Nadogradite robota Heathkit Hero Jr modernim hardverom: 4 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:32

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.)

Vjerojatno je to bilo negdje 2005. moja supruga i ja bili smo na lokalnom buvljaku, samo smo gledali uokolo, a zapravo nismo ništa tražili. Bio je jedan stariji poljoprivrednik koji je postavio vani, bio je blizu stražnjeg dijela mjesta i nije mnogo ljudi htjelo pogledati njegovu robu. Drago mi je što sam bio onaj koji je ipak otišao pogledati.

Imao je tog malog robota, naravno da sam znao što 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 staji vjerojatno bilo zadnjih 20 -ak godina, a nakon pomnijeg pogleda u njoj su živjeli dlakavi stvaratelji. Žice su bile žvakane, glavna ploča je uglavnom bila uništena. Baterije nisu bile upotrebljive. Stvar je bila u neredu, i to je lijepo što se mene tiče.

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

Unatoč tome kako je to izgledalo, vidjela sam nešto što sam željela od malih nogu. Dao sam farmeru 20 dolara i hvala mu. Nosim svoju nagradu natrag u auto.

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

Povukao sam glavne ploče, prodao ih.

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

Robota sam postavio kao izložak, jer nisam bio previše siguran s čime želim raditi.

Krajem 2015. grupu proizvođača i tinkera kojoj sam se pridružio postavljeno nam je pitanje želimo li učiniti nešto za "Dan Ratova zvijezda" za našu lokalnu knjižnicu. Pa smo razmišljali i rekao sam, što ako vratim "Heroja mlađeg" život pomoću Arduino mikrokontrolera. I to sam i učinio - dao sam mu dodatni signal i upotrijebio 7 Arduina u njemu ….vjerojatno više nego što mi je trebalo, ali u to sam vrijeme još učio. I htio sam da to bude "više zadataka" što tada nisam znao učiniti na 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 ovo može pokrenuti 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, ne znam jesu li je prestali proizvoditi ili? Ali čak je i ta ploča do sada sjedila u kutiji.

Jedan od ciljeva izvornog projekta bio je zadržati ga što je moguće vintage, ali je većinu hardvera zamijenio modernim stvarima. Godine 2020. odlučio sam kasnije čak nadograditi njegove LED diode na RGB (neopiksele). Cilj je i dalje zadržati 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), A Raspberry Pi 3+, originalna Google AIY ploča/zvučnik/mikrofon, zamijenio je koračni motor servo motorom ASMC-04, 36v LIPO baterija izvučena iz slomljene lebdeće ploče. Imam DC-DC pretvarač od 36v do 12v 5amp i 4-portni 12v do 5v 8amp USB uređaj. Jeftini ultrazvučni i LDR, prilično 3D nosači za ispis. 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 pa nije točan. 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 tipkovnica također još uvijek radi, kao i originalna LED lampica "zelenog napajanja". Ljuska i okvir su i dalje isti. Ali to je to. Sve ostalo je zamijenjeno.

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, Ultrazvuk radi, LDR radi, Servo motor radi, Pogonski motor ide 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 je stvar, ali to mi se nije svidjelo. 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 -ima.

U 2015. samo sam to dopustio jer sam tada imao važnije stvari o kojima sam trebao brinuti.

Ove sam godine odlučio da mi se sviđa ideja o WS2812 RGB LED diodama, jeftini su i laki za korištenje, 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 naručiti iz Sjedinjenih Država ovaj put jer isporuka iz Kine traje jako dugo. Zato platite malo više, nabavite ih puno brže. 10 LED -a su me koštale 10,00 USD. Nije loše, pretpostavljam, ali ni dobra cijena.

Ožičenje je prilično jednostavno i ravno, postoji uzemljenje, pozitivna strana (5 V), ulaz podataka i izlaz podataka. Odlučio sam se koristiti starom metodom spajanja i omotati ih žicom. mislio sam ako bi bilo teže poređati podatke i podatke u redove ako ih zalemim, također bi moglo biti teže ako previše prerežem 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 Adafruita 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 ponovno spojio na Arduino i ponovno pokrenuo primjer, samo da budem siguran da nisam naletio na žicu, ili da se ne spoje. Sve je radilo. Trebalo je malo vremena da se sve poveže, ali iskreno, kad počnete s omatanjem žicom, možete se kretati prilično brzo.

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

Također imam video zapise "usta" Heroja Jr -a koji, dok govori, LED diode animiraju "usta" i piksele s primjerima 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 projekt. Koristio sam 7 različitih Arduinosa, većina su bili UNO ili Nanos, nekoliko MEGA -a. Imao sam jedan samo za reprodukciju MP3 -a pomoću MP3 štita, imao sam jedan za upravljanje EMIC 2 sintetizatorom govora, jedan za svjetlosnu sablju. Vozač motora, koračni motor -tipkovnica, popis se može nastaviti. Ne treba 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 "Dana ratova zvijezda" uvijek bila jednokratna, moji su planovi bili od početka pojednostaviti stvari. 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: uključiti/isključiti motor, okrenuti stepper/servo, pročitati LDR, pročitati ultrazvučni, pročitati razdjelnik napona. U ovom slučaju, Mega je u osnovi "lažni" uređaj, sa samo nekoliko stvari koje zaista treba učiniti, ali Mega se također koristi za čitanje tipkovnice, pa mi je zaista bila potrebna metoda dvosmjerne komunikacije između Mega i PI od maline. Odlučio sam se koristiti MQTT protokolom, 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 pristupnika, 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 ja trebam. Arduino Mega objavit će kad je na mreži, ultrazvučno očitanje, ldr očitanje, očitanje napona. Slušat će naredbe, pokrete motora, servo kretanje i što učiniti sa LED diodama. Iako se sve to čini kao puno, režije su prilično male i rade prilično dobro.

Raspberry PI moći će se programirati s pythonom, C ++, gotovo svime što može koristiti serijski port i koristiti MQTT. Budući da nisam namjeravao koristiti Google s AIY -om, morao sam instalirati upravljačke programe i provjeriti radi li. Još jedna sreća koja je Githubu dala povoda, Shivasiddharth je napravio GassistPI i shvatio što je potrebno instalirati da bi ovo funkcioniralo, upute se mogu pronaći ovdje:

PI ugošćuje posrednika MQTT, govorni govor i drugi softver prema potrebi. Za pristup ovoj stranici trenutačno 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 puno spremnih programa.

Evo nekih posebnih napomena:

Originalni Mega 2560 Mini koji sam imao bio je mali klon izvornog Arduina Mega 2560 koji je koristio isti serijski čip za komunikaciju, pa sam tijekom testiranja samo koristio Mega pune veličine na radnom stolu. Nažalost, lemio sam žice tipkovnice na tu ploču (raspajkavanje pinova zaglavlja, na što sam mislio, volio bih da to mogu kriviti 2015., ali ne mogu) Nažalost, nekoliko je žica 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. To mi uzrokuje neke probleme s otpuštenim paketima oko 10%, nije dovoljno sve izvući i pokušati ponovno s drugom pločom. Ali dovoljno je samo da me malo izludi. Na "novoj" (verzija 2) Mega koristio sam žičanu foliju i ostavio zaglavlja zaglavlja (hej, možda buduće proširenje, trenutno koristim samo 12 ili 13 pinova)

Također sam 3D ispisao (kao i ponovno koristio neke neuspjele ispise) nosače za Raspberry PI i Mega Mini. Morao bih pronaći datoteke dizajna ako ih netko želi. Nisu baš dobri jer sam rotirajućim alatom 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, Original Mega 2560 onaj koji sam želio koristiti, ali je stvarno zabrljao, zamjenski Mega 2560 (v2) s kojim nisam toliko zadovoljan, ali s njim radi, s žicom za omatanje i prilagođenim nosačem za 3D ispis

Korak 3: Od Steppera do Serva

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

1984. - koračni motor je vjerojatno bio jeftiniji od velikog servoa 1984. nisam siguran. Bilo je krajnjih zaustavljanja, a stepper se morao sam snalaziti sa svakim uključenim napajanjem. Zamislite 3D pisač i kako se oni nalaze.

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

2020. - Steper je prestao raditi, a ja sam počeo 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 cijenu.

Servo drajver je ili 12 ili 24 V, kut rotacije je 0 do 300 stupnjeva (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, stvarno nije tako brz u okretanju.

Razočaravalo vas je to što ste čak i ti priložene specifikacije izgledale kao da će se jednostavno montirati u iste rupe kao i steper, nisu se točno slagale i morao sam izbušiti nove rupe za to. Nosač servo trube također je puno veći od izvornog nosača koračnog motora, pa je potrebno izbušiti više rupa.

Dosta me 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 izgledat će 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 s prekrivačem (zapravo, tako je bilo 2015.)

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

O tome zasad, hvala što ste pogledali, a ako vam se sviđa, glasajte za mene:-) Mogao bih iskoristiti još neke dijelove za projekte LOL - Želim vam ugodan dan i svima pokušajte biti sigurni.