R2D2pi

Raspberry Pi Zero W를 사용하여 R2D2 장난감 껍데기에 생명을 불어넣었습니다.

스토리

내 딸은 전자적으로 제어되는 R2D2 장난감을 얻었지만 그것이 단지 빈 껍데기일 뿐이라는 것을 알게 되었습니다. 그녀는 매우 실망했고, 그래서 나는 아마 그것을 되살릴 수 있을 것이라고 말했다. 여기에서 모든 것이 시작되었습니다.

R2D2는 JAKKS PACIFIC에서 제작되었습니다.

문제는 쉘 내부에 누락된 기계적 구성요소를 추가하는 것이었습니다. 고맙게도 3D 프린터가 있어서 정말 좋아해요!

몇 가지 부품을 인쇄하고 일부 전자 제품을 조립해야 했습니다. 분석 내용은 다음과 같습니다.

헤드 기어 및 헤드 광 차단기

헤드 기어는 기어드 DC 모터(왼쪽 하단)에 장착되어 있습니다. 모터는 PCA9685 I2C PWM 구동 회로를 통해 DRV8833 H-Bridge 회로를 사용하여 제어됩니다.

광빔 차단기(오른쪽 상단)는 3개의 광 스위치와 함께 사용됩니다. 스위치는 헤드에 대한 이동 제한을 제공합니다. 광 스위치는 RPi의 일반 GPIO에 연결됩니다.

배터리 충전기 마운트

이 프로젝트를 위해 5V 출력을 제공하는 기성품 리튬 배터리를 구입했습니다. 셀과 충전 회로를 꺼내고 충전 상태를 나타내는 4개의 LED를 볼 수 있도록 일부 장착 하드웨어와 버튼을 만들었습니다. 또한 RPi를 켜거나 끄는 주기를 제어하기 위해 켜기/끄기 회로를 추가했습니다. 많은 전류를 필요로 하는 모터와 모든 회로는 5V 전원에 직접 배선됩니다.

라즈베리 파이, PCA9685 및 DRV8833 보드 마운트

RPi, PCA9685 및 DRV8833 회로는 쉘 내부의 어댑터에 장착됩니다.

다리 모터 마운트

한쪽 다리는 위아래로 움직일 수 있습니다. 그래서 HS-422 모터를 사용하고 내부 구동회로를 제거하고 모터와 광스위치를 잡아주는 어댑터를 만들었습니다. 모터에는 CAM이 장착되어 있습니다. CAM에는 다리가 바닥 위치에 있을 때 감지하는 빔 차단기가 내장되어 있습니다.

LED 보드(여기에는 3D 인쇄가 없습니다...)

4개의 LED(2 x Red, 1 x Green 및 1 x Blue)를 추가했습니다. 이 LED는 모두 결함이 있는 크리스마스 조명 끈에서 나왔습니다. 그보다 더 저렴하게 갈 수 있습니다!

그래서 프로토 보드에 LED를 조립하고 장착 구멍과 함께 정렬되었는지 확인했습니다.

스피커

소리가 있으면 이 프로젝트가 훨씬 더 재미있어집니다! 그래서 앰프도 내장된 기성품(저렴한…) 스피커를 다시 한 번 샀습니다. 내가 구입한 것은 3개의 AAA 배터리로 구동되는 배터리였습니다. 불필요한 하드웨어를 꺼내서 안쪽 쉘에 붙였습니다.

사용자 버튼

몇 개의 푸시 버튼 스위치를 추가할 수 있는 곳도 있었습니다. 스위치에 적절한 간격을 주기 위해 스페이서를 제작한 프로토 보드(물론 3D 인쇄!)에 조립합니다.

전원 관리

충전식 리튬 배터리를 사용하는 배터리 구동 장난감이라 깔끔하게 RPi를 켜고 끌 수 있는 회로를 추가했습니다. 회로는 푸시 버튼 스위치를 사용하여 전원을 켭니다. 버튼을 끄려면 버튼을 다시 누르십시오. 버튼의 상태는 RPi(GPIO04)에 의해 감지되어 완전히 종료됩니다.

전력 소모가 많은 모든 회로는 5V 공급 장치에 직접 배선됩니다. 이것은 RPi의 재설정을 야기할 수 있는 전압 강하를 방지하기 위한 것입니다. RPi가 꺼져 있으면 PCA9685와 DRV8833이 모두 비활성화됩니다. 프로그램이 실행된 후에 활성화됩니다. DRV8833 회로는 두 DC 모터를 제어하는 ​​데 사용되며 스피커 및 광 스위치에 대한 전원도 제어합니다. LED는 PCA9685에 의해 제어됩니다.

RPi Zero에 오디오 추가

Raspberry Pi Zero W에 오디오를 추가하려면 외부 회로를 추가해야 합니다.

전기 회로

소프트웨어

R2D2pi를 제어하기 위해 다음 노드와 함께 NodeRed를 사용했습니다.

1 – node-red-contrib-pca9685(PCA9685 보드 제어)

2 – node-red-contrib-speakerpi (스피커로 오디오 보내기)

3 – node-red-dashboard(웹 GUI 구축에 사용)