στη συνέχεια, κολλήστε δύο 2N2222 στη θέση τους στην επάνω δεξιά γωνία του πίνακα. Βεβαιωθείτε ότι ταιριάζουν με τον τυπωμένο προσανατολισμό στον πίνακα. Όταν τα κολλάτε, σπρώξτε τα μόνο στη μέση μέχρι την σανίδα όπως φαίνεται στην εικόνα. Αφού συγκολληθούν, κόψτε τα πλεονάζοντα καλώδια και, στη συνέχεια, λυγίστε τα 2N2222, έτσι ώστε η επίπεδη όψη να βρίσκεται στο πάνω μέρος της σανίδας όπως φαίνεται στην εικόνα.

Βήμα 4: Συναρμολόγηση PCB Βήμα 3:

Αναποδογυρίστε τον πίνακα και κολλήστε μεμονωμένες αρσενικές κεφαλές στις οπές κοντά στη δίοδο λέιζερ. Στη συνέχεια, συγκολλήστε τη μονάδα TP4056 στις κεφαλίδες, όπως φαίνεται στην εικόνα. Βεβαιωθείτε ότι είναι τοποθετημένο στο κάτω μέρος της πλακέτας, με τη θύρα USB ευθυγραμμισμένη με την άκρη της σανίδας. Αποκόψτε τυχόν υπερβολικά μήκη κεφαλίδων.

Βήμα 5: Συναρμολόγηση PCB Βήμα 4:

Αναποδογυρίστε τον πίνακα στην επάνω πλευρά του. Χρησιμοποιώντας μια σειρά αρσενικών κεφαλίδων, κολλήστε τον πίνακα MPU6505 όπως φαίνεται στην εικόνα. Προσπαθήστε να διατηρήσετε το MPU6050 όσο το δυνατόν παράλληλο με το PCB του επιπέδου. Αυτό θα βοηθήσει να διατηρηθούν οι αρχικές ενδείξεις γωνίας κοντά στο μηδέν. Κόψτε τα πλεονάζοντα μήκη κεφαλίδας.

Βήμα 6: Συναρμολόγηση PCB Βήμα 5:

Συγκολλήστε αρσενικές κεφαλίδες για το Arduino Pro-Mini στη θέση τους στην επάνω πλευρά του πίνακα. Ο προσανατολισμός τους δεν έχει σημασία, εκτός από την πάνω σειρά των κεφαλίδων. Αυτή είναι η κεφαλίδα προγραμματισμού για τον πίνακα, επομένως είναι σημαντικό να είναι προσανατολισμένοι έτσι ώστε η μακριά πλευρά των κεφαλίδων να δείχνει προς τα έξω από την επάνω πλευρά του PCB του επιπέδου. Μπορείτε να το δείτε κάπως στην εικόνα. Επίσης, βεβαιωθείτε ότι χρησιμοποιείτε τον προσανατολισμό ακίδων A4-7 που ταιριάζει με το Pro-Mini σας (το δικό μου έχει τη σειρά στο κάτω μέρος του πίνακα, αλλά ορισμένα τα έχουν τοποθετήσει ως ζεύγη κατά μήκος μιας άκρης).

Στη συνέχεια, αν και δεν απεικονίζεται, μπορείτε να κολλήσετε το Arduino Pro-Mini στη θέση του.

Στη συνέχεια, κολλήστε την οθόνη SSD1306 OLED στη θέση της στο πάνω μέρος της πλακέτας. Όπως και με το MPU6050, προσπαθήστε να διατηρήσετε την οθόνη όσο το δυνατόν πιο παράλληλη με το PCB του επιπέδου. Λάβετε υπόψη ότι οι πλακέτες SSD1306 φαίνεται να διατίθενται σε δύο πιθανές διαμορφώσεις, μία με τις ακίδες GND και VCC να αντιστρέφονται. Και οι δύο θα λειτουργήσουν με τον πίνακα μου, αλλά πρέπει να διαμορφώσετε τους πείρους χρησιμοποιώντας τα jumper pads στην πίσω πλευρά του PCB του επιπέδου. Απλώς γεφυρώστε τα κεντρικά μαξιλάρια είτε στα μαξιλάρια VCC είτε στο GND για να ρυθμίσετε τους πείρους. Δυστυχώς, δεν έχω εικόνα για αυτό, καθώς δεν έμαθα για τις αντιστρεφόμενες καρφίτσες παρά μόνο αφού είχα αγοράσει και συναρμολογήσει το αρχικό PCB (οι καρφίτσες της οθόνης μου ήταν λάθος, οπότε έπρεπε να παραγγείλω μια εντελώς νέα οθόνη). Εάν έχετε οποιεσδήποτε ερωτήσεις, δημοσιεύστε ένα σχόλιο.

Τέλος, κόψτε τα περιττά μήκη καρφίτσας.

Βήμα 7: Συναρμολόγηση PCB Βήμα 6:

Εάν δεν το κάνατε στο προηγούμενο βήμα, συγκολλήστε το Arduino Pro-Mini στη θέση του στην κορυφή του PCB.

Στη συνέχεια, κολλήστε τα δύο απτά κουμπιά και το διακόπτη στη θέση του όπως φαίνεται στην εικόνα. Θα χρειαστεί να κόψετε τις γλωττίδες στερέωσης του διακόπτη με μια πένσα.

Βήμα 8: Συναρμολόγηση PCB Βήμα 7:

Συνδέστε μια μικρή λωρίδα Velcro στο πίσω μέρος του επιπέδου PCB και της μπαταρίας LiPo, όπως φαίνεται στην εικόνα. Αγνοήστε το επιπλέον κόκκινο καλώδιο μεταξύ του Arduino και της οθόνης στην πρώτη εικόνα. Έκανα ένα μικρό λάθος καλωδίωσης κατά το σχεδιασμό του PCB. Αυτό έχει διορθωθεί στην έκδοση σας.

Στη συνέχεια, συνδέστε την μπαταρία στο πίσω μέρος του PCB του επιπέδου χρησιμοποιώντας το Velcro. Στη συνέχεια, κόψτε και απογυμνώστε τα θετικά και αρνητικά καλώδια της μπαταρίας. Συγκολλήστε τα στα μαξιλάρια B+ και B- στο TP4056 όπως φαίνεται στην εικόνα. Το θετικό καλώδιο της μπαταρίας πρέπει να συνδεθεί στο B+και το αρνητικό στο B-. Πριν από τη συγκόλληση, πρέπει να επιβεβαιώσετε την πολικότητα κάθε σύρματος χρησιμοποιώντας ένα πολύμετρο. Για να αποφύγετε τη βραχυκύκλωμα της μπαταρίας, συνιστώ να ρίξετε και να κολλήσετε ένα καλώδιο κάθε φορά.

Σε αυτό το σημείο, το PCB του επιπέδου είναι πλήρες. Μπορεί να θέλετε να το δοκιμάσετε πριν το εγκαταστήσετε στη θήκη. Για να το κάνετε αυτό, παραλείψτε το βήμα αποστολής κώδικα.

Βήμα 9: Συνέλευση θήκης Βήμα 1:

Εάν προσθέτετε λέιζερ διασταύρωσης, εκτυπώστε "Main Base.stl" και "Main Top.stl". Θα πρέπει να ταιριάζουν με τα μέρη που απεικονίζονται.

Εάν δεν προσθέτετε λέιζερ διασταύρωσης, εκτυπώστε "Main Base No Cross.stl" και "Main Top No Cross.stl". Αυτά είναι τα ίδια με τα εικονιζόμενα μέρη, αλλά με το διαμέρισμα για το λέιζερ διασταύρωσης αφαιρεμένο.

Μπορείτε να βρείτε όλα αυτά τα μέρη στο Github μου: εδώ

Και για τις δύο περιπτώσεις, κολλήστε στρογγυλούς μαγνήτες 1x6mm σε κάθε μία από τις οπές στο εξωτερικό της θήκης. Θα χρειαστείτε 20 μαγνήτες συνολικά.

Στη συνέχεια, πάρτε την "Κύρια κορυφή" και κολλήστε ένα ακρυλικό τετράγωνο 25mm στην τομή όπως φαίνεται στην εικόνα. Μην χρησιμοποιείτε σούπερ κόλλα για αυτό γιατί θα θολώσει το ακρυλικό. Εάν σκοπεύετε να επαναπρογραμματίσετε το επίπεδο μόλις συναρμολογηθεί, μπορείτε να κόψετε το ορθογώνιο στην επάνω αριστερή γωνία της "Κύριας κορυφής" χρησιμοποιώντας ένα μαχαίρι χόμπι. Αφού συναρμολογηθεί πλήρως το επίπεδο, αυτό θα σας δώσει πρόσβαση στην κεφαλίδα προγραμματισμού. Σημειώστε ότι αυτό έχει ήδη αποκοπεί στις φωτογραφίες μου.

Τέλος, μπορείτε προαιρετικά να χρησιμοποιήσετε λίγο χρώμα για μελάνι στις ετικέτες κουμπιών "M" και "Z".

Βήμα 10: Συνέλευση θήκης Βήμα 2:

Και για τις δύο περιπτώσεις, τοποθετήστε το συναρμολογημένο επίπεδο PCB στη θήκη. Θα πρέπει να μπορεί να κάθεται στα εσωτερικά ανυψωτικά της θήκης. Μόλις είστε ικανοποιημένοι με τη θέση του, κολλήστε το ζεστά στη θέση του.

Βήμα 11: Μεταφόρτωση κώδικα

Μπορείτε να βρείτε τον κωδικό στο Github μου: εδώ

Θα χρειαστεί να εγκαταστήσετε τις ακόλουθες βιβλιοθήκες είτε χειροκίνητα είτε χρησιμοποιώντας τον διαχειριστή βιβλιοθηκών του Arduino IDE:

• I2C Dev
• Βιβλιοθήκη SSD1306 της Adafruit
• Αναφορά τάσης

Ευχαριστώ για το έργο που έκαναν οι Adafruit, Roberto Lo Giacco και Paul Stoffregen στην παραγωγή αυτών των βιβλιοθηκών, χωρίς τις οποίες, σχεδόν σίγουρα δεν θα μπορούσα να ολοκληρώσω αυτό το έργο.

Για να ανεβάσετε τον κώδικα, θα πρέπει να συνδέσετε ένα καλώδιο προγραμματισμού FTDI στην κεφαλίδα έξι ακίδων πάνω από το Arduino pro-mini. Το καλώδιο FTDI πρέπει είτε να έχει μαύρο καλώδιο είτε κάποιο είδος δείκτη για τον προσανατολισμό. Όταν εισάγετε το καλώδιο στην κεφαλίδα, το μαύρο σύρμα θα πρέπει να ταιριάζει με τον πείρο με την ένδειξη "blk" στο PCB του επιπέδου. Αν το αποκτήσετε σωστά, το LED τροφοδοσίας στο Arduino θα ανάψει, διαφορετικά θα πρέπει να αντιστρέψετε το καλώδιο.

Εναλλακτικά, μπορείτε να ανεβάσετε τον κώδικα χρησιμοποιώντας ένα Arduino Uno όπως περιγράφεται εδώ.

Όταν χρησιμοποιείτε οποιαδήποτε από τις δύο μεθόδους, θα πρέπει να μπορείτε να ανεβάσετε τον κώδικα όπως θα κάνατε σε οποιοδήποτε άλλο Arduino. Βεβαιωθείτε ότι έχετε επιλέξει το Arduino Pro-Mini 5V ως πίνακα στο μενού εργαλείων κατά τη μεταφόρτωση. Πριν ανεβάσετε τον κωδικό μου, θα πρέπει να βαθμονομήσετε το MPU6050 εκτελώντας το παράδειγμα "IMU_Zero" (βρίσκεται στο μενού παραδειγμάτων για το MPU6050). Χρησιμοποιώντας τα αποτελέσματα, θα πρέπει να αλλάξετε τις αντισταθμίσεις κοντά στο επάνω μέρος του κωδικού μου. Μόλις ρυθμιστούν οι αντισταθμίσεις, μπορείτε να ανεβάσετε τον κωδικό μου και το επίπεδο θα πρέπει να αρχίσει να λειτουργεί. Εάν δεν χρησιμοποιείτε λέιζερ cross-line, θα πρέπει να ορίσετε το "crossLaserEnable" σε false στον κώδικα.

Η λειτουργία του επιπέδου αλλάζει χρησιμοποιώντας το κουμπί "M". Πατώντας το κουμπί "Z" θα μηδενιστεί η γωνία ή θα ενεργοποιηθεί ένα από τα λέιζερ ανάλογα με τη λειτουργία. Όταν βρίσκεστε σε λειτουργία είτε σε ρολό είτε σε επίπεδο x-y, πατώντας δύο φορές το κουμπί "Z" θα ενεργοποιηθεί το cross-laser εάν είναι ενεργοποιημένο. Το ποσοστό φόρτισης της μπαταρίας εμφανίζεται στην επάνω δεξιά γωνία της οθόνης.

Εάν δεν μπορείτε να ανεβάσετε τον κωδικό, ίσως χρειαστεί να ορίσετε τον πίνακα ως Arduino Uno χρησιμοποιώντας το μενού εργαλείων.

Εάν η οθόνη δεν ενεργοποιηθεί, ελέγξτε τη διεύθυνση I2C της από όποιον την αγοράσατε. Από προεπιλογή στον κωδικό είναι 0x3C. Μπορείτε να αλλάξετε αλλάζοντας το DISPLAY_ADDR στο επάνω μέρος του κώδικα. Εάν αυτό δεν λειτουργεί, θα πρέπει να αφαιρέσετε το PCB του επιπέδου από τη θήκη και να επιβεβαιώσετε ότι οι ακίδες της οθόνης ταιριάζουν με αυτές του PCB του επιπέδου. Αν το κάνουν, πιθανότατα έχετε μια σπασμένη οθόνη (είναι αρκετά εύθραυστες και μπορεί να σπάσουν κατά τη μεταφορά) και θα πρέπει να την αφαιρέσετε.

Βήμα 12: Συναρμολόγηση Laser Cross-Line:

Εάν δεν χρησιμοποιείτε λέιζερ cross-line, μπορείτε να παραλείψετε αυτό το βήμα. Εάν είστε, πάρτε τη μονάδα λέιζερ και τοποθετήστε την στη θήκη όπως στην εικόνα, θα πρέπει να ασφαλίσει στις στρογγυλεμένες αποκοπές του λέιζερ.

Στη συνέχεια, πάρτε τα καλώδια του λέιζερ και σπρώξτε τα κάτω από την οθόνη στη θύρα Laser 1 στο PCB του επιπέδου. Απογυμνώστε και κολλήστε τα καλώδια στις θέσεις +/- όπως φαίνεται στην εικόνα. Το κόκκινο σύρμα πρέπει να είναι θετικό.

Τώρα, για να είναι χρήσιμο το λέιζερ διασταύρωσης, πρέπει να ευθυγραμμιστεί με τη θήκη του επιπέδου. Για να το κάνω αυτό, χρησιμοποίησα μια κάρτα ευρετηρίου λυγισμένη σε ορθή γωνία. Τοποθετήστε τόσο την κάρτα επιπέδου όσο και την κάρτα ευρετηρίου στην ίδια επιφάνεια. Ενεργοποιήστε το σταυρό λέιζερ και δείξτε το στην κάρτα ευρετηρίου. Χρησιμοποιώντας ένα τσιμπιδάκι ή πένσα, περιστρέψτε το μπροστινό καπάκι του φακού με λέιζερ μέχρι το σταυρό του λέιζερ να ευθυγραμμιστεί με τις οριζόντιες γραμμές της κάρτας ευρετηρίου. Μόλις είστε ικανοποιημένοι, ασφαλίστε τόσο το καπάκι του φακού όσο και τη μονάδα λέιζερ διασταυρούμενης γραμμής χρησιμοποιώντας θερμή κόλλα.

Βήμα 13: Τελική συνέλευση

Πάρτε το "Main Top" της θήκης και πιέστε το στο επάνω μέρος της "Main Base" της θήκης. Mayσως χρειαστεί να το γωνίσετε ελαφρώς για να το γυρίσετε στην οθόνη.

Ενημερώθηκε 2/1/2021, άλλαξε το επάνω μέρος για να στερεωθεί με τέσσερις βίδες M2 4mm. Θα πρέπει να είναι ευθεία.

Σε αυτό το σημείο το επίπεδο σας είναι πλήρες! Στη συνέχεια θα εξετάσω πώς να φτιάξετε το έλκηθρο ακριβείας, το οποίο μπορείτε προαιρετικά να φτιάξετε.

Εάν σταματάτε εδώ, ελπίζω να βρείτε το επίπεδο χρήσιμο και σας ευχαριστώ που το διαβάσατε! Εάν έχετε οποιεσδήποτε ερωτήσεις, αφήστε ένα σχόλιο και θα προσπαθήσω να σας βοηθήσω.

Βήμα 14: Συναρμολόγηση έλκηθρου ακριβείας Βήμα 1:

Θα περάσω τώρα από τα βήματα συναρμολόγησης για το έλκηθρο ακριβείας. Το έλκηθρο προορίζεται να χρησιμοποιηθεί σε συνδυασμό με τη λειτουργία επιπέδου X-Y. Τα τρία κουμπιά ρύθμισης σας παρέχουν εξαιρετικό έλεγχο της γωνίας του επιπέδου, κάτι που είναι χρήσιμο όταν αντιμετωπίζετε ανώμαλες επιφάνειες. Το έλκηθρο περιλαμβάνει επίσης χώρο για ένα παξιμάδι 1/4 -20, το οποίο σας επιτρέπει να τοποθετήσετε το επίπεδο σε ένα τρίποδο κάμερας.

Εκτυπώνοντας ένα "Precision Sled.stl" και τρία από τα δύο "Adjustment Knob.stl" και "Adjustment Foot.stl" (στην παραπάνω εικόνα λείπει ένα κουμπί ρύθμισης)

Στο κάτω μέρος του έλκηθρου, τοποθετήστε τρία παξιμάδια Μ3 όπως φαίνεται στην εικόνα και κολλήστε τα στη θέση τους.

Βήμα 15: Συναρμολόγηση έλκηθρου ακριβείας Βήμα 2:

Πάρτε τρία μπουλόνια M3 16mm (όχι δύο όπως φαίνεται στην εικόνα) και τοποθετήστε τα στα κουμπιά ρύθμισης. Η κεφαλή του μπουλονιού πρέπει να είναι στο ίδιο επίπεδο με το πάνω μέρος του κουμπιού. Αυτό θα πρέπει να είναι κατάλληλο για τριβή, αλλά ίσως χρειαστεί να προσθέσετε λίγο κόλλα για να συνδέσετε τα κουμπιά και τα μπουλόνια μεταξύ τους.

Στη συνέχεια, περάστε τα μπουλόνια M3 μέσα από τα παξιμάδια M3 που τοποθετήσατε στο έλκηθρο στο βήμα 1. Βεβαιωθείτε ότι η πλευρά με το κουμπί ρύθμισης είναι στην κορυφή του έλκηθρου όπως φαίνεται στην εικόνα.

Κολλήστε ένα πόδι ρύθμισης στο άκρο καθενός από τα μπουλόνια M3 χρησιμοποιώντας σούπερ κόλλα.

Αφού το κάνετε αυτό και για τα τρία πόδια, το έλκηθρο ακριβείας είναι πλήρες!:)

Μπορείτε προαιρετικά να εισάγετε ένα παξιμάδι 1/4 -20 και δύο στρογγυλούς μαγνήτες 1x6mm στις οπές στο κέντρο του έλκηθρου (βεβαιωθείτε ότι οι πολικότητες του μαγνήτη είναι απέναντι από αυτές στο κάτω μέρος του επιπέδου). Αυτό θα σας επιτρέψει να τοποθετήσετε το έλκηθρο και επίπεδο σε τρίποδο κάμερας.

Αν τα έχετε καταφέρει μέχρι τώρα, σας ευχαριστώ που το διαβάσατε! Ελπίζω να βρήκατε αυτό το ενημερωτικό/χρήσιμο. Εάν έχετε οποιεσδήποτε ερωτήσεις, αφήστε ένα σχόλιο.

Επόμενος στο διαγωνισμό Δημιουργία εργαλείου