Opgradeer Heathkit Hero Jr -robot met moderne hardeware: 4 stappe

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:24

Dit is meer 'n werk wat aan die gang is as 'n voltooide projek; hou dit in gedagte wanneer u lees. Dankie

'N Bietjie oor hierdie robot, waar ek dit gekry het, en my planne daarvoor. (Foto van die 2015 Star Wars Day -projek)

Dit was waarskynlik een of ander tyd in 2005 dat ek en my vrou by 'n plaaslike vlooimark was; ons het net rondgekyk en eintlik niks gesoek nie. Daar was 'n ouer boer wat buite gereed was, hy was naby die agterkant van die plek, en nie baie mense wou na sy goed kyk nie. Ek is bly ek was een wat wel gaan kyk het.

Hy het hierdie klein robot gehad, natuurlik het ek geweet wat dit was. Ek het gevra hoeveel hy wou hê, en was geskok, geskok, ek sê vir jou - Hy wou 'n hele $ 20,00 dollar hê. Dit is toe dat hy my vertel het dat dit die afgelope twintig jaar of wat in 'n skuur was, en by nader kyk het harige skeppers daarin gewoon. Drade is gekou, hoofbord is meestal vernietig. Die batterye was nie bruikbaar nie. Die ding was 'n gemors, en dit is so lekker as wat ek daaroor kan wees.

Dit het selfs al die patrone byderhand, en dit het redelik goed gelyk met die oog daarop.

Ten spyte van hoe dit lyk, het ek iets gesien wat ek van kleins af wou hê. Ek het die boer $ 20 gegee en hom bedank. Bring my prys terug na die motor.

Dit het ongeveer 'n maand geneem om dit skoon te maak om na die elektronika te kyk en te sien wat werk en wat nie. Uiteindelik kon ek ook krag kry, maar dit was verbasend dat dit deur die selfkontrole gegaan is. Dit was een keer selfkontrole, dit was dit; ek kon dit nooit weer laat slaag nie.

Ek het aan die hoofborde getrek, dit verkoop.

Het die dryfmotor en die stepper motor nagegaan (die stepper het drade wat begin korrodeer en nie in die beste toestand was nie), maar albei het gewerk, so ek hou dit.

Ek het die robot as 'n vertoonstuk aangebring, want ek was nie seker wat ek wou doen nie.

Aan die einde van 2015 is 'n groep makers en tinkers by wie ek aangesluit het, gevra of ons iets wil doen vir 'Star Wars Day' vir ons plaaslike biblioteek. lewe met behulp van die Arduino-mikrobeheerders. En dit is wat ek gedoen het - ek het 'n bietjie ekstra flare gegee en 7 Arduinos daarin gebruik … waarskynlik meer as wat ek nodig gehad het, maar ek het toe nog geleer. En ek wou hê dat dit 'multi-task' sou wees, wat ek destyds nie geweet het hoe om dit anders te doen nie. Ek het die projek hier gedokumenteer:

Wel, dit was 2015, die ligsabel is verwyder, en die meeste Arduinos wat spesifiek was vir die projek. Arduino kan dit meestal doen as u niks spesiaals wil hê nie. Die robot het as vertoonstuk na sy ruimte teruggegaan. Ek het 'n paar dinge onderweg geleer, en ek sou toe selfs sy kragbron toeneem. Tyd het my die beste gekry, en ek het slegs 'n 12v tot 5v 4 poort USB 8 amp boord bestel. Ongelukkig kan ek die bord nêrens aanlyn vind nie, ek weet nie of hulle opgehou het om dit te maak nie? Maar selfs die bord het tot nou toe in 'n boks gesit.

Een van die doelwitte van die oorspronklike projek was om hom so vintage as moontlik te laat lyk, maar die meeste hardeware te vervang met moderne goed. In 2020 het ek besluit om sy LED's later selfs meer op te gradeer na RGB (neopixels). Die doel is steeds om dit vintage te laat lyk, ek dink dit sal gebeur totdat jy 'n ander kleur as rooi gebruik.

Hierdie projek gebruik een Arduino Mega 2560 mini (kloonbord, ek hou nie daarvan nie), 'n Raspberry Pi 3+, oorspronklike Google AIY-bord/luidspreker/mikrofoon, het die stappermotor vervang deur 'n ASMC-04 servomotor, 'n 36v LIPO -battery is uit 'n gebreekte sweefplank gehaal. Ek het 'n 36v tot 12v 5amp DC-DC converter, en die 4 poort 12v tot 5v 8amp USB toestel. 'N Goedkoop ultrasoniese en LDR, nogal 'n bietjie 3D -gedrukte houers. 8 klein ws2812 -leds (ook bekend as neopixels), 'n paar cat5 -klipstene en 'n kort cat5 -kabel. ('n spanningsverdeler oor van die 2015 -projek, maar dit was vir 12v/24v nie 36v nie, dus dit is nie korrek nie. Dit moet reggemaak word), en ek gebruik 'n L298 -motorbestuurder (ook oorbly van die 2015 -projek)

Wat oorgebly het van die oorspronklike 1984 -robot - 'n 12V DC -dryfmotor, die oorspronklike klavier werk ook nog, sowel as die oorspronklike "groen krag" LED. Die dop en die raam is nog steeds dieselfde. Maar dit is dit. Alles anders is vervang.

Dit is tans nog 'n werk aan die gang - ek werk nog steeds aan die maak van python -sagteware vir die Raspberry PI; ek moet 'n paar klein probleme wat ek in die Arduino -skets gevind het, regstel (meestal werk). Ek sê skertsend dat dit een van die projekte is wat nooit sal eindig nie. Op hierdie stadium werk die LED's, Ultrasoon werk, LDR werk, Servomotor werk, motor ry vorentoe, nie agteruit nie (gebreekte draad wat ek moet opspoor). Die 36v tot 12v werk, en 12v tot 5v werk, Raspberry Pi skakel aan, Arduino skakel die PI uit. Die hardeware is meestal bedraad en werk. Nou is dit alles sagteware.

Stap 1: Die LED's en die opgradering

Die oorspronklike 1984 -model het die LED's net 'vreemd' gesoldeer, as u my vra, hulle moes van die bord af wees, maar soldeersel was aan dieselfde kant as die LED's. In 2015 het sommige van hierdie LED's gewerk, sommige kon nie die wat nie werk nie, vervang, maar dit het veroorsaak dat sommige van hulle baie dof geword het, en sommige het nooit gewerk nie. As u van die bord af kyk, kan u sien dat 'n paar van die soldeerblokkies opgehef en gebreek het.

Hulle het almal dieselfde 5v positief gedeel, sodat u die terrein kan skakel om dit aan of uit te skakel. Wat ek weet, is iets, maar ek het nie daarvan gehou nie. U weet, in 'n Arduino -skets is normaalweg 'HIGH' aan en 'LAAG' is normaalweg af - wel, in hierdie geval was die 'HIGH' die LED's aan en 'LOW' aan. omgekeerde logika op die LED's.

In 2015 het ek hierdie skyfie laat sak, want ek het destyds belangriker dinge gehad om oor te bekommer.

Hierdie jaar het ek besluit dat ek van die idee van WS2812 RGB LED's hou, hulle is goedkoop en maklik om te gebruik, hulle gebruik een datalyn en benodig slegs 5v en grond. Dit is 5mm LED's, so dit pas baie goed in omtrent alles waarin 'n standaard LED pas. Ek het dit op eBay gevind, dit was 'n bietjie meer as wat ek gewoonlik betaal vir hierdie tipe LED's, maar ek kies om by die Verenigde State te bestel hierdie keer omdat aflewering uit China baie lank neem. Betaal dus 'n bietjie meer, kry dit baie vinniger. 10 LED's kos my $ 10,00 nie sleg nie, maar ek is ook nie 'n goeie prys nie.

Dit is redelik eenvoudig en eenvoudig om dit aan te sluit, daar is 'n grond, 'n positiewe (5v), 'n data -in en 'n data -uit. Ek kies om 'n ou manier om aan te sluit, toe te draai en dit toe te draai. my gedagte was as dit moeiliker sou wees om die data in lyn te bring en data in lyn te bring as ek dit sou soldeer, dit kan ook moeiliker wees as ek die leidings te ver terugsny; dit sou nie reg in die gate pas nie the Hero Jr. Met 'n draadomhulsel kan ek hulle 'n bietjie rondskuif en dit 'n bietjie beter vorm.

Nadat ek hulle bedraad het, het ek hulle aan 'n Arduino UNO gekoppel en een van die voorbeelde van Adafruit vir die neopixels gebruik. Gelukkig dat alles gewerk het. Ek het dit in die robotkop geplaas en 'n dubbele band oor dit geplaas om hulle teen die printplaat te beskerm en dit 'n bietjie beter te hou.

Ek het hulle toe weer by die Arduino aangesluit, en ek het weer die voorbeeld uitgevoer, net om seker te maak dat ek nie 'n draad stamp nie, of om seker te maak dat hulle nie kortkom nie. Alles het gewerk. Dit het 'n rukkie geneem om alles op te bedek, maar as u eers met die draad begin draai, kan u redelik vinnig saamgaan.

Die foto's hierbo toon die oorspronklike ROOI LED's, die bord, ek het probeer om die gebreekte spore te wys, die nuwe LED's in verskillende fases van bedrading. En uiteindelik werk hulle in die kop.

Ek het ook video's van die Hero Jr 'mond' wat die LED's 'n 'mond' animeer en die pixels met die voorbeelde van Adafruit. Ek het dit nog nie opgelaai nie, maar dit sal binnekort wees.

Stap 2: Framboos PI Google AIY, en die Arduino Mega 2560 Mini

2015, Dit was 'n ander tyd - en 'n ander projek. Ek het 7 verskillende Arduinos gebruik, die meeste was UNO's of Nanos, 'n paar MEGA's. Ek het net een gehad om MP3's met 'n MP3 -skerm te speel, ek het een vir die bestuur van 'n EMIC 2 -spraaksintetiseerder, een vir die ligte sabel. Motorbestuurder, stapmotor -sleutelbord, die lys gaan voort. Nodeloos om te sê dat ek baie geleer het sedert 2015, en eerlik is dit ongelooflik dat die 2015 -weergawe net so goed gewerk het (ek het niks geweet nie en geleer en geraai).

2020 - Omdat die 'Star Wars Day' -weergawe altyd eenmalig gebruik sou word, was my planne om dinge van die begin af te vereenvoudig. In 2015 speel ek toe met die idee om 'n Raspberry PI te gebruik, maar ek het destyds nie regtig genoeg geweet om dit te laat werk nie. Ek het besluit dat 'n Arduino Mega 2560 mini alles sou doen vir sover dit Input/Output nodig was: IE: draai motor aan/uit, draai die stepper/servo, lees die LDR, lees die ultra soniese, lees die spanningsverdeler. In hierdie geval is die Mega basies 'n "dummy" -apparaat, met slegs 'n paar dinge wat dit regtig moet doen, maar die Mega word ook gebruik om die toetsbord te lees, so ek het regtig 'n metode van tweerigtingkommunikasie tussen die Mega nodig gehad en die Framboos PI. Ek kies om die MQTT -protokol te gebruik, maar dit stel 'n ander probleem voor, hoe om dit oor die seriële poort te kry? Gelukkig het ek hierdie projek op github "serial2mqtt" gevind https://github.com/vortex314/serial2mqtt Dit is regtig 'n tipe gateway, die sagteware loop op die Raspberry PI - die Arduino stuur net die korrek geformuleerde reeksboodskap, en dit is gaan dan deur na die MQTT -makelaar. Dit het 'n bietjie geneem om dit reg te laat werk, maar dit werk redelik goed en blykbaar te doen wat ek nodig het. Die Arduino Mega sal publiseer as dit aanlyn is, die ultrasoniese lesing, die ldr -lesing, die spanningslesing. Dit luister na opdragte, motoriese bewegings, servobeweging en wat u met die LED's moet doen. Alhoewel dit baie lyk, is die bokoste redelik klein, en dit werk redelik goed.

Die Raspberry PI is programmeerbaar met python, C ++, omtrent alles wat die seriële poort kan gebruik, en MQTT gebruik. Aangesien ek Google nie met die AIY sou gebruik nie, moes ek die bestuurders installeer en seker maak dat dit werk. Nog 'n geluk om Github na die resue te bring, Shivasiddharth maak GassistPI, en het uitgevind presies wat geïnstalleer moes word om hierdie werk te laat werk, instruksies kan hier gevind word:

Die PI huisves die MQTT -makelaar, spreek spraak en ander sagteware indien nodig. Om toegang daartoe te verkry, gebruik ek tans SSH, en ek is van plan om 'n webkoppelvlak te bou, maar dit is nog nie naby nie. Ek "speel" met die leer van luislang vir hierdie projek, maar ek het nog nie baie programme gereed nie.

'N Paar spesiale aantekeninge hier:

Die oorspronklike Mega 2560 Mini wat ek gehad het, was 'n klein kloon van die Original Arduino Mega 2560 met dieselfde seriële chip vir kommunikasie, en tydens die toetsing het ek net 'n volgrootte Mega op die werkbank gebruik. Ongelukkig het ek die bedieningsdrade aan die bord gesoldeer (die soldeer van die koppenne, wat het ek gedink, ek wens ek kon die een die skuld gee in 2015, maar ek kan nie) af, en ek kon ook nie 'n skoon gat kry om weer te soldeer nie. Ek het uiteindelik na 'n kloon van 'n kloon gegaan, dit is nog steeds 'n Arduino Mega 2560, maar goedkoper weergawe, en met 'n goedkoop seriële poortskyfie. Dit veroorsaak dat ek probleme ondervind met pakkies wat ongeveer 10% val, dit is nie genoeg om alles terug te trek en weer met 'n ander bord te probeer nie. Maar dit is net genoeg om my 'n bietjie mal te maak. Op die 'nuwe' (weergawe 2) Mega het ek 'n draadomhulsel gebruik en die kopstukke gelos (hey miskien toekomstige uitbreiding, ek gebruik nou net 12 of 13 penne)

Ek het ook 3D -afdrukke (sowel as mislukte afdrukke) vir die Raspberry PI en die Mega Mini hergebruik. Ek sal die ontwerp lêers moet soek as iemand dit wil hê. Hulle is nie baie goed nie, want ek het 'n roterende gereedskap gebruik om 'n paar gate te sny of 'n bietjie te vorm, maar as iemand dit wil hê, sal ek dit soek.

Foto's hierbo: Framboos PI 3+ met Google AIY -hoed, in 'n pasgemaakte houer, oorspronklike Mega 2560, die een wat ek wou gebruik, maar regtig gemors het, die vervangende Mega 2560 (v2) die een wat ek nie so gelukkig is nie, maar werk, met draaddraad en pasgemaakte 3D-gedrukte houer

Stap 3: Van stapper tot servo

Ongelukkig het ek nie baie foto's hiervan geneem nie, en ek het geen foto's van die ou stapmotor nie.

1984 - 'n Stepper -motor was waarskynlik goedkoper as 'n groot servo in 1984, ek is nie seker nie. Daar was eindpunte, en die stappers moes self tuisgaan met elke krag aan. Dink aan 'n 3D -drukker en hoe hulle tuis is.

2015 - In 'n ander stap om nie regtig te weet wat ek doen nie, het ek die eindpunte verwyder - en ek het dit verloor. Soos ek vroeër gesê het, het die klein skeppers van die drade op die stepper geëet, die drade was min of meer blootgestel en het begin korrodeer. Ek is verbaas dat dit in 2015 gewerk het, maar dit het wel gebeur.

2020 - Die stapper het opgehou werk, en ek het begin soek na 'n plaasvervanger. Ek het op die ASMC-04 groot servomotor afgekom, dit was nie die goedkoopste opsie nie, maar dit was een van die beter wat ek gevind het. Die stepper was $ 50+ dollar uit China, en die horinghouer was nog $ 13 of $ 14. Vir my was die voordele die gewig van die koste.

Die servodrywer is 12 of 24 volt, die rotasiehoek is 0 tot 300 grade (beperk in my Arduino -skets tot 0 tot 180), ek kan dit beheer met 1 draad van die arduino, (2 as u 'n gronddraad tel). Dit is 'n RC -servo met 'n hoë wringkrag, maar dit draai regtig nie so vinnig nie.

Die teleurstelling hiervan was dat die spesifikasies gelyk het asof dit in dieselfde gate as die stepper sou pas, dit pas nie reg nie en ek moet nuwe gate daarvoor boor. Die servo -horinghouer is ook baie groter as die oorspronklike stepper -motorhouer, dus moet meer gate geboor word.

Vir my herinner dit my baie aan die snelheid van die stepper, dus 'n goeie plaasvervanger en iets wat u nie sal agterkom nie, het verander tensy u in die robot kyk.

Prente:

Ek het nie baie foto's hiervan geneem nie; daar kan 'n paar meer wees, maar dit sal omtrent so lyk.

Stap 4: Nog 'n paar foto's

Aangesien ek nog aan hierdie robot werk (op hierdie stadium meestal sagteware), het ek gedink ek sal nog 'n paar foto's deel

Prente:

4 poort USB 12v tot 5v 8 amp DC-DC converter, ek kan dit nie meer vind nie, en ek wens ek het 'n paar daarvan gekoop.

36v LiPo -battery verwyder van 'n gebreekte sweefbord

Foto's van die binnekant van die robot, drade, ens. Nog 'n paar foto's van die LED-vervangings, nog 'n paar foto's van die Arduino Mega w/wire-wrap, 'n foto van die ultra-soniese met bedekking (eintlik is dit soos in 2015)

Foto's van die liggaam sonder die dop daarop, en 'n prentjie van die gebruik van 'n konsole om dit oor MQTT te toets.

Vir eers daaroor, dankie dat u gekyk het, en as u daarvan hou, stem asseblief vir my:-) Ek kan nog 'n paar dele gebruik vir projekte LOL - 'n goeie dag en probeer almal veilig wees.