Modern Donanımlı Heathkit Hero Jr Robot'u Yükseltin: 4 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:17

Bu bitmiş bir projeden çok devam eden bir çalışmadır, lütfen okurken bunu aklınızda bulundurun. teşekkürler

Bu robotu nereden aldığım ve onunla ilgili planlarım hakkında biraz. (2015 Yıldız Savaşları Günü projesinden bir resim)

Muhtemelen 2005'te bir zamandı, karım ve ben yerel bir bit pazarındaydık, sadece etrafa bakıyorduk, gerçekten bir şey aramıyorduk. Dışarıda kurulum yapan yaşlı bir çiftçi vardı, o yerin arka tarafındaydı ve pek fazla insan mallarına bakmayacaktı. Gidip bakan biri olduğuma sevindim.

Bu küçük robotu vardı, elbette ne olduğunu biliyordum. Ne kadar istediğini sordum ve şok oldum, şok oldum, size söylüyorum - 20,00 dolar istedi. O zaman bana, muhtemelen son 20 yıldır bir ahırda olduğunu ve daha yakından bakınca içinde tüylü yaratıcıların yaşadığını söyledi. Teller çiğnenmişti, ana kart büyük oranda tahrip olmuştu. Piller kullanılamaz hale geldi. Olay karmakarışıktı ve bu konuda olabildiğim kadar güzel.

Hatta tüm kartuşları yanındaydı ve göz önüne alındığında oldukça iyi görünüyorlardı.

Nasıl göründüğüne rağmen, gençliğimden beri istediğim bir şey gördüm. Çiftçiye 20 dolar verdim ve teşekkür ettim. Ödülümü arabaya geri taşıyorum.

Elektroniğe bakmaya başlamak ve neyin işe yarayıp neyin yaramadığını görmek için yeterince temizlenmesi yaklaşık bir ay sürdü. Sonunda ben de güç alabildim, şaşırtıcı bir şekilde kendi kendine kontrolünden geçti - diye düşündüm, hey, temizlemek için biraz çalışmam gerekse bile bu harika bir şeydi. Eh, bir kez kendi kendine kontrolünden geçti, o kadar, bir daha asla geçmesini sağlayamadım.

Ana kartları söktüm, sattım.

Tahrik motorunu ve step motoru kontrol ettim (stepte paslanmaya başlayan ve en iyi durumda olmayan kablolar vardı), ancak ikisi de çalıştı, bu yüzden onları tutuyorum.

Robotu bir tür sergi parçası olarak koydum çünkü ne yapmak istediğimden pek emin değildim.

2015'in sonlarında katıldığım bir grup yapımcı ve tamirciye yerel kütüphanemiz için "Yıldız Savaşları Günü" için bir şeyler yapmak isteyip istemediğimiz soruldu. Arduino mikro denetleyicilerini kullanarak yaşam. Ben de bunu yaptım - biraz daha fazla parlama yaptım ve içinde 7 Arduino kullandım….muhtemelen ihtiyacım olandan daha fazlasını, ama o sırada hala öğreniyordum. Ve o zamanlar başka bir şekilde nasıl yapacağımı bilmediğim "çok görevli" olmasını istedim. Bu projeyi burada belgeledim:

Bu 2015'ti, ışın kılıcı kaldırıldı ve o projeye özgü Arduino'ların çoğu kaldırıldı. Özel bir şey olmasını istemiyorsanız, çoğunlukla bir Arduino bunu çalıştırabilir. Robot, sergi parçası olarak mekanına geri döndü. Yol boyunca birkaç şey öğrendim ve o zamanlar güç kaynağını bile yükseltecektim. Zaman elimden gelenin en iyisini yaptı ve sadece 12v ila 5v 4 bağlantı noktalı bir USB 8 amper kartı sipariş ettim. Maalesef o tahtayı şu anda hiçbir yerde bulamıyorum, yapmayı bıraktılar mı yoksa ? Ama o tahta bile şimdiye kadar bir kutunun içindeydi.

Orijinal projenin hedeflerinden biri, onu olabildiğince eski görünmesini sağlamak, ancak donanımın çoğunu modern şeylerle değiştirmekti. 2020'de LED'lerini daha sonra RGB'ye (neopiksel) yükseltmeye karar verdim. Amaç hala vintage görünmesini sağlamak, bence kırmızı dışında bir renk kullanana kadar öyle.

Bu proje bir Arduino Mega 2560 mini (klon kartı, hoşuma gitmedi), A Raspberry Pi 3+, Orijinal Google AIY kartı/hoparlör/mikrofon kullanıyor, step motoru bir ASMC-04 servo motor, bir 36v ile değiştirdi LIPO pili kırık bir uçan tahtadan çekildi. 36v ila 12v 5amp DC-DC dönüştürücüm ve 4 bağlantı noktalı 12v ila 5v 8amp USB cihazım var. Ucuz bir ultrasonik ve LDR, Oldukça fazla 3D baskılı montaj parçası. 8 küçük ws2812 led (neopiksel olarak da bilinir), birkaç cat5 keystone ve kısa bir cat5 kablosu. (2015 projesinden bir voltaj bölücü kaldı, ancak 36v değil 12v/24v içindi, bu yüzden doğru değil. Düzeltilmesi gerekiyor) ve bir L298 motor sürücüsü kullanıyorum (ayrıca 2015 projesinden kalma)

Orijinal 1984 robotu - 12v DC tahrik motorundan geriye kalanlar, orijinal tuş takımının yanı sıra orijinal "yeşil güç" led'i de hala çalışıyor. Kabuk ve çerçeve hala aynı. Ama bu kadar. Diğer her şey değiştirildi.

Bu, bu noktada hala devam eden bir çalışma - Hala Raspberry PI için bazı python yazılımı yapmaya çalışıyorum, Arduino taslağında bulduğum birkaç küçük sorunu çözmem gerekiyor (çoğunlukla çalışıyor). Şaka yollu söylüyorum bu hiç bitmeyecek projelerden biri. Bu noktada LED'lerin hepsi çalışıyor, Ultrasonik çalışıyor, LDR çalışıyor, Servo motor çalışıyor, Tahrik motoru ileri gidiyor, geri değil (izlemem gereken kopuk tel). 36v ila 12v çalışır ve 12v ila 5v çalışır, Raspberry Pi açılır, Arduino PI'yi kapatır. Çoğunlukla donanım kablolu ve çalışıyor. Şimdi hepsi yazılım.

Adım 1: LED'ler ve Yükseltme

Orijinal 1984 modelinde LED'ler lehimliydi, bana sorarsanız "garip" olmaları gerekiyordu, tahtadan çıkmaları gerekiyordu, ancak lehim LED'lerle aynı taraftaydı. 2015'te bu LED'lerin bazıları çalıştı, bazıları çalışmayanları değiştiremedim, ancak bu bazılarının çok kararmasına neden oldu ve bazıları hiç çalışmadı. Tahtaya yakından baktığınızda, lehim pedlerinden birkaçının kalktığını ve kırıldığını görebilirsiniz.

Hepsi aynı 5v pozitifini paylaştı, bu yüzden onları açmak veya kapatmak için zemini değiştirirsiniz. Bildiğim bir şey ama bu hoşuma gitmedi. Biliyorsunuz, bir Arduino çiziminde normalde "YÜKSEK" açıktır ve "DÜŞÜK" normalde kapalıdır - bu durumda, "YÜKSEK" LED'leri kapatıyordu ve "DÜŞÜK" yanıyordu. LED'lerde ters mantık.

2015'te o zamanlar endişelenecek daha önemli şeylerim olduğu için bu slayta izin verdim.

Bu yıl, WS2812 RGB LED'lerin fikrini sevdiğime karar verdim, ucuz ve kullanımı kolay, tek veri hattı kullanıyorlar ve sadece 5v ve toprağa ihtiyaç duyuyorlar. Bunlar 5 mm LED'ler, bu yüzden standart bir LED'in sığdığı hemen hemen her şeye çok güzel uyuyorlar. Onları eBay'de buldum, genellikle bu tür LED'ler için ödediğimden biraz daha fazlaydılar, ancak Amerika'dan sipariş vermeyi seçtim bu sefer çünkü Çin'den nakliye çok uzun sürüyor. Bu yüzden biraz daha fazla ödeyin, çok daha hızlı alın. 10 LED bana 10,00 dolara mal oldu, sanırım fena değil, ama aynı zamanda çok da iyi bir fiyat değil.

Bunları kablolamak oldukça kolay ve basit, bir zemin, bir pozitif (5v), bir veri girişi ve bir veri çıkışı var. Eski bir bağlantı yöntemi kullanmayı ve bunları tel sarmayı seçiyorum. Benim düşüncem, eğer onları lehimleyecek olsaydım, verileri sıraya koymak ve verileri sıraya koymak daha zor olurdu, ayrıca kabloları çok fazla kesersem daha da zor olabilir, zaten deliklere tam olarak sığmazlardı. Hero Jr. Tel sarma ile onları biraz hareket ettirebilir ve biraz daha iyi şekillendirebilirim.

Onları bağladıktan sonra onları bir Arduino UNO'ya bağladım ve neopikseller için Adafruit'teki örneklerden birini kullandım. Her şeyin işe yaramasına sevindim. Onları robot kafasına yerleştirdim ve ikisini de devre kartından korumak ve biraz daha iyi yerinde tutmak için üzerlerine çift arka bant yapıştırdım.

Daha sonra onları tekrar Arduino'ya bağladım ve bir kabloya çarpmadığımdan veya kısa devre yapmadıklarından emin olmak için örneği tekrar çalıştırdım. Her şey çalıştı. Her şeyi kablolamak biraz zaman aldı, ama dürüst olmak gerekirse, kablo sarmaya başladığınızda oldukça hızlı bir şekilde ilerleyebilirsiniz.

Yukarıdaki resimler orijinal KIRMIZI LED'leri gösteriyor, tahta, kırık izleri, yeni ledlerin çeşitli aşamalarda kablolanmasını göstermeye çalıştım. Ve sonunda kafada çalışıyorlar.

Ayrıca, konuşurken LED'lerin bir "ağız" canlandırdığı Hero Jr "ağız" ve Adafruit örneklerini çalıştıran piksellerin videoları var. Henüz yüklemedim, ama bu yakında olacak.

2. Adım: Raspberry PI Google AIY ve Arduino Mega 2560 Mini

2015, Farklı bir zaman ve farklı bir projeydi. 7 farklı Arduino kullandım, çoğu UNO veya Nano, birkaç MEGA idi. Bir MP3 kalkanı kullanarak MP3 çalmak için bir tane vardı, bir tane EMIC 2 konuşma sentezleyicisini kontrol etmek için, bir tane de ışın kılıcı için. Motor sürücüsü, step motor -tuş takımı, liste uzayıp gidiyor. 2015'ten bu yana çok şey öğrendiğimi söylemeye gerek yok ve dürüst olmak gerekirse, 2015 sürümünün olduğu kadar iyi çalışması şaşırtıcı (hiçbir şey bilmiyorum ve öğreniyorum ve tahmin ediyorum).

2020 - "Yıldız Savaşları Günü" versiyonu her zaman tek kullanımlık olacağından, planlarım en başından itibaren işleri basitleştirmekti. 2015 yılında o zamanlar bir Raspberry PI kullanma fikriyle oynadım, ancak o zamanlar gerçekten işe yarayacak kadar bilgim yoktu. Bir Arduino Mega 2560 mini'nin Giriş/Çıkış gerekli olduğu sürece her şeyi yapacağına karar verdim, IE: motoru aç/kapat, step/servoyu çevir, LDR'yi oku, ultra soniği oku, voltaj bölücüyü oku. Bu durumda, Mega temelde "sahte" bir cihazdır, gerçekten yapması gereken sadece birkaç şey vardır, Ama Mega aynı zamanda tuş takımını okumak için de kullanılıyor, bu yüzden Mega arasında iki yönlü bir iletişim yöntemine gerçekten ihtiyacım vardı. ve Ahududu PI. MQTT protokolünü kullanmayı seçiyorum, ancak bu, seri bağlantı noktasından nasıl elde edileceğine dair başka bir sorun önerdi? Şans eseri bu projeyi github "serial2mqtt" üzerinde buldum https://github.com/vortex314/serial2mqtt Gerçekten bir tür ağ geçidi olan yazılım Raspberry PI üzerinde çalışır - Arduino sadece doğru ifade edilmiş seri mesajı gönderir ve bu daha sonra MQTT komisyoncusuna iletilir. Düzgün çalışmasını sağlamak biraz zaman aldı, ancak oldukça iyi çalıştı ve yapmam gerekeni yapıyor gibi görünüyor. Arduino Mega çevrimiçi olduğunda ultrasonik okuma, ldr okuma, voltaj okuması yayınlayacaktır. Komutları, motor hareketlerini, servo hareketini ve LED'lerle ne yapacağını dinleyecektir. Bütün bunlar çok gibi görünse de, ek yük oldukça küçüktür ve oldukça iyi çalışır.

Raspberry PI, seri bağlantı noktasını ve MQTT'yi kullanabilen hemen hemen her şey python, C++ ile programlanabilir olacaktır. AIY ile Google'ı kullanmayacağım için sürücüleri yüklemem ve çalıştığından emin olmam gerekiyordu. Github'a bir başka şans daha kırdı, Shivasiddharth GassistPI'yi yaptı ve bu işi yapmak için tam olarak ne kurulması gerektiğini anladı, talimatlar burada bulunabilir:

PI, MQTT aracısını, konuşma için espeak'i ve gerektiğinde diğer yazılımları barındırır. Erişmek için şu anda SSH kullanıyorum, bir web arayüzü oluşturma planlarım var, ancak bu tamamlanmaya yakın bile değil. Bu proje için python öğrenerek "oynadım", henüz hazır çok fazla programım yok.

Burada bazı özel notlar:

Sahip olduğum orijinal Mega 2560 Mini, iletişim için aynı seri çipi kullanan Orijinal Arduino Mega 2560'ın küçük bir klonuydu, bu yüzden test ederken çalışma tezgahında tam boy bir Mega kullandım. Maalesef tuş takımı kablolarını o panoya lehimlemiştim (başlık pimlerini lehimlemeden, ne düşünüyordum, keşke 2015'te bunu suçlayabilseydim, ama yapamam) Talihsiz kısım, o kablolardan birkaçı koptu. kapalı ve ben de yeniden lehimlemek için temiz bir delik bulamadım. Sonunda bir klonun klonuna gittim, bu hala bir Arduino Mega 2560 ama daha ucuz bir versiyon ve ucuz bir seri port çipi ile. Bu bana %10 civarında bırakılan paketlerle ilgili bazı sorunlara neden oluyor, her şeyi geri çekip farklı bir tahta ile tekrar denemek yeterli değil. Ama bu beni biraz çıldırtmaya yetiyor. "Yeni" (sürüm 2) Mega'da tel sarma kullandım ve başlık pinlerini bıraktım (hey belki gelecekteki genişleme, şu anda sadece 12 veya 13 pin kullanıyorum)

Ayrıca Raspberry PI ve Mega Mini için 3D baskılı (ve bazı başarısız baskıları yeniden kullandım) yuvalar da yaptım. İsteyen olursa tasarım dosyalarını bulmam gerekir. Birkaç delik açmak veya onları biraz şekillendirmek için döner bir alet kullandığım için çok iyi değiller, ama eğer biri isterse onları ararım.

Yukarıdaki resimler: Google AIY Hat ile Raspberry PI 3+, özel yapım bir montajda, Orijinal Mega 2560, kullanmak istedim ama gerçekten berbattı, yedek Mega 2560 (v2) o kadar mutlu değildim ama o tel sarma tel ve özel 3D baskılı montaj ile çalışır

Adım 3: Step'ten Servo'ya

Ne yazık ki bunun çok fotoğrafını çekmedim ve eski step motorun hiç fotoğrafı yok.

1984 - 1984'te bir step motor muhtemelen büyük bir servodan daha ucuzdu, emin değilim. Son duraklar vardı ve step, her güç açıkken kendi kendine eve dönmek zorunda kaldı. 3D yazıcıyı ve eve nasıl geldiklerini düşünün.

2015 - Ne yaptığımı gerçekten bilmeden başka bir hareketle, son durakları kaldırdım - ve onları kaybetmeye devam ettim. Daha önce de belirttiğim gibi küçük yaratıcılar step üzerindeki tellerin bir kısmını yemişler, teller az/çok açıkta kalmış ve paslanmaya başlamışlardı. 2015'te işe yaramasına şaşırdım ama işe yaradı.

2020 - Stepper çalışmayı durdurdu ve yenisini aramaya başladım. ASMC-04 büyük servo motora rastladım, bu en ucuz seçenek değildi ama bulduğum daha iyilerinden biriydi. Step, Çin'den 50 dolardan fazla dolardı ve korna montajı 13 veya 14 dolardı. Benim için faydaları maliyetten ağır bastı.

Servo sürücü ya 12 ya da 24 volttur, dönüş açısı 0 ila 300 derecedir (Arduino taslağımda 0 ila 180 ile sınırlıdır), bunu arduinodan 1 tel ile kontrol edebilirim, (bir topraklama kablosu sayarsanız 2). Yüksek torklu bir RC servo, ancak dönüşte gerçekten o kadar hızlı değil.

Bunun hayal kırıklığı, sağlanan özelliklerin step ile aynı deliklere monte edilecek gibi görünmesine rağmen, doğru şekilde eşleşmedi ve bunun için yeni delikler açmam gerekti. Servo korna montajı da orijinal step motor montajından çok daha büyüktür, bu nedenle daha fazla delik açılması gerekiyordu.

Bana göre bu bana stepperin hızını hatırlatıyor, bu yüzden iyi bir değiştirme ve robotun içine bakmadığınız sürece fark etmeyeceğiniz bir şey değişti.

Resimler:

Bunun pek fotoğrafını çekmedim, bir kaç yerde daha olabilir ama hemen hemen buna benzeyecekler.

4. Adım: Daha Fazla Resim

Hala bu Robot üzerinde çalıştığım için (çoğunlukla bu noktada yazılım) birkaç resim daha paylaşayım dedim.

Resimler:

4 port USB 12v - 5v 8 amper DC-DC dönüştürücü, artık bunu bulamıyorum ve keşke birkaç tane satın alsaydım.

36v LiPo pil kırık bir vurgulu tahtadan çıkarıldı

Robotun içinin resimleri, teller, vb. LED değişimlerinin birkaç resmi, Arduino Mega w/wire-wrap'in birkaç resmi, üzerini örten ultrasonik resmi (aslında 2015'te böyleydi)

Üzerinde kabuk olmayan gövdenin resimleri ve MQTT üzerinden test etmek için bir konsol kullanma resmi.

Şimdilik bu kadar, Aradığınız için teşekkürler ve beğendiyseniz, lütfen bana oy verin:-) Projeler için biraz daha parça kullanabilirim LOL - İyi günler ve herkese güvende olmaya çalışın.