R2D2pi

使用 Raspberry Pi Zero W 使 R2D2 玩具外壳栩栩如生。

故事

我女儿买了一个 R2D2 玩具，以为它是电子控制的，结果发现它只是一个空壳。她很失望，所以我说我可以让它活起来。所以这就是一切的开始。

R2D2 由 JAKKS PACIFIC 制造。

挑战在于添加外壳内缺少的机械部件。谢天谢地，我有一台 3D 打印机，我真的很喜欢它！

我不得不打印一些零件并组装一些电子产品。这是细分：

头部齿轮和头部光遮断器

头部齿轮安装在我从 ebay 上下来的齿轮直流电机（左下角）上。电机由DRV8833 H桥电路通过PCA9685 I2C PWM驱动电路控制。

光束断续器（右上）与 3 个光开关一起使用。开关为头部提供行程限制。光开关连接到 RPi 上的常规 GPIO。

电池充电器支架

对于这个项目，我购买了一个提供 5V 输出的现成锂电池。我取出电池和充电电路，并制作了一些安装硬件和一个按钮，以便能够按下它以查看指示充电状态的 4 个 LED。我还添加了一个开/关电路来控制 RPi 的开或关循环。电机和所有需要大量电流的电路都直接连接到 5V 电源。

Raspberry Pi、PCA9685 和 DRV8833 板安装

RPi、PCA9685和DRV8833电路安装在外壳内的适配器上。

腿部马达支架

其中一条腿具有上下移动的能力。所以我使用了一个 HS-422 电机并移除了内部驱动电路并制作了一个适配器来固定电机和一个光开关。电机上安装了一个凸轮。 CAM 内置光束中断器，可检测支腿何时处于底部位置。

LED 板（这里没有 3D 打印……）

我添加了 4 个 LED（2 个红色、1 个绿色和 1 个蓝色）。这些 LED 都来自有缺陷的圣诞灯串。可以比那个便宜！

因此，我将 LED 组装在原型板上，并确保它们与一些安装孔对齐。

扬声器

有声音确实让这个项目更有趣！所以我又买了一个现成的（便宜的……）扬声器，里面也有一个放大器。我买的那个是用 3 节 AAA 电池供电的。我把不需要的硬件拿出来粘在内壳上。

用户按钮

还有一个地方可以添加几个按钮开关。我将它们组装在原型板上，并制作了一些垫片（当然是 3D 打印的！）为开关提供适当的间隙。

电源管理

由于这是一个使用可充电锂电池的电池供电玩具，我添加了一个电路，允许以干净的方式打开和关闭 RPi。该电路使用按钮开关来锁定电源。再次按下按钮关闭按钮，RPi (GPIO04) 感应到按钮的状态以触发干净关闭。

所有耗电电路都直接连接到 5V 电源。这是为了防止任何会导致 RPi 复位的电压降。当 RPi 关闭时，PCA9685 和 DRV8833 都被禁用。它们在程序运行后启用。 DRV8833 电路用于控制直流电机，还控制扬声器和光开关的电源。 LED由PCA9685控制。

将音频添加到 RPi 零

我们需要添加一个外部电路来给树莓派零W添加音频。

电路

软件

为了控制 R2D2pi，我使用了 NodeRed 和以下节点：

1 – node-red-contrib-pca9685（控制PCA9685板）

2 – node-red-contrib-speakerpi（发送音频到扬声器）

3 – node-red-dashboard（用于构建Web GUI）