Kính hiển vi hàn Raspberry Pi Zero HDMI / WiFi: 12 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:34

Việc hàn các thành phần SMD đôi khi có thể là một chút khó khăn, đặc biệt là khi nói đến những thứ như chip TQFP có kích thước chân 0,4mm với 100 chân trở lên. Trong những trường hợp như vậy, việc tiếp cận với một số loại phóng đại có thể thực sự hữu ích.

Trong một nỗ lực để giải quyết vấn đề này, tôi đã quyết định chế tạo kính hiển vi hàn của riêng mình dựa trên Raspberry Pi Zero W và một mô-đun máy ảnh. Kính hiển vi có khả năng truyền video Full HD trực tiếp đến màn hình HDMI mà thực tế không có độ trễ, rất lý tưởng cho việc hàn. Nhưng cũng có thể qua WiFi với độ trễ dưới nửa giây, điều này khá tốt để kiểm tra hội đồng quản trị.

Theo tùy chọn, với một chút chi phí bổ sung, kính hiển vi cũng có thể được chế tạo di động, kết hợp với khả năng phát trực tuyến video Wi-Fi của nó sẽ mở ra thêm một khía cạnh cho các trường hợp sử dụng tiềm năng.

Nếu bạn tình cờ có máy in 3D, hãy nhớ xem dự án tuyệt vời của RichW36 trên Thingiverse để biết phiên bản kính hiển vi sử dụng các bộ phận được in 3D!

Bước 1: Công cụ và bộ phận

Để chế tạo kính hiển vi, bạn sẽ cần các bộ phận sau:

1 x Raspberry Pi Zero W [10 €]

1 x Mô-đun máy ảnh Raspberry Pi [8 €] - Bạn sẽ cần phải hack nó để thay đổi độ dài tiêu cự và giúp bạn có thể lấy nét vào các đối tượng rất gần nó. Tôi không biết liệu quy trình tương tự cũng có thể thực hiện được với mô-đun máy ảnh 8MP mới hay không, vì vậy, tôi khuyên bạn nên sử dụng mô-đun 5MP ban đầu để thay thế.

1 x Cáp máy ảnh Raspberry Pi Zero [2 €] - Như bạn có thể đã biết, Raspberry Pi Zero có đầu nối máy ảnh nhỏ hơn các bo mạch Raspberry Pi khác, vì vậy bạn cũng sẽ cần một cáp bộ điều hợp đặc biệt để kết nối mô-đun máy ảnh với nó.

1 x Micrometer Calibre bằng nhựa - Bạn có thể tìm thấy càng rẻ càng tốt, tôi chỉ sử dụng một cái tương tự bằng nhựa cũ mà tôi đã nằm xung quanh.

1 x Mảnh thước - Chiều rộng thước phải nhỏ hơn chiều dài của hàm chuyển động của thước cặp. Đối với chiều dài, khoảng 10cm đến 15cm là ổn.

Hộp dự án nhôm 1x [4 €] - Đây sẽ được sử dụng làm cơ sở của cụm lắp ráp và nó cần được làm bằng kim loại, vì vậy nó cũng sẽ chịu nhiệt. Lý do cần có hộp là vì vậy bạn có thể đặt một quả nặng bên trong hộp, để ổn định hơn trong quá trình hàn.

1 x Cáp HDMI và Bộ chuyển đổi HDMI mini sang HDMI Nữ - Bạn cũng có thể mua cáp HDMI sang Mini HDMI nếu muốn, nhưng tôi đã có một cáp HDMI thông thường nằm xung quanh.

1 x Nguồn điện Micro USB - Theo phép đo của tôi, dòng điện do Pi rút ra không bao giờ vượt quá 400mA ngay cả khi phát trực tuyến video 1080p qua WiFi và HDMI cùng một lúc. Vì vậy, ngay cả nguồn điện 500mA cũng phải đủ. Chỉ để an toàn, tôi khuyên bạn nên mua một cái 1A, đặc biệt nếu bạn định xây dựng phiên bản di động cũng sẽ bị lỗ trên bộ chuyển đổi tăng cường.

1 x Thẻ MicroSD [5 €] - Ngay cả một chiếc 4GB cũng là đủ, chỉ cần đảm bảo rằng đó là Loại 10 chất lượng cao.

4 x Vít và đai ốc M2 [dưới 1 €] - Cũng có thể sử dụng vít có đường kính lớn hơn. Mặc dù vậy, vít càng lớn thì lỗ càng phải rộng và nguy cơ vỡ nhựa càng cao.

1 x Thanh keo nóng [1 €]

Cáp Zip Ties [dưới 1 €] - Chúng sẽ được sử dụng để gắn Pi trên bộ phận chuyển động của thước cặp.

Và các công cụ sau:

Súng bắn keo nóng

A Dremel - Với một đĩa có thể cắt xuyên qua nhựa, cùng với các mũi khoan nhựa và nhôm với kích thước bằng đinh vít.

Kìm mũi dài dẹt

Kìm cắt bu lông - Bạn sẽ cần một cách để cắt các vít có chiều dài thích hợp. Một cặp kìm cắt bu lông là thứ tôi đã sử dụng, mặc dù tôi chắc chắn rằng có những công cụ khác cũng có thể thực hiện công việc này.

Tuốc nơ vít Philips

Theo tùy chọn, nếu bạn muốn làm cho nó di động, bạn sẽ cần các bộ phận bổ sung sau:

1 x Pin LiPo [8 €] - Dung lượng sẽ phụ thuộc vào thời lượng pin bạn muốn, hiệu suất của bộ chuyển đổi tăng cường và mức tiêu thụ điện năng trung bình.

1 x Bộ sạc pin LiPo / Bộ chuyển đổi 5V Boost [20 €] - Đối với dự án này, tôi chọn PowerBoost 1000C từ Adafruit. Các lựa chọn thay thế rẻ hơn nhiều cũng có sẵn trên eBay, mặc dù tôi đã quyết định chọn lựa chọn thay thế cụ thể đó vì một tính năng tuyệt vời mà nó có, mà tôi sẽ nói thêm về sau.

1 x Đầu cắm ghim nam hàng đôi 40 chân [ít hơn 1 €]

1 x Đầu cắm ghim nữ hàng đôi 40 chân [ít hơn 1 €]

1 x Đầu ghim nam 8 chân [ít hơn 1 €]

1 x Đầu ghim nữ 8 chân [ít hơn 1 €]

1 x Piece of Prototyping Board [1 €] - Bởi vì bạn sẽ phải hàn các đầu ghim ở cả hai mặt của bảng, tôi khuyên bạn nên mua một mặt hai mặt. Ngoài ra, bạn có thể nhận bảng tạo mẫu được thiết kế đặc biệt cho Pi Zero, chẳng hạn như bảng này từ MakerSpot.

1 x 1K Điện trở [ít hơn 1 €]

Điện trở 1 x 10K [ít hơn 1 €]

1 x BC547 [ít hơn 1 €] - Bất kỳ bóng bán dẫn NPN mục đích chung nào cũng sẽ làm được, đây chỉ là những gì tôi đã sử dụng.

1 x Công tắc tạm thời DPST [1 €] - Lý tưởng nhất là bạn muốn có công tắc DPST, vì vậy bạn có thể bật và tắt Pi bằng cùng một nút nhấn. Rất tiếc, tôi không có công tắc này, vì vậy tôi phải sử dụng hai công tắc tạm thời SPST riêng biệt.

Cáp Zip Ties [dưới 1 €] - Cần thêm một cái nữa cho phiên bản di động, để gắn pin ở mặt sau của bảng tạo mẫu.

Dây hàn

Và các công cụ bổ sung sau:

Sắt hàn

Một cặp máy cắt dây

Tổng chi phí cho phiên bản không di động, không bao gồm nguồn điện, cáp HDMI và bộ chuyển đổi sang HDMI mini, là khoảng 30 €. Và chi phí bổ sung để làm cho nó di động cũng khoảng 30 €. Phần lớn các bộ phận được mua trên eBay.

Bước 2: Chuẩn bị thẻ nhớ MicroSD

Ghi hình ảnh vào thẻ nhớ microSD

Để làm cơ sở cho hệ thống, tôi quyết định sử dụng hình ảnh Raspbian Lite chính thức và sau đó chỉ cài đặt chính xác những gì tôi cần. Để bắt đầu, trước tiên hãy tải xuống hình ảnh Raspbian Lite mới nhất từ trang web raspberrypi.org và ghi nó vào thẻ nhớ microSD của bạn.

Nếu bạn đang chạy Linux, sau khi giải nén nó, bạn có thể ghi nó bằng cách chạy lệnh sau dưới dạng root, dd if = / path / to / -raspbian-jessie-lite.img of = / dev / sdX bs = 4M

Trong đó X là ký tự của thiết bị tương ứng với thẻ nhớ microSD của bạn, ví dụ: NS. Trước khi chạy lệnh, hãy đảm bảo rằng không có phân vùng được gắn nào thuộc về thẻ microSD. Trong trường hợp có sử dụng lệnh sau để ngắt kết nối từng người trong số chúng, umount / dev / sdXY

Nhưng hãy cực kỳ cẩn thận ở đây, việc sử dụng sai chữ cái thay cho X có thể gây ra thiệt hại không thể phục hồi cho hệ thống của bạn và làm hỏng cả ngày của bạn. Trước khi chạy lệnh dd, hãy kiểm tra kỹ xem chữ cái bạn đã nhập thay cho X có thực sự là chữ cái tương ứng với thiết bị microSD hay không.

Nếu bạn đang sử dụng Windows, sau khi tải xuống hình ảnh Raspbian Lite và giải nén nó, bạn có thể sử dụng Win32DiskImager để ghi nó vào thẻ nhớ microSD. Có thể tìm thấy thêm thông tin trên tài liệu Raspberry Pi chính thức.

Trên MacOS có sẵn một ứng dụng đồ họa tên là Etcher, ứng dụng này có thể được sử dụng để ghi ảnh trên thẻ nhớ microSD. Ngoài ra, bạn cũng có thể sử dụng dd tương tự như Linux, nhưng quy trình có một chút khác biệt. Một lần nữa, bạn có thể kiểm tra tài liệu chính thức để biết thêm thông tin.

Định cấu hình WiFi

Sau khi ghi hình ảnh vào thẻ nhớ microSD, bạn sẽ cần phải định cấu hình WiFi trước lần khởi động đầu tiên và cũng bật SSH.

Điều đầu tiên bạn cần làm là tạo một tệp trống có tên SSH bên trong phân vùng khởi động của thẻ nhớ microSD. Nếu bạn đang sử dụng Windows, phân vùng khởi động rất có thể sẽ là phân vùng duy nhất mà bạn có thể nhìn thấy, vì Windows không thể đọc hoặc ghi các phân vùng ext4. Nếu phân vùng thẻ microSD hiện chưa được gắn kết, chỉ cần rút phích cắm và cắm lại thẻ vào máy tính của bạn.

Sau đó, một lần nữa bên trong phân vùng khởi động, hãy tạo một tệp có tên wpa_supplicant.conf với cài đặt không dây của bạn. Nội dung của tệp phải trông giống như sau, quốc gia =

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

proto có thể là RSN cho WPA2 hoặc WPA cho WPA1.key_mgmt có thể là WPA-PSK hoặc WPA-EAP cho mạng doanh nghiệp. ngược lại có thể là CCMP cho WPA2 hoặc TKIP cho WPA1.auth_alg có thể sẽ là MỞ, trong khi LEAP và SHARED là các tùy chọn khác. Đối với quốc gia, ssid và psk, những thứ đó nên tự giải thích.

Vậy là xong, bây giờ chỉ cần tháo thẻ microSD khỏi máy tính của bạn và đặt nó vào Pi của bạn. Tiếp theo, cắm Pi của bạn với màn hình HDMI, cắm mô-đun máy ảnh bằng cáp ribbon đặc biệt và cuối cùng là cắm nguồn. Sau một vài giây, Pi của bạn sẽ khởi động và tự động kết nối với mạng WiFi của bạn. Trên màn hình, bạn cũng có thể thấy địa chỉ IP mà nó nhận được từ máy chủ DHCP của bộ định tuyến của bạn.

Cập nhật 4/6/2018:

Trong trường hợp vì lý do nào đó mà Pi của bạn không thể kết nối với WiFi trong khi khởi động, hãy thử wpa_supplicant.conf sau đây, quốc gia =

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

Gần đây, tôi đang cố gắng thiết lập Pi Zero W không đầu bằng phiên bản Raspbian mới nhất và tôi không thể làm cho nó hoạt động cho đến khi tôi sử dụng wpa_supplicant.conf được cung cấp ở trên. Vì vậy, nếu bạn dường như cũng gặp vấn đề tương tự, điều này có thể hữu ích.

Bước 3: Thiết lập kết nối SSH

Trong trường hợp bạn chưa kết nối màn hình với Pi của mình và bạn không thể xem địa chỉ IP của nó, có một số cách để khám phá nó. Một cách là kiểm tra nhật ký của máy chủ DHCP trên bộ định tuyến của bạn. Mỗi bộ định tuyến đều khác nhau, vì vậy tôi sẽ không mô tả quá trình đó.

Trên Linux, một cách dễ dàng khác là chạy lệnh nmap sau dưới dạng root, nmap -sn x.x.x.x / y

Trong đó x.x.x.x là địa chỉ IP của mạng riêng của bạn, ví dụ: 192.168.1.0 và y là số cái (ở dạng nhị phân) của mặt nạ mạng, ví dụ: đối với mặt nạ mạng 255.255.255.0 số cái là 24. Vì vậy, đối với mạng cụ thể mà bạn sẽ chạy, nmap -sn 192.168.1.0/24

Một ví dụ đầu ra cho lệnh này như sau, Bắt đầu Nmap 6.47 (https://nmap.org) lúc 2017-04-16 12:34 EEST

Báo cáo quét Nmap cho Máy chủ 192.168.1.1 đã hết (độ trễ 0,00044 giây). Địa chỉ MAC: 12: 95: B9: 47: 25: 4B (Intracom S. A.) Báo cáo quét Nmap cho máy chủ 192.168.1.2 đã tăng (độ trễ 0,0076 giây). Địa chỉ MAC: 1D: B8: 77: A2: 58: 1F (HTC) Báo cáo quét Nmap cho máy chủ 192.168.1.4 đã hết (độ trễ 0,00067 giây). Địa chỉ MAC: 88: 27: F9: 43: 11: EF (Raspberry Pi Foundation) Báo cáo quét Nmap cho 192.168.1.180 Máy chủ lưu trữ được thiết lập. Nmap done: 256 địa chỉ IP (tối đa 4 máy chủ) được quét trong 2,13 giây

Như bạn có thể thấy trong trường hợp của tôi, Pi có địa chỉ IP 192.168.1.4.

Nếu bạn đang sử dụng Windows, cũng có một phiên bản nmap có sẵn mà bạn có thể thử, bạn có thể tìm thêm thông tin tại đây. Sau khi lấy được địa chỉ IP của Pi, bạn có thể SSH tới nó bằng lệnh sau trên Linux cũng như MacOS, ssh pi @

Hoặc trên Windows bằng cách sử dụng PuTTY.

Mật khẩu mặc định cho người dùng pi là raspberry.

Bước 4: Cấu hình hệ thống

Cấu hình chung

Trong lần khởi động đầu tiên, hệ thống gần như hoàn toàn không được định cấu hình nên có một số tác vụ bạn sẽ cần thực hiện trước.

Điều đầu tiên bạn cần làm là thay đổi mật khẩu mặc định cho người dùng pi, passwd

Sau đó, bạn sẽ phải cấu hình các ngôn ngữ. Bạn có thể thực hiện việc này bằng cách chạy lệnh sau, sudo dpkg-cấu hình lại ngôn ngữ

Hãy tiếp tục và chọn tất cả các ngôn ngữ en_US bằng cách sử dụng phím cách cộng với bất kỳ ngôn ngữ nào khác mà bạn muốn. Khi bạn hoàn tất, nhấn Enter. Cuối cùng, chọn en_US. UTF-8 làm ngôn ngữ mặc định và nhấn Enter.

Tiếp theo, bạn sẽ cần định cấu hình múi giờ, sudo dpkg-cấu hình lại tzdata

Tại thời điểm này, có lẽ bạn nên cập nhật hệ thống, sudo apt-get cập nhật

sudo apt-get nâng cấp sudo apt-get dist-upgrade

Tiếp theo, bạn cần bật mô-đun máy ảnh bằng cách sử dụng lệnh raspi-config, sudo raspi-config

Chọn Tùy chọn Giao diện từ menu, sau đó chọn tùy chọn Máy ảnh. Trả lời có cho câu hỏi yêu cầu bạn bật camera rồi chọn OK. Cuối cùng, chọn kết thúc và trả lời có cho câu hỏi về việc bạn có muốn khởi động lại Raspberry Pi ngay bây giờ hay không. Sau khi khởi động lại, hãy kết nối lại với Pi của bạn thông qua SSH theo cách giống như trước.

Để kiểm tra xem máy ảnh có hoạt động bình thường không, bạn có thể chạy lệnh sau, raspivid -t 0

Bạn sẽ có thể xem nguồn cấp dữ liệu video trên màn hình HDMI của mình, bạn có thể dừng nguồn bất kỳ lúc nào bạn muốn bằng cách nhấn Ctrl-C. Bạn cũng có thể sử dụng cờ -vf và -hf để lật hình ảnh theo chiều dọc và / hoặc chiều ngang nếu bạn cần.

Đặt địa chỉ IP tĩnh

Điều tiếp theo bạn cần làm là đặt địa chỉ IP tĩnh cho Pi của bạn. Để làm như vậy bằng cách sử dụng nano, hãy chỉnh sửa /etc/dhcpcd.conf của bạn, sudo nano /etc/dhcpcd.conf

và thêm các dòng sau vào cuối, giao diện wlan0

static ip_address = static routers = static domain_name_servers =

Trên cài đặt domain_name_servers, bạn có thể thêm nhiều máy chủ định danh được chia theo khoảng trắng nếu bạn muốn, ví dụ: bạn cũng có thể thêm IP của Google DNS là 8.8.8.8 để được sử dụng làm máy chủ dự phòng. Nhấn Ctrl-X để thoát, nhập y và cuối cùng nhấn Enter để lưu các thay đổi.

Sau đó, khởi động lại dhcpcd và các dịch vụ mạng bằng cách chạy hai lệnh sau, sudo systemctl khởi động lại dhcpcd.service

sudo systemctl khởi động lại mạng.service

Tại thời điểm này, phiên SSH sẽ bị treo. Đừng lo lắng mặc dù điều đó được mong đợi vì bạn vừa thay đổi IP của Pi, chỉ cần kết nối lại với nó qua SSH nhưng lần này sử dụng IP bạn đã chỉ định.

Bước 5: Cài đặt GStreamer

Có một số cách để phát video từ Raspberry Pi qua mạng, nhưng cách cung cấp ít độ trễ nhất là sử dụng GStreamer. Để cài đặt GStreamer, bạn chỉ cần chạy các lệnh sau, sudo apt-get cập nhật

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

GStreamer có khá nhiều phụ thuộc nên việc này sẽ mất một lúc. Sau khi cài đặt xong, bạn có thể phát trực tuyến nguồn cấp dữ liệu video của máy ảnh qua mạng và HDMI cùng lúc bằng cách sử dụng lệnh sau, raspivid -t 0 -w 1920 -h 1080 -fps 30 -b 2000000 -o - | gst-khởi chạy-1.0 -v fdsrc! h264có! rtph264pay config-khoảng = 1 pt = 96! gdppay! tcpserversink host = port = 5000

Điều này sẽ tạo một luồng RTP trên cổng 5000 có thể được nhận bởi bất kỳ máy nào trong mạng cục bộ của bạn bằng cách sử dụng GStreamer, gst-khởi chạy-1.0 -v tcpclientsrc host = port = 5000! gdpdepay! rtph264depay! avdec_h264! chuyển đổi video! autovideosink sync = false

Việc cài đặt GStreamer trên bất kỳ máy nào chạy bản phân phối Linux dựa trên Debian được thực hiện giống hệt như trên Pi. Hầu hết các bản phân phối chính không dựa trên Debian cũng phải có GStreamer trong kho của chúng.

GStreamer cũng có sẵn trên Windows và MacOS, thông tin chi tiết về cách cài đặt nó có thể được tìm thấy tại đây và tại đây.

Bước 6: Định cấu hình phát trực tuyến để tự động bắt đầu khi khởi động

Tất nhiên bằng cách sử dụng lệnh trước, bạn có thể bắt đầu phát trực tuyến bất kỳ lúc nào bạn muốn, mặc dù điều đó yêu cầu kết nối trước với Pi thông qua SSH, điều này không thuận tiện cho lắm. Thay vào đó, những gì bạn muốn làm là tạo một tập lệnh sẽ chạy tự động khi khởi động như một dịch vụ và bắt đầu phát trực tuyến.

Vì vậy, để thực hiện việc này, trước tiên hãy tạo một tệp bằng nano, sudo nano /usr/local/bin/network-streaming.sh

và bên trong dán hai dòng sau, #! / bin / bash

raspivid -t 0 -w 1920 -h 1080 -fps 30 -vf -hf -b 2000000 -o - | gst-khởi chạy-1.0 -v fdsrc! h264có! rtph264pay config-khoảng = 1 pt = 96! gdppay! tcpserversink host = port = 5000

Các cờ -vf và -hf đang được sử dụng để lật hình ảnh theo chiều dọc và chiều ngang. Tùy thuộc vào hướng của máy ảnh sau khi bạn lắp đặt, bạn có thể cần hoặc không.

Nhấn Ctrl-X để thoát, nhập y và cuối cùng nhấn Enter để lưu các thay đổi. Sau đó, làm cho tập lệnh có thể thực thi bằng cách chạy, sudo chmod + x /usr/local/bin/network-streaming.sh

Tiếp theo, bạn cần tạo một tệp dịch vụ systemd, sudo nano /etc/systemd/system/network-streaming.service

Và dán vào bên trong các dòng sau, [Đơn vị]

Description = Network Video Streaming After = network-online.target Wants = network-online.target [Service] ExecStart = / usr / local / bin / network-streaming.sh StandardOutput = journal + console User = pi Restart = on-fail [Cài đặt] WantedBy = multi-user.target

Lưu tệp và thoát nano và chạy lệnh sau để kiểm tra dịch vụ của bạn, sudo systemctl start network-streaming.service

Nếu mọi thứ hoạt động như mong đợi, bạn có thể chạy lệnh sau để làm cho dịch vụ tự động bắt đầu khi khởi động, sudo systemctl cho phép network-streaming.service

Bước 7: Đặt Hệ thống tệp ở chế độ Chỉ đọc

Một trong những vấn đề lớn của thẻ SD và bộ nhớ flash nói chung là chúng rất dễ bị hỏng.

Cách tốt nhất để chống lại điều này là gắn tất cả các phân vùng của thẻ nhớ microSD ở dạng chỉ đọc. Điều này cũng sẽ cho phép bạn rút nguồn khỏi Pi bất kỳ lúc nào bạn muốn mà không cần phải tắt máy thích hợp, điều này rất hữu ích, đặc biệt là đối với một ứng dụng như vậy.

Điều đầu tiên bạn cần làm là loại bỏ một số gói bằng cách chạy lệnh sau, sudo apt-get purge triggerhappy logrotate dphys-swapfile

Tiếp theo, bạn cần thay thế rsyslog bằng daemon syslogd của busybox, nó sẽ cho phép giữ các bản ghi hệ thống trên bộ nhớ, sudo apt-get install busybox-syslogd

sudo apt-get purge rsyslog

và chạy, sudo apt-get autoremove

để loại bỏ bất kỳ gói nào không còn cần thiết.

Sau đó, bạn sẽ có thể xem nhật ký hệ thống bất kỳ lúc nào bằng lệnh logread.

Tiếp theo, bạn cần di chuyển /etc/resolv.conf sang / tmp, sẽ được gắn vào bộ nhớ, vì nó cần duy trì khả năng ghi.

sudo rm /etc/resolv.conf

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

Một tệp khác cần có thể ghi là / var / lib / systemd / random-seed, tương tự như vậy, 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

Vì tệp hạt giống ngẫu nhiên thường không được tạo khi khởi động và nội dung của / tmp dễ bay hơi, bạn sẽ cần phải thay đổi tệp đó bằng cách sửa đổi tệp dịch vụ của tệp dịch vụ hạt giống hệ thống. Vì vậy, bằng cách sử dụng nano, sudo nano /lib/systemd/system/systemd-random-seed.service

và chỉ cần thêm dòng vào cuối phần dịch vụ, ExecStartPre = / bin / echo ""> / tmp / random-seed

vì vậy nó sẽ trông như thế này, [Dịch vụ]

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

và chạy, sudo systemctl daemon-tải lại

để tải lại các tệp dịch vụ systemd của bạn.

Tiếp theo, bạn sẽ cần chỉnh sửa tệp / etc / fstab, sudo nano / etc / fstab

Và thêm tùy chọn ro trên phân vùng / dev / mmcblk0p1 và / dev / mmcblk0p2 để chúng được gắn kết dưới dạng chỉ đọc khi khởi động. Và, thêm một vài dòng nữa để / tmp, / var / log và / var / tmp sẽ được gắn vào bộ nhớ. Sau khi thực hiện những thay đổi đó, tệp / etc / fstab của bạn sẽ trông giống như sau, proc / proc proc mặc định 0 0

/ dev / mmcblk0p1 / boot vfat defaults, ro 0 2 / dev / mmcblk0p2 / ext4 defaults, noatime, ro 0 1 # a swapfile không phải là phân vùng hoán đổi, không có dòng nào ở đây # sử dụng dphys-swapfile swap [bật | tắt] cho điều đó tmpfs / tmp tmpfs nosuid, nodev 0 0 tmpfs / var / log tmpfs nosuid, nodev 0 0 tmpfs / var / tmp tmpfs nosuid, nodev 0 0

Cuối cùng, chỉnh sửa cmdline.txt của bạn, sudo nano /boot/cmdline.txt

và ở cuối dòng, thêm các tùy chọn fastboot noswap ro để vô hiệu hóa kiểm tra hệ thống tệp, vô hiệu hóa hoán đổi và buộc hệ thống tệp được gắn ở dạng chỉ đọc. Sau đó /boot/cmdline.txt của bạn sẽ trông giống như sau, dwc_otg.lpm_enable = 0 console = serial0, 115200 console = tty1 root = / dev / mmcblk0p2 rootfstype = ext4 lift = deadline fsck.repair = yes rootwait fastboot noswap ro

Cuối cùng, khởi động lại hệ thống để các thay đổi có hiệu lực. Sau khi khởi động lại nếu mọi thứ diễn ra như mong đợi, sudo touch / boot / test

sudo touch / test

sẽ cung cấp cho bạn trong cả hai trường hợp lỗi "Hệ thống tệp chỉ đọc". Giờ đây, bạn có thể rút nguồn khỏi Pi bất kỳ lúc nào bạn muốn mà không có nguy cơ hệ thống tệp trên thẻ microSD bị hỏng.

Nếu bạn cần vì lý do nào đó để làm cho hệ thống tệp gốc đọc-ghi tạm thời, ví dụ: để cài đặt một số gói, bạn có thể làm như vậy bằng cách sử dụng lệnh sau, sudo mount -o remount, rw /

Và sau khi bạn hoàn tất, hãy chạy lệnh sau để đặt lại ở chế độ chỉ đọc, sudo mount -o remount, ro /

Trong trường hợp bạn muốn cập nhật, hãy đảm bảo gắn kết cả / boot và / dưới dạng đọc-ghi, vì các bản cập nhật cho hạt nhân và phần sụn cũng ghi phân vùng / boot.

Tại thời điểm này, chúng ta đã hoàn tất phần phần mềm, vì vậy tôi thực sự khuyên bạn nên tắt Pi, tháo thẻ nhớ microSD và sao lưu hình ảnh của thẻ nhớ microSD.

Bước 8: Lấy cắp mô-đun máy ảnh

Để mô-đun máy ảnh có thể lấy nét vào các đối tượng ở khoảng cách rất gần và cung cấp cho bạn khả năng phóng đại, bạn sẽ cần hack nó để sửa đổi độ dài tiêu cự của nó.

Thấu kính được gắn trên đầu cảm biến thực sự được vặn vào đúng vị trí và được cố định bằng một lượng keo rất nhỏ. Sử dụng một cặp kìm dài mũi phẳng nhẹ nhàng xoay ống kính qua lại để làm nứt liên kết keo, sau đó tháo xoắn hoàn toàn ống kính một cách cẩn thận.

Sau đó, đặt ống kính trở lại mô-đun và vặn nó một chút để nó không bị rơi ra khi bạn lật ngược bảng. Tiếp theo, gắn Pi vào màn hình của bạn nếu bạn chưa gắn, cắm nguồn và xem luồng video.

Những gì bạn cần làm là điều chỉnh mức độ vặn ống kính trên đế để giúp máy ảnh có thể lấy nét vào các vật thể cách ống kính khoảng 10cm. Cố gắng không đi thấp hơn nhiều, vì bạn cần phải có một khoảng cách làm việc tương đối tốt để có thể hàn dưới nó. Đừng lo lắng quá nhiều về việc làm cho nó trở nên hoàn hảo, bạn luôn có thể thực hiện các điều chỉnh tốt sau khi hoàn thành việc lắp ráp kính hiển vi.

Bước 9: Lắp ráp kính hiển vi

Bây giờ là phần thú vị, không phải là lắp ráp kính hiển vi.

Đầu tiên, bạn sẽ cần tạo hai lỗ có đường kính bằng đường kính của các vít ở hàm trên của thước cặp và hai lỗ ở một bên của hộp nhôm để lắp nó.

Tiếp theo, bạn sẽ cần mở một khe có kích thước phù hợp để đặt vừa miếng thước. Hãy dành thời gian của bạn với cái này, vì nếu bạn đi quá nhanh, bạn có thể làm vỡ nhựa hoặc làm cho lỗ quá lớn. Sau khi làm xong, bạn hãy lắp thước vào để đảm bảo rằng nó vừa khít với bên trong.

Bây giờ bạn cần tạo một vài lỗ trên cạnh cho thước để gắn mô-đun máy ảnh. Khi bạn hoàn tất, vặn mô-đun máy ảnh vào vị trí và cắt phần còn lại của các vít.

Sau đó, gắn thước cặp vào mặt bên của vỏ nhôm bằng vít, luồn thước có gắn mô-đun máy ảnh vào nó qua lỗ và cố định nó vào vị trí bằng keo nóng. Đảm bảo thêm keo nóng ở cả hai mặt và từ cả trên và dưới.

Cuối cùng, gắn bảng Raspberry Pi trên phần chuyển động của thước cặp bằng dây buộc zip như bạn có thể thấy trên hình và kết nối cáp máy ảnh.

Vậy là xong, giờ đây bạn có thể dễ dàng điều chỉnh tiêu điểm của máy ảnh bằng cách di chuyển thước cặp lên và xuống và nếu bạn muốn cũng tinh chỉnh độ dài tiêu cự của ống kính, để đạt được khoảng cách làm việc tối ưu cho bạn.

Nếu bạn cũng muốn tìm hiểu cách làm cho nó có thể di động, bạn có thể tiến hành bước tiếp theo.

Bước 10: Làm cho nó di động: Phần mềm

PowerBoost 1000C có một tính năng nhỏ rất tiện dụng. Nó có một chân kích hoạt khi được kéo lên cao sẽ kích hoạt bộ chuyển đổi tăng cường và bắt đầu cung cấp nguồn trên đầu ra của nó, và trong khi được kéo ở mức thấp, nguồn sẽ bị cắt.

Raspberry Pi cũng có một tính năng hay, cho phép chúng ta định cấu hình chân GPIO như một đầu ra sẽ ở trạng thái cao trong khi Pi đang bật và ở trạng thái thấp sau khi tắt máy thành công. Bằng cách kết hợp hai tính năng đó, bạn có thể tạo công tắc bật / tắt phần mềm cho kính hiển vi.

Hãy bắt đầu từ phần phần mềm, điều đầu tiên bạn cần làm là bật tính năng này của Pi và làm cho nó xuất ra mức logic cao trên một chân GPIO ngay từ khi nó bắt đầu khởi động và mức logic thấp sau khi tắt máy thành công.

Làm điều đó thực sự đơn giản, tất cả những gì bạn cần làm là chỉnh sửa tệp /etc/config.txt của mình, sudo mount -o remount, rw / boot

sudo nano /boot/config.txt

và thêm dòng sau vào cuối, dtoverlay = gpio-poweroff, gpiopin = 26, active_low

Bây giờ, nếu bạn khởi động lại Raspberry của mình và đo điện áp tại chân GPIO26 (chân 37 trên tiêu đề GPIO) đối với mặt đất, bạn sẽ thấy 3,3V kể từ thời điểm Pi bắt đầu khởi động. Và sau khi thực hiện tắt hoàn toàn, nó sẽ trở thành 0V.

Bây giờ việc này đã hoàn tất, bạn cần viết một tập lệnh đơn giản sẽ theo dõi trạng thái của chân GPIO thứ hai và khi nó trở nên thấp sẽ kích hoạt tắt máy. Vì mục đích này, bạn sẽ cần cài đặt gói wiringpi, gói này đi kèm với lệnh gpio.

sudo mount -o remount, rw /

sudo apt-get update sudo apt-get install wiringpi

Bây giờ sử dụng nano tạo tập lệnh, sudo nano /usr/local/sbin/power-button.sh

và dán vào bên trong các dòng sau, #! / bin / bash

while true do if (($ (gpio read 24) == 0)) then systemctl poweroff fi sleep 1 done

và sau khi lưu và thoát cũng làm cho nó có thể thực thi được, sudo chmod + x /usr/local/sbin/power-button.sh

Điều quan trọng cần đề cập là chân 24 của wiringpi tương ứng với chân GPIO19, là chân 35 trên tiêu đề GPIO. Nếu điều đó nghe có vẻ khó hiểu, bạn có thể xem sơ đồ chân của Raspberry Pi trên trang web pinout.xyz và trang web về chân trên wiringpi.com. Chạy lệnh gpio readall, cũng có thể hữu ích để xác định đó là chân nào.

Tiếp theo, bạn cần tạo một tệp dịch vụ systemd, sudo nano /etc/systemd/system/power-button.service

với các nội dung sau, [Đơn vị]

Mô tả = Giám sát nút nguồn Sau khi = network-online.target Wants = network-online.target [Dịch vụ] ExecStart = / usr / local / sbin / power-button.sh StandardOutput = journal + console Khởi động lại = on-fail [Install] WantedBy = multi-user.target

Cuối cùng, để khởi động dịch vụ và làm cho nó chạy khi khởi động, sudo systemctl start power-button.service

sudo systemctl cho phép power-button.service

và gắn kết lại hệ thống tệp dưới dạng chỉ đọc với, sudo mount -o remount, ro /

Bước 11: Làm cho nó di động: Phần cứng

Bây giờ là lúc dành cho phần cứng. Đầu tiên, bạn cần xây dựng một mạch rất đơn giản bao gồm một bóng bán dẫn NPN, hai điện trở và một công tắc tạm thời DPST. Bạn có thể nhìn vào hình ảnh của sơ đồ mạch để biết thêm chi tiết.

Bạn cũng sẽ cần hàn một đầu cắm pin đực trên GPIO của Raspberry Pi và một đầu cái trên PowerBoost, để bạn có thể dễ dàng gắn đầu cắm đó và Pi trên bo mạch mà bạn sắp chế tạo. Về cơ bản, bảng của bạn sẽ được gắn trên đầu Pi Zero giống như một HAT và PowerBoost trên đầu bảng. Pi cũng sẽ được cấp nguồn trực tiếp từ tiêu đề GPIO bằng cách sử dụng chân + 5V của PowerBoost.

Sau khi bạn hoàn thành quá trình hàn, đã đến lúc kết hợp mọi thứ lại với nhau. Đầu tiên, gắn số Pi lên phần chuyển động của thước cặp bằng dây buộc zip. Sau đó, gắn pin vào mặt sau của bo mạch mà bạn đã chế tạo lại bằng dây buộc zip và gắn nó vào Pi, hãy cẩn thận đừng vặn quá chặt nếu không bạn có thể làm hỏng pin. Gắn bảng PowerBoost lên trên nó và cắm pin vào đầu nối. Cuối cùng nhưng không kém phần quan trọng, hãy cắm cáp máy ảnh và kết nối Pi với mô-đun máy ảnh và tất nhiên đừng quên cắm thẻ nhớ microSD.

Và chúng tôi cuối cùng đã hoàn thành! Nếu bây giờ bạn nhấn nút nguồn và tiếp tục nhấn nó trong khoảng 8 giây, quá trình khởi động của Pi sẽ bắt đầu và sau khi nhả nó ra, nó sẽ tiếp tục diễn ra. Thật không may, Pi không bắt đầu xuất mức logic cao ngay lập tức trên GPIO26, vì vậy nếu bạn ngừng nhấn nút quá sớm, nguồn sẽ bị ngắt.

Sau khi quá trình khởi động hoàn tất, nhấn nút nguồn một lần nữa trong khoảng một giây, sẽ làm cho Pi tắt và nguồn bị cắt.

Bước 12: Ý tưởng cải tiến

Loại bỏ các nguồn sáng không mong muốn

Điều này sẽ không thành vấn đề nếu bạn định sử dụng kính hiển vi chỉ để hàn và kiểm tra bo mạch, nhưng nếu bạn cũng muốn chụp ảnh với nó, bạn có thể thấy một đốm đỏ khó chịu xuất hiện trong ảnh của mình. Đó là do đèn LED của mô-đun máy ảnh luôn sáng trong khi máy ảnh đang hoạt động.

May mắn thay, nếu bạn muốn tắt tính năng này, cách thực hiện khá đơn giản. Sau khi làm cho phân vùng / boot có thể ghi được, sudo mount -o remount, rw / boot

chỉnh sửa /boot/config.txt của bạn bằng nano, sudo nano /boot/config.txt

và thêm dòng sau vào cuối, disable_camera_led = 1

Làm điều này sẽ khiến đèn LED của máy ảnh vẫn tắt sau khi khởi động lại hệ thống.

Bây giờ nếu bạn làm phiên bản xách tay, PowerBoost 1000C không may có đèn LED màu xanh lam sáng đến mức nực cười để cho biết rằng nguồn đã được bật. Điều đó ngoài việc làm hỏng độ phơi sáng của hình ảnh, bạn cũng có thể thấy nó cực kỳ khó chịu cho mắt khi hàn, chỉ vì độ sáng của nó.

Vì lý do đó, bạn có thể muốn xem xét loại bỏ hoàn toàn đèn LED nguồn hoặc điện trở mắc nối tiếp với nó khỏi bảng. Ngoài ra, bạn có thể muốn thay thế thay thế điện trở 1K mắc nối tiếp với nó bằng một điện trở lớn hơn, vì vậy đèn LED sẽ trở nên mờ hơn.

Độ phóng đại có thể điều chỉnh

Thay vì nhận một mô-đun máy ảnh Raspberry Pi thông thường và hack nó để thay đổi độ dài tiêu cự, nếu bạn không ngại tiết kiệm thêm một số tiền, bạn cũng có thể nhận được một mô-đun máy ảnh với độ dài tiêu cự có thể điều chỉnh, với giá hơn 20 € từ eBay.

Một mô-đun máy ảnh như vậy sẽ cho phép bạn dễ dàng điều chỉnh mức độ phóng đại, bởi vì khi bạn di chuyển máy ảnh xuống thấp hơn, tất cả những gì bạn phải làm là tháo ống kính một chút để lấy nét. Điều này cũng sẽ cho phép bạn dễ dàng đạt được mức độ phóng đại khá lớn. Hãy nhớ rằng sau một thời điểm, độ sâu trường ảnh sẽ trở nên quá lớn khiến kính hiển vi gần như không sử dụng được như bạn cũng có thể thấy trong hình ảnh đính kèm.

Vì vậy, tóm lại, nếu bạn có đủ khả năng, tôi thực sự khuyên bạn nên mua một trong những mô-đun máy ảnh này để thay thế, vì nó sẽ cung cấp cho bạn sự linh hoạt đáng kinh ngạc.

Giải nhì cuộc thi Vi điều khiển 2017