Uuendage Heathkit Hero Jr robot kaasaegse riistvaraga: 4 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:46

See on rohkem pooleliolev töö kui valmis projekt, pidage seda lugedes meeles. Tänan

Natuke sellest robotist, kust ma selle sain, ja minu plaanidest selle jaoks. (Pilt 2015. aasta Tähesõdade päeva projektist)

See oli arvatavasti millalgi 2005. aastal mu abikaasaga kohalikul kirbuturul, me lihtsalt vaatasime ringi, mitte midagi otsides. Seal oli üks vanem põllumees, kes oli väljas seadistanud, ta oli koha tagumise osa lähedal ja paljud inimesed ei hakanud tema kaupa vaatama. Mul on hea meel, et olin üks, kes läks ja vaatas.

Tal oli see väike robot, muidugi ma teadsin, mis see on. Ma küsisin, kui palju ta tahab, ja olin šokeeritud, šokeeritud, ma ütlen teile - ta tahtis tervelt 20,00 dollarit. Siis ütles ta mulle, et see on olnud laudas ilmselt umbes viimased 20 aastat ja lähemal vaatlusel elasid selles karvased loojad. Juhtmeid oli näritud, põhiplaat oli enamasti hävitatud. Patareid ei olnud kasutatavad. Asi oli jama ja see on minu jaoks nii tore kui võimalik.

Sellel olid isegi kõik padrunid kaasas ja need nägid välja arvestades päris head.

Vaatamata sellele, kuidas see välja nägi, nägin midagi, mida olin juba väiksest peale tahtnud. Andsin põllumehele 20 dollarit ja tänan teda. Kandsin oma auhinna autosse tagasi.

Kulus umbes kuu aega, et see piisavalt puhtaks saada, et hakata elektroonikat vaatama ja nägema, mis töötas ja mis mitte. Lõpuks suutsin ma ka sellele energiat saada, üllataval kombel läbis see enesekontrolli - mõtlesin, et kuule, suurepärane, see oli väga palju, isegi kui pidin selle puhastamiseks natuke tööd tegema. Noh, see läbis korra enesekontrolli, see oli see, ma ei suutnud seda kunagi uuesti läbida.

Tõmbasin põhilauad, müüsin maha.

Kontrolliti ajamimootorit ja samm -mootorit (sammul olid juhtmed, mis hakkasid korrodeeruma ja polnud parimas seisukorras), kuid mõlemad töötasid, nii et jätan need alles.

Panin roboti üles näitemänguna, sest ma polnud liiga kindel, mida ma teha tahan.

2015. aasta lõpus küsiti grupilt tegijatelt ja tinistajatelt, kellega ma liitusin, et kas me tahame midagi teha "Tähesõdade päeva" jaoks meie kohaliku raamatukogu jaoks. Nii et me mõtlesime ja ma ütlesin, mis siis, kui ma tooksin filmi "Hero Jr" tagasi elu Arduino mikrokontrollerite abil. Ja seda ma ka tegin - andsin sellele lisarahvatust ja kasutasin selles 7 Arduinot….tõenäoliselt rohkem, kui vajasin, aga sel ajal alles õppisin. Ja ma tahtsin, et see oleks "mitme ülesandega", mida ma tol ajal ei osanud teisiti teha. Dokumenteerisin selle projekti siin:

Noh, see oli 2015. aastal, valgusmõõk eemaldati ja enamik selle projekti jaoks spetsiifilisi arduinosid. Enamasti saab Arduino seda käivitada, kui te ei soovi, et midagi erilist juhtuks. Robot läks väljapanekuna oma ruumi tagasi. Õppisin teel mõnda asja ja kavatsesin toona isegi oma toiteallikat tõsta. Aeg sai minust parima ja tellisin ainult 12v kuni 5v 4 pordiga USB 8 võimendi plaadi. Kahjuks ei leia ma seda plaati praegu kuskilt, ma ei tea, kas nad lõpetasid selle tegemise või? Kuid isegi see laud istus siiani karbis.

Esialgse projekti üks eesmärke oli hoida ta võimalikult vintage väljanägemisega, kuid asendada enamik riistvara kaasaegse kraamiga. Aastal 2020 olen otsustanud hiljem isegi selle LED -e täiendada RGB (neopikseliteks). Eesmärk on ikka see, et see näeks välja vintage, ma arvan, et see toimib seni, kuni kasutate muud värvi kui punane.

See projekt kasutab ühte Arduino Mega 2560 mini (kloonplaat, mulle see ei meeldi), A Raspberry Pi 3+, originaalne Google'i AIY-plaat/kõlar/mikrofon, asendas samm-mootori ASMC-04 servomootoriga, 36 V Katkisest hõljuklauast tõmmatud LIPO aku. Mul on 36v kuni 12v 5amp DC-DC muundur ja 4 port 12v kuni 5v 8amp USB seade. Odav ultraheli ja LDR, üsna palju 3D -prinditud kinnitusi. 8 väikest ws2812 LED -i (tuntud ka kui neopikslid), paar cat5 võtmekivi ja lühike cat5 -kaabel. (2015. aasta projektist lahkus pingejagur, kuid see oli 12v/24v, mitte 36v, nii et see pole õige. See tuleb parandada), ja ma kasutan L298 mootori draiverit (ka 2015. aasta projektist järele jäänud)

Mis on alles jäänud originaalsest 1984. aasta robotist - 12v alalisvoolumootor, töötab ka algne klahvistik, samuti originaal "rohelise jõu" LED. Kest ja raam on endiselt samad. Aga see on see. Kõik muu on välja vahetatud.

See on praegu veel pooleli - töötan endiselt Raspberry PI jaoks mõne pythoni tarkvara tegemisega, pean lahendama paar väikest probleemi, mille leidsin Arduino visandist (enamasti töötab). Naljaga pooleks ütlen, et see on üks neist projektidest, mis ei lõpe kunagi. Sel hetkel töötavad kõik LED -id, ultraheli töötab, LDR töötab, servomootor töötab, ajamimootor liigub edasi, mitte tagurpidi (katkestatud traat, millele pean jälile jõudma). 36v kuni 12v töötab ja 12v kuni 5v töötab, Raspberry Pi lülitub sisse, Arduino lülitab PI välja. Enamasti on riistvara juhtmega ja töötab. Nüüd on see kõik tarkvara.

Samm: LED -id ja uuendamine

1984. aasta originaalmudelil olid valgusdioodid joodetud lihtsalt "imelikuks", kui te minult küsite, need pidid plaadist välja olema, kuid jootmine oli LEDidega samal poolel. 2015. aastal töötasid mõned neist valgusdioodidest, mõned ei suutnud ma neid, mis ei töötanud, välja vahetada, kuid see muutis mõned neist väga hämaraks ja mõned lihtsalt ei töötanud. Tahvlit lähedalt vaadates näete, et mõned jootmispadjad tõusid üles ja purunesid.

Neil kõigil oli sama 5v positiivne, nii et nende sisse- või väljalülitamiseks lülitate põhjused välja. Mis ma tean, on asi, aga see ei meeldinud mulle. Tead, Arduino visandis on "HIGH" tavaliselt sisse lülitatud ja "LOW" on tavaliselt välja lülitatud - sel juhul lülitas "HIGH" LED -id välja ja "LOW" on sisse lülitatud. vastupidine loogika LED -idel.

Aastal 2015 lasin sellel lihtsalt libiseda, kuna mul oli toona tähtsamaid asju, mille pärast muretseda.

Sel aastal otsustasin, et mulle meeldib WS2812 RGB LED -ide idee, need on odavad ja hõlpsasti kasutatavad, kasutavad ühte andmeliini ja vajavad ainult 5 V ja maandust. Need on 5 mm valgusdioodid, nii et need sobivad väga kenasti peaaegu kõike, kuhu tavalised LED -id sobivad. Leidsin need eBayst, need olid veidi rohkem kui tavaliselt seda tüüpi LED -ide eest maksan, kuid otsustan tellida osariikidest seekord, sest Hiinast saatmine võtab väga kaua aega. Nii et makske natuke rohkem, hankige need palju kiiremini. 10 LED -d maksavad mulle 10,00 dollarit, pole vist halb, aga ka mitte väga hea hind.

Nende ühendamine on üsna lihtne ja otse edasi, seal on maapind, positiivne (5v), andmed sees ja andmed väljas. Ma otsustan kasutada vana ühendamismeetodit ja mähkida need traadiga. ma arvasin, et kui jootmise korral oleks andmete ja joonte joondamine raskem, võib see olla raskem ka siis, kui ma juhtmed liiga kaugele tagasi lõikan, need ei mahu õigesti juba aukudesse The Hero Jr Wire-wrap abil saan neid natuke liigutada ja veidi paremini vormida.

Pärast nende ühendamist ühendasin need Arduino UNO -ga ja kasutasin neopikselite jaoks ühte Adafruit'i näidet. Tore, et kõik toimis. Panin need roboti pea sisse ja panin nende peale topelt tagasi kleeplindi, mis kaitseb neid trükkplaadi eest ja hoian neid natuke paremini paigal.

Seejärel ühendasin nad tagasi Arduino külge ja tõin eeskuju uuesti, et olla kindel, et ma traati ei löönud, või veendumaks, et neil pole lühis. Kõik toimis. Kõigi ühendamiseks kulus natuke aega, kuid ausalt öeldes, kui alustate traadipakkimisega, saate üsna kiiresti edasi liikuda.

Ülaltoodud piltidel on näidatud originaalpunased LED -id, tahvel, proovisin näidata katkiseid jälgi, uusi LED -e juhtmestiku erinevates etappides. Ja lõpuks töötavad nad peas.

Mul on ka videoid Hero Jr "suust", mida rääkides LED -id animeerivad "suud" ja pikslites Adafruit'i näiteid. Ma pole neid veel üles laadinud, aga see saab varsti olema.

2. samm: Vaarika PI Google AIY ja Arduino Mega 2560 Mini

2015, see oli teine aeg - ja teistsugune projekt. Kasutasin 7 erinevat Arduinot, enamik olid kas UNO -d või Nanod, paar MEGA -d. Mul oli üks lihtsalt MP3 -plaatide esitamiseks MP3 -kilbi abil, mul oli üks kõnesüntesaatori EMIC 2 juhtimiseks, üks valgusmõõga jaoks. Mootorijuht, samm -mootor -klahvistik, nimekiri jätkub. Ütlematagi selge, et olen alates 2015. aastast palju õppinud ja ausalt öeldes on hämmastav, et 2015. aasta versioon töötas sama hästi (mina ei teadnud midagi ja õppisin ja arvasin).

2020 - Kuna "Tähesõdade päeva" versiooni kasutati alati ühekordselt, oli mul plaanis algusest peale asju lihtsustada. Aastal 2015 tegin mänguasju mõttega kasutada siis Vaarika PI -d, kuid ma ei teadnud tol ajal tegelikult piisavalt, et see toimiks. Otsustasin, et Arduino Mega 2560 mini teeb kõike, kuni sisend/väljund on vajalik, IE: lülitage mootor sisse/välja, lülitage samm/servo, lugege LDR -i, lugege ultraheli, lugege pingejaoturit. Sel juhul on Mega põhimõtteliselt "näiv" seade, millel on vaid mõned asjad, mida see tegelikult vajab, kuid Megat kasutatakse ka klaviatuuri lugemiseks, nii et mul oli tõesti vaja kahepoolse suhtluse meetodit Mega vahel ja vaarika PI. Ma valin kasutada MQTT protokolli, kuid see pakkus välja teise probleemi, kuidas seda jadaporti üle saada? Õnneks leidsin selle projekti saidilt github "serial2mqtt" https://github.com/vortex314/serial2mqtt Mis on tõesti teatud tüüpi lüüs, tarkvara töötab Raspberry PI -l - Arduino saadab lihtsalt õigesti sõnastatud jadateate ja see on edasi MQTT maaklerile. Selle õigeks tööks kulus natuke aega, kuid see töötas päris hästi ja tundub, et teeb seda, mida vajan. Arduino Mega avaldab võrgus olles ultraheli näidu, ldr -lugemise, pinge näidu. See kuulab käske, mootori liigutusi, servoliigutust ja seda, mida LED -idega teha. Kuigi kõike seda tundub palju, on üldkulud üsna väikesed ja see toimib üsna hästi.

Vaarika PI saab programmeerida pythoniga, C ++, peaaegu kõike, mis saab kasutada jadaporti ja kasutada MQTT -d. Kuna ma ei kavatsenud Google'it AIY -ga kasutada, pidin draiverid installima ja veenduma, et see töötab. Järjekordne õnnepaus Githubile resümeesse, Shivasiddharth teeb GassistPI -d ja arvas välja, mis selle töö tegemiseks vaja on, juhised leiate siit:

PI võõrustab MQTT maaklerit, räägib kõnet ja muud tarkvara vastavalt vajadusele. Sellele juurdepääsuks kasutan praegu SSH -d, mul on plaan luua veebiliides, kuid see pole isegi valmis. Olen selle projekti jaoks "mänginud" pythoni õppimisega, kuid mul pole veel palju programme valmis.

Mõned erilised märkused siin:

Algne Mega 2560 Mini, mis mul oli, oli originaalse Arduino Mega 2560 väike kloon, mis kasutas suhtlemiseks sama seeriakiipi, nii et katsetamise ajal kasutasin töölaual lihtsalt täissuuruses Megat. Kahjuks olin klaviatuuri juhtmed selle plaadi külge jootnud (päise tihvtide jootmine, mida ma mõtlesin, soovin, et saaksin seda 2015. aastal süüdistada, aga ma ei saa) välja ja ma ei saanud puhast auku ka uuesti jootmiseks. Lõpuks läksin klooni klooni juurde, see on endiselt Arduino Mega 2560, kuid odavam versioon ja odava jadaporti kiibiga. See tekitab mulle probleeme umbes 10% langenud pakettidega. Sellest ei piisa, kui tõmbate kõik tagasi ja proovite uuesti teise plaadiga. Kuid sellest piisab, et mind natuke hulluks ajada. "Uue" (versioon 2) Mega puhul kasutasin traatpakendit ja jätsin päise tihvtid (hei, võib-olla tulevikus laienemine, kasutan praegu ainult 12 või 13 tihvti)

Samuti trükkisin (samuti kasutasin mõnda ebaõnnestunud väljatrükki) aluseid Raspberry PI ja Mega Mini jaoks. Ma peaksin disainifailid otsima, kui keegi neid soovib. Need pole eriti head, kuna lõikasin mõne auguga või kujundasin neid pöörleva tööriistaga, aga kui keegi neid soovib, otsin nad üles.

Ülaltoodud pildid: Vaarika PI 3+ koos Google AIY mütsiga, eritellimusel valmistatud kinnituses, originaal Mega 2560, mida ma tahtsin kasutada, kuid tõesti segi, asendusmees Mega 2560 (v2), millega ma nii rahul pole, aga see töötab traatmähise traadi ja kohandatud 3D-prinditud kinnitusega

3. samm: sammult servole

Kahjuks ei teinud ma sellest palju pilte ja mul pole ühtegi vana samm -mootori pilti.

1984 - samm -mootor oli ilmselt odavam kui 1984. aasta suur servo, ma pole kindel. Seal olid lõpp-peatused ja stepper pidi iga toite sisselülitamisel ise koju minema. Mõelge 3D -printerile ja sellele, kuidas nad koju jõuavad.

2015 - Teise sammuga, kus ma tegelikult ei teadnud, mida ma teen, eemaldasin lõpp -peatused ja kaotasin need. Nagu ma varem väitsin, olid väikesed loojad osa stepperi juhtmeid ära söönud, juhtmed olid enam -vähem paljastatud ja hakkasid korrodeeruma. Ma olen üllatunud, et see töötas 2015. aastal, kuid see õnnestus.

2020 - Stepper lakkas töötamast ja hakkasin asendajat otsima. Puutusin kokku suure servomootoriga ASMC-04, see polnud küll kõige odavam variant, kuid see oli üks paremaid, mille leidsin. Stepper oli Hiinast 50 dollarit+ dollarit ja sarvkinnitus oli veel 13 või 14 dollarit. Minu jaoks kaalusid eelised kulusid.

Servojuht on kas 12 või 24 volti, pöörlemisnurk on 0 kuni 300 kraadi (minu Arduino visandis on see piiratud 0 kuni 180), ma saan seda juhtida ühe arduino juhtmega (2, kui arvestada maandusjuhet). See on suure pöördemomendiga RC servo, kuid see pole tõesti nii kiire pöördes.

Pettumus selles oli isegi see, et pakutud spetsifikatsioonid nägid välja nagu see lihtsalt paigalduks samadesse aukudesse nagu stepper, see ei sobinud õigesti ja ma pidin selle jaoks uued augud puurima. Servosarve kinnitus on ka palju suurem kui algne samm -mootorikinnitus, seega tuli puurida rohkem auke.

Mulle meenutab see palju stepperi kiirust, nii et hea asendus ja midagi, mida te ei märka, on muutunud, kui te ei vaata roboti sisse.

Pildid:

Ma ei teinud sellest palju pilte, võib -olla on neid veel paar, kuid need näevad välja üsna sellised.

Samm: veel mõned pildid

Kuna ma töötan endiselt selle roboti kallal (praegu on see enamasti tarkvara), siis mõtlesin, et jagan veel paar pilti

Pildid:

4 pordiga USB 12v kuni 5v 8 amp DC-DC muundur, ma ei leia seda enam ja soovin, et oleksin paar neist ostnud.

Murtud hõljukplaadilt eemaldati 36 V LiPo aku

Pildid roboti sisemusest, juhtmetest jne. Veel pilte LED-asendustest, veel paar pilti Arduino Mega traadist mähisega, pilt ultraheliga koos kattega (tegelikult oli see nii 2015. aastal)

Pildid kehast ilma kestata ja pilt konsooli kasutamisest selle testimiseks MQTT kaudu.

Tänaseks, et vaatasite. Kui teile meeldib, palun hääletage minu poolt:-) Ma võiksin projektide jaoks veel mõnda osa kasutada. LOL - Head päeva ja proovige olla turvaline.