R2D2pi

El caparazón de juguete R2D2 cobró vida con una Raspberry Pi Zero W.

Historia

Mi hija consiguió un juguete R2D2 creyendo que estaba controlado electrónicamente, solo para descubrir que era solo un caparazón vacío. Ella estaba muy decepcionada, así que le dije que probablemente podría hacerlo cobrar vida. Así que aquí es donde empezó todo.

El R2D2 está fabricado por JAKKS PACIFIC.

El desafío era agregar el componente mecánico que faltaba dentro del caparazón. Afortunadamente, tengo una impresora 3D, ¡me encanta!

Tuve que imprimir algunas partes y armar algunos componentes electrónicos. Aquí está el desglose:

Cabezal e interruptor óptico de cabezal

El engranaje principal está montado en un motor de CC con engranajes (abajo a la izquierda) que salí de eBay. El motor se controla mediante un circuito de puente en H DRV8833 a través del circuito de control PCA9685 I2C PWM.

El interruptor de haz óptico (arriba a la derecha) se usa con 3 interruptores ópticos. Los interruptores proporcionan límites de recorrido a la cabeza. Los interruptores ópticos están conectados a GPIO normal en el RPi.

Soporte para cargador de batería

Para este proyecto, compré una batería de litio estándar que proporciona una salida de 5V. Saqué las celdas y el circuito de carga e hice algunos accesorios de montaje y un botón para poder presionarlo y ver los 4 LED que indican el estado de carga. También agregué un circuito de encendido / apagado para controlar el ciclo de encendido o apagado del RPi. Los motores y todos los circuitos que necesitan mucha corriente están conectados directamente a la fuente de 5V.

Montaje en placa para Raspberry Pi, PCA9685 y DRV8833

El circuito RPi, PCA9685 y DRV8833 están montados en un adaptador dentro de la carcasa.

Soporte de motor para patas

Una de las piernas tiene la capacidad de subir y bajar. Entonces usé un motor HS-422 y quité el circuito de impulsión interno e hice un adaptador para sostener el motor y un interruptor óptico. El motor tiene una CAM montada en él. El CAM tiene un interruptor de haz incorporado para detectar cuando la pierna está en la posición inferior.

Tablero LED (aquí no se imprime en 3D…)

Agregué 4 LED (2 x rojo, 1 x verde y 1 x azul). Todos estos LED provienen de una cadena de luces navideñas defectuosa. ¡Puede salir más barato que eso!

Así que monté el LED en una placa proto y me aseguré de que estuvieran alineados con algunos orificios de montaje.

Orador

¡Tener sonido hace que este proyecto sea mucho más divertido! Así que compré una vez más un altavoz estándar (barato ...) que también tenía un amplificador. El que compré funcionaba con pilas con 3 pilas AAA. Saqué el hardware innecesario y lo pegué en la carcasa interior.

Botones de usuario

También había un lugar para agregar un par de interruptores de botón. Los ensamblo en un protoboard y hice un espaciador (¡impreso en 3D, por supuesto!) Para dar el espacio adecuado para los interruptores.

Administración de energía

Dado que este es un juguete que funciona con baterías que usa una batería de litio recargable, agregué un circuito para permitir encender y apagar el RPi de una manera limpia. El circuito utiliza un interruptor de botón para enganchar la energía. Para apagar el botón se presiona nuevamente y el estado del botón es detectado por el RPi (GPIO04) para activar un apagado limpio.

Todos los circuitos que consumen mucha energía están conectados directamente a la fuente de 5V. Esto es para evitar cualquier caída de voltaje que pudiera causar un reinicio del RPi. El PCA9685 y el DRV8833 están desactivados cuando el RPi está apagado. Se habilitan después de que se ejecuta el programa. El circuito DRV8833 se utiliza para controlar ambos motores de CC y también controla la alimentación del altavoz y los interruptores ópticos. Los LED están controlados por el PCA9685.

Agregar audio a RPi Zero

Necesitamos agregar un circuito externo para agregar audio a la Raspberry Pi Zero W.

Circuito eléctrico

Software

Para controlar el R2D2pi utilicé NodeRed con los siguientes nodos:

1 - node-red-contrib-pca9685 (Controla la placa PCA9685)

2 - node-red-contrib-speakerpi (Enviar audio al altavoz)

3 - node-red-dashboard (usado para construir una GUI web)