Изображение - напечатанная на 3D-принтере камера Raspberry Pi: 14 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:53

Еще в начале 2014 года я опубликовал обучаемую камеру под названием SnapPiCam. Камера была разработана в ответ на недавно выпущенный Adafruit PiTFT.

Прошло уже больше года, и с моим недавним набегом на 3D-печать я подумал, что сейчас хорошее время, чтобы вернуться к SnapPiCam и заново изобрести ее как камеру для 3D-печати, используя новые и лучшие детали;)

Я назвал новую камеру Картинкой.

Фотокамера заняла второе место в конкурсе Raspberry Pi! Спасибо за все ваши голоса и молодец всем участникам:)

Любите 3D-печать? Любите футболки?

Тогда вам нужно проверить steps-per-mm.xyz!

Он загружен огромным выбором запчастей и компонентов, которые можно носить.

Шаг 1. Компоненты камеры

Прежде чем приступить к работе с фотокамерой, вам необходимо собрать следующие детали и оборудование …

Электроника

• Raspberry Pi Модель A +
• Adafruit PiTFT 2,8 "TFT 320x240 + емкостный сенсорный экран
• Зарядное устройство Adafruit PowerBoost 1000
• Литий-ионно-полимерный аккумулятор Adafruit - 3,7 В, 2500 мАч
• Камера Raspberry Pi и FFC (я использовал альтернативную совместимую плату камеры на базе Omnivision OV5647).
• Миниатюрный модуль Wi-Fi Adafruit (802.11b / g / n)
• Карта MicroSD емкостью 8 ГБ или больше
• Ползунковый переключатель Miniture 19 мм
• Латунная вставка 1 / 4-20 UNC (опция).
• Кнопки тактильного переключателя Adafruit (опционально)

Аппаратное обеспечение

• 4 винта M3 16 мм (серебристого цвета)
• 8 винтов M3 16 мм (черные)
• 4 x полугайки M4
• 4 x M3 20-миллиметровые латунные прокладки с внутренней и внутренней резьбой

Общий

• 2 x женские шпильки DuPont
• Кабель
• Термоусадочная

Детали, напечатанные на 3D-принтере

• Прилагаются STL семи печатаемых частей, ориентированных для печати и с фаской 0,5 мм на нижних краях, чтобы уменьшить стопу слонов (picture_STL.zip).
• Оригинальный файл 123D Design прилагается (рисунок.123dx).
• Вместе с файлами STEP для всей модели (picture_STEP.stp).

Инструменты и оборудование

• 3D-принтер BigBox
• Multibox ПК
• 123D Дизайн
• Паяльник
• Обжимы
• Аллен Киз
• Малый молот
• Плоскогубцы
• Правитель
• Ремесленный нож
• Подходящая работа | пространство

Как только вы убедитесь, что у вас есть все необходимое, мы можем начать …

Пожалуйста, помогите поддержать мою работу над Instructables и Thingiverse.

используя следующие партнерские ссылки при совершении покупок. Спасибо:)

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

Шаг 2: Тест оборудования

Я давно понял, что лучше всего проверять электронику, прежде чем начинать какие-либо дизайнерские работы.

Будет очень обидно, если вы пройдете через все этапы проектирования и сборки и обнаружите, что, когда приходит время включать, ничего не работает!

Сначала припаяйте разъем GPIO и тактильные переключатели к плате ЖК-дисплея. Я снял саму ЖК-панель, чтобы упростить задачу.

Затем вам нужно будет пройти через Руководство Adafruit DIY WiFi Raspberry Pi Touchscreen Camera Tutorial, чтобы настроить программное обеспечение. У меня было преимущество в том, что у меня был ПК Multibox с установленным Raspberry Pi 2, который позволял мне устанавливать и настраивать все программное обеспечение на нем, а не бороться с ограничениями модели A +. Я настраиваю дополнительный выключатель питания и функции DropBox для камеры. Я также рекомендую функцию автоматической загрузки.

Пока программа делает это, мы можем припаять провода.

PowerBoost 1000 имеет разрешающий контакт на печатной плате, хитро помеченный как EN. Подключение провода к EN, а другой конец к переключателю, а затем обратно к GND на PowerBoost означает, что мы можем контролировать выходную мощность и включать и выключать камеру.

Затем нам нужно подключить PowerBoost к Raspberry Pi. Мы собираемся подавать питание на Pi через GPIO, а не через обычную розетку MicroUSB. Мы не хотим, чтобы кабель постоянно торчал из стороны камеры.

Нам нужно выбрать правильные контакты, на которые мы можем подавать питание, есть полезная шпаргалка по GPIO, доступная на RasPi. Tv, и проверяя лист, мы можем подключить + 5 В к контакту 4 и GND к контакту 6.

Теперь спаяем вещи вместе. EN и GND от PowerBoost до переключателя, + 5V и GND от PowerBoost до Raspberry Pi GPIO.

Подключите LiPo аккумулятор к PowerBoost, подключите зарядное устройство MicroUSB к PowerBoost и дайте аккумулятору немного зарядиться, пока вы разбираетесь с программным обеспечением.

Когда карта MicroSD будет готова, вы можете подключить ее к модели A + и включить. Если все прошло хорошо, вы должны увидеть все на маленьком ЖК-дисплее.

Если вы довольны, все работает как надо, можем двигаться дальше…..

Шаг 3: Начало | 3D моделирование

Я собираюсь использовать 123D Design для моделирования всех деталей для 3D-печати. Если у вас его еще нет, возьмите его бесплатно с их веб-сайта https://www.123dapp.com/design, я попытаюсь объяснить свои методы, но если вам нужно пройти через основы, есть множество руководств для начать.

Первое, что я всегда делаю, это нахожу подходящую точку отсчета, точку, от которой производятся все остальные измерения, и отправную точку для этого проекта. В этом случае, поскольку мы используем Raspberry Pi Model A +, я выбрал четыре монтажных отверстия M2.5, которые являются моей первой точкой отсчета; данные.

Я измерил расстояние между монтажными отверстиями и на основе этих измерений сделал прямоугольник в программе 123D Design. В каждом углу прямоугольника я поместил цилиндр с радиусом 1,25 дюйма. Теперь у нас есть данные, с которыми нам нужно работать.

Затем измерьте размеры платы модели A + и создайте прямоугольник для ее представления. Вы можете выровнять форму печатной платы по контрольному прямоугольнику монтажного отверстия с помощью инструмента привязки. Оттуда обойдите RPI и измерьте все основные компоненты, добавляя их в модель по мере продвижения. Я подключил и включил ключ Wi-Fi как часть модели Model A +.

Повторите этот процесс для каждого электронного компонента, пока все они не будут смоделированы в 123D Design.

Я сделал грубый макет того, где я хотел, чтобы все компоненты были в камере.

Шаг 4: Создание дела | ЖК-дисплей

Во-первых, чтобы упростить задачу, я присвоил каждому компоненту цвет с помощью инструментов «Материал». Поиграйте с макетом, расположив каждый компонент в нужной вам ориентации. Я добавил четыре колонны, чтобы обозначить, где я хотел бы разместить винты корпуса.

Механическое моделирование

Я использую твердый квадрат в 123D Design, чтобы вылепить корпус для ЖК-дисплея. Поместите базовое твердое тело 20x20x20 на лицевую сторону ЖК-модели. Используя функцию Pull, переместите края, чтобы охватить ЖК-плату, ЖК-дисплей, кнопки ЖК-дисплея и четыре предлагаемых винта корпуса.

Создайте копию ЖК-дисплея и на время отодвиньте ее от сборки.

С оставшимся ЖК-дисплеем увеличьте длину ЖК-дисплея и кнопок, чтобы они выступали через твердое тело. Для этого можно использовать инструмент «Вытягивание».

Теперь, используя инструмент вычитания, вычтите ЖК-экран из только что созданного твердого тела. Это должно оставить отступ на ЖК-экране и оставить вырез для ЖК-дисплея и кнопок.

Верните скопированный ЖК-дисплей на место.

Вы можете немного отодвинуть новое твердое тело от сборки, чтобы лучше рассмотреть. Я добавил выступ размером 1 мм x 1 мм вокруг внутренней части вырезанного ЖК-дисплея, чтобы он не выпадал.

Дополнительное крепление для штатива

У меня есть запасная латунная вставка 1 / 4-20 UNC, которую я купил из другого проекта. Так получилось, что это правильная резьба для стандартных креплений для штатива. Увидев прекрасную возможность, я добавил секцию для латунной вставки в основании камеры.

Шаг 5: следующий уровень

Используя тот же метод настройки основного твердого тела 20x20x20, мы можем построить следующий слой.

Платы удерживаются в пазах в слоях, поэтому нет необходимости в каких-либо винтах, кроме четырех винтов корпуса.

Также имеется всего две пары кабелей, поэтому система очень проста и удобна для работы. Вам просто нужно потратить некоторое время на то, чтобы освободить место для всех компонентов и проверить толщину печатной платы.

Шаг 6: Операция

Не забудьте создать канал для FFC камеры.

Я использовал толщину 1 мм и 1 мм с каждой стороны.

Шаг 7: больше слоев

Продолжайте наращивать корпус, чтобы вместить все компоненты. Не забудьте освободить место для компонентов на слоях как над ними, так и под ними.

Шаг 8: Фронт

Передняя часть камеры открыта для некоторой художественной интерпретации того, как должна выглядеть камера. Я хотел, чтобы крышку объектива можно было снимать, поэтому я вставил четыре полугайки M3 в один из слоев и освободил место для некоторых подходящих винтов M3, чтобы удерживать крышку объектива.

Последним штрихом было добавление имени Picture спереди и закругление углов камеры.

Шаг 9: Последние штрихи

Я использовал небольшой цилиндр, чтобы создать небольшое отверстие для пальцев, чтобы вставить и вынуть карту MicroSD из модели A +.

Я начал проделывать отверстия для светодиодов PowerBoost, чтобы они светили сквозь них, чтобы было легко увидеть состояние питания и заряда, но на полпути к выполнению необходимой работы, в основном потому, что мне не понравилась идея вырезания, я нажал на другая возможность печати корпуса на прозрачном материале. Так я мог просто оставить футляр как есть:)

Должен признаться, я немного не знал, как скрутить корпус. Я не хотел, чтобы резьба выходила из гаек сзади, и мне очень понравился вид винта с утопленной головкой спереди. Естественно хотелось такой же на спине.

Немного поразмыслив, я подумал, как с этим справиться…

Идея возникла из области, на которую я смотрел при проектировании крепления электроники BigBox, где мы используем стойки для печатных плат, чтобы поднять плату Rumba с опорной пластины принтера. Я видел стойки с внутренней резьбой на обоих концах, и хотя я мог поставить стойку в каждом углу и просто ввинтить в них спереди и сзади. Это означало бы, что не было бы никаких неприятных орехов или голых ниток!

Я проделал шестигранные отверстия в нескольких внутренних слоях, где я вставил 20-миллиметровую латунную стойку M3 мама-мама. Наконец, я установил в качестве материала корпуса стекло, чтобы оно было прозрачным.

Шаг 10: первая печать и проверка примерки

Распечатать

123D Design может экспортировать файлы STL для использования с слайсерами. Я использую Simplify3D, но есть много других, включая Cura и Repetier.

После экспорта файлов STL мы можем импортировать их в наш слайсер. Нарежьте файлы и сгенерируйте G-код для печати. Я использовал натуральный PLA для первой пробной печати. На печать всех деталей ушло около 10 часов.

Тестовая посадка

Пройдите процесс сборки и убедитесь, что все отверстия соответствуют компонентам, что FFC камеры проходит через слот и что ЖК-дисплей и кнопки совмещены правильно.

Я обнаружил, что вырез для крепления штатива работает не очень хорошо, поэтому мы исправим это и несколько других проблем на следующем шаге.

Шаг 11: Исправления

Необходимо изменить выступ в слое ЖК-дисплея для латунной вставки. План состоит в том, чтобы переместить его в самую большую секцию в подходящее место, где он ничем не будет мешать.

Первым делом снимаем старый корпус. Это простой процесс вычитания ненужной части.

Затем переместите модель с латунной вставки туда, где она нужна, и создайте новый слот с помощью инструмента вычитания.

Мне пришлось немного поиграть с отверстиями для кнопок ЖК-дисплея, чтобы все было хорошо выровнено.

Шаг 12: Окончательная сборка

Я перепечатал детали из прозрачного натурального PLA, за исключением передней крышки, которая сделана из прозрачного красного M-ABS, а крышка объектива из черного PLA.

Пришло время собрать камеру!

К кабелю питания от PowerBoost я обжал разъемы Female DuPont. Тогда я не подошел к обычному пластиковому корпусу, так как он слишком длинный, чтобы поместиться между ЖК-дисплеем и Raspberry Pi. Покрытие их термоусадочной лентой предотвратит короткое замыкание, если они немного подвинутся.

Я обнаружил, что если придать FFC небольшую кривую, то прохождение через слоты стало намного проще.

Вы можете уменьшить длину кабеля аккумулятора, если хотите, но убедитесь, что вы либо сохранили старую каптоновую ленту, либо, в идеале, замените ее новой.

Установите винты и латунные стойки, чтобы закончить камеру. Далее мы включим его.

Шаг 13: Включите

Слот для карты MicroSD, дайте ей немного заряда, если вы думаете, что батарея может быть разряжена, а затем, когда вы будете готовы, сдвиньте переключатель питания.

Экран станет белым на несколько секунд, пока система загружается, последовательность загрузки должна появиться на экране довольно быстро.

После того, как он загрузится, перейдите по меню и установите для параметра «Хранилище» значение DropBox или где угодно!

Сфотографируйся

Вы можете выключить камеру, выйдя из программного обеспечения (через меню настроек), а затем нажав кнопку питания на ЖК-дисплее. Наконец, когда на ЖК-дисплее появится Power Down, вы можете отключить питание с помощью ползункового переключателя. Или же, находясь в программном обеспечении, нажмите кнопку питания на ЖК-дисплее и подождите, пока экран камеры не перестанет отвечать. Подождите несколько секунд и затем выключите питание с помощью ползункового переключателя.

Шаг 14: Установка на штатив и образцы изображений

Снимите съемный кронштейн штатива со штатива, прикрутите его к основанию фотоаппарата и установите на штатив.

Наслаждаться:)

Второй приз в конкурсе Raspberry Pi