让大嘴鲈鱼玩具随音频起舞：分步制作指南

组件与物料

项目简介

大约一个月前，艺术家 Brian Kane 发布了一段病毒视频，展示了一条大嘴鲈鱼玩具仿佛由 Amazon Alexa 语音驱动。视频在网络上引发热议，我也很好奇其实现原理，决定自制一个。

最初看到许多基于树莓派的 Alexa 项目，我以为 Brian 使用了树莓派驱动现有硬件。但在深思后，我认为最简单的方案是利用 49 美元 Echo Dot 的音频输出，通过 Arduino 驱动现有电机。

手头已有 Arduino 和电机扩展板（首次使用）。在 Amazon 订购了约 15 美元的二手鲈鱼玩具和新 Echo Dot。参考了两个教程：2012 年 sfool 的《Arduino 声控舵机》和 2013 年 Dotten 的《大嘴鲈鱼机械结构解析》。

了解到鲈鱼玩具（类似 Furby）由两个廉价 5V 直流玩具电机驱动，核心问题转化为：如何让电机随声音抽动。经过反复调试，找到了可行方案。代码尚不完美，还有许多功能待完善，但希望尽早分享供大家改进。

所需材料

• 大嘴鲈鱼唱歌玩具 (1)
• Arduino Uno (1)
• Arduino Uno 电源 (1)
• Adafruit 电机扩展板 v2 (1)
• 面板安装迷你插孔 (1)
• 多色绞线 (若干)
• Amazon Echo Dot（或任意音频源） (1)
• 小型充电音箱 (1)
• 3.5mm 音频线 (1)
• 3.5mm 分线器 (1)

所需工具

• 小螺丝刀
• 烙铁和焊锡
• 剥线钳
• 剪线钳
• 电钻和钻头

步骤 1：准备鱼体

购买的二手玩具到货即损坏，拆解毫无心理负担。拧开背部螺丝，轻压拔出线束，完全移除背板。为腾出空间，拧下并取出原电路板和压电蜂鸣器。

剩余一个 4 线线束：两根控制嘴部（延伸进鱼体内），两根控制头部或尾部（取决于电机转向）。剪四等长不同颜色导线，剥锡后插入线束四个插孔，稍后连接电机扩展板。

步骤 2：准备电机扩展板

仅需 4 处连接，其中 2 处需焊接。额外可接 2 根线实验头/尾电机。

先焊接音频输入：取两根等长不同色导线，一根焊接地线，一根焊接模拟引脚 0 (A0)。修剪多余导线。连接面板安装迷你插孔：模拟 0 连接插孔尖端触点，地线连接底座触点，形成单声道输入。

连接鱼体电机：嘴部电机线（黑、橙）接电机 1 端子块；可选将头/尾电机线（白、红）接电机 2 端子块（代码暂未使用）。我的线色对应：黑/橙(黄)为 M1 嘴部，白/红为 M2 头尾。

检查 VIN 跳线帽是否插好（我曾漏装导致供电失败）。将扩展板叠装在 Uno 上，上电应看到扩展板电源指示灯亮起。

步骤 3：烧录代码

代码整合了电机扩展板演示代码和 Cenk Özdemir (2012) 的《声音控制舵机》教程。当前版本暂未驱动头/尾电机，曾有版本实现但牺牲了嘴部响应速度。希望嘴部保持灵敏的同时头尾缓慢循环，但受限于编程能力，暂时搁置。欢迎大神改进。

步骤 4：组装调试

烧录代码并连接音频线后，用手机播放播客测试，鱼嘴应随声张合。正常则在鱼牌空处钻孔固定插孔。

实现 Alexa 通过鱼“说话”：音频线自由端接分线器，充电音箱接分线器另一端，分线器公头插入 Echo Dot 音频输出。确保音箱开启、Alexa 音量调大。唤醒 Alexa 提问（天气、笑话、新闻），音箱播放语音的同时鱼嘴同步张合。音箱越靠近鱼头效果越逼真。

最后需将音箱和 Arduino 装入鱼体内封装，这部分仍在摸索中。

步骤 5：后续改进方向

欢迎各位建议，计划近期发布 2.0 版本：

1. 实现头尾动画：接线已就绪且能工作，但会降低嘴部响应速度（核心体验）
2. 音箱由 Arduino 供电充电：原理简单但未实现
3. 利用鲈鱼红按钮切换“语音模式”（侧重嘴部张合）和“音乐模式”（侧重身体随乐摆动）
4. 代码重构清理：现有代码混合了多个示例，冗余较多
5. 采用更小主控：Uno + 扩展板过剩，考虑 Adafruit Feather 及其双电机扩展板，甚至双 Feather 分别驱动嘴部和头尾

代码

SoundToDC (Arduino)

/* 随声音动作的直流电机控制 - 公共领域代码
   Donald Bell, Maker Project Lab (2016) 创建
   基于 Cenk Özdemir (2012) 的声音控制舵机
   和 Adafruit 的 DCMotorTest 示例 */
#include <Wire.h>
#include <Adafruit_MotorShield.h>
#include "utility/Adafruit_MS_PWMServoDriver.h"

// 创建默认 I2C 地址的电机扩展板对象
Adafruit_MotorShield AFMS = Adafruit_MotorShield();
// 或指定不同地址（用于叠装）
// Adafruit_MotorShield AFMS = Adafruit_MotorShield(0x61);

// 选择端口 M1-M4，本例 M1 控制嘴部，M2 控制头尾
Adafruit_DCMotor *myMotor = AFMS.getMotor(1);
Adafruit_DCMotor *myOtherMotor = AFMS.getMotor(2);

// 变量定义
int SoundInPin = A0;
int LedPin = 12; // 可选：嘴部动作时点亮 LED

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  AFMS.begin(); // 默认频率 1.6KHz
  // AFMS.begin(1000); // 可选 1KHz
  
  myMotor->setSpeed(0);
  myMotor->run(FORWARD);
  myMotor->run(RELEASE);
  pinMode(SoundInPin, INPUT);
  pinMode(LedPin, OUTPUT);
  
  myOtherMotor->setSpeed(0);
  myOtherMotor->run(FORWARD);
  myOtherMotor->run(RELEASE);
  pinMode(SoundInPin, INPUT);
}

void loop() {
  uint8_t i;
  int sensorValue = analogRead(SoundInPin);
  
  // 映射 LED 亮度 0-255
  int LEDValue = map(sensorValue, 0, 512, 0, 255);
  // 映射电机运动范围 0-180
  sensorValue = map(sensorValue, 0, 512, 0, 180);
  // 正常模拟读取上限 1023，此处改为 512 获取更好读数
  int MoveDelayValue = map(sensorValue, 0, 255, 0, sensorValue);
  
  if (sensorValue > 10) { // 过滤静态噪声
    delay(1); // 平滑延时
    myMotor->run(FORWARD);
    for (i = 140; i < 255; i++) {
      myMotor->setSpeed(i);
    }
    // 可选减速逻辑（注释掉）
    // for (i = 200; i != 0; i--) {
    //   myMotor->setSpeed(i);
    //   delay(10);
    // }
    analogWrite(LedPin, sensorValue);
    myMotor->run(RELEASE);
    myOtherMotor->run(RELEASE);
    delay(1);
  }
  analogWrite(LedPin, 0); // 关闭 LED
}