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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】
05.快乐智造营 | 05 台灯09.快乐智造营 | 09 桌面温度计
10.快乐智造营 | 10 多功能测量仪
11.快乐智造营 | 11 遥控电风扇
12.快乐智造营 | 12 电子像素画板
13.快乐智造营 | 13 物品存放柜
14.快乐智造营 | 14 留言机

v 14.1 项目概述
快乐智造营 | 14 留言机qw1.jpg

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
快乐智造营 | 14 留言机qw2.jpg
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。
快乐智造营 | 14 留言机qw3.jpg
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。

快乐智造营 | 14 留言机qw4.jpg
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。

快乐智造营 | 14 留言机qw5.jpg
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。

快乐智造营 | 14 留言机qw6.jpg
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。

快乐智造营 | 14 留言机qw7.jpg
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。

快乐智造营 | 14 留言机qw8.jpg
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。

快乐智造营 | 14 留言机qw9.jpg
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。

快乐智造营 | 14 留言机qw10.jpg
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。

快乐智造营 | 14 留言机qw11.jpg
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?
快乐智造营 | 14 留言机qw12.jpg



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