3D+Arduino——精舞堂BOB（详细教程） DF创客社区

本帖最后由 hnyzcj 于 2015-7-5 09:27 编辑

【项目介绍】
想不想在你的书桌上放一个呆萌可爱的小机器人呢？在无聊的时候，控制它来为你“跳个舞”，缓解一下百无聊赖的心情。今天这里给大家分享案例是精舞堂BOB。它是一个根据前方物体远近距离，改变舞蹈动作的3D打印机器人。
样图

视频

http://www.tudou.com/programs/view/Qlfs4aYtFZI/

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有网友想了解DF新机Overlord的打印质量，我也答应了下来。为了兑现承诺就在这里做一下DM 和OL的打印效果对比。为了能够让广大网友对打印效果有个清晰的对比，我准备从视觉和触觉两个方面做对比。

视觉：（看照片吧……）

   触觉：（打出来自己摸吧） 细腻、光滑。

【项目器材】
      1.75mm PLA  (1公斤) 3D打印耗材    （橙色）
      DFBeetle控制器                                     1
      DFBeetle住控制器扩展板                      1
      DFrobot SG90舵机                                  4
      Risym HC-SR04超声波模块                   1
      DFrobot 3.7V锂电池                               1
      DFrobot 3.7V锂电池充电器                   1
      单芯杜邦线（10根母-母）                      1
      基础焊接工具套装                                  1（选配）

【制作步骤】
  第一部分机械结构
  A.3D打印模型
      本次3D打印机器人共有4部分组成：头部、底板、腿部、脚部。经过多次试验测试分析BOB在运动过程中的稳定性、可靠性以及打印所需的时间、原材料的消耗，以及强度等综合考虑。对打印的部件设置了不同的填充率，其设置为头部20%，底板20%，腿部100%，脚部50%。部件数量：头部和底板各1个，腿部和脚部各2个。

B.结构组装
通过3D打印机打印完成四个部分的组件，如下图所示

底板机械部分安装

取出两只舵机，按下图所示方向安装，作为机器人腿根部的关节控制部分。（注意：打印件仍然需要适当修模，使用锉刀，简单清理一下舵机的槽位，以便轻松的安装舵机）

腿部机械部分安装

取出舵机的单向舵盘，按下图所示的方向安装好以后，用螺丝固定。（注意，固定舵盘旋转轴的地方使用较长点的螺丝，保证舵机在转动过程中，腿部与其能够同步转动。）

脚部机械部分安装将上述组合件翻身，用螺丝将2个单向舵盘固定在腿部的垂直面内侧，

再取出两只舵机安放在两只脚上如下图所示。

将上述组合件与左右脚部分组合为一整体，此时BOB下半身已经完成机械结构的安装。

头部组合安装
头部的安装比较简单，只要按正确的方向将头部卡在下半身上即可。整体效果如下图所示。可以看到BOB已经初具雏形了。

第二部分BOB电子部分
此次推荐使用的控制板是Beetle控制器和Beetle主控器拓展板，说起Beetle大家一定不陌生。作为DFRobot全新一代微型控制器Beetle了它只有硬币大小！但是它的功能依然强大：10个数字口，4个PWM,5个模拟输入，2组电源端口，满足你对Leonardo的高要求。相信各位小伙伴在制作一个小巧美观的互动作品时，常常为选择合适大小的主控器而苦恼。现在你可以把Beetle隐藏到任何作品当中，例如本例中的BOB。
Beetle引脚定义

Beetle主控器PWM口分别为（3，9，10，11）。（注意：数字口3对应SCL，而在Beetle 扩展板上是没有SCL的，因此需要我们自己焊接一根线将SCL引出如下图所示）

再将Beetle主控器安装在Beetle扩展板上，依次焊接各引脚。

BOB眼睛部分使用的是HC-SR04超声波测距传感器，其四根引脚VCC、TRIG、 ECHO 、 GND分别用红、蓝、黄、绿四根杜邦线引出。

电路连线：

舵机连线：左右脚部舵机（左脚接数字口11，右脚接数字口3，由于数字口3是我们引出的，所以将引出的SCL引脚引入右脚舵机的数字口，再将其VCC和GND接入拓展板）左右腿部分舵机左腿接数字口10，右腿接数字口9。

超声波连线：超声波传感器的VCC\GND\Echo\Trig引脚分别接扩展板的VCC\GND\A0\A1口。

连线接好以后烧录一下程序，调整舵机初始位置为90度。（注意Beetle控制器的Board类型为Arduino Lenardo）

#include <Servo.h>

// creating the servo objects for front, rear and mid servo

Servo myservorhip;

Servo myservolhip;

Servo myservorankle;

Servo myservolankle;

// setting the servo angle to 90° for startup

byte LlegAngle = 90;

byte RlegAngle = 90;

byte LnetAngle = 90;

byte RnetAngle = 90;

// Setup function

void setup(){

myservorhip.attach(9);

myservolhip.attach(10);

myservorankle.attach(3);

myservolankle.attach(11);

// move servos to center position -> 90°

myservorhip.write(LlegAngle);

myservolhip.write(RlegAngle);

myservorankle.write(LnetAngle);

myservolankle.write(RnetAngle);

delay(2000);

} // The loop remains empty

void loop(){

}

上述程序烧录以后，修正BOB腿部和脚部，使其成为正直姿态。
再次烧录下列程序代码：该代码的功能当超声波测距测得的距离小于100时，脚部舵机转动，BOB做45度角倾斜动作；当距离大于100时，BOB左右腿做扭动舞蹈。
#define ECHOPIN A0                         // Pin to receive echo pulse
#define TRIGPIN A1                         // Pin to send trigger pulse
#include <Servo.h>                            // 声明调用Servo.h库
Servo myservorhip;                            // 创建一个舵机对象
Servo myservolhip;                            // 创建一个舵机对象
Servo myservorankle;                      // 创建一个舵机对象
Servo myservolankle;                      // 创建一个舵机对象
int pos = 0;                                        // 变量pos用来存储舵机位置
void setup(){
  Serial.begin(9600);
  pinMode(ECHOPIN, INPUT);
  pinMode(TRIGPIN, OUTPUT);
myservorhip.attach(9);  // 将引脚9上的舵机与声明的舵机对象连接起来
myservolhip.attach(10);
myservorankle.attach(3);
myservolankle.attach(11);
}

void loop(){
myservorankle.write(90);
myservolankle.write(90);
myservorhip.write(90);
myservolhip.write(90);
  digitalWrite(TRIGPIN, LOW);                         // Set the trigger pin to low for 2uS
  delayMicroseconds(2);
  digitalWrite(TRIGPIN, HIGH);                         // Send a 10uS high to trigger ranging
  delayMicroseconds(10);
  digitalWrite(TRIGPIN, LOW);                         // Send pin low again
  int distance = pulseIn(ECHOPIN, HIGH);       // Read in times pulse
  distance= distance/58;                                  // Calculate distance from time of pulse
  if (distance<100){
for(pos = 90; pos < 120; pos += 1){
            myservolhip.write(pos);
            myservorhip.write(pos);
            delay(30);                   // 延时30ms让舵机转到指定位置
}
   // 舵机从180°转回到0°，每次减小1°
for(pos = 120; pos>=90; pos-=1) {
         myservorhip.write(pos);

         myservolhip.write(pos);          // 写角度到舵机
      delay(30);                   // 延时30ms让舵机转到指定位置
}
  }
else{
for(pos = 80; pos>=60; pos-=1) {
         myservorankle.write(pos);// 写角度到舵机
         myservolankle.write(pos);// 写角度到舵机
      delay(30);                   // 延时30ms让舵机转到指定位置
}
for(pos = 60; pos < 80; pos += 1){
         myservorankle.write(pos); // 写角度到舵机 // 给舵机写入角度
            myservolankle.write(pos);// 写角度到舵机
         delay(30);                   // 延时30ms让舵机转到指定位置
}
}
  Serial.println(distance);
  delay(50);                                  // Wait 50mS before next ranging
}

现象：

Beelte正常使用，加载新程序后，在电脑上找不到Beetle的虚拟串口？

原因：

在排除接线问题后，此现象一般是新程序影响了USB通讯导致。Beetle/Leonardo的USB转串口是由相应的软件实现的（Arduino IDE中实现），它和用户程序都在ATMEGA32U4中，如果用户程序影响了USB的相关操作将导致看不到USB虚拟串口。此时需要重新加载可用的用户程序（比如Blink）。由于Beetle/Leonardo已经和电脑失去联系，不能自动复位，需要人工复位方式进行加载。Beetle的复位需要通过跳线短接ICSP接口中的RESET和GND来实现。注意Beetle/Leonardo上电启动时将直接运行用户程序，因此通过插拔USB不能使其进入Bootloader。

方法：

手动复位下载程序过程：

1)在Arduino IDE中打开blink程序，单板类型选择为“Leonardo”，点击“upload”上载程序；

2)当IDE中显示“uploading”时，用跳线进行软复位（将ICSP接口中的RESET和地短路一下后断开）；

3)等待程序加载完毕。

【测试运行】

将3.7V锂电池的正负极插在Beetle扩展板的电源接口上，按下开关。BOB 根据前方物体的距离，跳出不同的舞蹈。

【总结拓展】本次BOB的外形比较中规中矩，如果你有不错的创意可以发挥出来，打造个性化的BOB。另外在功能上，我们也可以进行拓展，本例中我们只是给BOB制定了两种动作，你可以修改程序代码玩出更多的花式。让BOB伴随音乐起舞。（加个MP3播放模块），或则你想用手机控制你的BOB，那么换块Bluno Beetle主控板来玩蓝牙BOB。（完结）

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