Nadogradite Heathkit Hero Jr robota modernim hardverom: 4 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:04

Ovo je više u tijeku nego u gotovom projektu, imajte to na umu pri čitanju. Hvala

Malo o ovom robotu, gdje sam ga nabavio, i mojim planovima za njega. (Slika iz projekta Dana ratova zvijezda 2015.)

Vjerovatno je to bilo negdje 2005. moja supruga i ja bili smo na lokalnoj buvljoj pijaci, samo smo gledali okolo, a zapravo nismo ništa tražili. Bio je jedan stariji farmer koji je postavio vani, bio je blizu stražnjeg dijela mjesta i nije mnogo ljudi htjelo pogledati njegovu robu. Drago mi je što sam bio taj koji je ipak otišao pogledati.

Imao je tog malog robota, naravno da sam znao šta je to. Pitao sam koliko želi, i bio sam šokiran, šokiran vam kažem - želio je cijelih 20,00 dolara. Tada mi je rekao da je u štali vjerovatno posljednjih 20 -ak godina, a nakon pomnijeg pogleda u njoj su živjeli dlakavi stvaraoci. Žice su bile žvakane, glavna ploča je uglavnom bila uništena. Baterije nisu bile upotrebljive. Stvar je bila u neredu, i to je najbolje što mogu o tome.

Čak je imao sve patrone sa sobom, a izgledali su prilično dobro.

Uprkos tome kako je to izgledalo, vidio sam nešto što sam želio od malih nogu. Dao sam farmeru 20 dolara i zahvalio mu se. Nosim svoju nagradu nazad u auto.

Bilo je potrebno otprilike mjesec dana da se očisti dovoljno da se počne gledati elektronika i vidjeti šta radi, a šta ne. Konačno sam i ja uspio dobiti napajanje, iznenađujuće je prošlo samoprovjeru - pomislio sam, hej, super ovo je bilo sjajno čak i ako sam morao obaviti neki posao da ga očistim. Pa, prošlo je samoprovjeru jednom, to je bilo to, nikad više nisam uspio natjerati da prođe.

Povukao sam glavne ploče, prodao ih.

Provjerio pogonski motor i koračni motor (stepper je imao žice koje su počele korodirati i nisu bile u najboljem stanju), ali oba su radila pa ih čuvam.

Robota sam postavio kao izlog, jer nisam bio siguran sa čime želim da radim.

Krajem 2015. godine grupu proizvođača i tinkera kojoj sam se pridružio postavljeno nam je pitanje želimo li učiniti nešto za "Dan Ratova zvijezda" za našu lokalnu biblioteku, pa smo razmišljali i rekao sam, što ako vratim "Heroja mlađeg" život pomoću Arduino mikrokontrolera. I to sam i uradio - dao sam mu dodatni signal i u njemu koristio 7 Arduina … vjerovatno više nego što mi je trebalo, ali u to vrijeme sam još učio. I htio sam da to bude "više zadataka", što u to vrijeme nisam znao učiniti na bilo koji drugi način. Taj sam dokument dokumentirao ovdje:

Pa, to je bilo 2015., svjetlosna sablja je uklonjena, a većina Arduinosa koji su bili specifični za taj projekt. Uglavnom jedan Arduino može pokrenuti ovo ako ne želite da se dogodi nešto posebno. Robot se vratio u svoj prostor kao izložak. Usput sam naučio nekoliko stvari, pa sam čak i namjeravao tada poboljšati svoje napajanje. Vrijeme me najbolje iskoristilo, a ja sam naručio samo 12v do 5v 4 port USB 8 amp ploču. Nažalost, sada ne mogu nigdje pronaći onu ploču na mreži, ne znam jesu li prestali s proizvodnjom ili? Ali čak je i ta ploča do sada sjedila u kutiji.

Jedan od ciljeva originalnog projekta bio je da ga zadrži u što je moguće boljem vintage stilu, ali je većinu hardvera zamijenio modernim stvarima. Godine 2020. odlučio sam čak kasnije nadograditi njegove LED diode na RGB (neopiksele). Cilj je i dalje ostati vintage, mislim da to čini sve dok ne upotrijebite drugu boju osim crvene.

Ovaj projekt koristi jedan Arduino Mega 2560 mini (klonirana ploča, to mi se ne sviđa), Raspberry Pi 3+, originalna Google AIY ploča/zvučnik/mikrofon, zamijenio je koračni motor sa servo motorom ASMC-04, 36v LIPO baterija izvučena iz slomljene lebdeće ploče. Imam DC-DC pretvarač od 36v do 12v 5amp i USB uređaj sa 4 porta od 12v do 5v 8amp. Jeftini ultrazvučni i LDR, prilično 3D nosači za štampanje. 8 malih LED dioda ws2812 (poznatih i kao neopikseli), nekoliko cat5 keystonova i kratki cat5 kabel. (razdjelnik napona preostao je iz projekta 2015, ali je bio za 12v/24v, a ne 36v, tako da nije ispravan. Treba ga popraviti), a ja koristim upravljački program motora L298 (također preostao iz projekta 2015.)

Ono što je ostalo od originalnog robota iz 1984. - 12v DC pogonski motor, originalna tastatura takođe radi, kao i originalna LED lampica "zelenog napajanja". Ljuska i okvir su i dalje isti. Ali to je to. Sve ostalo je zamenjeno.

Ovo je još uvijek u tijeku u ovom trenutku - još uvijek radim na izradi nekog python softvera za Raspberry PI, moram riješiti nekoliko malih problema koje sam pronašao na Arduino skici (uglavnom radi). U šali kažem da je ovo jedan od onih projekata koji nikada neće završiti. U ovom trenutku sve LED diode rade, Ultrazvučni radi, LDR radi, Servo motor radi, Pogonski motor ide prema naprijed, a ne unatrag (prekinuta žica koju moram pronaći). Radi od 36v do 12v, a radi od 12v do 5v, Raspberry Pi se uključuje, Arduino isključuje PI. Uglavnom je hardver ožičen i radi. Sada je sve softver.

Korak 1: LED diode i nadogradnja

U originalnom modelu iz 1984. LED diode su bile lemljene "čudno", ako mene pitate, morale su biti izvan ploče, ali lemljenje je bilo na istoj strani kao i LED diode. U 2015. neke od ovih LED dioda su radile, neke nisam uspio zamijeniti one koje nisu radile, ali to je uzrokovalo da su neke postale jako prigušene, a neke jednostavno nisu radile. Pomno gledajući ploču, možda ćete moći vidjeti da se nekoliko lemilica podignulo i slomilo.

Svi su dijelili isti pozitivni napon od 5 V, pa ih uključujete ili isključujete. Što znam da jeste, ali to mi se nije dopalo. Znate, na Arduino skici "HIGH" je normalno uključen, a "LOW" je normalno isključen - u ovom slučaju, "HIGH" je gasio LED diode, a "LOW" je uključen. obrnuta logika na LED diodama.

2015. samo sam pustio da ovo klizne jer sam u to vrijeme imao važnijih stvari o kojima sam trebao brinuti.

Ove godine sam odlučio da mi se sviđa ideja o WS2812 RGB LED diodama, jeftine su i jednostavne za upotrebu, koriste jednu podatkovnu liniju, a potrebno im je samo 5 V i uzemljenje. Ovo su LED diode od 5 mm, pa se vrlo lijepo uklapaju u gotovo sve što standardne LED diode odgovaraju. Našao sam ih na eBayu, bile su malo više nego što obično plaćam za ove vrste LED dioda, međutim biram po narudžbi iz Sjedinjenih Država ovaj put jer isporuka iz Kine traje jako dugo. Zato platite malo više, nabavite ih mnogo brže. 10 LED -a su me koštale 10,00 USD. Nije loše, pretpostavljam, ali ni dobra cijena.

Ožičenje je prilično jednostavno i jednostavno, postoji uzemljenje, pozitivna strana (5 V), ulaz podataka i izlaz podataka. Odlučio sam se koristiti starom metodom spajanja i omotati ih žicom. mislio sam da ako bi bilo teže poređati podatke i podatke u redove ako ih lemim, moglo bi biti i teže ako previše odsečem žice, ne bi ispravno stale u rupe već u Hero Jr. Pomoću žičane trake mogu ih pomalo pomicati i oblikovati malo bolje.

Nakon što sam ih povezao, spojio sam ih na Arduino UNO i upotrijebio jedan od primjera iz Adafruit -a za neopiksele. Sretan što je sve uspjelo. Stavio sam ih u glavu robota i preko njih stavio dvostruku stražnju traku kako bih ih zaštitio od ploče i držao ih malo bolje.

Zatim sam ih ponovo spojio na Arduino i ponovo pokrenuo primjer, samo da budem siguran da nisam nabasao na žicu, ili da ne prekinem kratki spoj. Sve je radilo. Bilo je potrebno malo vremena da se sve poveže, ali iskreno, kad počnete sa umotavanjem žice, možete se kretati prilično brzo.

Na gornjim slikama prikazane su originalne CRVENE LED diode, ploča, pokušao sam prikazati prekinute tragove, nove LED diode u različitim fazama povezivanja. I na kraju oni rade u glavi.

Takođe imam video zapise "usta" Hero Jr -a koji, dok govori, LED diode animiraju "usta" i piksele koji prikazuju primjere Adafruit -a. Još ih nisam učitao, ali to će biti uskoro.

Korak 2: Raspberry PI Google AIY i Arduino Mega 2560 Mini

2015, bila su to druga vremena - i drugačiji projekat. Koristio sam 7 različitih Arduina, većina su bili UNO ili Nanos, nekoliko MEGA. Imao sam jedan samo za reprodukciju MP3 -a koristeći MP3 štit, imao sam jedan za upravljanje EMIC 2 sintetizatorom govora, jedan za svjetlosnu sablju. Vozač motora, koračni motor -tastatura, lista se može nastaviti. Nepotrebno je reći da sam puno naučio od 2015. godine, i iskreno, nevjerojatno je da je verzija za 2015. radila jednako dobro (ja ne znam ništa, učim i nagađam).

2020. - Budući da je verzija "Star Wars Day" uvijek bila jednokratna, moji planovi su bili da pojednostavim stvari od početka. 2015. godine tada sam se igrao s idejom da koristim Raspberry PI, ali tada zapravo nisam znao dovoljno da to uspije. Odlučio sam da će Arduino Mega 2560 mini učiniti sve što je potrebno za ulaz/izlaz, IE: uključite/isključite motor, okrenite steper/servo, pročitajte LDR, pročitajte ultrazvučni, pročitajte razdjelnik napona. U ovom slučaju, Mega je u osnovi "lažni" uređaj, sa samo nekoliko stvari koje zaista treba učiniti, ali Mega se koristi i za čitanje tipkovnice, pa mi je zaista bila potrebna metoda dvosmjerne komunikacije između Mega i Raspberry PI. Odlučio sam se za korištenje MQTT protokola, ali to je predložilo još jedan problem kako to prenijeti preko serijskog porta? Srećom, našao sam ovaj projekt na githubu "serial2mqtt" https://github.com/vortex314/serial2mqtt Što je zaista vrsta gatewaya, softver radi na Raspberry PI - Arduino samo šalje ispravno formuliranu serijsku poruku, a to je zatim proslijeđeno posredniku MQTT. Trebalo je malo vremena da ispravno funkcionira, ali funkcioniralo je prilično dobro i čini se da radi ono što mi treba. Arduino Mega će objaviti kada je na mreži, ultrazvučno očitanje, ldr očitanje, očitavanje napona. Slušat će naredbe, kretanje motora, servo kretanje i što učiniti sa LED diodama. Iako sve to izgleda kao puno, režije su prilično male i rade prilično dobro.

Raspberry PI će se moći programirati sa python -om, C ++, gotovo svime što može koristiti serijski port i koristiti MQTT. Pošto nisam namjeravao koristiti Google sa AIY -om, morao sam instalirati upravljačke programe i provjeriti radi li. Još jedna sreća koju je Github nastavio s radom, Shivasiddharth je napravio GassistPI i shvatio šta je potrebno instalirati da bi ovo funkcioniralo, upute se mogu pronaći ovdje:

PI ugošćuje posrednika MQTT, govorni govor i drugi softver prema potrebi. Da bih mu pristupio, trenutno koristim SSH, planiram izgraditi web sučelje, ali to nije ni blizu toga. "Igrao" sam se s učenjem pythona za ovaj projekt, ali još uvijek nemam mnogo spremnih programa.

Evo nekih posebnih napomena:

Originalni Mega 2560 Mini koji sam imao bio je mali klon originalnog Arduino Mega 2560 koji je koristio isti serijski čip za komunikaciju, pa sam tokom testiranja samo koristio Mega pune veličine na radnom stolu. Nažalost, lemio sam žice tastature na tu ploču (raspajkavanje pinova zaglavlja, o čemu sam mislio, volio bih da to mogu kriviti 2015., ali ne mogu) Nažalost, par tih žica mi je puklo isključen, a nisam mogao dobiti ni čistu rupu za ponovno lemljenje. Na kraju sam otišao klon klona koji je i dalje Arduino Mega 2560 ali jeftinija verzija, i sa jeftinim čipom za serijski port. Ovo mi uzrokuje neke probleme s otpalim paketima oko 10%, nije dovoljno povući sve i pokušati ponovo s drugom pločom. Ali to je dovoljno da me malo izludi. Na "novoj" (verzija 2) Mega koristio sam umotavanje žice i ostavio zaglavlje zaglavlja (hej, možda buduće proširenje, trenutno koristim samo 12 ili 13 pinova)

Takođe sam 3D štampao (kao i ponovo koristio neke neuspele otiske) nosače za Raspberry PI i Mega Mini. Morao bih pronaći datoteke dizajna ako ih netko želi. Nisu baš dobri jer sam pomoću rotacijskog alata izrezao nekoliko rupa ili ih malo oblikovao, ali ako ih netko želi potražit ću ih.

Slike gore: Raspberry PI 3+ s Google AIY šeširom, u prilagođenom nosaču, originalna Mega 2560 ona koju sam htio koristiti, ali je stvarno zabrljao, zamjenska Mega 2560 (v2) s kojom nisam toliko zadovoljan, ali s njom radi, sa žičanom žicom i prilagođenim 3D štampanim nosačem

Korak 3: Od stepena do serva

Nažalost, nisam ovo puno slikao, a nemam ni slike starog koračnog motora.

1984. - koračni motor je vjerovatno bio jeftiniji od velikog servoa 1984. Nisam siguran. Bilo je krajnjih zaustavljanja i steper se morao snalaziti sam sa svakim uključenim napajanjem. Zamislite 3D štampač i kako se oni nalaze.

2015 - Još jednim potezom jer nisam znao što radim, uklonio sam krajnje graničnike - i nastavio ih gubiti. Kao što sam ranije rekao, mali tvorci su pojeli neke žice na steperu, žice su bile manje -više izložene i počele su korodirati. Iznenađen sam što je to uspjelo 2015. godine, ali jeste.

2020. - Steper je prestao raditi i počeo sam tražiti zamjenu. Naišao sam na veliki servo motor ASMC-04, ovo nije bila najjeftinija opcija, ali bila je jedna od boljih koje sam pronašao. Steper je iznosio 50 i više dolara iz Kine, a nosač roga još 13 ili 14 dolara. Za mene su prednosti nadmašile troškove.

Servo drajver je ili 12 ili 24 volti, kut rotacije je 0 do 300 stepeni (na mojoj Arduino skici ograničeno na 0 do 180), to mogu kontrolirati s 1 žicom iz arduina, (2 ako računate žicu za uzemljenje). To je RC servo s velikim okretnim momentom, međutim, zaista nije tako brz u okretanju.

Razočaravalo vas je to što ste čak i kada su date specifikacije izgledale kao da će se jednostavno montirati u iste rupe kao i steper, nisu se dobro slagale i morao sam izbušiti nove rupe za to. Nosač servo trube je također mnogo veći od originalnog nosača koračnog motora, pa je potrebno izbušiti više rupa.

Mene to jako podsjeća na brzinu koraka, pa se dobra zamjena i nešto što nećete primijetiti promijenilo ako ne pogledate u robota.

Slike:

Nisam ovo puno slikao, možda ih ima još par, ali će izgledati otprilike ovako.

Korak 4: Još nekoliko slika

Budući da još uvijek radim na ovom robotu (u ovom trenutku uglavnom softver), mislila sam da ću podijeliti još nekoliko slika

Slike:

4 portni USB 12V na 5v 8 amp DC-DC pretvarač, ovo više ne mogu pronaći, a volio bih da sam ih kupio par.

36v LiPo baterija uklonjena sa slomljene lebdeće ploče

Slike unutrašnjosti robota, žice itd. Još nekoliko slika zamjene LED dioda, još nekoliko slika Arduino Mega sa žičanom folijom, slika ultrazvuka sa prekrivačem preko njega (zapravo tako je bilo 2015. godine)

Slike tijela bez ljuske na njemu i slika korištenja konzole za testiranje preko MQTT -a.

O tome za sada, hvala što ste pogledali, a ako vam se sviđa, glasajte za mene:-) Mogao bih koristiti još neke dijelove za projekte LOL - Ugodan dan i pokušajte svi biti sigurni.