Arduino 打造会说话的智能人形机器人「Mofiza」

项目亮点

仅用 Arduino Pro Mini（或 Uno）、3 个红外接近传感器、3 个舵机、SD 卡模块和扬声器，即可制作一款能“看、说、动”的桌面级人形机器人 Mofiza。检测到胸前传感器触发播放欢迎语并伸手握手；触碰眼部传感器则播放抗议语音并抬头/挥手。全程开源，适合入门机器人与语音交互学习。

核心硬件清单

• Arduino Pro Mini 5V/16MHz（或 Uno/Nano）× 1
• 红外避障/接近传感器模块 × 3（两只眼、胸口各一）
• 微型舵机 SG90/MG996R × 3（头部、左手、右手）
• Micro SD 卡模块 (TF Card) × 1 + ≤2GB Micro SD 卡 × 1
• 扬声器 8Ω/0.5W + 功放（如 PAM8403）或有源音箱
• 万用板/PCB、排针排母、杜邦线、纸板/3D 打印外壳
• 5V 电源（移动电源或锂电池+稳压）

电路连接要点

关键库依赖

• TMRpcm：GitHub - 从 SD 卡播放 WAV 音频，占用 Timer1。
• ServoTimer2：教程 - 使用 Timer2 驱动舵机，避免与 TMRpcm 冲突。
• 标准 SD、SPI 库（IDE 自带）。

音频文件准备

1. 准备 8-bit/16kHz/单声道 WAV 文件（如 welcome.wav、eye_touch.wav）。
2. 文件名须符合 8.3 格式（如 WELCOME.WAV），放入 SD 卡根目录。
3. 可用 Audacity 转换：导出 → WAV (Microsoft) → 8-bit PCM, 16000 Hz, Mono。

固件代码精简版

#include 
#include 
#define SD_CS 10
#include 

TMRpcm tmrpcm;
ServoTimer2 head, lHand, rHand;
const int IR_EYE_L = 6, IR_EYE_R = 7, IR_CHEST = 8;

void setup() {
  head.attach(2); lHand.attach(3); rHand.attach(4);
  tmrpcm.speakerPin = 9;
  pinMode(IR_EYE_L, INPUT_PULLUP);
  pinMode(IR_EYE_R, INPUT_PULLUP);
  pinMode(IR_CHEST, INPUT_PULLUP);
  Serial.begin(9600);
  if (!SD.begin(SD_CS)) { Serial.println("SD FAIL"); return; }
  // 初始姿态
  head.write(1500); lHand.write(300); rHand.write(1700);
}

void loop() {
  // 胸口传感器触发：欢迎 + 握手动作
  if (!digitalRead(IR_CHEST)) {
    tmrpcm.play("welcome.wav");
    lHand.write(2500); delay(2000); // 伸手
    lHand.write(1200); delay(9000); // 握手保持
  }
  // 眼部触发：抗议 + 抬头/挥手
  else if (!digitalRead(IR_EYE_L) || !digitalRead(IR_EYE_R)) {
    tmrpcm.play("eye_touch.wav");
    head.write(2000); delay(500);
    head.write(1500);
    rHand.write(2500); delay(500);
    rHand.write(1700);
  }
  // 空闲姿态
  else {
    head.write(1500); lHand.write(300); rHand.write(1700);
  }
}

机身制作建议

• 纸板/泡沫板剪折成人形，预留传感器、舵机、喇叭安装孔。
• 舵机连杆用铁丝/吸管制作，保证动作幅度。
• SD 卡模块、主控板固定在躯干内部，走线整理。
• 外观可贴纸、涂色、加装 LED 眼睛增强表现力。

进阶扩展方向

• 增加更多舵机实现腿部行走（需更多 PWM 引脚，可用 PCA9685 扩展）。
• 接入语音识别模块（如 LD3320、ESP32）实现语音指令控制。
• 加装超声波/TOF 测距，实现避障跟随。
• 用 ESP32-CAM 替代 IR 传感器，实现人脸识别问候特定人物。
• 移植到 ESP32，利用双核并行处理音频/舵机/视觉，性能大幅提升。

完整代码与资源

• GitHub 完整版：Mofiza--Humanoid-social-robot（含多状态机、表情动画、电量监测等）
• 原理图：schematics 文件夹 PNG