還記得上周小編給你們介紹的小π機(jī)器人嗎？這周小編將主要介紹小π機(jī)器人的制作流程，而且將詳細(xì)介紹3D打印和硬件電路的制作流程，幫助你打造屬于自己的小π。

一、制作流程

1、確定小π機(jī)器人功能

要想打造屬于自己的小π機(jī)器人，首先要想好自己的小π機(jī)器人要實(shí)現(xiàn)什么功能。小π機(jī)器人的特色就是功能模塊化，用戶可以根據(jù)使用者自己的喜好更換，比如安裝超聲波探頭可以進(jìn)行手勢(shì)識(shí)別，安裝觸須可以觸摸互動(dòng)，安裝喇叭可以播放音樂，安裝RGB三色燈可以實(shí)現(xiàn)臉部變色，安裝溫度傳感器可以播報(bào)溫度等。

2、3D打印外殼

小π機(jī)器人的外殼使用3D打印技術(shù)，所以可以自己定制自己喜歡的外形。小π機(jī)器人外殼分為2個(gè)腳、2條腿、1個(gè)臀部支撐底座、1個(gè)臉和一個(gè)后蓋。下面就是是已經(jīng)制作出來的幾款小π機(jī)器人：

3、電路板制作

根據(jù)自己定制的小π機(jī)器人功能設(shè)計(jì)制作相應(yīng)的電路板，不過小編的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)開發(fā)出一款通用的電路板，上面預(yù)留了各種接口，基本可以滿足大家的需求。

4、程序編寫

小π機(jī)器人的程序包含單片機(jī)程序、手機(jī)APP程序和電腦上位機(jī)程序。根據(jù)自己定制的小π機(jī)器人編寫相應(yīng)的單片機(jī)程序，后期小編會(huì)對(duì)單片機(jī)的程序做一個(gè)詳細(xì)的介紹。手機(jī)APP程序和電腦上位機(jī)程序小編的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)開發(fā)好了，大家直接拿來用就好了。

5、組裝與調(diào)試

二、3D打印

3D打印的設(shè)計(jì)過程是先通過計(jì)算機(jī)建模軟件建模，小編團(tuán)隊(duì)建模時(shí)使用的是inventor軟件。再將建成的三維模型“分區(qū)”成逐層的截面，即切片，從而指導(dǎo)打印機(jī)逐層打印。

設(shè)計(jì)軟件和打印機(jī)之間協(xié)作的標(biāo)準(zhǔn)文件格式是STL文件格式。一個(gè)STL文件使用三角面來近似模擬物體的表面。三角面越小其生成的表面分辨率越高。PLY是一種通過掃描產(chǎn)生的三維文件的掃描器，其生成的VRML或者WRL文件經(jīng)常被用作全彩打印的輸入文件。

打印機(jī)通過讀取文件中的橫截面信息，然后將這些截面逐層地打印出來，再將各層截面粘合起來從而制造出一個(gè)實(shí)體。這種技術(shù)的特點(diǎn)在于其幾乎可以造出任何形狀的物品。

打印機(jī)打出的截面的厚度（即Z方向）以及平面方向即X-Y方向的分辨率是以dpi（像素每英寸）或者微米來計(jì)算的。一般的厚度為100微米，即0.1毫米，也有部分打印機(jī)精度更高。而平面方向則可以打印出跟激光打印機(jī)相近的分辨率。打印出來的“墨水滴”的直徑通常為50到100個(gè)微米。這樣的精度完全可以滿足小π機(jī)器人的需求。

小π機(jī)器人的臉一個(gè)是狗頭、一個(gè)是QQ企鵝的圖案，制作過程中先可以選擇自己喜歡的圖片，然后對(duì)圖片進(jìn)行輪廓提取、拉伸、切片處理，最后進(jìn)行3D打印。這樣，一張自己喜歡的臉就做好了。

除腿等關(guān)鍵部件，小π機(jī)器人的外殼都采用空心結(jié)構(gòu)，內(nèi)部使用柱狀填充結(jié)構(gòu)，既可以保持穩(wěn)定，也可以減輕重量、節(jié)約成本。

用傳統(tǒng)方法制造出一個(gè)模型通常需要數(shù)小時(shí)到數(shù)天，而用3D打印技術(shù)，一個(gè)小π機(jī)器人的模型幾個(gè)小時(shí)就打印好了。使用不同的3D打印機(jī)、模型的尺寸不同，打印時(shí)間會(huì)略有不同。

三、硬件電路制作

硬件電路主要包括15個(gè)部分，下面將一一介紹每一個(gè)模塊。

1、電源管理模塊

電源管理模塊作用是對(duì)鋰電池充電或者放電進(jìn)行選擇。

2、舵機(jī)控制模塊

舵機(jī)控制模塊作用是提供舵機(jī)接口，可以讓舵機(jī)控制線直接接到底板上。

3、接口模塊

接口模塊包含一個(gè)常見HC-SR04超聲波探測(cè)模塊接口和三個(gè)觸須接口。

4、主控芯片電源濾波模塊

主控芯片使用的是兩塊mega2560，要對(duì)mega2560的電源做一個(gè)濾波，減小電源紋波對(duì)系統(tǒng)的影響。

5、時(shí)鐘電路模塊

時(shí)鐘電路模塊為mega2560提供一個(gè)穩(wěn)定的時(shí)鐘。

6、TF卡模塊

TF卡模塊會(huì)存儲(chǔ)一些小π機(jī)器人的動(dòng)作和一些音頻文件，mega2560通過spi模式或者sdio模式進(jìn)行相應(yīng)的讀寫。

7、藍(lán)牙音頻模塊

藍(lán)牙音頻模塊負(fù)責(zé)和手機(jī)或電腦藍(lán)牙進(jìn)行連接，實(shí)現(xiàn)藍(lán)牙音頻播放的功能。

8、3.3V穩(wěn)壓電路模塊

由于鋰電池電壓為3.7V左右，mega2560是3.3V供電，所以需要降壓，降壓使用的是常見的LM1117。

9、蜂鳴器模塊

蜂鳴器模塊可以實(shí)現(xiàn)報(bào)警、對(duì)音質(zhì)要求不高的音樂播放的功能。

   10、狀態(tài)指示燈模塊

狀態(tài)指示燈可以通過編程指示不同的狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)程序的監(jiān)控。

11、共陽(yáng)極七彩LED模塊

共陽(yáng)極七彩LED模塊可以通過編程實(shí)現(xiàn)1600多萬(wàn)種顏色，可以變臉的那個(gè)小π機(jī)器人就是使用的這個(gè)模塊。

12、程序下載模塊與主機(jī)通信模塊

通過串口可以向兩塊mega2560下載程序，也可以通過串口輸出一些調(diào)試信息，兩塊mega2560之間的通信也是通過串口實(shí)現(xiàn)的。

13、復(fù)位電路模塊

可以通過輕觸開關(guān)實(shí)現(xiàn)對(duì)mega2560的復(fù)位。

14、Bootloader模塊

可以通過Bootloader模塊燒寫mega2560的固件。

15、主控模塊

主控模塊由兩塊mega2560構(gòu)成。這是因?yàn)閱纹瑱C(jī)是單線程的，控制模塊要同時(shí)控制舵機(jī)的角度并實(shí)現(xiàn)音頻處理、七彩LED控制、超聲波檢測(cè)等附加的功能，所以需要兩塊mega2560。

PCB采用雙層布線，紅色的是頂層布圖，藍(lán)色的是底層布圖，底板的PCB版圖如下：