Big Mouth Billy Bass + Alexa

Notwendige Werkzeuge und Maschinen

Lötkolben (generisch)

Über dieses Projekt

Materialien

Billy Bass im Operationssaal der Toronto Tool Library.

• Big Mouth Billy Bass*
• Echo Dot 2. Generation
• Arduino Uno
• Arduino Motor Driver Shield
• LM386-Verstärker 
• 3,5-mm-Audiokabel 
• Mindestens 4x C-Zellen-Batterien 

*Dieser Billy Bass scheint meinem am nächsten zu sein, jeder sollte funktionieren, aber einige können nur zwei Motoren enthalten 

Billy Bass Teardown 

1. Billy Bass sollte einige ziemlich offensichtliche Schrauben auf der Rückseite haben. Vertrauen Sie Ihrem Instinkt und schrauben Sie diese einfach ab (sparen Sie die Schrauben) und ziehen Sie den Rücken vom Fisch. Dies sollte sich öffnen, um Motoren auf der Fischseite und einen Akku auf der Rückplatte freizugeben.

2. Sie sehen eine Platine mit allen angeschlossenen Drähten. Verfolgen Sie die Drähte, die von den Motoren kommen, und schneiden Sie sie von der Billy-Platine ab, so dass Sie so viel Draht wie möglich hinterlassen (es sollte viel sein). Kleben oder markieren Sie diese Drähte. Identifizieren Sie die Drähte, die von der Batterie kommen, und schneiden Sie diese ebenfalls von der Platine ab. Diese werden später verwendet, um Ihren Arduino über das Motor Shield mit Strom zu versorgen.

3. (Optional) Identifizieren Sie den Schalter zum Ein- und Ausschalten des Bewegungssensors für den Fisch. Schneiden Sie die Drähte ab und löten Sie das Pluskabel von der Batterieklemme, um stattdessen durch diesen Schalter zu gehen, damit es zum Ein- und Ausschalten von Billys Strom zu den Motoren verwendet werden kann. Dies dient der Bequemlichkeit und ist nicht unbedingt erforderlich.

4. Befestigen Sie Ihre Motorabschirmung an Ihrem Arduino und verbinden Sie die positiven und negativen Drähte von den Motoren mit den ersten drei Motoranschlüssen auf der Motorabschirmung (beschriftet mit M1, M2, M3). Schließen Sie das Plus- und Minuskabel von Billys Batteriepack an die mit EXT_PWR gekennzeichneten Klemmen an.

Motorschild mit 3 angeschlossenen Motordrähten - zwei unten, einer oben, zusammen mit Strom vom Akku auf der rechten Seite mit den schwarzen und roten Drähten. Das weiße Kabel wird an den im nächsten Abschnitt beschriebenen Audioverstärker angeschlossen.

Steuerung der Motoren

Mit allen angeschlossenen Drähten können Sie jetzt Ihre erste Skizze zum Arduino hochladen und bestätigen, dass die Motoren wie erwartet funktionieren. Sie müssen zuerst die Adafruit Motor Library installieren, um Ihr Motorschild zu steuern, indem Sie den Anweisungen auf ihrer Website folgen. Sobald dies erledigt ist, können Sie diese Motordiagnose-Skizze auf Ihren Arduino hochladen, der M1, M2 und M3 nacheinander ansteuern sollte.

Sie sollten auf diesem Schritt bleiben, bis Sie in der Lage sind, Kopf, Mund und Schwanz durch die gleichnamigen Motoren in der Arduino-Skizze zu steuern. Dies wird benötigt, wenn wir komplexere Aktionen hinzufügen.

Wenn dies nicht funktioniert, müssen Sie die Kopf-, Mund- und Schwanzvariablen in der Skizze möglicherweise einer anderen Motornummer zuweisen, je nachdem, wie Sie sie angeschlossen haben. Wenn sich Mund, Schwanz oder Kopf in die falsche Richtung zu bewegen scheinen, können Sie die beiden am Motorschild befestigten Drähte umkehren.

Echo Dot Teardown und Audioerkennung  

1. Ziehen Sie den Gummi von der Unterseite Ihres Echo Dot (2. Generation) ab, wodurch eine klare Klebeschicht sichtbar wird, die Sie auch abziehen können. Dadurch werden vier Torx-Schrauben sichtbar. Lösen und entfernen Sie diese vier Schrauben und Ihr Punkt sollte in mehrere Teile zerfallen.

Wir interessieren uns für die beiden Platinen. Seien Sie vorsichtig mit dem Flachbandkabel, das die beiden Platinen verbindet. Dies kam bei mir ungefähr 20 Mal aus der Steckdose, also möchten Sie es vielleicht sofort am Fischgehäuse befestigen (siehe Fotos am Ende dieses Beitrags, wie ich meins befestigt habe).

2. Schneiden Sie Ihr 3,5-mm-Audiokabel sehr nahe an der Buchse ab. Ziehen Sie den Gummi ab, um die Kontakte an der Unterseite der Buchse freizulegen. Dieses enthält ein linkes, ein rechtes und ein Erdungskabel (in Form von vielen kleinen losen Drähten). Löten Sie eine Drahtlänge sowohl an L als auch an R (umwandeln des Signals in Mono) und verdrillen Sie die losen Drähte, um einen Erdungsdraht zu bilden. Weitere Informationen zur Audiobuchse finden Sie in diesem sehr hilfreichen Beitrag. In diesem Stadium können Sie mit einem tragbaren Lautsprecher testen, ob die Audioausgabe noch funktioniert.

3. Verbinden Sie das Signalkabel (L und R Mono) mit dem IN-Pin auf der LM386-Verstärkerplatine und verbinden Sie den Massepin mit der Audiosignalmasse. Führen Sie die Drähte vom Arduino 5V-Ausgang / GND zum VCC- und 2. GND-Pin des Verstärkers (kann auch Billy Bass-Akku für VCC und GND verwenden). Schließen Sie nun die Drähte von Billy Bass' Lautsprecher an den Verstärker an.

An diesem Punkt sollten Sie in der Lage sein, die 3,5-mm-Audiobuchse an den Echo Dot anzuschließen und Alexa über den Lautsprecher zu hören. Wenn Sie keine Musik hören können, versuchen Sie, die kleine Schraube (Potentiometer) am Verstärker zu drehen, um die Verstärkung zu erhöhen. Dies führt jedoch zu Rauschen. Versuchen Sie also, die Verstärkung so gering wie möglich zu halten.

4. Wenn die 4 Pins des Verstärkers nach unten ausgerichtet sind, befinden sich die beiden Lautsprecherkabelklemmen oben. Schließen Sie ein zusätzliches Kabel an den oberen linken Lautsprecheranschluss an und verbinden Sie dieses mit dem analogen Pin 0 Ihres Arduino. Zu Testzwecken kann dies auch ohne angebrachten Motorschirm erfolgen. Sobald es jedoch funktioniert, müssen Sie dies an den mit A0 markierten Motorschirmanschluss löten (eigentlich habe ich versehentlich A1 verwendet - jeder analoge Pin reicht aus) .

Audio-Diagnose-Arduino-Skizze

Wenn Sie die obigen Schritte richtig befolgt haben, gibt es zwei Tests, die bestätigen, dass Sie auf dem richtigen Weg sind. Sie sollten sicherstellen, dass diese beiden Prüfungen funktionieren, bevor Sie mit dem nächsten Schritt fortfahren!

1. Wenn du Musik von deinem Echo abspielst ("Alexa, spiele Slayer"), hörst du tatsächlich etwas.

Wenn dies nicht funktioniert, überprüfen Sie, ob die Stromversorgung des Verstärkers richtig eingestellt ist und überprüfen Sie, ob Ihre Kabel vom 3,5-mm-Audio richtig angeschlossen sind.

2. Wenn Sie diese Audiodiagnoseskizze auf Ihren Arduino laden und den Serial Monitor (9600 Baud) öffnen, sehen Sie eine Protokollmeldung, die angibt, ob Musik abgespielt wird oder nicht. Sie können auch die Onboard-LED für den Arduino beobachten, die leuchten sollte, wenn Musik abgespielt wird, und ansonsten ausgeschaltet.

Wenn Schritt 2 nicht funktioniert, versuchen Sie, Ihr analoges Kabel mit dem anderen Anschluss der Lautsprecheranschlüsse des Verstärkers zu verbinden. Möglicherweise müssen Sie auch den "quietThreshold"-Wert in der Skizze anpassen, um eine korrekte Kalibrierung für keine Tonwiedergabe zu erzielen. Im nächsten Schritt werden wir diesen Wert jedoch mitteln, um ihn stabiler zu machen.

Alles zusammenfügen

Nachdem wir unabhängig festgestellt haben, dass wir alle Motoren bewegen können und dass wir Musik abspielen und vom Arduino messen können, wenn Musik abgespielt wird, müssen wir nur die Komponenten kombinieren.

Dies geschieht einfach durch Anschließen des Verstärkersignals an den A0-Port am Motorschild und Anschließen aller Motoren. Wenn Sie diese Skizze, die das Lesen des Audiosignals mit einigen fortgeschritteneren Motorbewegungen kombiniert, auf Ihr Arduino übertragen, sollten jetzt bei jeder Musikwiedergabe Fischanimationen ausgelöst werden.

Schließen Sie Ihr Echo an eine Stromversorgung an und verbinden Sie es mit dem 3,5-mm-Audiokabel, und Sie sollten sehen, wie Ihr Fisch die Persönlichkeit von Alexa annimmt! Wir sind jetzt auf der Zielgeraden.

Jetzt müssen nur noch die elektronischen Komponenten in Billys Koffer angebracht und wieder verschlossen werden. Ich benutzte die Plastik-Abstandshalter von Billy Bass, um den Dot an Ort und Stelle zu halten, indem ich die untere Platine auf das Gehäuse klebe und eine Schraube durch die obere Platine an einer der vorhandenen Schrauben-Riser für das Gehäuse anbring, die ich in zwei Hälften schneide. Der Verstärker wurde auf die Trägerplatte geklebt (so weit wie möglich vom Lautsprecher entfernt, da es ein Knistern gibt, wenn sie nah beieinander sind) und der Arduino wurde in den verbleibenden Raum heißgeklebt. Denken Sie daran, dass Sie dies möglicherweise wieder auseinandernehmen möchten, verwenden Sie also entweder lange oder lösbare Kabelverbindungen.

Schließlich möchten Sie wahrscheinlich einige Löcher in Billys Kunststoff bohren, damit Audio leichter zum Mikrofon des Echo Dot gelangen kann. Ich habe auch ein Loch in die Seite von Billys Koffer geschnitten, damit ich zwei USB-Kabel aus dem Körper herausführen konnte. Einer zum Programmieren des Arduino, wenn ich weiter basteln wollte, und der andere zum Betreiben des Echo Dot (mit einem tragbaren USB-Akku). Ich denke, wenn Sie ein USB-Kabel an den Akku von Billy anschließen, können Sie den Echo Dot auch direkt davon mit Strom versorgen, aber mein einziger Versuch war erfolglos. Ich werde diese Seite aktualisieren, wenn ich das schaffe.

Schlussfolgerungen

Hier ist also noch ein Blogbeitrag darüber, wie man Billy Bass zu einem intelligenten Fisch macht. Durch die Verwendung des Echo Dot anstelle eines Raspberry Pi erhalten Sie alle Alexa-Funktionen von Erstanbietern wie Drop-In-Anrufe. Davon abgesehen kann man nicht ganz so intelligent sein, was Billy für Geräusche macht. Es könnte Spaß machen, dies mit Alexa in einem Raspberry Pi zu wiederholen, damit ich verschiedene Animationen schreiben kann, wenn eine Stimme erkannt wird, oder sogar eine weitere Ebene der Audioverarbeitung hinzufügen, damit es klingt, als ob der Fisch unter Wasser wäre. Aber das muss ich für einen regnerischen Tag lassen.

Ich hoffe, Sie haben das Schreiben genossen und viel Glück beim Hacken!

Code

Grundsätzlich

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