Arduino ilə işləyən Talking Robot Head qurun !: 26 Addım (Şəkillərlə birlikdə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:49

Bu robot başı əvvəlcə fiziki hesablama dərslərim üçün ilin sonu layihəsi olaraq inşa edilmişdi, ancaq yay ərzində danışmağı "öyrəndi". Baş iki Freeduino, 3 TLC5940NT çipi və Adafruit Industries Wave Shield ilə təchiz edilmişdir: www.ladyada.net/make/waveshield/. Baş hazırda kompüterə iki USB kabeli ilə bağlanır, biri güc üçün, biri ona nə demək/emote etmək barədə serial əmrləri göndərmək üçün. Baş nə demək/emotasiya etmək barədə yazılmış əmrləri aldıqdan sonra bir cümlə və ya birdən çox cümlə yaratmaq üçün fərdi söz fayllarını oxuyur. Kompüterdən göndərilən emosional əmrlərə görə də duyğularını dəyişir. Bu robot başı, söz ehtiyatına malik olan hər şeyi söyləyə biləcəyi üçün bir çox mümkün tətbiq üçün bir təməlidir. Hal -hazırda onu internetə bağlamaq və e -poçtumu PHP skript vasitəsilə yoxlamaq və oxumaq üçün çalışıram. Bununla birlikdə irəlilədikcə bu Təlimatı yeniləyəcəyəm. İşdə olan bir video budur: Baş hələ də davam edən bir layihədir, buna görə buradakı hər hansı bir şey haqqında şərhlər xoş gəlir! Hər şeydə mənə kömək etdiyi üçün Liz Aruma xüsusi təşəkkürlər! Yeniləmə: Məşhur tələbə görə indi əlavə etdim robotun danışdığı və özünü ifadə etdiyi bir video! İstirahətinizdən zövq alın!

Addım 1: Bütün materialları/hissələri/elektronikanı tərtib edin

Bu robot başı istifadə edir: 1 Çörək lövhəsi (IC çiplərini birləşdirmək üçün lövhənin ortasından aşağıya uzanan boşluq olmaqla 48 sətirdən çox olmalıdır. Çörək taxtasının yan tərəfində işləyən güc və yerüstü avtobus da zəruridir.) 2 RGB Led (Çox rəngli gözlər üçün) Ümumi Anod. Hər biri 1.50-1.95 dollar. 2 X $ 1.75 = $ 3.5036 Qırmızı Ledlər (ağız üçün) hər biri üçün 40-50 sentlik qiymət aralığında. 36 X $.45 = $ 16.202 HXT900 Mikro Servo (Qaşları hərəkət etdirmək üçün) Burada tapa bilərsiniz: https://www.hobbycity.com/hobbycity/store/uh_viewItem.asp?idProduct=662 2 X $ 3.65 = $ 7.303 TLC5940NT bütün Ledləri idarə edin/yandırın və servoları idarə edin) Digi-key https://search.digikey.com/scripts/DkSearch/dksus.dll?Detail&name=296-17732-5-ND ünvanlarında tapa bilərsiniz. 4.28 dollar. 3 X $ 4.28 = 12.84 dollar və ya Mouser https://www.mouser.com/ProductDetail/Texas-Instruments/TLC5940NT/?qs=sGAEpiMZZMu8%252bGBKj8XSFEjwsgnt5grMZ49G/W4nR14%3d3 üçün servo) Köhnə bir kompüter enerji təchizatından xilas edilmişdir. Pulsuz 2 Original Freeduinos və ya Arduinos. Freeduinoları https://www.freeduino.org/buy.html saytından almaq olar. Hər birinin qiyməti 23.99 -dur. 2 X $ 23.99 = 47.98 dollar Və ya www.sparkfun.com/commerce/product_info.php Arduinos üçün. Hər birinin qiyməti 29.95 dollardır. 2 X $ 29.95 = $ 59.90. Xəbərdarlıq: Freeduinolar bəzi lehimləmə bilikləri tələb edir, lövhələrinizi lehimləmək istəmirsinizsə bir Arduino alın. Xəbərdarlıq: Bu Təlimat hər halda bir az lehimləmə bilikləri tələb edir, bəs niyə indi başlamırsınız?:) Adafruit Industries -dən 1 Waveshield (Robotun danışmasına icazə vermək üçün): https://www.ladyada.net/make/waveshield/ Hər biri 22 dollar olan bütün yüksək texnoloji hissələrin təxmini ümumi dəyəri (daxil deyil) Göndərmə) Arduinos əvəzinə Freeduinos alsanız… 109.82 dollar! Freeduinos əvəzinə Arduinos alsaydınız bütün yüksək texnologiyalı hissələrin ümumi dəyəri…. $ 121.74! Və aşağı texnologiyalı materiallara ehtiyacınız olacaq: Başınızın olmasını istədiyiniz ölçüdə bir karton qutu Kiçik bir karton Şerit Yapışqan Çörək taxtasına uyğun tel (22 ölçü, möhkəm) Əşyaları digər şeylərə bağlamaq üçün tel Kiçik bir blok Açıq tel telləri və isti havanı əsən bir şeyi (İsti hava tabancası) Qutu kəsici ilə izolyasiya etmək üçün borunu kiçildin.

Addım 2: Bütün devre və qalxanları yığın və lehimləyin

Freeduinoları lehimləyin (mənim etdiyim kimi), ya da bir Arduino alsanız bu xətaya məhəl qoymayın. Freeduinos satın alan bütün insanlar üçün montaj təlimatlarının bağlantısı budur: mcukits.com/2009/03/12/assembling-the-freeduino-board-kit/Save the Waveshields. Lady Ada, https://www.ladyada.net/make/waveshield/solder.html ünvanındakı veb saytında bunun necə ediləcəyi ilə bağlı çox yaxşı bir bələdçiyə malikdir. Gücləndirici çipinə ən yaxın olan R7 rezistoruna lehimlənmiş uzun bir tel əlavə edin. Bu, robot başının LED -lərini idarə edən Freeduino -dakı Analog Giriş 1 -ə qoşulacaq. (Telin digər ucunu harada bağlayacağınız barədə narahat olmayın, bu daha sonra ətraflı izah ediləcəkdir.) Teli haradan lehimləyəcəyinizi aydınlaşdırmaq üçün şəkilə baxın.

Addım 3: Robot Başını Dizayn edin

Baş olmaq üçün seçdiyiniz karton qutunu götürün və kağız parçalarını kəsib qutunuzun üstünə qoyaraq gözlər və ağız üçün kəsmək istədiyiniz yerləri qeyd edin. Aranjımandan razı qaldığınız zaman kəsici əşyalara keçə bilərsiniz.

Addım 4: Robot Başınızı Dizayn Edin: Gözləri kəsin

Parçaları qutuya son mövqelərinə yapışdırın və ya işarələyin və kəsin. (Ağzınızı təmsil etmək üçün istifadə etdiyiniz kağızı saxlayın, sonra ehtiyacınız olacaq.)

Addım 5: Robot Başınızı Dizayn Edin: Ağız üçün LED Matris Hazırlayın

Ağızdakı hər LED müstəqil olaraq yanacaq. Bunu etmək üçün ağız üçün bir LED matris etməlisiniz. (LED matrisinin nə olduğunu bilmək üçün şəkil 1 -ə baxın) Ağız olması lazım olan kağız parçasını götürün və qələm və cetvellə kağız parçasını 36 hissəyə bölün (9 X 4), Şəbəkədəki hər bir LED üçün bir ədəd. Bunu etdikdən sonra, kağız parçasını taxta bir parça ilə yapışdırın və zəmini qazmamaq üçün diqqətli olun (Bu mənim başıma gəldi, buna görə bir karton qutunun üstündə qazmağı məsləhət görürəm.) Xətlərin 1/4 düymlük bir matkap ucu ilə kəsişdiyi yerlərdə deliklər qazın ki, LED -ləriniz rahat otursun. Matkap ucunun ölçüsü açıq şəkildə LED -lərinizin ölçüsündən asılıdır, buna görə də kiçik LED -lər üçün daha kiçik bir qazma ucu istifadə edin. (Kiçikdən başlayın və yuxarıya doğru irəliləyin!) Qazma/işarələmə ilə bağlı aydınlıq əldə etmək üçün 2 və 3 -cü şəkillərə baxın.

Addım 6: Ağızdan LED Matrisinin Hazırlanması: LED -lərdə lehimləmə

Başqa bir şey etməzdən əvvəl, bütün LED -lərinizin yanmadığını və ya sönmədiyini yoxlayın. Kiçik bir 3V düyməli batareya taparaq və LED -lərin ayaqlarını batareyaya tutaraq bunu edə bilərsiniz (Uzun ayağın müsbət, qısa mənfi olduğunu unutmayın). Ardından LEDləri bir -bir qazılmış şəbəkə cihazına daxil edin. Uzun ayaqları bir -birinə paralel olacaq şəkildə qatlayın və sıraya düzərək lehimləyin (şəkillər 2 və 3 -ə baxın). Bu LEDləri idarə etmək üçün TLC -lərdən istifadə edəcəyiniz üçün uzun ayaqları birlikdə lehimləyin və TLC -lər elektrik lavabolarıdır. Bu o deməkdir ki, onlar güc və torpaq arasındakı gərginlik fərqini dəyişdirərək LED -ləri idarə edirlər.

Addım 7: Ağızdan LED Matrisinin Hazırlanması: LEDlərə Lehimləmə Nəzarət Telləri

Bütün LED katot uclarına çörək taxtasına (22 ölçü) sığa bilən uzun tellər. Bu tellər LEDləri idarə edəcək. Bundan sonra, bütün fərdi telləri elektrik lenti (əyləncəli deyil) və ya istilik büzücü borularla izolyasiya etməyinizə əmin olun (tövsiyə olunur). Tellərin bütün katotlu LED -lərinə lehimləmə ilə yanaşı, ızgaranın Anod hissəsinə 2 və ya 3 tel lehimləyin (Hamısı birlikdə lehimlənmiş hissə). Bu tellər, bütün şəbəkə boyunca enerji paylayan güc elastikləri kimi xidmət edəcək. 5V -ə qoşulacaqlar.

Addım 8: Qaş hərəkət edən servoları Robot başının içərisinə quraşdırın

Mini servolarınızı robot başınızın içinə qoymadan əvvəl, servo qoluna uzun güclü (lakin yenə də əyilə bilən) bir tel qoyun. Bu tel robotunuzun içərisinə qalxacaq, yuxarıdan çıxacaq və qaşları hərəkət etdirmək üçün geri sürünəcək. (Aydınlaşdırmaq üçün şəkillərə baxın.) Mini servolarınızı (tellər bağlı olaraq) götürün və tellərin yan-yana hərəkət edə biləcəyindən əmin olaraq robot başınızın içərisinə, gözlərin altına yapışdırın.

Addım 9: Şəbəkəni Robot Başının İçinə Qurun

Izgaranı deşdiyiniz bir karton parçasına isti yapışdırın və robot başının içərisinə isti yapışdırın.

Addım 10: RGB LED -lərini lehimləyin

Ümumi Anod RGB LEDini uzun bir telə lehimləyin. Daha sonra RGB LED qurğusuna uyğun rəngli bir tel (qırmızı, yaşıl, mavi) lehimləyin (Fərdi bir telin rəngini hər LED aparatını öz növbəsində yandırmaq üçün 3V düyməli batareyadan istifadə etməklə öyrənmək olar). Telləri izolyasiya etməyi unutmayın!

Addım 11: Robot Başının İçinə RGB LED -ləri Qurun

LEDləri istədiyiniz yerə qoyun və sonra telləri qutunun içərisinə bükərək robotun başının içərisinə quraşdırın. LED -in altına içmə samanının qoyulması da onu yerində saxlamağa kömək edir. (Aydınlaşdırmaq üçün şəkillərə baxın)

Addım 12: Gözlərinizi hazırlayın

Kəsdiyiniz çuxurdan bir qədər böyük olan bir kvadrat kağızı yapışdırın. Çuxuru və arxasındakı LED -i örtmək üçün çuxurun üzərinə yapışdırın. LED -lərdən gələn işığı yaymaq üçün göz dəliklərinin içərisinə bir neçə kağız dəsmal yapışdırmaq da istəyə bilərsiniz.

Addım 13: TLC5940NT çiplərini bağlayın

Bu addımda, cəmi 42 LED çıxışı (ağız üçün 36, çox rəngli gözlər üçün 6) idarə etmək üçün 3 TLC5940NT papatya zənciri bağlamalı olacaqsınız. 3 TLC5940NT zənciri birlikdə. Burada sıxılmış formadadır: Arduino pin 13 -> SCLK (TLC pin 25) Arduino pin 11 -> SIN (TLC pin26) Arduino pin 10 -> Boş (TLC pin 23) Arduino pin 9 -> XLAT (TLC pin 24) Arduino pin 3-> GSCLK (TLC pin 18) -------------- U ------------ LED Çıxış 1 | 1 28 | LED Çıxış 0LED Çıxış 2 | 2 27 | GNDLED Out 3 | 3 26 | SIN (Ard pin 11.) LED Çıxış 4 | 4 25 | SCLK (Ard pin 13)… | 5 24 | XLAT (Ard pin 9)… | 6 23 | BOŞ (Ard pin 10)… | 7 22 | GND… | 8 21 | VCC (5V)… | 9 20 | Zəminə 2K Rezistor… | 10 19 | 5V… | 11 18 | GSCLK (Ard pin 3)… | 12 17 | SOUT (Daisychain -də növbəti TLC -nin SIN -lərinə qoşulur)… | 13 16 | XERR Çıxış 14 | 14 15 | LED Out 15 ----------------------------- Qeyd: biz Daisychaining 3 TLC-dir, buna görə ilk TLC-nin SIN-i Arduino-ya bağlıdır pin 11. Qalan TLC -lərin SIN -ləri TLC -nin SOUT -una bağlıdır. Bütün BLANK -lar bir -birinə bağlıdır (TLC1 -in BLANK -ı BLACK -a TLC2 və s.) Bütün XLAT -lar bağlıdır. SCLK -lər bağlanır. Bütün GSCLK -lər bağlıdır. Bütün XERR -lər bağlıdır. Ayrıca 2 və ya 3 elektrolitik kondansatörü çörək taxtasının Zəminə və Gücünə qoşun (Toprağa gedən kondansatördə mənfi, 5V -ə müsbət). Sahib olduğu şarj miqdarı o qədər də əhəmiyyətli deyil, ancaq 5V və ya daha yüksək üçün qiymətləndirilməlidir. Bu kondansatörler, TLC -lərin istehsal etdiyi gərginlik təchizatında olan bütün qüsurları (səs -küy) süzgəcdən keçirərək bir filtr rolunu oynayacaq. Bu vacibdir, çünki istifadə edəcəyimiz Waveshield, TLC -lərlə eyni zəmini paylaşır və Həqiqətən də elektrik səs -küyünü sevmir (qəribə bir səs -küy yaradır).

Addım 14: LEDləri TLC -lərə bağlayın

Bütün LEDləri üst sol küncdən başlayaraq birbaşa sağdakı LED-ə keçərək TLC-lərə sıra ilə qoşun. Rahatlığınız üçün daxil olan bütün LED TLC pinlərinin bir şəbəkəsidir. Aydınlaşdırmaq üçün şəkillərə baxın. Ağız: 0 1 2 3 4 5 6 7 89 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 İndi də RGB LED gözlərinizi TLC -lərə bağlamaq üçün yaxşı bir vaxtdır, buna görə pin çıxışı… RGB LED gözlər: Sol: RGB Sağ: RGB 36 40 38 37 41 39 Unutmayın The Grid və RGB LED -ləri üçün universal elektrik naqillərini 5V -ə qoşun!

Addım 15: Servoları TLC -lərə bağlayın

Servoların Güc və Zəmini çörək taxtanızdakı Güc və Zəminə qoşun. Sol servonun idarəetmə telini (Robotla üzləşərkən solunuzu) 43 -cü pinə (sıfırdan başladığını unutmayın.) Və 44 -cü pinə sağ servoyu qoşun. Hər iki pindən 3.3K ohm müqavimətçi bağlamalı olacaqsınız. 5V -ə qədər, çünki TLC -lər elektrik yuvasıdır və batmaq üçün güc tələb edir.

Addım 16: İndi Proqramlar və Kodlar ölkəsinə girirsiniz! (əsasən)

Zəhmət olmasa sui -istifadə etməyin …

Addım 17: TLC Kitabxanasını yükləyin

Arduino üçün ən son TLC kitabxanasını Google kodu səhifəsində tapa bilərsiniz: code.google.com/p/tlc5940arduino/. Ən son kitabxananı yükləyin və açılmamış "Tlc5940" qovluğunu [son Arduino versiyası qovluğuna]/hardware/daxil edin kitabxanalar/

Addım 18: TLC -ləri sınayın

Aşağıda yükləyə biləcəyiniz seriya ifadəsi test eskizimi yükləyin. Freeduino'ya yükləyin və hər şeyin işlədiyini yoxlamaq üçün seriyalı monitora bəzi əmrlər yazın. İşdə əmrlərin siyahısı: behappybesadbemadfullmouthlinouthouthmouthoffeyesbluegreeneyesredeyesblueeyesopenmouthtalkmouth (Danışmır, amma ağız hərəkətləri edir)

Addım 19: Təkmilləşdirilmiş, Yüksək Tutumlu Dəstəkləyici (Biraz), Waveshield Kitabxanasını yükləyin

Yeni təkmilləşdirilmiş Adafruit dalğa qalxanını Google kodundan yükləyin (Bu təkmilləşdirilmiş kitabxananı hazırladığınız üçün cənab Fat16 -ya təşəkkür edirik): code.google.com/p/wavehc/ Yenidən açılmamış qovluğu aparat/kitabxanalar/qovluğa yapışdırın.

Addım 20: SD Kartlarınızı Formatlayın və Yükləyin

SD kartlarınızı kompüterinizə daxil edin və FAT və ya FAT16 fayl növünü istifadə edərək formatlayın. FAT32 DEYİL! Daha sonra SD kartlarınızı AT & T -nin möhtəşəm mətnindən www.research.att.com/~ttsweb/tts/demo.php#top nitq faylları ilə yükləyin və fayllarda danışdığı sözün adını dəyişdirin və kəsin. bu fayl adı 6 və ya daha az hərfdən ibarət bir şeyə aiddir. (Dalğa ekranı yalnız fayl adları 6 simvoldan ibarət olan faylları idarə edə bilər.) Məsələn, "Instructables.com" -> adının adını instrc.wav üçün yükləsəniz Salam -> hello.wav

Addım 21: Dalğa Qalxanınızı sınayın

Waveshield seriyalı test eskizimi yükləyin və işə salın. Serial terminaldan keçə, bir cümlə yaza və Waveshield -in çalmasını bacarmalısan (lazım olan.wav faylları olduğu müddətdə). İlk sözü alacaq, ".wav" ı əlavə edib ikincisinə keçməzdən əvvəl çalın. Məsələn: yazın: Salam mənim adım Bob Oynayacaq: hello.wavmy.wavname.wavis.wavbob.wav Qeyd: Waveshield -ı digər Freeduinoda (TLC -lərə bağlı olmayan) sınayın, çünki həm Waveshield, həm də TLC -lər pinləri13, 12, 11 və 10 -u (Freeduinoda) istifadə edir. Bunun səbəbi, bu pinlərin həm TLC -lərin, həm də Dalğa Qalxanının tələb etdiyi Serial Periferik İnterfeys (SPI) adlı bir interfeys üçün hardware dəstəyinə sahib olmasıdır. Bu sancaqlar aralarında paylaşıla bilməz, buna görə I2C interfeysindən istifadə edərək iki Freeduinonu bir -birinə bağlamalı olacağıq ki, aralarında məlumat ötürsünlər. Bu barədə daha çox 22 -ci addımda.

Addım 22: Hər iki Freeduino arasında I2C İnterfeysini bağlayın

Gözləyin … Niyə iki Freeduino arasında bir I2C interfeysi bağlamalıyıq? Niyə yalnız Waveshield və TLC -ləri bir Freeduinoya qoşa bilmirik? Bunun səbəbi budur: Həm Waveshield, həm də TLC -lər Freeduino -da 13, 12, 11 və 10 sancaqlar istifadə edirlər. Bunun səbəbi, bu sancaqların həm TLC -lərin, həm də Dalğa Qalxanının tələb etdiyi və paylaşa bilmədiyi Serial Periferik İnterfeysi (SPI) adlı bir interfeys üçün hardware dəstəyinə sahib olmasıdır. Bu o deməkdir ki, bir növ məlumat bağlantısı istifadə edərək iki Freeduinonu bir -birinə bağlamalı olacağıq ki, hər ikisi birlikdə işləsinlər. Serial bir seçim deyildi, çünki kompüterim artıq Waveshield Freeduino ilə ünsiyyət qurmaq üçün istifadə edirdi, buna görə də bir qədər sıx Googlingdən sonra olduqca rahat və sadə bir əlaqə üsulu tapdım. I2C! İnterfeysi necə bağlayacağınız budur: Hər iki Freeduinosda Analog Giriş pinini 4 bağlayın (Bu SDA və ya Serial Məlumat Xəttidir.) Hər iki Freeduinoda Analog Giriş pinini 5 bağlayın (Bu SCL və ya Serial Saat Xətidir.) Zəmini birləşdirin hər iki Freeduinoda (Əks halda I2C interfeysi işləməyəcək.) Bu Təlimatın əvvəlində lehimlədiyiniz teli Dalğa Qalandakı R7 müqavimətindən Freeduinonu idarə edən TLC -dəki Analog Giriş pin 1 -ə qoşun (Bu tel, səsin yoxlanılması üçündür Waveshield tərəfindən danışılan və I2C interfeysinin bir hissəsi olmayan sözlər). (Aydınlaşdırmaq üçün şəkilə baxın)

Addım 23: Freeduino'ya nəzarət edən TLC -də I2C -ni aktivləşdirin

Bu eskizi yükləyərək TLC -ləri idarə etmək üçün istifadə etdiyiniz Freeduino -da I2C -ni aktiv edin. Waveshield -dən ifadələr haqqında məlumat alacaq və Waveshield Freeduino -da çıxış çıxışının həcmini yoxlayacaq və danışılan sözün həcmindən asılı olaraq danışmağı simulyasiya etmək üçün ağzını hərəkət etdirəcək. (İki Tel İnterfeysi), birdən çox cihazı (128 -ə qədər) iki məlumat naqili və ortaq bir zəminə birləşdirməyin sadə bir yoludur. Robot artıq insan kimi 2-11 saniyəlik fasilələrlə yanıb-sönəcək.

Addım 24: I2C Arayüzünü sınayın

Bu eskizi yükləyin və Waveshield Freeduino'ya yükləyin, "behappy;" sözlərini göndərir. sonra "besad"; I2C interfeysi üzərindən TLC -yə iki saniyəlik fasilələrlə nəzarət edən Freeduino, inşallah robotu iki saniyədə sevincdən kədərə çevirir.

Addım 25: Demək olar ki, bitirdiniz! Yükləmək üçün bir neçə kod…

Waveshield Freeduino kodunun son versiyasını yükləyin. Serial monitora yazdığınız və bunları danışdığınız (bunu etmək üçün.wav faylları olduğu müddətdə) hər hansı bir söz almalı və "behappy;" kimi ifadə əmrlərini verməlidir. və "besad"; I2C interfeysi vasitəsi ilə TLC-ləri idarə edən Freeduino üzərinə. Qeyd: Komanda siyahısı əvvəlki TLC test kodu üçün eynidir (17-ci addıma baxın) hər bir ifadə əmrinə nöqtə-nöqtə əlavə etməlisiniz. EX. Robotun kədərlənməsini və "Kədərləndiyimi" söyləməsini istəyirsinizsə, yazın: besad; Yeniləmə: Waveshield Sketch indi durğu işarələrindən düzgün istifadə edir (yəni nöqtələr və vergüllər, lakin not işarələri).

Addım 26: Hər şeyi Robot Baş Qutusuna Monte Edin və Bitirsiniz

Bütün Freeduinoları tel ilə qutunun arxasına quraşdırın. Qutunun üst qapağını tellərlə bağlayın və işiniz bitdi! İndi e -poçtumu yoxlaya bilsəydi. Hmmmm ……. Bu Təlimatı oxuduğunuz üçün təşəkkürlər! Şərhlər həmişə bir şeyə xoş gəlir!

Arduino yarışmasında ikinci mükafat