陳所林

（南京市玄武中等專業(yè)學校，江蘇南京，210042）

Otto 開源機器人寓教寓樂，其結合3D 打印技術與信息技術，成為不少中小學及辦學培訓機構信息課的制作內容。這些作品均以娛樂、近距離控制為主、物聯(lián)網(wǎng)控制較少。21 世紀的今天，隨著網(wǎng)絡技術的發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)改變了人們的生活，物聯(lián)設備無處不在，能否借助互聯(lián)網(wǎng)制作一款既可以娛樂又具有實用功能的物聯(lián)機器人呢？我的想法是讓它具有一鍵配網(wǎng)、結合網(wǎng)絡實現(xiàn)手機端遠程控制；機器人面部Oled 屏顯示日期、時間、本地溫、濕度值、手機端同步顯示溫、濕度值及實時溫、濕度變化曲線、機器人舞蹈動作的控制、兩眼燈光顏色的變換、左、右兩耳燈光通斷及機器人音樂播放的音量及曲目變換[1]。

作品實現(xiàn)軟件上我采用了易學易用的Mixly、Blynk 及Ottoblockly 軟件，手機端采用Blynk APP 設置實現(xiàn)對機器人的功能控制，硬件主控我采用了Arduino Nano 實現(xiàn)機器人的動作控制，網(wǎng)控采用Esp8266 NodeMcu V3 12E,外殼采用Otto 開源機器人帶四肢版3D 打印件，下面詳細講解我的制作過程與大家一同分享、交流。

1 前期準備

■1.1 元器件清單表

表1 元器件清單

■1.2 外殼的準備及處理

許多人沒3D 打印機也不會建模，但網(wǎng)上帶四肢版Otto機器人外殼出售有許多且便宜，買來的外殼只要稍做處理，讓相應空間容下所需元件即可。如身體部分外殼需要做如下處理（見圖1）：打磨掉1 處的加強筋，能夠放入DHT11溫濕度傳感器，用1 毫米鉆頭鉆幾個小孔便于傳感器采集溫濕度信息。2 處打磨掉加強筋要求容下小型繼電器，3 處是我居中采用圓規(guī)根據(jù)喇叭的大小先畫出直徑為30 毫米的圓，然后用直徑為1 毫米小鉆頭開出分布均勻的小孔，便于機器人音樂聲音的傳出。4 處居中開出一個27mm×20mm長方形的孔，能夠容下0.96 寸OLED 屏。

圖1 打印機外殼

■1.3 機器人眼部準備

機器人眼部采用超生波傳感器改制，將其R 頭與T 頭拆開并將2 片1 位圓形WS2812 5050 RGB模塊粘貼于內部基板并將其按級聯(lián)要求將其中一個燈片的DI 接另一燈片的DO 從DI 引出信號端S，共G、共V 焊接好重新裝入外殼并引出S、G、V三根引線，如圖2 所示。

圖2 機器人眼部構件

2 組裝

■2.1 各原件的組裝

OttO 機器人的組裝方法可參考網(wǎng)上Otto 機器人的組裝方法，是開源的也很多很詳細，大家可參照說明及組裝圖安裝即可，這里不再贅述（新增電子元件的連接方法物聯(lián)網(wǎng)機器人電路連接圖）。

■2.2 各電子元器件連接

各電子元器件連接如圖3 所示 。

圖3 物聯(lián)網(wǎng)機器人電路連接圖

3 程序編制

■3.1 機器人舞蹈程序

該程序結合Ottoblockly 軟件編寫實現(xiàn)，主要來實現(xiàn)機器人的舞蹈動作（每位讀者對舞蹈動作的要求不一編程時可自行拖動于任務區(qū)）由Nano 8 腳電位實現(xiàn)控制是否執(zhí)行[2]，如圖4 所示。

圖4 機器人舞蹈程序

■3.2 ESP8266 控制程序

網(wǎng)絡控制程序由Mixly 軟件編寫實現(xiàn)，程序內服務器地址連接于blynk.mixly.org 該服務器免費接入，響應速度較快。鑒于文章幅面所限程序部分只摘錄部分程序顯示，讀者如需詳細程序請下載刊發(fā)資料。部分截圖如圖5 所示。

圖5 ESP8266 控制程序

■3.3 手機Blynk APP 功能設置

手機端下載Blynk APP 在同一項目下分別建立時間、溫濕度顯示曲線、音樂控制及機器人眼部燈光控制、左、右側燈光等功能控制，設置方法如下：

(1）在項目設置中添加Real-time clock(實時時鐘)組件，該組件可以為物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)板提供當前的準確時間，添加Realtime clock 組件后將時區(qū)設置為(GMT+08:00)Asia/Shanghai。

(2）添加SuperChart (超級圖表)實現(xiàn)手機端溫、濕度變化的曲線顯示圖。內部添加兩條數(shù)據(jù)源分別為“溫度變化”、“濕度變化”將溫度變化的數(shù)據(jù)的輸入管腳設置為V0，濕度變化的數(shù)據(jù)的輸入管腳設置為V1，當周邊的溫度或濕度有所變化時，手機APP 端顯示的溫度和濕度曲線就會發(fā)生變化并且可以看到溫濕度變化的歷史數(shù)據(jù)。

(3）添加Labeled Value Settings（標簽值設置）組件實現(xiàn)手機端溫、濕度值的顯示，其中溫度的虛擬管腳設為V0 單位欄設為/pin/℃,濕度的虛擬管腳設為V1 單位設為/pin%。

(4）添加Music Player (音樂播放)及Step H 或Step V 組件實現(xiàn)遠程音樂選曲功能及音量大小控制，其中音樂播放虛擬管腳為V2，音樂播放音量控制虛擬管腳為V3。

(5）添 加ZeRGBa(斑馬取色)組件，先將數(shù)據(jù)模式設置成Merge(合并)模式，將設置輸出管腳設置為虛擬管腳為V6，實現(xiàn)機器人眼部RGB 彩燈模塊顯示出不同的顏色控制。

(6）同時添加3 個Button Settings(按鈕)組件，實現(xiàn)左右兩側燈光的開、關控制及機器人舞蹈的控制。左側燈光的控制腳為gp3、右側燈光的控制腳為gp16，機器人舞蹈的控制腳為gp14。

所有功能添加后手機端形成如圖6 所示的項目控制界面。

圖6 手機控制

4 一鍵聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)

機器人無論身處何地只要本地具有WiFi，即可實現(xiàn)一鍵配網(wǎng)，利用手機關注“安信可科技”微信公眾號再輸入本地無線網(wǎng)名及密碼完成網(wǎng)絡配置，配置完畢即可實現(xiàn)手機對機器人的聯(lián)網(wǎng)操作控制，結合Blynk APP的設置控制方法上還可實現(xiàn)多部手機對同一機器人的網(wǎng)絡控制。

5 總結

本次物聯(lián)網(wǎng)機器人的制作實現(xiàn)了聯(lián)網(wǎng)對機器人多項功能的控制，每一項功能在機器人相關部位的實現(xiàn)都是我經(jīng)過多次實驗、調試才形成。經(jīng)過實踐驗證這個作品是初、高中學生學習物聯(lián)網(wǎng)知識的一個很好的綜合實習案例，寓教寓樂，同時它的實用性也很強讀者只要稍加思考便可將其功能拓展應用于生活制作出居家生活控制的物聯(lián)網(wǎng)作品。在此期待讀者的交流與意見。