Tingkatkan Robot Heathkit Hero Jr Dengan Perangkat Keras Modern: 4 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:54

Ini lebih merupakan pekerjaan yang sedang berjalan, daripada proyek yang sudah selesai, harap diingat saat membaca. Terima kasih

Sedikit tentang robot ini, dari mana saya mendapatkannya, dan rencana saya untuk itu. (Gambar dari proyek Star Wars Day 2015)

Mungkin sekitar tahun 2005 saya dan istri saya berada di pasar loak lokal, kami hanya melihat-lihat, tidak benar-benar mencari apa pun. Ada seorang petani tua yang telah menyiapkan di luar, dia berada di dekat bagian belakang tempat itu, dan tidak banyak orang yang akan melihat barang-barangnya. Saya senang saya adalah salah satu yang pergi dan melihat.

Dia memiliki robot kecil ini, tentu saja saya tahu apa itu. Saya bertanya berapa banyak yang dia inginkan, dan terkejut, saya katakan kepada Anda - Dia menginginkan seluruh $20,00 dolar. Saat itulah dia memberi tahu saya, bahwa itu telah berada di gudang selama sekitar 20 tahun terakhir, dan setelah melihat lebih dekat ada pencipta berbulu yang tinggal di dalamnya. Kabel telah dikunyah, papan utama sebagian besar hancur. Baterai tidak dapat digunakan. Hal itu berantakan, dan itu sebaik yang saya bisa tentang hal itu.

Itu bahkan memiliki semua kartrid dengannya, dan mereka terlihat cukup bagus untuk dipertimbangkan.

Terlepas dari tampilannya, saya melihat sesuatu yang saya inginkan sejak saya masih muda. Saya memberi petani itu $20 dan berterima kasih padanya. Membawa hadiah saya kembali ke mobil.

Butuh sekitar satu bulan atau lebih untuk membersihkannya cukup untuk mulai melihat elektronik, dan untuk melihat apa yang berhasil, dan apa yang tidak. Saya akhirnya bisa mendapatkan kekuatan juga, mengejutkan itu lulus pemeriksaan sendiri - saya pikir, hei, bagus ini banyak bahkan jika saya harus melakukan beberapa pekerjaan untuk membersihkannya. Yah, itu lulus pemeriksaan sendiri sekali, itu saja, saya tidak pernah bisa lulus lagi.

Saya menarik papan utama, menjualnya.

Memeriksa motor penggerak, dan motor stepper (kabel stepper mulai berkarat, dan tidak dalam kondisi terbaik), tetapi keduanya berfungsi, jadi saya menyimpannya.

Saya memasang robot sebagai semacam pajangan, karena saya tidak terlalu yakin dengan apa yang ingin saya lakukan.

Pada akhir tahun 2015 sekelompok pembuat dan pembuat mainan yang saya ikuti ditanya apakah kami ingin melakukan sesuatu untuk "Hari Star Wars" untuk perpustakaan lokal kami, Jadi kami berpikir, dan saya berkata, bagaimana jika saya membawa "Hero Jr" kembali ke hidup menggunakan mikrokontroler Arduino. Dan itulah yang saya lakukan - saya memberikannya beberapa suar ekstra dan menggunakan 7 Arduino di dalamnya….mungkin lebih dari yang saya butuhkan, tetapi pada saat itu saya masih belajar. Dan saya menginginkannya untuk "multi-tugas" yang pada saat itu saya tidak tahu bagaimana melakukannya dengan cara lain. Saya mendokumentasikan proyek itu di sini:

Nah, itu tahun 2015, pedang cahaya telah dihapus, dan sebagian besar Arduino khusus untuk proyek itu. Untuk sebagian besar satu Arduino dapat menjalankan ini jika Anda tidak ingin sesuatu yang istimewa terjadi. Robot itu kembali ke ruangnya sebagai pajangan. Saya belajar beberapa hal di sepanjang jalan, dan bahkan akan meningkatkan power supply-nya saat itu. Waktu mendapatkan yang terbaik dari saya, dan saya hanya memesan 12v ke 5v 4 port USB 8 amp board. Sayangnya saya tidak dapat menemukan papan itu di mana pun secara online sekarang, saya tidak tahu apakah mereka berhenti membuatnya atau ? Tetapi bahkan papan itu tetap berada di dalam kotak sampai sekarang.

Salah satu tujuan dari proyek aslinya adalah untuk membuatnya tetap terlihat vintage, tetapi mengganti sebagian besar perangkat keras dengan barang-barang modern. Pada tahun 2020, saya memutuskan untuk meningkatkan LED-nya ke RGB (neopiksel) lebih lanjut nanti. Tujuannya tetap untuk tetap terlihat vintage, saya pikir itu sampai Anda menggunakan warna selain merah.

Proyek ini menggunakan satu Arduino Mega 2560 mini (papan klon, saya tidak suka), Raspberry Pi 3+, papan/speaker/mikrofon Google AIY Asli, menggantikan motor stepper dengan motor servo ASMC-04, 36v Baterai LIPO ditarik dari papan hover yang rusak. Saya memiliki konverter DC-DC 36v ke 12v 5amp, dan perangkat USB 4 port 12v ke 5v 8amp. Ultrasonik murah, dan LDR, Cukup banyak dudukan cetak 3D. 8 led ws2812 kecil (juga dikenal sebagai neopiksel), sepasang keystone cat5, dan kabel cat5 pendek. (pembagi tegangan sisa dari proyek 2015, tapi itu untuk 12v/24v bukan 36v jadi tidak benar. Perlu diperbaiki), dan saya menggunakan driver motor L298 (juga sisa dari proyek 2015)

Apa yang tersisa dari robot 1984 asli - motor penggerak DC 12v, keypad asli juga masih berfungsi, serta led "daya hijau" asli. Cangkang, dan rangka masih sama. Tapi itu saja. Segala sesuatu yang lain telah diganti.

Ini masih dalam proses pada saat ini - saya masih bekerja membuat beberapa perangkat lunak python untuk Raspberry PI, saya perlu memperbaiki beberapa masalah kecil yang saya temukan di sketsa Arduino (kebanyakan berfungsi). Saya bercanda mengatakan ini adalah salah satu proyek yang tidak akan pernah berakhir. Pada titik ini, semua LED berfungsi, Ultrasonik berfungsi, LDR berfungsi, Motor servo berfungsi, Motor penggerak maju, bukan mundur (kabel putus yang perlu saya lacak). 36v hingga 12v berfungsi, dan 12v hingga 5v berfungsi, Raspberry Pi menyala, Arduino mematikan PI. Sebagian besar perangkat keras terhubung dan berfungsi. Sekarang semua perangkat lunak.

Langkah 1: LED dan Upgrade

Model 1984 asli memiliki LED yang disolder hanya "aneh" jika Anda bertanya kepada saya, mereka harus dilepas dari papan, tetapi solder berada di sisi yang sama dengan LED. Pada tahun 2015 beberapa LED ini berfungsi, beberapa tidak. Saya dapat mengganti yang tidak berfungsi, tetapi itu menyebabkan beberapa menjadi sangat redup, dan beberapa tidak pernah berfungsi. Melihat dari dekat papan, Anda mungkin dapat melihat bahwa beberapa bantalan solder terangkat dan pecah.

Mereka semua berbagi 5v positif yang sama, jadi untuk menghidupkan atau mematikannya, Anda beralih ke ground. Yang saya tahu adalah suatu hal, tetapi saya tidak menyukainya. Anda tahu, dalam sketsa Arduino, "TINGGI" biasanya menyala, dan "RENDAH" biasanya mati - baik dalam hal ini, "TINGGI" mematikan LED, dan "RENDAH" menyala. logika terbalik pada LED.

Pada tahun 2015 saya membiarkan ini meluncur karena saya memiliki hal-hal yang lebih penting untuk dikhawatirkan saat itu.

Tahun ini, saya memutuskan bahwa saya menyukai ide LED RGB WS2812, harganya murah, dan mudah digunakan, mereka menggunakan satu jalur data, dan hanya membutuhkan 5v dan ground. Ini adalah LED 5mm, jadi mereka sangat cocok di hampir semua hal yang cocok dengan LED standar. Saya menemukannya di eBay, harganya sedikit lebih mahal daripada yang biasanya saya bayar untuk jenis LED ini, namun saya memilih untuk memesan dari Amerika kali ini karena pengiriman dari China memakan waktu yang sangat lama. Jadi bayar lebih sedikit, dapatkan lebih cepat. 10 LED berharga $ 10,00 saya kira tidak buruk, tetapi juga bukan harga yang bagus.

Pengkabelan ini cukup mudah dan lurus ke depan, ada ground, positif (5v), data masuk, dan data keluar. Saya memilih untuk menggunakan metode hookup lama, dan membungkusnya dengan kawat. pikiran saya adalah jika akan lebih sulit untuk menyusun data dan data dalam barisan jika saya menyoldernya, mungkin juga lebih sulit jika saya memotong kabelnya terlalu jauh, mereka tidak akan pas dengan benar di lubang yang sudah ada di the Hero Jr. Dengan wire-wrap, saya bisa sedikit menggerakkannya, dan membentuknya sedikit lebih baik.

Setelah saya menghubungkannya, saya menghubungkannya ke Arduino UNO dan menggunakan salah satu contoh dari Adafruit untuk neopiksel. Senang bahwa semuanya bekerja. Saya menempatkannya di kepala robot, dan menempelkan selotip ganda di atasnya untuk melindungi keduanya dari papan sirkuit, dan menahannya di tempatnya sedikit lebih baik.

Saya kemudian menghubungkannya kembali ke Arduino, dan menjalankan contoh lagi, hanya untuk memastikan saya tidak menabrak kabel, atau memastikan mereka tidak korslet. Semuanya bekerja. Butuh sedikit waktu untuk memasang semuanya, Tapi jujur begitu Anda memulai pembungkusan kawat, Anda bisa bergerak dengan cukup cepat.

Gambar-gambar di atas, menunjukkan LED MERAH asli, papan, saya mencoba menunjukkan jejak yang rusak, led baru dalam berbagai tahap pemasangan kabel. Dan akhirnya mereka bekerja di kepala.

Saya juga memiliki video "mulut" Hero Jr yang ketika berbicara, LED menghidupkan "mulut", dan piksel menjalankan contoh Adafruit. Saya belum mengunggahnya, tetapi itu akan segera.

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

2015, Itu adalah waktu yang berbeda - dan proyek yang berbeda. Saya menggunakan 7 Arduino yang berbeda, sebagian besar adalah UNO atau Nano, beberapa MEGA. Saya punya satu hanya untuk memutar MP3 menggunakan pelindung MP3, saya punya satu untuk mengendalikan EMIC 2 speech synthesizer, satu untuk light saber. Pengemudi motor, motor stepper -keypad, daftarnya terus berlanjut. Tak perlu dikatakan lagi, saya telah belajar banyak sejak 2015, dan sejujurnya sungguh menakjubkan bahwa versi 2015 bekerja sebaik itu (saya tidak tahu apa-apa dan belajar dan menebak).

2020 - Karena versi "Star Wars Day" akan selalu digunakan sekali, rencana saya adalah menyederhanakan segalanya dari awal. Pada tahun 2015 saya bermain-main dengan ide menggunakan Raspberry PI, tetapi saya tidak cukup tahu pada saat itu untuk membuatnya bekerja. Saya memutuskan bahwa Arduino Mega 2560 mini akan melakukan apa saja sejauh diperlukan Input/Output, IE: menghidupkan/mematikan motor, menghidupkan stepper/servo, membaca LDR, membaca ultra sonik, membaca pembagi tegangan. Dalam hal ini, Mega pada dasarnya adalah perangkat "dummy", dengan hanya beberapa hal yang benar-benar perlu dilakukan, Tetapi Mega juga digunakan untuk membaca keypad, jadi saya sangat membutuhkan metode komunikasi dua arah antara Mega dan Raspberry PI. Saya memilih untuk menggunakan protokol MQTT, tetapi itu mengusulkan masalah lain bagaimana cara mendapatkannya melalui port serial? Untungnya saya menemukan proyek ini di github "serial2mqtt" https://github.com/vortex314/serial2mqtt Yang benar-benar merupakan jenis gateway, perangkat lunak berjalan pada Raspberry PI - Arduino hanya mengirim pesan serial yang diutarakan dengan benar, dan itu kemudian diteruskan ke broker MQTT. Butuh sedikit waktu untuk membuatnya berfungsi dengan benar, tetapi itu bekerja dengan cukup baik, dan tampaknya melakukan apa yang saya perlukan. Arduino Mega akan mempublikasikan saat online, pembacaan ultrasonik, pembacaan ldr, pembacaan voltase. Ini akan mendengarkan perintah, gerakan motor, gerakan servo, dan apa yang harus dilakukan dengan LED. Sementara semua yang tampak seperti banyak, overhead cukup kecil, dan bekerja cukup baik.

Raspberry PI akan dapat diprogram dengan python, C++, apa saja yang dapat menggunakan port serial, dan menggunakan MQTT. Karena saya tidak akan menggunakan Google dengan AIY, saya perlu menginstal driver, dan memastikannya berfungsi. Keberuntungan lain mematahkan Github untuk melanjutkan, Shivasiddharth membuat GassistPI, dan menemukan apa yang perlu diinstal untuk membuat ini berfungsi, instruksi dapat ditemukan di sini:

PI menghosting broker MQTT, espeak untuk pidato, dan perangkat lunak lain sesuai kebutuhan. Untuk mengaksesnya saya saat ini menggunakan SSH, saya memiliki rencana untuk membangun antarmuka web, tetapi itu bahkan belum selesai. Saya sudah "bermain" dengan belajar python untuk proyek ini, masih banyak program yang belum saya siapkan.

Beberapa catatan khusus di sini:

Mega 2560 Mini asli yang saya miliki adalah tiruan kecil dari Arduino Mega 2560 Asli yang menggunakan chip serial yang sama untuk komunikasi, jadi saat menguji saya hanya menggunakan Mega ukuran penuh di meja kerja. Sayangnya, saya telah menyolder kabel keypad ke papan itu (tidak menyolder pin header, apa yang saya pikirkan, saya berharap saya bisa menyalahkan yang itu pada tahun 2015, tetapi saya tidak bisa) Bagian yang disayangkan, saya memiliki beberapa kabel yang patah off, dan saya tidak bisa mendapatkan lubang yang bersih untuk solder ulang juga. Saya akhirnya pergi ke klon dari klon itu masih Arduino Mega 2560 tetapi versi yang lebih murah, dan dengan chip port serial yang murah. Ini menyebabkan saya beberapa masalah dengan paket yang jatuh sekitar 10% atau lebih, itu tidak cukup untuk menarik semuanya kembali dan coba lagi dengan papan yang berbeda. Tapi itu cukup untuk membuatku sedikit gila. Pada Mega "baru" (versi 2) saya menggunakan wire-wrap dan meninggalkan pin header (hei mungkin ekspansi di masa depan, saya hanya menggunakan 12 atau 13 pin sekarang)

Saya juga mencetak 3D (serta menggunakan kembali beberapa cetakan yang gagal) untuk Raspberry PI, dan Mega Mini. Saya harus mencari file desain jika ada yang menginginkannya. Mereka tidak terlalu bagus karena 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, dalam mount yang dibuat khusus, Mega 2560 Asli yang ingin saya gunakan tetapi benar-benar kacau, pengganti Mega 2560 (v2) yang tidak saya sukai tetapi itu berfungsi, dengan kawat pembungkus, dan dudukan cetak 3D khusus

Langkah 3: Dari Stepper ke Servo

Sayangnya saya tidak mengambil banyak gambar ini, dan saya tidak punya gambar motor stepper lama.

1984 - motor stepper mungkin lebih murah daripada servo besar pada tahun 1984 Saya tidak yakin. Ada pemberhentian terakhir, dan stepper harus pulang sendiri dengan setiap daya menyala. Pikirkan printer 3D dan bagaimana mereka pulang.

2015 - Dalam langkah lain karena tidak benar-benar tahu apa yang saya lakukan, saya menghapus pemberhentian akhir - dan terus menghilangkannya. Seperti yang saya nyatakan sebelumnya, pembuat kecil telah memakan beberapa kabel di stepper, kabel lebih/kurang terbuka dan mulai menimbulkan korosi. Saya terkejut bahwa itu berhasil pada tahun 2015, tetapi berhasil.

2020 - Stepper berhenti bekerja, dan saya mulai mencari penggantinya. Saya menemukan motor servo besar ASMC-04, ini bukan pilihan termurah, tetapi ini adalah salah satu yang lebih baik yang saya temukan. Stepper adalah $50+ dolar dari China, dan dudukan klakson adalah $13 atau $14 lainnya. Bagi saya, manfaatnya menimbang biayanya.

Driver Servo adalah 12 atau 24 volt, sudut rotasi 0 hingga 300 derajat (terbatas dalam sketsa Arduino saya hingga 0 hingga 180), saya dapat mengontrol ini dengan 1 kabel dari Arduino, (2 jika Anda menghitung kabel ground). Ini adalah servo RC torsi tinggi, namun putarannya tidak terlalu cepat.

Kekecewaan ini adalah bahkan jika spesifikasi yang diberikan tampak seperti itu hanya akan dipasang di lubang yang sama dengan stepper, itu tidak cocok dengan benar dan saya harus mengebor lubang baru untuk itu. Dudukan tanduk servo juga jauh lebih besar daripada dudukan motor stepper asli, sehingga lebih banyak lubang yang perlu dibor.

Bagi saya itu sangat mengingatkan saya pada kecepatan stepper, jadi secara keseluruhan penggantian yang baik & sesuatu yang tidak akan Anda perhatikan telah berubah kecuali Anda melihat ke dalam robot.

Foto-foto:

Saya tidak mengambil banyak gambar ini, mungkin ada beberapa lagi di beberapa tempat, tetapi mereka akan terlihat seperti ini.

Langkah 4: Beberapa Gambar Lainnya

Karena saya masih mengerjakan Robot ini (kebanyakan perangkat lunak pada saat ini), saya pikir saya hanya akan membagikan beberapa gambar lagi

Foto-foto:

4 port USB 12v ke 5v 8 amp DC-DC converter, saya tidak dapat menemukan ini lagi, dan saya berharap saya telah membeli beberapa dari mereka.

Baterai LiPo 36v dilepas dari papan hover yang rusak

Gambar bagian dalam robot, kabel, dll. Beberapa gambar pengganti LED, beberapa gambar lagi Arduino Mega w/wire-wrap, gambar ultra-sonic dengan penutup di atasnya (sebenarnya ini adalah cara itu pada tahun 2015)

Gambar bodi tanpa cangkang di atasnya, dan gambar penggunaan konsol untuk mengujinya melalui MQTT.

Itu saja untuk saat ini, Terima kasih telah melihat, dan jika Anda menyukainya, silakan pilih saya:-) Saya dapat menggunakan beberapa bagian lagi untuk proyek LOL - Semoga harimu menyenangkan, dan cobalah untuk aman semuanya.