Spårbar elektrisk longboard: 16 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:46

Detta projekt består av en elektrisk longboard som behåller rutten med hjälp av en hallon pi. Dessa sessioner lagras i en mySQL -databas och visas på min webbplats som gjordes med mikroramen "Flask".

(Detta är ett skolprojekt som gjorts på 3 veckor)

Steg 1: Material och verktyg

Detta projekt kräver lödkunskaper och det kostar cirka 500 euro.

Material:

Allt material och länkar till leverantörerna finns i faktabladet.

Verktyg:

• Lödkolv + plåt
• Tång
• Lim pistol
• Skruvmejslar och insexnyckelsats
• En nål kan komma till nytta ibland
• Wire cutter/stripper

En svarv, laserskärare och 3D -skrivare används i detta projekt!

Steg 2: Byta hjul och förbereda lastbilen

Först av allt tog jag de små vita hjulen från min longboard. Sedan tog jag bort kullagren och satte dem i de orange 90 mm hjulen.

Lastbilen som motorn ska monteras på behöver en liten justering. Hjulet med kugghjulet passar inte på lastbilen på den longboard som jag hade köpt, så jag fick klippa ca 1 cm med en svarv.

och monterade dem på lastbilarna, förutom hjulet med växeln (jag valde slumpmässigt rätt, baksidan).

Steg 3: Skär- och svetsmotorfäste

Jag gjorde aluminiummotorfästet med en laserskärare vid måtten från bilden ovan.

Placeringen av fästet är viktigt. Det måste vinklas ner så mycket som möjligt utan att röra vid brädet och eftersom jag har en stor motor är vinkeln inte så stor. Jag råkade känna en svetsare så först svetsade han den lite och sedan för att testa positioneringen tryckte jag lastbilarna från sida till sida för att se om den rörde brädet.

Efter att hela min bräda var klar gjorde jag en testtur och motorfästet gick sönder så det förklarar varför min motor kommer att se skadad ut på de kommande bilderna;) Efter det bad jag min bekant att svetsa den helt.

Steg 4: Montering av motor och rem

Använd 4 av M4*14 fetstil för att montera motorn på fästet.

Därefter måste du fästa motorhjulet med 12 tänder på motoraxeln. Se till att den lilla fetstil finns på den plana delen av axeln!

Nu kan du ta ett av remmarna och sätta det runt remskivan, ta hjulet med växeln och vrid det tills hela remmen är runt växeln.

Dra åt muttern till lastbilen så att ditt hjul inte ramlar av och det är det.

Steg 5: Anslutningsdiagram

Elektronikkomponenterna var anslutna enligt diagrammen ovan.

Den första är en komplett schema över elektroniken.

Det andra diagrammet visar alla anslutningar av den elektriska longboarddelen, 6s UBEC till 12V går till nästa diagram. Det diagrammet visar kretsen för lamporna och sensorerna som styrs av hallon Pi.

Som du säkert redan har sett har tft -skärmen en kvinnlig rubrik som tar upp många stift. Stift som vi behöver för seriell kommunikation med GPS -modulen. Så jag lödde trådarna vid stiften som vi behöver (bild 4-6) till en kvinnlig header som ansluts till Pi.

Steg 6: Anslutning till BMS

Jag använde comsa42 hans intructables för anslutningsschemat.

Jag använde ett BMS (batterihanteringssystem) balansbord för att ladda mina lipos så att jag kunde lämna dem i mitt hus och ladda dem med en "smart laddare" via ett vattentätt DC -uttag

Jag lödde två kablar för en laddningsport på BMS, en på P- (svart) och den andra på P+ (röd). (Dessa kablar behöver inte vara så tjocka eftersom det bara går 2 ampere igenom laddningsporten)

OBS: I början använde jag ett DC -uttag med skruvar, men jag ersatte det med det vattentäta DC -uttaget från BOM senare. Löd inte kontakten än, annars får du problem när du vill lägga den i ditt hus.

Jag kopplade de två batterierna i serie med en av de 'XT60 2 pack in series plug' jag köpte. Jag kopplade den manliga rubriken till en kvinnlig och jag lodde en tjock röd och svart tråd till den. Den röda tråden går till B+ och BMS och den svarta går till B-.

Sedan balanskablarna för batterierna. Jag använde två av de köpta balanskablarna och kopplade ur den röda balanskabeln för batteri ett och den sista svarta kabeln för batteri två på båda sidor. Vi behöver dem inte eftersom de är desamma som de tjocka batterikablarna, som vi redan har anslutit. Löd det sedan i rätt ordning som diagrammet.

OBS: I mitten kopplade jag marken med det positiva från nästa batteri, men det är egentligen inte nödvändigt, eftersom seriekontakten redan gör det.

Steg 7: På/av -omkopplare (loop -nyckel)

Istället för att köpa en antistängsbrytare på 60 dollar gjorde jag en loop-nyckel. Principen är enkel. Du gör ett avbrott i kretsen och för att sätta på kortet kopplar du in antiständkontakten XT90 och kretsen stängs utan gnistor.

Först löd jag en kabel till hankontakten (bild 2-4) och sedan några 3,5 mm kulkontakter till den kvinnliga XT90-kontakten.

För att ansluta den till batterierna använde jag en hane XT60 -kontakt till en kvinnlig XT60 -kontakt men med avbrott i den röda ledningen. Sedan lödde jag bullet -kontakter till ändarna där jag skar tråden på mitten, så att jag kan ansluta den kvinnliga XT90 -headeren istället för att lödda den direkt till kabeln. Så anslut den och voila, på/av -omkopplaren är klar.

Steg 8: VESC, batteriindikator och UBEC -anslutning

Jag gjorde min egen '3 parallellt med 1 kontakt' genom att hålla ihop 3 XT60-rubriker (bild 1) och löda en tråd till trädets positiva och en tråd till trädens negativ (bild 2-6). Därefter lödde jag en hankontakt till den och skyddade de bara kablarna med lite svart tejp. (bild 7-9)

VESC och indikator

Löd en hane XT60 -kontakt till VESC -strömkablarna och till kablarna på batteriprocent/spänningsindikatorn.

uBEC

Koppla ur 2 balanskablar och lödning av hanänden till en XT60 -hane. Honändarna ansluter till ingångssidan på uBEC (spänningsomvandlare).

OBS: Jag hade klippt balanstrådarna lite "kortare", men det var ett misstag så lämna dem intakta;)

Steg 9: Motorsensor till Vesc

Använd två av stegkablarna för att ansluta motorns sensor till VESC. Motorn har 5 stift, 2 för effekt och träd för hallsensorerna (1 stift per hallsensor).

Dra ut de fyra kablarna från 4 -stifts sidan och ta en extra tråd från en andra stegkabel, klipp dem lite kortare och löd några stiften på änden. Sätt dem i rätt ordning som på bilderna

Använd värmekrymprör och tejp för att göra allt säkert! När det är klart är det bara att placera dem i rätt ordning från VESC till motorn.

Steg 10: Strömförsörjning Raspberry Pi

Vi behöver en 12V till 5V omvandlare som kommer att driva hallon pi via USB, så jag tänkte genast på en billaddare. Det är en billig och praktisk lösning.

OBS: Innan vi öppnar den, bör du se till att du kommer ihåg vilken som är porten som kan leverera 2,1 A, eftersom Pi behöver det.

Så ta bort klistermärket och skruva loss bilens överdel och lossa sedan stiftet på undersidan. Efteråt går det lätt att öppna, lödda fjädern (+12V) och det metallböjda föremålet (GND) lossna och ersätt dem med 2 av dessa balanstrådar (löd hansidan till kretskortet).

När det var klart kontrollerade jag om allt var korrekt genom att ansluta ett DC -uttag till ledningarna och ansluta det till en strömförsörjning på min LED -stip och mätte USB -utspänningen (De två yttre är +5V och GND).

Om allt är korrekt kan du dölja de nakna metalldelarna med några värmekrymprör och tejp.

OBS: Dubbelkontrollera polariteten på laddaren, eftersom den kan vara annorlunda.

Steg 11: Anslut Pi, lampor och GPS

Nu makt för lamporna.

Vi får 12V från vår uBEC och vi behöver det för våra främre lampor, bakljus och billaddare. Raspberry pi kan inte leverera tillräckligt med ström eller spänning för att mata lysdioderna så vi måste använda en transistor. 12V kommer att användas som strömförsörjning och hallon pi kommer att slå på och stänga av dem genom att styra basen på NPN -transistorn (2N222: bild 2) så låt oss lödda det till ett prototypkort.

Först och främst är bakljuset som baksidan av longboard och hallon pi kommer fram så att kabeln måste förlängas (bild 3-5). Bakljuset har 3 trådar. Svart (negativ), gul (löp-/bakljus), röd (broms-/stoppljus). Men eftersom det bara är en väldigt liten skillnad mellan broms och körljus, väljer jag att använda den röda tråden och låta den gula vara ensam. Sätt en lång hantråd i den medföljande metallen på bakljuset och böj ihop den tills tråden inte längre kan lossna. Gör detta för den svarta och röda tråden.

För bakljusen, löd dem parallellt. Sedan prototyperna. Löd honändarna på de två balanstrådarna till brädet och använd en koppartråd för att sprida 12V över hela brädet. Lägg sedan till transistorerna, en för de främre lamporna och en för de bakre lamporna. Samlare -> 12V, sändare -> GND en basen till ett motstånd och sedan till en tråd med en kvinnlig ände, som passar på hallon pi GPIO -stiften (stift 20 & 21). Billaddaren kan strömförsörjas med 12V, sätt sedan in en usb -kabel i rätt USB -ingång och sätt in mikro -usb -änden i hallon -pi.

Anslutningar GPS:

PI GPS

3.3V -> Vin

GND -> GND

RX -> TX

TX -> RX

OBS: Endast de två basstiften från transistorn behöver ett externt motstånd för att begränsa strömmen. Lamporna behöver inte dem eftersom de är inbyggda i lysdioderna.

Steg 12: Bostäder

Jag slog in de delar som hör ihop i plastfolier för att se till att alla trådar var säkra och det är lättare att sätta i i huset efteråt. Jag konstruerade alla delar i uppfinnaren och skrev ut dem med min 3d -skrivare. Alla filer för uppfinnare (.ipt) och skrivare/skivfiler (.stl) tillhandahålls. Designen är väldigt grundläggande.

Baksida (elektriska longboarddelar)

Du kan sätta i batteriindikatorn och den kvinnliga XT90 -kontakten och sedan placera plastlådan. När huset väl fastnade fixade jag XT90 -kontakten med varmt lim så att det sitter fast när strömbrytaren dras in och ut. Jag lade också till en skruv på insidan av huset precis bredvid väggen där XT90 -kontakten är fäst så att väggen inte kan tryckas in när du sätter i slingnyckeln.

Antennen från GPS -modulen är lång, väldigt lång. Så jag höll de två ändarna utanför lådan och vikade tråden i den här delen av fodralet.

OBS: Använd små skruvar som inte är längre då longboard är tjock!

När det var bra bytte jag ut mitt test DC -uttag mot en vattentät. Jag lödde några trådar med honkontaktkontakter på trådarna och hankontakter på trådarna som är fästa på BMS -kortet. Återigen behöver ledningarna inte vara så tjocka eftersom laddaren bara levererar cirka 2 ampere. Det blir också lättare att ansluta kontakten i fodralet med några mindre ledningar …

Framsida (hallon pi med GPS och lampor)

Skjut in skärmen på baksidan av fodralet. Placera alla kablar inuti huset och skruva fast det. Du kanske också vill lägga lite folie eller något mellan antennen och hallon Pi, eftersom det var väldigt magnetiskt och datorer inte alltid gillar det.

OBS: Var försiktig när du skjuter in tft -skärmen i huset, så att du inte skadar några kablar som styr beröringen. Det hände mig…

Steg 13: Grundläggande installation Pi

Först och främst behöver vi ett SD -kort med Raspbian. Du kan ladda ner raspbian härifrån. När det är laddat ner kan vi installera raspbian på SD -kortet. Du kan installera programvaran med Win32Discmanager eller etsare på din dator.

När den är installerad måste du lägga till en fil som heter 'ssh' utan förlängning för att aktivera SSH på pi. När det är klart kan du starta upp ditt hallon och lägga till det i ditt nätverk.

Pi har ingen anslutning till ditt nätverk så du måste ange en APIPA -adress, det här är IP -adressen som pi kommer att ha när han inte har anslutning till ett nätverk. Öppna filen 'cmdline.txt' på SD -kortet och lägg till en APIPI -adress. Till exempel: 'ip = 169.254.10.5'.

OBS: Se till att allt står på en rad annars fungerar det inte!

Sätt SD: n i PI: n, lägg till en nätverkskabel från din pi till din dator och anslut sedan strömmen.

Efteråt kan du använda Putty eller om du använder en mac använder du bara terminalen för att skapa en SSH -anslutning.

ssh [email protected]

Lägga till en trådlös anslutning:

För att lägga till ett nytt nätverk till din pi kan du skriva detta kommando:

eko ENTER_ YOUR_PASSWORD | wpa_passphrase ENTER_YOUR_SSID >>

/etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf

Efter en omstart bör du kunna hitta din IP -adress på din router och ansluta till din pi via ssh med den ip -adressen.

ssh pi@IP_FROM_PI

Att alltid hitta din ip är lite irriterande, så låt oss ställa in ett värdnamn så att vi kan använda det istället (bonjour -installation krävs på vind -PC för detta).

sudo raspi-config nonint do_hostname CHOOSE_A_HOSTNAME

OBS: För att använda värdnamnet i framtiden bör du skriva SSH -regeln så här:

ssh USER@YOUR_HOSTNAME.local

Vi bör vara säkra på att pi: s system och paket är uppdaterade:

Ange följande kommando för att inse att:

sudo apt-get update && sudo apt-get upgrade

Steg 14: Lägg projektet på din Pi

Ny användare

Jag skapade en ny användare 'longboard' för detta projekt:

Vi kommer att behöva gå till roten för detta

sudo -i

Adduser longboard Nytt lösenord:> l0ngb0@rd Fullständigt namn:> elektrisk longboard

Du kan lämna resten tomt. Som nästa måste vi ge användaren 'longboard' rättigheterna till sudo

adduser longboard sudo

Efteråt kommer vi tillbaka till vår longboardanvändare

su longboard

Paket

Installera några paket för projektet. Paket för värd för webbplatsen en databas

python3 -m pip install --user --upgrade pip == 9.0.3

sudo apt installera -y python3-mysqldb mysql-server uwsgi nginx uwsgi-plugin-python3 rabbitmq-server

Anslutningsdatabas, paketwebbplatser och bibliotek för GPS/tijdzondetektering

python -m pip installera mysql-connector-python argon2-cffi Flask Flask-HTTPAuth Flask-MySQL mysql-connector-python passlib argon2 libgeos-dev pytz tzwhere

Databasinställning

Kontrollera statusen för mysql

sudo systemctl status mysql

Genom att ange detta kommando kan du se att MySQL bara lyssnar på 127.0.0.1 -> inte tillgängligt från nätverket, bara lokalt (på pi jaget).

ss -lt | grep mysql

Starta klienten som roo

sudo mysql

Skapa användare:

SKAPA ANVÄNDARE 'project-admin'@'localhost' IDENTIFIERAD AV '@min_l0ngb0@rd';

SKAPA ANVÄNDARE 'project-longboard'@'localhost' IDENTIFIERAD AV 'l0ngb0@rd';

Skapa databas och ställa in behörigheter:

SKAPA DATABAS longboard_db;

GE ALLA PRIVILEGER PÅ longboard_db.* Till 'project-admin'@'localhost' MED GRANT-ALTERNATIV; > GRANT SELECT, INSERT, UPDATE, DELETE ON longboard_db.* TO 'project-longboard'@'localhost'; > FLUSH -PRIVILEGER;

Kör sql -skriptet för att skapa tabellerna, det kommer också att skapa en standardanvändare för webbplatsen:

(användarnamn: longboard, lösenord: test):

källa / home / logboard / longboard / longboard_db.sql;

avsluta

Testa om filen kördes:

eko 'visa tabeller;' | mysql longboard_db -t -u projekt -admin -p

Skapa en katalog 'longboard' och klona mitt projekt från github

mkdir longboard && cd longboard

git -klon

Om du använde samma katalognamn och användare som jag, bör du inte justera filerna i conf -katalogen.

Om du inte gör det bör du justera filerna (> sudo nano conf/filnamn. Tillägg)

När sökvägarna är korrekta måste du kopiera filerna till systemkatalogen. Det finns trädtjänster.

• En för kioskplatsen på localhost.
• En för gps -modulen med databasanslutning
• En för webbplatsen som är tillgänglig i ditt nätverk

sudo cp conf/project1-*. service/etc/systemd/system/

sudo systemctl daemon-reload> sudo systemctl start project1-*> sudo systemctl status project1-*

När allt är okej bör du aktivera dem så att de startar automatiskt när pi startar:

(Om det föregående steget misslyckas bör du binda sökvägarna i konfigurationsfilerna)

sudo systemctl aktivera projekt1-*

Konfigurera nginx -tjänsten:

• kopiera conf/nginx till 'tillgängliga webbplatser' (och ge det ett bättre namn)
• ta bort länken till standardkonfigurationen
• länk till den nya config/nginx
• starta om för att aktivera ändringarna

sudo cp conf/nginx/etc/nginx/sites-available/project1

sudo rm/etc/nginx/sites-enabled/default> sudo ln -s/etc/nginx/sites-available/project1/etc/nginx/sites-enabled/project1> sudo systemctl starta om nginx.service

Kontrollera om nginx överlevde:

sudo systemctl status nginx.service

När det är gjort bör du ha en webbserver på IP: n för din pi tillgänglig i ditt nätverk och en webbplats på localhost för att starta och stoppa sessionen offline.

Steg 15: Konfigurera Kiosk Mode Raspberry Pi

Installera paket

sudo apt-get install chromium-browser x11-xserver-utils unclutter

Ange autostart -filen för pi -användaren:

sudo nano/etc/xdg/lxsession/LXDE-pi/autostart

Du måste kommentera (sätt ett # framför raden) den befintliga regeln:

#@xscreensaver -no -splash

Lägg sedan till dessa rader under raden för skärmsläckare

@xset är avstängd

@xset -dpms @xset s noblank @chromium-browser --noerrdialogs --kiosk https://127.0.0.1:8080/ --overscroll-history-navigation = 0-inkognito-disable-nyp

Tryck ctrl-O och sedan ctrl-X för att skriva ut och lämna filen och skriv nu:

sudo raspi-config

Därifrån navigerar du ner till boot_behaviour och ändrar den här inställningen för att starta i skrivbordsläge och logga in som användare pi som standard.

OBS! För att komma ur kioskläget kan du skriva in

sudo killall krom-webbläsare.

Detta stänger alla Chrome -webbläsarinstanser.

Steg 16: Hur det fungerar

När pi startar kommer du att se ip -adressen på tft -skärmen tillsammans med en lista över alla användare av kortet.

Du kan starta en session offline via den här skärmen. Du kan också styra dina lampor. Om du skriver ip -adressen i din webbläsare kommer du till inloggningsskärmen. Du kan logga in med standardanvändarkortet (lösenord: test). eller så kan du skapa ett nytt konto. En som är klar, du kommer att se din instrumentpanel. Här kan du se din resväg och totala distans, restid. Om du går till fliken longboard kan du se kortets aktuella plats, du kan växla mellan lamporna och börja spela in en session. När du klickar på "start session" kommer PI konstant att bestämma platsen och spara den i databasen tills du trycker på "stop session". Om GPS: n inte har någon åtgärd kan sessionen inte startas, du får en varning högst upp på skärmen. Dina sessioner visas på en Google -karta.

Tvåa i tävlingen Make it Move