Microscopio de soldadura Raspberry Pi Zero HDMI / WiFi: 12 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:43

Soldar componentes SMD a veces puede ser un desafío, especialmente cuando se trata de cosas como chips TQFP de paso de clavija de 0,4 mm con 100 o más clavijas. En tales casos, tener acceso a algún tipo de aumento podría ser de gran ayuda.

En un intento por abordar este problema, decidí construir mi propio microscopio de soldadura basado en una Raspberry Pi Zero W y un módulo de cámara. El microscopio es capaz de transmitir video Full HD directamente a un monitor HDMI prácticamente sin latencia, lo que es perfecto para soldar. Pero también a través de WiFi con una latencia de menos de medio segundo, lo cual es bastante bueno para la inspección de la placa.

Opcionalmente, con un costo adicional, el microscopio también se puede hacer portátil, lo que, combinado con sus capacidades de transmisión de video WiFi, abre una dimensión adicional de posibles casos de uso.

Si tiene una impresora 3D, asegúrese de consultar también el increíble proyecto de RichW36 en Thingiverse para obtener una versión del microscopio que utiliza piezas impresas en 3D.

Paso 1: herramientas y piezas

Para construir el microscopio, necesitará las siguientes piezas:

1 x Raspberry Pi Zero W [10 €]

1 x Módulo de cámara Raspberry Pi [8 €] - Necesitarás hackearlo para cambiar su distancia focal y poder enfocar objetos muy cercanos a él. No sé si el mismo procedimiento también es posible con el nuevo módulo de cámara de 8MP, por lo que recomendaría obtener el original de 5MP en su lugar.

1 x Cable de cámara Raspberry Pi Zero [2 €] - Como ya sabrás, la Raspberry Pi Zero tiene un conector de cámara más pequeño que las otras placas Raspberry Pi, por lo que también necesitarás un cable adaptador especial para conectar el módulo de la cámara..

1 x micrómetro de calibre de plástico: cuanto más barato pueda encontrar, mejor, solo usé uno viejo analógico de plástico que tenía por ahí.

1 x Pieza de regla: el ancho de la regla debe ser menor que la longitud de la mandíbula móvil de la pinza. En cuanto a la longitud, alrededor de 10 cm a 15 cm debería estar bien.

1x Caja de aluminio para proyectos [4 €] - Se utilizará como base del conjunto y debe ser de metal, por lo que también será resistente al calor. La razón por la que se necesita una caja es para que pueda poner un peso dentro de ella, para que sea más estable durante la soldadura.

1 x cable HDMI y un adaptador HDMI hembra a mini HDMI macho - También puede comprar cables HDMI a Mini HDMI si lo desea, pero ya tenía un cable HDMI normal por ahí.

1 x Fuente de alimentación micro USB: según mis mediciones, la corriente consumida por el Pi nunca excede los 400 mA, incluso mientras se transmite video de 1080p a través de WiFi y HDMI al mismo tiempo. Por lo tanto, incluso una fuente de alimentación de 500 mA debería ser suficiente. Sin embargo, solo para estar seguro, recomiendo obtener uno 1A, especialmente si planea construir la versión portátil que también tendrá pérdidas en el convertidor boost.

1 x Tarjeta MicroSD [5 €] - Incluso una de 4GB será suficiente, solo asegúrate de que sea una Clase 10 de alta calidad.

4 tornillos y tuercas M2 [menos de 1 €] - También se pueden utilizar tornillos de mayor diámetro. Sin embargo, cuanto más grande es el tornillo, más ancho debe ser el orificio y mayor es el riesgo de que el plástico se rompa.

1 x barra de pegamento caliente [1 €]

Bridas para cables [menos de 1 €]: se utilizarán para sujetar el Pi en la parte móvil de la pinza.

Y las siguientes herramientas:

Una pistola de pegamento caliente

Una Dremel: con un disco que puede cortar plástico, además de brocas para plástico y aluminio del tamaño de los tornillos.

Alicates de punta larga y plana

Alicates para cortar pernos: necesitará una forma de cortar los tornillos en la longitud adecuada. Utilicé un par de alicates para cortar pernos, aunque estoy seguro de que hay otras herramientas que también pueden hacer el trabajo.

Destornillador Philips

Opcionalmente, si desea hacerlo portátil, necesitará las siguientes piezas adicionales:

1 x batería LiPo [8 €] - cuya capacidad dependerá de la duración de la batería que desee, la eficiencia del convertidor elevador y el consumo medio de energía.

1 x Cargador de batería LiPo / 5V Boost Converter [20 €] - Para este proyecto, elijo el PowerBoost 1000C de Adafruit. También hay alternativas mucho más baratas disponibles en eBay, aunque decidí ir con esa en particular debido a una buena característica que tenía, de la que hablaré más adelante.

1 x Cabezal de clavija macho de doble fila de 40 pines [menos de 1 €]

1 x Encabezado de clavija hembra de doble fila de 40 pines [menos de 1 €]

1 x Cabezal de clavija macho de 8 pines [menos de 1 €]

1 x Encabezado de clavija hembra de 8 pines [menos de 1 €]

1 x Pieza de placa de creación de prototipos [1 €] - Debido a que tendrás que soldar los cabezales de los pines en ambos lados de la placa, te recomiendo conseguir uno de doble cara. Alternativamente, puede obtener una placa de creación de prototipos diseñada específicamente para Pi Zero, como esta de MakerSpot.

1 x Resistencias 1K [menos de 1 €]

1 x resistencia de 10K [menos de 1 €]

1 x BC547 [menos de 1 €] - Cualquier transistor NPN de propósito general servirá, esto es justo lo que usé.

1 x Interruptor momentáneo DPST [1 €] - Idealmente, desea un interruptor DPST, para que pueda encender y apagar el Pi con el mismo botón pulsador. Desafortunadamente, no tenía uno cerca, así que tuve que usar dos interruptores momentáneos SPST separados en su lugar.

Bridas para cables [menos de 1 €] - Se necesita una más para la versión portátil, para colocar la batería en la parte posterior de la placa de creación de prototipos.

Alambre de soldar

Y las siguientes herramientas adicionales:

Un soldador

Un par de cortadores de alambre

El coste total de la versión no portátil, excluyendo la fuente de alimentación, el cable HDMI y el adaptador a mini HDMI, ronda los 30 €. Y el coste adicional por hacerlo portátil también rondaba los 30 €. La mayoría de las piezas se compraron en eBay.

Paso 2: preparación de la MicroSD

Grabar la imagen en la tarjeta microSD

Como base para el sistema, decidí ir con la imagen oficial de Raspbian Lite e instalar luego exactamente lo que necesitaba. Para comenzar, primero descargue la última imagen de Raspbian Lite del sitio web raspberrypi.org y grábela en su tarjeta microSD.

Si está ejecutando Linux, después de descomprimirlo, puede grabarlo ejecutando el siguiente comando como root, dd if = / ruta / a / -raspbian-jessie-lite.img of = / dev / sdX bs = 4M

Donde X es la letra del dispositivo que corresponde a su microSD, p. Ej. C. Antes de ejecutar el comando, asegúrese de que no haya particiones montadas que pertenezcan a la tarjeta microSD. En caso de que existan use el siguiente comando para desmontar cada uno de ellos, umount / dev / sdXY

Pero tenga mucho cuidado aquí, usar la letra incorrecta en lugar de X puede causar un daño irreversible a su sistema y arruinar su día. Antes de ejecutar el comando dd, verifique que la letra que escribió en lugar de X sea realmente la que corresponde al dispositivo microSD.

Si está usando Windows, después de descargar la imagen de Raspbian Lite y descomprimirla, puede usar Win32DiskImager para grabarla en la tarjeta microSD. Puede encontrar más información en la documentación oficial de Raspberry Pi.

En MacOS hay disponible una aplicación gráfica llamada Etcher, que se puede usar para grabar la imagen en la tarjeta microSD. Alternativamente, también puede usar dd de manera similar a Linux, pero el proceso es un poco diferente. Nuevamente, puede consultar la documentación oficial para obtener más información.

Configurando el WiFi

Después de grabar la imagen en la tarjeta microSD, deberá configurar el WiFi antes del primer arranque y también habilitar SSH.

Lo primero que debe hacer es crear un archivo vacío llamado SSH dentro de la partición de arranque de la tarjeta microSD. Si está en Windows, lo más probable es que la partición de arranque sea la única partición que pueda ver, ya que Windows no puede leer ni escribir particiones ext4 de forma nativa. Si las particiones de la tarjeta microSD no están montadas actualmente, simplemente desconecte y vuelva a conectar la tarjeta a su computadora.

Luego, nuevamente dentro de la partición de arranque, cree un archivo llamado wpa_supplicant.conf con su configuración inalámbrica. El contenido del archivo debe verse similar a esto, país =

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

proto puede ser RSN para WPA2 o WPA para WPA1.key_mgmt puede ser WPA-PSK o WPA-EAP para redes empresariales, por pares puede ser CCMP para WPA2 o TKIP para WPA1.auth_alg probablemente estará ABIERTO, mientras que LEAP y COMPARTIDO son las otras opciones. En cuanto a país, ssid y psk, deberían explicarse por sí mismas.

Eso es todo, ahora simplemente desmonte la tarjeta microSD de su computadora y colóquela en su Pi. A continuación, conecte su Pi a un monitor HDMI, conecte el módulo de la cámara con el cable plano especial y finalmente encienda. Después de unos segundos, su Pi debería haberse iniciado y conectado automáticamente a su red WiFi. En la pantalla, también debería poder ver la dirección IP que obtuvo del servidor DHCP de su enrutador.

Actualización 6/4/2018:

En caso de que por alguna razón su Pi no pueda conectarse a WiFi durante el arranque, pruebe el siguiente wpa_supplicant.conf en su lugar, país =

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

Recientemente estaba tratando de configurar un Pi Zero W sin cabeza con la última versión de Raspbian y no pude hacerlo funcionar hasta que usé el wpa_supplicant.conf proporcionado anteriormente. Por lo tanto, si también parece tener el mismo problema, esto podría ayudar.

Paso 3: Establecer una conexión SSH

En caso de que aún no haya conectado un monitor a su Pi y no pueda ver qué dirección IP obtuvo, hay varias formas de descubrirlo. Una forma es verificar los registros del servidor DHCP de su enrutador. Cada enrutador es diferente, así que no voy a describir ese proceso.

En Linux, otra forma fácil es ejecutar el siguiente comando nmap como root, nmap -sn x.x.x.x / y

Donde x.x.x.x es la dirección IP de su red privada, p. Ej. 192.168.1.0 y la y es el número de unos (en binario) de la máscara de red, p. para la máscara de red 255.255.255.0, el número de unos es 24. Entonces, para esa red en particular, ejecutaría, nmap -sn 192.168.1.0/24

Un resultado de ejemplo para este comando es el siguiente, A partir de Nmap 6.47 (https://nmap.org) en 2017-04-16 12:34 EEST

El informe de escaneo de Nmap para el host 192.168.1.1 está activo (latencia de 0.00044s). Dirección MAC: 12: 95: B9: 47: 25: 4B (Intracom S. A.) El informe de escaneo de Nmap para 192.168.1.2 El host está activo (latencia de 0.0076 s). Dirección MAC: 1D: B8: 77: A2: 58: 1F (HTC) Informe de escaneo de Nmap para 192.168.1.4 El host está activo (latencia 0.00067s). Dirección MAC: 88: 27: F9: 43: 11: EF (Raspberry Pi Foundation) El informe de escaneo de Nmap para 192.168.1.180 Host está activo. Nmap hecho: 256 direcciones IP (4 hosts arriba) escaneadas en 2,13 segundos

Como puede ver en mi caso, el Pi tiene la dirección IP 192.168.1.4.

Si está en Windows, también hay una versión de nmap disponible que puede probar, para la cual puede encontrar más información aquí. Después de obtener la dirección IP del Pi, puede SSH usando el siguiente comando en Linux y MacOS, ssh pi @

O en Windows usando PuTTY.

La contraseña predeterminada para el usuario pi es frambuesa.

Paso 4: configurar el sistema

Configuración general

En el primer arranque, el sistema está casi completamente desconfigurado, por lo que hay algunas tareas que deberá realizar primero.

Lo primero que debe hacer es cambiar la contraseña predeterminada para el usuario pi, passwd

Luego, deberá configurar las configuraciones regionales. Puede hacer esto ejecutando el siguiente comando, sudo dpkg-reconfigure locales

Continúe y seleccione todas las configuraciones regionales en_US usando la barra espaciadora más cualquier otra configuración regional que desee. Cuando hayas terminado, presiona Enter. Por último, seleccione en_US. UTF-8 como la configuración regional predeterminada y presione Enter.

A continuación, deberá configurar la zona horaria, sudo dpkg-reconfigure tzdata

En este punto, probablemente sea una buena idea actualizar el sistema, sudo apt-get update

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

A continuación, debe habilitar el módulo de la cámara mediante el comando raspi-config, sudo raspi-config

Seleccione las Opciones de interfaz en el menú y luego seleccione la opción Cámara. Responda sí a la pregunta que le pide que habilite la cámara y luego seleccione Aceptar. Finalmente, seleccione finalizar y responda sí a la pregunta sobre si desea reiniciar la Raspberry Pi ahora. Después del reinicio, vuelva a conectarse a su Pi a través de SSH de la misma manera que antes.

Para probar que la cámara funciona correctamente, puede ejecutar el siguiente comando, raspivid -t 0

Debería poder ver la transmisión de video en su monitor HDMI, puede detenerlo en cualquier momento que desee presionando Ctrl-C. También puede usar los indicadores -vf y -hf para voltear la imagen vertical y / u horizontalmente si lo necesita.

Configurar una dirección IP estática

Lo siguiente que debe hacer es establecer una dirección IP estática para su Pi. Para hacerlo usando nano edite su /etc/dhcpcd.conf, sudo nano /etc/dhcpcd.conf

y agregue las siguientes líneas al final, interfaz wlan0

static ip_address = static routers = static domain_name_servers =

En la configuración de domain_name_servers, puede agregar varios servidores de nombres divididos por espacios si lo desea, p. Ej. También puede agregar la IP del DNS de Google que es 8.8.8.8 para ser utilizado como servidor de respaldo. Presione Ctrl-X para salir, escriba y y finalmente presione Enter para guardar los cambios.

Luego reinicie los servicios de red y dhcpcd ejecutando los siguientes dos comandos, sudo systemctl reiniciar dhcpcd.service

sudo systemctl reiniciar networking.service

En este punto, la sesión SSH debería bloquearse. Sin embargo, no se preocupe, eso es de esperar, ya que acaba de cambiar la IP de la Pi, simplemente vuelva a conectarse a través de SSH, pero esta vez utilizando la IP que asignó.

Paso 5: Instalación de GStreamer

Hay varias formas de transmitir video desde una Raspberry Pi a través de la red, pero la que proporciona la menor cantidad de latencia es mediante GStreamer. Para instalar GStreamer, simplemente puede ejecutar los siguientes comandos, sudo apt-get update

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

GStreamer tiene bastantes dependencias, por lo que esto llevará un tiempo. Una vez finalizada la instalación, puede transmitir la transmisión de video de la cámara a través de la red y HDMI al mismo tiempo, usando el siguiente comando, 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 = puerto = 5000

Esto creará un flujo RTP en el puerto 5000 que puede ser recibido por cualquier máquina en su red local usando GStreamer, gst-launch-1.0 -v tcpclientsrc host = port = 5000! gdpdepay! rtph264depay! avdec_h264! videoconvert! sincronización de enlace automático = falso

La instalación de GStreamer en cualquier máquina que ejecute una distribución de Linux basada en Debian se realiza exactamente de la misma manera que en Pi. La mayoría de las distribuciones principales que no están basadas en Debian también deberían tener GStreamer en sus repositorios.

GStreamer también está disponible en Windows y MacOS, puede encontrar información detallada sobre cómo instalarlo aquí y aquí.

Paso 6: configurar la transmisión para que se inicie automáticamente al arrancar

Por supuesto, con el comando anterior, puede iniciar la transmisión en cualquier momento que desee, aunque eso requiere conectarse primero al Pi a través de SSH, lo cual no es muy conveniente. Lo que quiere hacer en su lugar es crear un script que se ejecutará automáticamente al arrancar como servicio e iniciará la transmisión.

Entonces, para hacer esto, primero cree un archivo usando nano, sudo nano /usr/local/bin/network-streaming.sh

y dentro pega las siguientes dos líneas, #! / 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 = puerto = 5000

Los indicadores -vf y -hf se utilizan para voltear la imagen vertical y horizontalmente. Dependiendo de la orientación de la cámara después de instalarla, es posible que las necesite o no.

Presione Ctrl-X para salir, escriba y y finalmente presione Enter para guardar los cambios. Luego, haz que el script sea ejecutable ejecutando, sudo chmod + x /usr/local/bin/network-streaming.sh

A continuación, debe crear un archivo de servicio systemd, sudo nano /etc/systemd/system/network-streaming.service

Y pega dentro de las siguientes líneas, [Unidad]

Descripción = Transmisión de video en red después de = network-online.target Wants = network-online.target [Service] ExecStart = / usr / local / bin / network-streaming.sh StandardOutput = journal + console Usuario = pi Reinicio = en caso de falla [Instalar] WantedBy = multi-user.target

Guarde el archivo y salga de nano, y ejecute el siguiente comando para probar su servicio, sudo systemctl start network-streaming.service

Si todo funciona como se esperaba, puede ejecutar el siguiente comando para que el servicio se inicie automáticamente al arrancar, sudo systemctl enable network-streaming.service

Paso 7: hacer que el sistema de archivos sea de solo lectura

Uno de los grandes problemas de las tarjetas SD y el almacenamiento flash en general es que son muy propensos a la corrupción.

La mejor manera de combatir esto es montando todas las particiones de la tarjeta microSD como de solo lectura. Esto también le permitirá desconectar la energía del Pi en cualquier momento que desee sin tener que iniciar un apagado adecuado, lo cual es muy útil especialmente para una aplicación de este tipo.

Lo primero que debe hacer es eliminar algunos paquetes ejecutando el siguiente comando, sudo apt-get purge triggerhappy logrotate dphys-swapfile

A continuación, debe reemplazar rsyslog con el demonio syslogd de busybox que le permitirá mantener los registros del sistema en la memoria, sudo apt-get install busybox-syslogd

sudo apt-get purge rsyslog

y correr, sudo apt-get autoremove

para eliminar cualquier paquete que ya no sea necesario.

Después de eso, podrá ver los registros del sistema en cualquier momento usando el comando logread.

A continuación, debe mover /etc/resolv.conf a / tmp, que se montará en la memoria, porque debe seguir siendo escribible.

sudo rm /etc/resolv.conf

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

Otro archivo que debe poder escribirse es / var / lib / systemd / random-seed, de manera similar, 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

Debido a que el archivo de semilla aleatoria normalmente no se crea al arrancar y el contenido de / tmp es volátil, deberá cambiarlo modificando el archivo de servicio del archivo de servicio systemd-random-seed. Entonces, al usar nano, sudo nano /lib/systemd/system/systemd-random-seed.service

y simplemente agregue la línea al final de la sección de servicio, ExecStartPre = / bin / echo ""> / tmp / semilla-aleatoria

para que se vea así, [Servicio]

Tipo = oneshot RemainAfterSalir = sí ExecStart = / lib / systemd / systemd-random-seed load ExecStop = / lib / systemd / systemd-random-seed save ExecStartPre = / bin / echo ""> / tmp / random-seed

y correr, sudo systemctl daemon-reload

para recargar sus archivos de servicio systemd.

A continuación, deberá editar el archivo / etc / fstab, sudo nano / etc / fstab

Y agregue la opción ro en las particiones / dev / mmcblk0p1 y / dev / mmcblk0p2 para que se monten como de solo lectura en el arranque. Y agregue algunas líneas más para que / tmp, / var / log y / var / tmp se monten en la memoria. Después de realizar esos cambios, su archivo / etc / fstab debería verse similar a esto, proc / proc proc valores predeterminados 0 0

/ dev / mmcblk0p1 / boot vfat defaults, ro 0 2 / dev / mmcblk0p2 / ext4 defaults, noatime, ro 0 1 # un archivo de intercambio no es una partición de intercambio, no hay línea aquí # use dphys-swapfile swap [on | off] para eso tmpfs / tmp tmpfs nosuid, nodev 0 0 tmpfs / var / log tmpfs nosuid, nodev 0 0 tmpfs / var / tmp tmpfs nosuid, nodev 0 0

Finalmente, edite su cmdline.txt, sudo nano /boot/cmdline.txt

y al final de la línea agregue las opciones fastboot noswap ro para deshabilitar la verificación del sistema de archivos, deshabilitar el intercambio y forzar que el sistema de archivos se monte como de solo lectura. Después de eso, su /boot/cmdline.txt debería verse similar a esto, dwc_otg.lpm_enable = 0 consola = serial0, 115200 consola = tty1 root = / dev / mmcblk0p2 rootfstype = ext4 ascensor = fecha límite fsck.repair = sí rootwait fastboot noswap ro

Finalmente, reinicie el sistema para que los cambios surtan efecto. Después del reinicio, si todo salió como se esperaba, sudo touch / boot / test

sudo toque / prueba

debería darle en ambos casos un error de "sistema de archivos de sólo lectura". Ahora puede desconectar la alimentación de su Pi en cualquier momento que desee sin arriesgar que el sistema de archivos de la tarjeta microSD se corrompa.

Si por alguna razón necesita hacer que el sistema de archivos raíz sea de lectura-escritura temporalmente, p. Ej. para instalar algunos paquetes, puede hacerlo usando el siguiente comando, sudo mount -o remontar, rw /

Y una vez que haya terminado, ejecute el siguiente comando para que sea de solo lectura nuevamente, sudo mount -o remount, ro /

En caso de que desee realizar actualizaciones, asegúrese de montar tanto / boot como / como lectura-escritura, porque las actualizaciones para el kernel y el firmware también escriben la partición / boot.

En este punto, hemos terminado con la parte del software, por lo que le recomiendo que apague su Pi, retire la microSD y haga una copia de seguridad de la imagen de la tarjeta microSD.

Paso 8: piratear el módulo de la cámara

Para que el módulo de la cámara pueda enfocar objetos muy cercanos y le proporcione un aumento, necesitará piratearlo para modificar su distancia focal.

La lente que está colocada en la parte superior del sensor en realidad está atornillada en su lugar y asegurada con una cantidad muy pequeña de pegamento. Con un par de alicates largos de punta plana, gire suavemente la lente hacia adelante y hacia atrás para romper la unión del pegamento, y luego desatornille completamente la lente con mucho cuidado.

Después de eso, vuelva a colocar la lente en el módulo y atorníllela un poco para que no se caiga cuando dé la vuelta a la placa. A continuación, conecte su Pi a su monitor si aún no lo ha hecho, conecte la alimentación y mire la transmisión de video.

Lo que tendrá que hacer es ajustar cuánto se atornilla la lente en la base, para que la cámara pueda enfocar objetos a unos 10 cm de la lente. Trate de no ir mucho más bajo que eso, porque necesita tener una distancia de trabajo relativamente buena para poder soldar debajo. No se preocupe demasiado por hacerlo perfecto, siempre puede hacer ajustes finos una vez que haya terminado con el ensamblaje del microscopio.

Paso 9: Montaje del microscopio

Ha llegado el momento de la parte divertida, que no es otra que montar el microscopio.

Primero, necesitará hacer dos agujeros del diámetro de los tornillos en la mordaza superior de la pinza y dos en un lado de la caja de aluminio para poder montarlo.

A continuación, deberá abrir una ranura del tamaño adecuado para que se ajuste a la pieza de la regla. Tómate tu tiempo con este, porque si vas demasiado rápido podrías romper el plástico o hacer que el agujero sea demasiado grande. Una vez que haya terminado, inserte la regla para asegurarse de que encaje bien en el interior.

Ahora necesita hacer un par de agujeros en el borde para la regla con el fin de montar el módulo de la cámara. Cuando haya terminado, atornille el módulo de la cámara en su lugar y corte la parte restante de los tornillos.

Después de eso, monte la pinza en el costado de la caja de aluminio con tornillos, pase la regla con el módulo de la cámara a través del orificio y fíjela en su lugar con pegamento caliente. Asegúrese de agregar pegamento caliente en ambos lados y tanto de la parte superior como de la inferior.

Finalmente, coloque la placa Raspberry Pi en la parte móvil de la pinza usando bridas como puede ver en la imagen y conecte el cable de la cámara.

Y eso fue todo, ahora puede ajustar fácilmente el enfoque de la cámara moviendo la pinza hacia arriba y hacia abajo y, si también desea ajustar la distancia focal de la lente, para lograr la distancia de trabajo óptima para usted.

Si también desea aprender cómo hacerlo portátil, puede continuar con el siguiente paso.

Paso 10: Haciéndolo portátil: software

El PowerBoost 1000C tiene una pequeña característica muy útil. Tiene un pin de habilitación que cuando se tira hacia arriba activa el convertidor de refuerzo y comienza a proporcionar energía en su salida, y mientras se baja, la energía se corta.

La Raspberry Pi también tiene una buena característica, que nos permite configurar un pin GPIO como una salida que estará en un estado alto mientras la Pi está encendida y en un estado bajo después de un apagado exitoso. Al combinar esas dos funciones, es posible crear un interruptor de encendido / apagado de software para el microscopio.

Comencemos desde la parte del software, lo primero que debe hacer es habilitar esta función del Pi y hacer que emita una lógica alta en un pin GPIO desde el momento en que comienza a arrancar, y una lógica baja después de un apagado exitoso.

Hacer eso es realmente simple, todo lo que necesita hacer es editar su archivo /etc/config.txt, sudo mount -o remount, rw / boot

sudo nano /boot/config.txt

y agregue la siguiente línea al final, dtoverlay = gpio-poweroff, gpiopin = 26, active_low

Ahora, si reinicia su Raspberry y mide el voltaje en el pin GPIO26 (pin 37 en el encabezado GPIO) con respecto a tierra, debería ver 3.3V desde el momento en que el Pi comienza a arrancar. Y después de hacer un apagado completo, debería convertirse en 0V.

Ahora que esto está hecho, necesita escribir un script simple que monitoreará el estado de un segundo pin GPIO y cuando esté bajo activará un apagado. Para ello, necesitará instalar el paquete wirepi, que viene junto con el comando gpio.

sudo mount -o remontar, rw /

sudo apt-get update sudo apt-get install cableadopi

Ahora usando nano crea el script, sudo nano /usr/local/sbin/power-button.sh

y pegar dentro de las siguientes líneas, #! / bin / bash

while true do if (($ (gpio read 24) == 0)) then systemctl poweroff fi sleep 1 done

y después de guardar y salir también hacerlo ejecutable, sudo chmod + x /usr/local/sbin/power-button.sh

Es importante mencionar que el pin 24 del cableado corresponde al pin GPIO19, que es el pin 35 en el encabezado GPIO. Si eso suena confuso, puede echar un vistazo a los pines de Raspberry Pi en el sitio web pinout.xyz y la página web sobre pines en wirepi.com. Ejecutar el comando gpio readall también puede ser útil para determinar qué pin es cuál.

A continuación, debe crear un archivo de servicio systemd, sudo nano /etc/systemd/system/power-button.service

con los siguientes contenidos, [Unidad]

Descripción = Botón de encendido Monitoreo después de = network-online.target Wants = network-online.target [Service] ExecStart = / usr / local / sbin / power-button.sh StandardOutput = journal + console Reiniciar = en caso de falla [Instalar] WantedBy = multi-user.target

Finalmente, para iniciar el servicio y hacer que se ejecute en el arranque, sudo systemctl start power-button.service

sudo systemctl enable power-button.service

y vuelva a montar el sistema de archivos como de solo lectura con, sudo mount -o remount, ro /

Paso 11: Haciéndolo portátil: hardware

Ahora es el momento de la parte del hardware. Primero, necesita construir un circuito muy simple que consta de un transistor NPN, dos resistencias y un interruptor momentáneo DPST. Puede mirar la imagen del diagrama del circuito para obtener más detalles.

También necesitará soldar un encabezado de pin macho en el GPIO de la Raspberry Pi y también uno femenino en el PowerBoost, para que pueda conectarlo fácilmente y el Pi en la placa que va a construir. Básicamente, su placa se colocará en la parte superior del Pi Zero como un HAT, y el PowerBoost en la parte superior de la placa. El Pi también se alimentará directamente desde el encabezado GPIO utilizando el pin + 5V del PowerBoost.

Una vez que haya terminado de soldar, es hora de armar todo. Primero, monte el Pi en la parte móvil de la pinza usando bridas. Luego, monte la batería en la parte posterior de la placa que ha construido nuevamente con una brida y fíjela al Pi, tenga cuidado de no apretarla demasiado o podría dañar la batería. Coloque la placa PowerBoost encima y conecte la batería al conector. Por último, pero no menos importante, conecte el cable de la cámara y conecte el Pi al módulo de la cámara y, por supuesto, no olvide conectar la microSD.

¡Y finalmente terminamos! Si ahora presiona el botón de encendido y lo sigue presionando durante unos 8 segundos, el proceso de arranque del Pi debería comenzar y, después de soltarlo, debería continuar. Desafortunadamente, el Pi no comienza a emitir inmediatamente la lógica alta en GPIO26, por lo que si deja de presionar el botón demasiado pronto, se cortará la energía.

Una vez que se completa el proceso de arranque, presionar el botón de encendido una vez más durante aproximadamente un segundo debería hacer que el Pi se apague y la energía se corte.

Paso 12: Ideas para mejorar

Deshacerse de las fuentes de luz no deseadas

Esto no debería importar mucho si planea usar el microscopio solo para soldar e inspeccionar la placa, pero si también desea tomar algunas fotos con él, es posible que aparezca una molesta mancha roja en sus fotos. Eso es causado por el LED del módulo de la cámara que siempre está encendido mientras la cámara está funcionando.

Si desea apagarlo, afortunadamente, es bastante sencillo. Después de hacer que se pueda escribir en la partición / boot, sudo mount -o remount, rw / boot

edite su /boot/config.txt usando nano, sudo nano /boot/config.txt

y agregue la siguiente línea al final, disable_camera_led = 1

Hacer esto debería hacer que el LED de la cámara permanezca apagado, después de reiniciar el sistema.

Ahora bien, si hizo la versión portátil, el PowerBoost 1000C desafortunadamente tiene un LED azul ridículamente brillante para indicar que la energía está encendida. Que además de arruinar la exposición de sus imágenes, también puede resultarle extremadamente molesto para sus ojos mientras suelda, solo por lo brillante que es.

Por esa razón, es posible que desee considerar quitar el LED de encendido o la resistencia que está en serie con él por completo de la placa. Alternativamente, es posible que desee reemplazar la resistencia de 1K que está en serie con una más grande, de modo que el LED se atenúe.

Ampliación ajustable

En lugar de conseguir un módulo de cámara Raspberry Pi normal y piratearlo para cambiar su distancia focal, si no te importa ahorrar un poco de dinero extra, también puedes conseguir un módulo de cámara con una distancia focal ajustable, por un poco más de 20 € desde eBay.

Un módulo de cámara de este tipo le permitirá ajustar fácilmente el nivel de aumento, porque a medida que mueve la cámara hacia abajo, todo lo que tiene que hacer es desenroscar un poco la lente para enfocar. Esto también le permitirá alcanzar fácilmente niveles de aumento bastante grandes. Sin embargo, tenga en cuenta que después de un punto, la profundidad de campo se volverá tan inestable que hará que el microscopio sea casi inutilizable, como también puede ver en la imagen adjunta.

Entonces, para resumir, si puede pagarlo, le recomiendo que obtenga uno de estos módulos de cámara, ya que le brindará una increíble cantidad de flexibilidad.

Segundo premio en el Concurso de Microcontroladores 2017