3D kūno skaitytuvas naudojant „Raspberry Pi“fotoaparatus: 8 žingsniai (su paveikslėliais)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:48

Šis 3D skaitytuvas yra „BuildBrighton Makerspace“bendradarbiavimo projektas, kurio tikslas - padaryti skaitmenines technologijas prieinamas bendruomenės grupėms. Skaitytuvai naudojami mados industrijoje, pritaikant drabužių dizainą, žaidimų pramonėje virtualiai realybei ir sporto salėse, siekiant stebėti sveikatą. Jei jie taip pat prieinami gamintojų erdvėse, kurios suteikia prieigą prie gamybos įrankių, gali būti daugiau socialinių naujovių.

Aš ketinu naudoti skaitytuvą, kad padėtų man kurti drabužius. Norėdami pradėti, aš supjaustiau savo modelį naudodamas nemokamą programinę įrangą, o lazeriu iš kartono iškirpiau siuvėjų manekeną, kuris yra mano asmeninė kūno forma. Toliau planuoju pamatyti, kaip drabužiai atrodo 3D modeliu VR, prieš įsipareigodamas juos gaminti.

Santanderis man skyrė 1000 svarų sterlingų stipendiją, skirtą skaitytuvui sukurti, kaip Braitono universiteto skaitmeninis apdovanojimas. Mes praleidome daugiau nei prototipų kūrimas įvairioms galimybėms, tačiau kaip projekto brėžinio dalį įsitikinome, kad galutinę versiją galima pakartoti pagal šį biudžetą. Už tokią kainą kitos bendruomenės grupės gali surinkti lėšų, kad sukurtų kažką panašaus.

Atkreipkite dėmesį: šis projektas naudoja elektros energiją ir reikalauja žinių apie laidus, todėl saugumo sumetimais skenerio kūrimo skyriuose parodyta, ką mes padarėme, išsamiai aprašant, o ne kopijuojant, taip pat skirsnius apie kodavimą ir skaitytuvai yra parašyti kaip „Kaip“vadovai. Tai tęstinis projektas, todėl tikiuosi, kad netrukus galėsiu pateikti išsamius akumuliatoriaus versijos planus. Apsilankykite mano svetainėje arba susisiekite su manimi, jei norite sužinoti daugiau.

Dėl aplinkosaugos priežasčių pasirinkome PLA 3D spausdintoms jungtims ir kartoninius vamzdžius konstrukcijai. Kartoną lengva pertvarkyti, jei dalys netinka tobulai, todėl jis yra puikus prototipų kūrimo įrankis, o esant 3 mm storio vamzdžiams, jie yra tvirti ir standūs.

Buvo nuostabu dirbti su šiuo bendradarbiavimo projektu. Ačiū Arthurui Guy už kodo parašymą ir kitiems „BuildBrighton“nariams, kurie atėjo ir padėjo trečiadienio vakarais arba atsitiko, kai jų prireikė.

Šio projekto medžiaga buvo:

27 Raspberry Pi Zero W

27 „Raspberry Pi“fotoaparato moduliai

27 „Raspberry Pi“nulinės kameros kabeliai

27 USB į mikro USB kabeliai

20 kartoninių 125 cm ilgio x 32 mm skersmens vamzdžių su 29 mm skersmens šerdimi

8 Vamzdžių galiniai dangteliai

PLA 3D spausdinimo siūlas

8 dangteliai iš vienkartinių alaus statinių

2 x A3 lakštai, 3 mm lazerinės kokybės beržo fanera

230–12 V galios keitiklis (nes JK tinklo įtampa yra 230 V)

12 CRT 5v galios reguliatorių

3 x 30 amperų ašmenų saugikliai ir laikikliai

Elektros kabelis

2, 3 ir 5 svirtinių laidų jungčių dėžutė

50 antgalių

Kabelinio modemo maršrutizatorius

Ethernet kabelis

27 SD kortelės (16 GB)

5 mm vienos sienos gofruota kortelė

2m Lipnus Velcro®

4 x USB baterijų paketai

Mūsų naudojamos priemonės buvo:

„Apple®“kompiuteris (fotoaparato serverio programinė įranga buvo sukurta „Apple®“operacinei sistemai, bet gali veikti ir „Linux“)

Kompiuterinis kompiuteris, nes šio projekto viduryje „Autodesk Remake ™“nustojo teikti paramą „Mac“vartotojams

Internetas (laidinis ir belaidis)

Nemokama „Autodesk Remake ™“versija

3D spausdintuvas

Lazerinis pjoviklis

Gnybtų gofruotojas

Kabelių pjaustytuvas

Pjaustymo pjūklas ir juostinis pjūklas

Šlifavimo mašina

1 žingsnis: Aviečių Pis kodavimas

Šis žingsnis reikalauja tam tikrų žinių apie kodavimą naudojant „Raspberry Pi“.

Įdiekite „Raspbian“operacinės sistemos „Lite“versiją kiekviename „Raspberry Pi“ir įgalinkite fotoaparatą bei SSH.

Programinė įranga „nodejs“yra iš anksto įdiegta „Raspbian“, tačiau gali būti pasenusi.

Toliau pateiktos komandos jį atnaujins. Pastaba: „Instructables®“automatiškai sutrumpino hipersaitą antroje kodo eilutėje. Visą kodo kopijavimo nuorodą rasite paspaudę ant jos.

Naujovinimas į mazgą v7

cd ~ wget https://nodejs.org/dist/v7.9.0/node-v7.9.0-linux-… tar -xvf node-v7.9.0-linux-armv6l.tar.gz cd node-v7.9.0-linux -armv6l/ sudo cp -R */ usr/ local/ sudo reboot # Sutvarkykite cd ~ rm node-v7.9.0-linux-armv6l.tar.gz.gz rm -r node-v7.9.0-linux-armv6l.tar.gz # Atnaujinkite NPM sudo npm install -g npm

Įdiegus „nodejs“, įkelkite kliento programinės įrangos failus:

cd ~ git klonas

Tada įdiekite programinę įrangą naudodami šias komandas:

cd 3d kamera

npm įdiegti

Išbandykite programinę įrangą paleisdami ją naudodami šią komandą:

mazgas app.js

Programinės įrangos veikimo palaikymas

Programinės įrangos paleidimas ir veikimas yra „prižiūrėtojo“darbas. Ši programa užtikrina, kad fotoaparato programinė įranga visada veiktų, ir buvo įdiegta naudojant šią komandą:

sudo apt-get install git supervizorius

Tada vadovas buvo nustatytas naudojant 3D skaitytuvo programą, nukopijuojant pateiktą konfigūracijos failą į galutinę vietą naudojant šią komandą:

cp /home/pi/3dCamera/camera.conf /etc/supervisor/conf.d/camera.conf

Norėdami pasakyti vadovui, kad jis nustatytų naują konfigūracijos failą ir pradėtų veikti:

sudo supervisorctl perskaityti

sudo supervorctl atnaujinimas sudo paslaugų prižiūrėtojas iš naujo

Po to, kai sistema paleidžiama, „prižiūrėtojas“paleidžia fotoaparato programą, kuri automatiškai prisijungia prie serverio programinės įrangos.

Papildomai pasirenkama

Programinę įrangą galima atnaujinti naudojant žiniatinklio vartotojo sąsajoje įmontuotą atnaujinimo komandą. Alternatyva yra priversti atnaujinti, kai „Raspberry Pi“paleidžiama. Norėdami tai padaryti, pakeiskite numatytąjį paleisties scenarijų į tą, kuris atnaujins:

cp /home/pi/3dCamera/rc.local /etc/rc.local

2 veiksmas: nustatykite fotoaparato serverį

Skaitytuvo serverio programinė įranga yra mazgų programa, kuriai reikia „nodejs“, klientai taip pat paleidžia mazgą ir prisijungia prie serverio naudodami žiniatinklio lizdus.

Sąranka

Patikrinkite mazgą, atidarydami terminalo langą ir įvesdami:

mazgas -v

Jei mazgas neįdiegtas, jį galima atsisiųsti iš „NodeJS“.

Atsisiųskite failus

Šią saugyklą reikia atsisiųsti į kompiuterio aplanką. Tai galima padaryti naudojant šią komandą:

git klonas

Įdiekite priklausomybes

Jie turi būti naujame aplanke, kuriame yra atsisiųstas kodas:

cd 3dCameraServer

npm įdiegti

Galiausiai paleiskite kodą

Serverio programa turėtų būti paleista naudojant žemiau pateiktą komandą, taip bus paleistas žiniatinklio lizdo serveris 3000 prievade ir žiniatinklio serveris 8080 prievade.

mazgas serveris.js

Jei viskas pavyko, pasirodys pranešimas „3D fotoaparato programos klausymasis 8080 ir 3000 prievaduose“. Norėdami naudoti programą, atidarykite naršyklę ir naudokite šį URL https:// localhost: 8080/

Naudojant sistemą

Serveris naudoja fiksuotą IP adresą, kuriuo kameros žino, kur siųsti nuotraukas.

Kliento programinė įranga tikisi prisijungti prie serverio, kurio IP adresas yra 192.168.10.100. Mes naudojame specialų maršrutizatorių su fiksuotu IP adreso paskirstymu, tačiau norint naudoti skaitytuvą be jo, šį IP adresą reikia nustatyti rankiniu būdu. Kad būtų paprasčiau, nustatykite kompiuterio „Mac“adresą maršrutizatoriuje, kad jam būtų automatiškai priskirtas nurodytas IP adresas.

Maršrutizatorius yra kabelinio modemo tipas (ne ADSL maršrutizatorius). Tai neleidžia kameroms, bet taip pat leidžia prisijungti prie interneto, kad gautų programinės įrangos naujinius. Maršrutizatoriaus DHCP diapazonas turi būti pakeistas iš numatytojo, kad jis priskirtų 192.168.10.1 - 192.168.10.255 diapazono IP adresus.

Kai klientai prisijungia prie interneto, prisijungimo pranešimai rodomi terminalo lange ir naršyklės lange.

Kai klientai prisijungia, jiems gali būti liepta fotografuoti naudojant antraštėje esantį mygtuką „Fotografuoti“, kuris pradeda nuotraukų fiksavimo procesą ir per 30 sekundžių jie visi turėjo atsiųsti vaizdus atgal į kompiuterį. Jie rodomi naršyklėje ir išsaugomi diegimo katalogo aplanke, esančiame ieškant aplanko „3dCameraServer“.

Iš „GitHub“paimtame kode yra iš anksto sukurtas vaizdas, kuris bandys prisijungti prie „Wi-Fi“tinklo pavadinimu „3DScanner“. Slaptažodis yra: poppykalayana.

3 žingsnis: pjovimas lazeriu ir 3D spausdinimas

Lazerinio pjovimo „Raspberry Pi“dėklai

Atsisiuntėme žemiau esančius failus ir iškirpome:

27 x Pi dėklai naudojant 5 mm vienos sienos gofruotą kartoną. Mes nenaudojame dvigubo sieninio kartono, nes yra didesnė tikimybė užsidegti po lazeriu.

3D spausdinimo vamzdžių jungtys

Mes atspausdinome 3D failus žemiau: 8 x kryžminis sujungimas 4 x T jungtis

ir prireikus nuėmė atraminę medžiagą replėmis ir švitriniu popieriumi.

Išankstinis stogo pratęsimo planavimas

Ši informacija skirta paprasčiausiai veikiančiai skaitytuvo versijai. Gaminamas modelis, tinkantis suknelių siuvėjams padaryti netikrą arba 3D spausdinimui galvutei (programinė įranga „Autodesk Remake ™“užpildo galvos vainiką, kur yra tarpas). Papildomos kameros papildomuose sluoksniuose arba virš stogo strypų leistų nuskaityti visą kūną, todėl, kad skaitytuvą būtų lengva atnaujinti, viršutinis vertikalių polių sluoksnis turi skersines jungtis ir trumpus prailginimo stulpus su galiniais dangteliais. Su kitomis jungtimis galima atsisiųsti 3D jungtis stogo stulpams pritvirtinti. Chuckas Sommerville'is sukūrė šešiakampę žvaigždę, kurios dydį galima pakeisti, kad būtų galima sujungti polius viršuje.

4 žingsnis: Raspberry Pis prijungimas ir bandymas

Norėdami tai padaryti, maršrutizatorius turi būti įjungtas ir prijungtas prie interneto.

Kompiuterio prijungimas prie serverio

Prijunkite kompiuterį prie „Wi -Fi“, vadinamo „3DCamera Open Terminal“. Kai būsite paraginti, įveskite „3Dcamera“ir paspauskite „Enter“. Kitame raginime įveskite „3Dcamera-start“, tada paspauskite „Enter“Atidaryti žiniatinklio naršyklę ir adreso juostoje įveskite https:// localhost: 8080/, kad atidarytumėte prietaisų skydelį

Aviečių Pis bandymas

Naudodami fotoaparato kabelį prijunkite fotoaparatą prie „Raspberry Pi“. Prijunkite „Raspberry Pi“prie 5 V maitinimo šaltinio (pvz., Kompiuterio) naudodami mikro USB laidą. Po kelių minučių „Raspberry Pi“turėtų prisijungti prie sistemos ir pasirodyti prietaisų skydelyje su automatiškai priskirtu „Marvel“simbolio pavadinimu. Spustelėkite „Fotografuoti“, kad patikrinkite, ar „Raspberry Pi“veikia. Prietaisų skydelio stulpelyje „Būsena“turėtų būti nurodyta, kada jis fotografuoja ir siunčia nuotrauką, tada nuotrauka turėtų būti rodoma prietaisų skydelio viršuje. Jei tai neveikia, patikrinkite, ar fotoaparatas tinkamai prijungtas ir „Pi“dega žalia lemputė, ir bandykite dar kartą.

Nuotraukos automatiškai išsaugomos aplanke pavadinimu „Vaizdai“, kuris yra aplanke „3dCameraServer“, kuris buvo nustatytas ankstesniame žingsnyje.

„Raspberry Pi“dėklų surinkimas

Mes suklijavome 5 kartoninio „Pi“dėklo sluoksnius, įdėdami „Raspberry Pi“su 2 sluoksniu, sulenkdami kamerą į 3 sluoksnį, kuris laikomas vietoje su 4 sluoksniu, ir stumdami objektyvą per 5 sluoksnį. visos kameros.

Aviečių Pis ženklinimas

Iš prietaisų skydelio pakeitėme kiekvienam „Pi“priskirtą „Marvel“simbolio pavadinimą, teksto lauke įvesdami skaičių ir paspausdami „Enter“.

Naudinga rašyti numerį ant kiekvieno „Pi“korpuso, kad būtų pašalintos problemos.

Pakartokite šį procesą kiekvienam „Raspberry Pi“, kiekvienam priskirdami skirtingą numerį

5 žingsnis: Paruoškite konstrukciją ir elektros grandinę

Paruošimas

Kartoniniai vamzdžiai buvo supjaustyti ir paruošti tokio ilgio:

6 x 80 cm vamzdžiai statramsčių pagrindui su 1,2 cm skylute 2 cm aukštyn iš vieno galo

6 x 40 cm vamzdžiai statramsčių viduriui

6 x 10 cm vamzdžiai statramsčiams su dangteliais viename gale

10 x 125 cm vamzdžiai horizontaliems strypams su 0,5 cm skyle viduryje

2 x 125 cm ilgio vamzdžiai, skirti laisvai stovintiems statramsčiams su Velcro, kur bus dedamos avietės ir baterijos

Laidai

Įspėjimas: nebandykite elektros, nebent esate tam kvalifikuoti. Mes nepateikiame visos informacijos apie laidus, nes jie skirti kaip pavyzdys, kaip tai padarėme, o ne kaip instrukcijos, kurių reikia laikytis. Klaidos gali sudeginti avietę pi, sukelti gaisrą ar elektros smūgį!

Patarimas: mes nustatėme, kad kameros, esančios toliausiai linijoje, neveikia, kai jas sujungėme grandine, todėl prijungėme 3 saugiklius prie 3 atskirų grandinių iš 12 V maitinimo šaltinio su 4 x 5 V reguliatoriais. Kiekvienas iš jų gali suteikti iki 3 aviečių pi nulių. Tai reiškė, kad kiekviename poliuje buvo 2 elektros kabeliai, galintys pritvirtinti 6 fotoaparatų laidus. Mums reikėjo tik 4 galvos ir pečių, tačiau naudinga turėti papildomų pajėgumų, kad būtų galima pridėti daugiau kamerų kitiems tikslams.

Mes nupjovėme didelį USB kabelį nuo 22 USB kabelių galo ir 6 iš jų sutrumpinome iki maždaug 30 cm. Tada, ignoruodami bet kokius duomenų laidus, prie maitinimo ir įžeminimo laidų galo pritvirtinome gnybtus.

Paėmę trumpus laidus, į kiekvieną 12 x 3D spausdintų jungčių įstumėme vieną porą gnybtų, kol laidas išėjo iš apatinio galo.

Mes naudojome tą pačią techniką su ilgesniais laidais, stumdami vieną porą gnybtų per skylę kiekvienos horizontalios juostos centre, kol jie pasirodys vamzdžio gale.

Pagrindų gamyba ir prijungimas

Iškirpėme 16 žiedų, kad tilptų skylė 8 vienkartinių alaus statinių dangtelių viduryje, o kiekvienos viduryje - 3,2 cm skylė. Mūsų rajono barai mielai atiduoda šias statines, o apvali dalis yra naudinga projektams. Dangteliai paprastai išmetami, tačiau jie daro labai stabilius stovus.

Mes karštai priklijavome žiedą prie varžto dalies viršaus ir apačios alaus statinės dangčio viduryje, kartodami su antru dangteliu. Tada mes pastatėme 125 cm stulpą kiekviename ir pritvirtinome fotoaparatą šalia kiekvieno stulpo su Velcro®

ir dar 40 cm žemiau jo. Prie kiekvienos kameros prijungėme USB akumuliatorių ir pritvirtinome akumuliatorių prie „Velcro®“poliaus, kur pasiekia laidas.

Baziniai pranešimai

Kitiems 6 dangčiams paėmėme po 2 faneros žiedus ir juos karštai priklijavome vietoje, virš ir žemiau visų komponentų. Tarpas tarp kiekvieno žiedo buvo 2 x 5 V reguliatoriai, kabeliai ir jų jungtys, prie kurių pritvirtinome 2 x 80 cm kabelį ir abu kabelius įvedėme per 1,2 cm skylę ir į viršų. Visi komponentai tvirtai pritvirtinti aplink pagrindo stulpą, kurį mes atsistojome centre.

Jie tikriausiai atrodytų geriau dažyti!

6 žingsnis: sukurkite struktūrą ir elektros grandinę

Mes pastatėme 5 horizontalius vamzdžius ant grindų, kad pažymėtume 5 šešiakampio puses, ir kiekvienoje sankryžoje stovėjome pagrindo stulpą.

Tada mes sukūrėme fotoaparatų rėmą, pritvirtindami kartoninius vamzdelius prie 3D spausdintų jungčių, sriegiuodami išsikišusius laidus su pritvirtintais įvorėmis per polius link pagrindo stulpų ir prieš pritvirtindami svirties vielos jungtis kiekvieno pagrindo stulpo viršuje. rėmo sekcijos vietoje.

Tada mes prijungėme kameras prie „micro USB“, pusiau išilgai kiekvienos horizontalios juostos. Kartoninis „Pi“dėklas buvo suprojektuotas taip, kad USB būtų iš dalies paslėptas viduje, o kitą USB dalį būtų galima šiek tiek įstumti į kartoninį vamzdelį, kad fotoaparatas būtų tiesiai ant stulpo. USB jį laiko savo padėtyje.

Mes prijungėme kameras prie USB laidų kampinėse jungtyse, naudodami lipnią Velcro, kad fotoaparatai būtų laikomi vietoje.

Tada mes pastatėme laisvai stovinčius vertikalius fotoaparato polius vienodu atstumu vienas nuo kito.

Galiausiai sureguliavome kameras, kad įsitikintume, jog jos visos nukreiptos į centrą.

Yra viena atsarginė kamera, jei kas nors nustoja veikti.

7 žingsnis: fotografuokite

Norėdami naudoti skaitytuvą, atsistokite arba atsisėskite rėmo viduryje.

Paprašykite kažko paspausti „Fotografuoti“prietaisų skydelyje. Visos nuotraukos turėtų būti padarytos tą pačią akimirką, tačiau kai signalas siunčiamas per „Wi -Fi“, kartais viena ar kelios vėluoja šiek tiek. Taigi pasilikite kelias sekundes, kol visos nuotraukos bus išsiųstos.

Nuotraukos bus išsaugotos 3DCameraServer aplanko vaizdų aplanke

Patarimų, kaip padaryti geras nuotraukas, rasite šiame vaizdo įraše

8 veiksmas: apdorokite nuotraukas į 3D modelį

Šios instrukcijos skirtos „Autodesk Remake ™“(17.25.31 versija). Tai yra „freemium“produktas, tačiau man pasirodė, kad laisvo režimo pakanka. Čia yra daugiau nuotraukų susiuvimo programinės įrangos sąrašas.

Nustatymas

Sukurkite „Autodesk®“paskyrą

Įdiekite „Autodesk Remake ™“asmeniniame kompiuteryje

Nuotraukų pavertimas 3D modeliu

Perkelkite nuotraukas iš „Mac“kompiuterio į kompiuterį naudodami USB atmintinę arba įkelkite nuotraukas į „Autodesk®“debesies saugyklą, vadinamą „A360 Drive“, naudodami savo „Autodesk®“paskyros prisijungimo duomenis.

Atidarykite „Autodesk Remake ™“

Spustelėkite kameros mygtuką, esantį skiltyje „Sukurti 3D“

Pasirodžiusiame iššokančiame ekrane spustelėkite Prisijungę (nebent turite galingą kompiuterį, kuris atitinka minimalias specifikacijas, skirtas apdoroti neprisijungus).

Kitame iššokančiame ekrane pasirinkite Pasirinkti nuotraukas iš: Vietinis diskas, jei perkėlėte nuotraukas į kompiuterį per USB, arba spustelėkite A360 diskas, jei įkėlėte nuotraukas.

Pasirinkite nuotraukas ir spustelėkite Atidaryti

Kai visos nuotraukos pasirodys ekrane, spustelėkite Sukurti modelį

Pasirodžiusiame meniu Parinktys įveskite pavadinimą teksto laukelyje. Pasirinkite kokybę: standartinis, automatinis apkarpymas: išjungtas ir išmanioji tekstūra: išjungta (arba žaiskite naudodami šiuos nustatymus)

Apdorojimas

Ekranas grįš į „Remake ™“prietaisų skydelį, o skiltyje „Mano debesies diskas“bus langelis su jūsų modelio pažanga. Mūsų patirtis rodo, kad apdorojimas trunka apie 10 minučių, tačiau gali atrodyti, kad jis nustojo reaguoti, nes procentas nustos didėti, o po kurio laiko skaičius staiga padidės. Kai apdorojimas bus baigtas, gausite el. Laišką iš „Autodesk®“.

Kai dėžutėje parašyta „Paruošta atsisiųsti“, užveskite pelės žymeklį ant dėžutės ir pasirodys mėlyna atsisiuntimo rodyklė. Spustelėkite mėlyną rodyklę ir pasirinkite, kur išsaugoti modelį.

Tada modelis bus atsisiųstas ir pasirodys „Remake®“prietaisų skydelio skiltyje „Mano kompiuteris“. Spustelėkite jį, kad jį atidarytumėte.

Po apdorojimo

Norėdami rasti savo kūno modelį, naudokite naršymo įrankius ekrano apačioje.

Naudokite pasirinkimo įrankius, kad pašalintumėte nepageidaujamas modelio dalis, pasirinkdami dalis ir paspausdami Delete.

Kai ištrinsite dalis, mėlynas apskritimas modelio apačioje sumažės. Jei apskritimas yra didesnis už modelį supantį perimetrą, tai reiškia, kad dar yra dalių, kurias reikia ištrinti.

Jei modelis apverstas aukštyn kojomis, eikite į skirtuką Modelio nustatymai kairėje ekrano pusėje ir vykdykite nustatymus, esančius skiltyje „Nustatyti scenos vertikalumą“.

Norėdami padaryti savo modeliui lygų paviršių, eikite į Redaguoti - supjaustykite ir užpildykite

Norėdami patikrinti, ar nėra skylių ir pataisykite, eikite į skirtuką Analizuoti ir spustelėkite Aptikti ir išspręsti modelio problemas

Taupoma

Norėdami išsaugoti modelį, eikite į Eksportuoti - eksportuoti modelį.

Jei norite sukurti savo modelio besisukančio vaizdo įrašą, eikite į Eksportuoti - eksportuoti vaizdo įrašą.