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【创客学堂】3D万圣节礼物之Arduino骷髅精灵

编辑：Techie2013-11-21 13531382@qq.com 浏览次数：1556

骷髅精灵—3D+Arduino+创客的融合

3D打印技术，目前正火的一个热门话题。Arduino,一种开源，易用的控制器。两者结合，再融入一点创客们的精神力量，可以让一个骷髅头变成具有灵性的骷髅精灵!在万圣节来临之际，给大家介绍一个用Makerbot 3D打印机打印的骷髅+Arduino UNO控制器+红外线传感器制作的一个玩具：座在一个盒子上的骷髅头，两个眼睛可以盯着你，并跟随你的方向。拿它当作万圣节礼物一定相当不错呢，哈哈，可不要害怕哟。

骷髅精灵正看着你呢

图1 骷髅精灵正看着你呢

骷髅头-3D打印

3D打印现在可以说是爆发式的进行着发展，某宝网上搜3D打印，有1.33万个结果，内容也相当之丰富，各种3D打印机，有几千元的、也有几万元的；各种打印形式，FDM、SLS、SLA；各种打印机品牌，Makerbot、reprap、Mix2。。。。。。下面的骷髅头就是用Makerbot打印机+PLA塑料，采用FDM(熔融沉积式 ,Fused deposition modeling)技术打印出来的。当然，骷髅精灵的眼睛、底座，传感器的小盒子也是3D打印机的杰作。

Makerbot网站上的骷髅头3D模型实际打印出来的骷髅头 3D打印的传感器盒子红外避障传感器盒(3D打印）

图2 骷髅头3D模型图3 打印出来的骷髅头图4 3D打印的传感器盒子图5 内装的红外避障传感器

眼睛动起来—Ardino 控制器

当然要想让骷髅精灵动起来，你一定得为它加上电控，这里我仍然选择Arduino UNO控制器,简单易用，方便可靠，控制器首选；对于两只眼睛，负载很小，我选用了舵机里面个头最小的9g舵机；用于检测物品的传感器，我选的是mini红外避障传感器，可以调节动作范围以及灵敏度，方便实际应用环境。

Arduino UNO控制器 Arduino 传感器扩展板 v5.0

图6 Arduino UNO 控制器图7 Arduino 传感器扩展板

眼睛动起来—机械结构

下面再来看下眼睛动作的机械结构。找个不用的按动式圆珠笔，发挥我们的优良传统：拆！这里用到了两根圆珠笔芯当骷髅精灵眼睛的转轴，金属头也可以方便的与眼睛相连；两根轴的同步横轴也是用的笔芯；连接销用的订书钉；然后注意,不要用舵机的舵盘直接与同步横轴相连，因为自由度不够，舵机动作时会卡。我的解决方法是把刚才拆到的弹簧拿来，套在同步横轴上，舵盘连接到弹簧，间接控制转轴，OK了。这样不但解决问题，还可以通过转动弹簧，来调节眼睛的转动范围，一举两得。

骷髅头眼睛的内部结构

图8 骷髅头眼睛的内部结构

软硬兼施

硬件制作完成了，再来写程序吧。功能是：当人走进骷髅精灵的“视力范围”时，它的眼睛就会看向你，会随着你的移动而转动。因为功能简单，程序写起来不难，只要考虑好细节，比如有两个人或很多人围着骷髅精灵时，它该看谁呢？看美女吗？我是让它谁也不看，目视前方，哈哈。话不多话，上程序。

#include <Servo.h>
Servo skulleye;
int sensor1 = 2;
int sensor2 = 3;
int sensor3 = 4;
int sensor4 = 5;
int pos = 0;
int state1, state2,state3,state4,state5;

void setup()
{
pinMode(sensor1, INPUT);
pinMode(sensor2, INPUT);
pinMode(sensor3, INPUT);
pinMode(sensor4, INPUT);
//Serial.begin(9600);
skulleye.attach(9);
state1=state2=state3=state4=1;
delay(500);

}

void loop()
{
state1 = 1-digitalRead(2);
state2 = 1-digitalRead(3);
state3 = 1-digitalRead(4);
state4 = 1-digitalRead(5);
state5=(state1+state2+state3+state4);

if(state5==4)//all on
{
skulleye.write(90);
}

if(state5==0)//all close
{
skulleye.write(90);
}

if(state5==1) // 1 sensor on
{
    if(state1==1)
    {
      skulleye.write(20);
      delay(100);
    }
    if(state2==1)
    {
      skulleye.write(67);
      delay(100);
    }
    if(state3==1)
    {
      skulleye.write(114);
      delay(100);
    }
    if(state4==1)
    {
      skulleye.write(160);
      delay(100);
    }
}

if(state5==2) //two sensors on
{
    if(state1==1&state2==1)
    {
      skulleye.write(47);
      delay(100);
    }
    if(state2==1&state3==1)
    {
      skulleye.write(90);
      delay(100);
    }
    if(state3==1&state4==4)
    {
      skulleye.write(134);
      delay(100);
    }
    else
    {
      skulleye.write(90);
      delay(100);
    }
}

if(state5==3) //three sensors on
{
    if(state1==0)
    {
      skulleye.write(114);
      delay(100);
    }
    if(state2==0)
    {
      skulleye.write(114);
      delay(100);
    }
    if(state3==0)
    {
      skulleye.write(67);
      delay(100);
    }
    if(state4==0)
    {
      skulleye.write(67);
      delay(100);
    }
}