Arduino bilan ishlaydigan gapiradigan robot boshini yarating!: 26 qadam (rasmlar bilan)

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:29

Bu robot boshi, birinchi navbatda, mening jismoniy hisoblash darsim uchun yil oxiri loyihasi sifatida qurilgan, lekin yozda u qanday gapirishni "o'rgandi". Bosh ikkita Freeduinos, 3 TLC5940NT chiplari va Adafruit Industries Wave Shield bilan ishlaydi: www.ladyada.net/make/waveshield/. Bosh hozirda kompyuterga ikkita USB kabel orqali ulangan, biri quvvat uchun, ikkinchisi unga nima deyish/emote qilish haqida ketma -ket buyruqlar. Bosh nima deyish/emotsiya qilish buyrug'ini olganidan so'ng, u alohida so'z fayllarini o'ynatadi yoki jumlalar tuzadi. Shuningdek, u kompyuterdan yuborilgan emotsional buyruqlar asosida o'z his -tuyg'ularini o'zgartiradi. Bu robot boshi ko'plab mumkin bo'lgan ilovalar uchun asosdir, chunki u so'z boyligiga ega bo'lgan hamma narsani ayta oladi. Hozir men uni Internetga ulash va PHP skript orqali elektron pochtamni o'qish va o'qish ustida ishlayapman. Men bu yo'riqnomani yangilab boraman. Mana, uning videoroligi: Bosh hali ham davom etayotgan loyihadir, shuning uchun bu erdagi har qanday narsaga sharhlar xush kelibsiz! Menga hamma narsada yordam bergani uchun Liz Arumga alohida minnatdorchilik bildiraman! robotning gaplashayotgani va o'z fikrini bildirgani haqidagi video! Bo'sh vaqtingizda rohatlaning!

1 -qadam: Barcha materiallar/ehtiyot qismlar/elektronikalarni kompilyatsiya qiling

Bu robot boshi quyidagilarni ishlatadi: 1 ta non paneli (IC chiplarini ulash uchun taxtaning markazida bo'sh joy bilan 48 qatordan oshiq bo'lishi kerak. Non paneli yonida ishlaydigan elektr va er usti avtobuslari ham zaruratdir.) 2 RGB Led (ko'p rangli ko'zlar uchun) Umumiy anod. Har biri 1,50-1,95 dollar. 2 X $ 1.75 = $ 3.5036 Red Leds (og'iz uchun) har birining narxi 40-50 tsent atrofida. 36 X $.45 = $ 16.202 HXT900 mikro servolari (Qoshlarni siljitish uchun) Quyidagi manzilda joylashgan: https://www.hobbycity.com/hobbycity/store/uh_viewItem.asp?idProduct=662 2 X $ 3.65 = $ 7.303 TLC5940NT Diod-key https://search.digikey.com/scripts/DkSearch/dksus.dll?Detail&name=296-17732-5-ND manzilidan topish mumkin. 4,28 dollarga 3 X $ 4.28 = $ 12.84 yoki Mouser https://www.mouser.com/ProductDetail/Texas-Instruments/TLC5940NT/?qs=sGAEpiMZZMu8%252bGBKj8XSFEjwsgnt5grMZ49G/W4nRitors (~ Ling uchun) servo) Eski kompyuter quvvat manbaidan qutqarilgan. Free2 Original Freeduinos yoki Arduinos. Freeduinolarni https://www.freeduino.org/buy.html saytidan sotib olish mumkin. Ularning har biri 23,99 narxda. 2 X $ 23.99 = $ 47.98 Yoki www.sparkfun.com/commerce/product_info.php Arduinos uchun. Har biri 29,95 dollardan sotiladi. 2 X $ 29.95 = $ 59.90. Ogohlantirish: Freeduinolar ba'zi lehimlash bilimlarini talab qiladi, agar siz taxtalarni lehimlamaslikni istasangiz, Arduino sotib oling. Ogohlantirish: bu yo'riqnoma baribir lehimlash bilimlarini talab qiladi, nega endi boshlamaysiz?:) Adafruit Industries kompaniyasidan 1 ta to'lqin qalqoni (Robot bilan gaplashishga ruxsat berish uchun) Xarid qilish mumkin: https://www.ladyada.net/make/waveshield/ Har birining narxi 22 dollarga baholanadi. etkazib berish), agar siz Arduinos o'rniga Freeduinosni sotib olgan bo'lsangiz … $ 109.82! Agar siz Freeduinos o'rniga Arduinosni sotib olgan bo'lsangiz, barcha yuqori texnologiyali qismlarning umumiy qiymati…. $ 121.74! Va past texnologiyali materiallarga kelsak, sizga kerak bo'ladi: Siz boshingiz bilan bir xil o'lchamdagi karton quti Kartonning kichik bo'lagi Lenta GlueBreadboard mos keladigan sim (22 o'lchagich, qattiq) Boshqa narsalarni mahkamlash uchun sim Kichik blok Yog'och Quvvat matkapi. Issiq havo o'tkazgichlari va ochiq havo o'tkazgichlarini izolyatsiyalash uchun quvurlar.

2 -qadam: Barcha elektron platalar va qalqonlarni yig'ing va lehimlang

Freeduinolarni lehimlang (men kabi), Yoki agar siz Arduino sotib olgan bo'lsangiz, bu chiziqni e'tiborsiz qoldiring. Bu erda Freeduinosni sotib olgan barcha odamlar uchun montaj ko'rsatmalariga havola bor: mcukits.com/2009/03/12/assembling-the-freeduino-board-kit/To'lqin qalqonlarini lehimlash. Lady Ada o'z veb -saytida https://www.ladyada.net/make/waveshield/solder.html Eslatma: To'lqin qalqonini lehimlash bilan bir qatorda, buni qanday qilish kerakligi haqida juda yaxshi ko'rsatma bor. Kuchaytirgich chipiga eng yaqin bo'lgan R7 rezistoriga lehimlangan uzun simni qo'shing. Bu robot boshining LEDlarini boshqaruvchi Freeduino -dagi Analog Input 1 ga ulanadi. (Hozirgi vaqtda simning boshqa uchini qaerga ulash kerakligi haqida qayg'urmang, bu keyinroq batafsil tushuntiriladi.) Simni qayerda lehimlash kerakligini aniqlash uchun rasmga qarang.

3 -qadam: Robot boshini loyihalash

Siz bosh bo'lishni xohlagan karton qutini oling va qog'oz bo'laklarini kesib qutingizning tepasiga qo'yib, ko'z va og'iz uchun kesmoqchi bo'lgan joylarni belgilang. Aranjirovka sizga ma'qul kelganda, siz buyumlarni kesishga o'tishingiz mumkin.

4 -qadam: Robotingizning boshini loyihalash: ko'zlarni kesib tashlash

Bo'laklarni qutiga oxirgi joylariga lenta yoki belgi qo'ying va kesib oling. (Og'zingizni ifodalagan qog'ozni saqlang, keyinroq sizga kerak bo'ladi.)

5 -qadam: Robot boshini loyihalash: og'iz uchun LED matritsasini yaratish

Og'izdagi har bir LED mustaqil ravishda yonadi. Buning uchun siz og'iz uchun LED matritsasini yasashingiz kerak. (LED matritsasi nima ekanligini bilish uchun 1 -rasmga qarang) Og'iz bo'lishi kerak bo'lgan qog'ozni oling va qalam va o'lchagich bilan qog'ozni 36 qismga bo'ling (9 X 4), Tarmoqdagi har bir LED uchun bittasi. Buni qilganingizdan so'ng, qog'ozni yog'ochga yopishtiring va erdan burg'ulashdan ehtiyot bo'ling (bu men bilan sodir bo'lgan, shuning uchun men karton qutining ustiga burg'ulashni tavsiya qilaman.) Chiziqlar 1/4 dyuymli matkap bilan kesishadigan teshiklarni burang, shunda sizning LED -laringiz mahkam o'rnashadi. Matkap uchining o'lchami, albatta, sizning LED o'lchamingizga bog'liq, shuning uchun kichikroq LEDlar uchun kichikroq matkapdan foydalaning. (Kichkina boshlang va yuqoriga yuring!) Burg'ulash/markirovka bo'yicha tushuntirish uchun 2 va 3 -rasmlarga qarang.

6 -qadam: Og'izning LED matritsasini yaratish: LEDlarda lehim

Boshqa hech narsa qilishdan oldin, barcha LEDlarning yonib ketmaganligini yoki xira emasligini tekshirib ko'ring. Kichik 3V tugmachali batareyani topib, LEDlarning oyoqlarini batareyaga tutish orqali buni qilishingiz mumkin (Uzoq oyog'i musbat, qisqa manfiy). Keyin LEDlarni birma -bir ketma -ket burg'ulash panjarasiga joylashtiring. Uzun oyoqlarini bir -biriga parallel qilib katlayın va ularni ketma -ket lehimlang (2 va 3 -rasmlarga qarang). Uzoq oyoqlarni bir -biriga lehimlang, chunki siz ushbu LEDlarni boshqarish uchun TLC -dan foydalanasiz, va TLC - bu quvvat yuvgichlari. Bu shuni anglatadiki, ular LEDni kuch va tuproq orasidagi kuchlanish farqini o'zgartirib boshqaradilar.

7 -qadam: Og'izning LED matritsasini yaratish: LEDlarga lehim bilan boshqarish simlari

Lehimlangan uzun simlar, barcha LED katodli simlarga non paneli (22 o'lchagich) sig'ishi mumkin. Bu simlar LEDlarni boshqaradi. Keyinchalik, barcha alohida simlarni elektr tasmasi (qiziqarli emas) yoki issiqlik o'tkazmaydigan quvurlar bilan izolyatsiyalashga ishonch hosil qiling (tavsiya etiladi). Simlarning barcha katodli svetodiodli simlariga lehimlashdan tashqari, 2 yoki 3 ta simni tarmoqning anod qismiga lehimlang. Hammasi birgalikda lehimlangan qism). Bu simlar butun tarmoq bo'ylab quvvatni taqsimlaydigan quvvat manbai bo'lib xizmat qiladi. Ular 5V ga ulanadi.

8-qadam: Qoshni harakatlantiruvchi servolarni robot boshining ichiga joylashtiring

Mini-servolarni robot boshiga o'rnatishdan oldin, servo qo'ltig'iga uzun kuchli (lekin egilishi mumkin) simni issiq yopishtiring. Bu sim sizning robotingizning ichki qismiga ko'tariladi, tepadan chiqadi va qoshlarini siljitish uchun pastga tushadi. (Tushuntirish uchun rasmlarga qarang.) Mini-servolarni (simlar biriktirilgan holda) olib, ularni robot boshining ichki qismiga, ko'zlar ostiga issiq yopishtiring, simlar yonma-yon harakatlanishi mumkin.

9 -qadam: Robot boshining ichki qismidagi panjarani o'rnating

Siz panjara ochgan kartonga panjarani issiq yopishtiring va robot boshining ichki qismiga issiq yopishtiring.

10 -qadam: RGB LEDlarini lehimlang

Umumiy anodli RGB LED simi uzun simga ulanadi. Keyin unga mos keladigan RGB LED chizig'iga rangli simni (qizil, yashil, ko'k) lehimlang (har bir LED chizig'ini navbat bilan yoqish uchun 3V tugmachali batareya yordamida alohida simning rangini aniqlash mumkin). Simlarni izolyatsiyalashni unutmang!

11 -qadam: Robot boshining ichiga RGB LEDlarini o'rnating

LEDlarni robot boshining boshiga o'rnating, ularni xohlagan joyga qo'ying, so'ngra simlarni qutining ichki qismiga bog'lab qo'ying. LED ostiga ichimlik somonini qo'yish ham uni joyida saqlashga yordam beradi. (Tushuntirish uchun rasmlarga qarang)

12 -qadam: Ko'z yasashni tugating

Siz kesgan teshikdan biroz kattaroq kvadrat qog'ozni yopishtiring. Teshikni va uning orqasidagi LEDni yopish uchun uni teshik ustiga yopishtiring. Shuningdek, siz LED yorug'lik nurini tarqatish uchun ko'zning ichki qismiga qog'oz sochiqni yopishtirishingiz mumkin.

13 -qadam: TLC5940NT chiplarini ulang

Bu bosqichda siz 3 ta TLC5940NT zanjirini birlashtirishingiz kerak bo'ladi, ular jami 42 ta LED yoritgichini (og'iz uchun 36 ta, ko'p rangli ko'zlar uchun 6 ta) haydashlari kerak. zanjir 3 TLC5940NTs birgalikda. Bu erda siqilgan shaklda: Arduino pin 13 -> SCLK (TLC pin 25) Arduino pin 11 -> SIN (TLC pin 26) Arduino pin 10 -> Blank (TLC pin 23) Arduino pin 9 -> XLAT (TLC pin 24) Arduino pin 3-> GSCLK (TLC pin 18) -------------- U ------------ LED chiqish 1 | 1 28 | LED Chiqish 0LED Chiqish 2 | 2 27 | GNDLED Out 3 | 3 26 | SIN (Ard pin 11.) LED Chiqish 4 | 4 25 | SCLK (13 -raqamli pin) … | 5 24 | XLAT (9 -raqamli pin) … | 6 23 | Bo'sh (O'ch pin 10) … | 7 22 | GND… | 8 21 | VCC (5V)… | 9 20 | Erga 2K qarshilik … | 10 19 | 5V… | 11 18 | GSCLK (3 -raqamli pin) … | 12 17 | SOUT (Daisychain -dagi keyingi TLC SIN -ga ulangan) … | 13 16 | XERR 14 | 14 15 | LED Out 15 ----------------------------- Eslatma: biz 3 ta TLC-ni Daisychaining qilamiz, shuning uchun birinchi TLC-ning SIN kodi Arduino-ga ulangan. pin 11. Qolgan TLC -larning SIN -si undan oldingi TLC SOUT -ga ulangan. Barcha BLANK -lar bir -biriga ulangan (TLC1 -ning BLANK -BLANK -TLC2 -ga ulangan va hokazo …) Barcha XLAT -lar ulangan. SCLK -lar ulangan, barcha GSCL -lar ulangan, barcha XERR -lar ulangan, shuningdek, 2 yoki 3 elektrolitik kondansatkichni non paneliga va quvvatga ulang (kondansatordagi salbiy, 5V ga ijobiy). U ushlab turgan zaryad miqdori unchalik muhim emas, lekin u 5V yoki undan yuqori uchun baholanishi kerak. Bu kondansatkichlar filtr vazifasini bajaradi, TLC ishlab chiqaradigan kuchlanish manbasidagi barcha kamchiliklarni (shovqin) filtrlaydi. Bu juda muhim, chunki biz ishlatadigan to'lqin qalqoni TLC -lar bilan bir xil joyni egallaydi va Haqiqatan ham elektr shovqinini yoqtirmaydi (g'alati, bosilgan shovqin qiladi).

14 -qadam: LEDlarni TLC ga ulang

Barcha LEDlarni ketma-ket TLC-larga ulang, yuqori chap burchakdan boshlang va to'g'ridan-to'g'ri o'ngdagi LEDga o'ting. Bu erda barcha qulaylik uchun LED -TLC pinli kalitlari mavjud. Tushuntirish uchun rasmlarga qarang. Og'iz: 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 Endi RGB LED ko'zlarini TLC -larga ulashning eng yaxshi vaqti, shuning uchun bu erda pinlar bor … RGB LED ko'zlari: chap: RGB o'ng: RGB 36 40 38 37 41 39 The Grid va RGB LEDlari uchun universal quvvat simlarini 5V ga ulang!

15 -qadam: Servolarni TLC -larga ulang

Servo quvvatini va kuchini non panelidagi quvvat va erga ulang. Chap servo boshqaruv simini (sizning chap tomoningiz robotga qaragan holda) 43 -pinga (eslashni boshlang. Noldan) va 44 -pinli o'ng servoga ulang. Ikkala pimdan ham 3,3K ohmli rezistorni ulashingiz kerak bo'ladi. 5V ga, chunki TLC - bu elektr chig'anoqlari va cho'kish uchun quvvat kerak.

16 -qadam: Siz hozir dasturiy ta'minot va kodlar mamlakatiga kirasiz! (asosan)

Iltimos, ruxsat bermang …

17 -qadam: TLC kutubxonasini yuklab oling

Arduino uchun eng yangi TLC kutubxonasini Google kodlari sahifasida topishingiz mumkin: code.google.com/p/tlc5940arduino/. Oxirgi kutubxonani yuklab oling va ochilmagan "Tlc5940" jildini [oxirgi Arduino versiyasi jildiga]/apparat/ga joylashtiring. kutubxonalar/

18 -qadam: TLClarni sinab ko'ring

Mening ketma -ket ifoda test eskizimni yuklang, uni quyida yuklab olishingiz mumkin. Buni Freeduino -ga yuklang va hamma narsa ishlayotganini tekshirish uchun ketma -ket monitorga buyruqlar kiriting. Mana buyruqlar ro'yxati: behappybesadbemadfullmouthlinouthmouthoffmouthoffeyesbluegreeneyesredeyesblueeyesopenmouthtalkmouth (U gapirmaydi, lekin og'iz harakatlarini qiladi)

19-qadam: Waveshield kutubxonasini takomillashtirilgan, yuqori quvvatli (biroz) yordamchi dasturini yuklab oling

Google kodidan yangi takomillashtirilgan Adafruit to'lqin ekranini yuklab oling (bu yaxshilangan kutubxonani yaratganingiz uchun Fat16 janoblariga rahmat): code.google.com/p/wavehc/ Yana ochilmagan papkani apparat/kutubxonalar/papkaga joylashtiring.

20 -qadam: SD -kartalarni formatlash va yuklash

SD -kartalaringizni kompyuterga joylashtiring va ularni FAT yoki FAT16 fayl turlaridan foydalanib formatlang. FAT32 emas! So'ngra SD -kartalaringizni AT & T -ning ajoyib matnidan www.research.att.com/~ttsweb/tts/demo.php#top nutq fayllari bilan yuklang. Fayllarni nomini o'zgartiring va ularni qisqartiring. bu fayl nomi 6 yoki undan kam harfni o'z ichiga oladi. (To'lqinli ekran faqat fayl nomlari 6 belgidan kam bo'lgan fayllarni boshqarishi mumkin.) Masalan, agar siz faylni "Instructables.com" uchun yuklasangiz -> uni instrc.wav deb nomlasangiz Salom -> hello.wav

21 -qadam: to'lqin qalqoningizni sinab ko'ring

Waveshield seriyali test eskizimni yuklab oling va ishga tushiring. Siz ketma -ket terminal orqali gapni yozishingiz va Waveshield -ni ijro etishingiz kerak (agar u.wav fayllari kerak bo'lsa). Bu birinchi so'zni oladi, ".wav" ni qo'shadi va ikkinchisiga o'tishdan oldin o'ynaydi. Masalan, siz yozasiz: Salom mening ismim Bob U o'ynaydi: salom.wavmy.wavname.wavis.wavbob.wav Eslatma: Waveshield -ni boshqa Freeduino -da (TLC -ga ulanmagan) sinab ko'ring, chunki Waveshield ham, TLC -lar ham 13, 12, 11 va 10 -pinlardan foydalanadi (Freeduino -da). Buning sababi shundaki, bu pinlar TLC va Waveshield talab qiladigan ketma -ket periferik interfeys (SPI) deb nomlangan interfeys uchun apparat ta'minotiga ega. Bu pinlarni ular o'rtasida bo'lishish mumkin emas, shuning uchun biz ikkita Freeduinoni I2C interfeysi yordamida bog'lashimiz kerak bo'ladi, shunda ular ular o'rtasida ma'lumot uzatadilar. Bu haqda batafsil 22 -qadamda.

22 -qadam: Ikkala Freeduino o'rtasidagi I2C interfeysini ulang

Kutib turing … Nega biz ikkita Freeduino o'rtasida I2C interfeysini ulashimiz kerak? Nega biz faqat Waveshield va TLC -ni bitta Freeduino -ga ulay olmaymiz? Buning sababi: Waveshield ham, TLC ham Freeduino -dagi 13, 12, 11 va 10 -gachalarini ishlatadi. Buning sababi shundaki, bu pinlar TLC va Waveshield talab qiladigan va almasha olmaydigan ketma -ket periferik interfeys (SPI) deb nomlangan interfeys uchun apparat ta'minotiga ega. Bu shuni anglatadiki, biz ikkita Freeduino -ni bir -biriga bog'lab qo'yishimiz kerak bo'ladi, shuning uchun ular birgalikda ishlashlari mumkin. Seriyali variant emas edi, chunki mening kompyuterim Waveshield Freeduino bilan muloqot qilish uchun allaqachon ishlatgan edi, shuning uchun Googlingdan keyin men juda qulay va sodda aloqa usulini topdim. I2C! Bu erda interfeysni qanday ulash mumkin: ikkala Freeduinosda ham analog kirish pinini 4 ulang (bu SDA yoki ketma -ket ma'lumotlar liniyasi.) Ikkala freeduinoda ham analog kirish pinini 5 ulang (bu SCL yoki ketma -ket soat chizig'i.) Erni ulang. ikkala Freeduinosda (aks holda I2C interfeysi ishlamaydi.) Ushbu ko'rsatma boshida lehimlangan simni W7 ekranidagi R7 rezistoridan Freeduino -ni boshqaruvchi TLC -dagi analog kirish 1 -piniga ulang. Waveshield tomonidan aytilgan so'zlar va I2C interfeysi tarkibiga kirmaydi). (Tushuntirish uchun rasmga qarang)

23 -qadam: Freeduino -ni boshqaruvchi TLC -da I2C -ni yoqing

Ushbu eskizni yuklab olib, TLClarni boshqaradigan Freeduino -da I2C -ni yoqing. U Waveshield -dan ifodalar haqida ma'lumot oladi, shuningdek, Waveshield Freeduino -dagi nutq hajmini tekshiradi va gapiriladigan so'zning hajmiga qarab og'zini gapirishni taqlid qiladi. (Ikki simli interfeys) - bu bir nechta qurilmalarni (128 tagacha!) Ikkita ma'lumot simlari va umumiy nuqta bilan ulashning oddiy usuli. Yangilash: Men Arduino eskiziga miltillovchi xususiyatni qo'shdim. Robot endi odam kabi 2-11 soniya oralig'ida miltillaydi.

24 -qadam: I2C interfeysini sinab ko'ring

Ushbu eskizni yuklab oling va Waveshield Freeduino -ga yuklang, u "behappy;" so'zlarini yuboradi. keyin "besad"; I2C interfeysi orqali TLC Freeduino -ni ikki soniya oralig'ida boshqaradi, umid qilamanki, robot ikki soniya ichida xursanddan qayg'uga o'tadi.

25 -qadam: Siz deyarli tayyor! Yuklash uchun ba'zi kodlar …

Waveshield Freeduino kodining oxirgi versiyasini yuklang. Siz ketma -ket monitorga kiritgan har qanday so'zlarni qabul qilishingiz va ularni gapirishingiz kerak (agar u.wav fayllari bo'lsa) va "behappy;" kabi ifoda buyruqlarini o'tkazishi kerak. va "besad"; Eslatma: Buyruqlar ro'yxati oldingi TLC test kodi uchun bir xil (17-qadamga qarang), lekin har bir ifoda buyrug'iga nuqta-nuqta qo'shish kerak. EX. Agar siz robotning qayg'uli bo'lishini va "men xafa bo'layotganimni" aytishini istasangiz, yozing: besad; Yangilanish: Waveshield Sketch endi tinish belgilarini to'g'ri ishlatadi (ya'ni nuqta va vergul, lekin noteklam belgilar).

26 -qadam: Hamma narsani robot qutisiga o'rnating va siz tugadingiz

Freeduinolarning barchasini simlar bilan qutining orqa tomoniga joylashtiring. Qutining yuqori qopqog'ini simlar bilan yoping va ishingiz tugadi! Endi, agar u mening elektron pochtamni tekshirsa. Hmmmm ……. Bu ko'rsatmalarni o'qiganingiz uchun tashakkur! Fikrlar har doim hamma narsaga xush kelibsiz!

Arduino tanlovining ikkinchi mukofoti