請叫我R2

好吧，《Geek》不得不承認這標題有拉攏“星戰(zhàn)迷”的嫌疑。作為廣受人民群眾喜愛的角色，這位地球人的老朋友，堅強的共和國戰(zhàn)士，已幾乎家喻戶曉，連最近隨發(fā)現(xiàn)號升空的太空機器人也Copy了這個名字“Robonaut 2”。今天我們要用史上最討人喜愛的谷歌安卓玩偶來COSPLAY這位勇敢、可愛的機器人。

在正式動手之前，俺們先來展示一下這小家伙具備的才藝。

才藝一：聲控激活。輕拍Td、腦袋，或者打個響指，小家伙就會被激活，左右轉(zhuǎn)動腦袋，并伴有純正的機械伺服聲，還會聲光傳情呢!

才藝二：流光溢彩。R2會用腦袋上的信號燈來交流和發(fā)送信息，偶們的這個安卓機器人也擁有光彩熠熠的眼神，小身板還可以進行歡樂的光影展示!

才藝三：莫爾斯碼交流。安卓機器人在聲控激活后能發(fā)出與“阿杜”類似的“嗶嗶”音喲!這“嗶嗶”音可不是單調(diào)滴，它是隨機莫爾斯碼，如果你會譯碼，就能知道它在說什么了。

它是怎么辦到的?

想必大部分Geek會對這個小機器人如何工作懷揣好奇心，當在喜愛的MM面前展示這款作品時，附帶上一些專業(yè)的解說更能獲得崇拜的目光。現(xiàn)在，我們?yōu)檫@幫資深Geek進行一個簡單的原理講解(呃…無電路常識用戶會有點頭大)，并允許提問。

這小家伙的核心是一塊ATtiny44A微處理芯片，話筒拾取環(huán)境聲音進行放大后，送人ATtiny44A的模擬／數(shù)字轉(zhuǎn)換電路(ADC)，芯片會設置一個靈敏度閥值，當檢測到輸入信號高于這個閥值時，ATtjny44A輸出被激活。它會在與伺服電機相連的管腳上送出一個定時50Hz脈寬調(diào)制電壓(PWM)，驅(qū)動電機左右旋轉(zhuǎn)，我們會看到機器人頭部左右擺動；同時與LED相連的部分也會輸出編制好效果的脈寬電流，進行光影演示。伺服電機停止工作后，莫爾斯碼電路開始輸出隨機碼，通過壓電陶瓷驅(qū)動發(fā)聲，你就會聽到“嗶嗶”的音效，整個一個循環(huán)完成，機器人會等到下一次激活。

需要特別提到的一點，伺服電機的脈寬電壓通過ATtiny44A調(diào)節(jié)輸出，請注意你購買的伺服電機上的參數(shù)說明，如果不是這個參數(shù)，記得修改程序后重新編譯，不匹配的脈寬電壓可能破壞伺服電機。

你需要什么?

動手之前，你要準備以下器材：

1、安卓玩偶一只，請選擇淺色調(diào)版，諸如黑色等深色調(diào)機身由于透光性不佳，成品效果會差很多；

2、ATtiny44A集成電路芯片和對應的雙列直插式(14腳DIL)管座各一枚，各大電子元件零售店有售：

3、微型伺服電機一只，型號為SG90(塑料頭)或者MG90S(金屬頭)；

4、微型麥克風一枚，型號諸如cM c，5042PF-AC等，體積盡量小即可：5被動式壓電陶瓷揚聲器一枚，注意別買成蜂鳴器；

6、藍色平頂廣視角5mm LED兩只：

7、紅、綠、黃高亮5mm LED各一只；

8、NPN晶體管一枚，型號2N3904或類似參數(shù)也可；

9、100nF陶瓷電容器三只；

10、色環(huán)電阻若干：10千瓦與100千瓦各兩只：150瓦3只：2.2千瓦兩只(用于與藍色LED搭配，具體數(shù)值要視所購買的LED而定)；

11、標準USB充電器一個(SV輸出)。哦吧!基本材料齊備了，此外還需要導線若干，熱熔膠、刀片、改錐和鋸條等工具。當然，對于愛折騰的Geek，這些都是常備用具了。

Step1 焊接電路元件

元件的連接請參閱我們給出的電路圖，關于識圖，上過初中的童鞋應該都有這能力了吧?不會的打板子，或者買兩只棒棒糖去請個中學生幫你。需要特別強調(diào)的是，請準備兩小塊萬用電路板(電子零售店有售)，將集成芯片處理器和話筒放大電路分別放在兩塊電路板上(如圖中所示)，這樣比較容易塞進安卓機器人的體內(nèi)。為了便于給集成電路編程，我們使用了管座，方便拔插。LED的分壓電阻直接焊接在LED的管腳上，以盡量節(jié)省空間。從集成處理器芯片引線時用有顏色的導線區(qū)分正負極是一個良好的習慣，可最大程度減少錯誤和故障。

Step2 肢解安卓玩偶

這聽起來有些血腥，但操作上和小時候破壞玩具差不多。安卓玩偶不是一體成型構(gòu)造，可以拆分成獨立的三部分：頭、肩和軀干，不過你得找到卡扣的位置。圖中的這種機器人的弱點在項圈的平口位置。用改錐小心地探測，輕輕撬開，然后取下與手臂相連的肩部。很完美，不會破壞任何外形。

Step3 義體改造

現(xiàn)在需要上美工刀、老虎鉗了。首先裁掉玩偶頭部扣住機身的多余部分，便于與伺服電機連接，進行靈活的轉(zhuǎn)動。然后摳掉肩部組件內(nèi)的所有多余材質(zhì)，保持與機器人軀干空間相通，用于放置電機和電路組件。

Step4 連接伺服適配器

伺服電機帶有一套連接適配器，現(xiàn)在要想辦法讓安卓機器人的頭部可以良好地與電機相連。將適配器的軸心與機器人頭部中心重合，然后用筆在圓形的安卓機器人頸部畫出中線位置，開槽，讓適配器可以牢牢地卡在槽中。

Step5 伺服電機改造

用美工刀Cut掉伺服電機兩邊的定位和固定支架(這玩意會阻礙將電機放人機器人軀干里)。在機器人軀干底部涂上熱熔膠，然后將伺服電機小心地粘接固定在機器人軀干內(nèi)。這是技術活兒，要求伺服電機的轉(zhuǎn)軸位置正好居于中心位置，對幾何中心沒有概念或者手指容易雞凍的童鞋請雇請勇敢心細的妹子代勞。即便第一次定位失敗也不用沮喪，熱熔膠很容易清除干凈，你可以在打掃完畢后，Agoin!根據(jù)測試，MG90S伺服電機無論是高度還是尺寸都比SG90更合適些，所以盡量選前者吧。

Step6 裝配電路

將兩塊分列的電路板分別塞在伺服電機的兩側(cè)(現(xiàn)在你知道為什么我們要煞費苦心地做成兩部分了)，三只彩色LED燈用熱熔膠粘接在小機器人體內(nèi)，位置當然是朝向正面。兩只藍色的LED從頭內(nèi)部粘在眼睛的位置。確認所有的引線捆扎和絕緣良好，不會造成短路或已經(jīng)斷開。

電源線從機器人其中一只腳穿入到內(nèi)部，請選擇柔軟和較細的線材，這樣機器人可以獲得更好的站立穩(wěn)定性。此外，你還需要在機身話筒和揚聲器的位置扎上幾個小孔，以獲得良好的聲控和音效體驗。

Step7 軟件編程

咱們這只R2可不是一個簡單的玩具，通過對ATinv44A編程，可以獲得各種動作和聲光效果——它是可升級的。從管座上取下ATinv44A芯片，在外部通過編程器寫入程序，裝回R2后，即可獲得一個全新的角色。我們已經(jīng)在《Geek》官方論壇上為諸位提供了程序代碼，你可以自己購買AVR編程器寫入，找人代勞也不費時。

接上電源，跟咱們的R2打個招呼吧!

答疑時間

路人甲：請問，我需要用什么樣的聲音來激活它?叫它“阿杜”么?

《Geek》：完全可以!事實上并沒有語音命令這種高級貨，你只要發(fā)出足夠強度的聲響即可，比如敲一下它的頭，拍掌、咳嗽一聲也行。

宋兵乙：怎么保持機器人不會被誤觸發(fā)?比如，伺服電機是十分靈敏的，芯片的輕微輸出抖動可以造成電機的微量步進，但這會產(chǎn)生步進噪聲，被麥克風檢測到又會觸發(fā)芯片激活，出現(xiàn)誤觸發(fā)。

《Geek》：看得出這位是技術控。嗯，其實我們用的方法很簡單，就是在等待激發(fā)期間關閉伺服電機的脈；中調(diào)制器，這樣既節(jié)能，又保證了不會有任何抖動電流輸出至伺服電機。而聲音檢測裝置只有在安卓機器人靜下來之后才會啟用，在激發(fā)過程中，即便你叫破了喉嚨它也不會理的。

演示到此結(jié)束，不過驚喜遠沒有完結(jié)，我們會不定期升級R2的系統(tǒng)，請諸位關注《Geek》，下一次升級可能會成為你追求幸福的道具哦!