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万圣节的电子动画头骨

本帖最后由 fibx 于 2023-10-20 09:07 编辑

万圣节的电子动画头骨

大家好！我叫帕特里夏（Patrícia），住在巴西，很高兴与大家分享我的第一个项目。我的英语可能不太流利，但我会在谷歌翻译的帮助下尽力而为。如果你有任何问题，请毫不犹豫地在评论区用任何语言提出问题，我会尽力回答！在这篇文章中，我想向您介绍一个有趣的互动项目，一个由 Arduino 驱动的电子动画头骨。这个头骨可以进行眼睛和下巴的运动，使其成为一件令人着迷且身临其境的电子艺术作品。

项目概况：

这款电子动画头骨由两个作为眼睛的 5 毫米红色 LED 和三个作为控制眼睛和下巴运动的微型伺服电机组成，能创造出逼真的表情。但这个头骨真正的特别之处在于它具有对周围环境做出反应的能力。它配备了超声波传感器（HC-SR04），可以检测物体的接近程度，当有人接近或离开时，头骨可以做出不同的反应。眼睛和嘴巴动画的速度和强度变化多端，为附近的任何人提供互动和身临其境的体验。

如何计算所需电流：

LED：LED 的总电流为 0.04A (40mA)。
LED电流=2*（0.02A）= 0.04A（或40mA）
伺服系统：伺服系统的总电流为 1.65A (1650mA)。
伺服电流=3（0.22A）2.5=1.65A（或1650mA）
超声波传感器：传感器消耗约15mA。
传感器电流=0.015A（或15mA）
Arduino Uno：Arduino 消耗约 50mA 电流。

现在将所有电流相加：

所需总电流 = 0.04A (LED) + 1.65A (伺服) + 0.015A (传感器) + 0.05A (Arduino) = 1.755A (或 1755mA)

在极端情况下，所需的总电流为 1.755A (1755mA)，但大多数情况下 1A 就足够了。

重要说明：

关于控制：

控制伺服电机时，最好使用 PWM（脉冲宽度调制）引脚，因为它可以实现更平滑、更精确的运动。尽管可以使用非 PWM 数字引脚控制伺服电机，但这可能需要更多工作和编程技能。因此，只要有可能，请选择 PWM 引脚进行伺服电机控制。

关于传感器：

HC-SR04超声波距离传感器不应连接到 Arduino PWM 引脚，因为它依赖于简单的脉冲协议来测量距离，而PWM引脚会生成具有可变脉冲宽度的脉冲信号。这种不兼容性可能会导致测量受干扰和不准确。为了实现可靠、准确的通信，请将传感器连接到 Arduino 的非 PWM 数字引脚。

结论：

制作电子动画头骨是一个独特且令人兴奋的项目，它融合了电子和艺术。Arduino 驱动的头骨能够对周围环境做出反应，增添了更多的互动性。如果您是 DIY 电子产品的粉丝，并且想要尝试一些创意，我希望这个项目能够激发您的灵感。请记住，无论您偏爱哪种语言，我都会帮助解决任何问题或进行解释。祝万圣节玩得开心，打造你的电子动画头骨！

材料

所需材料：

国家地理“人体”收藏中的人类躯体
Arduino Uno 或类似品（我使用 Uno，然后将芯片放入 Standalone/Zatino中）
电解电容 1000uF 16V
2x 5mm 红色 LED
2x 330 欧姆电阻
3x SG90 9g 微型伺服电机
超声波传感器 HC-SR04
柔性电线/跳线
薄热缩管
快干胶
热熔胶
密封件（“婆婆的舌头”）
黑色双面毛毯
硬线
万能电路板 (PCB)，用于组装头骨内部电路
钳子、剪刀、微型研磨机（理想）
电源 5V 和至少 1A。

第 1 步：眼睛

使用微型研磨机为眼睛打孔。
注意：孔的尺寸必须足以放置伺服电机的传动轴，使其不会卡在孔中，防止电机烧毁；
切割伺服电机的“襟翼”以匹配头骨（见图）；
用热熔胶粘合伺服电机；
切掉眼窝并丢弃；
切掉伺服电机的塑料“臂”，将带有速干胶水的圆形部分放在眼睛的顶部；
将眼睛安装到伺服电机上。

第 2 步：测试眼睛的角度

将眼睛放在正确的位置，以“直视前方90°”为中心轴；

向里和向外看：50° 或 130°

第 3 步：过线孔

在头骨上钻一个孔，让刚性下颌线穿过。

第 4 步：下巴

剪断下巴上的 2 个锁扣；
在下巴侧面打一个孔以安装刚性线；
将下巴伺服电机粘到头骨上（参看图片）；
取一根硬线，弯曲一端的一小段，使其呈 L 形，以装入下巴上的孔中，并将线的另一端穿过步骤 2 中打的孔。
下巴伺服电机还包含一根尖端弯曲的电线，以适应来自钳口的电线。

OBS：下巴伺服电机的角度，按如下参数调整：

嘴巴闭合：140°

半开嘴：110°和90°

张嘴：70°

第 5 步：连接

如图所示进行连接；
在头骨底部再打一个孔，将伺服电机信号线（橙色线）以及万能电路板上的火线和零线穿过。

OBS：使用 Arduino Uno 或您选择的其他一种。

第 6 步：超声波传感器 HC-SR04 和最终组装

将超声波传感器放在头骨前面，尽可能靠近眼睛，模拟头骨在眼睛前面时会看起来是斗鸡眼；
制作一个木制支撑物或其他任何东西来支撑头骨，发挥你的创造力。
用毯子或另一块深色布覆盖整个电子部件以隐藏电子部件（传感器除外）。

第7步：程序代码

```c++
// 嘴巴：
int fechada = 140;
const int abertura1 = 110;
const int abertura2 = 90;
const int abertura3 = 70; // 伺服的最大启动

// 眼睛:
const int olhoEsquerdoFora = 50;
const int olhoEsquerdoDentro = 130;
int olhoEsquerdoFrente = 90；

const int olhoDireitoFora = 130;
const int olhoDireitoDentro = 50;
int olhoDireitoFrente = 90；

// 传感器引脚：
const int trigPin = 8; // 超声波传感器输出引脚（触发）
const int echoPin = 7; // 超声波传感器输入引脚（回声）

// 伺服电机引脚:
const int olhoEsquerdoPin = 3; // 用于左眼伺服的带 PWM 的数字引脚
const int olhoDireitoPin = 5; // 用于右眼伺服带 PWM 的数字引脚
const int mandibulaPin = 11; // 用于卡爪伺服的带 PWM 的数字引脚
const int enderecoOlhos = 0; // EEPROM 中用于存储眼睛位置的地址
const int enderecoMandibula = 2; // EEPROM 中用于存储钳口位置的地址

// 定义控制动画的距离。
const int distanciaLonge = 50; // 50厘米以上
const int distanciaMedia = 30; // 30 至 50 厘米之间
const int distanciaPerto = 15; // 小于或等于15厘米

附件：