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[项目] “变脸娃娃”诞生记 |
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本帖最后由 怀若谷 于 2018-10-29 20:12 编辑 大家好，我是一个喜怒无常的“娃娃”！  半个月前的那个大PARTY，相信创客圈的朋友还记忆犹新。本人日常与外界创客朋友交流的重要渠道——“中小学micro:bit课堂教学群”，在吕启刚老师的组织下，申请了一个展位；不自量力的我，也报名提供作品参展。后来，因为琐事缠身，没有成行，但是——我家“娃”还是执意前往，在大上海露了下脸。感谢群里的朋友们！  共同的爱好让我们走到了一起，天下创客为一家！  幸福的“娃”，刚出生就去了上海创客嘉年华，我出生30多年了还没去过......  更幸福的是，我家“娃”还和这么多创客界大咖合影了呢！  在作品介绍的资料上，贴上了微信二维码，我想通过这种方式认识更多的创客教育者和创客爱好者。加上后来，吕老师的介绍，我的作品得到了一些朋友的关注。于是，想到把作品的制作过程写出来，和大家交流。但起初是没有这个想法的，所以很多环节都没有拍照留存，实属遗憾！
说起制作过程，也是一波三折，个中滋味，无法言表！仅看下面的文件数，便知程序和3D图纸是一改再改......本来想做一个川剧变脸的样子，但造型制作方面对于我来说困难太大，只好作罢，后来才有了“变脸娃娃”的诞生。  》》》准备 物料：  micro:bit 1块
 DF扩展板 1块 这块扩展板小巧，还支持5V输出，让micro:bit的扩展性增强了很多，必须赞一个！
 舵机 2个  红外循迹模块 1个  粘土 若干  自喷漆 （白色、黑色、金色各一瓶） 工具： 热熔枪 3D打印机 编程软件：  makecode离线版（小喵家的V2.3） 》》》硬件搭建  （因没有拍照，使用了装配后的照片；加上叙述，希望能说清楚） 1.将2个舵机堆叠起来，注意轴心和轴心必须在同一条直线上，下面一个舵机装一个单边的舵盘，方便固定；使用热熔胶固定。下面的舵机接在扩展板的12引脚上，上面的舵机接在16引脚上。扩展板电压调到5V档。为什么要用2个舵机？我的想法是“娃娃”最少有四个脸，显然一个180度舵机是不够的，至少需要270度才能实现；而问过很多朋友，360度的舵机，无法控制角度，显然不能满足我的需求；所以想到了这个办法，事实上还真不错。 2.红外循迹模块接在引脚1上。为什么选红外循迹模块？考虑到展会人多，用人体红外释热运动传感器，切不可行；超声波，太大，造型上不好处理；用个开关什么的，那就太LOW了.......经过反复测试，红外循迹模块能满足要求，但在寄出去之前的最后测试中，发现在光线比较强的环境中，极易容易自动触发，后来加了个遮光罩，但好不了多少。避开强光，才是正常运行的保障。 》》》编程  四张脸的位置 为四张脸各写了一个函数，通过两个舵机的角度组合达到每个脸之间相隔90度。由于4张脸实际只需要270度的角度就够了，所以在参数的设置上余地很大；为了防抖，不要使用0度和180度两个极点的位置，尽量远离。  初始化 启动后，将第1张脸转到起始位置；定义一个变量“num”，值设为0用来记录红外循迹传感器被触发的次数，以便控制脸的转换。  主程序 当红外循迹模块被触发时（P1的数字输入值为1），进行换脸工作。 1.LED点阵显示图案，作为工作状态标记，这个主要是调试时使用的。 2.将变量“num”的值加1。 3.定义一个变量“yushu”，将其值设为：“num”÷4的余数。因为有4张脸，所以需要一个转换机制，那就是用这个余数值来对应其中1张脸。 4.对应关系是： 余数=0 换成第1张脸 余数=1 换成第3张脸 余数=2 换成第4张脸 余数=3 换成第2张脸 为什么不按顺序对应？我的想法是，如果按顺序去对应，当转换成第4张脸后，那下一次就要换为第1张脸，中间需要经过270度，效率就会低，可能造成人手已经拿走了，脸还正在转动，那效果就大打折扣了。 5.清空屏幕，否则下一次是否被触发就看不出来了。 6.暂停2秒。目的是，一为了防止重复触发；二为了保护舵机，降低工作频率。 》》》制作3D造型 在放弃了川剧变脸的想法后，我对“变脸娃娃”又寄予了很高的期望。本来身体部分和外面的裙子是一体的。  然而，悲惨的是，我的那台3D打印机根本打印不了这么大的，后来就变成了下图的样子，还是分割成两部分打印的。最后，只能加上粘土做造型了。  整个的外壳部件有：头冠、头部、身体、转轴和紧固件。  头冠 这个部分不仅要掩护里面的内部零件，而且要用来固定红外循迹模块，想来想去，最后设计成了一个头冠。  头部 这个头部是一体设计的，里面的椭圆形脸部是拿不出来的。  身体 这是身体的背部，分两层，用来分别安装舵机和micro:bit。考虑到，参加嘉年华就是为了和大家交流、分享，后来也没有加后盖。运行时，大家是可以看到里面是怎么工作的。   转轴和紧固件 转轴连接到舵机的舵盘上，用热熔胶固定；然后穿过身体部分的预留孔与脸部连接，使用热熔胶固定。  装配图 全套图纸下载： 提取码：uhff 》》》组装   利用热熔胶和502胶将各部件连接固定。组装后，一定要进行多次调试，确保不会产生摩擦、卡顿现象。 》》》喷漆  先用白色油漆将头部喷涂两遍做底漆，然后对里面的脸部再喷一到两遍白色油漆。待漆干后（最好不少于12小时），用东西包裹里面的脸部，对外部喷涂两到三遍黑色油漆。头冠部分，用东西包裹上面的球体，让其保持原色；其他部分用金色漆喷涂多遍，以达到期望的效果。 》》》画脸 将“娃娃”通电运行，启动后，不要触碰红外循迹传感器，关闭电源，画上第一张脸。然后，重新通电运行，让红外循迹传感器触发1次，转到第3张脸位置，画上第3张脸。然后同样的方法，依次画上第4张和第2张脸。反复测试，确保能稳定运行，而且达到比较满意的效果。  》》》造型完善 用粘土（我女儿建议我用布料，我没采纳）制作“娃娃”的裙子和手臂。     这是最早的版本，后来由于一些原因进行了重装，整个脸部进行了重新喷漆，也重画了4张脸，感觉比这个版本要稍好看些。当时没有拍照，现在“娃娃”到浙江做客了，还没回家，下次补上吧。 》》》调试、加固 尽管前面已多次调试，但全部工序完成后还是需要再多次调试。我最后就发现在强光环境中会自动触发的问题。确定没问题后，可以用热熔枪对一些连接部分进行加固。 |
怀若谷 发表于 2018-10-28 20:08 太厉害了！ |
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