【训练营】 多彩旋转木马音乐盒 - 基于Hi3861 - 嘉立创EDA开源硬件平台

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标准版 【训练营】 多彩旋转木马音乐盒 - 基于Hi3861

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简介:基于Hi3861控制的旋转木马,Not机器🐱、🐶、🐒、🕷、🦝、🦖、☠️、、、

开源协议: GPL 3.0

(未经作者授权,禁止转载)

创建时间: 2022-06-20 20:27:24
更新时间: 2024-02-29 08:57:34
描述

灵感

网上先观摩了一遍四足机器人,除了机器狗、还有B站小电视📺,那么怎么设计才不会雷同呢,在思考🤔(加班)了一阵之后,有思路了。

  1. 🐴旋转木马:控制四只小马运动,外加一个匀速转动的电机或舵机。毕竟hi3861支持的舵机可达16个。
  2. 🚠倒挂缆车:四条腿倒挂在绳子上,可以四肢爬行的。
  3. 咋不上天呢,如图:

 

分析

基于舵机的想个圆形运动,每条腿能活动的方向基本是在一个平面内的固定范围。那么就能用一条腿的平面运动实现“小贱钟”项目。机器狗如果要转动方向,则需要控制四条腿的运动距离来实现。


由于使用的舵机是5V的电压,8个电流应该比较大,需要功率电源,普通电脑的USB也许无法带动。查看立创的LM1084S-5.0/TR原件手册,具有降压稳压、限流功能,支持输入8V~20V,推荐12V。

 

设计

  1. 舵机模块2个一组,驱动一个木马跑动,添加三个方向的螺丝孔,适合安装到不同的位置,也可以改到其他玩具上面。
  2. PCB尽量小;或者和旋转木马平台一样大,支持把舵机用螺丝拧上。
  3. 电源采用PD充电器,支持5V-3A电源供电,无需降压。电池的话,需要使用两节18650电池添加降压电路才行。
  4. 多余IO口可以控制彩色LED灯效。多余舵机可以控制音乐盒的转动,需要把原来的发条结构改一下。

 

制作过程

购买拆解旋转木马,丈量尺寸:

 

 

设计PCB,领券:

PCB设计摆好之后填表等待领券,结果回了趟家回来过了激活日期,两张PCB打样券和两张商城50元过期了😭。

于是厚着脸皮在联系群管理、莫工、橘子。还好橘子人美有耐心ღ( ´・ᴗ・` )。又发了一张PCB打样券和商城50元券,巨亏¥70。

 

打板,物料购买:

SG90电机大部分是塑料齿轮,MG90S有金属齿轮,要选择180度的才能精确控制角度,360度不行。

在淘宝批发了电机结果两天后还没发货,问说是疫情不能发😒,于是感觉退款换一家。

芯片竟然用micro的立创纸盒包装

 

狗腿打印:

最初准备设计修改3D模型,结果没做好,于是直接拿着准备尝试使用3维猴打印,第二天审核后接到电话模型尺寸太小,是几毫米。

正准备再次修改时,在群里看到插画师的 https://oshwhub.com/njgeda/gou-gong-zhi-zhang 纯PCB狗子,于是赶紧拿着狗腿打板。

到了之后手工打磨,此处应有伤口✋🏻😭🔪🔨☠️,千万小心!

 

 

 

焊接组装:

一定要控制好温度和时间,保证元件不受损坏,最近坏了好几个不同型号主控了。。。

 

软件调试:

刷入官方固件,配网保证电脑和模块的IP在同一个网段,就可以不用AP模式调试了,电脑依然有网络。

让舵机动起来比较容易。让他安静下来,优雅的活动就需要慢慢调教了,

官方自带的例子🌰能够初始化、做一些固定的动作,但是执行动作的中途是无法取消的,只能等执行完,才能做下一个动作。

对固件进行修改适合旋转木马使用:

  • 去除html缓存文件,不需要每次修改网页源码后,通过串口烧录固件清除文件。网页ota更新固件调试更方便🤪。
  • 新增正常模式,四条腿直立战立,点击后⏹停止正在进行的动作。
  • 新增摇一摇模式,更适合旋转木马🐴情景。去除页面重复的动作。
  • 动作增加可以使用 DogLeg.exe  进行模拟编辑,添加到固件中,待完善🧚🏻‍♀️。
  • 动作频率及速度调优,动得太快,电机声音过大,需要软件优化。

 

 

问题总结:

  1. PCB上每个引脚都标记清楚,原件也标记出值。组装时再去扒文档、电路图挺费时间的。
  2. 电机大功率的一定要计算确认好电流,通电时还要预备充足电流:
  3. 电子元件选型要确认好,开关要确认通断的引脚,焊接之后开关短路,封装问题。虽然立创官方更新了。
    • 电源选择,能支持足够电流、具有关段效果的最好
    • 保护电路选择,自恢复保险丝要确定好参数
  4. 烧录固件开机后大量 hi_i2c_write(XX) failed, 8001182H,仔细检查多个地方
    • 主控不工作?看着hi3861上有个大圆焊点,但是烧录、AP功能都正常,问群友也是这样,排除。
    • 主控和pca9685旁的滤波电容问题?重新换一遍新的、飞一个电容,问题依旧。
    • pca9685型号参数不对?看了看丝印没问题,pca9685pw,112和pca9685pw,118查看datasheet两个型号基本一致。
    • 上拉电阻问题,10k的上拉电阻导致的。最佳1.8k,换了4.7k问题解决。。。

 

至此旋转木马完成了从成熟到稚嫩的转变

 

 

延时结营了,那就刚好把软件进行调优:

  1. 移植websocket服务到hi3861, 内存占用精简到不超过2k。
  2. 修改狗腿模拟软件,调整狗腿关节长度及delta角度,连接hi3861的websocket服务,实时角度传递到狗腿上进行仿真动作调试
  3. 修改估计编译烧录流程,路由器设置hi3861静态IP,虚拟机编译完成自动ota更新,无需接电脑usb烧录、按键重启。

实时仿真视频见附件, 注意测试固件先去掉狗腿,装一个能指指示角度的横杆。

https://oshwhub.com/attachments/2022/7/4PfNait5HyIzECxuOhYGTWe1S9zRgGUOZCtXcbs1.qt

再次提醒,做好防护,注意安全。电、热、锋利、粉尘 

B站视频:https://www.bilibili.com/video/BV11r4y177wG

 

设计图
原理图
1 /
PCB
1 /
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