Arduino жұмыс істейтін сөйлейтін роботтың басын жасаңыз!: 26 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:29

Бұл робот басы бастапқыда менің физикалық есептеу сабағыма арналған жыл соңындағы жоба ретінде жасалды, бірақ жазда ол сөйлеуді «үйренді». Баста екі Freeduino, 3 TLC5940NT чипі және Adafruit Industries Wave Shield орналасқан: www.ladyada.net/make/waveshield/. Қазіргі уақытта бас компьютерге екі USB кабелі арқылы қосылған, біреуі қуат үшін, екіншісі оған не айтуға/эмоциялауға сериялық командаларды жіберуге арналған. Басшы не айту/эмоциялау туралы терілген пәрмендерді алғаннан кейін сөйлем немесе бірнеше сөйлем құру үшін жеке файлдық файлдарды ойнатады. Ол сонымен қатар компьютерден жіберілген эмоционалды командаларға сәйкес эмоцияларын өзгертеді. Бұл робот басы көптеген мүмкін қосымшалардың негізі болып табылады, өйткені ол сөздік қоры бар нәрсені айта алады. Дәл қазір мен оны Интернетке қосып, оны тексеруге және PHP сценарийі арқылы электрондық поштаны оқуға тырысамын. Мен осы Нұсқаулықты жаңартып отырамын, онымен бірге. Міне, оның видеосы: Бас-бұл әлі де жалғасатын жоба, сондықтан мұнда кез келген нәрсеге қатысты пікірлер құпталады! Маған көмектесуге көмектескені үшін Лиз Арумға ерекше алғыс! Жаңарту: Танымал сұраныстың арқасында мен қазір қосылдым роботтың сөйлеп, өз ойын білдіретін бейнесі! Бос уақытыңызда ләззат алыңыз!

1 -қадам: Барлық материалдарды/бөлшектерді/электрониканы құрастырыңыз

Бұл робот басы мыналарды қолданады: 1 нан тақтасы (ұзындығы 48 жолдан артық болуы керек, IC чиптерін қосу үшін тақтаның ортасынан саңылау өтуі керек. Нан тақтасының бойымен жүретін қуат және жер үсті шинасы да қажет.) 2 RGB шамдары (түрлі -түсті көздер үшін) Жалпы анод. Әрқайсысы 1,50 - 1,95 доллар. 2 X $ 1.75 = $ 3.5036 Қызыл ледтер (ауыз үшін) әрқайсысының бағасы 40-50 цент шамасында. 36 X $.45 = $ 16.202 HXT900 микро сервосы (Қастарды жылжытуға арналған) Мына жерден табуға болады: https://www.hobbycity.com/hobbycity/store/uh_viewItem.asp?idProduct=662 2 X $ 3.65 = $ 7.303 TLC5940NT барлық светодиодтарды қосу/жарықтандыру және серверлерді басқару) Digi-key https://search.digikey.com/scripts/DkSearch/dksus.dll?Detail&name=296-17732-5-ND мекен-жайы бойынша табуға болады. 4,28 доллар. 3 X $ 4.28 = $ 12.84 немесе Mouser https://www.mouser.com/ProductDetail/Texas-Instruments/TLC5940NT/?qs=sGAEpiMZZMu8%252bGBKj8XSFEjwsgnt5grMZ49G/W4nRitors (~ 1000d3 ағыны үшін) сервоприемниктер) Ескі компьютерлік қуат көзінен шығарылады. Free2 Original Freeduinos немесе Arduinos. Freeduinos -ты https://www.freeduino.org/buy.html сайтынан сатып алуға болады. Олардың әрқайсысының бағасы 23.99. 2 X $ 23.99 = $ 47.98 Немесе www.sparkfun.com/commerce/product_info.php Arduinos үшін. Әрқайсысы 29,95 доллар тұрады. 2 X $ 29.95 = $ 59.90. Ескерту: Фредуиндер дәнекерлеуді қажет етеді, егер сіз тақталарды дәнекерлегіңіз келмесе, Arduino сатып алыңыз. Ескерту: Бұл нұсқаулық бәрібір дәнекерлеу білімін қажет етеді, сондықтан неге қазірден бастамасқа?:) Adafruit Industries -тен 1 Waveshield (Роботпен сөйлесуге мүмкіндік беру үшін) мына жерден сатып алуға болады: https://www.ladyada.net/make/waveshield/ Әрқайсысы 22 долларға бағаланған. Барлық жоғары технологиялық бөлшектердің болжамды жалпы құны Жеткізу), егер сіз Arduinos орнына Freeduinos сатып алсаңыз … $ 109.82! Егер сіз Freeduinos орнына Arduinos сатып алсаңыз, барлық жоғары технологиялық бөлшектердің жалпы құны…. $ 121.74! Ал технологиясы төмен материалдарға келсек, сізге қажет: картоннан жасалған қорап, басыңыздың өлшемі. Картонның кішкене бөлігі Таспалы желім Нан тақтасына үйлесімді сым (22 калибрлі, қатты) Затты басқа заттарға бекітуге арналған сым Кішкене блок Ағаш қуатты бұрғылау. Жылытылатын сым өткізгіштер мен ыстық ауаны үрлейтін нәрсені оқшаулауға арналған жылу қысқыш түтік.

2 -қадам: Барлық схемалар мен қалқандарды жинап, дәнекерлеңіз

Freeduinos -ты дәнекерлеңіз (мен сияқты), немесе егер сіз Arduino сатып алсаңыз, бұл сызықты елемеңіз. Мұнда Freeduinos сатып алған барлық адамдарға арналған олардың құрастыру нұсқауларының сілтемесі: mcukits.com/2009/03/12/assembling-the-freeduino-board-kit/Waveshields дәнекерлеу. Леди Ада өзінің веб -сайтында https://www.ladyada.net/make/waveshield/solder.html Ескертпе: Толқын қалқанын дәнекерлеуге қосымша ретінде көрсетілген. Күшейткіш микросхемасына жақын орналасқан R7 резисторына дәнекерленген ұзын сымды қосыңыз. Бұл робот басының светодиодтарын басқаратын Freeduino аналогтық кірісіне 1 қосылады. (Әзірге сымның екінші ұшын қай жерге қосу керек екендігі туралы алаңдамаңыз, бұл кейінірек егжей -тегжейлі түсіндіріледі.) Сымды қай жерге дәнекерлеу керектігін түсіну үшін суретті қараңыз.

3 -қадам: Робот басын жобалау

Өзіңіз бас ретінде таңдаған картон қорапшасын алыңыз және қағазды кесіп, қораптың үстіне қою арқылы көзге және ауызға кескіңіз келетін жерлерді белгілеңіз. Орналасуға риза болған кезде, сіз кесуге көшуге болады.

4 -қадам: Роботтың басын жасаңыз: көзді кесіңіз

Бөлшектерді қорапқа соңғы орындарына таспамен бекітіңіз немесе белгілеңіз және оларды кесіңіз. (Бұрын ауызды білдіретін қағазды сақтаңыз, ол сізге кейінірек қажет болады.)

5 -қадам: Роботтың басын жасаңыз: ауыз қуысына арналған жарықдиодты матрица жасау

Аузындағы әрбір жарықдиодты дербес жанады. Мұны істеу үшін сізге аузына жарықдиодты матрица жасау керек. (Жарықдиодты матрица деген не екенін түсіну үшін 1 суретті қараңыз) Ауыз болуы керек қағазды алыңыз да, қарындашпен және сызғышпен қағазды 36 бөлікке бөліңіз (9 X 4), Тордағы әр жарық диодты жарықтандыру шамы. Сіз мұны жасағаннан кейін, қағазды ағашқа жабыстырып, еденге тесілмеу үшін абай болыңыз (бұл менде болды, сондықтан мен картон қораптың үстіне бұрғылауды ұсынамын.) Сызықтары 1/4 дюймдік бұрғылау ұшымен қиылысатын тесіктерді бұрғылаңыз, осылайша сіздің жарық диодтарыңыз бір -біріне жақсы сәйкес келеді. Бұрғылау ұшының өлшемі светодиодтардың мөлшеріне байланысты екені анық, сондықтан кішірек жарық диодты шамдар үшін кішірек бұрғылау ұшын қолданыңыз. (Кішкене бастаңыз және жоғары қарай жүріңіз!) Бұрғылау/таңбалау бойынша түсініктеме алу үшін 2 және 3 суреттерді қараңыз.

6 -қадам: ауыз қуысының жарықдиодты матрицасын жасау: светодиодтарда дәнекерлеу

Басқа ештеңе жасамас бұрын, барлық светодиодтардың жанбағанын немесе күңгірттенбегенін тексеріңіз. Сіз мұны кішкентай 3В батырмалы аккумуляторды тауып, светодиодтардың аяқтарын батареяға ұстау арқылы жасай аласыз (Ұзын аяғы оң, қысқа теріс екенін есте сақтаңыз). Содан кейін светодиодтарды бұрғыланған торлы қондырғыға бір -бірден салыңыз. Ұзын аяқтарды бір -біріне параллель болатындай етіп бүктеп, қатарлап дәнекерлеңіз (2 және 3 суреттерді қараңыз). Ұзын аяқтарды дәнекерлеңіз, өйткені сіз осы жарықдиодты басқару үшін TLC -ді қолданасыз, ал TLC - электр қуаты. Бұл олар жарықдиодты қуат пен жер арасындағы кернеудің дифференциалын өзгерту арқылы басқаратынын білдіреді.

7 -қадам: ауыз қуысының жарықдиодты матрицасын жасау: светодиодтарға сымдарды дәнекерлеу

Барлық жарықдиодты катод сымдарына нан тақтасына (22 калибрлі) сай келетін ұзын сымдар. Бұл сымдар жарық диодты басқарады. Содан кейін барлық жеке сымдарды электрлік таспамен (қызық емес) немесе термиялық қысқыш түтіктермен оқшаулауды ұмытпаңыз (ұсынылады). Сымдарды барлық катодты светодиодтарға қосудан басқа, тордың анодты бөлігіне 2 немесе 3 сымдарды дәнекерлеңіз (Бәрі бірге дәнекерленген бөлігі). Бұл сымдар барлық желілерде қуатты тарататын қуат көзі ретінде қызмет етеді. Олар 5В кернеуге қосылады.

8-қадам: Робот басының ішіне қастармен жүретін серверлерді орнатыңыз

Мини-сервоңызды роботтың басына орнатпас бұрын, серво тұтқасына ұзын берік (бірақ бүгілетін) сымды ыстық желіммен жабыстырыңыз. Бұл сым роботтың ішкі жағына көтеріліп, қастарды жылжыту үшін жоғарыдан шығып, төмен қарай жылжиды. (Нақтылау үшін суреттерді қараңыз.) Мини-сервосыңызды алыңыз (сымдар бекітілген) және оларды роботтың басының ішкі жағына, көздің астына ыстық желіммен жабыңыз, сымдар бір жақтан екінші жаққа жылжи алатынына көз жеткізіңіз.

9 -қадам: Робот басының ішіндегі торды орнатыңыз

Торды сіз тесіп алған картонға ыстық желіммен және роботтың басының ішкі жағына ыстық желіммен жабыстырыңыз.

10 -қадам: RGB светодиодтарын дәнекерлеу

Жалпы анодты RGB сымды ұзын сымға жалғаңыз. Содан кейін оған сәйкес келетін RGB жарықдиодты сымға түсті сымды (қызыл, жасыл, көк) дәнекерлеңіз. Сымдарды оқшаулауды ұмытпаңыз!

11 -қадам: RGB светодиодтарын робот бастығының ішіне орнатыңыз

Жарық диодтарын роботтың басына орнатыңыз, оларды қалаған жерге қойып, сымдарды қораптың ішкі жағына бүктеп бекітіңіз. Жарықдиодты астына ішуге арналған сабанды қою да оны орнында ұстауға көмектеседі. (Анықтау үшін суреттерді қараңыз)

12 -қадам: Көз жасауды аяқтаңыз

Сіз кескен тесіктен сәл үлкенірек төртбұрышты қағазды желімдеңіз. Тесік пен оның артындағы жарықдиодты жабу үшін оны тесікке жабыстырыңыз. Сондай -ақ, жарық диодтарынан келетін жарықты тарату үшін көздің тесіктерінің ішіне қағаз сүлгілердің бірнеше парағын жабыстырғыңыз келуі мүмкін.

13 -қадам: TLC5940NT чиптерін қосыңыз

Бұл қадамда сізге барлығы 42 жарықдиодты шығуды басқару үшін 3 TLC5940NT тізбектерін қосу қажет болады (ауыз үшін - 36, түрлі түсті көздер үшін - 6). тізбек 3 TLC5940NTs бірге. Бұл сығылған күйде: 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 сөнуі 1 | 1 28 | Жарықдиодты жарық 0LED Шығу 2 | 2 27 | GNDLED Out 3 | 3 26 | SIN (Арқалық түйреуіш 11.) Жарықдиодты шығу 4 | 4 25 | SCLK (саңылау 13) … | 5 24 | XLAT (9 нөмірлі түйреуіш) … | 6 23 | BLANK (10 -нүктелік түйреуіш)… | 7 22 | GND… | 8 21 | VCC (5V)… | 9 20 | Жерге 2K резистор… | 10 19 | 5В… | 11 18 | GSCLK (саңылау 3) … | 12 17 | SOUT (Daisychain -дегі келесі TLC SIN -ге қосылған)… | 13 16 | XERR 14 | 14 15 | LED Out 15 ----------------------------- Ескертпе: біз Daisychaining 3 TLC боламыз, сондықтан бірінші TLC-нің ЖСН Arduino-ға қосылған. түйін 11. Қалған TLC -лерде олардың ЖСН -ы алдыңғы TLC SOUT -қа қосылған. Барлық BLANK -тер бір -бірімен байланысқан (BLANK of TLC1 BLANK of TLC2 және т.б.…) Барлық XLAT -лар қосылған. SCLK қосылады. Барлық GSCLK қосылады. Барлық XERR қосылады. Сондай -ақ, 2 немесе 3 электролиттік конденсаторды тақтаның жерге тұйықталуы мен қуатына қосыңыз (жерге тұйықталатын конденсаторға теріс, 5 В -қа дейін оң). Зарядтың мөлшері соншалықты маңызды емес, бірақ ол 5 В немесе одан жоғары болуы керек. Бұл конденсаторлар TLC шығаратын кернеу берудегі барлық кемшіліктерді (шуды) сүзетін сүзгі қызметін атқарады. Бұл өте маңызды, өйткені біз қолданатын Waveshield TLC -мен бірдей жерді бөліседі және шынымен де электрлік шуды ұнатпайды (бұл біртүрлі, шулы дыбыс шығарады).

14 -қадам: Жарық диодтарын TLC -ге қосыңыз

Барлық светодиодтарды TLC-ге қатарынан қосыңыз, сол жақ жоғарғы бұрыштан бастап, оң жақтағы жарық диодты жарық диодына өтіңіз. Мұнда сізге ыңғайлы болу үшін TLC светодиоды бар барлық сымдар бар. Түсіндіру үшін суреттерді қараңыз. Ауыз: 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 Енді RGB светодиодты көздерді TLC -ке қосудың жақсы уақыты, сондықтан түйреуіштер … RGB жарықдиодты көздері: солға: RGB оңға: RGB 36 40 38 37 41 39 ұмытпаңыз The Grid және RGB светодиоды үшін 5В әмбебап қуат сымдарын қосу!

15 -қадам: Серверлерді TLC -ге қосыңыз

Серверлердің қуаты мен жерін табақшадағы қуат пен жерге қосыңыз. Сол жақ серводтың басқару сымын (роботқа қараған кезде сіздің сол жақ) 43 -ші пинге (нөлден басталуын ұмытпаңыз.) Және оң жақтағы сервоны 44 -істікке жалғаңыз. Осы екі істіктен де 3,3 К ом кедергісін жалғау қажет. 5В -қа дейін, себебі TLC - электр қуаты және батып кетуі үшін қуат қажет.

16 -қадам: Сіз енді бағдарламалық қамтамасыз ету мен кодтар еліне кіресіз! (көбінесе)

Өтінемін, рұқсат етілмейді …

17 -қадам: TLC кітапханасын жүктеңіз

Arduino -ға арналған соңғы TLC кітапханасын олардың Google коды бетінде табуға болады: code.google.com/p/tlc5940arduino/. Соңғы кітапхананы жүктеп алып, «Tlc5940» ашылмаған қалтасын [Arduino -ның соңғы нұсқасы қалтасына]/аппараттық құралға/енгізіңіз. кітапханалар/

18 -қадам: TLC тестілеу

Төменде жүктеуге болатын сериялық өрнектің тест эскизін жүктеңіз. Мұны Freeduino -ға жүктеңіз және барлық нәрсенің жұмыс істейтінін тексеру үшін сериялық мониторға бірнеше пәрмендер енгізіңіз. Міне командалардың тізімі: behappybesadbemadfullmouthlinouthmouthoffmouthoffeyesbluegreeneyesredeyesblueeyesopenmouthtalkmouth (Ол сөйлемейді, бірақ ол ауыз қозғалысын жасайды)

19-қадам: Жақсартылған, жоғары сыйымдылықты (біршама) Waveshield кітапханасын жүктеңіз

Жаңа кодты Google кодынан жақсартылған Adafruit толқын қалқанын жүктеңіз (бұл жақсартылған кітапхананы жасағаныңыз үшін Fat16 мырзаға рахмет): code.google.com/p/wavehc/ Қайта ашылмаған қалтаны аппараттық/кітапханалар/қалтаға қайтадан жабыстырыңыз.

20 -қадам: SD карталарын форматтаңыз және жүктеңіз

SD карталарын компьютерге салыңыз және оларды FAT немесе FAT16 файл түрімен пішімдеңіз. FAT32 ЕМЕС! Содан кейін SD карталарын AT & T тамаша мәтініндегі сөйлеу файлдары бар www.research.att.com/~ttsweb/tts/demo.php#top сөйлеу файлдары бар файлдарға жүктеңіз. бұл файл атауы 6 немесе одан аз әріптен тұратын нәрсеге. (Толқын экраны файл атауы 6 таңбадан аспайтын файлдарды ғана өңдей алады.) Мысалы, егер сіз файлды «Instructables.com» үшін жүктесеңіз -> оны instrc.wav деп атаңыз Егер сәлем -> hello.wav

21 -қадам: Толқындық қалқаны тексеріңіз

Waveshield сериялық тестінің эскизін жүктеп алыңыз және іске қосыңыз. Сіз сериялық терминал арқылы сөйлемді теріп, оны Waveshield -те ойната алуыңыз керек (ол қажет.wav файлдары болғанша). Ол бірінші сөзді алады, «.wav» қосады және екіншісіне ауыспас бұрын ойнатады. Мысалы: сіз сәлем менің атым Боб Ол ойнайтын болады: hello.wavmy.wavname.wavis.wavbob.wav Ескерту: Waveshield -ді басқа Freeduino -да сынап көріңіз (TLC -ге қосылмаған), өйткені Waveshield де, TLC -те де түйреуіштер 13, 12, 11 және 10 (Freeduino -да) қолданылады. Бұл түйреуіштерде сериялық перифериялық интерфейс (SPI) деп аталатын интерфейс үшін аппараттық қолдау бар болғандықтан, олар TLC мен Waveshield үшін қажет. Бұл түйреуіштерді олардың арасында бөлу мүмкін емес, сондықтан олар I2C интерфейсін қолдана отырып, екі Freeduino -ны бір -бірімен байланыстыруға мәжбүр болады, осылайша олар олардың арасында ақпарат жіберуі мүмкін. Бұл туралы толығырақ 22 -қадамда.

22 -қадам: Екі Freeduino арасындағы I2C интерфейсін қосыңыз

Күте тұрыңыз … Неге бізге екі Freeduino арасындағы I2C интерфейсін қосу керек? Неліктен біз Waveshield мен TLC -ді бір Freeduino -ға қосуға болмайды? Міне, неге: Waveshield де, TLC де Freeduino -да 13, 12, 11 және 10 түйреуіштерді қолданады. Мұның себебі, бұл түйреуіштерде сериялық перифериялық интерфейс (SPI) деп аталатын интерфейс үшін аппараттық қолдау бар, олар TLC -ге де, Waveshield -ге де қажет және бөлісе алмайды. Бұл дегеніміз, біз екі Freeduino -ны бір -бірімен байланыстырып жұмыс істеуі үшін қандай да бір деректер байланысын қолдана отырып байланыстыруымыз керек. Сериялық опция болмады, себебі менің компьютерім оны Waveshield Freeduino -мен байланысу үшін қолданды, сондықтан қарқынды Google -ден кейін мен өте ыңғайлы және қарапайым байланыс әдісін таптым. I2C! Интерфейсті қалай қосуға болады: Аналогты кіріс түйреуішін 4 Freeduino -ға қосыңыз (бұл SDA немесе сериялық деректер желісі.) Freeduinos -та аналогтық кіріс 5 -пинін қосыңыз (бұл SCL немесе сериялық сағат желісі.) Жерді қосыңыз Freeduinos -тың екеуінде де (әйтпесе I2C интерфейсі жұмыс істемейді.) Waveshield -дегі R7 резисторынан осы нұсқаулықтың басында дәнекерленген сымды Freeduino -ны басқаратын TLC -дегі аналогтық кіріс түйреуішіне жалғаңыз (Бұл сым дыбыс деңгейін тексеруге арналған. Waveshield сөйлейтін және I2C интерфейсіне кірмейтін сөздер). (Анықтау үшін суретті қараңыз)

23 -қадам: TLC Controlling Freeduino -да I2C қосыңыз

Осы эскизді жүктеу арқылы сіз TLC басқаратын Freeduino -да I2C қосыңыз. Ол Waveshield -ден өрнектер туралы ақпарат алады, сонымен қатар Waveshield Freeduino -дағы сөйлеу көлемін тексереді және айтылатын сөздің көлеміне байланысты сөйлеуді имитациялау үшін аузын қозғайды. (Екі сымды интерфейс) - бұл бірнеше құрылғыны (128 -ге дейін) екі деректер сымымен және ортақ жерге қосудың қарапайым әдісі. Жаңарту: Мен Arduino Sketch -те жыпылықтау мүмкіндігін қостым. Енді робот адам сияқты 2-11 секунд аралықта жыпылықтайды.

24 -қадам: I2C интерфейсін тексеріңіз

Бұл эскизді жүктеп алып, оны Waveshield Freeduino -ға жүктеңіз, ол «behappy;» деген сөзді жібереді. содан кейін «бесад»; I2C интерфейсі арқылы TLC Фредуиноны екі секундтық интервалда басқарады, бұл роботты екі секундтық интервалда бақыттыдан қайғылыға айналдырады деп үміттенемін.

25 -қадам: Сіз дерлік орындадыңыз! Жүктеу үшін кейбір код …

Waveshield Freeduino кодының соңғы нұсқасын жүктеңіз. Ол сериялық мониторға енгізетін кез келген сөздерді қабылдауы және сөйлеуі керек (егер ол.wav файлдары болса) және «behappy;» сияқты өрнек пәрмендерін беруі керек. және «бесад»; I2C интерфейсі арқылы TLC басқаратын Freeduino-ға. Ескерту: Командалар тізімі бұрынғы TLC тест коды үшін бірдей (17-қадамды қараңыз), әр өрнек пәрменіне нүктелі үтір қосу керек. EX. Егер сіз роботтың қайғылы болғанын қаласаңыз және «Мен мұңды сезінемін» деп айтсаңыз, теріңіз: besad; Жаңарту: Waveshield Sketch енді тыныс белгілерін дұрыс қолданады (яғни нүктелер мен үтірлер, бірақ леп белгісі емес).

26 -қадам: Барлығын роботтың бас қорабына орнатыңыз, сіз аяқталды

Фредуинолардың барлығын қораптың артқы жағына сымдармен бекітіңіз. Қораптың жоғарғы қақпағын сымдармен жабыңыз, сіз аяқтадыңыз! Енді ол менің электрондық поштамды тексере алатын болса. Hmmmm ……. Осы нұсқаулықты оқығаныңыз үшін рахмет! Пікірлер әрқашан кез келген нәрсеге құпталады!

Ардуино байқауының екінші жүлдесі