【训练营】就决定是你了，皮卡丘大侦探！ - 嘉立创EDA开源硬件平台

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3、支持简单的电路仿真

4、面向学生、老师、创客

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4、面向企业、更专业的用户

专业版 【训练营】就决定是你了，皮卡丘大侦探！

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简介：一个拥有十六个步态的智能侦探机械狗～ 1.十六个步态，可跑可跳可做俯卧撑 2.可实现智能手机远程控制 3.转接板接入智能摄像头，手机可以远程查看实时视频

开源协议: GPL 3.0

(未经作者授权，禁止转载)

创建时间： 2022-06-20 21:14:41
更新时间： 2023-07-20 00:53:37
描述

设计思路
机械狗遇上鸿蒙，会碰撞出怎样的火花～做机械狗之初，问了下身边人的建议，做成什么样子好。“要好看”、“要智能好玩”、“要能遛”、“要能看家护院”、“要能陪我聊天”，嗯，调研过需求后发现，机械狗还是很有搞头的，拓展性很高。
正好搭上训练营顺风车，思考了一段时间后，基于本人对皮神的喜爱，决定将这个项目取名：皮卡丘大侦探。基本的功能设计如下：
image.png
站在巨人的肩膀上，事情做起来就会方便很多。用业余时间，把训练营的课程过了一遍，功能基本大致有谱了。
  • 海思 Hi3861模组做主控，基础控制功能可以分为三种。静止角度控制比较简单，例程有角度控制API可以调用，动态控制也相对简单，更改数组参数即可。步态控制要研究一下，看资料要控制相位差。
  • 智能化方面，手头刚好有涂鸦的nano开发板，之前立创社区也合作过活动，正好物尽其用。这样就比较方便的实现App控制，后续手机面板也好开发。要看SDK的资料情况，开发Hi3861的外设源码，拓展IO控制或者串口控制。
  • “看家护院”、“陪我聊天”这类功能，还是有点麻烦的，主要时间有限，摄像头音视频实时传输资料hi3861资料还没找到。索性直接用之前做的IPC转接板，接之前做过的成品好了，殊途同归。
  • 至于硬件外壳，没那么擅长，就按课程教的复制好了，当然皮神要用亮黄色。后续改版，腿部应该要做相应的设计调整
PS.本来设计是摄像头用云台，直接把云台的舵机接到转接板上，就可以在摄像头界面直接控制狗的转向。转接板都设计完了，没想到后边发现云台太重，机械狗带不动，最后只好忍泪换成了卡片机。

硬件设计

PCB画板
之前一直没有机会在立创EDA上实操做项目，应该有很久没有自己画板了，这次体验了一下，还好底子还在，一稿通过。给立创EDA打call，免去了安装AD的麻烦，在线用起来没有太多问题，双层板流畅随便画。
PS.中间遇到了一些小问题，不同PC端，谷歌浏览器加载工程有问题，一直打不开，换了个浏览器就好了。专业版问题已经反馈FAE。
主控板：
主控板原理图根教程里的类似，Hi3861做主控，为了方便布线和后续插拓展板，将PCA9685放在底面，拓展引脚放在模组两侧。
image.pngimage.png
拓展板：
拓展板直接用的之前做过的项目，本来想直接接云台，奈何重量太重，最后改用了IPC卡片机，这个转接板这次也就没用上，后边留着以后的项目用吧～
image.pngimage.png
上一个预期效果图，本来打算是这样子，放在大侦探背上，后边由于超重换成了卡片机。不过做项目嘛，本身就是按照实际情况灵活调整，毕竟时间有限，活还有很多～
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硬件结构
外观硬件结构，solidworks 入门依葫芦画瓢。这一套流程下来，还是挺有收获的，小腿的垫片很重要这里要注意一下，看的仔细就不会漏掉，要么装配的时候会不平整，看到有很多同学遇到这个问题。
为了尺寸精准，基本所有尺寸都没变，做完项目后来看，脚底是可以改一下，增加受力面。然后固定板子的定位柱尺寸和课程里PCB 7*4cm是不配套的，应该要修改一下，还好都是小问题，总体走下来还算顺利。
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组装调试
在心心念念的期待中，立创一条龙服务的板子和物料到了。抽个下班时间开始焊接调试，还好焊接功夫没还给老师。
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这里也有个小坑，买来的按键和PCB上的封装不对应，第一遍烧录固件的时候没起来，排查下去发现EN脚的电平一直拉低，万用表测了下发现按键没生效，于是最后改了一下方向，只焊接了两个触点，搞定。
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烧录搞定，亚克力切割片到位，开始组装，皮卡皮！
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先装腿，再装身子，凭借猜想，螺丝没拧错，有点那个味了～
image.pngimage.png
组装成品的时候，遇到问题了，仔细看装配图和效果图腿部是反的。看来教程里和实物也没对应啊，纠结了一下按课程视频为准，用下边这个方向装了。事实证明，影响不大，角度决定位置，正反装静态姿态会有些差别。
image.pngimage.png
成品装好，来吧，展示～
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软件设计

环境搭建
Ubuntu 教程提供了镜像还是比较方便，下载编译一条龙。顺便也研究了下 python 环境，本来想为什么是两个语言都有，看完程序，python其实也是传的json数据给模组，底层还是要靠C的。考虑后续要拓展App功能，要改动底层，就只简单试了下python的函数功能，后续开发均基于C语言的SDK包进行。
image.pngimage.png

基础功能
第一次烧录完成后，测试发现除了安装模式外，其余模式效果都一样。看了下源码，原来例程里写的参数都一样。正常到了这步，应该训练营的基础功能就可以实现了。
image.png

const char *html = "<!DOCTYPE html><html lang=\"en\"><head><meta charset=\"UTF-8\"><title>传智教育元气派</title><style> body {user-select: none;text-align: center;}  table {margin: 0 auto}  td div {width: 150px;height: 150px;border: 1px solid darkgrey;display: flex;align-items: center;justify-content: center;color: black;}  #s {background-color: red;color: white;}  td div:active {background: deepskyblue;color: white;}  button {margin: 0.5rem;width: 9rem;height: 3rem;font-size: 1.2rem;border-radius: 1rem;}  button:hover {border-radius: 1rem;background-color: deepskyblue;color: aliceblue;}</style></head><body>
鸿蒙狗控制
<button id=\"a\">安装模式</button>






<button id=\"b\">原地踏步</button>

<button id=\"c\">蹲下</button>

<button id=\"d\">前进</button>

<button id=\"e\">后退</button>

<button id=\"f\">左转</button>

<button id=\"g\">右转</button>

<script> function u(p) {return `${p}`;}function g(i) {return document.getElementById(i);}function fe(e, f) {e.addEventListener('click', function (e) {/* do something*/f();});}function fg(u, f) {let x = new XMLHttpRequest();x.onreadystatechange = function () {if (this.readyState == 4 && this.status == 200) {f(x);}};x.open(\"GET\", u, true);x.send();}function fp(u, d, f, p) {let x = new XMLHttpRequest();if (p) {x.upload.addEventListener('progress', function (e) {p(e);});}x.onreadystatechange = function () {if (this.readyState == 4 && this.status == 200) {f(x);}};x.open('POST', u, true);x.timeout = 45000;x.send(d);}
fe(g('a'), () => {fg(u('/dog/init'), () => {});});
fe(g('b'), () => {let data = {\"type\": 3, \"count\": 30, \"list\": [[74, 111, 24, 151, 24, 151, 74, 111, 100], [24, 151, 74, 111, 74, 111, 24, 151, 100]]};fp(u('/dog/cmds'), JSON.stringify(data), () => {});});
fe(g('c'), () => {let data = {\"type\": 3, \"count\": 30, \"list\": [[74, 111, 24, 151, 24, 151, 74, 111, 100], [24, 151, 74, 111, 74, 111, 24, 151, 100]]};fp(u('/dog/cmds'), JSON.stringify(data), () => {});});
fe(g('d'), () => {let data = {\"type\": 3, \"count\": 30, \"list\": [[74, 111, 24, 151, 24, 151, 74, 111, 100], [24, 151, 74, 111, 74, 111, 24, 151, 100]]};fp(u('/dog/cmds'), JSON.stringify(data), () => {});});
fe(g('e'), () => {let data = {\"type\": 3, \"count\": 30, \"list\": [[74, 111, 24, 151, 24, 151, 74, 111, 100], [24, 151, 74, 111, 74, 111, 24, 151, 100]]};fp(u('/dog/cmds'), JSON.stringify(data), () => {});});
fe(g('f'), () => {let data = {\"type\": 3, \"count\": 30, \"list\": [[74, 111, 24, 151, 24, 151, 74, 111, 100], [24, 151, 74, 111, 74, 111, 24, 151, 100]]};fp(u('/dog/cmds'), JSON.stringify(data), () => {});});
fe(g('g'), () => {let data = {\"type\": 3, \"count\": 30, \"list\": [[74, 111, 24, 151, 24, 151, 74, 111, 100], [24, 151, 74, 111, 74, 111, 24, 151, 100]]};fp(u('/dog/cmds'), JSON.stringify(data), () => {});});</script></body></html>";
源码可以看出，只有两个参数数组[74, 111, 24, 151, 24, 151, 74, 111, 100], [24, 151, 74, 111, 74, 111, 24, 151, 100]，只要做好这俩数据，基础控制的静止角度控制和姿态控制可以实现了。还剩下一个步态的控制，用提供的工具生成数组测试了一下，效果有，不过感觉并不流畅，离网上看到的效果还差蛮多，没达到满意的效果。
image.pngimage.png
网上看了一些机械狗的资料和朋友问了一下（特别鸣谢 小乙 同学），大约明白了机械狗的步态原理，摆动腿和支撑腿只要有一定的相位差，就可以走出不同的步态。
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基于这个原理，模拟了一条腿的路径。然后就开启了漫长的调试过程，控制函数为了和web端区分做了简单封装。
最后基础控制模式，静态、动态、步态，总共保留了十六个姿态，当然不是每个都调试的很完美，毕竟还有很多功能排期等着呢~
image.png智能功能
作为 IoT 行业的开发者，接下来就时重头戏给项目加上智能化的功能呀。看需求，手机控制、摄像头画面、音箱控制，接入云端之后都可以一并解决。通过Hi3861通过转接板接入云平台，摄像头也接入同样的云平台，方便后边接入音箱的控制功能。
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面板端第一个版本做的比较弱，直接用面板工作台搭建。后边针对UI做了一次优化升级，看起来就顺眼多了。
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本来打算把模式名都换成技能名称，电光一闪、十万伏特什么的，怕调试时候姿态对不上忘了，就改了下边的几个。
image.png
成品功能展示
皮卡丘大侦探，成品
image.png
手机控制四个方向，按暂停回到安装初始状态。十二个静态、动态、步态模式。可点击按钮进入大侦探摄像头模式，进行巡逻监控。摄像头支持对讲功能。支持天猫精灵语音控制。
搞定收工，去吧，皮卡丘！
image.png
image.png
视频链接
B站视频链接：https://b23.tv/8AalVBd    
舵机调到最后有一个坏了，可以看到步态有个腿没那么正常，不过也无伤大雅了。
还好有其他的视频有保存的，其他视频见如下附件。


        

        

                        

          
        

                        
        

          
    
                        
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            设计图
          
        

                
    
        

                

          

            

              

                原理图
                

                  （
                  1
                  /
                  
                  ）
                

              

              

                

                  
    
                                      

                

                
                  
                
                
                  
              

            


            

              

                PCB
                

                  （
                  1
                  /
                  
                  ）
                

              

              

                

                  
    
                                      

                

                
                  
                
                
                  
              

            

          

          
未生成预览图，请在编辑器重新保存一次

        

      


      
      
      
      

        

          

          工程视频/附件
        

        

                    

            
              

                序号
                文件名称
                下载次数
              

            
            
                            

                1
                 
                    
                    
姿态.mp4

                  
                		
                20
              

                            

                2
                 
                    
                    
步态.mp4

                  
                		
                16
              

                            

                3
                 
                    
                    
侦探模式.mp4

                  
                		
                17
              

                          
          

                  

      

      
            

        

          

          
            工程成员
          
        

        

          

            
          

          
            
          
          
            
          
        

      

      
      

        
                        
        

          

                  

                
        

          

            
          

          
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