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[项目] 现实版铁甲钢拳 2

本帖最后由 nille 于 2014-8-26 17:50 编辑

我们在上次的铁甲钢拳制作的基础上做了一些改进。在详细介绍改进过程之前，大家先来看段视频吧！

OK，接下来我们介绍一下之后的完善过程。如果大家没有看过之前的内容也可以点击这里回顾一下。改进的地方首先看外观，如果大家留意会发现机器人多了图1中的几个部分——胸甲、背甲和手。手的小结构件可以替代之前用PVC材料制作的手，胸甲和背甲可以将控制板包裹起来，保护控制板的同时也让人形机器人更加的好看。

图1 胸甲、背甲和手

　　除了把机器人的外观做的更加好看之外，我们还想让它在动作的时候发出声音，就像游戏拳皇或者街霸一样。这就需要对之前的制作进行一些修改,上一篇完成后的机器人结构示意图如图2所示。

图2 控制示意图

　　为了实现上面提到的功能，我们就不能让手柄的控制信号通过无线模块直接发给舵机控制板了，而是需要一个模块在收到手柄的信号之后，一方面可以发送指令给舵机控制板，另一方面可以实现语音播放。改造后的机器人端连接示意图如下。

图3 改造后的机器人端连接示意图

　　因为机器人背甲和胸甲内的空间有限，所以我们选用了小巧的Flyduino来作为中间的信号处理板，如图4所示。Flyduino是一款基于Arduino的微型控制器，大小只有40mmX24mm，集成了12个数字口，8个模拟口，1个XBee无线数传接口可直接连接我们的无线模块。

图4 Flyduino

　　另外，让机器人发声的语音模块我们选择的是DFRduino Player V2.0语音播放模块，如图5所示。该模块支持TTL电平串口，只需要将语音文件放置在SD卡中，就可以通过串口发送文件名信息播放相应的语音文件。同时模块还提供一个播放完毕提示端口，当播放完一首歌曲后，会输出一个高电平。

图5 DFRduino Player V2.0语音播放模块

　　器件选定以后，就可以开始我们的改造工作了。
　　第一步，安装语音播放模块。
　　安装模块之前我们首先要将声音文件保存在存储卡中，根据机器人的动作我们找了以下几种动作的声音，并按照下表给各个文件命名。大家也可以根据自己的喜好选择拳皇、街霸之类游戏里的声音，但文件名一定要对上。
现实版铁甲钢拳 2图2

　　声音文件拷贝完成后，我们将模块和扬声器都放在胸甲内（图1右上角），固定语音模块的螺丝刚好将扬声器卡住，然后用排线将模块的控制引脚和电源引出，如图6所示。这里要说明一点，本身套件中的胸甲是没有发声孔和模块安装孔的，这些需要用电钻自己钻。

图6 安装语音模块

连接语音模块的线缆需要从机器人的胸腔中穿过，以连接后面的Flyduino。

图7 控制线缆穿过胸腔

　　最后将胸甲固定在机器人身上，如图8所示

图8 固定机器人的胸甲

　　第二步，安装Flyduino。由于Flyduino没有安装孔，所以我们利用它背面的XBee无线数传接口将其固定在背甲上。我们先在背甲上开两个槽，其大小与无线数传接口一致。如图9所示。

图9 背甲上的安装槽

然后将Flyduino固定在背甲上，最后插上之前用到的无线模块。如图10、图11所示。

图10 固定好Flyduino

图11 插上无线模块

　　第三步，将Flyduino、语音播放模块和舵机控制板3部分连接起来。

由于模块之间都是通过TTL串口通信，而Flyduino只有一个硬件的TTL串口，且用在了与无线模块的通信上，所以需要用软件在Flyduino端模拟两个串口。在Arduino的库中有一个SoftwareSerial库，定义了一个SoftwareSerial 的类，可以实现模拟串口，我们在代码中定义两个SoftwareSerial 的对象mySerial1和mySerial2，mySerial1占用引脚2、3，用来给语音播放模块发送指令；mySerial2占用引脚4、5，用来给舵机控制板发送指令。定义对象的代码如下。

SoftwareSerial mySerial1(2, 3);        //模拟串口1,用来发送音频指令
SoftwareSerial mySerial2(4, 5);        //模拟串口2,用来发送动作指令
复制代码

　　对照上一期中的动作表以及这次的声音表，我们能够得到一张声音动作对照表。
现实版铁甲钢拳 2图3

　　根据这张表能够很方便的完成Flyduino中的程序，源代码如下：

　　#define MusicEnd 6                //用引脚6来检测声音文件是否播放完毕
　　
　　SoftwareSerial mySerial1(2, 3);        //模拟串口1，用来发送音频指令
　　SoftwareSerial mySerial2(4, 5);        //模拟串口2，用来发送动作指令
　　
　　char w;                                                //接收字符
　　int flag=1;                                        //音频结束标志，初始为1
　　
　　void setup()  
　　{
　　  Serial.begin(57600);                        //串口波特率，57600
　　  mySerial1.begin(19200);                //模拟串口1波特率19200
　　  mySerial2.begin(9600);                //模拟串口2波特率9600 
　　  pinMode(MusicEnd, INPUT);        //第6脚接收音频结束标志
　　}
　　
　　void loop()
　　{
　　  if(Serial.available()>0)                        //判断串口是否收到数据
　　  {
　　    w = Serial.read();                        //读取串口数据
　　    if(flag==1)                                //当音频结束标志位为1的时候，播放音频
　　    {
　　            if(w==1||w==2||w==7||w==8||w==12||w==13||w==14||w==15)
　　{
　　                      //播放“yidong”这个音频文件，\r\n表示换行回车
　　mySerial1.print("\\yidong\r\n");        
　　}
　　            else if(w==3||w==4)
　　              mySerial1.print("\\bai\r\n");                //摆臂
　　            else if(w==5||w==6)
　　              mySerial1.print("\\quan\r\n");        //出拳
　　        else if(w==9||w==16)
　　              mySerial1.print("\\dao\r\n");                //跌倒起身
　　    }
　　    if(w!=0)
　　    {
　　                  mySerial2.write(w);                        //动作指令通过TTL电平串口直接发给机器人
　　            flag=0;                                        //音频结束标志置0
　　          }  
　　          if(digitalRead(MusicEnd) == LOW)
　　flag=1;                                                //检测到语音播放完毕后将标志位至1
　　}
复制代码

图12 连接各个部分

　　代码完成并下载到Flyduino中以后，按照图12完成这几部分的连接，Flyduino和语音播放模块的电源均取自舵机控制板，语音播放模块的排线连接到Flyduino的引脚2、3、6，舵机控制板的TTL串口连接到Flyduino的4、5。　　　　最后一步，将背甲安装在机器人身上，换上套件中手的小结构件。如图13所示。