3D -liggaamskandeerder met framboos Pi -kameras: 8 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:27

Hierdie 3D -skandeerder is 'n samewerkingsprojek by BuildBrighton Makerspace met die doel om digitale tegnologie bekostigbaar te maak vir gemeenskapsgroepe. Skandeerders word in die modebedryf gebruik om klereontwerp aan te pas, in die speletjiesbedryf vir virtuele realiteit en in gimnasiums om die gesondheid te monitor. As dit ook beskikbaar is in makerspaces, wat toegang bied tot produksiehulpmiddels, kan daar meer potensiaal wees vir sosiale innovasie.

Ek gaan die skandeerder gebruik om klere te ontwerp. Om mee te begin, het ek my model gesny met behulp van gratis sagteware, en 'n kleedmakers -dummy uit karton gesny wat my presiese persoonlike liggaamsvorm is. Daarna beplan ek om te sien hoe klere op 'n 3D -model in VR lyk, voordat ek my daartoe verbind om dit te maak.

Santander het my 'n toekenning van £ 1000 gegee om die skandeerder te bou, as 'n Universiteit van Brighton Digital Award. Ons het meer as dit bestee om verskillende opsies te prototipeer, maar as deel van ons ontwerpopdrag het ons seker gemaak dat die finale weergawe binne die begroting herhaal kan word. Teen hierdie prys kan ander gemeenskapsgroepe moontlik geld insamel om iets soortgelyks te bou.

Let wel: hierdie projek gebruik elektrisiteit en benodig kennis van bedrading, daarom dui die gedeeltes oor die bou van die skandeerder om veiligheidshalwe wat ons gedoen het, met 'n detailvlak wat bedoel is vir verwysing eerder as om te kopieer, en die gedeeltes oor kodering en gebruik van die Die skandeerder word geskryf as 'Hoe' -gidse. Dit is 'n deurlopende projek, so ek hoop om binnekort volledige planne vir 'n batteryweergawe te kan verskaf. Besoek my webwerf of kontak my as u meer wil weet.

Om omgewingsredes het ons PLA gekies vir die 3D -gedrukte verbindings en kartonbuise vir die struktuur. Karton is maklik om te hervorm as die onderdele nie perfek pas nie, dus dit is 'n uitstekende prototipe -instrument, en met 'n dikte van 3 mm is die buise sterk en styf.

Dit was wonderlik om aan hierdie samewerkingsprojek te werk. Dankie aan Arthur Guy vir die skryf van die kode en ander lede van BuildBrighton wat Woensdagaande kom help het, of toevallig opgedaag het wanneer dit nodig was.

Die materiaal vir hierdie projek was:

27 Framboos Pi Zero W

27 Raspberry Pi -kameramodules

27 Raspberry Pi zero kamera kabels

27 USB na mikro USB kabels

20 kartonbuise 125 cm lank x 32 mm in deursnee met 'n kern van 29 mm

8 Eindkappe vir die buise

PLA 3D -drukfilament

8 deksels van weggooibare biervate

2 x A3 -velle 3 mm laserkwaliteithout van laserkwaliteit

230v-12v kragomsetter (omdat die netkrag 230v in die Verenigde Koninkryk is)

12 CRT 5v kragreguleerders

3 x 30 Amp lemmesekeringe en houers

Elektriese kabel

'N Boks met 2, 3 en 5 hefboomdraadverbindings

50 Ferrules

Kabel modem router

Ethernet -kabel

27 SD -kaarte (16 GB)

5 mm golfplaat met enkelwand

2m Selfklevende Velcro®

4 x USB -batterye

Die gereedskap wat ons gebruik het was:

Apple® -rekenaar (die kamera -bedienersagteware is vir die Apple® -bedryfstelsel geskryf, maar kan ook op Linux werk)

PC -rekenaar omdat Autodesk Remake ™ in die middel van hierdie projek opgehou het om ondersteuning vir Mac -gebruikers te bied

Internet (bedraad en draadloos)

Die gratis weergawe van Autodesk Remake ™

3D -drukker

Lasersnyer

Ferrule crimper

Kabelsnyer

Kap saag en band saag

Skuurmasjien

Stap 1: Kodering van die framboospis

Hierdie stap vereis kennis van kodering met Raspberry Pi.

Installeer die Lite -weergawe van die Raspbian -bedryfstelsel op elke Raspberry Pi en aktiveer die kamera en SSH.

Die sagteware, nodejs, is vooraf geïnstalleer op Raspbian, maar kan 'n verouderde weergawe wees.

Die volgende opdragte sal dit opgradeer. Let wel: die hiperskakel in die tweede reël kode is outomaties verkort deur Instructables®. Die volledige skakel vir die kopiëring van die kode kan gevind word deur daarop te klik.

Opgradeer na node 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 herlaai # Maak cd ~ rm node-v7.9.0-linux-armv6l.tar.gz.gz rm -r node-v7.9.0-linux-armv6l.tar skoon.gz # Dateer NPM op sudo npm installeer -g npm

Laai die lêers vir die kliënt sagteware op nadat nodejs geïnstalleer is:

cd ~ git kloon

Installeer dan die sagteware met die volgende opdragte:

cd 3dCamera

npm installeer

Toets die sagteware deur dit met die volgende opdrag uit te voer:

node app.js

Hou die sagteware aan die gang

Die taak van 'toesighouer' is om die sagteware te begin en aan die gang te hou. Hierdie program sorg dat die kamerasagteware altyd werk en dat dit geïnstalleer is met die volgende opdrag:

sudo apt-get install git supervisor

Supervisor is toe opgestel met die 3D -skandeerder -toepassing deur die meegeleverde config -lêer na die finale plek te kopieer met die volgende opdrag:

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

Om die toesighouer te vertel om die nuwe config -lêer te identifiseer en te begin hardloop:

sudo supervisorctl herlees

sudo supervisorctl werk sudo diens toesighouer weer op

Daarna, wanneer die stelsel begin, begin 'toesighouer' die kameratoepassing wat outomaties aan die bedienersagteware koppel.

Opsioneel ekstra

Die sagteware kan opgedateer word met behulp van 'n opdateringsopdrag wat in die webgebruikerskoppelvlak ingebou is; 'n alternatief is om 'n opdatering af te dwing wanneer die Raspberry Pi begin. Om dit te doen, vervang die standaard opstartskrip met een wat 'n opdatering sal uitvoer:

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

Stap 2: Die opstel van die kamera bediener

Die skandeerdersbedienersagteware is 'n node -toepassing wat nodejs benodig; die kliënte bestuur ook 'n knoop en maak verbinding met die bediener met behulp van websockets.

Stel op

Kontroleer of die knoop werk deur 'n Terminal -venster oop te maak en te tik:

node -v

As node nie geïnstalleer is nie, kan dit van NodeJS afgelaai word.

Laai die lêers af

Hierdie bewaarplek moet afgelaai word na 'n lêergids op 'n rekenaar. Dit kan gedoen word met behulp van die volgende opdrag:

git -kloon

Installeer die afhanklikes

Dit moet in 'n nuwe gids wees wat die afgelaaide kode bevat:

cd 3dCameraServer

npm installeer

Laastens, voer die kode uit

Die bedienertoepassing moet begin word met die onderstaande opdrag; dit sal 'n websocket -bediener op poort 3000 en 'n webbediener op poort 8080 begin.

node server.js

As alles suksesvol was, sal die boodskap '3D -kamera -app luister op poort 8080 en 3000' verskyn. Om die toepassing te gebruik, maak 'n blaaier oop en gebruik die volgende URL https:// localhost: 8080/

Die gebruik van die stelsel

Die bediener gebruik 'n vaste IP -adres, en dit is hoe die kameras weet waarheen hulle die foto's moet stuur.

Die kliëntesagteware verwag om aan te sluit op 'n bediener op die IP -adres 192.168.10.100. Ons gebruik 'n toegewyde router met 'n vaste IP -adres toewysing, maar om die skandeerder sonder een te gebruik, sou dit nodig wees om hierdie IP -adres handmatig in te stel. Om dinge te vereenvoudig, stel die rekenaar se mac -adres op die router in, sodat die outomatiese IP -adres aan hom toegeken word.

Die router is 'n kabelmodemtipe (nie 'n ADSL -router nie). Dit hou die kameras ingehou, maar stel hulle ook in staat om aan die internet te koppel om sagteware -opdaterings te gaan haal. Die DHCP -reeks van die router moet van die standaard af verander word, sodat dit IP -adresse in die reeks 192.168.10.1 - 192.168.10.255 kan toewys.

Namate die kliënte aanlyn kom, verskyn die verbindingsboodskappe in die terminale venster en in die blaaier venster.

As die kliënte gekoppel is, kan hulle beveel word om 'n foto te neem deur die 'Neem foto' -knoppie in die kop te gebruik, wat die proses vir die neem van foto's begin, en binne 30 sekondes moes hulle die beelde na die rekenaar teruggestuur het. Dit word in die blaaier vertoon en in 'n gids in die installeringsgids gestoor, deur te soek na die gids 3dCameraServer.

Die kode van GitHub bevat 'n voorafgeboude prentjie wat probeer om aan te sluit op 'n wifi-netwerk met die naam 3DScanner. Die wagwoord hiervoor is: poppykalayana.

Stap 3: Lasersnit en 3D -drukwerk

Lasersny Raspberry Pi -kaste

Ons het die onderstaande lêers afgelaai en uitgesny:

27 x Pi -omhulsels met 5 mm enkelwandige golfkarton. Ons gebruik nie dubbelwandige karton nie, want dit is meer geneig om aan die brand te raak onder die laser.

3D -drukbuisverbindings

Ons het die onderstaande lêers in 3D gedruk: 8 x kruisgewrig 4 x T -aansluiting

en verwyder materiaal waar nodig met 'n tang en skuurpapier.

Vooruitbeplanning vir 'n dakuitbreiding

Hierdie inligting is vir die mees basiese weergawe van die skandeerder wat gewerk het. Dit produseer 'n model wat geskik is vir die maak van 'n jurk van 'n jurk of vir 'n 3D -druk van 'n kop (Autodesk Remake ™ sagteware vul die kroon van die kop in waar daar 'n gaping is). Bykomende kameras in ekstra lae, of oorhoofse op dakstawe, sal die hele liggaam kan skandeer, sodat die skandeerder maklik kan opgradeer, dat die boonste laag van die regop pale dwarsverbindings het en kort verlengpale met einddoppe. 3D -verbindings om dakpale aan te heg, kan saam met die ander verbindings afgelaai word. Chuck Sommerville het 'n sespuntige ster geskep wat gebruik kan word om die pole aan die bokant aan te sluit.

Stap 4: Koppel en toets die framboospis

Vir hierdie stap moet die router aan wees en aan die internet gekoppel wees.

Koppel die rekenaar aan die bediener

Koppel die rekenaar aan die wifi genaamd 3DCamera Open Terminal Tik in die prompt 3Dcamera en druk dan Enter. Tik by die volgende prompt 3Dcamera-start en druk dan Enter Open 'n webblaaier en tik https:// localhost: 8080/in die adresbalk om die paneelbord oop te maak

Toets die Framboospis

Koppel die kamera met die kamerakabel aan die Raspberry Pi. Koppel 'n Raspberry Pi aan 'n 5V -kragbron (bv. Die rekenaar) met 'n mikro -USB -kabel. Na 'n paar minute moet die Raspberry Pi met die stelsel verbind word en op die paneelbord verskyn met 'n outomatiese Marvel -karakternaam. Klik op 'Neem foto' om toets of die Raspberry Pi werk. Die statuskolom op die paneelbord moet aandui wanneer dit 'n foto neem en stuur, en dan moet die foto bo -aan die paneelbord verskyn. As dit nie werk nie, kyk of die kamera behoorlik gekoppel is en die groen lig op die Pi brand, en probeer weer.

Die foto's word outomaties gestoor in 'n gids genaamd 'Images', wat in die map 3dCameraServer is wat in 'n vorige stap opgestel is.

Die samestelling van die Raspberry Pi -kaste

Ons plak die 5 lae karton Pi -omhulsel aanmekaar, plaas die Raspberry Pi met laag 2, vou die kamera op laag 3, wat met laag 4 vasgehou word, en druk die lens deur op laag 5. Dit word herhaal vir al die kameras.

Etikettering van die framboospis

Van die paneelbord het ons die Marvel -karakternaam wat aan elke Pi toegeken is, vervang deur 'n nommer in die teksveld in te tik en dan op Enter te druk.

Dit is handig om die nommer op die omhulsel van elke Pi te skryf vir probleemoplossing.

Herhaal hierdie proses vir elke Raspberry Pi en ken elkeen 'n ander nommer toe

Stap 5: Berei die struktuur en die elektriese stroombaan voor

Voorbereiding

Die kartonbuise is in die volgende lengtes gesny en voorberei:

6 x 80 cm buise vir voetstukke met 1,2 cm gat 2 cm van die een kant af

6 x 40 cm buise vir middel van staanders

6 x 10 cm buise vir die top van die staanders, met doppies aan die een kant

10 x 125 cm buise vir horisontale stawe met 'n gat van 0,5 cm in die middel

2 x 125 cm buise vir vrystaande staanders met klittenband waarby framboospis en batterye gaan

Bedrading

Waarskuwing: Moet asseblief nie die elektrisiteit probeer nie, tensy u daartoe bevoeg is. Ons verskaf nie alle besonderhede oor die bedrading nie, want dit is bedoel as 'n voorbeeld van hoe ons dit gedoen het, nie as instruksies om te volg nie. Foute kan die framboos pi verbrand, 'n brand veroorsaak of iemand elektrisiseer!

Wenk: Ons het gevind dat die kameras wat die verste langs die lyn was, nie werk nie, toe ons dit aan mekaar vasgeketting het, en daarom het ons 3 lonts aan 3 afsonderlike kringe van die 12V -kragtoevoer gekoppel, met 4 x 5V -reguleerders wat van elkeen af kom. Elkeen van hierdie kan tot 3 framboos pi nulle voorsien. Dit beteken dat ons twee elektriese kabels aan elke paal laat loop het, met die vermoë om 6 leidings vir kameras aan te bring. Ons het net 4 nodig vir kop en skouers, maar dit is handig om ekstra kapasiteit te hê om meer kameras vir ander doeleindes by te voeg.

Ons sny die groot USB aan die einde van 22 USB -kabels af en sny 6 daarvan korter tot ongeveer 30 cm. Toe ons geen datadrade ignoreer nie, het ons ferrules aan die einde van die krag- en gronddrade vasgemaak.

Deur die kort leidrade te neem, het ons 'n paar ferrules in elk van die 12 x 3D -gedrukte verbindings gestoot totdat die draad by die onderkant uitkom.

Ons gebruik dieselfde tegniek met die langer leidings en druk een paar ferrules deur die gat in die middel van elke horisontale staaf totdat dit aan die einde van die buis verskyn.

Die maak en bedrading van die basisse

Ons sny 16 ringe om die gat in die middel van die deksels van 8 weggooibare vate te pas, met 'n gat van 3,2 cm in die middel van elk. Kroeë in ons omgewing gee graag hierdie vate weg en die ronde deel is nuttig vir projekte. Die deksels word gewoonlik weggegooi, maar hulle staan baie stabiel.

Ons het 'n ring aan die bokant en onderkant van die skroefdeel in die middel van 'n biervatdeksel vasgeplak en herhaal met 'n tweede deksel. Toe staan ons 'n paal van 125 cm in elkeen en maak 'n kamera naby die bokant van elke paal vas met Velcro®

en nog 40 cm daaronder. Ons het 'n USB -batterypak by elke kamera ingepak en die battery aan die paal vasgemaak met Velcro® waar die leiding bereik.

Basisposte

Vir die ander 6 deksels het ons 2 laaghoutringe vir elkeen geneem en dit warm vasgeplak, bo en onder al die komponente. In die gaping tussen die ringe van elkeen was 2 x 5V -reguleerders, die kabels en hul verbindings, waaraan ons 2 x 80 cm kabel vasgemaak het, en albei kabels deur die gat van 1,2 cm en in die buis ingesteek. Al die komponente pas styf om 'n basispaal waar ons in die middel staan.

Hulle lyk waarskynlik beter geverf!

Stap 6: Bou die struktuur en elektriese stroombaan

Ons het 5 van die horisontale buise op die vloer gerangskik om 5 kante van 'n seshoek uit te merk en by elke aansluiting 'n basispaal gestaan.

Daarna het ons die raam vir die kameras geskep deur die kartonbuise aan die 3D -gedrukte verbindings vas te maak, die uitsteekende drade te dra, met adereindhulsels, deur die pale na die basispale en die hefboomdraadverbindings aan die bokant van elke voetstuk vas te maak voordat dit vasgemaak word die dele van die raam in plek.

Daarna het ons die kameras halfpad langs elke horisontale balk aan die mikro -USB's gekoppel. Die karton Pi -omhulsel is so ontwerp dat die USB gedeeltelik binne -in weggesteek is en die ander deel van die USB effens in die kartonbuis gestoot kan word, sodat die kamera bo -op die paal sit. Die USB hou dit in posisie.

Ons het kameras aan die USB-leidings in die hoekaansluitings gekoppel, met behulp van selfklevende klittenband, om die kameras op hul plek te hou.

Toe plaas ons die losstaande kamerastellings wat op dieselfde afstand van mekaar langs die opening is.

Laastens het ons die kameras aangepas om seker te maak dat hulle almal na die middel wys.

Daar is een ekstra kamera as daar nie meer werk nie.

Stap 7: Neem foto's

Om die skandeerder te gebruik, staan of sit binne -in die raam, regs in die middel.

Vra iemand om 'Neem foto' op die paneelbord te druk. Al die foto's moet op dieselfde oomblik geneem word, maar as die sein via wifi gestuur word, het een of meer soms 'n effense vertraging. Bly dus 'n paar sekondes stil totdat al die foto's gestuur is.

Die foto's word gestoor in die prentmap in die 3DCameraServer -lêergids

Sien hierdie video vir wenke oor hoe om goeie foto's te neem

Stap 8: Verwerk die foto's in 'n 3D -model

Die volgende instruksies is vir Autodesk Remake ™ (weergawe 17.25.31). Dit is 'n freemium -produk, maar ek het gevind dat die gratis modus voldoende is. Hier is 'n lys met meer sagteware vir fotostiksels.

Opstel

Skep 'n Autodesk® -rekening

Installeer Autodesk Remake ™ op 'n rekenaar

Omskep die foto's in 'n 3D -model

Dra die foto's van die Mac -rekenaar na 'n rekenaar oor deur 'n USB -stick te gebruik of die foto's op te laai na die Autodesk® -wolkberging, genaamd A360 Drive, met die aanmeldingsbesonderhede van u Autodesk® -rekening.

Maak Autodesk Remake ™ oop

Klik op die kameraknoppie onder Skep 3D

Klik op die opspringskerm wat verskyn, aanlyn (tensy u 'n kragtige rekenaar het wat aan die minimum spesifikasies voldoen om vanlyn te verwerk).

Kies op die volgende opspringskerm Kies foto's uit: Local Drive, as u die foto's per USB na die rekenaar oorgedra het, of klik op A360 Drive as u die foto's opgelaai het.

Kies die foto's en klik dan op Open

As al die foto's op die skerm verskyn, klik op Skep model

Tik 'n naam in die tekskassie in die keuselys wat verskyn. Kies kwaliteit: standaard, outomaties oes: af en slim tekstuur: af (of speel met hierdie instellings)

Verwerking

Die skerm gaan terug na die Remake ™ -paneelbord en daar is 'n boks met die vordering van u model onder My Cloud Drive. Volgens ons ervaring duur die verwerking ongeveer 10 minute, maar dit kan lyk asof dit nie meer reageer nie, want die persentasie sal nie meer toeneem nie, en na 'n rukkie sal die getal skielik toeneem. U sal 'n e -pos van Autodesk® ontvang wanneer die verwerking voltooi is.

As die venster Gereed om af te laai staan, hou die muis oor die boks en 'n blou aflaai -pyltjie verskyn. Klik op die blou pyltjie en kies waar u die model wil stoor.

Die model sal dan aflaai en verskyn in die gedeelte My Computer van die Remake® -dashboard. Klik daarop om dit oop te maak.

Na-verwerking

Gebruik die navigasiehulpmiddels onderaan die skerm om u liggaamsmodel te vind.

Gebruik die keuringshulpmiddels om die ongewenste dele van die model te verwyder deur dele te kies en op Delete te druk.

As u dele uitvee, word die blou sirkel aan die onderkant van die model kleiner. As die sirkel groter is as 'n omtrek rondom die model, beteken dit dat daar nog dele moet verwyder word.

As die model onderstebo is, gaan na die blad Modelinstellings aan die linkerkant van die skerm en volg die instellings onder Stel toneel regop.

Gaan na Edit - Slice & Fill om 'n plat oppervlak vir u model te maak

Om te kyk of daar gate is en herstel, gaan na die oortjie Analiseer en klik op Ontdek en stel modelkwessies op

Spaar

Gaan na Uitvoer - Uitvoermodel om die model te stoor.

Gaan na Uitvoer - Uitvoer video om 'n video van u model te laat draai.