Hình ảnh - Máy ảnh Raspberry Pi in 3D.: 14 bước (có Hình ảnh)

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

Quay lại đầu năm 2014, tôi đã xuất bản một máy ảnh có thể hướng dẫn được gọi là SnapPiCam. Máy ảnh này được thiết kế để đáp ứng với Adafruit PiTFT mới được phát hành.

Đã hơn một năm trôi qua và với bước đột phá gần đây của tôi vào in 3D, tôi nghĩ bây giờ là thời điểm thích hợp để truy cập lại SnapPiCam và phát minh lại nó như một máy ảnh có thể in 3D bằng cách sử dụng các bộ phận mới hơn và tốt hơn;)

Tôi đã gọi chiếc máy ảnh mới là Hình ảnh.

Máy ảnh đã giành giải Nhì trong Cuộc thi Raspberry Pi! Cảm ơn vì tất cả các phiếu bầu của bạn và tất cả những người tham gia đã được hoàn thành tốt:)

Yêu thích in 3D? Yêu thích áo phông?

Sau đó, bạn cần kiểm tra các bước-per-mm.xyz!

Nó được tải với một loạt các Bộ phận & Linh kiện có thể đeo được.

Bước 1: Thành phần Camera

Bạn sẽ cần thu thập các bộ phận và thiết bị sau đây trước khi bắt đầu Máy ảnh Hình ảnh của mình…

Thiết bị điện tử

• Raspberry Pi Model A +
• Adafruit PiTFT 2.8 "TFT 320x240 + Màn hình cảm ứng điện dung
• Bộ sạc Adafruit PowerBoost 1000
• Pin Lithium Ion Polymer Adafruit - 3.7v 2500mAh
• Máy ảnh Raspberry Pi & FFC (Tôi đã sử dụng bảng mạch máy ảnh tương thích dựa trên Omnivision OV5647 thay thế).
• Mô-đun WiFi thu nhỏ Adafruit (802.11b / g / n)
• Thẻ MicroSD 8gb trở lên
• Công tắc trượt 19mm của Miniture
• 1 / 4-20 UNC Chèn đồng thau (tùy chọn).
• Các nút chuyển đổi xúc giác Adafruit (tùy chọn)

Phần cứng

• 4 x M3 16mm Vít (bạc)
• 8 x M3 16mm Vít (đen)
• 4 x M4 Half Nuts
• 4 x M3 20mm Bộ đệm bằng đồng dành cho Nữ-Nữ

Tổng quan

• 2 x Ghim DuPont Nữ
• Cáp
• Co nhiệt

Bộ phận in 3D

• Đính kèm là STL của bảy bộ phận có thể in được định hướng để in và có một đường vát 0,5mm ở các cạnh dưới để giúp giảm chân voi (picture_STL.zip).
• Tệp 123D Design gốc được đính kèm (ảnh.123dx).
• Cùng với các tệp STEP cho toàn bộ mô hình (picture_STEP.stp).

Công cụ & Thiết bị

• Máy in 3d BigBox
• PC Multibox
• 123D Design
• Sắt hàn
• Uốn
• Allen Keys
• Búa nhỏ
• Kìm
• Cái thước kẻ
• Con dao thủ công
• Một không gian làm việc phù hợp |

Khi bạn chắc chắn rằng mình có mọi thứ mình cần, chúng ta có thể bắt đầu…..

Vui lòng giúp hỗ trợ công việc của tôi tại đây trên Bảng hướng dẫn và trên Thingiverse

bằng cách sử dụng các liên kết liên kết sau đây khi mua hàng. Cảm ơn:)

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

Bước 2: Kiểm tra thiết bị

Tôi đã học từ rất lâu trước đây rằng tốt nhất là nên kiểm tra các thiết bị điện tử trước khi bắt đầu bất kỳ công việc thiết kế nào.

Có thể rất thất vọng nếu bạn xem qua tất cả các bước thiết kế và lắp ráp để thấy rằng đến lúc bật mọi thứ lên thì không có gì hoạt động!

Đầu tiên hàn trong tiêu đề GPIO và chuyển mạch xúc giác sang PCB của màn hình LCD. Tôi đã loại bỏ chính bảng điều khiển LCD để làm cho mọi thứ dễ dàng hơn một chút.

Tiếp theo, bạn sẽ cần chạy qua Hướng dẫn tự làm máy ảnh màn hình cảm ứng WiFi Raspberry Pi của Adafruit để thiết lập phần mềm. Tôi đã có lợi thế khi có một PC Multibox với Raspberry Pi 2 được trang bị cho phép tôi cài đặt và định cấu hình tất cả phần mềm trên đó thay vì chiến đấu với những hạn chế của Model A +. Tôi thiết lập Công tắc nguồn tùy chọn và các chức năng DropBox cho máy ảnh. Tôi cũng khuyên bạn nên sử dụng chức năng tải tự động.

Trong khi phần mềm đang hoạt động, chúng tôi có thể hàn một số dây.

PowerBoost 1000 có một chân kích hoạt trên PCB được dán nhãn tinh vi EN. Kết nối đầu dây với EN và đầu kia với công tắc rồi quay lại GND trên PowerBoost có nghĩa là chúng ta có thể điều khiển công suất đầu ra và bật và tắt máy ảnh.

Tiếp theo, chúng ta cần chuyển nguồn từ PowerBoost sang Raspberry Pi. Chúng tôi sẽ đưa nguồn vào Pi thông qua GPIO chứ không phải bằng ổ cắm điện MicroUSB thông thường. Chúng tôi không muốn một sợi cáp luôn luôn thò ra bên ngoài của máy ảnh.

Chúng ta cần chọn đúng các chân để chúng ta có thể cấp nguồn, có một Bảng lừa đảo GPIO hữu ích có sẵn từ RasPi. Tv và kiểm tra bảng, chúng ta có thể kết nối + 5v với Pin-4 và GND với Pin-6.

Bây giờ chúng tôi hàn mọi thứ lại với nhau. EN & GND từ PowerBoost sang công tắc, + 5v & GND từ PowerBoost sang GPIO Raspberry Pi.

Cắm pin LiPo vào PowerBoost, cắm bộ sạc MicroUSB vào PowerBoost và để pin sạc một chút trong khi bạn sắp xếp phần mềm.

Khi thẻ MicroSD đã sẵn sàng, bạn có thể cắm nó vào Model A + và bật nó lên. Nếu mọi thứ suôn sẻ, bạn sẽ thấy mọi thứ trên màn hình LCD nhỏ.

Nếu bạn hài lòng, mọi thứ đang hoạt động như bình thường chúng ta có thể tiếp tục…..

Bước 3: Bắt đầu | Mô hình 3D

Tôi sẽ sử dụng 123D Design để tạo mô hình cho tất cả các bộ phận có thể in 3D. Nếu bạn chưa có nó, hãy lấy nó miễn phí từ trang web của họ tại https://www.123dapp.com/design Tôi sẽ cố gắng giải thích các phương pháp của mình nhưng nếu bạn cần tìm hiểu những điều cơ bản, có rất nhiều hướng dẫn để giúp bạn bắt đầu.

Điều đầu tiên tôi luôn làm là tìm một số liệu phù hợp, điểm mà từ đó tất cả các phép đo khác được thực hiện và điểm bắt đầu cho dự án này. Trong trường hợp này khi chúng tôi đang sử dụng Raspberry Pi Model A +, tôi đã chọn bốn lỗ gắn M2.5 là điểm tham khảo đầu tiên của tôi; số liệu.

Tôi đã đo khoảng cách giữa các lỗ lắp và tạo một hình chữ nhật trong 123D Design từ các phép đo đó. Trên mỗi góc của hình chữ nhật, tôi đặt một hình trụ bán kính 1,25. Bây giờ chúng tôi có dữ liệu mà chúng tôi cần để làm việc.

Tiếp theo, đo kích thước bảng của Model A + và tạo một hình chữ nhật để đại diện cho nó. Bạn có thể căn chỉnh hình dạng PCB với hình chữ nhật tham chiếu lỗ lắp bằng công cụ snap. Từ đó, đi xung quanh RPI và đo lường tất cả các thành phần chính thêm chúng vào mô hình khi bạn thực hiện. Tôi đã cắm và bao gồm khóa Wi-Fi như một phần của mô hình Model A +.

Lặp lại quá trình này cho từng linh kiện điện tử cho đến khi bạn có tất cả chúng trong 123D Design.

Tôi đã thực hiện một mô phỏng thô sơ về nơi tôi muốn tất cả các thành phần nằm trong máy ảnh.

Bước 4: Xây dựng trường hợp | màn hình LCD

Đầu tiên để làm cho mọi thứ dễ dàng hơn một chút, tôi đã tạo màu cho từng thành phần bằng cách sử dụng các công cụ material. Chơi xung quanh với bố cục định vị từng thành phần theo hướng bạn muốn. Tôi đã thêm vào bốn trụ cột để đại diện cho nơi tôi muốn các vít trường hợp đi đến.

Cơ khí điêu khắc

Tôi sử dụng khối vuông trong 123D Design để tạo vỏ cho màn hình LCD. Đặt một khối rắn 20x20x20 cơ bản lên mặt của mẫu LCD. Sử dụng chức năng Kéo di chuyển các cạnh để bao quanh PCB LCD, màn hình LCD, các nút của màn hình LCD và bốn vít trường hợp được đề xuất.

Tạo một bản sao của màn hình LCD và di chuyển nó ra khỏi bộ phận lắp ráp trong thời điểm này.

Với màn hình LCD còn lại, hãy tăng chiều dài của màn hình LCD và các nút để chúng nhô ra qua khối rắn. Bạn có thể sử dụng công cụ Pull để thực hiện việc này.

Bây giờ bằng cách sử dụng công cụ trừ, trừ LCD khỏi khối mà bạn vừa tạo. Điều này sẽ để lại một vết lõm của màn hình LCD trong khối và để lại phần cắt cho LCD & Các nút.

Di chuyển màn hình LCD đã sao chép vào vị trí cũ.

Bạn có thể di chuyển khối mới ra khỏi cụm một chút để có thể nhìn rõ hơn. Tôi đã thêm một đường gờ 1mm x 1mm xung quanh bên trong phần cắt màn hình LCD để giữ cho màn hình LCD không bị rơi ra ngoài.

Giá đỡ chân máy tùy chọn

Tôi có một Chèn đồng UNC 1 / 4-20 dự phòng từ một dự án khác. Nó chỉ xảy ra là chủ đề chính xác cho giá đỡ chân máy tiêu chuẩn. Nhìn thấy một cơ hội tuyệt vời, tôi đã thêm vào một phần cho miếng chèn bằng đồng trên đế máy ảnh.

Bước 5: Cấp độ tiếp theo

Sử dụng cùng một phương pháp điều chỉnh vật rắn 20x20x20 cơ bản, chúng ta có thể xây dựng lớp tiếp theo.

PCB được giữ vào các khe trong các lớp nên không cần bất kỳ vít nào ngoài bốn vít của vỏ máy.

Chỉ có hai cặp cáp nên hệ thống rất đơn giản và tuyệt vời để làm việc. Bạn sẽ chỉ phải dành một chút thời gian để tạo không gian cho tất cả các thành phần và kiểm tra độ dày của PCB.

Bước 6: Phẫu thuật

Nhớ tạo kênh cho FFC của camera.

Tôi đi với dày 1mm và mỗi bên 1mm.

Bước 7: Nhiều lớp hơn

Tiếp tục xây dựng trường hợp để bao bọc tất cả các thành phần. Hãy nhớ tạo khoảng trống cho các thành phần trên các lớp bên trên cũng như bên dưới chúng.

Bước 8: Mặt trước

Mặt trước của máy ảnh mở ra một số giải thích nghệ thuật về những gì một máy ảnh sẽ trông như thế nào. Tôi muốn nắp ống kính có thể tháo rời nên tôi đã đặt bốn nửa đai ốc M3 vào một trong các lớp và tạo khoảng trống cho một số vít M3 phù hợp để giữ nắp ống kính.

Bước cuối cùng là thêm tên Hình ảnh vào mặt trước và làm tròn các góc máy ảnh.

Bước 9: Những lần chạm cuối cùng

Tôi đã sử dụng một hình trụ nhỏ để tạo một khe hở nhỏ cho các ngón tay có thể lắp và tháo Thẻ MicroSD khỏi Model A +.

Tôi bắt đầu tạo các lỗ cho đèn LED PowerBoost chiếu qua để có thể dễ dàng nhìn thấy trạng thái nguồn và sạc, nhưng giữa chừng khi thực hiện công việc cần thiết, chủ yếu là vì tôi không thích ý tưởng cắt bỏ, tôi đã nhấn vào khả năng khác là in vỏ bằng vật liệu trong suốt để thay thế. Bằng cách đó, tôi có thể để lại trường hợp như vậy:)

Tôi phải thừa nhận rằng tôi đã có một chút khó khăn về việc làm thế nào để vặn vỏ máy lại với nhau. Tôi không muốn các sợi chỉ thò ra khỏi các đai ốc ở mặt sau và tôi thực sự thích kiểu vặn nắp lõm ở mặt trước. Đương nhiên tôi cũng muốn như vậy ở mặt sau.

Sau một chút cân nhắc, tôi đã nghĩ ra cách giải quyết nó…

Ý tưởng bắt nguồn từ một khu vực mà tôi đang xem xét trong thiết kế giá lắp thiết bị điện tử của BigBox, nơi chúng tôi sử dụng các giá đỡ PCB để nâng bảng Rumba ra khỏi tấm nền của máy in. Tôi đã thấy các điểm nổi bật với sợi chỉ cái ở cả hai đầu và mặc dù tôi có thể đặt một giá đỡ ở mỗi góc và chỉ cần vặn vào chúng từ phía trước và phía sau. Điều đó có nghĩa là sẽ không có hạt khó chịu hoặc sợi chỉ trần nào thò ra!

Tôi đã tạo các lỗ hình lục giác ở một vài lớp bên trong, nơi tôi sẽ đặt một giá đỡ bằng đồng thau nữ-nữ M3 20mm. Cuối cùng, tôi đặt vật liệu cho vỏ máy thành kính để nó trong suốt.

Bước 10: In lần đầu & Lắp thử

In

123D Design có thể xuất tệp STL để sử dụng với máy thái. Tôi sử dụng Simplify3D nhưng có nhiều người khác bao gồm Cura và Repetier.

Khi các STL đã được xuất, chúng tôi có thể nhập chúng vào máy cắt của chúng tôi. Cắt các tệp và tạo G-Code để in. Tôi đã sử dụng Natural PLA cho lần in thử đầu tiên. Mất khoảng 10 giờ để in tất cả các bộ phận.

Kiểm tra phù hợp

Thực hiện quy trình lắp ráp và kiểm tra tất cả các lỗ phù hợp với các thành phần, xem FFC của máy ảnh có vừa với khe cắm hay không và màn hình LCD và các nút có căn chỉnh chính xác hay không.

Tôi nhận thấy rằng phần cắt cho giá đỡ chân máy hoạt động không tốt nên chúng tôi sẽ khắc phục điều đó và một số vấn đề khác trong bước tiếp theo.

Bước 11: Chỉnh sửa

Vết sưng trong lớp màn hình LCD đối với bộ chèn đồng cần phải thay đổi. Kế hoạch là di chuyển nó đến phần lớn nhất vào một không gian thích hợp, nơi nó sẽ không bị gián đoạn bởi bất cứ thứ gì.

Bước đầu tiên là loại bỏ nhà ở cũ. Đây là một quá trình đơn giản để loại bỏ phần không mong muốn.

Tiếp theo, di chuyển mô hình ra khỏi miếng chèn bằng đồng đến vị trí mong muốn và tạo một khe mới bằng công cụ trừ.

Tôi đã phải thử một chút với các lỗ cho các nút trên màn hình LCD để mọi thứ được căn chỉnh một cách độc đáo.

Bước 12: Lắp ráp cuối cùng

Tôi đã in lại các bộ phận trong Natural PLA trong suốt, ngoại trừ nắp trước được làm bằng M-ABS màu đỏ trong suốt và nắp ống kính bằng PLA màu đen.

Bây giờ là lúc để đặt máy ảnh lại với nhau!

Với cáp nguồn từ PowerBoost tôi đã uốn các đầu nối DuPont Nữ. Tôi không phù hợp với vỏ nhựa thông thường khi đó vì chúng quá dài để đi vào không gian giữa LCD và Raspberry Pi. Che chúng bằng một chiều dài co nhiệt sẽ ngăn chúng thiếu hụt trên bất cứ thứ gì nếu chúng di chuyển xung quanh một chút.

Tôi thấy việc tạo cho FFC một chút đường cong sẽ giúp việc đưa qua các khe dễ dàng hơn nhiều.

Bạn có thể giảm độ dài của cáp pin nếu muốn nhưng hãy đảm bảo rằng bạn vẫn giữ băng kapton cũ hoặc tốt nhất là thay băng mới.

Lắp các vít và chân đế bằng đồng thau để hoàn thiện máy ảnh. Tiếp theo, chúng tôi sẽ cung cấp năng lượng cho nó.

Bước 13: Bật nguồn

Khe cắm trong Thẻ MicroSD, hãy cho nó một chút nước trái cây nếu bạn nghĩ rằng pin có thể sắp hết, sau đó khi bạn đã sẵn sàng, hãy trượt công tắc nguồn.

Màn hình sẽ chuyển sang màu trắng trong vài giây trong khi hệ thống khởi động, trình tự khởi động sẽ hiển thị trên màn hình khá nhanh.

Sau khi nó được tải lên, hãy điều hướng qua các menu và đặt tùy chọn Storage thành DropBox, hoặc bất cứ nơi nào bạn muốn!

Đi chụp một vài bức ảnh

Bạn có thể tắt máy ảnh bằng cách thoát khỏi phần mềm (thông qua menu cài đặt), sau đó nhấn nút nguồn trên màn hình LCD. Cuối cùng khi Tắt nguồn trên màn hình LCD, bạn có thể tắt nguồn bằng công tắc trượt. Hoặc khi đang ở trong phần mềm, nhấn nút nguồn trên màn hình LCD và đợi cho đến khi màn hình máy ảnh không phản hồi. Chờ thêm vài giây rồi tắt nguồn bằng công tắc trượt.

Bước 14: Gắn vào chân máy & Hình ảnh mẫu

Tháo giá đỡ chân máy có thể tháo rời khỏi giá ba chân của bạn, vặn nó vào đế máy ảnh Hình ảnh của bạn và đặt nó vào chân máy.

Thưởng thức:)

Giải nhì cuộc thi Raspberry Pi