查看: 15155|回复: 6

做一只具备热视觉功能的库克鸡

本帖最后由 RRoy 于 2023-5-31 14:29 编辑

做一只具备热视觉功能的库克鸡图1

自1992年以来，Cucco这种类似鸡的生物就在《塞尔达传说》系列的各种游戏中出现。引用《塞尔达传说》档案：

“如果主角Link多次攻击Cucco，它将变得愤怒，并开始大声啼叫召唤它的群体一起从不同方向飞下来攻击他（用它们的嘴啄死他）。如果被一群Cuccos攻击，Link没有办法保护自己，除非他设法在逃离现场之前及时逃脱。”（这通常称为“Cucco复仇队”）

这个毫无用处的“机器人”是设计来模仿这种动态性格的。

做一只具备热视觉功能的库克鸡图2

当暴露在足够大的噪声下时，Cucco会进入复仇模式，并开始追逐最近的物体，在与周围环境温度形成对比的热信号方向上飞行。

做一只具备热视觉功能的库克鸡图3

该项目是 ITECH 国际科学硕士计划中“计算设计与数字制造研讨会”的一部分，由Matthias Hornung、Otto Lindstam和Kalaivanan Amudhan共同完成。
所需物品
做一只具备热视觉功能的库克鸡图4

直流电机、轮子和电机驱动器可以作为套件购买。这是两倍于所需元件的数量（当一个电机在测试过程中出现故障时，你会发现多亏准备了两个）
第二个 Arduino 板可能不必要，仅用于快速解决库冲突。有关电子装配的替代 Fritzing 图表，请参见下面的说明。需要将两个代码文件合并。

步骤 1：基础知识
机器人的布局和行为，以及热导航的原理。

做一只具备热视觉功能的库克鸡图5

步骤 2：订购硬件
订购所需的传感器和执行器。

参阅供应清单，确保订购了正确的元件。

请注意，如果需要，你也可以用其他传感器替换触发“愤怒模式”的麦克风。

作为预防措施，我们建议使用两个单独的 Arduino 板，而不是一个，以避免液晶显示屏和热成像相机（<Adafruit_GFX.h> 和 <Adafruit_SSD1306.h>）的库可能干扰的任何潜在问题。
步骤 3：修改 OLED 显示器的 I2C 地址
做一只具备热视觉功能的库克鸡图8

为了镜像液晶显示屏，它们应该具有不同的 I2C 地址。因此，请按照下面的说明操作：

1.前往 https://www.instructables.com/Arduino-and-the-SSD1306-OLED-I2C-128x64-Display/ ，按照第 1 步和第 2 步操作。

2.从 https://playground.arduino.cc/Main/I2cScanner/ 复制代码，并分别为两个显示器运行该代码。

3.如果两个显示器的地址相同（例如，0x3C），则继续执行下面第 3 步的指南。如果地址不同（例如，0x3C 和 0x3D），则记录地址并将显示器标记为区分它们。稍后将使用它们。

4.将一个液晶显示屏的 I2C 地址更改为将电阻器移至其背面。

5.完成后，返回到第 2 步，并检查地址是否正确更改。
步骤 4：上传音频文件至音频板
做一只具备热视觉功能的库克鸡图9

将电路板通过提供的 USB 线连接到计算机上，它将显示为存储设备。

只需将小于 8MB 的声音文件拖放到其上并弹出。

通过将其连接到电源并按下附加的按钮来验证声音系统的功能。

完成后，请取消连接按钮，改为按照上面显示的方式接线，并按照以下步骤中的图表进行连接。
步骤 5：组装传感器和执行器
做一只具备热视觉功能的库克鸡图10

在清洁平整的桌子上展开所有组件。

确保随手准备几根不同的跳线，特别是公-公和母-公跳线。

使用电子原理图表示连接传感器和执行器。暂时将两个 Arduino 板分开。

由于 LCD 显示器和红外线摄像机在鸡身内位置较远，因此请使用长电缆将它们连接起来。

通过调节麦克风的电位器，将其的灵敏度向逆时针方向旋转，直到 LED-2 熄灭。一旦组装所有电子器件并进行测试，可以进一步微调以适应自己的感觉。

请注意，灰色的元件仅在希望实现振翅机构的附加直流电机时才需要。这超出了本说明的范围有兴趣的可以自行研究。

相关的pdf文档可以在文末下载。
步骤 6：下载库
库:

https://github.com/adafruit/Adafruit_AMG88xx

https://github.com/adafruit/Adafruit-GFX-Library

https://github.com/adafruit/Adafruit_SSD1306

访问步骤 3 中列出的网站，下载代码所需的必要库。或者从 Arduino 库管理器下载它们。

按照每个网站提供的说明正确安装库。
步骤 7：上传并测试代码
做一只具备热视觉功能的库克鸡图11

将第一个代码文件（AngryEye.ino）复制并上传到 Arduino IDE。这将是除热成像相机外所有传感器和执行器的主板。

编译代码并检查是否正确下载了所有库。

上传时，声音芯片应该触发一次，之后液晶显示屏将启动。这需要几秒钟。

检查所有传感器和执行器是否正常工作。我们添加了“Serial.Println”功能以触发和驱动运动，以便了解一切是否正常工作。

完成后，请使用第二个代码文件（thermalNavImplementation.ino）上传到带有热成像相机的第二个 Arduino 板，确认其正确编译后。

代码将将热成像相机读数输出为 4 种类型的动作：l（向左）、r（向右）、f（向前）和 s（搜索）。可以通过观察串行监视器，通过手在传感器前方的空间移动来验证响应。提供的处理脚本可以提供传感器捕捉的视觉反馈。
步骤 8：测试眨眼行为
做一只具备热视觉功能的库克鸡图12

通过使用指定 OLED 模型的十六进制转换器，测试眨眼行为，并且还可以制作自定义动画帧。
步骤 9：将两个板连接在一起
一旦确认两个 Arduino 板都正常工作，就可以将它们连接在一起。你可以参考电子原理图表示，了解如何进行连接。

在继续之前，请确保已取消注释主代码脚本中负责在两个板之间通信的函数。

使用跳线将 Arduino 板连接在一起，并确保它们安全地固定。布线连接应对应于电子原理图表示。

仔细检查所有传感器和执行器是否按预期工作。你可以运行一些测试，验证运动检测，声音检测和热成像是否都正常工作。

确定一切都可以与其他元件良好地配合使用，确保所有元件都已牢固地固定在合适位置，并且布线连接是否紧密。可以使用热胶和电气胶带来固定电线。
步骤 10：制作机身
做一只具备热视觉功能的库克鸡图13

将底盘和轮子延伸件 3D 打印。

通过螺丝将转向轮安装在底盘背面。

根据提供的样板从厚纸上切下机身、尾巴和头。

将切割件粘合在一起，并将尾巴固定在主体上。可使用提供的 obj 文件作为各部分之间的连接参考。

制作热传感器和眼睛的孔。可以跟踪 OLED 显示的眼睛图像。

所有文件可以在文末下载。
步骤 11: 安装电路
做一只具备热视觉功能的库克鸡图16

使用热熔胶将直流电机固定在底盘底部，并确保它们的一个轴在侧向孔中居中。

在前端安装超声波传感器，将面包板粘在后面。

在面包板后面垂直安装一块泡沫板，并将两个arduino各自附在一侧。

将电机驱动器安装在底盘的后部。

将音频模块和电池放置在空间充足的地方。
步骤 12: 固定主体
做一只具备热视觉功能的库克鸡图18