R2D2Pi：将空心 R2D2 玩具改装为树莓派驱动机器人

R2D2Pi 是一个 DIY 项目，用树莓派 Zero W、定制 3D 打印件和廉价现成电子元件，让空心 JAKKS Pacific R2D2 玩具外壳“活”起来。

故事

女儿买了个塑料 R2D2 期望它能动，发现只是个空壳。为让它动起来，我结合 3D 打印热情与树莓派黑客技术。

原玩具无任何活动部件。用 3D 打印机设计打印头部齿轮、腿部执行器和安装支架。

齿轮直流电机（eBay 采购）驱动头部。电机经 DRV8833 H 桥控制，由 PCA9685 I²C PWM 驱动器供电。三个光学开关作为头部行程限位，接树莓派 GPIO。

利用商用锂电池组输出 5V。拆除内置充电器，安装电芯，加状态 LED 阵列（四 LED 指示电量），集成开关电路。大电流设备直连 5V 总线避免压降。

树莓派 Zero W、PCA9685 板、DRV8833 控制器安装在内部适配器上。定制 PCB 集成扬声器、用户按钮和电源管理电路。

右腿用 HS-422 电机（拆除驱动器）抬起。凸轮和光学中断器检测腿部最低位置。电机及驱动从 5V 总线供电。

四 LED（2 红、1 绿、1 蓝）从废弃圣诞灯串拆下，焊在万用板上，对准安装孔便于集成。

廉价自带放大器的电池供电扬声器（原三节 AAA 供电）改装粘在壳内。音频经树莓派 Zero 输出。

两个按钮安装在 3D 打印隔离柱上，接万用板，提供清晰触觉界面。

自锁按钮控制 Pi 开关机。Pi GPIO 4 监测按钮触发优雅关机。关机时 PCA9685 和 DRV8833 禁用；软件启动后启用。DRV8833 控制两直流电机、扬声器和光学开关；PCA9685 驱动 LED 阵列。

外部电路添加到 Pi Zero 支持音频输出，详见附带原理图。

控制用 Node-RED，节点包括：

电池座、按钮外壳、树莓派外壳等详细设计文件见链接。

R2D2Pi – 你的机器人爱好入门之作。

制造工艺