会说话的保镖机器人——搭载蓝牙音响系统的互动装置

该项目的第一步是在搭建电子电路的同时编写 Arduino 代码。

该代码的设计运用了计算思维原理，包括分解、模式识别、抽象和算法。

将分解应用于各个独立任务，包括传感器设置、定义距离阈值以及控制 LED 和蜂鸣器的输出。

模式识别体现在对不同组件重复使用输入/输出结构和条件逻辑上。

抽象化简化了系统，只关注必要的交互——测量距离和激活输出——而省略了不必要的细节。

该算法提供了生成超声波脉冲、计算到物体的距离以及确定是否激活 LED 和蜂鸣器的分步说明。

代码（Arduino IDE）：

随后组装电路以运行代码。Arduino Nano 用作微控制器，连接超声波传感器 (HC-SR04)、两个 LED、一个蜂鸣器、电阻器和电源开关。9V 电池组为系统供电。电路图指导了元件在面包板上的放置，确保输入输出设备之间的连接准确无误。在将各个元件集成到完整电路之前，都进行了测试。请查看以上照片，并观看视频了解搭建过程。

至此，Arduino 和电路的设置、编码和搭建就完成了。

项目的第二阶段重点是构建电路和微控制器的外部结构。这一过程首先是在 xTools 上以数字方式设计外部组件，确保尺寸精确且对齐，以便与之前编写的 Arduino 系统兼容。

外壳是用激光切割机制作的。之所以选择激光切割机，是因为它能够在很短的时间内（最多只需 3 分钟即可完成所有切割）对亚克力和木材（我用的是 6 毫米厚的 MDF 板）等材料进行高精度、干净利落的切割。

为了安装开关、蜂鸣器和两个 LED 灯，我事先钻孔，确保尺寸完美契合。我保证所有连接处都牢固可靠，并且电子元件的开口尺寸符合设计规范。

为了让机器人看起来更有生命力，我用一根可弯曲的塑料管包裹住超声波传感器的电线，使其看起来像脖子，有点像瓦力（Wall-E）。

我使用热熔胶是为了牢固粘合和简单组装。

至此，机器人的“保镖”部分就完成了。

在本项目的第三阶段，我专注于添加可正常工作的蓝牙音箱，这样我就可以通过手机（任何支持蓝牙的设备均可连接）播放保镖会说的语音台词（相关视频请参见第4步）。

在这一阶段，我将JST线缆的末端焊接到各自的金属接片上（红色线焊接到正极，黑色线焊接到负极）。

我对第二个音箱也重复了同样的焊接步骤。

我确保使用了足够的焊锡，以避免日后需要重新焊接。

完成线缆焊接后，我将JST线缆的压接端子插入音频模块对应的接口中。

接着，我在电池盒中装入4节电池，并在红色导线上加装了一个开关，以便控制设备的开启与关闭。之后，我将电池盒连接到音频模块上。

设备开启后，会发出四声“哔哔”提示音，随后任何支持蓝牙的设备都可以与其配对并播放声音。

接下来，我使用Fusion设计了一个CAD文件，为音频模块和电池制作了一个外壳，使其隐藏起来，外观更加整洁。下方附上了该外壳的STL文件。我通过连接Adventurer 5M Pro 3D打印机，使用FlashPrint 5软件完成了3D打印。

我用热熔胶将电池盒固定在外壳内部，再将整个外壳安装到激光切割的“保镖机器人”外壳上，同时让开关和两个扬声器分别从外壳两侧的开孔中伸出，从而实现从外部控制音箱系统。

我使用黄色耗材进行打印，但也可以使用任意颜色。

请查看附带的视频、照片和文件，以了解实际操作过程。

至此，蓝牙音箱系统的搭建与连接工作全部完成。

最后，我只是给扬声器加了一个外壳，加了一个“外壳”，并区分了 LED 灯。

我为 Fusion 上的扬声器设计了一个外壳，这样扬声器在使用改进的立体声设置时声音会更好，并且可以固定在机器人的外壳上。

我用 3D 打印机打印外壳时，把扬声器拧了进去，但留出了一些空间，这样就不会抑制振动。

之后，我把开关安装在了外面，这样既方便使用又方便操作，而且也不会有电线到处乱晃。

然后，我用 3D 打印机打印了这套“西装”，使其更具保镖的感觉，并用黑色记号笔给领带和两侧涂上颜色，使其看起来像一套黑色西装和领带配红色衬衫。

我还用红色记号笔给表示“走开”的 LED 灯涂上了颜色，表明该 LED 灯代表什么，并在 LED 灯下方写上了“走开”和“你没事”，以进一步传达 LED 灯的含义。

外壳我用的是深蓝绿色的耗材，衣服是用红色耗材做的，不过任何颜色的耗材都可以用。