Надстройте робота Heathkit Hero Jr със съвременен хардуер: 4 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:50

Това е по -скоро текуща работа, отколкото завършен проект, моля, имайте това предвид, когато четете. Благодаря

Малко за този робот, откъде го взех, и плановете ми за него. (Снимка от проекта за Деня на Междузвездни войни през 2015 г.)

Вероятно беше някъде през 2005 г. със съпругата ми бяхме на местен бълха пазар, просто се оглеждахме наоколо, всъщност не търсехме нищо. Имаше по -възрастен фермер, който беше настроен отвън, той беше близо до задната част на мястото и не много хора щяха да разгледат стоките му. Радвам се, че отидох да погледна.

Той имаше този малък робот, разбира се, че знаех какво е това. Попитах колко иска, и бях шокиран, шокиран ви казвам - Той искаше цели $ 20.00 долара. Тогава той ми каза, че той е бил в плевня вероятно през последните около 20 години и при по -внимателен поглед в нея са живели космати създатели. Проводниците бяха дъвчени, основната платка беше унищожена предимно. Батериите не бяха използваеми. Нещата бяха объркани и това е възможно най -хубавото за мен.

Дори имаше всички патрони със себе си и изглеждаха доста добре, като се има предвид.

Въпреки това как изглеждаше, видях нещо, което исках от малък. Дадох на фермера 20 долара и му благодаря. Пренасям наградата си обратно в колата.

Отне около месец, за да се почисти достатъчно, за да започне да разглежда електрониката и да види какво работи и кое не. Най -накрая успях да се захвана и с нея, изненадващо тя премина самопроверката - помислих си, хей, страхотно, това беше много, дори ако трябваше да свърша малко работа, за да я почистя. Е, веднъж мина самопроверката, това беше, никога повече не успях да го накарам да мине.

Издърпах основните платки, продадох ги.

Проверих задвижващия двигател и стъпковия двигател (стъпковият имаше проводници, които започнаха да корозират и не бяха в най -добро състояние), но и двата работеха, така че ги пазя.

Поставих робота като нещо като дисплей, защото не бях много сигурен с какво искам да правя.

В края на 2015 г. група производители и калайджии, към която се присъединих, беше попитана дали искаме да направим нещо за „Деня на Междузвездни войни“за нашата местна библиотека, затова помислихме и казах, какво ще стане, ако върна „Hero Jr“живот с помощта на микроконтролерите Arduino. И това е, което направих - дадох му допълнителен сигнал и използвах 7 Arduinos в него …. Вероятно повече, от което имах нужда, но по това време все още се учех. И аз исках това да бъде „многозадачно“, което по онова време не знаех как да направя по друг начин. Документирах този проект тук:

Е, това беше 2015 г., светлинната сабя беше премахната и повечето от Arduinos, които бяха специфични за този проект. В по -голямата си част един Arduino може да стартира това, ако не искате да се случи нещо специално. Роботът се върна в своето пространство като изложба. Научих няколко неща по пътя и дори щях да подобря захранването му тогава. Времето се възползва от мен и аз поръчах само 12v до 5v 4 port USB 8 amp платка. За съжаление сега не мога да намеря тази дъска никъде онлайн, не знам дали са спрели да я правят или? Но дори и тази дъска седеше в кутия досега.

Една от целите на оригиналния проект беше да го накарам да изглежда възможно най -ретро, но да замени по -голямата част от хардуера с модерни неща. През 2020 г. реших дори да надстроя светодиодите му до RGB (неопиксели) повече за това по -късно. Целта все още е да изглежда ретро, мисля, че го прави, докато не използвате цвят, различен от червен.

Този проект използва един Arduino Mega 2560 mini (клонираща платка, не ми харесва), A Raspberry Pi 3+, оригинална Google AIY платка/високоговорител/микрофон, заменен стъпков двигател със серво мотор ASMC-04, 36v LIPO батерията е извадена от счупена дъска за зависване. Имам DC-DC конвертор от 36v до 12v 5amp и 4-портово 12v към 5v 8amp USB устройство. Евтин ултразвуков и LDR, Доста малко 3D отпечатани стойки. 8 малки светодиода ws2812 (известни също като неопиксели), няколко ключови камъка cat5 и къс кабел cat5. (делител на напрежение, оставен от проекта 2015, но беше за 12v/24v, а не 36v, така че не е правилен. Трябва да се поправи) и използвам драйвер за двигател L298 (също остана от проекта 2015)

Това, което е останало от оригиналния робот от 1984 г. - 12v DC задвижващ двигател, оригиналната клавиатура също все още работи, както и оригиналният светодиод "зелено захранване". Черупката и рамката са все същите. Но това е всичко. Всичко останало е сменено.

На този етап това все още е в процес на работа - все още работя върху създаването на софтуер на python за Raspberry PI, трябва да поправя няколко малки проблема, които открих в скицата на Arduino (предимно работещи). На шега казвам, че това е един от онези проекти, които никога няма да приключат. В този момент всички светодиоди работят, ултразвукът работи, LDR работи, серво моторът работи, задвижващият мотор върви напред, а не назад (счупен проводник, който трябва да проследя). Работят 36v до 12v и 12v до 5v, Raspberry Pi се включва, Arduino изключва PI. Най -вече хардуерът е свързан и работи. Сега всичко е софтуер.

Стъпка 1: Светодиодите и ъпгрейдът

Оригиналният модел от 1984 г. имаше светодиоди, запоени просто „странно“, ако питате мен, те трябваше да са извън платката, но спойката беше от същата страна като светодиодите. През 2015 г. някои от тези светодиоди заработиха, някои не успях да заменя тези, които не работеха, но това накара някои от тях да станат много тъмни, а някои просто никога не работеха. Ако погледнете внимателно дъската, може да видите, че няколко от тампоните за запояване се повдигнаха и счупиха.

Всички те споделят един и същи 5v положителен сигнал, така че за да ги включите или изключите, превключвате основите. Което знам, че е нещо, но това не ми хареса. Знаеш ли, в скица на Arduino "HIGH" обикновено е включен, а "LOW" обикновено е изключен - добре в този случай "HIGH" изключваше светодиодите и "LOW" е включен. обратна логика на светодиодите.

През 2015 г. просто оставих този слайд, тъй като тогава имах по -важни неща, за които да се тревожа.

Тази година реших, че идеята за WS2812 RGB светодиоди ми харесва, те са евтини и лесни за използване, използват една линия за данни и се нуждаят само от 5v и заземяване. Това са 5 мм светодиоди, така че се вписват много добре почти във всичко, в което се вписват стандартни светодиоди. Намерих ги в eBay, те бяха малко повече, отколкото обикновено плащам за тези видове светодиоди, но избирам да поръчам от Щатите този път, защото доставката от Китай отнема много време. Така че плащайте малко повече, вземете ги много по -бързо. 10 светодиода ми струваха 10,00 долара, не е лошо, предполагам, но също така не е и страхотна цена.

Окабеляването им е доста лесно и направо напред, има заземяване, положително (5v), вход за данни и изход за данни. Избирам да използвам стар метод за свързване и да ги обвивам с тел. мисълта ми беше, че ако би било по -трудно да се подредят данните и данните в редове, ако ги запоя, може също да е по -трудно, ако прережа кабелите твърде далеч, те няма да се поберат правилно в дупките, които вече са в героят-младши С телена обвивка мога да ги раздвижа малко и да ги оформя малко по-добре.

След като ги свързах, ги свързах към Arduino UNO и използвах един от примерите от Adafruit за неопикселите. Щастлив съм, че всичко работи. Поставих ги в главата на робота и поставих двойна лента върху тях, за да ги предпазя от платката и да ги държа малко по -добре.

След това ги закачих обратно към Arduino и пуснах отново примера, само за да съм сигурен, че не съм претъркал проводник, или да се уверя, че няма късо съединение. Всичко работеше. Отне малко време, за да се свърже всичко, но честно казано, след като започнете да увивате тел, можете да се придвижите доста бързо.

Снимките по -горе показват оригиналните червени светодиоди, таблото, опитах се да покажа счупените следи, новите светодиоди на различни етапи на свързване. И накрая те работят в главата.

Имам и видеоклипове на "устата" на Hero Jr, която, когато говори, светодиодите анимират "уста" и пикселите, изпълняващи примерите на Adafruit. Още не съм ги качил, но това ще стане скоро.

Стъпка 2: Raspberry PI Google AIY и Arduino Mega 2560 Mini

2015, Беше различно време - и различен проект. Използвах 7 различни Arduinos, повечето бяха UNO или Nanos, няколко MEGA. Имах един само за да пускам MP3 с помощта на MP3 щит, имах такъв за управление на синтезатор на реч EMIC 2, един за светлинната сабя. Шофьор на двигател, стъпков двигател -клавиатура, списъкът продължава. Излишно е да казвам, че съм научил много от 2015 г. и честно казано е невероятно, че версията за 2015 г. работи добре, както и аз (аз не знаех нищо и учех и гадах).

2020 - Тъй като версията „Ден на Междузвездни войни“винаги щеше да се използва еднократно, плановете ми бяха да опростя нещата от самото начало. През 2015 г. играех с идеята да използвам Raspberry PI тогава, но тогава не знаех достатъчно, за да успея. Реших, че Arduino Mega 2560 mini ще направи всичко, доколкото е необходим вход/изход, IE: включете/изключете двигателя, включете степпера/серво, прочетете LDR, прочетете ултразвука, прочетете делителя на напрежението. В този случай Mega е основно „манекенско“устройство, само с няколко неща, които наистина трябва да направи, но Mega се използва и за четене на клавиатурата, така че наистина имах нужда от метод на двупосочна комуникация между Mega и Raspberry PI. Избирам да използвам протокола MQTT, но това предложи друг проблем как да го прехвърля през серийния порт? За щастие намерих този проект на github "serial2mqtt" https://github.com/vortex314/serial2mqtt Който наистина е вид шлюз, софтуерът работи на Raspberry PI - Arduino просто изпраща правилно формулираното серийно съобщение и това е след това се предава на брокера на MQTT. Отне малко време, за да работи правилно, но работи доста добре и изглежда прави това, което ми трябва. Arduino Mega ще публикува, когато е онлайн, ултразвуковото четене, ldr отчитането, отчитането на напрежението. Той ще слуша за команди, движения на двигателя, серво движение и какво да прави със светодиодите. Въпреки че всичко това изглежда много, режийните разходи са доста малки и работят доста добре.

Raspberry PI ще бъде програмируем с python, C ++, почти всичко, което може да използва серийния порт и да използва MQTT. Тъй като нямаше да използвам Google с AIY, трябваше да инсталирам драйверите и да се уверя, че работи. Друг късмет, който Github възобнови, Shivasiddharth направи GassistPI и разбра какво точно трябва да бъде инсталирано, за да работи тази работа, инструкции могат да бъдат намерени тук:

PI е домакин на брокера MQTT, говорене за реч и друг софтуер, ако е необходимо. За достъп до него в момента използвам SSH, имам планове за изграждане на уеб интерфейс, но това дори не е близо до това. "Играх" с изучаването на python за този проект, но все още нямам много готови програми.

Някои специални бележки тук:

Оригиналният Mega 2560 Mini, който имах, беше малък клонинг на оригиналния Arduino Mega 2560, използващ същия сериен чип за комуникация, така че докато тествах, просто използвах Mega в пълен размер на работния плот. За съжаление бях запоял проводниците на клавиатурата към тази платка (разпаяването на щифтовете на заглавката, какво си мислех, бих искал да обвиня този през 2015 г., но не мога) Нещастната част, имах няколко от тези кабели изключен и не можах да направя чиста дупка за повторно запояване. В крайна сметка отидох на клонинг на клонинг, все още е Arduino Mega 2560, но по -евтина версия и с евтин чип за сериен порт. Това ми причинява някои проблеми с изпуснати пакети около 10%, не е достатъчно да извадя всичко обратно и да опитам отново с друга платка. Но това е достатъчно, за да ме побърка малко. На "новия" (версия 2) използвах телена обвивка и оставих щифтовете на заглавката (хей може би бъдещо разширение, използвам само 12 или 13 пина в момента)

Също така отпечатах 3D (както и повторно използвах някои неуспешни разпечатки) стойки за Raspberry PI и Mega Mini. Трябва да издиря дизайнерските файлове, ако някой ги иска. Не са много добри, тъй като използвах въртящ се инструмент, за да изрежа няколко дупки или да ги оформя малко, но ако някой ги иска, ще ги потърся.

Снимки по -горе: Raspberry PI 3+ с Google AIY Hat, в персонализиран монтаж, Original Mega 2560 този, който исках да използвам, но наистина обърках, заместващия Mega 2560 (v2) този, с който не съм толкова доволен, но работи, с телена обвивка и персонализирана 3D печатна стойка

Стъпка 3: От Stepper до Servo

За съжаление не направих много снимки на това и нямам снимки на стария стъпков двигател.

1984 - стъпков двигател вероятно е бил по -евтин от голям серво през 1984 г. Не съм сигурен. Имаше крайни спирки и стъпърът трябваше да се прибере сам с всяко включено захранване. Помислете за 3D принтер и как се прибират.

2015 г. - В друг ход, в който всъщност не знам какво правя, премахнах крайните ограничители - и продължих да ги губя. Както казах по -рано, малките създатели са изяли някои от проводниците на стъпката, те са били повече/по -малко изложени и започнали да корозират. Изненадан съм, че работи през 2015 г., но успя.

2020 - Степерът спря да работи и започнах да търся замяна. Попаднах на голям серво мотор ASMC-04, това не беше най-евтиният вариант, но беше един от по-добрите, които намерих. Степерът беше $ 50+ долара от Китай, а стойката за рога беше още $ 13 или $ 14. За мен ползите надвишаваха цената.

Серво драйверът е или 12, или 24 волта, ъгълът на завъртане е от 0 до 300 градуса (в моята скица на Arduino е ограничен до 0 до 180), мога да контролирам това с 1 проводник от arduino, (2, ако броите заземен проводник). Това е RC серво с голям въртящ момент, но наистина не е толкова бързо при завъртане.

Разочарованието от това беше дори, че предоставените спецификации изглеждаха така, сякаш просто ще се монтират в същите отвори като стъпката, не съвпадат правилно и трябваше да пробия нови дупки за него. Монтажът на серво клаксона също е много по -голям от оригиналния монтаж на стъпков двигател, така че трябва да се пробият повече дупки.

За мен това много ми напомня за скоростта на стъпката, така че като цяло добрата подмяна и нещо, което няма да забележите, се е променило, освен ако не погледнете вътре в робота.

Снимки:

Не съм правил много снимки на това, може да има още няколко, но те ще изглеждат почти така.

Стъпка 4: Още няколко снимки

Тъй като все още работя по този робот (предимно софтуер в този момент), мислех, че просто ще споделя още няколко снимки

Снимки:

4-портов USB 12v към 5v 8 amp DC-DC конвертор, не мога да намеря това повече и бих искал да съм купил няколко от тях.

36v LiPo батерия, извадена от счупена дъска за зависване

Снимки на вътрешността на робота, проводници и др. Още няколко снимки на заместващите светодиоди, още няколко снимки на Arduino Mega с кабелна обвивка, снимка на ултразвуковия с покритие над него (всъщност това беше начинът през 2015 г.)

Снимки на тялото без черупката върху него и снимка на използване на конзола за тестване върху MQTT.

Това за сега, благодаря за търсенето и ако ви харесва, моля, гласувайте за мен:-) Бих могъл да използвам още някои части за проекти LOL - Приятен ден и се опитайте да сте в безопасност на всички.