舊手機扔了太可惜？做個萌萌噠的機器人吧

ID:98924 · 發表于 2015-12-9 05:40

先給51黑電子論壇的朋友來個視頻吧：

編者注：本項目名叫“網靈機器人”，來自資深創客高華，創客項目的詳細情況發表在網靈極客論壇。2012年高華開始接觸Arduino和智能硬件，之后也經歷過硬件創業，雖然沒有成功，但動手和分享的樂趣并沒改變。本項目的所有電路結構和源代碼都已經開源。硬創邦已經取得了本文章的相關授權，并對原文進行了少量編輯，著作權歸原作者所有，商業轉載請聯系作者獲得授權，非商業轉載請注明出處。
網靈機器人是一個特殊的機器人，Ta跟常見的wifi-robot不同。常見的wifi-robot大多采用Openwrt路由器板子和USB攝像頭，而網靈機器人采用閑置的安卓舊手機作為機器人的大腦。

重新利用廢舊手機不僅是廢物利用的環保理念，而且還能通過充分利用安卓手機的強大計算能力和硬件資源，讓網靈機器人的功能更加強大、更有亮點：

無需外接USB攝像頭，直接利用安卓手機的高清攝像頭，并通過手機強勁的GPU進行視頻H.264壓縮編碼，以便網絡傳輸。
利用安卓手機的聯網能力，WiFi、3G、4G都可以聯網。并且集成了網靈的P2P云連接功能，從世界任何地方都可以連接機器人。
利用手機計算能力，實現語音識別，用自然語音控制機器人動作。
利用手機計算能力，基于OpenCV軟件庫，實現手勢分析和人臉追蹤。

除了作為大腦的安卓手機外，網靈機器人還采用了Arduino單片機，用于控制電機舵機和連接傳感器模塊。

作為大腦的安卓手機與Arduino是通過藍牙串口（例如市面上常見的HC-06）進行通信的，其通信協議很簡單，基于字符串格式。Arduino向安卓手機周期性發送傳感器讀數，安卓手機向Arduino發送控制命令。
網靈機器人的顯著特點是：可以用手機控制端和電腦控制端從異地遠程遙控機器人，并實時觀看攝像頭圖像。這個功能的實現基于網靈的P2P云連接平臺——只要機器人接入網絡，就可以從世界上的任何角落連接到機器人，無需設置路由器端口，無需做動態域名映射，完全自動穿透NAT內網。
網靈機器人的控制端軟件就是網靈云控制，其UI界面是這樣的：

終上所述，網靈機器人的總體框架原理圖是這樣的：

原材料和組件

方形卡通寵物外觀的紙巾盒1個（這是萌的關鍵，某寶上有賣）
萬能手機夾1個（某寶上有賣）
網靈機器人3D打印件1套
Arduino控制板+藍牙小板1塊
L298N電機驅動模塊1塊
標準舵機1個
電池電壓傳感器模塊1個
可充電鋰電池1塊
65mm輪子+電機(轉速不要太快，大概為50轉每分鐘)2套
一寸萬向輪1個
開關1個
M3x30mm長螺絲4根，M3x25mm螺絲若干，M3x8mm螺絲若干，自攻螺絲若干，銅柱長螺絲2根，M3螺母若干
杜邦線若干，導電線若干

工具

電烙鐵，電鉆，502膠，電膠布，鉗子，改錐，小刀

相關的代碼和程序點擊下面的鏈接下載（也可點擊這里查看原發布頁面）：

網靈云控制客戶端

安卓大腦的APK安裝包

安卓大腦的源程序

Arduino源程序

3D打印STL文件

3D打印設計源文件

組裝過程
首先，將紙巾盒的上下兩部分揭開，分為上面的盒子和下面的底蓋，先用盒子。將3D打印手機夾左支架和手機夾右支架用自攻螺絲固定到盒子上，如下圖，注意左右支架都要固定到盒子的最邊緣，否則后面步驟將沒有足夠的寬度放置手機夾。

準備好標準舵機，尺寸40.7*19.7*42.9mm；用2個自攻螺絲把舵機固定到手機夾左支架上面，如下圖：

下面開始弄萬能手機夾，先把里面的一層透明塑料板拆下來，透明塑料板后面要用到，別扔了。把一側的2片可活動塑料片調整一下位置，下方的一片將會固定到手機夾右支架上。將3D打印手機夾聯軸器插到手機夾的凹槽處，如下圖所示：

準備將手機夾安放到左右2個支架上去。一邊是：一字擺臂插到舵機的轉軸上。另一邊是：用2個自攻螺絲將手機夾右支架和手機夾的下方可活動塑料片緊緊固定。

到此，盒子部分就準備好了。下面開始弄底蓋部分。
用M3x25mm的長螺絲將2個3D打印件底盤車輪支架固定到底蓋，然后把3D打印件底盤萬向輪支架也固定到底蓋。用電鉆在底蓋上鉆2個孔：一個直徑20mm，用于裝開關；另一個直徑9mm，用于裝充電接口。

然后用M3x30mm的長螺絲把2個車輪（帶電機）安裝到底盤車輪支架上，兩對電機線4根從底蓋穿孔引到里面去；用M3x8mm的螺絲把萬向輪安裝到底盤萬向輪支架上。

在里面用螺絲固定3D打印件電池固定盒，然后安裝L298N電機驅動板，如下圖所示：

把2個長的M3銅柱螺絲裝上去，然后把之前拆下來的手機夾透明塑料板安裝到銅柱螺絲上，用2個螺母固定。透明塑料板上的螺絲孔可以用電路鐵或電鉆弄出來。把“Arduino+藍牙”控制板用螺絲固定到透明塑料板上，把鋰電池安裝到電池固定盒中：

把電池電壓檢測模塊小板也安裝上去：

把鋰電池的DC母頭線安裝到底蓋的充電孔中，用502膠固定；把20mm直徑的開關安裝到底蓋的開關孔中。

到此，底蓋部分要裝的也裝好了。（當然，后續如果你要往Arduino控制板上連接傳感器模塊的話，隨時可以揭開盒子連接線路！）準備把紙巾盒上下兩部分蓋上：

OK，物理結構就組裝完畢了，大功告成！！！

最后還可以在左右兩邊再裝上2個舵機，固定2個小手臂，機器人看起來會更萌。而如果多做幾個看起來簡直會萌翻天！

電路模塊連接當你把網靈機器人的物理結構組裝好后，那電路連接就很容易了。準備一些3Pin杜邦線和導電線，按照下面的電路圖連接相應的電路模塊：

可以看出，Arduino控制板的供電是由L298N電機控制板的5V輸出的。
電壓檢測模塊連接到Arduino的模擬口A5；頭部舵機連接到Arduino的數字口D9；你后續也可以擴展連接更多的傳感器，比如：氣體傳感器MQ2連接到模擬口A4，溫濕度傳感器連接到數字口D8，這些都是在Arduino的程序代碼中預定義好的，需要跟代碼對應：

#include<Servo.h>
#include<dht.h>
//模擬IO口和數字IO口的定義
#define PIN_UNDEFINED 255
#define PIN_A_VOLTAGE 5 //電池電壓傳感器
#define PIN_A_MQX 4 //氣體傳感器，MQ2，MQ135
#define PIN_D_SERVO_V 9
#define PIN_D_SERVO_H PIN_UNDEFINED
#define PIN_D_SERVO_L 5 //PIN_UNDEFINED
#define PIN_D_SERVO_R 6 //PIN_UNDEFINED
#define PIN_D_DHT 8//PIN_UNDEFINED //DHT11溫濕度傳感器
#define PIN_D_RELAY PIN_UNDEFINED //一路繼電器
#define PIN_D_RED PIN_UNDEFINED //紅外人體感應傳感器
#define PIN_D_LEDA PIN_UNDEFINED //LED指示燈A
#define PIN_D_LEDB PIN_UNDEFINED //LED指示燈B
//PT2272 Recv，D0->D3用模擬IO口實現，因為Arduino UNO的數字IO口不夠用
#define PIN_D_2272VT 4
#define PIN_A_2272D0 0
#define PIN_A_2272D1 1
#define PIN_A_2272D2 2
#define PIN_A_2272D3 3
//315M、433M RF Send，控制智能開關、智能插座、電動窗簾
#define PIN_D_315SEND 7//PIN_UNDEFINED
#define PIN_D_433SEND PIN_UNDEFINED
//左中右三個方向的壁障傳感器pin定義
#define PIN_D_BIZ_C PIN_UNDEFINED
#define PIN_D_BIZ_L PIN_UNDEFINED
#define PIN_D_BIZ_R PIN_UNDEFINED
//L298N電機驅動板的控制pin
//舵機用了9號PWM，L298N用10，11號PWM的話，會導致10號PWM失效！！！
//motor A
#define dir1PinA 2
#define dir2PinA 10
#define speedPinA 3
//motor B
#define dir1PinB 12
#define dir2PinB 13
#define speedPinB 11