ارتقاء روبات Heathkit Hero Jr با سخت افزار مدرن: 4 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:52

این بیشتر یک کار در حال پیشرفت است تا یک پروژه تمام شده ، لطفاً هنگام خواندن آن را در نظر داشته باشید. با تشکر

کمی در مورد این ربات ، جایی که آن را دریافت کردم و برنامه هایم برای آن. (تصویر از پروژه روز جنگ ستارگان 2015)

احتمالاً در سال 2005 بود که من و همسرم در یک بازار فروش محلی بودیم ، ما فقط به اطراف خود نگاه می کردیم ، در واقع به دنبال چیزی نبودیم. یک کشاورز مسن تر بود که بیرون کار کرده بود ، او در نزدیکی محل قرار داشت و افراد زیادی قرار نبود به کالاهای او نگاه کنند. خوشحالم که کسی بودم که رفت و نگاه کرد.

او این ربات کوچک را داشت ، البته من می دانستم که چیست. من پرسیدم چقدر می خواهد ، و شوکه شده ، شوکه شده به شما می گویم - او کل 20.00 دلار می خواست. در آن زمان بود که او به من گفت که احتمالاً در حدود 20 سال گذشته در انبار بوده است و با نگاه دقیق تر ، سازندگان خزدار در آن زندگی می کردند. سیم ها جویده شده بودند ، تخته اصلی بیشتر خراب شده بود. باتری ها قابل استفاده نبودند. اوضاع به هم ریخته بود و این تا آنجا که می توانم در مورد آن خوب است.

حتی تمام کارتریج ها را همراه خود داشت و با توجه به ظاهر آنها بسیار خوب به نظر می رسید.

علیرغم ظاهر آن ، من چیزی را دیدم که از جوانی می خواستم. من 20 دلار به کشاورز دادم و از او تشکر می کنم. جایزه ام را به ماشین می برم.

تقریباً یک ماه طول کشید تا آن را به اندازه کافی تمیز کنید تا بتوانید به وسایل الکترونیکی نگاه کنید و ببینید چه چیزی کار می کند ، و چه چیزی نه. من سرانجام توانستم قدرت را نیز به دست آورم ، به طرز شگفت انگیزی از خودآزمایی گذشت - من فکر کردم ، هی ، این عالی بود ، حتی اگر مجبور بودم برای تمیز کردن آن کارهایی انجام دهم. خوب ، یک بار از خودآزمایی گذشت ، همین بود ، من هرگز نتوانستم دوباره آن را تصویب کنم.

تخته های اصلی را کشیدم ، فروختم.

موتور درایو و استپر موتور (استپر سیم هایی داشت که شروع به خوردگی کرده بودند و در بهترین شرایط نبودند) را بررسی کرد ، اما هر دو کار کردند ، بنابراین آنها را نگه می دارم.

من ربات را به عنوان یک قطعه نمایش قرار دادم ، زیرا خیلی مطمئن نبودم که می خواهم با چه کار کنم.

در اواخر سال 2015 از گروهی از سازندگان و کارگران تئاتر که به آنها ملحق شدم پرسیده شد که آیا می خواهیم برای "روز جنگ ستارگان" برای کتابخانه محلی خود کاری انجام دهیم ، بنابراین فکر کردیم و من گفتم اگر "قهرمان جونیور" را به خانه برگردانم چطور؟ زندگی با استفاده از میکروکنترلرهای آردوینو و این همان کاری است که من انجام دادم - من به آن فلر اضافی دادم و از 7 آردوینو در آن استفاده کردم … احتمالاً بیشتر از آنچه نیاز داشتم ، اما در آن زمان هنوز در حال یادگیری بودم. و من می خواستم آن را "چند کاره" کند که در آن زمان نمی دانستم چگونه انجام دهم. من آن پروژه را در اینجا مستند کردم:

خوب ، آن سال 2015 بود ، شمشیر روشن حذف شد و اکثر آردوینوها که مخصوص آن پروژه بودند. در صورت عدم تمایل به اتفاق خاصی ، آردوینو می تواند این کار را انجام دهد. این ربات به عنوان یک قطعه نمایش به فضای خود بازگشت. در طول راه چند چیز یاد گرفتم و حتی در آن زمان قصد داشتم منبع تغذیه او را بالا ببرم. زمان بهترین استفاده را از من کرد و من فقط یک برد 12 ولت تا 5 ولت 4 پورت USB 8 آمپر سفارش دادم. متأسفانه من نمی توانم آن صفحه را در هیچ نقطه ای از خط پیدا کنم ، نمی دانم آیا آنها آن را متوقف کردند یا نه؟ اما حتی آن تخته تا به حال در یک جعبه نشسته بود.

یکی از اهداف پروژه اصلی این بود که تا آنجا که می توانم ظاهر قدیمی داشته باشم ، اما اکثر سخت افزارها را با وسایل مدرن جایگزین کنم. در سال 2020 ، من تصمیم گرفتم حتی LED های او را بعداً بیشتر به RGB (نئوپیکسل) ارتقا دهم. هدف هنوز این است که ظاهری قدیمی داشته باشد ، فکر می کنم تا زمانی که از رنگ دیگری به غیر از قرمز استفاده نکنید.

این پروژه از یک Arduino Mega 2560 mini (تخته کلون ، من دوست ندارم) ، A Raspberry Pi 3+ ، برد اصلی/بلندگو/میکروفون Google AIY استفاده می کند ، موتور پله ای را با یک سروو موتور ASMC-04 ، 36v جایگزین کرد. باتری LIPO از برد خراب شناور بیرون کشیده شد. من یک مبدل DC-DC 36 ولت به 12 ولت 5 آمپر و دستگاه USB 4 پورت 12 ولت به 5 ولت 8 آمپر دارم. یک مافوق صوت ارزان قیمت و LDR ، تقریباً سه پایه برای چاپ سه بعدی. 8 LED کوچک ws2812 (همچنین به عنوان نئوپیکسل نیز شناخته می شود) ، چند عدد سنگ کلید cat5 و یک کابل کوتاه cat5. (تقسیم ولتاژ از پروژه 2015 باقی مانده است ، اما برای 12 ولت/24 ولت بود نه 36 ولت ، بنابراین درست نیست. باید تعمیر شود) ، و من از یک درایور موتور L298 استفاده می کنم (همچنین از پروژه 2015 باقی مانده است)

آنچه از ربات اصلی 1984 باقی مانده است - موتور درایو DC 12 ولت ، صفحه کلید اصلی همچنان کار می کند ، و همچنین چراغ اصلی "قدرت سبز". پوسته و قاب همچنان یکسان است. اما همین است. همه چیز دیگر جایگزین شده است.

این هنوز در حال پیشرفت است - من هنوز روی ساختن برخی نرم افزارهای پایتون برای Raspberry PI کار می کنم ، باید چند مشکل کوچک را که در طرح آردوینو پیدا کردم برطرف کنم (بیشتر کار می کند). به شوخی می گویم این یکی از آن پروژه هایی است که هرگز به پایان نمی رسد. در این مرحله ، LED ها همه کار می کنند ، اولتراسونیک کار می کند ، LDR کار می کند ، موتور سروو کار می کند ، موتور درایو به جلو حرکت می کند ، نه معکوس (سیم شکسته ای که باید دنبالش کنم). 36v تا 12v کار می کند و 12v تا 5v کار می کند ، Raspberry Pi قدرت می گیرد ، Arduino PI را خاموش می کند. بیشتر سخت افزارها سیم دار هستند و کار می کنند. حالا همه چیز نرم افزاری است.

مرحله 1: LED ها و ارتقاء

اگر از من بپرسید ، در مدل اصلی 1984 چراغ های LED لحیم شده بودند ، اما آنها باید از صفحه خارج شوند ، اما لحیم کاری در همان سمت LED ها قرار داشت. در سال 2015 برخی از این LED ها کار کردند ، برخی دیگر نتوانستم آنهایی را که کار نمی کردند جایگزین کنم ، اما این باعث شد برخی از آنها بسیار کم نور شوند و برخی دیگر هرگز کار نکردند. با نگاهی دقیق به تخته ، ممکن است متوجه شوید که برخی از لنت های لحیم کاری بالا آمده و شکسته شده اند.

همه آنها 5 ولت یکسان داشتند ، بنابراین برای روشن یا خاموش کردن آنها ، زمینه را تغییر دهید. چیزی که من می دانم یک چیز است ، اما من آن را دوست نداشتم. می دانید ، در طرح آردوینو معمولاً "HIGH" روشن است و "LOW" معمولاً خاموش است - خوب در این حالت ، "HIGH" LED ها را خاموش می کرد و "LOW" روشن است. منطق معکوس در LED ها

در سال 2015 من فقط اجازه دادم این اسلاید را لغو کنم زیرا در آن زمان نکات مهمتری داشتم.

امسال ، من تصمیم گرفتم که ایده LED های WS2812 RGB را دوست دارم ، آنها ارزان هستند و استفاده از آنها آسان است ، از یک خط داده استفاده می کنند و فقط به 5 ولت و زمین نیاز دارند. اینها LED های 5 میلی متری هستند ، بنابراین تقریباً در همه مواردی که یک LED استاندارد مناسب آنها است بسیار مناسب هستند. من آنها را در eBay پیدا کردم ، آنها کمی بیشتر از آنچه معمولاً برای این نوع LED ها پرداخت می کنم ، بودند ، با این حال من سفارش از ایالات متحده را انتخاب می کنم. این بار زیرا حمل و نقل از چین بسیار طولانی طول می کشد. بنابراین کمی بیشتر پرداخت کنید ، آنها را خیلی سریعتر دریافت کنید. 10 LED برای من 10 دلار هزینه دارد ، حدس می زنم بد نباشد ، اما قیمت خوبی نیز ندارد.

سیم کشی اینها بسیار آسان و مستقیم است ، زمینه ، مثبت (5 ولت) ، داده وارد و خروجی وجود دارد. من استفاده از یک روش قدیمی برای اتصال را انتخاب می کنم و اینها را با سیم پیچ می کنم. تصور من این بود که اگر بخواهم آنها را لحیم کنم ، ترسیم داده ها و خطوط در خطوط سخت تر می شود ، همچنین اگر سرنخ ها را بیش از حد برش دهم ، ممکن است سخت تر باشد ، آنها به درستی در سوراخ های موجود در قبل قرار نمی گیرند. Hero Jr.

بعد از اینکه آنها را سیم کشی کردم ، آنها را به UNO آردوینو وصل کردم و یکی از نمونه های Adafruit را برای نئوپیکسل ها استفاده کردم. خوشحالم که همه چیز کار کرد. آنها را در سر ربات قرار دادم و نوار پشتی دوتایی روی آنها گذاشتم تا هم از صفحه مدار محافظت کند و هم آنها را بهتر در جای خود نگه دارم.

سپس آنها را به آردوینو متصل کردم و مثال را دوباره اجرا کردم ، فقط برای اینکه مطمئن شوم که به سیم برخورد نکرده ام ، یا مطمئن شوم که آنها کوتاه نمی آیند. همه چیز کار کرد. کمی طول کشید تا همه چیز را سیم کشی کرد ، اما راستش را بخواهید هنگامی که شروع به بسته بندی سیم می کنید ، می توانید به سرعت حرکت کنید.

تصاویر بالا ، LED های RED اصلی ، برد را نشان می دهد ، من سعی کردم آثار شکسته شده ، led های جدید را در مراحل مختلف سیم کشی نشان دهم. و در نهایت آنها در سر کار می کنند.

من همچنین فیلم هایی از "دهان" Hero Jr دارم که وقتی صحبت می کند ، LED ها یک "دهان" را زنده می کنند ، و پیکسل هایی که نمونه های Adafruit را اجرا می کنند. من هنوز آنها را بارگذاری نکرده ام ، اما به زودی خواهد آمد.

مرحله 2: Raspberry PI Google AIY و Arduino Mega 2560 Mini

2015 ، زمان متفاوتی بود - و پروژه ای متفاوت. من از 7 آردوینو مختلف استفاده کردم ، اکثر آنها UNO یا Nanos بودند ، چند MEGA. من فقط یکی برای پخش MP3 با استفاده از محافظ MP3 داشتم ، یکی برای کنترل سینت سایزر گفتار EMIC 2 ، یکی برای شمشیر سبک. راننده موتور ، موتور پله ای -کلید ، لیست همچنان ادامه دارد. نیازی به گفتن نیست که من از سال 2015 چیزهای زیادی آموخته ام و صادقانه بگویم شگفت انگیز است که نسخه 2015 به همان خوبی کار می کرد (من هیچ چیز نمی دانم و یاد می گیرم و حدس می زنم).

2020 - از آنجا که نسخه "روز جنگ ستارگان" همیشه یک بار استفاده می شد ، برنامه های من ساده سازی همه چیز از ابتدا بود. در سال 2015 من با ایده استفاده از Raspberry PI اسباب بازی کردم ، اما در آن زمان به اندازه کافی نمی دانستم که این کار را انجام دهد. من تصمیم گرفتم که Arduino Mega 2560 mini تا جایی که ورودی/خروجی مورد نیاز است ، هر کاری را انجام دهد ، IE: روشن/خاموش کردن موتور ، استپر/سروو را روشن کنید ، LDR را بخوانید ، فراصوت را بخوانید ، تقسیم ولتاژ را بخوانید. در این مورد ، مگا اساساً یک دستگاه "ساختگی" است ، فقط چند کار را باید انجام دهد ، اما مگا برای خواندن صفحه کلید نیز استفاده می شود ، بنابراین من واقعاً به روشی برای ارتباط دو طرفه بین مگا نیاز داشتم. و Raspberry PI. من استفاده از پروتکل MQTT را انتخاب می کنم ، اما این مشکل دیگری را مطرح می کند که چگونه می توان آن را از روی پورت سریال عبور داد؟ خوشبختانه من این پروژه را در github "serial2mqtt" https://github.com/vortex314/serial2mqtt پیدا کردم که در واقع یک نوع دروازه است ، نرم افزار روی Raspberry PI اجرا می شود - آردوینو فقط پیام سریال درست فرموله شده را ارسال می کند ، و آن این است که سپس به کارگزار MQTT منتقل شد. کمی طول کشید تا عملکرد آن به درستی انجام شود ، اما بسیار خوب کار کرد و به نظر می رسد آنچه را که برای انجام آن نیاز دارم انجام می دهد. Arduino Mega در صورت آنلاین بودن ، قرائت اولتراسونیک ، قرائت ldr ، قرائت ولتاژ منتشر می شود. به دستورات ، حرکات حرکتی ، حرکت سروو و آنچه با LED ها باید انجام شود گوش می دهد. در حالی که همه چیز زیاد به نظر می رسد ، سربار بسیار کوچک است و نسبتاً خوب کار می کند.

Raspberry PI با python ، C ++ ، تقریباً در هر چیزی که بتواند از پورت سریال استفاده کند و از MQTT استفاده کند ، قابل برنامه ریزی است. از آنجا که قصد نداشتم از Google با AIY استفاده کنم ، باید درایورها را نصب کنم و مطمئن شوم که کار می کند. یک شانس دیگر Github را از سر گرفت ، Shivasiddharth make GassistPI ، و آنچه را که باید برای این کار نصب شود ، پیدا کرد ، دستورالعمل ها را می توانید در اینجا پیدا کنید:

PI میزبان کارگزار MQTT ، برای گفتار و سایر نرم افزارها در صورت نیاز است. برای دسترسی به آن ، من در حال حاضر از SSH استفاده می کنم ، برنامه هایی برای ایجاد یک رابط وب دارم ، اما این حتی به انجام آن نزدیک نیست. من برای یادگیری پایتون در این پروژه "بازی" می کنم ، اما هنوز برنامه های زیادی آماده ندارم.

چند نکته ویژه در اینجا:

مگا 2560 مینی اصلی من یک کلون کوچک از Arduino Mega 2560 اصلی بود که از همان تراشه سریال برای ارتباط استفاده می کرد ، بنابراین هنگام آزمایش فقط از یک مگا اندازه کامل در نیمکت کار استفاده کردم. متأسفانه من سیمهای صفحه کلید را به آن صفحه لحیم کرده بودم (پین های سربرگ را بدون لحیم کاری ، به چه چیزی فکر می کردم ، ای کاش می توانستم آن را در سال 2015 سرزنش کنم ، اما نمی توانم) قسمت تأسف بار ، من چند تا از آن سیم ها را محکم کردم خاموش ، و من نمی توانم یک سوراخ تمیز برای لحیم کاری مجدد نیز دریافت کنم. در نهایت به سراغ کلون یک کلون رفتم که هنوز نسخه آردوینو مگا 2560 اما نسخه ارزان تری است و دارای تراشه پورت سریال ارزان است. این باعث ایجاد مشکلاتی در مورد بسته های بسته شده در حدود 10 or یا بیشتر می شود ، این کافی نیست که همه چیز را بیرون بکشم و دوباره با یک برد دیگر امتحان کنم. اما این فقط کافی است که من را کمی دیوانه کند. در "جدید" (نسخه 2) مگا من از سیم پیچ استفاده کردم و پین هدر را ترک کردم (سلام شاید در آینده ، من فقط از 12 یا 13 پین استفاده می کنم)

من همچنین مانت هایی برای Raspberry PI و Mega Mini برای چاپ سه بعدی (و همچنین استفاده مجدد از برخی چاپهای ناموفق) استفاده کردم. اگر کسی بخواهد فایل های طراحی را پیدا کند. آنها خیلی خوب نیستند ، زیرا من از یک ابزار چرخشی برای برش چند سوراخ یا شکل دادن آنها استفاده کردم ، اما اگر کسی آنها را بخواهد ، به دنبال آنها می گردم.

تصاویر بالا: Raspberry PI 3+ with Google AIY Hat، in a custom made، Original Mega 2560 همان چیزی که می خواستم از آن استفاده کنم اما واقعاً خراب شد با سیم پیچ دار و پایه چاپ سه بعدی سفارشی کار می کند

مرحله 3: از Stepper به Servo

متأسفانه من زیاد از این عکس نگرفتم و هیچ تصویری از موتور پله ای قدیمی ندارم.

1984 - مطمئن نیستم که یک موتور پله ای ارزان تر از یک سروو بزرگ در سال 1984 باشد. ایستگاه های پایانی وجود داشت و استپر مجبور بود با هر بار روشن شدن به خانه برسد. به چاپگرهای سه بعدی و نحوه استقرار آنها فکر کنید.

2015 - در حرکت دیگری که واقعاً نمی دانستم چه کار می کنم ، ایستگاه های پایانی را حذف کردم - و آنها را از دست دادم. همانطور که قبلاً بیان کردم ، سازندگان کوچک برخی از سیم های استپر را خورده بودند ، سیم ها بیشتر/کمتر در معرض دید قرار گرفته و شروع به خوردگی می کردند. من تعجب می کنم که در سال 2015 کار کرد ، اما این کار را کرد.

2020 - استپر کار خود را متوقف کرد و من شروع به جستجوی جایگزین کردم. با سروو موتور بزرگ ASMC-04 برخورد کردم ، این ارزان ترین گزینه نبود ، اما یکی از بهترین هایی بود که پیدا کردم. استپر از چین 50 دلار+ دلار و پایه شاخ 13 دلار یا 14 دلار دیگر بود. برای من مزایای آن هزینه را بیشتر کرد.

درایور سرو 12 یا 24 ولت است ، زاویه چرخش 0 تا 300 درجه (در طرح آردوینو من محدود به 0 تا 180 است) ، من می توانم آن را با 1 سیم از آردوینو کنترل کنم (اگر 2 سیم زمین را حساب کنید) 2 عدد به این یک سروو RC با گشتاور بالا است ، اما در چرخش واقعا سریع نیست.

ناامیدکننده این امر حتی این بود که مشخصات ارائه شده به نظر می رسید که فقط در سوراخ های استپر نصب می شود ، به درستی مطابقت نداشت و مجبور شدم سوراخ های جدیدی را برای آن ایجاد کنم. پایه شاخ سروو نیز بسیار بزرگتر از پایه استپر موتور اصلی است ، بنابراین سوراخ های بیشتری نیاز به سوراخ شدن دارد.

به نظر من سرعت استپر را بسیار به من یادآوری می کند ، بنابراین روی هم رفته یک جایگزین خوب و چیزی که متوجه آن نمی شوید تغییر کرده است مگر اینکه به داخل ربات نگاه کنید.

تصاویر:

من عکسهای زیادی از این عکس نگرفتم ، ممکن است چند عکس دیگر در آنجا باشد ، اما تقریباً شبیه اینها خواهند بود.

مرحله 4: چند عکس دیگر

از آنجا که من هنوز روی این ربات کار می کنم (بیشتر نرم افزاری در این مرحله است) فکر کردم فقط چند عکس دیگر به اشتراک می گذارم

تصاویر:

مبدل 4 پورت USB 12v به 5v 8 آمپر DC-DC ، دیگر نمی توانم آن را پیدا کنم ، و ای کاش یکی از آنها را خریداری کرده بودم.

باتری 36V LiPo از روی برد خراب برداشته شده است

تصاویری از داخل ربات ، سیم ، و غیره. چند تصویر دیگر از جایگزینی های LED ، چند تصویر دیگر از آردوینو مگا با سیم پیچ ، تصویری از فراصوت با پوشش روی آن (در واقع این همان چیزی است که در سال 2015 بود)

تصاویری از بدنه بدون پوسته روی آن ، و تصویری از استفاده از کنسول برای آزمایش روی MQTT.

در مورد آن در حال حاضر ، از نگاه شما متشکرم ، و اگر دوست دارید ، لطفاً به من رای دهید:-) من می توانم از قسمت های بیشتری برای پروژه ها استفاده کنم LOL - روز خوبی داشته باشید و سعی کنید همه در امنیت باشید.