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自動跟隨風扇

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自動跟隨風扇

價格：￥607.00

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DWL1591509914

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## 【項目介紹】
夏天又到了，又到了日常汗流浹背的時候。每當夏天到來，給我續命的不是空調，而是電風扇！
![](https://makelogimg.dfrobot.com.cn/FuDs1trWRGuh_dBxcTQWi6qT9Ve8?imageView2/2/w/1600)
某次監考地理的時候，學生畫了這張圖。知識點結合到位，活學活用。而我在辦公室的座位剛好就是空調斜對角，靠門的位置。窗戶是防盜窗，鎖死了，打不開。房間又太大了，空調吹不到，而且絲毫感受不到空調帶來的涼意。于是夏日里，我就靠桌面上的 USB 風扇續命。
![](https://makelogimg.dfrobot.com.cn/Fj7pjzRA7A6moMHibBOuv95sLnFC?imageView2/2/w/1600)
然而有時候處理事情時會站起來或者換個位置，這時風扇需要手動去調整位置，不是很方便。為何不做一個自動跟隨的風扇呢？我們的目標是，風扇跟著你走。你往哪兒，風扇就往哪兒吹！
## 【解決方案】
要做到自動跟蹤，攝像頭是少不了的。剛好我手上有個二哈識圖（HuskyLens），可以進行人臉識別、物體追蹤，我們可以利用它來記錄人在攝像頭中的相對位置，然后通過舵機調整風扇的角度。為了實現角度自由調整，我們還需要一個云臺。因此主要器材就確定了。
##【作品演示】
我們先來看看做好的樣子吧！
![](https://makelogimg.dfrobot.com.cn/FsMnqyvNZryO1EV-RlcegUSSEbTy?imageView2/2/w/1600)
[視頻演示](https://v.qq.com/x/page/s0977t5uqy9.html)
視頻中我用的是“物體追蹤”模式，實際上測試的時候用的是“人臉識別”模式，跟蹤效果也很棒！
下面我們開始制作吧！
### 步驟1 組裝云臺
這個迷你二自由度云臺收到的時候是散件，需要自己組裝。首先我們將一個舵機卡到底部固定座上。
![](https://makelogimg.dfrobot.com.cn/FikBgz6k0LZUIbIgLrRdwPvGxfZm?imageView2/2/w/1600)
然后將另一邊固定座蓋上，接著用螺絲刀將兩側固定座固定在一起。
![](https://makelogimg.dfrobot.com.cn/FgE8dubfw8Hz9wgQcdmibfXsmZzG?imageView2/2/w/1600)
找到舵機配件包中的舵盤。我們需要用到十字舵盤和條形單邊舵盤。從下圖可以看出，這兩個舵盤全都太長了，需要進行修剪。
![](https://makelogimg.dfrobot.com.cn/FjMgjknwReisif_Z9R9QoWXG5YYc?imageView2/2/w/1600)
**溫馨提示：** 舵盤修剪后不一定能放進對應的孔位，還要用銼刀打磨兩側或者修剪側邊。注意不要剪掉太多，否則稍后無法用螺絲固定。
修剪完成后從背面用最小號自攻螺絲將舵盤固定在底座和固定座上。
![](https://makelogimg.dfrobot.com.cn/FkqR0hXXn3AFES9CiCZZO3YFxYtv?imageView2/2/w/1600)
取出另一個舵機，將其用螺絲固定在云臺上方的固定座上。
![](https://makelogimg.dfrobot.com.cn/FlgF-ASjZAoKpy_hazfnqw5ShUrW?imageView2/2/w/1600)
將云臺的兩個固定座組裝在一起。
![](https://makelogimg.dfrobot.com.cn/FvjrfozpYXRipUgt0tbgisNurS3V?imageView2/2/w/1600)
最后將底部舵機對準底座上的十字舵盤插好就完成了云臺的組裝。
### 步驟2 安裝風扇
首先將風扇反過來，將二哈識圖配件里的長支架固定在風扇的背面。
![](https://makelogimg.dfrobot.com.cn/FjjyYL0s9TGlU_652TIbruvvnOBx?imageView2/2/w/1600)
將二哈識圖通過短支架固定在風扇背面的支架上。然后就可以把風扇放到云臺上了。
![](https://makelogimg.dfrobot.com.cn/FgIods2Fn8C0SvDYBqCAKzBF90QJ?imageView2/2/w/1600)
看上去效果不錯。然而轉動云臺上部分，發現只能往下轉動，不能往上“抬頭”！也就是說風扇只能垂直往前吹，或者低頭吹地面。這可不是我想要的效果。那就再搗騰一下，看看有沒有別的固定方法。
![](https://makelogimg.dfrobot.com.cn/Fp5kB1m2GQXciGi0wTYaEni9lM5D?imageView2/2/w/1600)
最終找到了可以上下點頭的固定方式。然而這個固定方式風扇根本沒有牢牢固定在云臺上。而且因為頭重腳輕，直接會把云臺搞翻了。
![](https://makelogimg.dfrobot.com.cn/Fr5XXqhzovOChCtQUcN-UWzh2SR5?imageView2/2/w/1600)
那就把云臺的底座用自攻螺絲固定在一個紙盒子上，這樣就不會翻了。可還是沒有解決固定風扇的問題。那就自己動手設計一個風扇支撐塊吧。
### 步驟3 制作風扇支撐塊
通過觀察可以知道，上述固定方式，云臺底部懸空，風扇兩側都有空隙，因此根本固定不住。用尺子測量中間的間隙，繪制風扇支撐塊的草圖。
![](https://makelogimg.dfrobot.com.cn/FuQKU67avCXBQvlCGzJCGjfUadCP?imageView2/2/w/1600)
尺寸確定后就可以用軟件來建模了。打開 Fusion 360，繪制底面草圖。
![](https://makelogimg.dfrobot.com.cn/FkuguuwD7kcTpyejoObwVrNNtikr?imageView2/2/w/1600)
為了防止中間開口太小導致風扇卡不進去，我將開口各往兩側縮進 0.1 mm。
![](https://makelogimg.dfrobot.com.cn/FucjJO-Eww1aBfkTKiKWXES_OviD?imageView2/2/w/1600)
將底面整體往上提升 9.5 mm，完成模型的創建。
![](https://makelogimg.dfrobot.com.cn/FtiZQh6fDA609sFUkPW5wXM4x78o?imageView2/2/w/1600)
將模型切片后用 3D 打印機打印出來。
![](https://makelogimg.dfrobot.com.cn/FntoJnmHVpCWWoUvoAMDvDj53II2?imageView2/2/w/1600)
尺寸剛好可以塞進云臺。
![](https://makelogimg.dfrobot.com.cn/FutTN5K9teWGJ_Taw8gcD9wD9LvT?imageView2/2/w/1600)
試著將風扇塞到中間孔位中。剛好可以牢固固定住。
### 步驟4 連接器材
![](https://makelogimg.dfrobot.com.cn/FgHNmZt6VEtAhNo9GTck-HKDf2Su?imageView2/2/w/1600)
1.將二哈識圖連接到擴展板的 IIC 接口。
2.將風扇連接到 P12 引腳。
3.將云臺下方的舵機接到 P0 引腳，并關閉擴展板上的蜂鳴器開關。
4.將云臺上方的舵機接到 P1 引腳。
### 步驟5 編寫代碼
#### 一、原理分析
二哈識圖屏幕分辨率為 320*240，因此屏幕中心點坐標為（160，120）。我們可以獲取屏幕中捕獲對象方框的中心點坐標，將其與（160，120）進行比較。
![](https://makelogimg.dfrobot.com.cn/FsdJHQEaQDSHDNGk9_a5Cch8aNH9?imageView2/2/w/1600)
若 X 坐標＜160，則水平舵機向左轉；
若 X 坐標＞160，則水平舵機向右轉；
若 Y 坐標＜120，則垂直舵機向上轉；
若 X 坐標＞120，則垂直舵機向下轉。
另外，風扇當檢測到畫面中有人或者有識別對象時才打開，沒有的時候關閉。這樣做也算是節能減排了哈~
#### 二、引入擴展
打開 Mind+，切換到上傳模式。選擇【主控板】分類下的【micro:bit】。
![](https://makelogimg.dfrobot.com.cn/Fv0A_q1YEPh4XMt2CMnrpvLmwuz2?imageView2/2/w/1600)
在【傳感器】分類下找到【HUSKYLENS AI 攝像頭】，點擊添加。
![](https://makelogimg.dfrobot.com.cn/FssTQa7jZO9FgL0eQlTa7HlPBDvv?imageView2/2/w/1600)
將【執行器】下的【舵機模塊】也添加到項目中。
![](https://makelogimg.dfrobot.com.cn/FrmT-GMKXv4CPs84qjFbFo1JtAUP?imageView2/2/w/1600)
#### 三、創建變量
選擇【變量】分類，點擊【新建數字類型變量】，新建兩個變量，分別為“X角度”和“Y角度”。我們用這兩個變量來記錄水平方向舵機的角度和垂直方向舵機的角度。
![](https://makelogimg.dfrobot.com.cn/Fg0twtJuyS0_stHUxfNEdwiQyDDw?imageView2/2/w/1600)
#### 四、創建函數
點擊【函數】分類，選擇【自定義模塊】，新建兩個函數，分別為“X軸移動”和“Y軸移動”。我們用這兩個函數來控制云臺的移動。
![](https://makelogimg.dfrobot.com.cn/Fpgk7GsgGD9piAZCSzb-P1p0J_GK?imageView2/2/w/1600)
#### 五、編寫主函數
程序開始時我們先初始化二哈識圖，切換到“人臉識別”模式，同時設置舵機的初始化角度。水平方向 90 度剛好在正中間，垂直方向 50 度是一個比較好的仰角。
![](https://makelogimg.dfrobot.com.cn/FnsuvSalcyyU7p7J2V8qPIuK3pAe?imageView2/2/w/1600)
在循環中每次請求一次數據存入，如果方框在畫面中就打開風扇，否則關閉風扇。打開風扇以后要判斷目標對象的位置，并通過“X軸移動”和“Y軸移動”兩個函數來使風扇朝著目標對象吹。
#### 六、編寫函數代碼
依據原理分析中的方法，編寫“X軸移動”和“Y軸移動”兩個函數的程序。我們除了判斷目標對象坐標外，還要加一個角度判斷，防止舵機移動時角度超過了范圍。
![](https://makelogimg.dfrobot.com.cn/FgzMQM0DkAlnwPAstlgoyHB6slgN?imageView2/2/w/1600)
![](https://makelogimg.dfrobot.com.cn/FhH00zJ7LMFBeD_tYkfDE9tEkl-l?imageView2/2/w/1600)
上述代碼在測試的時候發現了一個問題。舵機一直在左右移動，好像一直在抖動。不是左移就是右移，即使你沒有動。仔細觀察代碼發現，我們的代碼就是這樣子，只要偏離中心點就要調整舵機。而攝像頭每次讀取的坐標中心點都是有微小變化的。所以要消除這個抖動，就只能修改代碼，不能將坐標一分為二，而是多劃分幾個區域。
![](https://makelogimg.dfrobot.com.cn/Fl60qHNMYKg3tvsk0HTn7flZhOWM?imageView2/2/w/1600)
根據屏幕的尺寸，我們確定了中間有色區域為舵機不動區域。即：
若 X 坐標＜140，則水平舵機向左轉；
若 X 坐標＞180，則水平舵機向右轉。
修改代碼如下：
![](https://makelogimg.dfrobot.com.cn/FnAJjo6LTqqPGTOv238x5rKBQdB6?imageView2/2/w/1600)
同理修改“Y軸移動”函數。
![](https://makelogimg.dfrobot.com.cn/Fu2gm9qSaRdomHNitAhquWxZAydI?imageView2/2/w/1600)
現在就不會出現自己不動，風扇也在左右移動的情況了。
## 附件
[云臺架子 v1.stl](http://makelogimg.dfrobot.com.cn/makelogFile_15914976088529379.40364406014.stl)
[自動跟隨風扇.sb3](http://makelogimg.dfrobot.com.cn/makelogFile_15914976186235387.176455105005.sb3)
##【總結】
項目的思路比較簡單，但是代碼編寫還是有一定的難度。關鍵在于舵機移動的方向與屏幕坐標的關系以及舵機的角度加減與左右、上下移動的關系。使用物體追蹤和人臉識別都能夠達到不錯的追蹤效果。不過跟蹤的時候，舵機向上移動沒有向下靈敏，代碼或許有一定的改善空間。

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