Jack-O-lantern & Horse互动电子玩具

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3.

简介:杰克灯马互动电子玩具

最初的灵感是几年前我看到乐高马里奥玩具

拥有一个既能互动又能发出声音的玩具激励着我去研究技术教育领域的可能性。我的第一个版本是抓猫为庆祝五十周年挠聚会在西班牙巴塞罗那。

今年万圣节前后,我决定根据这个活动做一个玩具。在这个过程中需要用到各种技能和技巧:

  • 三维建模
  • 3 d打印技术
  • 电子产品和pcb
  • 编写交互式玩具叙事程序


这里开始了杰克灯和他的马的创作。

供应

在下面的图片中,我们看到了使整个项目成功的必要材料。

在所有情况下,我们都在寻找易于焊接和易于在当地电子商店购买的组件。

即便如此,有些部件还是不容易找到,最好还是耐心地在中国市场订购。


必要组件列表如下:

...还有一些典型的分立组件

第一步:最终结果

这个视频展示了最终的结果。

步骤2:3D建模


这个设计完全是在TinkerCAD.Tinkercad是个免费3D建模工具但它也有3D打印的出色功能。

我使用了其他用户的两个模型。它们是最终模型的基础。

原始的南瓜来自:https://www.printables.com/es/model/242023-pumpkin

原始的马是来自https://www.thingiverse.com/thing:795097


我还附上3D Tinkercad模型整个角色。在这个模型上,我们把零件切成小块,然后把它们清空,以容纳电子设备。

第三步:3D打印

这些都是3D打印所需的STL文件。所用材料为PLA, 3D打印机分辨率为0.2。

步骤4:电子设计

这是示意图项目使用的电子设备。电子产品的核心是ESP32模块,通过microrousb编程。

到ESP32我们连接一个1.8英寸TFT RGB屏幕,和miniDF MP3播放器模块.电源系统由3.7V 900mA LiPo电池组成,该电池与一个5 v DCDC.它还可以通过microUSB作为一个脂肪充电器。


步骤5:PCB布局

由于组件的数量和它们的大小,我们从通用PCB中的原型迁移到创建一个自定义PCB

我们已经上传了PCB的设计到PCBWay把它分享给社区和那些想要组装它的制造者。

我们还附上美国格柏公司文件具有更大的灵活性。

谷歌Drive download Gerber

步骤6:焊接PCB -第1部分

首先我们焊接两个SMD电阻。

第二,我们在PCB主板上焊接引脚条,要小心地让他们尽可能平坦…

步骤7:焊接PCB -第2部分

我们现在可以焊接LCD,我们离开引脚平坦,我们把胶带保护与其他元素的接触。

步骤8:焊接PCB -第3部分

我们焊接ESP32模块。长得多的别针被剪得更平了。

现在我们可以焊接LiPo电源控制模块。在我们注意到之前,我们保护了下面的引脚,这样它们就不会产生错误的接触。我们以一个角度焊接这个模块,即最后一个没有引脚的部分是接触主板PCB。注意!

步骤9:焊接PCB -第4部分

最后我们焊接MP3模块。我们以前用胶带保护这个模块。注意它在电源模块的上方。如图所示,它是在模块和PCB板之间焊接的。

步骤10:组装-第1部分

我们制作玩具脚上的连接器。它们能让我们把电子设备和马连接起来。

步骤11:组装-第2部分

头部内部包含三个元素:

  • mini-speaker。装入一个小容器。
  • 旋转编码器。我们用一点胶水把它固定好。
  • LiPo电池。之前我们把它装进盒子里

步骤12:组装-第3部分

在3D部分,也就是腿,我们要连接三组电缆:

  • 开/关按钮电缆
  • microUSB连接器电缆,为LiPo电池充电
  • 来自脚的电缆,连接到马

步骤13:装配-第4部分

现在我们要组装电子元件,我们之前已经焊接好了,在3D部分对应的脸。

步骤14:组装-第5部分

现在我们要把脸的部分和身体的部分连接起来。我们以前都骑过马,已经准备好了。

我们必须把连接这两个部分的电缆连接起来:

  • 这个按钮
  • 用microrousb充电
  • 腿上的电线

步骤15:装配-第6部分

最后我们要把这部分和头组装起来。

在我们安装和关闭这些部分之前,我们需要将头部的电线与PCB板上的电线连接起来:

  • 脂质电力电缆
  • 旋转编码器电缆
  • Mini-speaker电缆

这是最小心的部分。我们将用镊子整理玩具里面的电线。慢慢地,我们把头部和身体合起来。

步骤16:组装-第7部分

最后,我们的玩具角色只剩下一个美术细节了。设计斗篷

首先我们把它画出来...用打印机打印出来……把大纲剪下来作为模板。在橙色毛毡上画出模板,然后剪下来。最后把斗篷戴在脖子上。

步骤17:组装-第8部分

现在我们用集合马匹

我们在每只眼睛上放一个5mm红色LED为每个LED连接两根细线。

我们在马嘴里放了一个3mm蓝色LED再连接两根电缆。

在马的底部有一个共6根电缆


步骤18:组装-第9部分

现在我们准备男性连接器把马和玩具人物连在一起…我们要把它们放在底座上,放在小孔里

最后我们会连接6根电缆从前面到这两个连接器。

步骤19:编程

最后一个想法是我们可以画出来不同的面孔为了玩具角色。

有些面孔指的是恐怖人物。当这张脸出现时我们激活MP3声音识别角色和/或电影。

我举的例子有:

  • 精神的脸与电影中著名的音乐有关,当女孩在浴室里的时候。
  • 杰森的脸13号星期五有电影里的音乐。
  • 一张特殊的脸,可以激活发出声音,led灯就会亮起来


我选择的编程环境是Python for ESP32.准备固件和添加显示模块有点困难。但是一旦配置好了,用Python编程就很简单了。


我推荐以下步骤:

能够使用Python在ESP32我推荐这个指南:

https://learn.adafruit.com/circuitpython-with-esp32-quick-start

能够使用TFT屏幕有必要将特殊模块添加到CicuitPython中,带有信息的链接为

https://github.com/adafruit/Adafruit_CircuitPython_ST7735

为了使用MP3播放器,我们使用以下库:

https://github.com/bablokb/circuitpython-dfplayer

使用旋转编码器请阅读:

https://learn.adafruit.com/rotary-encoder/circuitpython


这是显示基于旋转编码器的面的基本代码:

进口板
进口rotaryio
进口displayio
从adafruit_st7735导入ST7735

encoder = rotaryio.IncrementalEncoder(board。D10 board.D9)
last_position =无

# firmware TCK上的TFT_SDA & TMS上的TFT_SCK
spi = board.SPI()

displayio.release_displays ()
Display_bus = displayio。FourWire (spi、命令=。c15, chip_select =。D19重置= board.D18)

(display_bus, width=160, height=128)

位图= displayio.OnDiskBitmap("/face01.bmp")
Tile_grid = displayio。pixel_shader = bitmap.pixel_shader TileGrid(位图)
group = displayio.Group()
group.append (tile_grid)

display.show(集团)

而真正的:
位置=编码器的位置
如果last_position为None或position != last_position:
打印(位置)
Last_position =位置


步骤20:接下来……

现在是时候让你的创造力泛滥

我们可以创建一个新玩具角色.或者我们也可以编写其他功能

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