用Arduino和安卓旧手机，DIY远程遥控机器人

　　网灵机器人采用闲置的安卓旧手机作为机器人的大脑。

　　这不仅是废物利用的环保理念，而且通过充分利用安卓手机的强大计算能力和硬件资源，让网灵机器人的功能更加有亮点：

　　1）无需外接USB摄像头，直接利用安卓手机的高清摄像头，并通过手机强劲的GPU进行视频H.264压缩编码，以便网络传输。

　　2）利用安卓手机的联网能力，wifi、3G、4G都可以联网。并且集成了网灵的P2P云连接功能，从世界任何地方都可以连接机器人。

　　3）利用手机计算能力，实现语音识别，用自然语音控制机器人动作。

　　4）利用手机计算能力，基于OpenCV软件库，实现手势分析和人脸追踪。

　　原理介绍：

　　

 

　　除了作为大脑的安卓手机外，网灵机器人还采用了Arduino单片机，用于控制电机舵机和连接传感器模块。

　　作为大脑的安卓手机 与 Arduino单片机是通过蓝牙串口（例如市面上常见的HC-06）进行通信的，其通信协议很简单，是基于字符串格式的，Arduino向安卓手机周期性发送传感器读数，安卓手机向Arduino发送控制命令。

　　网灵机器人的显著特点是：可以用手机控制端和电脑控制端从异地远程遥控机器人，并实时观看摄像头图像。这个功能的实现是基于网灵的P2P云连接平台，这是 网灵多年来积累的底层核心技术。只要机器人接入网络，就可以从世界上的任何角落连接到机器人，无需设置路由器端口，无需做动态域名映射，完全自动穿透 NAT内网。

　　网灵机器人的控制端软件就是 网灵云控制， 它相当于一个“带视频回传的远程遥控手柄”，有一些手柄按键和2个虚拟摇杆，其UI界面是这样的：

　　
       

　　机器人手势识别和人脸追踪是基于OpenCV开发的，源程序在Android代码的jni目录，只是搭了一个框架，抛砖引玉，欢迎创客们改进和扩展。。。

　　原材料和组件

　　1）方形卡通宠物外观的纸巾盒 1个（淘宝上有售）

　　2）万能手机夹 1个（淘宝上有售）

　　3）网灵机器人3D打印件 1套

　　4）Arduino控制板 + 蓝牙小板 1块

　　5）L298N电机驱动模块 1块

　　6）标准舵机 1个

　　7）电池电压传感器模块 1个

　　8）可充电锂电池 1块

　　9）65mm轮子 + 电机（转速不要太快，大概为50转每分钟） 2套

　　10）一寸万向轮 1个

　　11）开关 1个

　　12）M3x30mm 长螺丝 4根，M3x25mm螺丝若干，M3x8mm螺丝若干，自攻螺丝若干，铜柱长螺丝 2根，M3螺母若干

　　13）杜邦线若干，导电线若干

　　

　　工具

　　电烙铁，电钻，502胶，电胶布，钳子，改锥，小刀

　　组装步骤

　　首先，将纸巾盒的上下两部分揭开，分为上面的盒子和下面的底盖，先用盒子。

　　将3D打印件--手机夹左支架 和 手机夹右支架 用自攻螺丝固定到盒子上，如下图，注意左右支架都要固定到盒子的最边缘，否则后面步骤将没有足够的宽度放置手机夹。

　　

　　准备好标准舵机，尺寸 40.7*19.7*42.9mm

　　

　　用2个自攻螺丝把舵机固定到‘手机夹左支架’上面，如下图：

　　

　　从正面看看，

　　

　　下面开始弄万能手机夹，先把里面的一层透明塑料板拆下来，透明塑料板后面要用到，别扔了。

　　把一侧的2片可活动塑料片调整一下位置，下方的一片将会固定到‘手机夹右支架’上。

　　将3D打印件--‘手机夹联轴器’ 插到手机夹的凹槽处，如下图所示：

　　

　　

　　注意，舵机配带的一字摆臂是事先用自攻螺丝 固定到‘手机夹联轴器’上，这个一字摆臂是将要插到舵机的转轴上的。

　　

　　准备将手机夹安放到 左右2个支架上去。一边是：一字摆臂插到舵机的转轴上。

　　另一边是：用2个自攻螺丝将‘手机夹右支架’和手机夹的下方可活动塑料片 紧紧固定。

　　

　　

　　到此，盒子部分就准备好了。下面开始弄底盖部分。

　　用M3x25mm的长螺丝 将2个3D打印件‘底盘车轮支架’固定到底盖。

　　然后把3D打印件‘底盘万向轮支架’也固定到底盖。

　　

　　

　　反面看是这样的：

　　

　　用电钻在底盖上钻2个孔：

　　一个直径20mm， 用于装开关；

　　另一个直径9mm，用于装充电接口；

　　

　　然后用M3x30mm的长螺丝把2个车轮（带电机）安装到‘底盘车轮支架’上，两对电机线4根从底盖穿孔引到里面去；

　　用M3x8mm的螺丝把万向轮安装到‘底盘万向轮支架’上。

　　

　　在里面用螺丝固定3D打印件‘电池固定盒’，

　　然后安装L298N电机驱动板，如下图所示：

　　

　　把2个长的M3铜柱螺丝装上去，然后把之前拆下来的手机夹透明塑料板安装到铜柱螺丝上，用2个螺母固定。

　　透明塑料板上的螺丝孔可以用电路铁或电钻弄出来。

　　

　　把“Arduino+蓝牙”控制板用螺丝固定到透明塑料板上，

　　把锂电池安装到‘电池固定盒’中：

　　

　　换个角度看看：

　　

　　把电池电压检测模块小板 也安装上去：

　　

　　把锂电池的DC母头线安装到 底盖的充电孔中，用502胶固定；

　　把20mm直径的开关安装到 底盖的开关孔中。

　　

　　

　　到此，底盖部分要装的也装好了。（当然，后续如果你要往Arduino控制板上连接传感器模块的话，随时可以揭开盒子连接线路！）

　　准备把纸巾盒上下两部分盖上：

　　

　　OK，物理结构就组装完毕了，大功告成！！！

　　

　　最后还可以在左右两边再装上2个舵机，固定2个小手臂，机器人看起来会更萌。

　　电子电路模块连接

　　当你把网灵机器人的物理结构组装好后，那电路连接就很容易了。准备一些3Pin杜邦线和导电线，按照下面的电路图连接相应的电路模块：

　　

 

　　可以看出，Arduino控制板的供电是由L298N电机控制板的5V输出的。

　　电压检测模块连接到Arduino的模拟口A5；头部舵机连接到Arduino的数字口D9；

　　你后续也可以扩展连接更多的传感器，比如：

　　气体传感器MQ2连接到模拟口A4，温湿度传感器连接到数字口D8，

　　这些都是在Arduino的程序代码中预定义好的，需要跟代码对应：

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　　#include 《Servo.h》

　　#include 《dht.h》

　　//模拟IO口和数字IO口的定义

　　#define PIN_UNDEFINED 255

　　#define PIN_A_VOLTAGE 5 //电池电压传感器

　　#define PIN_A_MQX 4 //气体传感器，MQ2，MQ135

　　#define PIN_D_SERVO_V 9

　　#define PIN_D_SERVO_H PIN_UNDEFINED

　　#define PIN_D_SERVO_L 5 //PIN_UNDEFINED

　　#define PIN_D_SERVO_R 6 //PIN_UNDEFINED

　　#define PIN_D_DHT 8 //PIN_UNDEFINED //DHT11温湿度传感器

　　#define PIN_D_RELAY PIN_UNDEFINED //一路继电器

　　#define PIN_D_RED PIN_UNDEFINED //红外人体感应传感器

　　#define PIN_D_LEDA PIN_UNDEFINED //LED指示灯A

　　#define PIN_D_LEDB PIN_UNDEFINED //LED指示灯B

　　//PT2272 Recv，D0-》D3用模拟IO口实现，因为Arduino UNO的数字IO口不够用

　　#define PIN_D_2272VT 4

　　#define PIN_A_2272D0 0

　　#define PIN_A_2272D1 1

　　#define PIN_A_2272D2 2

　　#define PIN_A_2272D3 3

　　//315M、433M RF Send，控制智能开关、智能插座、电动窗帘。。。

　　#define PIN_D_315SEND 7 //PIN_UNDEFINED

　　#define PIN_D_433SEND PIN_UNDEFINED

　　//左中右三个方向的壁障传感器pin定义

　　#define PIN_D_BIZ_C PIN_UNDEFINED

　　#define PIN_D_BIZ_L PIN_UNDEFINED

　　#define PIN_D_BIZ_R PIN_UNDEFINED

　　//L298N电机驱动板的控制pin

　　//舵机用了9号PWM，L298N用10，11号PWM的话，会导致10号PWM失效！！！

　　// motor A

　　#define dir1PinA 2

　　#define dir2PinA 10

　　#define speedPinA 3

　　// motor B

　　#define dir1PinB 12

　　#define dir2PinB 13

　　#define speedPinB 11

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