R2D2Pi: Mengubah Mainan R2D2 Kosong menjadi Robot Berbasis Raspberry Pi
R2D2Pi adalah proyek DIY yang menghidupkan cangkang mainan R2D2 JAKKS Pacific kosong dengan Raspberry Pi Zero W, bagian cetak 3D khusus, dan elektronik off-the-shelf yang terjangkau.
Cerita
Anak saya membeli mainan plastik R2D2 berharap ia bisa bergerak, hanya untuk menemukan bahwa itu hanyalah cangkang. Terus terang, saya menggabungkan passion saya untuk pencetakan 3D dengan hacking Raspberry Pi.
Fondasi Mekanikal
Mainan asli tidak memiliki bagian yang bergerak. Menggunakan printer 3D, saya merancang dan mencetak gear kepala,aktuator kaki, dan bracket pemasangan.
Mekanisme Kepala & Optical Interrupter
Motor DC bergerigi (dipersiapkan dari eBay) menggerakkan kepala. Motor dikontrol melalui DRV8833 H-bridge, yang diberi daya oleh driver PWM I²C PCA9685. Tiga saklar optik membentuk batas perjalanan kepala dan terhubung ke GPIO Pi.
Manajemen Baterai
Saya menggunakan kembali paket sel lithium komersial yang mengeluarkan 5 V. Setelah menghapus charger built-in, saya memasang sel, menambahkan array LED status (empat LED yang menunjukkan tingkat charge), dan mengintegrasikan sirkuit on/off daya. Perangkat daya tinggi berjalan langsung dari rel 5 V untuk menghindari penurunan tegangan.
Inti Elektronik
Raspberry Pi Zero W, papan PCA9685, dan pengontrol DRV8833 dipasang pada adapter di dalam cangkang. PCB kustom menyimpan speaker, tombol pengguna, dan sirkuit manajemen daya.
Pengaktifan Kaki
Kaki kanan diangkat menggunakan motor HS-422 dengan driver yang dihapus. Cam dan optical interrupter mendeteksi posisi terendah kaki. Motor dan drive-nya diberi daya dari rel 5 V.
Pencahayaan LED
Empat LED (2 × Merah, 1 × Hijau, 1 × Biru) yang diambil dari rangkaian lampu Natal yang rusak di-solder pada protoboard dan diratakan dengan lubang pemasangan untuk integrasi yang mudah.
Sistem Audio
Speaker baterai murah dengan amplifier built-in (aslinya diberi daya oleh tiga sel AAA) dimodifikasi dan ditempel di dalam cangkang. Audio di-routing melalui Raspberry Pi Zero.
Antarmuka Pengguna
Dua tombol push dipasang pada spasi cetak 3D dan dihubungkan ke protoboard untuk antarmuka tactile yang bersih.
Sirkuit Manajemen Daya
Tombol push latching menyala dan mematikan Pi. GPIO 4 Pi memantau tombol untuk memicu shutdown yang elegan. Saat mati, PCA9685 dan DRV8833 dinonaktifkan; mereka diaktifkan setelah perangkat lunak mulai. DRV8833 mengontrol kedua motor DC, speaker, dan saklar optik, sementara PCA9685 mengemudi array LED.
Menambahkan Audio ke Pi Zero
Sirkuit eksternal ditambahkan ke Pi Zero untuk mendukung output audio, detailnya dalam skema yang sertakan.
Stack Perangkat Lunak
Kontrol ditangani di Node-RED dengan node-node berikut:
- node-red-contrib-pca9685 – mengemudi papan PWM PCA9685
- node-red-contrib-speakerpi – streaming audio ke speaker
- node-red-dashboard – menyediakan GUI berbasis web
Peningkatan Masa Depan
- Tambahkan mikrofon untuk pengenalan suara
- Implementasikan fitur jam pengingat
- Jelajahi kemungkinan kreatif tambahan
Bagian Kustom & Enclosure
Desain detail untuk montir baterai, casing tombol, dan enclosure Raspberry Pi tersedia di file yang ditautkan.
R2D2Pi – Pintu masuk Anda ke dunia hobi robotika.
