Upgradujte robot Heathkit Hero Jr s moderním hardwarem: 4 kroky

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:19

Toto je spíše nedokončená práce, než hotový projekt, mějte to při čtení na paměti. dík

Něco málo o tomto robotu, kde jsem ho získal a o mých plánech s ním. (Obrázek z projektu 2015 Star Wars Day)

Bylo to pravděpodobně někdy v roce 2005 s manželkou na místním bleším trhu, jen jsme se rozhlíželi, vlastně nic nehledali. Venku byl starší farmář, který byl venku, byl blízko zadní části domu a na jeho zboží se moc lidí nepodívalo. Jsem rád, že jsem byl ten, kdo se šel podívat.

Měl toho malého robota, samozřejmě jsem věděl, co to je. Zeptal jsem se, jak moc chce, a byl jsem šokován, šokován, řeknu vám - chtěl celých 20,00 dolarů. Tehdy mi řekl, že to bylo asi ve stodole asi posledních 20 let a při bližším pohledu v ní žili chlupatí stvořitelé. Dráty byly žvýkány, hlavní deska byla většinou zničena. Baterie nebyly použitelné. Ta věc byla nepořádek, a to je na tom tak hezké, jak jen mohu být.

Dokonce to obsahovalo všechny kazety a vzhledem k tomu vypadaly docela dobře.

Navzdory tomu, jak to vypadalo, jsem viděl něco, co jsem chtěl od mládí. Dal jsem farmáři 20 dolarů a poděkoval mu. Nesení mé ceny zpět do auta.

Trvalo přibližně měsíc, než se to dostatečně vyčistilo, než se začal dívat na elektroniku a zjistit, co funguje a co ne. Nakonec jsem byl schopen získat i moc, překvapivě to prošlo samokontrolou - říkal jsem si, hej, skvělé, to bylo skvělé, i když jsem musel udělat nějakou práci, abych to vyčistil. No, jednou to prošlo samokontrolou, to bylo ono, nikdy jsem nebyl schopen to nechat projít znovu.

Vytáhl jsem hlavní desky, prodal je.

Zkontroloval jsem hnací motor a krokový motor (stepper měl dráty, které začínaly korodovat a nebyly v nejlepším stavu), ale oba fungovaly, takže je nechávám.

Postavil jsem robota jako kus displeje, protože jsem si nebyl příliš jistý, s čím chci dělat.

Na konci roku 2015 se skupina tvůrců a drotářů, ke které jsem se připojil, zeptala, zda chceme udělat něco pro „Den hvězdných válek“pro naši místní knihovnu. Přemýšleli jsme o tom a já jsem řekl, co když vrátím „Hero Jr“zpět do život pomocí mikrokontrolérů Arduino. A to je to, co jsem udělal - dal jsem tomu trochu světla a použil jsem v něm 7 Arduinos … pravděpodobně více, než jsem potřeboval, ale v té době jsem se stále učil. A chtěl jsem, aby to bylo „víceúlohové“, což jsem v té době nevěděl, jak dělat jinak. Tento projekt jsem zdokumentoval zde:

To byl rok 2015, světelná šavle byla odstraněna a většina Arduinos, které byly pro tento projekt specifické. Z větší části to může spustit Arduino, pokud nechcete, aby se stalo něco zvláštního. Robot se vrátil do svého prostoru jako vystavený kus. Cestou jsem se naučil pár věcí a dokonce jsem tehdy chtěl vylepšit jeho napájení. Čas ze mě dostal to nejlepší a já jsem si objednal pouze 12v až 5v 4portovou USB 8 amp desku. Bohužel tu desku teď nemohu nikde na internetu najít, nevím, jestli ji přestali vyrábět nebo? Ale i ta deska až dosud seděla v krabici.

Jedním z cílů původního projektu bylo zajistit, aby vypadal tak vintage, jak jsem mohl, ale nahradit většinu hardwaru moderními věcmi. V roce 2020 jsem se rozhodl dokonce později upgradovat jeho LED diody na RGB (neopixely). Cílem stále je, aby to vypadalo vintage, myslím, že to tak bude, dokud nepoužijete jinou barvu než červenou.

Tento projekt používá jeden Arduino Mega 2560 mini (klonová deska, nelíbí se mi), Raspberry Pi 3+, originální deska/reproduktor/mikrofon Google AIY, nahradil krokový motor servomotorem ASMC-04, 36v Baterie LIPO byla vytažena z rozbité desky vznášedla. Mám převaděč DC-DC 36v na 12v 5amp a USB zařízení se 4 porty 12v až 5v 8amp. Levný ultrazvuk a LDR, docela dost 3D tištěných držáků. 8 malých LED diod ws2812 (také známých jako neopixely), pár klíčových kamenů cat5 a krátký kabel cat5. (dělič napětí odešel z projektu 2015, ale byl pro 12v/24v ne 36v, takže to není správné. Je třeba to opravit) a používám ovladač motoru L298 (také zbyl z projektu 2015)

Co zbylo z původního robota z roku 1984 - 12 V stejnosměrného hnacího motoru, původní klávesnice také stále funguje, stejně jako původní LED „zelená energie“. Mušle a rám jako stále stejné. Ale to je vše. Všechno ostatní bylo vyměněno.

Na tomto místě se stále pracuje - stále pracuji na výrobě nějakého softwaru pro Python pro Raspberry PI, potřebuji opravit pár drobných problémů, které jsem našel v náčrtu Arduina (většinou funkční). Žertem říkám, že je to jeden z těch projektů, které nikdy neskončí. V tomto okamžiku všechny LED diody fungují, funguje Ultrazvuk, pracuje LDR, pracuje servomotor, motor běží vpřed, nikoli vzad (přerušený vodič, který potřebuji vypátrat). 36v až 12v funguje a 12v až 5v funguje, Raspberry Pi se zapíná, Arduino vypíná PI. Hardware je většinou drátový a funkční. Nyní je to všechno software.

Krok 1: LED diody a upgrade

Původní model z roku 1984 měl LED pájené jen „divně“, pokud se mě ptáte, musely být mimo desku, ale pájka byla na stejné straně jako LED. V roce 2015 některé z těchto LED fungovaly, některé ne, nebyl jsem schopen nahradit ty, které nefungovaly, ale to způsobilo, že některé z nich byly velmi slabé a některé prostě nikdy nefungovaly. Při bližším pohledu na desku možná uvidíte, že se několik pájecích podložek zvedlo a zlomilo.

Všichni sdíleli stejný 5v pozitivní signál, takže je můžete zapnout nebo vypnout. Což vím, že je to věc, ale to se mi nelíbilo. Víte, v náčrtu Arduina je „HIGH“normálně zapnuto a „LOW“je normálně vypnuto - v tomto případě „HIGH“zhasínal LED diody a „LOW“svítí. reverzní logika na LED diodách.

V roce 2015 jsem nechal tento snímek, protože jsem měl v té době důležitější věci, o které se musím starat.

Letos jsem se rozhodl, že se mi líbí myšlenka LED LED WS2812 RGB, jsou levné a snadno se používají, používají jednu datovou linku a potřebují pouze 5 V a uzemnění. Jedná se o 5mm LED diody, takže se velmi dobře hodí téměř ke všemu, do čeho se vejdou standardní LED diody. Našel jsem je na eBay, byly o něco více, než za tyto typy LED obvykle platím, nicméně jsem se rozhodl objednat ze států tentokrát, protože doprava z Číny trvá velmi dlouho. Zaplaťte tedy trochu víc, získejte je mnohem rychleji. 10 LED mě stálo 10,00 $, myslím, že to není špatné, ale také ne skvělá cena.

Zapojení je velmi snadné a přímočaré, existuje uzemnění, kladné napětí (5 V), vstup dat a výstup dat. Rozhodl jsem se použít starou metodu připojení a zabalit je. moje myšlenka byla, pokud by bylo těžší dát data ven a data v řadách, kdybych je měl pájet, může to být také těžší, kdybych ořízl vodiče příliš daleko, nezapadly by správně do otvorů, které jsou již v Hero Jr. Díky drátěnému zábalu je mohu trochu přemístit a trochu lépe tvarovat.

Poté, co jsem je zapojil, připojil jsem je k Arduino UNO a použil jeden z příkladů od společnosti Adafruit pro neopixely. Jsem rád, že vše fungovalo. Umístil jsem je do hlavy robota a obložil je dvojitou zadní páskou, aby je oba chránili před deskou s obvody, a přidrželi je na místě o něco lépe.

Pak jsem je připojil zpět k Arduinu a znovu spustil příklad, abych se ujistil, že jsem nenarazil na drát, nebo se ujistil, že nezkratují. Všechno fungovalo. Trvalo nějaký čas, než se vše zapojilo, ale upřímně, jakmile začnete s navíjením drátu, můžete se pohybovat docela rychle.

Obrázky výše ukazují původní ČERVENÉ LED diody, desku, snažil jsem se ukázat rozbité stopy, nové LED v různých fázích zapojení. A nakonec pracují v hlavě.

Mám také videa z „úst“hrdiny Jr., která když mluví, LED diody „ústa“oživují a pixely zobrazují příklady Adafruit. Ještě jsem je nenahrál, ale to bude brzy.

Krok 2: Raspberry PI Google AIY a Arduino Mega 2560 Mini

2015, Byla jiná doba - a jiný projekt. Použil jsem 7 různých Arduinos, většina byla buď UNO nebo Nanos, pár MEGA. Měl jsem jeden na přehrávání MP3 pomocí MP3 štítu, měl jsem jeden na ovládání syntetizátoru řeči EMIC 2, jeden na světelnou šavli. Řidič motoru, krokový motor -klávesnice, seznam pokračuje. Není třeba říkat, že jsem se od roku 2015 hodně naučil a upřímně je úžasné, že verze 2015 fungovala stejně dobře (já nic nevěděl a učil se a hádal).

2020 - Protože verze „Hvězdných válek“byla vždy jen na jedno použití, moje plány byly od začátku věci zjednodušit. V roce 2015 jsem si tehdy pohrával s myšlenkou použít Raspberry PI, ale v té době jsem opravdu nevěděl dost na to, aby to fungovalo. Rozhodl jsem se, že Arduino Mega 2560 mini udělá cokoli, pokud je potřeba vstup/výstup, IE: zapněte/vypněte motor, otočte krok/servo, přečtěte si LDR, přečtěte si ultra sonic, přečtěte si dělič napětí. V tomto případě je Mega v zásadě „atrapou“zařízení, jen pár věcí, které opravdu musí udělat, ale Mega se také používá ke čtení klávesnice, takže jsem opravdu potřeboval metodu obousměrné komunikace mezi Mega a Raspberry PI. Rozhodl jsem se použít protokol MQTT, ale to navrhlo další problém, jak to dostat přes sériový port? Naštěstí jsem našel tento projekt na github "serial2mqtt" https://github.com/vortex314/serial2mqtt Což je opravdu typ brány, software běží na Raspberry PI - Arduino jen posílá správně formulovanou sériovou zprávu, a to je poté předán makléři MQTT. Trvalo to trochu, aby to fungovalo správně, ale fungovalo to docela dobře a zdá se, že dělá to, co potřebuji. Arduino Mega zveřejní, když je online, ultrazvukové čtení, čtení ldr, čtení napětí. Bude poslouchat příkazy, pohyby motoru, pohyb serva a co dělat s LED diodami. I když se to všechno zdá jako hodně, režie je docela malá a funguje to docela dobře.

Raspberry PI bude programovatelný s pythonem, C ++, prostě s čímkoli, co může používat sériový port a používat MQTT. Protože jsem s AIY nehodlal používat Google, potřeboval jsem nainstalovat ovladače a ujistit se, že to funguje. Další štěstí Github na pokračování, Shivasiddharth vytvořil GassistPI a zjistil, co je třeba nainstalovat, aby to fungovalo, pokyny najdete zde:

PI hostuje brokera MQTT, espeak pro řeč a další software podle potřeby. Pro přístup k němu v současné době používám SSH, mám v plánu vybudovat webové rozhraní, ale to není ani zdaleka hotové. Pro tento projekt jsem si „pohrával“s učením pythonu, ale zatím nemám připraveno mnoho programů.

Několik speciálních poznámek zde:

Původní Mega 2560 Mini, který jsem měl, byl malý klon Original Arduino Mega 2560 využívající ke komunikaci stejný sériový čip, takže jsem během testování na pracovním stole použil pouze Mega v plné velikosti. Bohužel jsem k této desce připájel dráty klávesnice (odletování kolíků záhlaví, co jsem si myslel, přál bych si, abych to mohl obviňovat v roce 2015, ale nemohu) Nešťastná část, pár těchto vodičů jsem měl vypnuto a také jsem nemohl dostat čistý otvor k opětovnému pájení. Nakonec jsem šel na klon klonu, je to stále Arduino Mega 2560, ale levnější verze, a s levným čipem sériového portu. To mi způsobuje nějaké problémy s vypadlými pakety asi o 10%, nestačí vše vytáhnout zpět a zkusit to znovu s jinou deskou. Ale je to dost na to, abych se trochu zbláznil. Na "nové" (verze 2) Mega jsem použil drátěný obal a nechal jsem kolíky záhlaví (hej možná budoucí rozšíření, teď používám jen 12 nebo 13 pinů)

Také jsem 3D vytiskl (a znovu použil některé neúspěšné výtisky) držáky pro Raspberry PI a Mega Mini. Pokud by je někdo chtěl, musel bych shánět soubory návrhů. Nejsou příliš dobré, protože jsem pomocí rotačního nástroje vyřízl několik děr nebo je trochu vytvaroval, ale pokud je někdo chce, vyhledám je.

Obrázky výše: Raspberry PI 3+ s kloboukem Google AIY, na zakázku vyrobený držák, Original Mega 2560 ten, který jsem chtěl použít, ale opravdu zpackal, náhradní Mega 2560 (v2), se kterým nejsem tak spokojený, ale je funguje, s drátem omotaným drátem a vlastním 3D tištěným držákem

Krok 3: Od stepperu k servu

Bohužel jsem toho moc nevyfotil a nemám žádné fotky starého krokového motoru.

1984 - krokový motor byl pravděpodobně levnější než velké servo v roce 1984, nejsem si jistý. Byly tam koncové zastávky a stepper se musel při každém zapnutí sám vrátit domů. Přemýšlejte o 3D tiskárně a o tom, jak jsou doma.

2015 - V dalším tahu, kdy jsem vlastně nevěděl, co dělám, jsem odstranil koncové dorazy - a pokračoval v jejich ztrátě. Jak jsem již uvedl dříve, malí tvůrci snědli některé dráty na stepperu, dráty byly více/méně odkryté a začínaly korodovat. Jsem překvapen, že to v roce 2015 fungovalo, ale stalo se.

2020 - Stepper přestal fungovat a já jsem začal hledat náhradu. Narazil jsem na velký servomotor ASMC-04, nebyla to nejlevnější možnost, ale byl to jeden z lepších, které jsem našel. Stepper byl 50 $+ z Číny a držák na roh dalších 13 $ nebo 14 $. Pro mě zvážené výhody vážily náklady.

Servopohon je buď 12 nebo 24 voltů, úhel otočení je 0 až 300 stupňů (v mém náčrtu Arduino omezeno na 0 až 180), mohu to ovládat 1 vodičem z arduina, (2 pokud počítáte zemnící vodič). Je to RC servo s vysokým točivým momentem, ale ve skutečnosti není tak rychlé v zatáčení.

Zklamáním toho bylo i to, že poskytnuté specifikace vypadaly, že se bude montovat pouze do stejných otvorů jako stepper, že se neshoduje správně a musel jsem pro něj vyvrtat nové otvory. Držák servo houkačky je také mnohem větší než původní držák krokového motoru, takže bylo potřeba vyvrtat více otvorů.

Mně to hodně připomíná rychlost stepperu, takže se dobrá náhrada a něco, čeho si nevšimnete, změnilo, pokud se nepodíváte dovnitř robota.

Obrázky:

Moc jsem toho nefotil, možná tam bude ještě pár, ale budou vypadat docela podobně.

Krok 4: Několik dalších obrázků

Jelikož na tomto robotu stále pracuji (v tuto chvíli většinou software), myslel jsem si, že se podělím o několik dalších obrázků

Obrázky:

4portový převodník USB 12 V na 5 V 8 A DC-DC, toto již nemohu najít a přál bych si, abych si jich koupil několik.

36v baterie LiPo vyjmuta z rozbité desky vznášedla

Obrázky vnitřku robota, dráty atd. Několik dalších obrázků výměny LED, několik dalších obrázků Arduino Mega w/wire-wrap, obrázek ultra-sonického s překrytím (ve skutečnosti to tak bylo v roce 2015)

Obrázky těla bez obalu a obrázek použití konzoly k testování přes MQTT.

O tom prozatím děkuji, že jste se podívali, a pokud se vám to líbí, hlasujte pro mě:-) Mohl bych použít další díly pro projekty LOL - Přeji hezký den a pokuste se být v bezpečí pro všechny.