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[进阶] 快乐智造营 | 14 留言机

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本帖最后由怀若谷于 2021-7-19 20:57 编辑

本系列教程主要分享基于开源硬件和激光建模的创客作品的制作，每个作品涉及两三个电子模块的使用，让学习者能够轻松、扎实地掌握创客制作的知识和技能，并体会到智造的乐趣。

【目录】

08.快乐智造营 | 08 盆栽浇水提示器

图14-1

“留言机”，如图14-1所示，是一个可随时更换留言内容、能感知人员经过并自动播放留言的智能装置，是智能时代的“便利贴”。通过该项目的学习，可以掌握音频录放模块和红外接近开关的使用。

功能介绍：按下“录音”按键，可录制时长不超过10秒的语音；按下“播放”按键，可试听录制的留言内容；按下“启动”按键，则开启智能模式，当有人经过时会自动播放留言；按下“取消”按键，则关闭智能模式。

演示视频

v 14.2 材料准备

图14-2

   本项目所需要的硬件材料，如图14-2所示，分别为：
   （1）DFRduino Uno R3  1块
   （2）IO扩展板 1块
   （3）数字按钮模块  2个
   （4）红外接近开关  1个
   （5）音频录放模块  1个
   （6）小音箱  1个

v 14.3 电子模块的使用
14.3.1  红外接近开关
   红外接近开关，也称为“红外数字避障传感器”，是一种集发射与接收于一体的光电开关传感器。该传感器具有易于装配、使用方便等特点，可以广泛应用于机器人避障、互动媒体、工业自动化流水线等众多场合。本项目中使用的是DFrobot出品的红外接近开关，检测距离可以根据要求进行调节，可调范围3-80cm。其属于数字输入设备。

图14-3

在与Arduino Uno主控板连接时，参照数字按钮模块，可连接到除D0、D1外的任一引脚，连接示例如图14-3所示，GND、VCC、数据三个引脚要分别对应。

图14-4

在编程软件Mind+中，可以使用【引脚操作】中【读取数字引脚（2）】积木来读取该传感器的的输入信号，如图14-4所示。在使用前时，需要通过串口打印等方式进行调试，以掌握其特性（本项目使用的红外接近开关触发时为0，未触发时为1）。

14.3.2 音频录放模块
音频录放模块，一般采用ISD1820芯片，集成录放音功能为一体。板载按键、麦克风和音频输入插孔，可直接通过按键录音和放音，可实现10秒音频录放功能。输出接口最大支持外接3W小喇叭，也可以外接有源音响。其属于数字输出设备。

图14-5

在与Arduino Uno主控板连接时，可连接到除D0、D1外的任一引脚。连接示例如图14-5所示，GND、VCC、数据三个引脚要分别对应。

图14-6

在编程软件Mind+中，可以使用【引脚操作】中【设置数字引脚（2）输出为（高电平）】积木来控制是否播放录制的音频，如图14-6所示。

v 14.4 项目制作
14.4.1 硬件搭建
将数字按钮模块连接到扩展板的D2和D3引脚、音频录放模块连接到D4引脚、红外接近开关连接到D12引脚，如图14-7所示。

图14-7

14.4.2 编写程序
编程思路：（1）建立变量“a”，用来记录智能模式开启状态；（2）通过连接到D2、D3的两个数字按钮控制智能模式开启、关闭；（3）当红外接近开关输入值为0（有人经过）且变量“a”的值为1（智能模式开启）时，向音频录放模块输出高电平（播放录制的音频）；否则输出低电平。

根据编程思路，在Mind+软件中进行编程，示例程序如图14-8所示。编写好程序后，上传到主控板，进行初步调试。

图14-8

14.4.3 设计、加工结构件
使用制图软件进行结构的设计，设计图如图14-9所示。

图14-9

图纸设计好后，使用激光切割机进行切割。切割好的木板件如图14-10所示。

图14-10

14.4.4 装配调试
将切割好的木板和硬件进行组装，步骤如图14-11所示。

图14-11

   （1）组装木制按钮加长件
   （2）将按钮加长件插入预留孔中
   （3）将各个电子模块安装到面板背面
   （4）固定主控板
   （5）组装好面板和侧板
   （6）装上背板

v 14.5 思维拓展
   除了红外接近开关，还能使用什么传感器实现智能感知人员活动的功能呢？
   对于这个项目，你有什么改进的想法吗？