Arduino менен иштөөчү сүйлөшүүчү роботтун башын түзүңүз!: 26 кадам (сүрөттөр менен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:44

Бул роботтун башы башында менин физикалык эсептөө сабагым үчүн жылдын аягында долбоор катары курулган, бирок жай мезгилинде ал кантип сүйлөөнү "үйрөнгөн". Баш эки Freeduinos, 3 TLC5940NT чиптери жана Adafruit Industries Wave Shield менен иштейт: www.ladyada.net/make/waveshield/. Учурда баш компьютерге эки USB кабели аркылуу туташтырылган, бири кубат үчүн, бири ага эмнени айтуу/эмоциялоо боюнча сериялык буйруктарды жөнөтүү үчүн. Башчы эмнени айтуу/эмоциялоо керектиги боюнча терилген буйруктарды алгандан кийин, ал сүйлөмдү же бир нече сүйлөмдү түзүү үчүн жеке сөз файлдарын ойнотот. Ошондой эле компьютерден жөнөтүлгөн эмоционалдык буйруктарга ылайык эмоцияларын өзгөртөт. Бул робот башы көптөгөн колдонмолор үчүн негиз болуп саналат, анткени ал лексикага ээ болгон нерсени айта алат. Учурда мен аны интернетке туташтыруу жана PHP скрипти аркылуу электрондук почтамды текшерүү жана окуу боюнча иштеп жатам. Мен бул инструкцияны жаңыртам, мен аны менен бирге алга жылам. Бул жерде анын видеосу: Башы дагы эле уланып жаткан долбоор, андыктан бул жерде эч нерсе боюнча эч кандай комментарийлер кабыл алынбайт! Мага баардык нерсеге жардам бергени үчүн Лиз Арумга өзгөчө рахмат! Жаңыртуу: Популярдуу суроо-талапка байланыштуу мен азыр коштум роботтун сүйлөп, өзүн көрсөткөн видеосу! Бош убактыңызда ырахат алыңыз!

1 -кадам: Бардык материалдарды/бөлүктөрдү/электрониканы түзүңүз

Бул роботтун башы төмөнкүлөрдү колдонот: 1 Breadboard (IC чиптерин туташтыруу үчүн тактанын ортосунан ылдый карай боштук менен 48 катардан ашык болушу керек. Нан тактасынын капталында иштеген электр жана жер автобусу да зарылчылык.) 2 RGB Led (түстүү көздөр үчүн) Жалпы анод. Ар бири 1,50 - 1,95 доллар. 2 X $ 1.75 = $ 3.5036 Red Leds (оозу үчүн) ар биринин баасы 40-50 центке жакын. 36 X $.45 = $ 16.202 HXT900 Micro Servos (Каштарды жылдыруу үчүн) Тапса болот: https://www.hobbycity.com/hobbycity/store/uh_viewItem.asp?idProduct=662 2 X $ 3.65 = $ 7.303 TLC5940NT (Бардык ледтерди айдап/күйгүзүңүз жана серверлерди башкарыңыз) Digi-key https://search.digikey.com/scripts/DkSearch/dksus.dll?Detail&name=296-17732-5-ND дарегинен тапса болот $ 4.28. 3 X $ 4.28 = $ 12.84 же Mouser https://www.mouser.com/ProductDetail/Texas-Instruments/TLC5940NT/?qs=sGAEpiMZZMu8%252bGBKj8XSFEjwsgnt5grMZ49G/W4nRitors (~ 3d3 үчүн) servo) Эски компьютердин электр булагынан куткарылган. Free2 Original Freeduinos же Arduinos. Freeduinosту https://www.freeduino.org/buy.html сайтынан сатып алса болот. Алардын баасы ар бири 23.99. 2 X $ 23.99 = $ 47.98 Же www.sparkfun.com/commerce/product_info.php Arduinos үчүн. Баасы 29,95 доллар. 2 X $ 29.95 = $ 59.90. Эскертүү: Freeduinos бир аз ширетүү билимин талап кылат, эгер сиз тактаңызды ширетүүнү каалабасаңыз, анда Arduino сатып алыңыз. Эскертүү: Бул Instructable баары бир анча -мынча ширетүү билимин талап кылат, андыктан эмне үчүн азыр баштасак болбойт?:) Adafruit Industriesтен 1 Waveshield (Роботтун сүйлөшүүсүнө уруксат берүү үчүн) Сатып алса болот: https://www.ladyada.net/make/waveshield/ Ар бири 22 долларга бааланган. Бардык жогорку технологиялык тетиктердин болжолдуу жалпы баасы (анын ичинде эмес) жеткирүү), эгер сиз Arduinosтун ордуна Freeduinos сатып алган болсоңуз, анда… $ 109.82! Эгерде сиз Freeduinosтун ордуна Arduinos сатып алган болсоңуз, анда бардык жогорку технологиялык тетиктердин жалпы баасы…. $ 121.74! Ал эми төмөн технологиялуу материалдарга келсек: Сиздин башыңыздын көлөмү келген картон куту. Картондун кичинекей бөлүгү Тасма ГлэйБэдбордго шайкеш келген зым (22 калибрдүү, катуу) Башка нерселерге нерселерди бекитүү үчүн зым кичинекей блок Жылуулук Shrink трубасы ачык зымдардын коргошун жана ысык абаны үйлөтүүчү нерселерди (Hot пневматикалык пистолет) куту кескичтен ажыратуу үчүн.

2 -кадам: Бардык Circuitboards жана Shields чогултуу жана Solder

Фредуинолорду ээрчиңиз (мен сыяктуу), Же эгер сиз Arduino сатып алсаңыз, бул линияны этибарга албаңыз. Бул жерде Freeduinos сатып алган бардык адамдар үчүн алардын чогултуу көрсөтмөлөрүнө шилтеме келтирилген: mcukits.com/2009/03/12/assembling-the-freeduino-board-kit/Waveshields solder. Леди Ада өзүнүн веб -сайтында муну кантип жасоо керектиги жөнүндө абдан жакшы көрсөтмөсүнө ээ: Күчөткүч чипине эң жакын жагындагы R7 каршылыгына кошулган узун зымды кошуңуз. Бул роботтун башынын LED диоддорун көзөмөлдөгөн Freeduinoдогу Analog Input 1 менен туташат. (Азырынча зымдын экинчи учун кайда туташтыруу керек деп кабатыр болбоңуз, бул кийинчерээк кеңири түшүндүрүлөт.) Зымды кайда ширетүү керектиги боюнча түшүндүрүү үчүн сүрөттү караңыз.

3 -кадам: Роботтун башын долбоорлоо

Башыңыз катары тандап алган картон кутучаны алып, кагазды кесип, кутуңуздун үстүнө коюп көзүңүз менен оозуңуз үчүн кесип алгыңыз келген жерлерди белгилеңиз. Аранжировкага ыраазы болгондо, сиз нерселерди кесүүгө өтөсүз.

4 -кадам: Роботтун башын долбоорлоо: Көздү кесүү

Тасмаларды кутучага акыркы абалына белгилөө жана белгилөө жана аларды кесип салуу. (Оозду көрсөтүү үчүн колдонулган кагазды сактаңыз, кийинчерээк сизге керек болот.)

5 -кадам: Роботтун башын долбоорлоо: Ооз үчүн LED матрицасын түзүү

Ооздогу ар бир LED өз алдынча күйөт. Ал үчүн ооз үчүн LED матрицасын жасашыңыз керек. (LED матрицасы жөнүндө түшүнүк алуу үчүн, 1 -сүрөттү караңыз) Ооз болушу керек болгон кагазды алып, карандаш жана сызгыч менен кагазды 36 бөлүккө бөлүңүз (9 X 4), Ар бир светодиод үчүн бирден. Сиз муну кылгандан кийин, кагазды жыгачка скотч менен жабыңыз жана пол аркылуу бургулоодон сак болуңуз (Бул мен үчүн болгон, ошондуктан мен картон кутунун үстүнө бургулоону сунуштайм.) Сызыктар 1/4 дюймдук бургулоочу менен кесилишкен тешиктерди бургулаңыз, ошондо сиздин Светодиоддоруңуз бат түшөт. Бургулоонун өлчөмү, албетте, сиздин светодиоддоруңуздун өлчөмүнө көз каранды, андыктан кичине LED үчүн кичине бургулоочу битти колдонуңуз. (Кичине баштагыла жана өз жолуңар менен иштегиле!) Бургулоо/белгилөө боюнча түшүндүрүү үчүн 2 жана 3 -сүрөттөрдү караңыз.

6 -кадам: Ооздун LED матрицасын жасоо: Светодиоддордо ширетүү

Башка эч нерсе кылардан мурун, сиздин бардык Светодиоддоруңуз күйүп же күңүрт эмес экенин текшериңиз. Сиз муну кичинекей 3В баскычтуу батареяны таап, светодиоддордун бутун аккумуляторго кармоо менен жасай аласыз (Узун бут оң, кыска терс экенин эстен чыгарбаңыз). Кийинчерээк светодиоддорду бир убакта катарынан бургуланган сетка джигине салыңыз. Узун буттарды бири -бирине параллель кылып бүктөп, катар -катар ээрчиңиз (2 жана 3 -сүрөттөрдү караңыз). Узун шыйрактарды ээрчиңиз, анткени сиз бул диоддорду көзөмөлдөө үчүн TLC колдоносуз, жана TLCs электр раковиналары. Бул алар диоддорду бийлик менен жердин ортосундагы чыңалуу дифференциалын өзгөртүү аркылуу башкарат дегенди билдирет.

7 -кадам: Ооздун LED матрицасын жасоо: Светодиодго зымдарды башкаруу

Бардык LED катоддоруна нан табакчасына (22 калибр) бата турган узун зымдар. Бул зымдар LED диоддорун башкарат. Кийинчерээк бардык жеке зымдарды электр лента (кызыктуу эмес) же жылытуучу түтүктөр менен изоляциялоону унутпаңыз (сунушталат). Бардык катоддорду светодиоддорго кошуп, тордун аноддук бөлүгүнө 2 же 3 зымдарды (Баары чогуу ширетилген бөлүгү). Бул зымдар электр энергиясын таркатуучу тармак катары кызмат кылат. Алар 5Vга туташат.

8-кадам: Кашты жылдыруучу сервосторду роботтун башына орнотуңуз

Робот башыңыздын ичине мини-серволорду орнотуудан мурун, серво колуна узун күчтүү (бирок дагы эле ийиле турган) зымды ысык клей менен жабыңыз. Бул зым роботуңуздун ичин өйдө көтөрүп, үстүнөн чыгып, кашты жылдыруу үчүн кайра ылдый түшөт. (Түшүндүрүү үчүн сүрөттөрдү караңыз.) Мини-серволорду алыңыз (зымдары тиркелген) жана аларды роботтун башынын ичине, көздүн астына ысык желим менен жабыңыз, зымдар бир тараптан экинчи жакка жыла алат.

9 -кадам: Робот башынын ичиндеги торду орнотуңуз

Сиз тешип алган картонго ысык желимди жана роботтун башынын ичине ысык клейди салыңыз.

10 -кадам: RGB светодиоддорун ширетүү

Solder Common Anode RGB LED узун зымга алып барат. Андан кийин ага туура келген RGB LED коргошунга түстүү зымды (кызыл, жашыл, көк) ширеткиле (жеке коргошундун түсүн 3В баскычтуу батареяны колдонуу менен ар бир LED коргошунду кезеги менен күйгүзүүгө болот). Зымдарды жылуулоону унутпаңыз!

11 -кадам: Робот башынын ичине RGB светодиоддорун орнотуңуз

Жарык диоддорду роботтун башына орнотуп, каалаган жерине коюп, анан зымдарды бүктөп, кутунун ичине чаптап коюңуз. Светодиоддун астына ичүүчү саманды коюу да аны ордунда сактоого жардам берет. (Түшүндүрүү үчүн сүрөттөрдү караңыз)

12 -кадам: Көз жасоону бүтүрүү

Сиз кесип алган тешиктен бир аз чоңураак төрт бурчтук кагазды чаптаңыз. Тешикти жабуу үчүн тешиктин үстүнө жабыштырыңыз жана анын артындагы LED. Жарык диоддорунан келген жарыкты таркатуу үчүн кээ бир кагаз сүлгүнү көз тешиктеринин ичине скотч менен жабыштыргыңыз келиши мүмкүн.

13 -кадам: TLC5940NT чиптерин зым менен жабыңыз

Бул кадамда сиз жалпысынан 42 LED чыгарууну (оозу үчүн 36, түстүү көздөрү үчүн 6) айдаш үчүн 3 TLC5940NTs менен бирге ромашкага отурушуңуз керек болот. чынжыр 3 TLC5940NTs бирге. Бул жерде кысылган түрдө: Arduino pin 13 -> SCLK (TLC pin 25) Arduino pin 11 -> SIN (TLC pin26) Arduino pin 10 -> Blank (TLC pin 23) Arduino pin 9 -> XLAT (TLC pin 24) Arduino pin 3-> GSCLK (TLC pin 18) -------------- U ------------ LED Out 1 | 1 28 | LED Out 0LED Out 2 | 2 27 | GNDLED Out 3 | 3 26 | SIN (Ard pin 11.) LED Out 4 | 4 25 | SCLK (Ard pin 13)… | 5 24 | XLAT (Ard pin 9)… | 6 23 | BLANK (Ard pin 10)… | 7 22 | GND… | 8 21 | VCC (5V)… | 9 20 | Жерге 2K каршылыгы… | 10 19 | 5V… | 11 18 | GSCLK (Ard pin 3)… | 12 17 | SOUT (Daisychainдеги кийинки TLCнин SIN'ине туташкан)… | 13 16 | XERR Out 14 | 14 15 | LED Out 15 ----------------------------- Эскертүү: биз Daisychaining 3 TLCбиз, ошондуктан биринчи TLCдин SINи Arduino менен туташкан pin 11. Калган TLCлердин SINи мурунку TLC SOUT менен туташкан. Бардык BLANKs бири -бирине туташкан (BLANK of TLC1 BLANK to TLC2 ж.б.…) Бардык XLATs туташкан. SCLKs туташтырылган. Бардык GSCLKs туташкан. Бардык XERRлер туташкан. Ошондой эле 2 же 3 электролитикалык конденсаторлорду панелдин Жерине жана кубатына туташтырыңыз (Жерге бараткан конденсатор боюнча терс, 5Вга оң). Заряддын өлчөмү анчалык деле маанилүү эмес, бирок 5В же андан жогору деп бааланышы керек. Бул конденсаторлор TLCs өндүргөн чыңалуудагы бардык кемчиликтерди (ызы -чууну) чыпкалап, чыпка катары иштешет. Бул өтө маанилүү, анткени биз колдоно турган Waveshield TLCs менен бирдей жерди бөлүшөт жана чындап эле электрдик ызы -чууну жактырбайт (бул кызыктай, чыкылдатуучу үндү чыгарат).

14 -кадам: LEDдерди TLCлерге өткөрүңүз

Бардык светодиоддорду TLCлерге катар-катар туташтырып, сол жактын жогору бурчунан баштап, түздөн-түз оң жагындагы LEDге өтүңүз. Бул жерде сиздин ыңгайлуулугуңуз үчүн киргизилген бардык LED TLC пин чыгуулары бар. Түшүндүрүү үчүн сүрөттөрдү караңыз. Ооз: 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 Азыр RGB LED көздөрүңүздү TLCлерге туташтыруунун эң ыңгайлуу учуру, ошондуктан бул жерде казыктар бар … RGB LED көздөрү: Солго: RGB Оңго: RGB 36 40 38 37 41 39 Унутпаңыз The Grid жана RGB светодиоддору үчүн универсалдуу электр зымдарын 5Vга туташтыруу үчүн!

15 -кадам: Серверлерди TLCлерге кошуңуз

Серволордун Power жана Ground'ун нан табыңыздагы Power and Ground менен туташтырыңыз. Сол роботтун башкаруу зымын туташтырыңыз (роботту караган учурда солго.) 43 -пинге (нөлдөн башталаарын унутпаңыз.) Жана оң сервону 44 -пинке туташтырыңыз. Сиз бул эки түйүнүнөн 3.3K ом каршылыгын туташтырышыңыз керек. 5Vга чейин, анткени TLCлер электр раковиналары жана чөгүү үчүн бийликти талап кылат.

16 -кадам: Сиз азыр программалык камсыздоонун жана коддун өлкөсүнө кирип жатасыз! (көбүнчө)

Сураныч, чек араны бузбаңыз…

17 -кадам: TLC китепканасын жүктөп алыңыз

Arduino үчүн эң акыркы TLC китепканасын Google коддорунун баракчасынан тапса болот: code.google.com/p/tlc5940arduino/. Акыркы китепкананы түшүрүп, "Tlc5940" катталган папкасын [акыркы Arduino версия папкасына]/жабдуу/ китепканалар/

18 -кадам: TLCлерди сыноо

Төмөндө жүктөп ала турган менин сериялык экспресстин тест эскизин жүктөңүз. Freeduinoго жүктөңүз жана иштин бардыгын текшерүү үчүн сериялык мониторго кээ бир буйруктарды териңиз. Бул жерде буйруктардын тизмеси: behappybesadbemadfullmouthlinemouthoffmouthoffeyesbluegreeneyesredeyesblueeyesopenmouthtalkmouth (Бул сүйлөбөйт, бирок ал ооз кыймылын жасайт)

19-кадам: Waveshield китепканасынын жакшыртылган, сыйымдуулугу жогору (бир аз) жүктөп алыңыз

Жаңы жакшыртылган Adafruit толкун экранын Google кодунан жүктөп алыңыз (Бул жакшыртылган китепкананы түзгөнүңүз үчүн Fat16 мырзага рахмат): code.google.com/p/wavehc/ Дагы бир жолу жабылбаган папканы жабдыкка/китепканаларга/папкага чаптаңыз.

20 -кадам: SD карталарыңызды форматтаңыз жана жүктөңүз

SD карталарыңызды компьютериңизге салыңыз жана FAT же FAT16 файл түрүн колдонуп форматтаңыз. FAT32 ЭМЕС! Андан кийин SD карталарыңызды AT & Tдин эң сонун текстинен www.research.att.com/~ttsweb/tts/demo.php#top сүйлөө файлдары менен жүктөңүз. Файлдарга файлдын атын өзгөртүп, кыскартыңыз. бул файлдын аталышы 6 же андан аз тамгаларды камтыйт. (Толкун калканы файл аттары 6 символдон турган файлдарды гана иштете алат.) Мисалы. "Instructables.com" үчүн файлды жүктөп алсаңыз -> instrc.wav деп атасаңыз Салам -> hello.wav

21 -кадам: Толкун калканчыңызды сынап көрүңүз

Waveshield сериялык тест эскизимди жүктөп алып, иштетиңиз. Сиз сериялык терминал аркылуу сүйлөмдү терип, Waveshield ойнотушуңуз керек (эгерде.wav файлдары керек болсо). Бул биринчи сөздү алат, ".wav" кошуп, экинчисине өтүүдөн мурун ойнойт. Ex.you: Hello менин атым Боб Ал ойнойт: hello.wavmy.wavname.wavis.wavbob.wav Эскертүү: Waveshieldди башка Freeduino (TLCs менен туташпаган) боюнча сынап көрүңүз, анткени Waveshield да, TLCs да pins13, 12, 11 жана 10 (Freeduinoдо) колдонушат. Себеби бул казыктар TLCs жана Waveshield экөө тең талап кылган Сериялык Перифериялык Интерфейс (SPI) деп аталган интерфейс үчүн аппараттык колдоого ээ. Бул казыктарды алардын ортосунда бөлүшүү мүмкүн эмес, андыктан I2C интерфейсин колдонуп, эки Freeduino менен байланыштырышыбыз керек, ошондо алар алардын ортосунда маалымат өткөрүшөт. Бул тууралуу көбүрөөк 22 -кадамда.

22 -кадам: Freeduinos экөөнүн ортосундагы I2C интерфейсин кошуңуз

Күтө туруңуз … Эмне үчүн биз эки Freeduino ортосунда I2C интерфейсин туташтырышыбыз керек? Эмне үчүн биз Waveshield менен TLCлерди бир Freeduinoго туташтыра албайбыз? Мына, эмне үчүн: Waveshield да, TLCлер да Фредуинодо 13, 12, 11 жана 10 төөнөгүчтөрдү колдонушат. Мунун себеби, бул казыктар TLCs да, Waveshield да бөлүшө албаган Сериалдык Перифериялык Интерфейс (SPI) деп аталган интерфейс үчүн аппараттык колдоого ээ. Бул эки Freeduinosду кандайдыр бир маалымат байланышын колдонуп, экөө тең тандемде иштеши үчүн байланыштырышыбыз керек дегенди билдирет. Сериялык вариант болгон эмес, анткени менин компьютерим аны Waveshield Freeduino менен байланышуу үчүн колдонуп жүргөн, андыктан катуу Googlingден кийин мен абдан ыңгайлуу жана жөнөкөй байланыш ыкмасын таптым. I2C! Интерфейсти кантип туташтыруу керек: Аналогдук Кирүү Пинди 4 Фредуинолорго Туташтырыңыз (Бул SDA же Сериялык Маалымат Линиясы.) Аналогдук Кирүү Пинди 5 Фредуинолоруна Кошуңуз (Бул SCL же Сериялык Саат Линиясы.) Freeduinosтун экөөндө тең (Болбосо I2C интерфейси иштебейт.) Waveshieldдагы R7 каршылыгынан ушул көрсөтмөнүн башталышына чейин туташтырылган зымды Фредуинону көзөмөлдөгөн TLCдеги аналогдук кирүү пин 1ге туташтырыңыз (Бул зым көлөмүн текшерүү үчүн Waveshield айткан сөздөр жана I2C интерфейсинин бөлүгү эмес). (Түшүндүрүү үчүн сүрөттү караңыз)

23 -кадам: TLC Controled Freeduino боюнча I2Cти иштетүү

Бул эскизди жүктөө менен TLC'лерди көзөмөлдөө үчүн колдонулган Freeduino I2C иштетүү. Бул Waveshieldдан келген сөздөр жөнүндө маалыматты алат жана Waveshield Freeduino боюнча сүйлөө көлөмүн текшерет жана сүйлөнүп жаткан сөздүн көлөмүнө жараша сүйлөөнү окшоштурууга оозун түрткү берет. (Эки зымдуу интерфейс) - бул бир нече түзмөктү (128ге чейин!) Эки маалымат зымы жана жалпы жер менен туташтыруунун жөнөкөй жолу. Робот эми адам сыяктуу 2-11 секунд аралыкта көзүн ирмейт.

24 -кадам: I2C интерфейсин текшериңиз

Бул эскизди жүктөп алып, Waveshield Freeduinoго жүктөңүз, ал "behappy;" деген сөздөрдү жөнөтөт. анан "бесад"; I2C интерфейси аркылуу TLC Фредуинону эки секундада көзөмөлдөйт, роботту эки секунданын ичинде бактылуудан кайгылуу кылып кетет деп үмүттөнөбүз.

25 -кадам: Сиз дээрлик бүттүңүз! Жөн гана код жүктөө үчүн…

Waveshield Freeduino кодунун акыркы версиясын жүктөңүз. Бул сериялык мониторго киргизип, аларды айтуу керек (эгерде.wav файлдары бар болсо) жана "behappy;" сыяктуу билдирүү командаларын бериши керек. жана "бесад"; I2C интерфейси аркылуу TLCs көзөмөлдөө Freeduino көздөй. Эскертүү: Команда тизмеси мурунку TLC тест коду үчүн бирдей (17-кадамды караңыз), сиз ар бир билдирүү буйругуна чекит кошууңуз керек. EX. If эгер сиз роботтун кайгылуу болушун кааласаңыз жана "Мен кайгырам" деп айтсаңыз, анда териңиз: besad; Жаңыртуу: Waveshield Sketch азыр тыныш белгилерин туура колдонот (б.а. чекиттер жана үтүр, бирок белгилөө пункттары).

26 -кадам: Баарын роботтун баш кутусуна орнотуңуз жана сиз бүттүңүз

Freeduinosдун баарын зым менен кутунун артына орнотуңуз. Коробканын үстүңкү жапкычын зымдар менен жаап койсоңуз болот! Эми менин почтамды текшере алса. Hmmmm ……. Бул Нускаманы окуганыңыз үчүн рахмат! Комментарийлер ар дайым кандайдыр бир нерсеге кабыл алынат!

Ардуино сынагынын экинчи сыйлыгы