這其實是一個隨想的念頭,最近在教小朋友做風力仿生獸,原本這是一連串的課程→就是先做出原本風力的版本,再進行Micro:bit電機改裝(這已是好幾年前發展的作法風力仿生獸及電機改裝 ),前陣子剛好了弄了許多桌面機器人的變形,突然就想:裝到仿生獸上應也可行!而且功能強大,成本也低得多…
開電時,會說「機器仿生獸MoBeast啟動」,然後連上環境中的WiFi,同網域的操控端,以瀏灠器連上http://mobeast.local就可以看到網頁式的控制界面(要支援mDNS否則就以IP去連),這部份就是延用桌面機器人的程式,就跟輪車大致相同,只是換成了仿生腳…,如果發展成課程,就一樣是接在風力仿生獸的電機改機一類
最主要的核心在中央的主機體,它是被獨立做出來之後再把仿生腳套上去就行了,擁有大大的表情眼睛,觸控音樂功能…,先介紹一下構成的元件
這個部份就得自己測量及繪製啦!構思一下所有零件的擺放位置,如何可以最精簡,這個版本的重點是還要考慮最後的仿生腳掛載問題…我思考著讓這個操控核心可以結合仿生腳的三根支架,還要能讓馬達剛好能接上中央的旋轉軸,這也是這個CASE中的主學習(測量+實作)
做這個CASE需要一些些基本能力上的要求:操作電焊鐵、夾杜邦線頭,下圖為整個結構零件及電機線路連接圖(原則上各個要接電的元件,它們的GND都是要接在一起的),正電部份除了OLed的VCC是3.3V(直接接到ESP32C3的3.3V),其他都是5V,最後擰在一起焊住就行
整個機構最重要的就是中央的控制中心(除去仿生腳),跟據之前做鐵履帶桌面小車 的經驗,我修改了零件的擺位,就是修改3D件的繪圖,主要是馬達的位置及側板要能配合仿生腳的支架位置(最早做過Micro:bit版本的設計)
因為空間很小,所以除了主要的電源線我會用粗一點的線,其他傳訊號的線我就使用這種細細的鍍銀單芯線,品質還算不錯…
VM:電源輸入;GND: Ground;AO1、AO2接馬達1;BO1、BO2接馬達2;AIN1、AIN2:馬達1訊號輸入;BIN1、BIN2:馬達2訊號輸入;STBY: 高電位時啟動;NC: 沒作用
VM及GND間接一個0.1uf的電容,再連通VM和STBY
依靠馬達上蓋(3D件)組合起DRV8833和二個N20
在VCC及GND之間先焊一個0.1uf的電容(避免回授電流燒壞晶片),將IO腳位的線引出,之後就可以裝到列印件的上方板去,VCC要接到5V,GND就共線
DFplayer的右側排針全部剪掉(如下圖右所示),我們只用到左排,引出VCC,RX(加一顆1K的電阻,如下圖左),TX,喇叭的正極、GND及喇叭的負極,DFplayer的電源線拉出,之後是要接到總電源(5V)的
這兒我使用14250鋰電池(也可以使用20C的航模小電池),焊出正負極的線,與2A的升壓充電板一起組合到列印件的底座,升壓板也事先調整成輸出5V的電壓,從這板子輸出的正負極線,就是整個機構的電力來源
利用束帶將馬達固定到底座上,DFplayer也可以插到底座的前端,這個版本使用的電池是14250鋰電池,這牽涉到焊線到電池正負極的作法,可能有一些人不建議,因為不好焊,而且焊的時候怕電池過熱…,所以在另一版改採可拆裝的航模電池
除了上面使用14250的版本,在底板方面再弄一版使用航模電池的,就不用焊死,從充電升壓板就留接頭線到上頭,要用時再接電池…
上蓋板已設計好就是要擺放ESP32C3 Supermini及觸摸板的,留了一個孔是要讓開關元件穿出來用的
這組程式是用Arduino IDE來開發的,在繼續之前先把程式燒錄進晶片
這個機構小小的,但線路是挺雜的,在組裝起來之前,我會先把所有的線都接起來測試是否能正常運作,這個CASE中大部份的杜邦線頭都要自己夾,有可能沒夾好的,避免辛辛苦苦把結構組起來後才發現運作不正常又得拆,所以我會先把線都接起來跑跑看
組裝起來:測試功能沒問題,就可以把整個機體給湊起來
這個階段就是把所有線路和零件都塞進去囉!在上方主機板鎖上之前,把要接到ESP32C3的接頭都接上,各零件留出的GND擰在一起,同檔的5v電線也都擰在一起 ,分別焊住,之後再上一些絕緣膠…,這樣線路都塞著也不用怕會短路了,到這兒其實就差不多做好了~
這個部份其實是簡單的,要注意的是在組裝仿生獸時要精細一些,儘量讓仿生腳的運作順暢(做不好的會有點卡卡的),因為小馬達出力並不強,如果仿生腳的運作不夠順暢,有可能會帶不動
這個作品算是完成了,主要是ESP32C3 Supermini一系列類似的東西,從一開始的桌面機器人→多功能控制盒…再轉型而來,程式以Webserver的方式寫入,控制面板如右圖,我的作法是用WifiManage讓機體第一次啟動時,使用者可以連上它(Mobeast_AP),以http://192.168.4.1連入去設定它可以連環境中的AP去上網,之後只要同一個AP下的電腦或手持裝置都可以http://mobeast.local打開控制界面來操控它,功能除了前後左右運動外,還可以設定OLed顯示的眼睛樣式;可以播放DFplayer裡的音樂(直接按機體上方的觸控板也可以)