开源项目！基于Arduino做的“鱿鱼游戏”BOSS面具，支持动作检测

这是一个结合了3D打印、舵机、PIR传感器和DFPlayer MP3模块的DIY项目，旨在制作一个带有动画眼睛的"鱿鱼游戏"老板面具。当检测到动作时，面具的眼睛会移动并播放声音，非常适合万圣节使用。

这个项目是一个很好的起点，特别适合那些想控制眼球运动和播放特定音频文件的小伙伴们。通过协调PIR传感器检测到的运动、舵机的移动和DFPlayer的音频播放，你可以实现一个非常优秀的动画效果。

步骤1：3D打印部件

眼睛及面具本身都是使用标准3D打印机和PLA打印出来的。打印质量为中等，如果你想要更好的外观，可以打磨然后平滑地涂上颜料。

3D打印组件包括：

• 面具（面部）
• 两个眼球
• 两个眼睑
• 舵机支架（用于固定所有5个舵机）
• 万向节（用于实现眼睛的平滑运动）
• 支撑面具内部的两根杆
• 用于盖住电子元件和便于安装在墙壁上的背板

你可以选择使用不同颜色的眼球，甚至在打印后手绘。万向节对眼睛的平滑运动至关重要，使其能够模拟真实的动作。

3D打印文件可以文末下载。

步骤2：组装眼睛

现在我们有了3D打印的部件，是时候开始组装眼睛了。我们将使用五个MG90S舵机来控制眼睑和眼球的运动。以下是需要的材料：

组件：

• 5个MG90S舵机

• 铁丝（我们使用几个回形针来连接杆）

• 钳子和剪线钳

组装过程：

校准舵机：确保所有舵机初始位置为90度。这对于确保动作的正确校准非常关键。

安装舵机：将每个舵机放入3D打印的舵机支架中。两个舵机控制眼睛的左右运动，两个控制上下运动，一个用于眼睑。

连接眼球：使用回形针线将舵机与眼球连接，形成连杆结构。这会将舵机的旋转传递给眼球运动。添加万向节确保眼球运动平滑。

连接眼睑：最后一个舵机将控制眼睑，使你的面具能够眨眼或闭眼。使用相同的方法将眼睑连接到舵机上。

眼睛的运动依靠伺服电机在两个轴上（上下和左右）进行操控。每只眼睛的运动由两个伺服电机控制，而眼睑的开合则由一个伺服电机控制。

步骤3：测试眼睛

在我们继续项目的其他部分之前，先来测试一下眼睛确保一切正常。

以下是测试的简单电路设置：

• 将舵机连接到面包板。
• 上传一个简单的舵机控制代码，使眼球向各个方向移动，并眨眼。

使用Arduino IDE上传代码，并观察运动。可以根据需要调整角度和延迟时间。

舵机连接

我们的设置第一部分涉及将五个舵机连接到Arduino Nano。这些舵机将控制以下运动：

• 舵机1：左眼的水平运动
• 舵机2：左眼的垂直运动
• 舵机3：控制眼睑
• 舵机4：右眼的垂直运动
• 舵机5：右眼的水平运动

以下是IO引脚分配：

• 舵机1：数字2
• 舵机2：数字3
• 舵机3：数字5
• 舵机4：数字6
• 舵机5：数字9

确保你的舵机有合适的外部电源供电，因为Arduino板载的5V供电不足以为多个舵机供电。

代码说明

舵机控制代码使用Servo库来管理每个舵机的运动。它定义了左右移动以及眼睑上下移动的具体角度。设置部分初始化了每个舵机，设定初始位置，并包含一个循环，以便在定义的角度之间平滑过渡。眼球的运动是根据代码中设定的条件触发，确保眼睛按照预期动作。

代码可以在文末下载。

步骤4：设计PCB

设计一块PCB来整合所有组件，包括DFPlayer、PIR传感器、舵机、扬声器和Arduino Nano。目的是创建一个更稳定的电路和原型。

组件包括：

• Arduino Nano（主控制器）
• DFPlayer MP3模块（用于声音）
• PIR传感器（运动检测）
• 5个舵机输入
• 扬声器用于音频输出

作者选择了PCBWay进行电路板制作。Gerber文件和电路原理图可以在这一链接中找到：PCBWay项目链接。如果你没有焊接经验，也可以使用PCBWay的组装PCB服务。

组件清单包括用于电源需求的电容、用于电机数字输入的电阻、用于传感器和扬声器的接线端，以及DFPlayer和Arduino Nano用的公母针座。

• 电阻和电容（用于功率调节）
• 接线端（用于传感器和扬声器连接）
• 公/母针座（用于DFPlayer、Nano和电机）

之后把所有的组件焊接到位。

步骤5：”面具“的主代码

集成PIR传感器和DFPlayer

一切都安装好，接下来需要将主代码上传到Arduino Nano中。这段代码整合了PIR传感器、舵机和DFPlayer MP3模块。原理很简单：当PIR传感器检测到运动时，舵机会移动以打开眼睑并移动眼球，同时DFPlayer播放声音。

代码的关键组成部分包括：

• PIR传感器检测到运动时触发。
• DFPlayer播放存储在SD卡上的声音文件。
• 舵机控制眼球和眼睑的运动。

DFPlayer Mini和扬声器设置

DFPlayer Mini是一款简单、低成本的MP3播放器，可以播放存储在microSD卡上的音频文件。在这个项目中，它将在PIR传感器检测到运动时播放声音文件。

• 将DFPlayer的RX引脚连接到Arduino Nano的数字11，将TX引脚连接到数字10。
• 将扬声器连接到DFPlayer的SPK+和SPK-引脚用于声音输出。

PIR运动传感器连接

• PIR传感器将检测运动并触发舵机运动和音频播放。
• 将PIR传感器的输出引脚连接到Arduino Nano的数字7。

使用9V外部电源为电路供电，确保稳定性能。布线和编码完成后，就可以测试你的项目了。

• 将代码上传到Arduino Nano。
• 确保PIR传感器放置在易于检测运动的地方。
• 当PIR传感器检测到运动时，控制眼睑的舵机应打开，DFPlayer应播放预加载的声音文件。
• 然后，舵机将以协调的顺序移动眼球。

代码解释

主代码使用DFPlayer库来控制音频播放，同时与PIR传感器的输出进行协调。当检测到运动时，代码触发舵机移动眼睛并同时开始音频文件播放。这种同步增强了效果，使眼睛显得更加逼真。代码有效处理各种情况，确保眼球运动和声音播放之间的无缝过渡。

注意：附带文件“1.mp3”包含了项目中使用的声音“I see you（我看见你了）”。只需将音频文件上传到SD卡（SD卡格式必须为FAT32）。

文件和代码文末下载。

步骤6：最终组装

现在我们可以把所有组件组合到面具中了。

请按以下步骤操作：

• 插入支撑杆：将两个支撑杆连接到面具背面。
• 安装舵机支架：使用热熔胶固定舵机支架（附有舵机和眼球）到杆上。
• 安装PIR传感器：在面具的正面钻一个6mm的小孔，来放置PIR传感器。它是一个迷你PIR传感器，所以可以完美地适配孔位。

• 放置扬声器：将扬声器放置在面具内，确保其不露于视线。
• 连接PCB：固定PCB在面具内部，并完成所有必要的连接。

• 封闭面具：一旦所有连接完毕并到位，使用背板将电子设备封闭起来。

最后，使用双面胶或其他方法将面具安装在墙上。使用9V电源为面具供电，一切便准备就绪。

你可以根据个人喜好自定义此面具，比如添加不同的声音或更复杂的眼球动作。

如果你想让你的面具更加吸引人，还可以添加LED灯，在检测到运动时亮起来，增强视觉效果。

原文地址：https://www.instructables.com/Face-With-Animatronic-Eyes-Motion-Detection-and-Vo/

项目作者：MertArduino