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基于ESP32的健康智能机器人

news 2025/5/13 7:54:50

Gus 2.0：用情感表达房间健康的智能机器人

在当今快节奏的生活中，人们越来越关注生活环境的舒适度。一个良好的居住环境不仅能提升生活质量，还能对身心健康产生积极影响。今天，我要向大家介绍一个非常有趣的项目——Gus 2.0，这是一个能够通过情感表达来指示房间健康状况的智能机器人。这个项目不仅充满了创意，还结合了多种技术，包括传感器技术、微控制器编程以及3D打印等。接下来，我将详细为大家介绍Gus 2.0的设计理念、制作过程以及它的功能特点。
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项目概述

Gus 2.0是由Arpan Mondal设计的一款桌面机器人，它的主要功能是通过其富有表现力的眼睛来反映房间的健康状况。这个机器人可以检测温度、湿度和空气质量，并根据这些数据改变其眼睛的状态。如果房间的环境不舒适，Gus 2.0的眼睛就会表现出“不开心”的样子，比如眼睑下垂。此外，Gus 2.0的头顶还有一个隐藏的触摸传感器，用户可以通过触摸它来获取具体的传感器数据，从而了解房间环境的具体情况。
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设计理念

Gus 2.0的设计理念源于对生活环境舒适度的关注。设计者希望通过一个可爱且直观的方式来展示房间的健康状况，而不是简单地通过数字或图表。这种设计不仅增加了趣味性，还让用户更容易理解和接受环境数据。Gus 2.0的设计目标是成为一个既能提供有用信息，又能增添生活乐趣的桌面伙伴。

制作材料与工具

在制作Gus 2.0之前，我们需要准备以下材料和工具：

Xiao Esp32 s3（或其他小型微控制器）：这是项目的控制核心，负责处理传感器数据并控制显示。
1.12英寸OLED显示屏：用于显示Gus 2.0的眼睛，通过不同的显示效果来表达情感。
DHT22温度和湿度传感器：用于检测房间的温度和湿度。
空气质量传感器：用于检测房间的空气质量。
电容触摸传感器：用于检测用户触摸，以便显示传感器数据。
连接线：用于连接各个组件。
焊接工具：用于焊接连接线。
Fusion 360软件：用于设计Gus 2.0的3D模型。
3D打印机：用于打印Gus 2.0的外壳。

制作步骤

第一步：设计模型

Gus 2.0的设计始于Fusion 360软件。设计者首先在软件中绘制了所有电子组件的大致形状，以确定它们在机器人内部的布局。为了确保所有组件都能完美地放入设计的外壳中，设计者从Grabcad网站下载了所有电子组件的CAD模型。Gus 2.0的设计包括一个大大的头部，用于容纳较大的组件，以及一个可爱的小身体，用于放置微控制器。设计者还为Gus 2.0添加了小手和小脚，增加了它的可爱程度。
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第二步：3D打印

设计完成后，设计者将模型导出并进行3D打印。这是设计者第一次为3D打印设计模型，效果令人满意。然而，在实际组装过程中，设计者发现空气质量传感器和温度传感器的安装位置需要调整。为了解决这个问题，设计者使用锯片小心地切除了传感器槽的下部，为传感器线缆提供了更多的空间。设计者还建议，如果Seeed Studio将Grove连接器放置在PCB的另一侧，可能会更加方便。
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第三步：焊接连接线

接下来，设计者开始焊接连接线。首先，设计者将Grove连接器的白色线剪掉（除了OLED显示屏的连接器，因为它需要所有四根线）。然后，设计者将红色和黑色线分别焊接在微控制器的VUSB和GND引脚上。接着，将黄色线分别焊接在D0、D1和D2引脚上。对于OLED显示屏的连接器，设计者将白色线焊接在D4引脚上，黄色线焊接在D5引脚上。最后，将所有红色线和黑色线分别连接在一起。为了保持整洁，设计者使用胶带标记了每个连接器，以便后续连接组件。
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第四步：测试连接

在焊接完成后，设计者将代码上传到微控制器，以测试所有组件是否正常工作。代码的主要功能是根据传感器数据计算环境的“舒适度”。它通过检查空气质量、湿度和温度数据是否在预设的舒适范围内来实现这一点。然后，代码会根据有多少传感器数据超出舒适范围来计算一个“舒适度分数”。这个分数从0到4，0表示最舒适的环境，4表示最不舒适的环境。这个分数决定了Gus 2.0眼睛的下垂程度。
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第五步：组装头部

当所有组件都能正常工作后，设计者开始组装Gus 2.0的头部。为了使面部看起来更整洁，设计者从旧X光片上剪下一个小正方形，并将其放在OLED显示屏上。然后，使用橡胶胶水将X光片粘在头部的前面，并用双面胶将OLED显示屏粘在上面。这种设计虽然降低了显示屏的亮度，但使外观更加整洁。
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第六步：组装身体

接下来，设计者将腿部连接到身体上。在连接之前，设计者将微控制器放入身体内部。身体的后部有一个适配的开口，方便用户后续通过USB-C端口上传代码和为项目供电。将身体与头部连接后，设计者开始连接所有电子组件。设计者使用双面胶将触摸传感器粘在头部的顶部。
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第七步：组装传感器

然后，设计者将空气质量传感器和DHT22传感器连接到后部面板上，并使用双面胶将它们固定在适当的位置。接着，使用橡胶胶水将后部面板粘在头部上。在粘合之前，设计者确保所有线缆都整齐地放置在内部，并有足够的空间。
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第八步：安装耳朵和手

最后，设计者将小手和耳朵粘在适当的位置。设计者使用灰色丙烯酸漆为耳朵上色，以增加对比度。完成这些步骤后，Gus 2.0就可以通过USB-C电源线供电并开始工作了。
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功能特点

Gus 2.0的主要功能是通过其眼睛的状态来表达房间的健康状况。当空气质量、湿度或温度超出舒适范围时，Gus 2.0的眼睛会表现出“不开心”的样子，例如眼睑下垂。这种直观的表达方式让用户能够快速了解房间环境是否舒适。此外，Gus 2.0的头顶有一个触摸传感器，用户可以通过触摸它来获取具体的传感器数据。这种设计不仅增加了用户的互动性，还使用户能够更详细地了解房间环境的具体情况。
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项目总结

Gus 2.0是一个非常有趣且富有创意的项目。它不仅能够提供有用的环境数据，还能通过可爱的表情吸引用户的注意。这个项目结合了多种技术，包括传感器技术、微控制器编程和3D打印，展示了现代科技在日常生活中的应用。虽然在制作过程中遇到了一些小问题，但设计者通过创新的解决方案成功地完成了这个项目。Gus 2.0不仅是一个有用的工具，更是一个有趣的桌面伙伴。