میکروسکوپ لحیم کاری Raspberry Pi Zero HDMI / WiFi: 12 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:56

لحیم کاری اجزای SMD گاهی اوقات می تواند کمی چالش برانگیز باشد ، به ویژه هنگامی که صحبت از تراشه های TQFP 0.4 میلی متری با 100 پین یا بیشتر می شود. در چنین مواردی ، دسترسی به نوعی بزرگنمایی می تواند واقعاً مفید باشد.

در تلاش برای پرداختن به این موضوع ، تصمیم گرفتم که میکروسکوپ لحیم کاری خود را بر اساس Raspberry Pi Zero W و ماژول دوربین بسازم. این میکروسکوپ قادر است ویدئوی Full HD را مستقیماً بر روی مانیتور HDMI بدون تأخیر پخش کند ، که برای لحیم کاری مناسب است. اما همچنین از طریق WiFi با تاخیر کمتر از نیم ثانیه ، که برای بازرسی برد بسیار مناسب است.

در صورت تمایل ، با کمی هزینه اضافی ، میکروسکوپ را می توان قابل حمل کرد ، که همراه با قابلیت پخش ویدئو وای فای آن ، ابعاد بیشتری از موارد استفاده احتمالی را باز می کند.

اگر چاپگر سه بعدی دارید ، حتماً پروژه شگفت انگیز RichW36 را در Thingiverse برای نسخه ای از میکروسکوپ با استفاده از قطعات چاپ سه بعدی بررسی کنید!

مرحله 1: ابزارها و قطعات

برای ساختن میکروسکوپ به قطعات زیر نیاز دارید:

1 عدد Raspberry Pi Zero W [10 €]

1 عدد ماژول دوربین رزبری پای [8 €] - برای تغییر فاصله کانونی و تمرکز بر روی اجسام بسیار نزدیک ، باید آن را هک کنید. من نمی دانم که آیا این روش مشابه با ماژول دوربین جدید 8 مگاپیکسلی نیز امکان پذیر است یا خیر ، بنابراین توصیه می کنم به جای آن یک دوربین اصلی 5 مگاپیکسلی تهیه کنید.

1 عدد کابل دوربین Raspberry Pi Zero [2 €] - همانطور که قبلاً می دانید ، Raspberry Pi Zero دارای کانکتور دوربین کوچکتری نسبت به سایر برد های Raspberry Pi است ، بنابراین برای اتصال ماژول دوربین به آن به یک کابل آداپتور مخصوص نیز نیاز خواهید داشت. به

1 x میکرومتر پلاستیک کالیپر پلاستیکی - هر چه ارزانتر بتوانید بهتر را بیابید ، من فقط از آنالوگ پلاستیکی قدیمی استفاده کردم که در اطراف آن قرار داشتم.

1 عدد قطعه خط کش - عرض خط کش باید کوچکتر از طول فک متحرک کولیس باشد. در مورد طول ، حدود 10 تا 15 سانتی متر باید خوب باشد.

1x جعبه پروژه آلومینیومی [4 €] - این قرار است به عنوان پایه مونتاژ مورد استفاده قرار گیرد و باید از فلز ساخته شده باشد ، بنابراین در برابر حرارت نیز مقاوم خواهد بود. دلیل نیاز به یک جعبه این است که می توانید یک وزنه داخل آن قرار دهید تا در هنگام لحیم کاری پایدارتر باشد.

1 x کابل HDMI و یک آداپتور HDMI زن به مرد مینی HDMI - در صورت تمایل می توانید کابل های HDMI به Mini HDMI را خریداری کنید ، اما من قبلاً یک کابل HDMI معمولی در اطراف داشتم.

1 x منبع تغذیه Micro USB - طبق اندازه گیری های من ، جریان کشیده شده توسط Pi هرگز از 400mA تجاوز نمی کند حتی هنگام پخش همزمان ویدئو 1080p از طریق WiFi و HDMI. بنابراین ، حتی یک منبع تغذیه 500 میلی آمپر نیز باید کافی باشد. فقط برای ایمن بودن توصیه می کنم از 1A استفاده کنید ، مخصوصاً اگر قصد دارید نسخه قابل حمل را بسازید که در مبدل تقویت کننده نیز ضرر خواهد داشت.

1 عدد کارت MicroSD [5 یورو] - حتی یک گیگابایت 4 گیگابایت نیز کافی است ، فقط مطمئن شوید که از کیفیت 10 درجه 10 برخوردار است.

4 عدد پیچ و مهره M2 [کمتر از 1 یورو] - از پیچ هایی با قطر بزرگتر نیز می توان استفاده کرد. هرچند ، هرچه پیچ بزرگتر باشد ، سوراخ بیشتر نیاز دارد و خطر شکستن پلاستیک بیشتر است.

1 عدد چسب چسب داغ [1 €]

کابل های زیپی [کمتر از 1 یورو] - از آنها برای اتصال Pi به قسمت متحرک کولیس استفاده می شود.

و ابزارهای زیر:

تفنگ چسب داغ

Dremel - با دیسکی که می تواند پلاستیک را برش دهد ، به علاوه قطعات مته ای برای پلاستیک و آلومینیوم در اندازه پیچ.

انبردست بینی تخت بلند

انبردست پیچ و مهره - به روشی برای برش پیچ در طول مناسب نیاز دارید. چیزی که من از آن استفاده کردم یک جفت انبردست پیچ و مهره است ، اگرچه مطمئن هستم که ابزارهای دیگری نیز وجود دارند که می توانند این کار را انجام دهند.

پیچ گوشتی فیلیپس

در صورت تمایل ، اگر می خواهید آن را قابل حمل کنید ، به قطعات اضافی زیر نیاز دارید:

1 عدد باتری LiPo [8 یورو] - ظرفیت آن بستگی به عمر باتری مورد نظر شما ، کارایی مبدل تقویت کننده و متوسط مصرف برق دارد.

1 x LiPo Charger Battery / 5V Boost Converter [20 €] - برای این پروژه من PowerBoost 1000C را از Adafruit انتخاب می کنم. جایگزین های بسیار ارزان تری نیز در eBay موجود است ، اگرچه تصمیم گرفتم به دلیل ویژگی خوبی که داشت ، با آن مورد خاص صحبت کنم ، که بعداً در مورد آن بیشتر صحبت خواهم کرد.

هدر پین مردانه 1 x 40 پین دو ردیف [کمتر از 1 یورو]

هدر پین زن 1 x 40 پین دو ردیف [کمتر از 1 یورو]

هدر پین مردانه 1 x 8 پین [کمتر از 1 €]

هدر پین زنانه 1 x 8 پین [کمتر از 1 یورو]

1 عدد تابلوی نمونه اولیه [1 €] - از آنجا که باید هدرهای پین را در دو طرف تخته لحیم کنید ، توصیه می کنم یک سر دو طرفه تهیه کنید. متناوبا ، می توانید یک تابلوی نمونه اولیه را که مخصوص Pi Zero طراحی شده است ، تهیه کنید ، مانند این از MakerSpot.

1 x 1K مقاومت [کمتر از 1 €]

1 x مقاومت 10K [کمتر از 1 €]

1 x BC547 [کمتر از 1 یورو] - هر ترانزیستور NPN با هدف عمومی انجام می دهد ، این همان چیزی است که من استفاده کردم.

1 x سوئیچ لحظه ای DPST [1 €] - در حالت ایده آل ، شما یک سوئیچ DPST می خواهید ، بنابراین می توانید Pi را با استفاده از یک دکمه یکسان روشن و خاموش کنید. متأسفانه ، من یکی از آنها را نداشتم ، بنابراین مجبور شدم به جای آن از دو سوئیچ لحظه ای SPST استفاده کنم.

کابل های زیپ دار (کمتر از 1 یورو) - یک نسخه دیگر برای نسخه قابل حمل مورد نیاز است ، برای اتصال باتری در پشت صفحه نمونه اولیه.

سیم لحیم کاری

و ابزارهای اضافی زیر:

یک آهن لحیم کاری

یک جفت سیم برش

هزینه کل نسخه غیر قابل حمل ، بدون در نظر گرفتن منبع تغذیه ، کابل HDMI و آداپتور به mini HDMI ، حدود 30 یورو بود. و هزینه اضافی برای قابل حمل بودن آن نیز حدود 30 یورو بود. اکثر قطعات در eBay خریداری شده است.

مرحله 2: آماده سازی MicroSD

رایت تصویر روی کارت microSD

به عنوان پایه ای برای سیستم ، تصمیم گرفتم با تصویر رسمی Raspbian Lite کار کنم و فقط آن چیزی را که نیاز دارم نصب کنم. برای شروع ، ابتدا جدیدترین تصویر Raspbian Lite را از وب سایت raspberrypi.org بارگیری کرده و آن را در کارت microSD خود بسوزانید.

اگر لینوکس را اجرا می کنید ، پس از باز کردن آن می توانید دستور زیر را به عنوان root اجرا کنید ،

dd if =/path/to/-raspbian-jessie-lite.img of =/dev/sdX bs = 4M

جایی که X حرف دستگاه است که با microSD شما مطابقت دارد ، به عنوان مثال ج قبل از اجرای فرمان مطمئن شوید که هیچ پارتیشن نصب شده ای که متعلق به کارت microSD باشد وجود ندارد. در صورت استفاده از دستور زیر برای جدا کردن هر یک از آنها ،

umount /dev /sdXY

اما در اینجا بسیار دقت کنید ، استفاده از حرف اشتباه به جای X ممکن است آسیب جبران ناپذیری به سیستم شما وارد کند و روز شما را خراب کند. قبل از اجرای دستور dd ، دوباره بررسی کنید که حرفی که به جای X تایپ کرده اید واقعاً مطابق با دستگاه microSD است.

اگر از Windows استفاده می کنید ، پس از بارگیری تصویر Raspbian Lite و باز کردن آن از حالت فشرده ، می توانید از Win32DiskImager برای رایت آن بر روی کارت microSD استفاده کنید. اطلاعات بیشتر را می توان در اسناد رسمی Raspberry Pi یافت.

در MacOS یک برنامه گرافیکی به نام Etcher موجود است که می تواند برای رایت تصویر روی کارت microSD استفاده شود. متناوبا ، شما همچنین می توانید از dd مشابه لینوکس استفاده کنید ، اما روند کمی متفاوت است. مجدداً ، برای اطلاعات بیشتر می توانید اسناد رسمی را بررسی کنید.

پیکربندی WiFi

پس از رایت تصویر روی کارت microSD ، باید WiFi را قبل از اولین بوت پیکربندی کرده و SSH را نیز فعال کنید.

اولین کاری که باید انجام دهید این است که یک فایل خالی با نام SSH در داخل پارتیشن بوت کارت microSD ایجاد کنید. اگر از ویندوز استفاده می کنید ، پارتیشن بوت به احتمال زیاد تنها پارتیشنی است که می توانید مشاهده کنید ، زیرا ویندوز نمی تواند بطور طبیعی پارتیشن های ext4 را بخواند یا بنویسد. اگر پارتیشن های کارت microSD در حال حاضر نصب نشده اند ، کافی است کارت را از کامپیوتر جدا کرده و دوباره به کامپیوتر وصل کنید.

سپس ، مجدداً در داخل پارتیشن بوت ، یک فایل با نام wpa_supplicant.conf با تنظیمات بی سیم خود ایجاد کنید. محتویات فایل باید شبیه به این باشد ،

کشور =

شبکه = {ssid = psk = proto = RSN key_mgmt = WPA-PSK جفتی = CCMP auth_alg = OPEN}

proto می تواند RSN برای WPA2 باشد ، یا WPA برای WPA1.key_mgmt می تواند WPA-PSK ، یا WPA-EAP برای شبکه های سازمانی باشد. به طور حتم می توان CCMP برای WPA2 ، یا TKIP برای WPA1.auth_alg احتمالاً باز است ، در حالی که LEAP و SHARED گزینه های دیگر هستند. در مورد country ، ssid و psk ، اینها باید کاملاً خود توضیحی باشند.

این تمام است ، اکنون فقط کارت microSD را از رایانه خود جدا کرده و روی Pi خود قرار دهید. در مرحله بعد ، Pi خود را به مانیتور HDMI وصل کنید ، ماژول دوربین را با استفاده از کابل روبان مخصوص وصل کرده و در نهایت برق را وصل کنید. پس از چند ثانیه Pi شما باید بوت شده و به طور خودکار به شبکه WiFi شما متصل شود. همچنین می توانید آدرس IP را که از سرور DHCP روتر شما دریافت کرده است مشاهده کنید.

به روز رسانی 4/6/2018:

در صورتی که به دلایلی Pi شما قادر به اتصال به WiFi در هنگام بوت شدن نباشد ، در عوض wpa_supplicant.conf زیر را امتحان کنید ،

کشور =

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

اخیراً سعی می کردم Pi Zero W بدون سر را با آخرین نسخه Raspbian راه اندازی کنم و تا زمانی که از wpa_supplicant.conf ارائه شده در بالا استفاده نکردم ، قادر به کار کردن آن نبودم. بنابراین ، اگر به نظر می رسد شما نیز همین مشکل را دارید ، ممکن است کمک کند.

مرحله 3: ایجاد اتصال SSH

در صورتی که هنوز مانیتوری را به Pi خود متصل نکرده اید و نمی توانید ببینید آدرس IP آن چیست ، چندین روش برای کشف آن وجود دارد. یک راه این است که گزارش های سرور DHCP روتر خود را بررسی کنید. هر روتر متفاوت است ، بنابراین من قصد ندارم آن فرآیند را شرح دهم.

در لینوکس راه آسان دیگر اجرای دستور nmap زیر به عنوان root است:

nmap -sn x.x.x.x/y

جایی که x.x.x.x آدرس IP شبکه خصوصی شما است ، به عنوان مثال 192.168.1.0 و y تعداد واحدهای (باینری) ماسک شبکه است ، به عنوان مثال برای ماسک شبکه 255.255.255.0 تعداد آن 24 است. بنابراین ، برای آن شبکه خاص ،

nmap -sn 192.168.1.0/24

یک مثال خروجی برای این دستور به شرح زیر است ،

شروع Nmap 6.47 (https://nmap.org) در 2017-04-16 12:34 EEST

گزارش اسکن Nmap برای میزبان 192.168.1.1 افزایش یافته است (تاخیر 0.00044 ثانیه). آدرس MAC: 12: 95: B9: 47: 25: 4B (Intracom S. A.) گزارش اسکن نقشه Nmap برای 192.168.1.2 میزبان افزایش یافته است (0.0076 ثانیه تأخیر). آدرس MAC: 1D: B8: 77: A2: 58: 1F (HTC) گزارش اسکن نقشه Nmap برای 192.168.1.4 میزبان افزایش یافته است (تاخیر 0.00067 ثانیه). آدرس MAC: 88: 27: F9: 43: 11: EF (Raspberry Pi Foundation) گزارش اسکن نقشه Nmap برای میزبان 192.168.1.180 آماده است. نقشه برداری انجام شد: 256 آدرس IP (4 میزبان بالا) در 2.13 ثانیه اسکن شد

همانطور که می بینید در مورد من Pi آدرس IP 192.168.1.4 دارد.

اگر از ویندوز استفاده می کنید ، نسخه ای از nmap نیز موجود است که می توانید امتحان کنید ، برای اطلاعات بیشتر در اینجا می توانید پیدا کنید. پس از به دست آوردن آدرس IP Pi ، می توانید با استفاده از دستور زیر در لینوکس و MacOS به آن SSH دهید ،

ssh pi@

یا در Windows با استفاده از PuTTY.

رمز عبور پیش فرض برای کاربر pi تمشک است.

مرحله 4: پیکربندی سیستم

پیکربندی کلی

در اولین بوت ، سیستم تقریباً کاملاً پیکربندی نشده است ، بنابراین برخی از کارهایی که باید ابتدا انجام دهید وجود دارد.

اولین کاری که باید انجام دهید این است که رمز عبور پیش فرض کاربر pi را تغییر دهید ،

passwd

سپس ، باید تنظیمات محلی را پیکربندی کنید. می توانید این کار را با اجرای دستور زیر انجام دهید:

sudo dpkg-configure local locales

پیش بروید و با استفاده از نوار فاصله به علاوه هر منطقه دیگری که می خواهید ، همه موضوعات en_US را انتخاب کنید. وقتی کارتان تمام شد Enter را بزنید. در نهایت ، en_US. UTF-8 را به عنوان محلی پیش فرض انتخاب کرده و Enter را بزنید.

در مرحله بعد باید منطقه زمانی را پیکربندی کنید ،

sudo dpkg-پیکربندی مجدد tzdata

در این مرحله احتمالاً ایده خوبی است که سیستم را به روز کنید ،

sudo apt-get update

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

در مرحله بعد ، باید ماژول دوربین را با استفاده از دستور raspi-config فعال کنید ،

sudo raspi-config

از منو گزینه Interfacing Options را انتخاب کرده و سپس گزینه Camera را انتخاب کنید. به س questionالی که از شما می خواهد دوربین را فعال کنید بله پاسخ دهید و سپس OK را انتخاب کنید. در نهایت ، finish را انتخاب کنید و به این س ifال که آیا می خواهید Raspberry Pi را هم اکنون راه اندازی مجدد کنید ، پاسخ مثبت دهید. پس از راه اندازی مجدد ، از طریق SSH به همان روش قبلی به Pi خود متصل شوید.

برای بررسی عملکرد صحیح دوربین می توانید دستور زیر را اجرا کنید:

raspivid -t 0

شما باید بتوانید خوراک ویدیو را روی مانیتور HDMI خود مشاهده کنید ، می توانید هر زمان که مایل بودید با فشار دادن Ctrl-C آن را متوقف کنید. همچنین در صورت نیاز می توانید از پرچم های -vf و -hf برای چرخاندن تصویر به صورت عمودی و/یا افقی استفاده کنید.

تنظیم آدرس IP ثابت

نکته بعدی که باید انجام دهید این است که یک آدرس IP ثابت برای Pi خود تنظیم کنید. برای انجام این کار با استفاده از نانو ویرایش /etc/dhcpcd.conf ،

sudo nano /etc/dhcpcd.conf

و خطوط زیر را در انتها اضافه کنید ،

رابط wlan0

static ip_address = روترهای ایستا = سرورهای_اسکن_دامین استاتیک =

در صورت تمایل می توانید در سرور domain_name_servers چندین سرور نام تقسیم شده به فاصله اضافه کنید. همچنین می توانید IP DNS Google را که 8.8.8.8 است به عنوان سرور پشتیبان استفاده کنید. برای خروج ، Ctrl-X را فشار دهید ، y را تایپ کنید و در نهایت Enter را فشار دهید تا تغییرات ذخیره شود.

سپس سرویس dhcpcd و شبکه را با اجرای دو دستور زیر راه اندازی مجدد کنید:

sudo systemctl راه اندازی مجدد dhcpcd.service

sudo systemctl راه اندازی مجدد networking.service

در این مرحله جلسه SSH باید متوقف شود. نگران نباشید ، زیرا این مورد قابل پیش بینی است زیرا IP IP را تغییر داده اید ، فقط از طریق SSH به آن متصل شوید ، اما این بار با استفاده از IP ای که اختصاص داده اید.

مرحله 5: نصب GStreamer

چندین روش برای پخش ویدئو از طریق Raspberry Pi از طریق شبکه وجود دارد ، اما روش کمترین تأخیر با استفاده از GStreamer است. برای نصب GStreamer می توانید دستورات زیر را اجرا کنید:

sudo apt-get update

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

GStreamer وابستگی های زیادی دارد بنابراین این کار مدتی طول می کشد. پس از اتمام نصب ، می توانید همزمان با استفاده از دستور زیر ، ویدئو دوربین را از طریق شبکه و HDMI پخش کنید ،

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

با این کار یک جریان RTP روی پورت 5000 ایجاد می شود که می تواند توسط هر دستگاهی در شبکه محلی شما با استفاده از GStreamer دریافت شود ،

gst-launch-1.0 -v tcpclientsrc host = port = 5000! gdpdepay! rtph264 بازپرداخت! avdec_h264! تبدیل ویدئویی! autovideosink sync = false

نصب GStreamer بر روی هر دستگاهی که از لینوکس مبتنی بر Debian استفاده می کند دقیقاً همانند Pi انجام می شود. اکثر توزیع های اصلی غیر دبیان نیز باید GStreamer را در مخازن خود داشته باشند.

GStreamer همچنین در Windows و MacOS موجود است ، اطلاعات دقیق در مورد نحوه نصب آن را می توانید در اینجا و اینجا بیابید.

مرحله 6: تنظیم جریان برای شروع خودکار در بوت

البته با استفاده از فرمان قبلی می توانید جریان را هر زمان که می خواهید شروع کنید ، اگرچه این امر نیاز به اتصال اولیه به Pi از طریق SSH دارد که چندان مناسب نیست. آنچه شما می خواهید انجام دهید این است که یک اسکریپت ایجاد کنید که به طور خودکار در بوت به عنوان یک سرویس اجرا شود و جریان را شروع کند.

بنابراین ، برای انجام این کار ابتدا یک فایل با استفاده از nano ایجاد کنید ،

sudo nano /usr/local/bin/network-streaming.sh

و داخل آن دو خط زیر را بچسبانید ،

#!/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

از پرچم های -vf و -hf برای چرخاندن تصویر به صورت عمودی و افقی استفاده می شود. بسته به جهت دوربین بعد از نصب ، ممکن است به آنها احتیاج داشته باشید یا نداشته باشید.

برای خروج ، Ctrl-X را فشار دهید ، y را تایپ کنید و در نهایت Enter را فشار دهید تا تغییرات ذخیره شود. سپس با اجرای ، اسکریپت را اجرایی کنید ،

sudo chmod +x /usr/local/bin/network-streaming.sh

در مرحله بعد باید یک فایل سرویس systemd ایجاد کنید ،

sudo nano /etc/systemd/system/network-streaming.service

و داخل خطوط زیر بچسبانید ،

[واحد]

توضیحات = پخش ویدئو شبکه پس از = network-online.target می خواهد = network-online.target [Service] ExecStart =/usr/local/bin/network-streaming.sh StandardOutput = journal+console User = pi Restart = on-fail [نصب] WantedBy = multi-user.target

فایل را ذخیره کرده و از نانو خارج شوید و دستور زیر را برای آزمایش سرویس خود اجرا کنید ،

sudo systemctl شروع به کار network-streaming.service کنید

اگر همه چیز مطابق انتظار کار می کند ، می توانید دستور زیر را اجرا کنید تا سرویس بوت به طور خودکار شروع به کار کند ،

sudo systemctl فعال کردن network-streaming.service

مرحله 7: ایجاد سیستم فایل فقط برای خواندن

یکی از مشکلات بزرگ کارت های SD و حافظه فلش به طور کلی این است که آنها بسیار مستعد فساد هستند.

بهترین راه برای مقابله با این مشکل ، نصب تمام پارتیشن های کارت microSD به صورت فقط خواندنی است. این همچنین به شما این امکان را می دهد که در هر زمان که بخواهید برق را از Pi جدا کنید بدون نیاز به شروع خاموش کردن مناسب ، که به ویژه برای چنین برنامه هایی بسیار مفید است.

اولین کاری که باید انجام دهید این است که برخی از بسته ها را با اجرای دستور زیر حذف کنید ،

sudo apt-get purge triggerhappy logrotate dphys-swapfile

در مرحله بعد ، باید rsyslog را با symlogd daemon busybox جایگزین کنید که به شما امکان می دهد گزارش سیستم را در حافظه نگه دارید ،

sudo apt-get busybox-syslogd را نصب کنید

sudo apt-get purge rsyslog

و اجرا،

sudo apt-get autoremove

حذف هر بسته ای که دیگر نیازی به آن نیست.

پس از آن ، می توانید گزارش های سیستم را در هر زمان با استفاده از دستور logread مشاهده کنید.

در مرحله بعد ، شما باید /etc/resolv.conf را به /tmp منتقل کنید ، که قرار است روی حافظه نصب شود ، زیرا باید همچنان قابل نوشتن باشد.

sudo rm /etc/resolv.conf

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

فایل دیگری که باید قابل نوشتن باشد/var/lib/systemd/random-seed است ، به همین ترتیب ،

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

از آنجا که فایل تصادفی بطور معمول در بوت ایجاد نمی شود و محتویات /tmp فرار هستند ، باید آن را با اصلاح فایل سرویس فایل سرویس systemd-random-seed تغییر دهید. بنابراین ، با استفاده از نانو ،

sudo nano /lib/systemd/system/systemd-random-seed.service

و فقط خط را در انتهای بخش سرویس اضافه کنید ،

ExecStartPre =/bin/echo "">/tmp/random-seed

بنابراین این چنین به نظر می رسد ،

[سرویس]

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

و اجرا،

sudo systemctl daemon-reload

برای بارگذاری مجدد فایل های سرویس سیستم خود

در مرحله بعد باید فایل /etc /fstab را ویرایش کنید ،

sudo nano /etc /fstab

و گزینه ro را روی پارتیشن های /dev /mmcblk0p1 و /dev /mmcblk0p2 اضافه کنید تا به صورت فقط خواندنی در بوت نصب شوند. و چند خط دیگر اضافه کنید تا /tmp ، /var /log و /var /tmp روی حافظه نصب شوند. پس از اعمال این تغییرات فایل /etc /fstab شما باید شبیه این باشد ،

proc /proc proc پیش فرض 0 0

/dev /mmcblk0p1 /بوت پیش فرض vfat ، ro 0 2 /dev /mmcblk0p2 /ext4 به طور پیش فرض ، noatime ، ro 0 1 # a swapfile یک پارتیشن مبادله نیست ، هیچ خطی در اینجا وجود ندارد # برای آن از مبادله dphys-swapfile [روشن | خاموش] استفاده کنید tmpfs /tmp tmpfs nosuid، nodev 0 0 tmpfs /var /log tmpfs nosuid، nodev 0 0 tmpfs /var /tmp tmpfs nosuid، nodev 0 0

در نهایت ، cmdline.txt خود را ویرایش کنید ،

sudo nano /boot/cmdline.txt

و در انتهای خط گزینه های fastboot noswap ro را اضافه کنید تا بررسی سیستم فایل را غیرفعال کنید ، مبادله را غیرفعال کنید و سیستم فایل را مجبور کنید که فقط برای خواندن نصب شود. پس از آن /boot/cmdline.txt شما باید شبیه این باشد ،

dwc_otg.lpm_enable = 0 کنسول = serial0 ، 115200 کنسول = tty1 root =/dev/mmcblk0p2 rootfstype = ext4 آسانسور = مهلت fsck.repair = بله rootwait fastboot noswap ro

در نهایت ، سیستم را مجدداً راه اندازی کنید تا تغییرات اعمال شوند. پس از راه اندازی مجدد ، اگر همه چیز طبق انتظار پیش رفت ،

sudo touch /boot /test

sudo touch /test

باید در هر دو مورد خطای "فقط فایل سیستم خواندنی" به شما بدهد. اکنون می توانید هر زمان که بخواهید برق را از Pi خود جدا کنید بدون اینکه خطای سیستم فایل روی کارت microSD خراب شود.

اگر به دلایلی نیاز دارید که سیستم فایل ریشه را به صورت موقتی بخوانید و بنویسید ، به عنوان مثال برای نصب برخی از بسته ها ، می توانید این کار را با استفاده از دستور زیر انجام دهید ،

sudo mount -o remount ، rw /

و پس از اتمام کار ، دستور زیر را اجرا کنید تا دوباره فقط خواندنی شود ،

sudo mount -o remount ، ro /

در صورت تمایل به انجام به روز رسانی ، مطمئن شوید که هر دو /boot و /را هنگام خواندن و نوشتن نصب کنید ، زیرا به روز رسانی برای هسته و سیستم عامل پارتیشن /boot را نیز می نویسد.

در این مرحله ما قسمت نرم افزاری را تمام کرده ایم ، بنابراین من اکیداً توصیه می کنم Pi خود را خاموش کنید ، microSD را بردارید و از کارت microSD یک تصویر پشتیبان تهیه کنید.

مرحله 8: هک کردن ماژول دوربین

برای اینکه ماژول دوربین بتواند بر روی اجسام در فاصله بسیار نزدیک تمرکز کند و بزرگنمایی را برای شما فراهم کند ، برای تغییر فاصله کانونی آن ، باید آن را هک کنید.

لنزی که در بالای سنسور متصل شده است در واقع در محل خود پیچ خورده و با مقدار بسیار کمی چسب محکم شده است. با استفاده از یک جفت انبردست بینی بلند ، لنز را به آرامی به جلو و عقب بچرخانید تا اتصال چسب شکسته شود و سپس با احتیاط کامل لنز را کاملاً شل کنید.

پس از آن ، لنز را دوباره روی ماژول قرار دهید و کمی آن را پیچ کنید تا وقتی صفحه را وارونه می کنید از بین نرود. در مرحله بعد ، اگر قبلاً آن را نصب نکرده اید ، Pi خود را به مانیتور خود وصل کنید ، برق را وصل کرده و جریان ویدیو را مشاهده کنید.

کاری که باید انجام دهید این است که میزان پیچ خوردگی لنز را روی پایه تنظیم کنید تا بتوانید دوربین را بر روی اجسامی در فاصله 10 سانتی متری لنز فوکوس کنید. سعی کنید خیلی کمتر از آن نروید ، زیرا برای اینکه بتوانید در زیر آن لحیم کاری کنید باید فاصله کاری نسبتاً خوبی داشته باشید. نگران زیاد شدن آن نباشید ، همیشه می توانید پس از اتمام کار با مجموعه میکروسکوپ ، تنظیمات خوبی انجام دهید.

مرحله 9: مونتاژ میکروسکوپ

اکنون نوبت بخش سرگرم کننده است ، که جز جمع آوری میکروسکوپ نیست.

ابتدا ، برای نصب آن ، باید دو سوراخ به قطر پیچ در فک بالای کولیس و دو سوراخ در یک طرف قاب آلومینیومی ایجاد کنید.

در مرحله بعد ، باید شکافی با اندازه مناسب برای متناسب با قطعه خط کش باز کنید. با این دستگاه وقت بگذارید ، زیرا اگر خیلی سریع حرکت کنید ممکن است پلاستیک را بشکنید یا سوراخ را خیلی بزرگ کنید. پس از اتمام کار ، خط کش را وارد کنید تا مطمئن شوید که داخل آن به خوبی جا می گیرد.

حالا برای نصب ماژول دوربین ، باید چند سوراخ روی خط کش ایجاد کنید. پس از اتمام کار ، ماژول دوربین را در جای خود پیچ کرده و قسمت باقی مانده پیچ ها را برش دهید.

پس از آن ، کولیس را با پیچ به طرف قاب آلومینیومی سوار کنید ، خط کش را با ماژول دوربین متصل به آن از سوراخ عبور دهید و آن را با چسب حرارتی در جای خود ثابت کنید. مطمئن شوید که چسب حرارتی را در دو طرف و از بالا و پایین اضافه کرده اید.

در نهایت ، تخته Raspberry Pi را با استفاده از بندهای زیپی مانند آنچه در تصویر مشاهده می کنید ، روی قسمت متحرک کولیس بچسبانید و کابل دوربین را وصل کنید.

و این تمام بود ، اکنون می توانید به راحتی با حرکت دادن کالیپر به بالا و پایین فوکوس دوربین را تنظیم کنید و اگر می خواهید فاصله کانونی لنز را نیز به خوبی تنظیم کنید ، تا بتوانید فاصله کاری مطلوب را برای خود به دست آورید.

اگر شما نیز می خواهید یاد بگیرید که چگونه می توانید آن را قابل حمل کنید ، می توانید مرحله بعدی را ادامه دهید.

مرحله 10: ساختن قابل حمل: نرم افزار

PowerBoost 1000C دارای یک ویژگی کوچک بسیار مفید است. دارای یک پین فعال کننده است که وقتی بالا کشیده می شود مبدل بوست را فعال کرده و شروع به تأمین برق خروجی آن می کند و در حالی که پایین کشیده می شود ، برق قطع می شود.

Raspberry Pi همچنین دارای یک ویژگی خوب است که به ما امکان می دهد یک پین GPIO را به عنوان خروجی پیکربندی کنیم که در حالی که Pi روشن است و پس از خاموش شدن موفقیت آمیز در حالت بالا قرار دارد. با ترکیب این دو ویژگی ، می توانید یک کلید روشن/خاموش نرم افزاری برای میکروسکوپ ایجاد کنید.

بیایید از قسمت نرم افزار شروع کنیم ، اولین کاری که باید انجام دهید این است که این ویژگی Pi را فعال کرده و از لحظه شروع بوت در یک پین GPIO منطقی کنید و پس از خاموش شدن موفق منطقی کم باشد.

انجام این کار واقعاً ساده است ، تنها کاری که باید انجام دهید این است که فایل /etc/config.txt خود را ویرایش کنید ،

sudo mount -o remount ، rw /boot

sudo nano /boot/config.txt

و خط زیر را در انتهای آن اضافه کنید ،

dtoverlay = gpio-poweroff ، gpiopin = 26 ، active_low

حال ، اگر رزبری خود را مجدداً راه اندازی کنید و ولتاژ را در پین GPIO26 (پین 37 در هدر GPIO) نسبت به زمین اندازه گیری کنید ، باید از لحظه شروع بوت Pi 3.3 ولت را ببینید. و پس از انجام یک خاموشی کامل که باید 0V شود.

اکنون که این کار انجام شد ، باید یک اسکریپت ساده بنویسید که وضعیت پین دوم GPIO و هنگامی که کم می شود را خاموش می کند. برای این منظور شما نیاز به نصب بسته wiringpi دارید که همراه با دستور gpio ارائه می شود.

sudo mount -o remount ، rw /

sudo apt-get به روز رسانی sudo apt-get نصب وایرینپی

اکنون با استفاده از نانو اسکریپت را ایجاد کنید ،

sudo nano /usr/local/sbin/power-button.sh

و داخل خطوط زیر بچسبانید ،

#!/bin/bash

در حالی که درست است اگر (($ (gpio خواندن 24) == 0)) انجام دهید systemctl poweroff fi sleep 1 done

و پس از ذخیره و خروج نیز آن را اجرایی کنید ،

sudo chmod +x /usr/local/sbin/power-button.sh

ذکر این نکته ضروری است که پین 24 سیم کشی مربوط به پین GPIO19 است که پین 35 در هدر GPIO است. اگر گیج کننده به نظر می رسد ، می توانید نگاهی به Pinout رزبری پای در وب سایت pinout.xyz و صفحه وب در مورد پین های wiringpi.com بیندازید. اجرای دستور gpio readall ، همچنین می تواند برای تعیین اینکه کدام پین کدام است مفید باشد.

در مرحله بعد ، باید یک فایل سرویس systemd ایجاد کنید ،

sudo nano /etc/systemd/system/power-button.service

با مطالب زیر ،

[واحد]

توضیحات = نظارت بر دکمه قدرت بعد از = network-online.target می خواهد = network-online.target [Service] ExecStart =/usr/local/sbin/power-button.sh StandardOutput = journal+console Restart = on-fail [Install] WantedBy = multi-user.target

در نهایت ، برای شروع سرویس و اجرای آن در بوت اجرا ،

sudo systemctl start power-button.service

sudo systemctl power-button.service را فعال کنید

و دوباره سیستم فایل را فقط برای خواندن سوار کنید ،

sudo mount -o remount ، ro /

مرحله 11: ساختن قابل حمل: سخت افزار

اکنون نوبت بخش سخت افزار است. ابتدا ، شما باید یک مدار بسیار ساده بسازید که شامل یک ترانزیستور NPN ، دو مقاومت و یک کلید لحظه ای DPST است. برای جزئیات بیشتر می توانید به تصویر نمودار مدار نگاه کنید.

شما همچنین باید یک هدر پین مردانه را روی GPIO رزبری پای و همچنین یک سر زن را در PowerBoost بچسبانید ، بنابراین می توانید آن و Pi را به راحتی روی تخته ای که می خواهید بسازید ، وصل کنید. در اصل ، برد شما مانند یک کلاه روی Pi Zero و PowerBoost در بالای صفحه قرار می گیرد. Pi همچنین مستقیماً از هدر GPIO با استفاده از پین +5V PowerBoost تغذیه می شود.

پس از اتمام کار با لحیم کاری ، وقت آن است که همه چیز را کنار هم قرار دهید. ابتدا Pi را با استفاده از بندهای زیپ بر روی قسمت متحرک کالیپر سوار کنید. سپس باتری را در پشت تخته ای که دوباره ساخته اید با یک زیپ کراوات نصب کنید و روی Pi وصل کنید ، مراقب باشید که آن را خیلی محکم نکنید زیرا ممکن است به باتری آسیب برساند. برد PowerBoost را در بالای آن وصل کرده و باتری را به کانکتور وصل کنید. نکته آخر اینکه کابل دوربین را وصل کرده و Pi را به ماژول دوربین وصل کنید و البته اتصال microSD را نیز فراموش نکنید.

و بالاخره کارمان تمام شد! اگر دکمه روشن / خاموش را فشار دهید و آن را برای حدود 8 ثانیه فشار دهید ، روند بوت Pi شروع می شود و پس از رهاسازی ، باید به کار خود ادامه دهید. متأسفانه Pi بلافاصله شروع به خروج منطق بالا در GPIO26 نمی کند ، بنابراین اگر زود فشار دادن دکمه را متوقف کنید ، برق قطع می شود.

پس از اتمام فرآیند بوت ، فشار مجدد دکمه پاور برای حدود یک ثانیه ، باید باعث خاموش شدن Pi و قطع برق شود.

مرحله 12: ایده هایی برای بهبود

خلاص شدن از شر منابع ناخواسته نوری

اگر می خواهید از میکروسکوپ فقط برای لحیم کاری و بررسی تخته استفاده کنید ، این امر چندان اهمیتی نخواهد داشت ، اما اگر می خواهید با آن عکس بگیرید ، ممکن است یک لکه قرمز مزاحم در عکس های شما ظاهر شود. این به دلیل LED ماژول دوربین است که در هنگام کار دوربین همیشه روشن است.

اگر می خواهید آن را خاموش کنید خوشبختانه انجام این کار بسیار ساده است. پس از نوشتن پارتیشن /boot ،

sudo mount -o remount ، rw /boot

/boot/config.txt خود را با استفاده از nano ویرایش کنید ،

sudo nano /boot/config.txt

و خط زیر را در انتها اضافه کنید ،

disable_camera_led = 1

انجام این کار باید باعث شود چراغ دوربین پس از راه اندازی مجدد سیستم خاموش بماند.

حالا اگر نسخه قابل حمل را تهیه کرده اید ، متأسفانه PowerBoost 1000C دارای یک LED آبی مضحک است که نشان می دهد برق روشن است. علاوه بر اینکه نوردهی تصاویر خود را خراب می کنید ، ممکن است هنگام لحیم کاری ، فقط به دلیل روشنایی آن ، برای چشم شما بسیار آزاردهنده باشد.

به همین دلیل ، ممکن است بخواهید LED قدرت یا مقاومتی را که به صورت سری در آن قرار دارد به طور کامل از روی برد جدا کنید. متناوبا ، ممکن است بخواهید به جای آن مقاومت 1K را که در سری آن قرار دارد ، با یک مقاومت بزرگتر جایگزین کنید ، بنابراین LED کم نورتر می شود.

بزرگنمایی قابل تنظیم

به جای دریافت یک ماژول معمولی دوربین رزبری پای و هک کردن آن برای تغییر فاصله کانونی ، اگر از چند پول اضافی صرفه جویی نمی کنید ، می توانید ماژول دوربین با فاصله کانونی قابل تنظیم را نیز با کمی بیش از 20 یورو تهیه کنید. eBay

چنین ماژول دوربین به شما امکان می دهد سطح بزرگنمایی را به راحتی تنظیم کنید ، زیرا هنگام پایین آوردن دوربین تنها کاری که باید انجام دهید این است که برای فوکوس کمی لنز را باز کنید. این همچنین به شما این امکان را می دهد که به راحتی سطوح بزرگنمایی بسیار بزرگی را بدست آورید. با این حال ، به خاطر داشته باشید که پس از یک نقطه ، عمق میدان آنقدر بلعیده می شود که میکروسکوپ را تقریباً غیرقابل استفاده می کند ، همانطور که در تصویر پیوست نیز مشاهده می کنید.

بنابراین به طور خلاصه ، اگر می توانید هزینه آن را بپردازید ، من به شدت توصیه می کنم یکی از این ماژول های دوربین را تهیه کنید ، زیرا انعطاف پذیری فوق العاده ای را به شما می دهد.

جایزه دوم در مسابقه میکروکنترلر 2017