Tingkatkan Robot Heathkit Hero Jr Dengan Perkakasan Moden: 4 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:07

Ini lebih banyak kerja yang sedang berjalan, daripada projek yang sudah siap, harap diingat semasa membaca. Terima kasih

Sedikit mengenai robot ini, di mana saya mendapatkannya, dan rancangan saya untuknya. (Gambar dari projek Star Wars Day 2015)

Mungkin pada tahun 2005 saya dan isteri berada di pasar loak tempatan, kami hanya melihat-lihat, tidak mencari apa-apa. Ada seorang petani yang lebih tua yang telah bersiap di luar, dia berada di belakang tempat itu, dan tidak banyak orang yang akan melihat barangnya. Saya gembira saya adalah orang yang pergi dan melihat.

Dia mempunyai robot kecil ini, sudah tentu saya tahu apa itu. Saya bertanya berapa banyak yang dia mahukan, dan terkejut, terkejut saya katakan - Dia mahukan keseluruhan $ 20.00 dolar. Pada masa itulah dia memberitahu saya, bahawa ia telah berada di sebuah gudang selama 20 tahun terakhir atau lebih, dan setelah dilihat lebih dekat, ada pencipta berbulu yang tinggal di dalamnya. Kawat telah dikunyah, papan utama hancur. Bateri tidak boleh digunakan. Masalahnya adalah kekacauan, dan saya dapat mengenainya.

Ia bahkan mempunyai semua kartrij, dan mereka kelihatan cukup baik.

Walaupun kelihatan, saya melihat sesuatu yang saya mahukan sejak saya masih muda. Saya memberi petani $ 20 dan berterima kasih kepadanya. Membawa hadiah saya kembali ke kereta.

Diperlukan sekitar sebulan atau lebih untuk membersihkannya cukup untuk mulai melihat elektronik, dan melihat apa yang berfungsi, dan apa yang tidak. Saya akhirnya berjaya mendapatkannya juga, secara mengejutkan ia berjaya dilakukan sendiri - saya fikir, hei, bagus ini sangat bagus walaupun saya perlu melakukan beberapa kerja untuk membersihkannya. Baiklah, ini adalah pemeriksaan kendiri sekali, itu sahaja, saya tidak pernah dapat membuatnya lulus lagi.

Saya menarik papan utama, menjualnya.

Memeriksa motor pemacu, dan motor stepper (stepper mempunyai wayar yang mula berkarat, dan tidak berada dalam keadaan terbaik), tetapi kedua-duanya berfungsi, jadi saya menyimpannya.

Saya meletakkan robot sebagai jenis paparan, kerana saya tidak terlalu yakin dengan apa yang ingin saya lakukan.

Pada akhir tahun 2015, sekumpulan pembuat dan pemain iklan yang saya sertai ditanya adakah kami ingin melakukan sesuatu untuk "Star Wars Day" untuk perpustakaan tempatan kami, Oleh itu, kami memikirkannya, dan saya berkata, bagaimana jika saya membawa "Hero Jr" kembali ke kehidupan menggunakan pengawal mikro Arduino. Dan itulah yang saya lakukan - saya memberikan suar tambahan dan menggunakan 7 Arduino di dalamnya….mungkin lebih banyak yang saya perlukan, tetapi pada masa itu saya masih belajar. Dan saya mahukannya "multi-task" yang pada masa itu saya tidak tahu bagaimana cara lain. Saya mendokumentasikan projek itu di sini:

Nah, itu adalah tahun 2015, pedang cahaya telah dikeluarkan, dan kebanyakan Arduino yang khusus untuk projek itu. Sebahagian besarnya Arduino boleh menjalankan ini jika anda tidak mahu sesuatu yang istimewa berlaku. Robot itu kembali ke ruangnya sebagai paparan. Saya belajar beberapa perkara sepanjang perjalanan, dan bahkan akan meningkatkan bekalan elektriknya ketika itu. Masa mendapat yang terbaik dari saya, dan saya hanya memesan papan USB 8 amp 12v hingga 5v 4 port. Malangnya saya tidak dapat menemui papan itu di mana-mana sekarang, saya tidak tahu sama ada mereka berhenti membuatnya atau? Tetapi papan itu duduk di dalam kotak sehingga sekarang.

Salah satu tujuan projek asal adalah untuk menjadikannya kelihatan setebal mungkin, tetapi mengganti sebahagian besar perkakasan dengan barang moden. Pada tahun 2020, saya telah memutuskan untuk menaik taraf LEDnya ke RGB (neopixels) lebih banyak kemudian. Tujuannya adalah untuk tetap kelihatan vintage, saya rasa ia boleh dilakukan sehingga anda menggunakan warna selain merah.

Projek ini menggunakan satu Arduino Mega 2560 mini (papan klon, saya tidak menyukainya), A Raspberry Pi 3+, papan / pembesar suara / mikrofon AIY Google Asli, menggantikan motor stepper dengan motor servo ASMC-04, 36v Bateri LIPO ditarik dari papan hover yang rosak. Saya mempunyai penukar DC-DC 36v hingga 12v 5amp, dan peranti USB 4v 12v hingga 5v 8amp. Ultrasonik yang murah, dan LDR, cukup banyak cetakan 3D. 8 led kecil ws2812 (juga dikenali sebagai neopixels), beberapa keystones cat5, dan kabel cat5 pendek. (pembahagi voltan yang tersisa dari projek 2015, tetapi untuk 12v / 24v bukan 36v jadi tidak betul. Ia perlu diperbaiki), dan saya menggunakan pemandu motor L298 (juga tersisa dari projek 2015)

Apa yang tersisa dari robot 1984 asli - motor pemacu DC 12v, pad kekunci asal juga masih berfungsi, begitu juga dengan "kuasa hijau" yang dipimpin. Cangkangnya, dan bingkai masih sama. Tetapi itu sahaja. Semua yang lain telah diganti.

Ini masih dalam proses pada masa ini - saya masih berusaha membuat beberapa perisian python untuk Raspberry PI, saya perlu menyelesaikan beberapa masalah kecil yang saya dapati dalam lakaran Arduino (kebanyakannya berfungsi). Saya bergurau mengatakan bahawa ini adalah salah satu projek yang tidak akan pernah berakhir. Pada ketika ini, LED berfungsi, Ultrasonik berfungsi, LDR berfungsi, Motor servo berfungsi, Motor pemacu maju, tidak terbalik (wayar patah yang perlu saya jejak). 36v hingga 12v berfungsi, dan 12v hingga 5v berfungsi, Raspberry Pi menyala, Arduino mematikan PI. Kebanyakan perkakasan berwayar dan berfungsi. Sekarang semuanya perisian.

Langkah 1: LED dan Peningkatan

Model 1984 yang asli mempunyai LED yang disolder hanya "pelik" jika anda bertanya kepada saya, mereka mesti berada di luar papan, tetapi solder berada di sisi yang sama dengan LED. Pada tahun 2015 beberapa LED ini berfungsi, ada yang tidak dapat saya ganti yang tidak berfungsi, tetapi itu menyebabkan sebahagiannya menjadi sangat redup, dan ada yang tidak pernah berfungsi. Melihat dekat papan, anda mungkin dapat melihat bahawa beberapa pad solder terangkat dan pecah.

Mereka semua berkongsi positif 5v yang sama, jadi untuk menghidupkan atau mematikannya, anda menukar alasan. Yang saya tahu adalah satu perkara, tetapi saya tidak suka. Anda tahu, dalam lakaran Arduino, "TINGGI" biasanya menyala, dan "RENDAH" biasanya mati - baik dalam kes ini, "TINGGI" mematikan LED, dan "RENDAH" menyala. logik terbalik pada LED.

Pada tahun 2015 saya membiarkan slaid ini kerana saya mempunyai perkara yang lebih penting untuk dibimbangkan pada masa itu.

Tahun ini, saya memutuskan bahawa saya menyukai idea LED WS2812 RGB, ia murah, dan mudah digunakan, mereka menggunakan satu baris data, dan hanya memerlukan 5v dan ground. Ini adalah LED 5mm, jadi ia sesuai dengan hampir semua yang sesuai dengan LED standard. Saya menjumpainya di eBay, mereka sedikit lebih banyak daripada yang biasa saya bayar untuk jenis LED ini, namun saya memilih untuk memesan dari Amerika Syarikat kali ini kerana penghantaran dari China memakan masa yang sangat lama. Oleh itu, bayar lebih sedikit, dapatkannya lebih cepat. 10 LED berharga saya $ 10.00 tidak buruk saya rasa, tetapi juga bukan harga yang hebat.

Pendawaian ini cukup mudah dan lurus ke depan, ada landasan, positif (5v), data masuk, dan data keluar. Saya memilih untuk menggunakan kaedah hookup lama, dan membungkus wayar ini. fikiran saya adalah jika lebih sukar untuk menyusun data dan data dalam baris jika saya menyoldernya, mungkin juga lebih sukar jika saya memotong petunjuk terlalu jauh, mereka tidak akan sesuai dengan betul di lubang yang sudah ada di Hero Jr. Dengan wayar-wrap, saya dapat menggerakkannya sedikit, dan membentuknya sedikit lebih baik.

Setelah saya membuat kabel, saya mengaitkannya dengan Arduino UNO dan menggunakan salah satu contoh dari Adafruit untuk neopixel. Senang semuanya berjaya. Saya meletakkannya di kepala robot, dan meletakkan pita belakang berganda di atasnya untuk melindungi mereka dari papan litar, dan meletakkannya di tempat yang sedikit lebih baik.

Saya kemudian mengaitkannya kembali ke Arduino, dan menjalankan contohnya lagi, untuk memastikan saya tidak menabrak wayar, atau memastikan mereka tidak kekurangan. Semuanya berjaya. Memerlukan sedikit masa untuk memasangkan semuanya, Tetapi sejujurnya setelah anda memulakan pembungkus wayar, anda dapat bergerak dengan cepat.

Gambar-gambar di atas, menunjukkan LED MERAH yang asli, papan, saya cuba menunjukkan jejak yang rosak, lekapan baru dalam pelbagai peringkat kabel. Dan akhirnya mereka bekerja di kepala.

Saya juga mempunyai video "mulut" Hero Jr yang ketika berbicara, LED menghidupkan "mulut", dan piksel yang menjalankan contoh Adafruit. Saya belum memuat naiknya, tetapi tidak lama lagi.

Langkah 2: Raspberry PI Google AIY, dan Arduino Mega 2560 Mini

2015, masa yang berbeza - dan projek yang berbeza. Saya menggunakan 7 Arduino yang berbeza, kebanyakannya adalah UNO atau Nanos, beberapa MEGA. Saya mempunyai satu hanya untuk memainkan MP3 menggunakan perisai MP3, saya mempunyai satu untuk mengendalikan synthesizer ucapan EMIC 2, satu untuk perisai cahaya. Pemandu motor, stepper motor -keypad, senarai akan terus berjalan. Tidak perlu dikatakan bahawa saya telah belajar banyak sejak 2015, dan sejujurnya sangat mengagumkan bahawa versi 2015 berfungsi dengan baik (seperti saya tidak mengetahui apa-apa dan belajar dan meneka).

2020 - Oleh kerana versi "Star Wars Day" akan selalu digunakan sekali, rancangan saya adalah untuk mempermudah perkara dari awal. Pada tahun 2015 saya bermain dengan idea untuk menggunakan Raspberry PI ketika itu, tetapi saya tidak cukup tahu pada masa itu untuk berjaya. Saya memutuskan bahawa Arduino Mega 2560 mini akan melakukan apa sahaja sejauh mana Input / Output diperlukan, IE: hidupkan / matikan motor, hidupkan stepper / servo, baca LDR, baca ultra sonik, baca pembahagi voltan. Dalam kes ini, Mega pada dasarnya adalah alat "dummy", dengan hanya beberapa perkara yang benar-benar perlu dilakukan, Tetapi Mega juga digunakan untuk membaca papan kekunci, jadi saya sangat memerlukan kaedah komunikasi dua hala antara Mega dan Raspberry PI. Saya memilih untuk menggunakan protokol MQTT, tetapi itu mengemukakan masalah lain bagaimana cara mendapatkannya melalui port bersiri? Nasib baik saya menjumpai projek ini di github "serial2mqtt" https://github.com/vortex314/serial2mqtt Yang betul-betul jenis gateway, perisian berjalan di Raspberry PI - The Arduino hanya menghantar mesej bersiri dengan frasa yang betul. kemudian dihantar ke broker MQTT. Ia memerlukan sedikit masa untuk membuatnya berfungsi dengan betul, tetapi ia berfungsi dengan baik, dan nampaknya melakukan apa yang saya perlukan. Arduino Mega akan menerbitkan ketika dalam talian, bacaan ultrasonik, bacaan ldr, bacaan voltan. Ia akan mendengar arahan, pergerakan motor, pergerakan servo, dan apa yang harus dilakukan dengan LED. Walaupun semua itu kelihatan seperti banyak, overheadnya agak kecil, dan berfungsi dengan baik.

Raspberry PI akan dapat diprogram dengan python, C ++, hampir apa sahaja yang dapat menggunakan port bersiri, dan menggunakan MQTT. Oleh kerana saya tidak akan menggunakan Google dengan AIY, saya perlu memasang pemacu dan memastikannya berfungsi. Nasib lain memecahkan Github ke resue, Shivasiddharth membuat GassistPI, dan mengetahui apa yang perlu dipasang untuk membuat kerja ini, arahan boleh didapati di sini:

PI menghoskan broker MQTT, bercakap untuk ucapan, dan perisian lain yang diperlukan. Untuk mengaksesnya saat ini saya menggunakan SSH, saya mempunyai rancangan untuk membina antara muka web, tetapi itu hampir tidak dapat dilakukan. Saya telah "bermain" dengan belajar python untuk projek ini, saya masih belum menyediakan banyak program.

Beberapa nota khas di sini:

Mega 2560 Mini yang asli yang saya miliki adalah klon kecil dari Original Arduino Mega 2560 menggunakan cip bersiri yang sama untuk komunikasi, jadi semasa menguji saya hanya menggunakan Mega bersaiz penuh di bangku kerja. Malangnya, saya telah memasangkan wayar papan kekunci ke papan itu (tanpa menyisipkan pin header, apa yang saya fikirkan, saya harap saya boleh menyalahkan yang pada 2015, tetapi saya tidak dapat) Bahagian yang tidak disengajakan, saya mempunyai beberapa wayar mati, dan saya juga tidak dapat lubang bersih untuk disolder semula. Saya akhirnya pergi ke klon klon, ia masih versi Arduino Mega 2560 tetapi lebih murah, dan dengan cip port bersiri yang murah. Ini menyebabkan saya mengalami masalah dengan paket yang jatuh sekitar 10% atau lebih, tidak cukup untuk menarik semuanya dan mencuba lagi dengan papan yang berbeza. Tetapi cukup untuk membuat saya sedikit gila. Pada "baru" (versi 2) Mega saya menggunakan wire-wrap dan meninggalkan pin header (hei mungkin pengembangan masa depan, saya hanya menggunakan 12 atau 13 pin sekarang)

Saya juga memasang cetakan 3D (serta menggunakan beberapa cetakan yang gagal) untuk Raspberry PI, dan Mega Mini. Saya mesti mencari fail reka bentuk jika ada yang menginginkannya. Mereka tidak begitu bagus kerana saya menggunakan alat putar untuk memotong beberapa lubang, atau membentuknya sedikit, tetapi jika seseorang menginginkannya, saya akan mencarinya.

Gambar di atas: Raspberry PI 3+ dengan Google AIY Hat, di mount khas, Mega 2560 Original yang saya mahu gunakan tetapi benar-benar kacau, pengganti Mega 2560 (v2) yang saya tidak senang tetapi ia berfungsi, dengan wayar-wrap wire, dan mount dicetak 3D tersuai

Langkah 3: Dari Stepper ke Servo

Malangnya saya tidak mengambil banyak gambar ini, dan saya tidak mempunyai gambar motor stepper lama.

1984 - motor stepper mungkin lebih murah daripada servo besar pada tahun 1984 saya tidak pasti. Terdapat penghentian akhir, dan anak tangga itu harus meletakkannya sendiri dengan setiap daya dihidupkan. Fikirkan pencetak 3D dan bagaimana mereka berada di rumah.

2015 - Dalam langkah lain yang tidak benar-benar mengetahui apa yang saya lakukan, saya membuang hentian akhir - dan terus kehilangannya. Seperti yang saya nyatakan sebelumnya, pencipta kecil telah memakan sebahagian wayar pada stepper, wayar lebih kurang terdedah dan mula berkarat. Saya terkejut kerana ia berfungsi pada tahun 2015, tetapi berjaya.

2020 - Stepper berhenti berfungsi, dan saya mula mencari pengganti. Saya menemui motor servo besar ASMC-04, ini bukan pilihan yang paling murah, tetapi ia adalah salah satu yang lebih baik yang saya dapati. Stepper itu $ 50 + dolar dari China, dan tanduknya $ 13 atau $ 14 lagi. Bagi saya, faedah yang dikeluarkan menimbang kosnya.

Pemacu Servo sama ada 12 atau 24 volt, sudut putaran 0 hingga 300 darjah (terhad dalam lakaran Arduino saya hingga 0 hingga 180), saya dapat mengawal ini dengan 1 wayar dari arduino, (2 jika anda mengira wayar tanah). Ini adalah servo RC torsi tinggi, sebenarnya tidak begitu pantas untuk berpusing.

Kekecewaan ini adalah walaupun spesifikasi yang disediakan kelihatan seperti akan dipasang di lubang yang sama dengan stepper, ia tidak sesuai dengan betul dan saya harus mengebor lubang baru untuknya. Pemasangan servo tanduk juga jauh lebih besar daripada pemasangan motor stepper yang asli, jadi lebih banyak lubang perlu digerudi.

Bagi saya, ini mengingatkan saya kepada banyak kelajuan stepper, jadi semua pengganti yang baik & sesuatu yang tidak akan anda perhatikan telah berubah melainkan anda melihat ke dalam robot.

Gambar:

Saya tidak mengambil banyak gambar ini, mungkin ada beberapa gambar di mana, tetapi mereka akan kelihatan seperti ini.

Langkah 4: Beberapa Gambar Lagi

Oleh kerana saya masih menggunakan Robot ini (kebanyakan perisian pada masa ini) saya fikir saya akan berkongsi beberapa gambar lagi

Gambar:

4 port USB 12v hingga 5v 8 amp DC-DC converter, saya tidak dapat menjumpainya lagi, dan saya berharap saya telah membeli beberapa daripadanya.

Bateri LiPo 36v dikeluarkan dari papan hover yang rosak

Gambar bahagian dalam robot, wayar, dll. Sebilangan lagi gambar penggantian LED, beberapa lagi gambar Arduino Mega w / wire-wrap, gambar ultra-sonik dengan penutup di atasnya (sebenarnya ini seperti tahun 2015)

Gambar badan tanpa cengkerang di atasnya, dan gambar menggunakan konsol untuk mengujinya melalui MQTT.

Itu sahaja buat masa ini, Terima kasih kerana mencarinya, dan jika anda suka, sila pilih saya:-) Saya boleh menggunakan beberapa bahagian lagi untuk projek LOL - Selamat mencuba, dan cuba selamatkan semua orang.