Raspberry Pi Zero מיקרוסקופ הלחמה HDMI / WiFi: 12 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:16

רכיבי SMD הלחמה יכולים לפעמים להיות קצת אתגר, במיוחד כשמדובר בדברים כמו שבבי TQFP פין 0.4 מ מ עם 100 סיכות או יותר. במקרים כאלה, גישה לגידול מסוג כלשהו יכולה להיות מאוד מועילה.

בניסיון לטפל בנושא זה, החלטתי לבנות מיקרוסקופ הלחמה משלי המבוסס על Raspberry Pi Zero W ומודול מצלמה. המיקרוסקופ מסוגל להזרים וידיאו Full HD ישירות לצג HDMI כמעט ללא חביון, שהוא מושלם להלחמה. אבל גם דרך WiFi עם חביון של פחות מחצי שנייה, וזה די טוב לבדיקת הלוח.

לחלופין, עם עלות נוספת ניתן להפוך את המיקרוסקופ גם לנייד, ובשילוב עם יכולות הזרמת הווידיאו שלו WiFi פותח ממד נוסף של מקרי שימוש פוטנציאליים.

אם במקרה יש לך מדפסת תלת מימד, הקפד לבדוק גם את הפרויקט המדהים של RichW36 ב- Thingiverse לגרסה של המיקרוסקופ באמצעות חלקים מודפסים בתלת מימד!

שלב 1: כלים וחלקים

כדי לבנות את המיקרוסקופ, תזדקק לחלקים הבאים:

1 x Raspberry Pi Zero W [10 €]

1 x מודול מצלמת Raspberry Pi [8 €] - יהיה עליך לפרוץ אותו על מנת לשנות את אורך המוקד שלו ולאפשר להתמקד באובייקטים הקרובים אליו. אני לא יודע אם אותו הליך אפשרי גם עם מודול המצלמות החדש של 8 מגה פיקסל, אז אני ממליץ לקבל במקור את אחד 5MP המקורי.

1 x כבל מצלמת אפס Raspberry Pi [2 €] - כפי שאתם אולי כבר יודעים, ל- Raspberry Pi Zero יש מחבר מצלמה קטן יותר מלוחות ה- Raspberry Pi האחרים, כך שתצטרכו גם כבל מתאם מיוחד לחיבור מודול המצלמה אליו..

1 x מיקרומטר קליפר פלסטיק - ככל שתוכלו למצוא יותר זול יותר, פשוט השתמשתי באנלוגי פלסטיק ישן שהיה לי מונח.

1 x חתיכת סרגל - רוחב הסרגל חייב להיות קטן יותר מאורך הלסת הנעת של המחוגה. באשר לאורך, בערך 10 ס"מ עד 15 ס"מ אמורים להיות בסדר.

1x ארגז פרויקט אלומיניום [4 €] - זה ישמש כבסיס הרכבה והוא צריך להיות עשוי מתכת, כך שהוא גם יהיה עמיד בחום. הסיבה שיש צורך בקופסה היא כדי שתוכל להכניס לתוכה משקל, על מנת להיות יציב יותר במהלך הלחמה.

1 x כבל HDMI ומתאם HDMI HDMI לזכר מיני HDMI - אתה יכול גם לרכוש כבלי HDMI למיני HDMI אם אתה רוצה, אבל כבר היה לי כבל HDMI רגיל.

1 x ספק כוח מיקרו USB - על פי המדידות שלי, הזרם שצויר על ידי ה- Pi אף פעם לא עולה על 400mA אפילו בזמן הזרמת וידאו של 1080p דרך WiFi ו- HDMI במקביל. אז אפילו אספקת חשמל של 500mA אמורה להספיק. ליתר ביטחון למרות שאני ממליץ לקבל אחד 1A, במיוחד אם אתה מתכנן לבנות את הגירסה הניידת שגם תהיה לה הפסדים על ממיר ההגברה.

1 x כרטיס MicroSD [5 €] - אפילו כרטיס של 4GB יספיק, רק וודא שהוא ברמה 10 באיכות גבוהה.

4 x ברגים ואומים M2 [פחות מ -1 €] - ניתן להשתמש גם בברגים בקוטר גדול יותר. עם זאת, ככל שהבורג גדול יותר כך החור צריך להיות רחב יותר, והסיכון לשבירת הפלסטיק פוחת.

1 x מקל דבק חם [1 €]

קשרי רוכסן [פחות מ -1 €] - אלה ישמשו לחיבור הפי על החלק הנע של הקליפר.

והכלים הבאים:

אקדח דבק חם

Dremel - עם דיסק שיכול לחתוך פלסטיק, בתוספת מקדחים לפלסטיק ואלומיניום בגודל הברגים.

צבת אף שטוחה

צבת חיתוך בורג - תזדקק לדרך לחיתוך הברגים באורך המתאים. ציר חיתוך בורג הוא מה שהשתמשתי בו, אם כי אני בטוח שישנם כלים אחרים שיכולים לבצע את העבודה גם כן.

מברג פיליפס

לחלופין, אם אתה רוצה להפוך אותו לנייד, תזדקק לחלקים הנוספים הבאים:

1 x סוללת LiPo [8 €] - הקיבולת שלה תלויה בחיי הסוללה שאתה רוצה, ביעילות ממיר ההגברה ובצריכת החשמל הממוצעת.

1 x מטען סוללות LiPo / ממיר Boost 5V [20 €] - לפרויקט הזה אני בוחר ב- PowerBoost 1000C מבית Adafruit. חלופות זולות בהרבה זמינות גם ב- eBay, אם כי החלטתי ללכת עם אותה אחת בגלל תכונה נחמדה שיש לה, שעליה אני אדבר עוד בהמשך.

1 x כותרת פינים זכר אחת עם 40 פינים [פחות מ -1 €]

1 x כותרת פינים נקבה אחת עם 40 פינים [פחות מ -1 €]

כותרת סיכה אחת לזכר 8 פינים [פחות מ -1 €]

כותרת סיכה נקבה אחת עם 8 פינים [פחות מ 1 €]

1 x חתיכת לוח אב טיפוס [1 €] - מכיוון שתצטרך להלחם כותרות סיכות משני צידי הלוח, אני ממליץ לקבל אחת דו צדדית. לחלופין, תוכל לקבל לוח אב טיפוס שתוכנן במיוחד עבור Pi Zero, כגון זה מ- MakerSpot.

1 x נגדים 1K [פחות מ -1 €]

1 x 10K הנגד [פחות מ 1 €]

1 x BC547 [פחות מ 1 €] - כל טרנזיסטור NPN למטרות כלליות יעשה, זה בדיוק מה שהשתמשתי בו.

1 x מתג רגעי DPST [1 €] - באופן אידיאלי, אתה רוצה מתג DPST, כך שתוכל להפעיל ולכבות את ה- Pi באמצעות אותו לחצן לחיצה. לרוע המזל, לא היה לי אחד כזה, אז הייתי צריך להשתמש בשני מתגים רגעיים נפרדים של SPST.

קשרי רוכסן [פחות מ -1 €] - יש צורך בעוד אחד עבור הגרסה הניידת, לחיבור הסוללה בצד האחורי של לוח האב טיפוס.

חוט הלחמה

והכלים הנוספים הבאים:

מגהץ

זוג חותכי חוטים

העלות הכוללת של הגרסה הלא ניידת, למעט אספקת החשמל, כבל HDMI והמתאם למיני HDMI, הייתה בסביבות 30 €. והעלות הנוספת להפוך אותו לנייד הייתה גם בסביבות 30 €. רוב החלקים נרכשו ב- eBay.

שלב 2: הכנת ה- MicroSD

צריבת התמונה לכרטיס ה- microSD

כבסיס למערכת החלטתי ללכת עם התמונה הרשמית של Raspbian Lite ולהתקין אז רק מה שאני צריך. כדי להתחיל, הורד תחילה את התמונה האחרונה של Raspbian Lite מאתר raspberrypi.org ושרוף אותה לכרטיס ה- microSD שלך.

אם אתה מפעיל לינוקס, לאחר ביטול הרוכסן תוכל לצרוב אותו על ידי הפעלת הפקודה הבאה כשורש, dd if =/path/to/-raspbian-jessie-lite.img of =/dev/sdX bs = 4M

כאשר X הוא האות של המכשיר המתאים ל- microSD שלך למשל ג. לפני הפעלת הפקודה וודא שאין מחיצות מותקנות השייכות לכרטיס ה- microSD. במקרה שיש להשתמש בפקודה הבאה כדי להסיר את כל אחד מהם, umount /dev /sdXY

אך היזהר מאוד כאן, שימוש באות הלא נכונה במקום X עלול לגרום נזק בלתי הפיך למערכת שלך ולהרוס את היום שלך. לפני הפעלת הפקודה dd בדוק שוב שהאות שהקלדת במקום X היא באמת האחת המתאימה למכשיר ה- microSD.

אם אתה משתמש ב- Windows, לאחר הורדת תמונת Raspbian Lite ופתיחת רוכסן, תוכל להשתמש ב- Win32DiskImager כדי לצרוב אותה על כרטיס ה- microSD. מידע נוסף ניתן למצוא בתיעוד הרשמי של Raspberry Pi.

ב- MacOS יש אפליקציה גרפית בשם Etcher זמינה, בעזרתה ניתן לצרוב את התמונה בכרטיס ה- microSD. לחלופין, אתה יכול גם להשתמש ב- dd באופן דומה ל- Linux, אך התהליך מעט שונה. שוב, תוכל לעיין בתיעוד הרשמי למידע נוסף.

הגדרת ה- WiFi

לאחר צריבת התמונה לכרטיס ה- microSD יהיה עליך להגדיר את ה- WiFi לפני האתחול הראשון וגם לאפשר SSH.

הדבר הראשון שאתה צריך לעשות הוא ליצור קובץ ריק בשם SSH בתוך מחיצת האתחול של כרטיס ה- microSD. אם אתה נמצא ב- Windows, סביר להניח שמחיצת האתחול תהיה המחיצה היחידה שתוכל לראות, מכיוון ש- Windows אינו יכול לקרוא או לכתוב מחיצות ext4 באופן מקורי. אם מחיצות כרטיס ה- microSD אינן מותקנות כעת, פשוט נתק את הכרטיס וחבר אותו למחשב שלך.

לאחר מכן, שוב בתוך מחיצת האתחול, צור קובץ בשם wpa_supplicant.conf עם ההגדרות האלחוטיות שלך. תוכן הקובץ אמור להיראות דומה לזה, מדינה =

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

פרוטו יכול להיות RSN עבור WPA2, או WPA עבור WPA1.key_mgmt יכול להיות WPA-PSK, או WPA-EAP לרשתות ארגוניות. באופן אידיאלי יכול להיות CCMP עבור WPA2, או TKIP עבור WPA1.auth_alg סביר שיהיה פתוח, בעוד LEAP ו- SHARED הן האפשרויות האחרות. באשר למדינה, ssid ו- psk, אלה אמורים להיות די מובנים מאליהם.

זהו, עכשיו פשוט נתק את כרטיס ה- microSD מהמחשב שלך והנח אותו ל- Pi שלך. לאחר מכן, חבר את ה- Pi שלך לצג HDMI, חבר את מודול המצלמה באמצעות כבל הסרט המיוחד ולבסוף הכנס את המתח. לאחר מספר שניות ה- Pi שלך היה צריך לאתחל ולהתחבר אוטומטית לרשת ה- WiFi שלך. על המסך, אתה אמור להיות מסוגל לראות גם את כתובת ה- IP שקיבלה משרת ה- DHCP של הנתב שלך.

עדכון 4/6/2018:

אם מסיבה כלשהי ה- Pi שלך לא מצליח להתחבר ל- WiFi במהלך האתחול, נסה במקום זאת את wpa_supplicant.conf הבא, מדינה =

ctrl_interface = DIR =/var/run/wpa_supplicant GROUP = netdev update_config = רשת אחת = {ssid = "" psk = ""}

לאחרונה ניסיתי להתקין Pi Zero W ללא ראש עם הגרסה האחרונה של Raspbian ולא הצלחתי לגרום לזה לעבוד עד שהשתמשתי ב- wpa_supplicant.conf שסופק למעלה. אז אם נראה שיש לך את אותה הבעיה זה עשוי לעזור.

שלב 3: יצירת חיבור SSH

אם עדיין לא חיברת צג ל- Pi שלך ואתה לא יכול לראות איזו כתובת IP קיבל, ישנן מספר דרכים לגלות אותו. דרך אחת היא על ידי בדיקת יומני השרת DHCP של הנתב שלך. כל נתב שונה, אז אני לא מתאר את התהליך הזה.

ב- Linux דרך קלה נוספת היא על ידי הפעלת הפקודה הבאה nmap כשורש, nmap -sn x.x.x.x/y

כאשר x.x.x.x היא כתובת ה- IP של הרשת הפרטית שלך, למשל 192.168.1.0 וה- y הוא מספר האחד (בינארי) של מסכת הרשת, למשל. עבור מסכת הרשת 255.255.255.0 מספרם הוא 24. אז, עבור אותה רשת ספציפית שהיית מפעיל, nmap -sn 192.168.1.0/24

פלט לדוגמה לפקודה זו הוא הבא, החל מ- Nmap 6.47 (https://nmap.org) בשעה 2017-04-16 12:34 EEST

דוח סריקת Nmap עבור המארח 192.168.1.1 עלה (חביון של 0.00044s). כתובת MAC: 12: 95: B9: 47: 25: 4B (Intracom S. A.) דו"ח סריקת Nmap עבור 192.168.1.2 המארח עלה (זמן חביון של 0.0076 שניות). כתובת MAC: 1D: B8: 77: A2: 58: 1F (HTC) דו"ח סריקת Nmap עבור 192.168.1.4 מארח הושלם (חביון של 0.00067s). כתובת MAC: 88: 27: F9: 43: 11: דו"ח סריקת Nmap של EF (Raspberry Pi Foundation) עבור מארח 192.168.1.180. Nmap נעשה: 256 כתובות IP (4 מארחים למעלה) נסרקו תוך 2.13 שניות

כפי שאתה יכול לראות במקרה שלי לפי יש את כתובת ה- IP 192.168.1.4.

אם אתה משתמש ב- Windows, קיימת גם גרסה של nmap שתוכל לנסות, שעבורה תוכל למצוא מידע נוסף כאן. לאחר קבלת כתובת ה- IP של ה- Pi תוכל לפנות אליו באמצעות הפקודה הבאה ב- Linux וב- MacOS, ssh pi@

או ב- Windows באמצעות PuTTY.

סיסמת ברירת המחדל עבור משתמש pi היא פטל.

שלב 4: הגדרת המערכת

תצורה כללית

באתחול הראשון המערכת כמעט לא מוגדרת לחלוטין, כך שיש כמה משימות שתצטרך לבצע תחילה.

הדבר הראשון שאתה צריך לעשות הוא לשנות את סיסמת ברירת המחדל עבור משתמש pi, passwd

לאחר מכן, יהיה עליך להגדיר את המקומות. אתה יכול לעשות זאת על ידי הפעלת הפקודה הבאה, sudo dpkg-reconfigure locales

קדימה, בחר את כל המקומות en_US באמצעות מקש הרווח ובמקומות אחרים שאתה רוצה. כשתסיים לחץ על Enter. לבסוף, בחר את en_US. UTF-8 כאזור ברירת המחדל ולחץ על Enter.

בשלב הבא תצטרך להגדיר את אזור הזמן, sudo dpkg-configure tzdata

בשלב זה כנראה רעיון טוב לעדכן את המערכת, עדכון sudo apt-get

sudo apt-get upgrade sudo apt-get dist-upgrade

לאחר מכן, עליך להפעיל את מודול המצלמה באמצעות הפקודה raspi-config, sudo raspi-config

בחר את אפשרויות הממשק מהתפריט ולאחר מכן בחר באפשרות מצלמה. ענה כן לשאלה שתבקש ממך להפעיל את המצלמה ולאחר מכן בחר אישור. לבסוף, בחר סיום וענה כן על השאלה אם ברצונך להפעיל מחדש את ה- Raspberry Pi כעת. לאחר האתחול, התחבר מחדש ל- Pi שלך דרך SSH באותו אופן כמו קודם.

כדי לבדוק שהמצלמה פועלת כראוי תוכל להריץ את הפקודה הבאה, raspivid -t 0

אתה אמור להיות מסוגל לראות את הזנת הווידאו בצג ה- HDMI שלך, תוכל לעצור אותו בכל עת שתרצה על ידי הקשה על Ctrl-C. תוכל גם להשתמש בדגלי -vf ו- -hf כדי להפוך את התמונה אנכית ו/או אופקית במידת הצורך.

הגדרת כתובת IP סטטית

הדבר הבא שאתה צריך לעשות הוא להגדיר כתובת IP סטטית עבור ה- Pi שלך. לשם כך באמצעות ננו ערוך /etc/dhcpcd.conf שלך, sudo nano /etc/dhcpcd.conf

והוסף בסוף את השורות הבאות, ממשק wlan0

סטטי ip_address = נתבים סטטיים = סטטי תחום_שם_שרתים =

בהגדרה domain_name_servers תוכל להוסיף שרת שמות מרובים המחולק ברווחים אם תרצה, למשל. תוכל גם להוסיף את ה- IP של ה- DNS של Google שהוא 8.8.8.8 שישמש כשרת גיבוי. הקש Ctrl-X כדי לצאת, הקלד y ולבסוף הקש Enter כדי לשמור את השינויים.

לאחר מכן הפעל מחדש את dhcpcd ושירותי הרשת על ידי הפעלת שתי הפקודות הבאות, sudo systemctl הפעלה מחדש של dhcpcd.service

sudo systemctl הפעל מחדש את networking.service

בשלב זה הפעלת SSH אמורה להיתקע. אל תדאג אם כי זה צפוי מכיוון שרק שינית את ה- IP של ה- Pi, פשוט התחבר אליו מחדש באמצעות SSH אך הפעם באמצעות ה- IP שהקצת.

שלב 5: התקנת GStreamer

ישנן מספר דרכים להזרים וידאו מ- Raspberry Pi דרך הרשת, אך זו שמספקת את כמות החביון המינימלית ביותר היא באמצעות GStreamer. כדי להתקין את GStreamer אתה יכול פשוט להריץ את הפקודות הבאות, עדכון sudo apt-get

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

ל- GStreamer יש לא מעט תלות, כך שזה ייקח זמן. לאחר סיום ההתקנה, תוכל להזרים את הזנת הווידאו של המצלמה דרך הרשת ו- HDMI במקביל, באמצעות הפקודה הבאה, raspivid -t 0 -w 1920 -h 1080 -fps 30 -b 2000000 -o -| gst-launch-1.0 -v fdsrc! h264parse! rtph264pay config-interval = 1 pt = 96! gdppay! tcpserversink host = port = 5000

זה עומד ליצור זרם RTP ביציאה 5000 שיכול להתקבל על ידי כל מכונה ברשת המקומית שלך באמצעות GStreamer, gst-launch-1.0 -v tcpclientsrc host = port = 5000! gdpdepay! rtph264 לשלם! avdec_h264! המרת וידאו! סינכרון autovideosink = שקר

התקנת GStreamer על כל מחשב שמריץ הפצת לינוקס מבוססת דביאן מתבצעת בדיוק באותו אופן כמו ב- Pi. רוב ההפצות העיקריות שאינן מבוססות על דביאן צריכות להיות עם GStreamer במאגרים שלהן.

GStreamer זמין גם ב- Windows ו- MacOS, מידע מפורט כיצד להתקין אותו ניתן למצוא כאן וכאן.

שלב 6: הגדר את הסטרימינג להפעלה אוטומטית באתחול

כמובן שבאמצעות הפקודה הקודמת אתה יכול להתחיל את הסטרימינג בכל עת שתרצה, אם כי זה דורש התחברות ראשונה ל- Pi באמצעות SSH וזה לא מאוד נוח. מה שאתה רוצה לעשות במקום זאת הוא ליצור סקריפט שיופעל אוטומטית בעת אתחול כשירות ויתחיל את הסטרימינג.

אז לשם כך צור תחילה קובץ באמצעות ננו, sudo nano /usr/local/bin/network-streaming.sh

ובפנים הדבק את שתי השורות הבאות, #!/bin/bash

raspivid -t 0 -w 1920 -h 1080 -fps 30 -vf -hf -b 2000000 -o -| gst-launch-1.0 -v fdsrc! h264parse! rtph264pay config-interval = 1 pt = 96! gdppay! tcpserversink host = port = 5000

הדגלים -vf ו- -hf משמשים כדי להפוך את התמונה אנכית ואופקית. בהתאם לכיוון המצלמה לאחר התקנתה, ייתכן שתזדקק להן.

הקש Ctrl-X כדי לצאת, הקלד y ולבסוף הקש Enter כדי לשמור את השינויים. לאחר מכן הפוך את התסריט להפעלה על ידי הפעלה, sudo chmod +x /usr/local/bin/network-streaming.sh

לאחר מכן עליך ליצור קובץ שירות systemd, sudo nano /etc/systemd/system/network-streaming.service

והדבק בתוך השורות הבאות, [יחידה]

תיאור = הזרמת וידאו ברשת לאחר = network-online.target רוצה = network-online.target [Service] ExecStart =/usr/local/bin/network-streaming.sh StandardOutput = journal+console User = pi Restart = on-failure [התקן] WantedBy = multi-user.target

שמור את הקובץ וצא מ- nano והפעל את הפקודה הבאה כדי לבדוק את השירות שלך, sudo systemctl הפעל רשת-הזרמת.שירות

אם הכל עובד כצפוי, תוכל להריץ את הפקודה הבאה כדי שהשירות יופעל אוטומטית בעת האתחול, sudo systemctl אפשר רשת streaming.service

שלב 7: הפיכת מערכת הקבצים לקריאה בלבד

אחת הבעיות הגדולות של כרטיסי SD ואחסון פלאש באופן כללי היא שהם מועדים מאוד לשחיתות.

הדרך הטובה ביותר להילחם בכך היא על ידי הרכבה של כל המחיצות של כרטיס ה- microSD כקריאה בלבד. זה גם יאפשר לך לנתק את החשמל מה- Pi בכל עת שתרצה מבלי שתצטרך לבצע כיבוי תקין, וזה מאוד שימושי במיוחד ליישום כזה.

הדבר הראשון שאתה צריך לעשות הוא להסיר כמה חבילות על ידי הפעלת הפקודה הבאה, sudo apt-get purge trigger שמח logrotate dphys-swapfile

לאחר מכן, עליך להחליף את rsyslog בדמון syslogd של busybox שיאפשר שמירה על יומני המערכת בזיכרון, sudo apt-get install busybox-syslogd

sudo apt-get purge rsyslog

ורוץ, sudo apt-get autoremove

להסרת חבילות שכבר אינן נחוצות.

לאחר מכן, תוכל לצפות ביומני המערכת בכל עת באמצעות הפקודה logread.

לאחר מכן, עליך להעביר /etc/resolv.conf אל /tmp, שעומד להיות מותקן על הזיכרון מכיוון שהוא צריך להישאר כתוב.

sudo rm /etc/resolv.conf

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

קובץ נוסף שצריך לכתוב הוא/var/lib/systemd/random-seed, כך באופן דומה, 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

מכיוון שקובץ הזרע אקראי בדרך כלל לא נוצר בעת האתחול והתוכן של /tmp תנודתי, יהיה עליך לשנות זאת על ידי שינוי קובץ השירות של קובץ השירות systemd-random-seed. לכן, באמצעות ננו, sudo nano /lib/systemd/system/systemd-random-seed.service

ופשוט הוסף את השורה בסוף קטע השירות, ExecStartPre =/bin/echo "">/tmp/random-seed

אז זה ייראה כך, [שֵׁרוּת]

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

ורוץ, sudo systemctl daemon-reload

כדי לטעון מחדש את קבצי שירות המערכת שלך.

בשלב הבא תצטרך לערוך את קובץ /etc /fstab, sudo nano /etc /fstab

והוסף את האפשרות ro על /dev /mmcblk0p1 ו /dev /mmcblk0p2 מחיצות על מנת שיותקנו כקריאה בלבד באתחול. והוסף עוד כמה שורות כך /tmp, /var /log ו /var /tmp יותקנו על הזיכרון. לאחר ביצוע שינויים אלה, קובץ /etc /fstab שלך צריך להיראות דומה לזה, ברירות המחדל של proc /proc proc 0 0

/dev /mmcblk0p1 /ברירות מחדל של boot vfat, ro 0 2 /dev /mmcblk0p2 /ext4 ברירות מחדל, noatime, ro 0 1 # החלפת קובץ היא לא מחיצת החלפה, אין שורה כאן # השתמש בהחלפת dphys-swapfile [מופעל | כבוי] לשם כך tmpfs /tmp tmpfs nosuid, nodev 0 0 tmpfs /var /log tmpfs nosuid, nodev 0 0 tmpfs /var /tmp tmpfs nosuid, nodev 0 0

לבסוף, ערוך את cmdline.txt שלך, sudo nano /boot/cmdline.txt

ובסוף השורה הוסיפו את האפשרויות fastboot noswap ro על מנת להשבית את בדיקת מערכת הקבצים, לבטל את ההחלפה ולאלץ את הרכבה של מערכת הקבצים כקריאה בלבד. לאחר מכן /boot/cmdline.txt שלך אמור להיראות דומה לזה, dwc_otg.lpm_enable = 0 console = serial0, 115200 console = tty1 root =/dev/mmcblk0p2 rootfstype = ext4 elevator = deadline fsck.repair = yes rootwait fastboot noswap ro

לבסוף, הפעל מחדש את המערכת כדי שהשינויים ייכנסו לתוקף. לאחר האתחול אם הכל התנהל כצפוי, sudo touch /boot /test

sudo touch /test

אמור לתת לך בשני המקרים שגיאת "מערכת קבצים לקריאה בלבד". כעת תוכל לנתק את החשמל מה- Pi שלך בכל עת שתרצה מבלי להסתכן במערכת הקבצים בכרטיס ה- microSD כדי להיפגם.

אם אתה צריך מסיבה כלשהי לגרום למערכת קבצי השורש לקרוא-לכתוב זמנית, למשל להתקנת כמה חבילות, תוכל לעשות זאת באמצעות הפקודה הבאה, sudo mount -o remount, rw /

ולאחר שתסיים, הפעל את הפקודה הבאה כדי להפוך אותה לקריאה בלבד שוב, sudo mount -o remount, ro /

במקרה שאתה רוצה לבצע עדכונים, הקפד להתקין את שניהם /אתחול ו /כקריאה-כתיבה, מכיוון שעדכונים עבור הגרעין והקושחה כותבים גם את מחיצת /אתחול.

בשלב זה סיימנו עם החלק של התוכנה, אז אני ממליץ בחום לכבות את ה- Pi, להסיר את ה- microSD ולבצע גיבוי תמונה של כרטיס ה- microSD.

שלב 8: פריצת מודול המצלמה

כדי שמודול המצלמה יוכל להתמקד באובייקטים בקרבה רבה ולספק לך הגדלה, תצטרך לפרוץ אותו על מנת לשנות את אורך המוקד שלו.

העדשה המחוברת על גבי החיישן למעשה מוברגת במקומה ומאובטחת בכמות קטנה מאוד של דבק. בעזרת צבת אף שטוחה ארוכה סובבו בעדינות את העדשה קדימה ואחורה על מנת לפצח את קשר הדבק, ולאחר מכן התנתקו בזהירות רבה לחלוטין של העדשה.

לאחר מכן, החזר את העדשה למודול והברג אותה מעט כך שהיא לא תיפול כאשר אתה הופך את הלוח הפוך. לאחר מכן, חבר את ה- Pi שלך לצג אם עדיין לא עשית זאת, חבר את המתח והסתכל על זרם הווידאו.

מה שתצטרך לעשות הוא להתאים עד כמה העדשה מוברגת על הבסיס, כדי שהמצלמה תוכל להתמקד באובייקטים בסביבות 10 ס מ מהעדשה. נסה לא לרדת הרבה יותר מזה, כי אתה צריך להיות מרחק עבודה טוב יחסית כדי שתוכל להלחם תחתיו. אל תדאג יותר מדי להפוך אותו למושלם, תוכל תמיד לבצע התאמות עדינות לאחר שתסיים עם מכלול המיקרוסקופ.

שלב 9: הרכבת המיקרוסקופ

עכשיו הגיע הזמן לחלק המהנה, שאינו מלבד הרכבת המיקרוסקופ.

ראשית, יהיה עליך ליצור שני חורים בקוטר הברגים על הלסת העליונה של המחוגה ושניים בצד אחד של מארז האלומיניום על מנת לתלות אותו.

לאחר מכן, יהיה עליך לפתוח חריץ בגודל המתאים כך שיתאים לחלק הסרגל. קח את הזמן שלך עם זה, כי אם אתה הולך מהר מדי אתה עלול לשבור את הפלסטיק או להפוך את החור גדול מדי. לאחר שתסיים, הכנס את הסרגל כדי לוודא שהוא משתלב היטב בפנים.

עכשיו אתה צריך לעשות כמה חורים בקצה עבור הסרגל על מנת להרכיב את מודול המצלמה. בסיום, הברג את מודול המצלמה במקומו וחתך את החלק הנותר של הברגים.

לאחר מכן, הרכיב את המחוגה לצידו של מארז האלומיניום בעזרת ברגים, העבר את הסרגל כשמודול המצלמה מחובר אליו דרך החור ותקן אותו במקומו בעזרת דבק חם. הקפד להוסיף דבק חם משני הצדדים ומהחלק העליון והתחתון.

לבסוף, חבר את לוח ה- Raspberry Pi על החלק הנע של המחוגה באמצעות קשרי רוכסן כמו שאתה יכול לראות בתמונה וחבר את כבל המצלמה.

וזהו, עכשיו אתה יכול להתאים את המיקוד של המצלמה בקלות על ידי הזזת המחוגה למעלה ולמטה ואם אתה רוצה גם לכוונן את אורך המוקד של העדשה, על מנת להשיג את מרחק העבודה האופטימלי עבורך.

אם אתה גם רוצה ללמוד כיצד תוכל להפוך אותו לנייד, תוכל להמשיך בשלב הבא.

שלב 10: הפיכתו לנייד: תוכנה

ל- PowerBoost 1000C יש תכונה קטנה מאוד שימושית. יש לו סיכת הפעלה שכאשר מושכים אותו גבוה מפעילים את ממיר ההגברה ומתחילים לספק כוח על תפוקתו, ובזמן שהוא נמשך נמוך הכוח מופסק.

ל- Raspberry Pi יש גם תכונה נחמדה, המאפשרת לנו להגדיר סיכת GPIO כפלט שיהיה במצב גבוה בזמן שה Pi פועל ובמצב נמוך לאחר כיבוי מוצלח. על ידי שילוב שתי התכונות הללו, ניתן ליצור מתג הפעלה/כיבוי של תוכנה עבור המיקרוסקופ.

נתחיל מחלק התוכנה, הדבר הראשון שאתה צריך לעשות הוא לאפשר תכונה זו של ה- Pi ולגרום לו להפיק לוגיקה גבוהה על פין GPIO אחד מהרגע שהוא מתחיל לאתחל, ושפל ההיגיון לאחר כיבוי מוצלח.

זה פשוט מאוד, כל שעליך לעשות הוא לערוך את קובץ /etc/config.txt שלך, sudo mount -o remount, rw /boot

sudo nano /boot/config.txt

והוסף את השורה הבאה בסיומה, dtoverlay = gpio-poweroff, gpiopin = 26, active_low

עכשיו, אם אתה מפעיל מחדש את הפטל שלך ומודד את המתח בסיכה GPIO26 (סיכה 37 בכותרת GPIO) ביחס לקרקע, אתה אמור לראות 3.3V מהרגע שהפי מתחיל לאתחל. ואחרי ביצוע כיבוי מוחלט שאמור להפוך ל- 0V.

כעת, לאחר שתעשה זאת, עליך לכתוב סקריפט פשוט שיפקח על המצב פין GPIO שני וכאשר הוא הופך להיות נמוך, הפסק את הכיבוי. לשם כך תצטרך להתקין את חבילת wiringpi המגיעה יחד עם הפקודה gpio.

sudo mount -o remount, rw /

sudo apt-get עדכון sudo apt-get להתקין wiringpi

כעת באמצעות ננו צור את הסקריפט, sudo nano /usr/local/sbin/power-button.sh

והדבק בתוך השורות הבאות, #!/bin/bash

בעוד נכון לעשות אם (($ (gpio read 24) == 0)) אז systemctl poweroff fi sleep 1 done

ואחרי שמירה ויציאה גם להפוך אותו להפעלה, sudo chmod +x /usr/local/sbin/power-button.sh

חשוב להזכיר כי סיכה 24 של ה- wiringpi תואמת את סיכת GPIO19, שהיא הסיכה 35 בכותרת GPIO. אם זה נשמע מבלבל, תוכל להציץ ב- pinout של Raspberry Pi באתר pinout.xyz ובדף האינטרנט בנושא סיכות ב- wiringpi.com. הפעלת הפקודה read -read של הפקודה gpio יכולה גם לעזור לקבוע איזו סיכה היא מהו.

לאחר מכן, עליך ליצור קובץ שירות systemd, sudo nano /etc/systemd/system/power-button.service

עם התכנים הבאים, [יחידה]

תיאור = ניטור לחצני הפעלה לאחר = network-online.target רוצה = network-online.target [Service] ExecStart =/usr/local/sbin/power-button.sh StandardOutput = journal+console Restart = on-failure [Install] WantedBy = multi-user.target

לבסוף, כדי להפעיל את השירות ולהפוך אותו לפעול בעת אתחול, sudo systemctl הפעל את לחצן ההפעלה. שירות

sudo systemctl הפעל את לחצן ההפעלה. שירות

והתקן שוב את מערכת הקבצים כקריאה בלבד עם, sudo mount -o remount, ro /

שלב 11: הפיכתו לניידת: חומרה

עכשיו הגיע הזמן לחלק החומרה. ראשית, עליך לבנות מעגל פשוט מאוד המורכב מטרנזיסטור NPN, שני נגדים ומתג רגעי DPST. אתה יכול להסתכל על התמונה של תרשים המעגל לפרטים נוספים.

יהיה עליך גם להלחם כותרת סיכה גברית ב- GPIO של ה- Raspberry Pi וגם נקבה ב- PowerBoost, כך שתוכל לצרף אותה בקלות ואת ה- Pi על הלוח שאתה עומד לבנות. הלוח שלך בעצם יוצמד על גבי ה- Pi Zero כמו כובע, וה- PowerBoost על גבי הלוח. ה- Pi גם יופעל ישירות מכותר ה- GPIO באמצעות סיכה +5V של ה- PowerBoost.

לאחר שתסיים עם הלחמה, הגיע הזמן לחבר הכל יחד. ראשית, הרכיבו את הפי על החלק הנע של המחוגה באמצעות קשרי רוכסן. לאחר מכן הרכיב את הסוללה בחלק האחורי של הלוח שבנית שוב עם עניבה עם רוכסן והצמד אותה אל ה- Pi, היזהר שלא להדק אותה מדי או שאתה עלול לגרום נזק לסוללה. חבר את לוח ה- PowerBoost מעליו וחבר את הסוללה למחבר. אחרון חביב, חבר את כבל המצלמה וחבר את ה- Pi למודול המצלמה, וכמובן אל תשכח לחבר את ה- microSD.

וסוף סוף סיימנו! אם אתה לוחץ כעת על לחצן ההפעלה וממשיך ללחוץ עליו במשך כ -8 שניות, תהליך האתחול של ה- Pi אמור להתחיל ולאחר שחרורו הוא אמור להמשיך לפעול. לרוע המזל, ה- Pi לא מתחיל לייצר מיד את ההיגיון גבוה ב- GPIO26, כך שאם תפסיק ללחוץ על הכפתור מוקדם מדי החשמל ינותק.

לאחר השלמת תהליך האתחול, לחיצה נוספת על כפתור ההפעלה למשך כשנייה, אמורה לגרום לכיבוי ה- Pi ולהפסקת החשמל.

שלב 12: רעיונות לשיפור

להיפטר ממקורות אור לא רצויים

זה לא אמור לעניין הרבה אם אתה מתכוון להשתמש במיקרוסקופ רק לצורך הלחמה ובדיקת לוח, אך אם גם אתה רוצה לצלם איתו תמונות, ייתכן שתמצא כתם אדום מעצבן המופיע בתמונות שלך. זה נגרם על ידי נורית ה- LED של מודול המצלמה שתמיד דולקת בזמן שהמצלמה עובדת.

אם אתה רוצה לכבות אותו למרבה המזל זה די פשוט לביצוע. לאחר הפיכת מחיצת /אתחול לכתיבה, sudo mount -o remount, rw /boot

ערוך /boot/config.txt שלך באמצעות nano, sudo nano /boot/config.txt

והוסף בסוף את השורה הבאה, disable_camera_led = 1

פעולה זו צריכה לגרום לנורית המצלמה להישאר כבוי לאחר אתחול המערכת.

עכשיו אם יצרת את הגרסה הניידת, ל- PowerBoost 1000C למרבה הצער יש נורית כחולה בוהקת עד כדי גיחוך כדי להצביע על כך שהכוח מופעל. זה מלבד הרס החשיפה של התמונות שלך, אתה עשוי גם למצוא שזה מעצבן מאוד את העיניים שלך בזמן הלחמה, רק בגלל כמה זה בהיר.

מסיבה זו, ייתכן שתרצה לשקול להסיר את נורית ההפעלה או הנגד שתואם אותה לחלוטין מהלוח. לחלופין, ייתכן שתרצה להחליף במקום זאת את הנגד 1K שנמצא בסדרה עם אחד גדול יותר, כך שה- LED יהפוך עמום יותר.

הגדלה מתכווננת

במקום לקבל מודול מצלמה רגיל של Raspberry Pi ולפרוץ אותו כדי לשנות את אורך המוקד שלו, אם לא אכפת לך לחסוך כמה כסף נוסף אתה יכול גם לקבל מודול מצלמה עם אורך מוקד מתכוונן, קצת יותר מ 20 € מ eBay.

מודול מצלמה כזה יאפשר לך להתאים בקלות את רמת ההגדלה, מכיוון שככל שאתה מזיז את המצלמה נמוך יותר כל שעליך לעשות הוא לפתוח מעט את העדשה על מנת להתמקד. זה גם יאפשר לך להשיג בקלות רמות די גדולות של הגדלה. זכור כי לאחר נקודה, עומק השדה הולך להיות כל כך סנוני שיגרום למיקרוסקופ להיות כמעט בלתי שמיש כפי שניתן לראות גם בתמונה המצורפת.

אז לסיכום, אם אתה יכול להרשות לעצמך אני ממליץ בחום להשיג אחד ממודולי המצלמה האלה, כיוון שהוא ייתן לך כמות גמישות מדהימה.

פרס שני בתחרות מיקרו -בקר 2017