R2D2pi

Игрушечная оболочка R2D2, воплощенная в жизнь с помощью Raspberry Pi Zero W.

История

Моя дочь получила игрушку R2D2, полагая, что она управляется электроникой, просто чтобы узнать, что это всего лишь пустая оболочка. Она была очень разочарована, поэтому я сказал, что, возможно, смогу оживить ее. Вот где все началось.

R2D2 производится JAKKS PACIFIC.

Задача заключалась в том, чтобы добавить механический компонент, отсутствующий внутри оболочки. К счастью, у меня есть 3D-принтер, он мне очень нравится!

Мне пришлось распечатать несколько деталей и собрать немного электроники. Вот разбивка:

Головное устройство и головной оптический прерыватель

Головной редуктор установлен на мотор-редукторе постоянного тока (внизу слева), который я получил с ebay. Двигатель управляется с помощью H-мостовой схемы DRV8833 через управляющую схему PCA9685 I2C PWM.

Прерыватель оптического луча (вверху справа) используется с 3 оптическими переключателями. Переключатели обеспечивают ограничение хода головы. Оптические переключатели подключены к обычному GPIO на RPi.

Крепление для зарядного устройства

Для этого проекта я купил готовую литиевую батарею с выходным напряжением 5 В. Я вынул элементы и схему зарядки, сделал монтажное оборудование и кнопку, чтобы можно было нажать на нее, чтобы увидеть 4 светодиода, указывающих состояние заряда. Я также добавил схему включения / выключения для управления циклом включения или выключения RPi. Двигатели и все цепи, требующие большого тока, подключены напрямую к источнику питания 5 В.

Крепление на плате Raspberry Pi, PCA9685 и DRV8833

RPi, PCA9685 и схема DRV8833 устанавливаются на переходнике внутри корпуса.

Крепление для двигателя на ноге

Одна из ног может подниматься и опускаться. Поэтому я использовал двигатель HS-422, удалил внутреннюю схему привода и сделал адаптер для крепления двигателя и оптического переключателя. На двигателе установлен САМ. В САМ встроен прерыватель луча, который определяет, когда опора находится в нижнем положении.

Светодиодная панель (здесь нет 3D-печати…)

Я добавил 4 светодиода (2 красных, 1 зеленый и 1 синий). Все эти светодиоды произошли от дефектной рождественской гирлянды. Может пойти дешевле!

Итак, я собрал светодиод на прототипной плате и убедился, что они совпадают с некоторыми монтажными отверстиями.

Спикер

Наличие звука делает этот проект намного веселее! Так что я снова купил готовую (дешевую…) колонку, в которой также был усилитель. Тот, который я купил, питался от 3 батареек AAA. Я вынул ненужное оборудование и приклеил его на внутреннюю часть корпуса.

Пользовательские кнопки

Также было место для добавления пары кнопочных переключателей. Я собираю их на макетной плате и делаю прокладку (конечно, напечатанную на 3D-принтере!), Чтобы обеспечить необходимый зазор для переключателей.

Управление питанием

Поскольку это игрушка с батарейным питанием и перезаряжаемой литиевой батареей, я добавил схему, позволяющую включать и выключать RPi в чистом виде. В схеме используется кнопочный переключатель для фиксации питания. Чтобы выключить, нажмите кнопку еще раз, и RPi (GPIO04) определяет состояние кнопки, чтобы запустить полное выключение.

Все энергоемкие цепи подключены напрямую к источнику питания 5 В. Это сделано для предотвращения любого падения напряжения, которое может вызвать сброс RPi. PCA9685 и DRV8833 отключаются, когда RPi выключен. Они активируются после запуска программы. Схема DRV8833 используется для управления обоими двигателями постоянного тока, а также управляет питанием динамика и оптических переключателей. Светодиод управляется PCA9685.

Добавление звука в RPi Zero

Нам нужно добавить внешнюю схему для добавления звука в Raspberry Pi Zero W.

Электрическая схема

Программное обеспечение

Для управления R2D2pi я использовал NodeRed со следующими узлами:

1 - node-red-contrib-pca9685 (управление платой PCA9685)

2 - node-red-contrib-speakerpi (Отправить звук на говорящего)

3 - node-red-dashboard (используется для создания веб-интерфейса)

Дальнейшие действия

• Добавить микрофон для распознавания голоса.

• Добавить функцию будильника.

• Небо - предел, правда…

Пользовательские детали и корпуса

Крепление цепи аккумулятора - Часть 3

Кнопки цепи батареи - Часть 4

Крепление для платы Proto Board на RPi - Часть 1

Узнать больше…

R2D2pi