R2D2pi

A concha de brinquedo R2D2 ganhou vida usando um Raspberry Pi Zero W.

História

Minha filha ganhou um brinquedo R2D2 acreditando que era controlado eletronicamente, apenas para descobrir que era apenas uma concha vazia. Ela ficou muito desapontada, então eu disse que provavelmente conseguiria dar vida a isso. Então é aqui que tudo começou.

O R2D2 é fabricado pela JAKKS PACIFIC.

O desafio era adicionar o componente mecânico que faltava dentro da casca. Felizmente, tenho uma impressora 3D, realmente adoro!

Tive que imprimir algumas peças e juntar alguns eletrônicos. Aqui está o detalhamento:

Engrenagem da cabeça e interruptor óptico da cabeça

A engrenagem principal é montada em um motor DC com engrenagens (canto inferior esquerdo) Eu saí do ebay. O motor é controlado usando um circuito DRV8833 H-Bridge através do circuito de acionamento PCA9685 I2C PWM.

O interruptor de feixe óptico (canto superior direito) é usado com 3 interruptores ópticos. Os interruptores fornecem limites de deslocamento para a cabeça. Os interruptores ópticos são conectados a GPIO regular no RPi.

Suporte para carregador de bateria

Para este projeto, comprei uma bateria de lítio pronta para uso que fornece uma saída de 5V. Tirei as células e o circuito de carga e fiz algumas ferramentas de montagem e um botão para poder pressioná-lo e ver o 4 LED que indica o estado de carga. Eu também adicionei um circuito On / Off para controlar o ciclo do RPi ligado ou desligado. Os motores e todos os circuitos que precisam de muita corrente são ligados diretamente à alimentação de 5V.

Raspberry Pi, PCA9685 e suporte de placa DRV8833

O RPi, PCA9685 e o circuito DRV8833 são montados em um adaptador dentro do shell.

Suporte para motor de perna

Uma das pernas tem a capacidade de subir e descer. Então eu usei um motor HS-422 e removi o circuito interno da unidade e fiz um adaptador para segurar o motor e uma chave óptica. O motor tem um CAM montado nele. O CAM tem um interruptor de feixe embutido para detectar quando a perna está na posição inferior.

Placa de LED (sem impressão 3D aqui ...)

Adicionei 4 LEDs (2 x Vermelho, 1 x Verde e 1 x Azul). Todos esses LEDs vieram de um fio de luz de Natal com defeito. Pode ser mais barato do que isso!

Então montei o LED em uma protoplaca e verifiquei se eles estavam alinhados junto com alguns orifícios de montagem.

Palestrante

Ter som torna este projeto muito mais divertido! Então comprei mais uma vez um alto-falante pronto para uso (barato ...) que também tinha um amplificador. O que comprei era alimentado por 3 pilhas AAA. Tirei o hardware desnecessário e colei na parte interna.

Botões do usuário

Também havia um local para adicionar alguns interruptores de botão. Eu os montei em uma protoplaca e fiz um espaçador (impresso em 3D, é claro!) Para dar a folga adequada para os interruptores.

Gerenciamento de energia

Como este é um brinquedo movido a bateria que usa uma bateria de lítio recarregável, adicionei um circuito para permitir ligar e desligar o RPi de forma limpa. O circuito usa um interruptor de botão para travar a energia. Para desligar, o botão é pressionado novamente e o estado do botão é detectado pelo RPi (GPIO04) para acionar um desligamento limpo.

Todos os circuitos que consomem muita energia são conectados diretamente à fonte de 5V. Isso evita qualquer queda de tensão que causaria uma reinicialização do RPi. O PCA9685 e o DRV8833 são desativados quando o RPi está desligado. Eles são ativados após a execução do programa. O circuito DRV8833 é usado para controlar os motores DC e também para controlar a alimentação do alto-falante e dos interruptores ópticos. Os LEDs são controlados pelo PCA9685.

Adicionando áudio ao RPi Zero

Precisamos adicionar um circuito externo para adicionar áudio ao Raspberry Pi Zero W.

Circuito elétrico

Software

Para controlar o R2D2pi, usei NodeRed com os seguintes nós:

1 - node-red-contrib-pca9685 (controle a placa PCA9685)

2 - node-red-contrib-speakerpi (enviar áudio para o alto-falante)

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

Próximas etapas

Adicione um microfone para reconhecimento de voz

Adicionar um recurso de despertador

O céu é o limite, realmente ...