Actualitzeu el robot Heathkit Hero Jr amb maquinari modern: 4 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:11

Es tracta més d’un treball en curs que d’un projecte acabat. Tingueu-ho en compte a l’hora de llegir. Gràcies

Una mica d’aquest robot, on el vaig aconseguir, i dels meus plans per a ell. (Imatge del projecte Star Wars Day 2015)

Probablement en algun moment del 2005 la meva dona i jo estàvem en un mercat de puces, només miràvem al voltant i no buscàvem res. Hi havia un pagès més gran que tenia instal·lacions a l’exterior, era a la part de darrere del lloc i poca gent anava a mirar els seus béns. M’alegro d’haver estat un dels que va anar a mirar.

Tenia aquest petit robot, és clar que sabia de què es tractava. Li vaig preguntar quant volia, i em va sorprendre, li dic: va voler un total de 20,00 dòlars. Va ser llavors quan em va dir que havia estat en un graner probablement durant els darrers 20 anys més o menys, i que, de prop, hi havia hagut creadors de pèls. Els cables s’havien mastegat, la placa principal havia estat destruïda principalment. Les bateries no eren utilitzables. La cosa va ser un embolic, i això és tan bonic com puc ser-ho.

Fins i tot tenia tots els cartutxos i tenien un aspecte bastant bo tenint en compte.

Malgrat el seu aspecte, vaig veure alguna cosa que desitjava des de petit. Vaig donar a l'agricultor 20 dòlars i li vaig donar les gràcies. Tornar el meu premi al cotxe.

Va trigar aproximadament un mes aproximadament a netejar-lo prou com per començar a mirar l'electrònica i veure què funcionava i què no. Finalment, també vaig poder obtenir energia, sorprenentment, va passar la seva autocontrol. Vaig pensar, hey, fantàstic, era una gran cosa fins i tot si hagués de fer una mica de feina per netejar-la. Bé, va passar el seu autocontrol una vegada, ja va ser, mai no vaig poder aconseguir que passés de nou.

Vaig tirar dels taulers principals, els vaig vendre.

Comprovat el motor de la unitat i el motor pas a pas (el pas a pas tenia cables que començaven a corroir-se i no estaven en les millors condicions), però tots dos funcionaven, així que els conservo.

Vaig posar el robot com una mena de mostra, perquè no estava massa segur de què volia fer.

A finals del 2015, es va preguntar a un grup de fabricants i fabricants de bricolatges als quals em vaig unir si volíem fer alguna cosa per "Star Wars Day" per a la nostra biblioteca local. vida utilitzant els microcontroladors Arduino. I això és el que vaig fer: li vaig donar una mica de flamarada addicional i hi vaig utilitzar 7 Arduinos … probablement més que necessitava, però en aquell moment encara estava aprenent. I volia que fos "multitarea", que en aquell moment no sabia fer d'una altra manera. He documentat aquest projecte aquí:

Bé, va ser el 2015, es va eliminar el sabre de llum i la majoria dels Arduinos que eren específics per a aquest projecte. En la seva majoria, Arduino pot executar-ho si no voleu que passi res especial. El robot va tornar al seu espai com a mostra. Vaig aprendre algunes coses pel camí, i fins i tot anava a millorar la seva font d'alimentació en aquell moment. El temps va aconseguir el millor de mi i només vaig demanar una placa USB de 8 amp de 12 a 5 v de 4 ports. Malauradament, ara no puc trobar aquest tauler en cap lloc, no sé si han deixat de fabricar-lo o? Però fins i tot aquell tauler estava assegut en una caixa fins ara.

Un dels objectius del projecte original era mantenir-lo amb una aparença tan antiga com pogués, però substituir la majoria del maquinari per coses modernes. El 2020, fins i tot he decidit actualitzar els seus LED a RGB (neopíxels) més endavant. L’objectiu segueix sent que es vegi vintage, crec que ho fa fins que no utilitzeu un color diferent del vermell.

Aquest projecte utilitza un Arduino Mega 2560 mini (placa de clonació, no m’agrada), A Raspberry Pi 3+, placa / altaveu / micròfon original de Google AIY, que va substituir el motor pas a pas per un servomotor ASMC-04, un 36v La bateria LIPO es va treure d’un tauler planer trencat. Tinc un convertidor DC-DC de 36v a 12v 5amp i el dispositiu USB de 4 ports de 12v a 5v 8amp. Un ultrasònic barat i LDR, bastants muntures impreses en 3D. 8 leds ws2812 petits (també coneguts com a neopíxels), un parell de pedres clau de cat5 i un cable curt de cat5. (un divisor de tensió va sortir del projecte del 2015, però era per a 12v / 24v no per a 36v, de manera que no és correcte. Cal solucionar-ho), i estic fent servir un controlador de motor L298 (també sobra del projecte del 2015)

El que queda del robot original de 1984: motor d’acció de 12 V CC, el teclat original també funciona, així com el led original “green power”. La closca i el marc segueixen sent els mateixos. Però això és tot. S'ha substituït tota la resta.

En aquest moment, encara es tracta d’un treball en curs: encara estic treballant en la fabricació d’un programari de Python per a Raspberry PI, he de solucionar un parell de petits problemes que he trobat a l’esbós d’Arduino (la majoria funcionen). En broma, dic que aquest és un d’aquests projectes que no s’acabaran mai. En aquest moment, tots els LEDs funcionen, Ultrasons funciona, LDR funciona, Servo motor funciona, El motor de transmissió va cap endavant, no cap enrere (cable trencat que he de rastrejar). El 36v a 12v funciona, i el 12v a 5v, Raspberry Pi s’encén, Arduino apaga el PI. La majoria del maquinari està connectat i funciona. Ara tot és programari.

Pas 1: els LEDs i l'actualització

El model original de 1984 tenia els LED soldats "estranys" si em pregunteu que havien de ser fora del tauler, però la soldadura estava al mateix costat que els LED. El 2015, alguns d’aquests LED van funcionar, d’altres no, vaig poder substituir els que no funcionaven, però això va provocar que alguns d’ells quedessin molt foscos i alguns no funcionessin mai. Si veieu de prop el tauler, podríeu veure que algunes de les pastilles de soldadura es van aixecar i es van trencar.

Tots compartien el mateix 5v positiu, de manera que, per activar-los o desactivar-los, canvieu el terreny. Cosa que sé és una cosa, però això no em va agradar. Ja se sap, en un esbós d’Arduino normalment hi ha un "HIGH" activat i "LOW" normalment està apagat; bé, en aquest cas, "HIGH" apagava els LED i "LOW" està encès. lògica inversa en els LED.

El 2015, només vaig deixar aquesta diapositiva, ja que en aquell moment tenia coses més importants de què preocupar-me.

Aquest any, he decidit que m’agrada la idea dels LED RGB WS2812, són barats i fàcils d’utilitzar, fan servir una línia de dades i només necessiten 5v i terra. Es tracta de LED de 5 mm, de manera que s’adapten molt bé a gairebé tot el que s’adapta a un LED estàndard. Els vaig trobar a eBay, eren una mica més del que normalment pagueu per aquest tipus de LEDs, però tinc la possibilitat de demanar als Estats Units. aquesta vegada perquè els enviaments des de la Xina triguen molt de temps. Per tant, pagueu una mica més i feu-los molt més ràpid. Suposo que 10 LED em costen 10,00 dòlars, no està malament, però tampoc no és un bon preu.

Connectar-los és bastant senzill i directe, hi ha un sòl, un positiu (5v), una entrada de dades i una sortida de dades. Decideixo fer servir un mètode antic de connexió i embolicar-los. el meu pensament era si seria més difícil alinear les dades i alinear les dades si les soldés, també pot ser més difícil si retallo els cables massa enrere, no encaixarien correctament als forats que ja hi ha Hero Jr. Amb un embolcall de filferro, els puc moure una mica i donar-los forma una mica millor.

Després de connectar-los, els vaig connectar a un Arduino UNO i vaig utilitzar un dels exemples d'Adafruit per als neopíxels. Feliç que tot funcionés. Els vaig col·locar al cap del robot i els vaig posar una cinta doble posterior per protegir-los de la placa de circuit i mantenir-los al seu lloc una mica millor.

Llavors els vaig tornar a enganxar a l'Arduino i vaig tornar a executar l'exemple, només per assegurar-me que no vaig copejar un filferro o per assegurar-me que no estiguessin en curt. Tot va funcionar. Va trigar una mica a connectar-ho tot, però, sincerament, una vegada que hàgiu començat a embolicar-lo, podeu avançar bastant ràpidament.

Les imatges anteriors mostren els LEDS VERMELLS originals, el tauler, he intentat mostrar les traces trencades, els nous leds en diverses fases de connexió. I finalment treballant al cap.

També tinc vídeos de la "boca" Hero Jr que, quan parla, els LED animen una "boca" i els píxels que executen els exemples d'Adafruit. Encara no els he penjat, però aviat serà.

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

2015, va ser un moment diferent i un projecte diferent. Vaig utilitzar 7 Arduinos diferents, la majoria eren UNO o Nanos, un parell de MEGA. Jo només en tenia un per reproduir MP3 amb un escut MP3, en tenia un per controlar un sintetitzador de veu EMIC 2, un per al sabre de llum. Controlador de motor, motor pas a pas, teclat, la llista continua. No cal dir que he après moltes coses des del 2015 i, sincerament, és sorprenent que la versió del 2015 funcionés tan bé com jo (jo sense saber res i aprendre i endevinar).

2020 - Com que la versió del "Dia de la Guerra de les Galàxies" sempre anava a ser única, els meus plans eren simplificar les coses des del principi. El 2015 vaig fer joguines amb la idea d’utilitzar un Raspberry PI aleshores, però en aquell moment no en sabia prou per fer que funcionés. Vaig decidir que un Arduino Mega 2560 mini faria qualsevol cosa pel que fa a entrada / sortida, és a dir: encendre / apagar el motor, activar el pas a pas / servo, llegir el LDR, llegir l’ultra sonic, llegir el divisor de voltatge. En aquest cas, el Mega és bàsicament un dispositiu "fictici", amb només algunes coses que realment ha de fer, però el Mega també s'utilitza per llegir el teclat, de manera que realment necessitava un mètode de comunicació bidireccional entre el Mega i el Raspberry PI. Decideixo utilitzar el protocol MQTT, però això proposava un altre problema per aconseguir-ho a través del port sèrie? Per sort, he trobat aquest projecte a github "serial2mqtt" https://github.com/vortex314/serial2mqtt, que realment és un tipus de passarel·la, el programari s'executa al Raspberry PI. L'Arduino només envia el missatge serial correctament redactat, i això és després es va passar al corredor MQTT. Va trigar una mica a funcionar correctament, però va funcionar bastant bé i sembla fer el que necessito. L'Arduino Mega publicarà quan estigui en línia, la lectura per ultrasons, la lectura ldr, la lectura de voltatge. Escoltarà ordres, moviments del motor, moviment del servo i què fer amb els LED. Tot i que sembla molt, la despesa general és força petita i funciona bastant bé.

El Raspberry PI serà programable amb python, C ++, gairebé qualsevol cosa que pugui utilitzar el port sèrie, i utilitzar MQTT. Com que no anava a utilitzar Google amb l'AIY, necessitava instal·lar els controladors i assegurar-me que funcionés. Una altra sort de sort de Github a la recerca, Shivasiddharth va fer GassistPI, i esbrinat exactament el que calia instal·lar per fer funcionar les instruccions es poden trobar aquí:

El PI allotja el corredor MQTT, parla de parla i altres programes segons sigui necessari. Per accedir-hi, actualment estic utilitzant SSH, tinc previst construir una interfície web, però ni tan sols està a punt de fer-ho. He estat "jugant" amb l'aprenentatge de Python per a aquest projecte, tot i que encara no tinc molts programes preparats.

Algunes notes especials aquí:

El Mega 2560 Mini original que tenia era un petit clon de l’Arduino Mega 2560 original que utilitzava el mateix xip de sèrie per a la comunicació, de manera que mentre feia les proves, només feia servir un Mega de mida completa al banc de treball. Malauradament, havia soldat els cables del teclat a aquesta placa (sense soldar els passadors de capçalera, en què pensava, voldria poder culpar-ne el 2015, però no puc) La part lamentable, tenia uns quants cables i no vaig poder aconseguir un forat net per tornar a soldar. Vaig acabar anant a un clon d'un clon, encara és una versió Arduino Mega 2560, però més barata, i amb un xip de port sèrie barat. Això em provoca problemes amb aproximadament un 10% de paquets caiguts, no n'hi ha prou amb treure-ho tot i provar-ho de nou amb un altre tauler. Però és suficient per tornar-me una mica boig. A la "nova" (versió 2) Mega he utilitzat wire-wrap i he deixat els passadors de capçalera (hey potser futura expansió, ara mateix només faig servir 12 o 13 pins)

També vaig imprimir en 3D (així com reutilitzar algunes impressions fallides) per al Raspberry PI i el Mega Mini. Hauria de buscar els fitxers de disseny si algú els vol. No són molt bons, ja que he utilitzat una eina rotativa per tallar alguns forats o donar-los forma una mica, però si algú els vol, els buscaré.

Imatges anteriors: Raspberry PI 3+ amb Google AIY Hat, en un muntatge fet a mida, Original Mega 2560 el que volia utilitzar però realment embolicat, el substitut Mega 2560 (v2) amb el qual no estic tan content, però funciona, amb filferro de filferro, i suport personalitzat imprès en 3D

Pas 3: de Stepper a Servo

Malauradament, no vaig fer moltes fotografies d'això i no tinc cap foto del vell motor pas a pas.

1984: un motor pas a pas probablement era més barat que un servo gran el 1984, no estic segur. Hi va haver parades finals, i el pas a pas va haver d’anar a casa amb cada encès. Penseu en la impressora 3D i en la seva llar.

2015: en un altre moviment de no saber realment què estava fent, vaig eliminar les parades finals i vaig procedir a perdre-les. Com he dit anteriorment, els petits creadors havien menjat alguns dels cables del pas a pas, els cables estaven més / menys exposats i començaven a corroir-se. Em sorprèn que funcioni el 2015, però sí.

2020: el pas a pas va deixar de funcionar i vaig començar a buscar un substitut. Em vaig trobar amb el servomotor gran ASMC-04, aquesta no era l’opció més barata, però va ser una de les millors que vaig trobar. El pas era de més de 50 dòlars de la Xina i el muntatge de trompa era de 13 o 14 dòlars. Per a mi, els beneficis van pesar el cost.

El controlador de servo és de 12 o 24 volts, l’angle de rotació és de 0 a 300 graus (limitat a l’esbós d’Arduino de 0 a 180), puc controlar-ho amb 1 cable de l’arduino, (2 si es compta un cable de terra). És un servo RC d’alt parell, però no és tan ràpid en girar.

La decepció d’això va ser fins i tot tu, les especificacions proporcionades semblaven que només es muntaria als mateixos forats que el pas a pas, no coincidia correctament i vaig haver de foradar-hi nous. El muntatge del servocorn és també molt més gran que el suport del motor pas a pas original, de manera que calia perforar més forats.

A mi em recorda molt la velocitat del pas a pas, així que, sobretot, una bona substitució i alguna cosa que no notareu ha canviat tret que mireu dins del robot.

Imatges:

No vaig fer moltes fotos d’això, pot ser que n’hi haguessin un parell més, però s’assemblaran pràcticament a aquestes.

Pas 4: algunes fotos més

Com que encara estic treballant en aquest robot (la majoria de programari en aquest moment), vaig pensar que només podia compartir algunes fotos més

Imatges:

Convertidor DC-DC de 4 ports USB de 12v a 5v de 8 amp.

S'ha tret la bateria LiPo de 36v d'una placa de rotació trencada

Imatges de l'interior del robot, cables, etc. Algunes imatges més de les substitucions de LED, algunes imatges més de l'Arduino Mega w / wire-wrap, imatge de l'ultrasònic amb coberta (en realitat, així va ser el 2015)

Imatges del cos sense la closca i una imatge d'utilitzar una consola per provar-lo amb MQTT.

D’això per ara, gràcies per mirar-ho i, si us agrada, voteu-me:-) Podria utilitzar algunes parts més per als projectes LOL: tingueu un bon dia i intenteu estar segur a tothom.