Metroid Hybrid

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Metroid Hybrid

Release status: experimental [box doku]

MH Sphere-half.jpg
Description Hybrid aus PC, Wii und Mikrocontrollern; kugelförmiges, leuchtendes, bewegliches CaseCon-Projekt
http://www.planetmodding.de/
Author(s)  Christian (deaddealer)
Last Version  0.21 (19.01.2013)
Platform  Linux/Windows, Arduino
License  CC BY ND.png,


Metroid und Wii sind eingetragene Markennamen von Nintendo.

Dieses Werk bzw. Inhalt steht unter einer [Namensnennung-Keine Bearbeitung 3.0 Unported (CC BY-ND 3.0) Lizenz].



Einführung

Dieses Projekt ist ein CaseCon (Neubau eines Computergehäuses). Es ist ein Fanprojekt der Nintendo-Spielereihe "Metroid". Die Kugelform des Gehäuses beruht auf einer Verwandlungsart der Hauptdarstellerin der Spiele. Durch ein Upgrade für ihre Ganzkörperrüstung kann sie sich in eine Kugel verwandeln und so z.B. durch schmale Bereiche rollen.

Das Projekt erfordert Kenntnisse im Bearbeiten von Metall, Platinenfertigung, Programmierung verschiedener Plattformen (PC, Mikrocontroller, Smartphone/Android) sowie das Erstellen von Dokumentationen. Ein Teil der Dokumentation ist dieser Wiki-Artikel. Hier werden laufend Informationen zu den verschiedenen Abschnitten des Projekts zusammengefasst. Aktuelle Ereignisse sind auf meiner Webseite PlanetModding.de zu finden!


Hardware etc.

  • div. Schaltnetzteile für 5V (11,0A), 12V (6,25A) und 24V (3,1A) Spannungsversorgung
  • Raspberry Pi
  • Nintendo Wii
  • Touchscreen
  • flexible Silicontastatur
  • Lautsprecher
  • Gehäuse besteht u.A. aus Edelstahl-Halbkugeln
  • tonnenweise Leds
  • Bedienung und Überwachung des Rechners von extern über Smartphone, intern über Touchscreen und selbst gebautem Bedienpanel
  • RS-485 Bus zur Kommunikation der einzelnen Controller


Todo-Liste

  • Plan erstellen über Material- und Zeitaufwendungen - "done"
  • Kostenplanung - übersprungen, weil zu unübersichtlich geworden, aber viel viel teuer ;)
  • Entwürfe machen (Mechanik und Elektronik) - done


  • Anfertigen der mechanischen Komponenten - in Arbeit
  • Platinen für Steuerungen machen - in Arbeit
  • Verdrahtung - in Arbeit
  • µController programmieren (einfache Steuerungsaufgaben, Schutz vor Logikfehlern, Beleuchtung etc.) - in Arbeit
  • Bedieninterface (PC-seitig)
  • Bedieninterface (Smartphone)
  • Debugging
  • Casecon optisch aufbereiten

Videos

72 Leds in 3 Strängen mit je 24 Leds (für eine Kugelhälfte)

Beta Led-Strang im Kreis angeordnet

Erster Led-Strang im Beta Stadium für Metroid Hybrid

Platine unter Papier

DycoLeds auf eigener Platine

50 Leds mit Arduino Uno und DycoLed-lib 1.2.1

Test mit 8 Leds (eigene Bibliothek für Arduino)

Erster Test

Mechanik und Antrieb

Das Gehäuse und viele Komponenten sollen beweglich gemacht werden. Daher wurden verschiedene Konzepte erstellt, um diesen Plan umzusetzen. Hier eine kurze Auflistung:


  • Gehäuse(-hälften): Druckkopfantrieb eines gebrauchten Tintendruckers fährt mittels Zahnriemen und DC-Motor die beiden linear gelagerten Kugelhälften seitlich auseinander. Die Positionserfassung wird aus dem Drucker übernommen und besteht aus einem Folienmaßstab und einem optischen Sensor, der die relative Position erfasst; absolute Endpunkte werden über Lichtschranken zusätzlich montiert. Im Falle eines Fehlers der Messelektronik unterbrechen mechanische Endschalter die Stromzufuhr des Motors. Damit die beiden Kugelhälften wirklich gleich zufahren, kann man mittels Stellschrauben die Positionen der linearen Führungen einstellen. Federn ermöglichen beim Schließen einen leichten Anpressdruck, Stifte an den Innenkanten sorgen für ein Einrasten der Hälften ineinander, um Bewegung beim Transport und bei leichten Stößen zu verhindern.
  • Bildschirm: Ebenfalls etwas aus dem Drucker, und zwar die Papiereinzugswalze. Diese nutzt ein ähnliches Messystem wie der Druckkopf, hier handelt es sich aber um eine kreisförmige Folie, die auf der Antriebsachse sitzt. Auch hier werden die oben genannten Endschalter zusätzlich eingebaut.
  • Tastatur: Unter die Silicontastatur werden 3 Bleche geklebt. Die Tastatur kann so auf ein bewegliches Gestell gesetzt werden, in dem sich Magneten befinden. Bei Nichtgebrauch, bzw. Schließen des Gehäuses, falten 2 Servos die Tastatur zusammen. Dieses Konzept erlaubt das flexible Entfernen der Tastatur aus dem Rechner, um sie auf den Schreibtisch zu legen. Eine Kombination aus optischen und mechanischen Sensoren erfasst die korrekte Positionierung der Tastatur in der Vorrichtung sowie die korrekte Endlage der Vorrichtung.
  • Lautsprecher: Diese werden hinter dem Bildschirm montiert und können mittels Schwenkmechanik und Servos seitlich ausgefahren werden. Hier gibt es nur Endschalter für die beiden Zustände "Ausgefahren" und "Eingeklappt", denn die Boxen sind nicht herausnehmbar wie die Tastatur.
  • Deko: Die bekannten "Metroids" (quallenartige Wesen aus den gleichnamigen Spielen) werden mit Servos bewegt, um einen lebendigen Zustand zu simulieren. Hier wird nur die Position der Ruhestellung mittels Endschalter erfasst, um ein sicheres Schließen des Gehäuses zu gewährleisten.


Bilder

Ein paar Bilder von verschiedenen Planungs- und Bauphasen:

so ähnlich wie der vordere, schwarze Morphball soll der Rechner am Ende aussehen (Bild (c)DJGrenola @ http://www.metroid2002.com ) Verlinkung des Bildes leider nicht mehr möglich, geht auf der Webseite auf backgrounds und sucht da nach "Backgrounds by DJGrenola "
ein paar käuflich erworbene Bauteile, die ich mal ausgelegt habe MH Bauteile-Uebersicht.jpg
die Kugelhälften werden zuerst angezeichnet, um sie später abzutrennen MH Kuppe-anzeichnen.jpg
zusammensetzen der angezeichneten Kugelhälften mittels Klebeband MH First test.jpg
Gehäuse-Bauteile gedremelt und ausgelegt MH Sphere-parts.jpg
mit Sketchup wurden die einzelnen Elemente des Stahlrahmens geplant, auf dem später alle Bauteile befestigt wurden. Der Aufbau versteht sich gespiegelt, da ja 2 Seiten existierenMH Halterung1.jpg
der Rahmen wurde freundlicherweise von einem Mitarbeiter meiner ehemaligen Ausbildung geschweißt, gerichtet und entgratet. Die Maße wurden nahezu perfekt eingehalten *Lob*MH Halbkugel-und-Innenrahmen.jpg
nicht mehr verwendet, aber trotzdem erwähnenswert: Der erste Ansatz, die Bauteile im inneren zu befestigen. es stellte sich jedoch heraus, dass diese Form zu platzverschwendend war und die beweglichen Elemente nicht die nötige Stabilität haben (Mainboard/Wii kippt von alleine nach vorne und werfen die komplette Konstruktion um)MH Rahmen-mit-Schiebern.jpg
2,5' Festplatte mit Halterung aus Alurahmen. Unten drunter befinden sich Muttern, die das sichere Befestigen der Halterung erlaubenMH Hdd1.jpg
Halterung des Mainboards (ja, unter der Platine ist eine ESD-Folie, keine Panik ;) )MH Mainboard-frame.jpg
die vorgefertigten Elemente werden auf dem Stahlrahmen befestigt, um zu sehen, ob die Maße aus der Planung mit der Realität übereinstimmen und nichts anstößt mit dem Außengehäuse. Passt aber alles soweit :)MH Carrier.jpgMH Carrier.jpgMH Carrier-wii-mb.jpgMH Sphere-half.jpg
*räusper* professioneller Testaufbau der HardwareMH Testaufbau-Hardware.jpg
Ende April 2011 wurden alle PC-Komponenten wieder vereint. Ubuntu 10.10 läuft als live-Version einwandfrei!Mh labor testaufbau.jpg