Как разобрать моторы лего

Очень актуален ремонт больших двигателей EV3.По При нашей интенсивной эксплуатации (8 двигателей на 50 учеников по 6 часов в неделю) их хватило ровно на 2 года, после чего начались проблемы. Типичные общие проблемы:
— двигатель не работает в паре, но работает один (проверяем через Motor Control)
— двигатель не работает вообще (даже один)
— двигатель работает слабо (со скрежетом, неисправность слышна)

Новый двигатель по состоянию на сентябрь 2017 года стоит 2850 рублей. Его аналог от NXT немного дешевле – 2100 рублей. За все 4 года с момента выхода EV3 в Интернете не появилось ни одной чудо-инструкции, как полностью разобрать или починить этот двигатель. Максимум информации, который удаётся найти – о том, что мотор не поддаётся ремонту, официальный сайт и китайские интернет-магазины не предоставляют к нему запчастей или недорогих аналогов, и конструкция в принципе – неразборная.

За полтора года с момента первой встречи с неисправным двигателем EV3 я скопил и систематизировал некие знания о нём. Начнём с простого
Мотор действительно неразборный. Но только наполовину.

Разборка мотора
По двум сторонам серого пластика есть 7 винтов под 6-гранник. Под белой съёмной крышкой моторного отсека есть ещё 2 (итого 9). Винты 3 разных размеров (короткие, средние и длинные).Открутив первые 7, можно тонкой плоской отвёрткой поддеть белую крышку и снять её. Открывается вид на мотор и энкодер, правда это особенно ничего нам не даёт. Затем скручиваем оставшиеся 2 винта и разведя серые половинки корпуса в стороны вынимаем мотор, плату энкодера и пластиковый задник с разъёмом подключения шлейфа. Одна из шестерёнок никак не закреплена на оси вращения, поэтому будьте осторожнее чтобы не потерять её. Плата вынимается из пластикового задника, а чтобы отсоединить от неё двигатель потребуется паяльник. Итого у нас на столе оказалось:
1. Горстка винтов
2. Плата с энкодером, к которой припаяны провода, к которым припаян электродвигатель
3. Пластиковый задник энкодера
4. Пластиковый корпус с передачей от двигателя на ось вращения, полураскрытый.

Неразборность двигателя заключена в этом 4-м элементе. Винты позволяют полураскрыть корпус и визуально определить сломавшийся зуб, а полному раскрытию мешают красные пластиковые крышки оси вращения. Судя по всему, они намертво соединены друг с другом и безопасно разъединить их невозможно. Поэтому для нас типичный двигатель под ремонт будет состоять из 3 частей:
1. Сам электродвигатель
2. Плата энкодера с проводами
3. Пластиковая «нога» с зубчатой передачей

Примерно также распределены и 3 причины возникновения проблем:
— Вышел из строя электромотор (не крутит либо очень слабо крутит)
— Перестал работать энкодер (счётчик градусов)
— Сломались пластиковые зубцы зубчатой передачи (обычно в «ноге» ближе к оси вращения)

По симптомам это будет определяться так:
— мотор не реагирует на команды из Motor Control или реагирует крайне слабо. Однако другой мотор с тем же шлейфом на том же порту реагирует нормально
— мотор виден через Port View, реагирует на команды из Motor Control, но при ручной прокрутке не считает градусы, не работает в паре с другими моторами по команде Вперёд или Назад. На счётчике градусов всегда 0
— мотор издаёт посторонние щёлкающие звуки, крутит неравномерно

В первом случае проблема в электродвигателе (сгорел) или плате (сгорел драйвер двигателя)
Во втором случае проблема в энкодере на плате (эту неисправность можно опознать даже без разборки двигателя)
В третьем случае вся пластиковая передача под замену

Обыкновенно двигатель выходит из строя по какой-то одной причине. А если двигателей у нас много, появляется возможность собрать 1 рабочий из 2 нерабочих путём совмещения исправного пластика с исправной платой и исправным двигателем. Просто диагностируйте каждый из них и переставьте исправный двигатель с платой из мотора со сломанными шестерёнками в пластик мотора, где двигатель/плата/энкодер сгорели.

Как быстро разобрать и хранить конструктор лего?

В доме появились дети, а с ними огромное количество игрушек. Ваше жилье давно трансформировалось в большую детскую комнату наполненную кучей машинок, кукол, мячей, пистолетов, плюшевых медведей. Их количество каждый месяц увеличивается до невероятных размеров, поэтому игрушки надо уметь собирать и правильно хранить.

Сегодня мы поговорим о том, как разделить Лего, а также о секретах идеального хранения.

Начнем с разделение деталей:

1. Одно из главных правил — разделите большие секции.
2. Потом отсоедините их на конструкции по меньше.

Логично, что заключительным этапом разборки конструктора будет рассоединение одной детали лего от другой. Увы, не все просто как кажется на первый взгляд.

Очень часто родители сталкиваются с хорошим качеством конструктора — не могут его разделить. Особенно тяжело дается рассоединение маленьких пластин. Детальки настолько крепко прикрепляются друг к другу, создается впечатление, что они приклеены.

“Как разделить лего?” — спросят любознательные родители. Раскроем секрет, который упростит жизнь любителям Лего. У некоторых наборах есть одна замечательная деталька. Вы наверняка подумаете, что это кубик, но нет. Этот кусок пластмасски с шипами разделитель кубиков лего. Оказывается есть такая крутая штука. Она элементарна в использовании и нужная вещь в хозяйстве игрушек. Если в комплекте нет разделителя настоятельно рекомендуем приобрести его. Лучше сразу два.

Леговские аксессуары существенно сэкономят Вам время и деньги. Поход к стоматологу обойдется значительно дороже. К тому же, ножи останутся целыми и невредимыми.

Купить конструктор lego можно в нашем интернет-магазине.

Как хранить лего наборы

Вопрос актуален для многих родителей. Как хранить лего, чтобы ребятишки тратили на поиски мало времени, а соответственно меньше дергали родителей. Детали должны храниться на видном месте, тогда играться ребенок сможет в комфортных условиях и еще интересней. К тому же, организация рабочего пространства никому не помешает. Всем надоели разбросанные кубики по полу, или не так? Как хранится у Вас лего? Хотите угадаем?

Большая, скорее всего, пластмассовая коробка где обитают все детали конструктора. Малышу захотелось поиграть любимым лего? Что делает ребенок? Правильно, переворачивает коробку с содержимым на пол, пытаясь что-то сложить. Если он не находит нужных кубиков, малыш решительно зовет маму на помощь. Большое счастье если мама увидела этот ансамбль наборов до того как детали мигрировали по всей квартире.

Существует совсем другой сценарий. Самостоятельное дитё или даже целая группировка маленьких проказников разбрасывают Лего по всей квартире, а потом домочадцы находят малюсенькие детальки своими нежными стопами. Процесс поиска Лего очень долгий. Может продолжаться неделями.

Если Вам надоело такое хранение лего, читайте дальше.

Все элементарно. Детали Лего нужно рассортировать, таким образом Вы упростите поиски нужного элемента. Ребенок начинает искать игрушки уже в емкости поменьше, где собраны идентичные элементы. К тому же, если содержимое коробки окажется на полу, то ее легко собрать обратно. Например, малышу срочно нужны колеса для автомобиля. Он достает тару с колесами, выбирает нужный ему элемент. Этот процесс научит ребенка анализировать, а также будет развивать усидчивость и фантазию.

Еще один плюс — Ваше чадо наконец-то научиться убирать свою комнату. После “строительства” акцентируйте внимание, что желательно рассортировать конструктор по коробкам, чтобы потом опять весело играть. Данный процесс дисциплинирует малышей.

Несколько советов о том как хранить лего:

1. Многие думают, что желательно сортировать конструктор по цвету. Неверное утверждение! Ведь ребенку будет трудно найти нужную деталь. Лучше складывать элементы по форме. Например, фары дружат с фарами, двери с дверьми, кубики с кубиками.
2. Тару можно приобрести в хозяйственном магазине. Купите пластмассовые баночки, контейнеры. Хотите, чтобы игрушки лежали “по фен шую”? В детских магазинах найдете специальные боксы для хранение разных мелочей.
3. Спросите ребенка удобно ли ему конструировать, может нужно что-то добавить или убрать. Помните, малыши смотрят на мир совсем другими глазами. Мышление у карапузов отличается от нашего.

Если не знаете сколько коробочек покупать, как правильно разложить, то предлагаем Вам следующей набор контейнеров (которые можно заодно подписать):

1. Контейнер “Пластины” — можно хранить большие пластины. Их легко найти, они не будут мешать искать мелкие детали.
2. Контейнер наполнен толстыми кубиками, которые начинаются от четырех.
3. Контейнер “Палочки”.
4. Контейнер с “единицами”, “двойками”, “тройками”.
5. Контейнер наполнен разной мелочовкой. Тут можете сложить фары, рули, разные акссесуары для человечков.
6. Контейнер “Колеса”.
7. Контейнер “Домашнии принадлежности”: окна, двери, заборы.
8. Контейнер наполнен скошенными углами.

Этот список можно продолжать до бесконечности, даже изменить на свое усмотрение. Все зависит от количества конструктора лего, наличие необходимой емкости.

Конечно, здорово когда у ребенка есть место, куда можно сложить “игровые баночки”. Превосходно, они будут смотреться на полочке — это удобно, практично, красиво. Кстати, емкости можно пронумеровать. Это упростит процесс поисков, а ребенок во время игры сможет изучать цифры.

Надеемся, наши советы полезны, а в ближайшем будущем лего найдет свое новое место для обитания. Желаем Вашей семье побольше радостных, счастливых моментов. Пусть все дети будут здоровы, полны сил и энергии!

Беспроводное управление моторчиками из Lego при помощи Steam Controller

Когда я был молодым, мне всегда хотелось иметь наборы «техникс» от Lego, чтобы собирать из них всякие крутые штуки. Автономные танки с вращающимися турелями, стреляющими кирпичиками Lego. Но тогда такого набора у меня не было.

И даже обычных кирпичиков от Lego не было. У меня был только друг, у брата которого были все эти дорогие игрушки.

А теперь у меня самого сын такого возраста. И он строит танки, которые… тупо прут вперёд, пока не врежутся в стену 🙂

И вот, настало время для ESP32 и магии паяльника – соберём для них правильный пульт дистанционного управления!

Нет, я, конечно, знаю о существовании таких пультов. Но ни один из них мне не подходит полностью. Они либо инфракрасные, с технологией 80-х годов, либо слишком крупные. Или дорогие. А главное – ни об одном из них я не смогу сказать сыну: «Я сделал это специально для тебя!»

Так давайте же сделаем новый, улучшенный пульт, чтобы править всеми!

• ESP32-WROOM-32D | WiFi, BLE и процессор с I/O – достаточно для управления двумя моторами и светодиодом.
• DRV8833 | двойной Н-мост с мощностью, достаточной для моторов.
• TPS62162 | понижение напряжения до 17 В, а также для развлечения при пайке корпуса WSON-8 2×2 мм
• CP2104 | для программирования ESP32
• Разъёмы для подсоединения моторов и диодов. Провода отрежем и припаяем их снизу, а коннектор Lego приклеим сверху.

Всё это разместится на довольно небольшой плате – вот её внешний вид в редакторе EasyEDA:

Провод, который видно на заглавном фото, нужен не для исправления каких-то ошибок, а для подачи питания с USB. Его, возможно, не хватит для мотора, но, к сожалению, контакты из Китая до сих пор мне не пришли. Поэтому я сначала проверяю работу светодиодов. Для красоты на фотографии я просто положил коннектор от мотора на плату.

На версии 1.1 моей платы (в отличие от версии 1.2, которая уже лежит на EasyEDA), не было светодиодов, поэтому я припаял два антипараллельных диода на выход, чтобы было видно происходящее. Если присмотреться, на видео видно попеременное включение пары диодов 0603, обозначающих движение вперёд/назад.

Что до пульта управления, то сначала я просто хотел собрать дополнительную плату с кнопочками и ещё одним ESP32 – классический ПДУ.

Однако потом я вспомнил, что у контроллеров Steam Controller есть режим работы Bluetooth с низким энергопотреблением (BLE). Я решил заняться этим вопросом, и через несколько часов научился принимать пакеты от контроллера.

Для этого нужно просто поискать HID-устройство, называющее себя SteamController, и подключиться к нему. А потом использовать недокументированный сервис от Valve и несколько недокументированных команд, позволяющих передачу пакетов.

А ещё мне попался недокументированный формат отчёта, который я разобрал вручную.

Где-то через часик смысл флажков и значений стал мне понятен, и я сумел помигать светодиодом при помощи контроллера Steam и ESP32. ¯\_(ツ)_/¯

Файлы

• Схема и плата на EasyEDA easyeda.com/EFS-GH/legoremote
• Исходники для Arduino: github.com/g3gg0/LegoRemote

v1.0: «пробный подход»
— первый вариант, для которого я выбрал неправильный регулятор напряжения. TPS62291 поднимает напряжение лишь до 6 В. Я разрабатывал несколько проектов параллельно, и забыл, что устройству нужно работать с 9 В.

v1.1: «достаточно хорошая»
— этот вариант виден в роликах, и всё работает

v1.2: «окончательная»
— добавил индикаторные светодиоды на выход и оптимизировал размер и раскладку плату

На следующем коротком видео показана фаза соединения (1-3 сек. после включения питания) и управление выходами мотора. Коннектор от Lego пока не подключен. Он пойдёт на пустое место рядом с остальными коннекторами, отмеченное белым прямоугольником.

Мой сын теперь регулярно пользуется этим контроллером для управления собранными им аппаратами.

Во время стресс-теста я столкнулся только с одной проблемой: я думал, что режим «быстрого затухания» [fast decay] драйвера мотора будет работать лучше всего, однако из-за него через несколько секунд работы очень сильно падала скорость мотора. Поэтому я поменял код так, чтобы он использовал «медленное затухание» [slow decay].

Пока я не уверен, как работает DRV и почему мотор сначала вращается быстро, а потом через секунд 10 начинает постепенно замедляться. Возможно, разогреваются MOSFET и их сопротивление поднимается слишком сильно.

Надеюсь, этот пример использования Arduino без особых усилий послужит вдохновением для других людей и позволит им приобщить их детей к электронике.