Metroid Hybrid

Metroid Hybrid Release status: experimental [box doku]

Description	Hybrid aus PC, Wii und Mikrocontrollern; kugelförmiges, leuchtendes, bewegliches CaseCon-Projekt http://www.planetmodding.de/
Author(s)	Christian (deaddealer)
Last Version	0.2
Platform	Linux, Arduino
License	, 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) und 12V (6,25A) Spannungsversorgung
VIA Mini-ITX-Mainboard ODER Raspberry Pi (soll Ende Juni geliefert werden ... könnte knapp werden, bin gespannt!)
M3-ATX, 125W Ausgangsleistung (für das VIA Board)
Nintendo Wii
Touchscreen
faltbare Silicontastatur
Lautsprecher
Gehäuse besteht u.A. aus Edelstahl-Halbkugeln
tonnenweise Leds
Bedienung und Überwachung des Rechners von extern über Smartphone, intern über Touchscreen und Notfall-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
µController programmieren (einfache Steuerungsaufgaben, Schutz vor Logikfehlern, Beleuchtung etc.)
Bedieninterface (PC-seitig)
Bedieninterface (Smartphone)
Debugging
Casecon optisch aufbereiten

Videos

Eigens geschriebene DycoLed-Bibliothek für Arduino: Test mit 8 Leds

Test der DycoLeds, die für das Projekt besorgt wurden: 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
die Kugelhälften werden zuerst angezeichnet, um sie später abzutrennen
zusammensetzen der angezeichneten Kugelhälften mittels Klebeband
Gehäuse-Bauteile gedremelt und ausgelegt
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 existieren
der Rahmen wurde freundlicherweise von einem Mitarbeiter meiner ehemaligen Ausbildung geschweißt, gerichtet und entgratet. Die Maße wurden nahezu perfekt eingehalten *Lob*
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)
2,5' Festplatte mit Halterung aus Alurahmen. Unten drunter befinden sich Muttern, die das sichere Befestigen der Halterung erlauben
Halterung des Mainboards (ja, unter der Platine ist eine ESD-Folie, keine Panik ;) )
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 :)
räusper professioneller Testaufbau der Hardware
Ende April 2011 wurden alle PC-Komponenten wieder vereint. Ubuntu 10.10 läuft als live-Version einwandfrei!