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»论坛 › 嵌入式/单片机论坛 › Arduino › 基于arduino nano的“机器猫”
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基于arduino nano的“机器猫”

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楼主
ID:113207 发表于 2016-4-11 01:24 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
买麦当劳“开心乐园餐”送的机器猫玩偶：


所需材料：


  • arduino nano
  • U盘
  • 手机震子
  • 拨动小开关
  • 双色发光二极管
  • 高亮草帽5mm白色发光二极管
  • 压电陶瓷片
  • 光敏电阻
  • 电阻：4.7K×1，220×2，1M×1，20×1

组装：


  • 改造U盘为合适尺寸并引出最外两个供电正负极引脚
  • U盘引出的供电引脚正极经拨动开关到nano的Vin脚，负极直接到nano的GND
  • 手机震子接nano的GND并串20欧姆电阻到D7脚
  • 双色发光二极管是供阳极的，将220欧姆电阻串中间脚到nano +5V输出，其余两脚分别到D5和D6
  • 高亮白色发光二极管接nano的GND并串220欧姆电阻到D9
  • 压电陶瓷片并1M欧姆电阻正极接nano的A1，负极接GND
  • 光敏电阻接nano +5V和A0,4.7k欧姆电阻接A0和GND
  • 扬声器接nano D8脚和GND

代码：
  1.     // 8-ohm speaker on digital pin D8
  2.     // shock moto on digital pin D7
  3.     // big light on digital pin D9
  4.     // led2 on degital pin D6
  5.     // led1 on degital pin D5

  7.     // photoresistor on analog A0 to 5V
  8.     // 4.7K resistor on analog A0 to ground

  10.     // + connection of the piezo attached to analog in A1
  11.     // - connection of the piezo attached to ground
  12.     // 1-megohm resistor attached from analog in A1 to ground

  14.     //randompin A2

  16.     #include "pitches.h"
  17.     #include "notes.h"
  18.     //output
  19.     const int redLed = 5;
  20.     const int greenLed = 6;
  21.     const int motopin = 7;
  22.     const int tonepin = 8;
  23.     const int bigLed = 9;
  24.     //input
  25.     const int lightpin=A0;
  26.     const int knockpin=A1;
  27.     const int randpin=A2;

  29.     int brightness = 0;    // how bright the LED is
  30.     int fadeAmount = 1;    // how many points to fade the LED by
  31.     int lightvalue;
  32.     boolean isactive = true;
  33.     //运行模式，0发声，1震动
  34.     int runmode = 0;
  35.     const unsigned long sleeptime = 300000;  //5 min
  36.     long previousMillis = 0;
  37.     unsigned long currentMillis = 0;
  38.     const unsigned long mintev = 3600000; // 1 hour
  39.     //录制震动的数组
  40.     boolean shockarray[30];

  42.     void setup() {
  43.       randomSeed(analogRead(randpin));
  44.       shockarray[0]=true;  //激活的震动被看作一次输入
  45.       pinMode(bigLed, OUTPUT);
  46.       pinMode(redLed, OUTPUT);
  47.       pinMode(greenLed, OUTPUT);
  48.       pinMode(motopin, OUTPUT);
  49.       resetled();
  50.       setmodeled(runmode);  //设置状态灯显示
  51.       lightvalue=analogRead(lightpin);
  52.       playmusic(notesstart,Durationsstart,sizeof(notesstart)/sizeof(notesstart[0]),1);

  54.     }

  56.     void loop() {
  57.       //计算时间
  58.       tick();
  59.       //判断是否处于活动状态
  60.       if(isactive) {    //激活状态
  61.         //遮挡 改变运行模式
  62.         if(checkcover()) {
  63.           runmode = runmode +1;
  64.           if(runmode> 1) {
  65.             runmode = 0;
  66.           }
  67.           //设置模式的led
  68.           resetled();
  69.           setmodeled(runmode);  //设置状态灯显示
  70.           resettick();
  71.         }else{
  72.           //震动 换歌 和 震动输入
  73.           if(checkknock()) {
  74.             if(runmode == 0) {    //换歌
  75.               randomplay();
  76.               setmodeled(runmode);  //恢复状态灯显示
  77.             }else if(runmode == 1) {  //震动输入
  78.               recordandplayshock();
  79.             }
  80.             resettick();
  81.           }else{
  82.             //goto sleep
  83.             if(checktime(sleeptime)) {
  84.               isactive = false;
  85.               resetled();
  86.               resettick();
  87.             }
  88.           }
  89.         }
  90.       }else{      //休眠状态
  91.         if(checkActive()) {
  92.           isactive=true;
  93.           resetled();
  94.           setmodeled(runmode);   //恢复状态灯显示
  95.           resettick();
  96.         }else{
  97.           //呼吸灯
  98.           fade(bigLed,100,20);
  99.           //运行休眠1小时的事件   报时
  100.           if(checktime(mintev)) {
  101.             playmusic(notesalarm,Durationalarm,sizeof(notesalarm)/sizeof(notesalarm[0]),1);
  102.           }
  103.         }
  104.       }
  105.       
  106.       //fade(bigLed,100,30);
  107.       //flash(bigLed,50);
  108.       //shockme(motopin,500,500);
  109.       //  if(checkknock()) {
  110.       //    flash(bigLed,50);
  111.       //  }
  112.       //  if(checkcover()) {
  113.       //    flash(bigLed,50);
  114.       //  }
  115.       //Blink(redLed,500,500);
  116.       //Blink(greenLed,500,500);
  117.     }
  118.     //录制和播放震动
  119.     void recordandplayshock() {
  120.       //进行录制 带闪光
  121.       int arraylen=sizeof(shockarray)/sizeof(shockarray[0]);
  122.       flash(bigLed,100);

  124.       for(int i=1;i < arraylen;i++) {
  125.         shockarray[i]=checkknock();
  126.         if(shockarray[i]) {
  127.           flash(bigLed,100);
  128.         }else{
  129.           delay(50);
  130.         }
  131.       }
  132.       //播放
  133.       for(int i=0;i < arraylen;i++) {
  134.         if(shockarray[i]) {
  135.           shockme(motopin,100,50);
  136.         }else{
  137.           delay(50);
  138.         }
  139.       }
  140.     }
  141.     //随机播放
  142.     void randomplay() {
  143.       long randNumber = random(10);  //0-9
  144.       switch (randNumber) {
  145.           case 0:
  146.             playmusic(notesstart,Durationsstart,sizeof(notesstart)/sizeof(notesstart[0]),1);
  147.             break;
  148.           case 1:
  149.             playmusic(notesalarm,Durationalarm,sizeof(notesalarm)/sizeof(notesalarm[0]),1);
  150.             break;
  151.           case 2:
  152.             playmusic(notesnokia,Durationsnokia,sizeof(notesnokia)/sizeof(notesnokia[0]),1);
  153.             break;
  154.           case 3:
  155.             playmusic(notescat,Durationscat,sizeof(notescat)/sizeof(notescat[0]),1);
  156.             break;
  157.           case 4:
  158.             playmusic(notemario,Durationsmario,sizeof(notemario)/sizeof(notemario[0]),1);
  159.             break;
  160.           case 5:
  161.             playmusic(noteMission,DurationsMission,sizeof(noteMission)/sizeof(noteMission[0]),1);
  162.             break;
  163.           case 6:
  164.             doflash(4);
  165.             break;
  166.           case 7:
  167.             doblink(4);
  168.             break;
  169.             case 8:
  170.             doshock(4);
  171.             break;
  172.           default:
  173.             playmusic(notesstart,Durationsstart,sizeof(notesstart)/sizeof(notesstart[0]),1);
  174.         }
  175.     }

  177.     //设置运行模式状态led 无自动熄灭
  178.     void setmodeled(int mode) {
  179.       int pin = redLed;
  180.       if(mode==1)
  181.       {
  182.         pin = greenLed;
  183.       }
  184.       digitalWrite(pin,LOW);   // set the LED on
  185.     }
  186.     //重置所有led
  187.     void resetled() {
  188.       digitalWrite(bigLed, LOW);
  189.       digitalWrite(redLed, HIGH);    // set the LED off
  190.       digitalWrite(greenLed, HIGH);    // set the LED off
  191.     }
  192.     //播放音符
  193.     void playmusic(int melody[],int noteDurations[],int notelengh,float notespeed) {
  194.       for (int thisNote = 0; thisNote < notelengh ; thisNote++) {
  195.         // to calculate the note duration, take one second
  196.         // divided by the note type.
  197.         //e.g. quarter note = 1000 / 4, eighth note = 1000/8, etc.
  198.         int noteDuration = 1000/noteDurations[thisNote];
  199.         tone(tonepin, melody[thisNote],noteDuration);
  200.         // to distinguish the notes, set a minimum time between them.
  201.         // the note's duration + 30% seems to work well:
  202.         int pauseBetweenNotes = noteDuration * notespeed;
  203.         delay(pauseBetweenNotes);
  204.         // stop the tone playing:
  205.         noTone(tonepin);
  206.       }
  207.     }
  208.     void doshock(int count) {
  209.       int idx=0;
  210.       while(idx<count) {
  211.         shockme(motopin,1000,500);
  212.         idx=idx+1;
  213.       }
  214.     }

  216.     void doflash(int count) {
  217.       int idx=0;
  218.       while(idx<count) {
  219.         flash(bigLed,50);
  220.         delay(50);
  221.         idx=idx+1;
  222.       }
  223.     }
  224.     void doblink(int count) {
  225.       int idx=0;
  226.       int temp = runmode;
  227.       resetled();
  228.       while(idx<count) {
  229.         temp =temp+1;
  230.         if(temp > 1) {
  231.           temp=0;
  232.         }
  233.         int pin = redLed;
  234.          if(temp==1) {
  235.            pin = greenLed;
  236.          }
  237.         Blink(pin,100,100);
  238.         idx=idx+1;
  239.       }
  240.     }

  242.     //呼吸灯 无自动熄灭
  243.     void fade(int pin,int maxl,int time) {  
  244.       analogWrite(pin, brightness);   
  245.       // change the brightness for next time through the loop:
  246.       brightness = brightness + fadeAmount;
  247.       // reverse the direction of the fading at the ends of the fade:
  248.       if (brightness <= 0 || brightness >= maxl) {
  249.         fadeAmount = -fadeAmount ;
  250.       }         
  251.       delay(time);  
  252.     }
  253.     //闪烁
  254.     void Blink(int pin,int ontime,int offtime) {
  255.       digitalWrite(pin,LOW);   // set the LED on
  256.       delay(ontime);            
  257.       digitalWrite(pin, HIGH);    // set the LED off
  258.       delay(offtime);         
  259.     }
  260.     //闪光
  261.     void flash(int pin,int time) {
  262.       digitalWrite(pin, LOW);
  263.       digitalWrite(pin, HIGH);
  264.       delay(time);
  265.       digitalWrite(pin, LOW);
  266.     }
  267.     //震动
  268.     void shockme(int pin,int ontime,int offtime) {
  269.       digitalWrite(pin,HIGH);
  270.       delay(ontime);            
  271.       digitalWrite(pin, LOW);
  272.       delay(offtime);   
  273.     }

  275.     //检测震动
  276.     boolean checkknock() {
  277.       boolean isknocked = false;
  278.       int sensorReading = analogRead(knockpin);
  279.         if (sensorReading >= 2) {
  280.           isknocked=true;
  281.         }
  282.       return isknocked;
  283.     }
  284.     //检测光线遮挡
  285.     boolean checkcover() {
  286.       boolean iscovered = false;
  287.       int temp=analogRead(lightpin);
  288.       if((lightvalue - temp) >= 50) {
  289.         iscovered = true;
  290.       }
  291.       lightvalue = temp;
  292.       delay(50);
  293.       return iscovered;
  294.     }
  295.     //检测光线遮挡快速
  296.     boolean checkcoverfast() {
  297.       boolean iscovered = false;
  298.       int temp=analogRead(lightpin);
  299.       if((lightvalue - temp) >= 50) {
  300.         iscovered = true;
  301.       }
  302.       lightvalue = temp;
  303.       return iscovered;
  304.     }
  305.     //检测激活
  306.     boolean checkActive() {
  307.       boolean isActive =false;
  308.       isActive = checkcoverfast();
  309.       if(!isActive)
  310.       {
  311.         isActive = checkknock();
  312.       }
  313.       return isActive;
  314.     }

  316.     //计数器计时
  317.     void tick() {
  318.       currentMillis = millis();
  319.       //计时器溢出自动复位的处理
  320.       if(currentMillis < previousMillis) {
  321.         unsigned long partMillis = 4294967295 -  previousMillis + 1;
  322.         previousMillis =-partMillis + 1;
  323.       }
  324.     }
  325.     //同时只允许使用一个计数器
  326.     boolean checktime(unsigned long time) {
  327.       boolean istimeup =false;
  328.       if(currentMillis - previousMillis >= time) {
  329.         istimeup = true;
  330.         resettick();
  331.       }
  332.       return istimeup;
  333.     }
  334.     //重置计数器
  335.     void resettick() {
  336.       previousMillis=currentMillis;
  337.     }
复制代码



项目引用的文件：
pitches.h
  1.     /*************************************************
  2.     * Public Constants
  3.     *************************************************/

  5.     #define NOTE_B0  31
  6.     #define NOTE_C1  33
  7.     #define NOTE_CS1 35
  8.     #define NOTE_D1  37
  9.     #define NOTE_DS1 39
  10.     #define NOTE_E1  41
  11.     #define NOTE_F1  44
  12.     #define NOTE_FS1 46
  13.     #define NOTE_G1  49
  14.     #define NOTE_GS1 52
  15.     #define NOTE_A1  55
  16.     #define NOTE_AS1 58
  17.     #define NOTE_B1  62
  18.     #define NOTE_C2  65
  19.     #define NOTE_CS2 69
  20.     #define NOTE_D2  73
  21.     #define NOTE_DS2 78
  22.     #define NOTE_E2  82
  23.     #define NOTE_F2  87
  24.     #define NOTE_FS2 93
  25.     #define NOTE_G2  98
  26.     #define NOTE_GS2 104
  27.     #define NOTE_A2  110
  28.     #define NOTE_AS2 117
  29.     #define NOTE_B2  123
  30.     #define NOTE_C3  131
  31.     #define NOTE_CS3 139
  32.     #define NOTE_D3  147
  33.     #define NOTE_DS3 156
  34.     #define NOTE_E3  165
  35.     #define NOTE_F3  175
  36.     #define NOTE_FS3 185
  37.     #define NOTE_G3  196
  38.     #define NOTE_GS3 208
  39.     #define NOTE_A3  220
  40.     #define NOTE_AS3 233
  41.     #define NOTE_B3  247
  42.     #define NOTE_C4  262
  43.     #define NOTE_CS4 277
  44.     #define NOTE_D4  294
  45.     #define NOTE_DS4 311
  46.     #define NOTE_E4  330
  47.     #define NOTE_F4  349
  48.     #define NOTE_FS4 370
  49.     #define NOTE_G4  392
  50.     #define NOTE_GS4 415
  51.     #define NOTE_A4  440
  52.     #define NOTE_AS4 466
  53.     #define NOTE_B4  494
  54.     #define NOTE_C5  523
  55.     #define NOTE_CS5 554
  56.     #define NOTE_D5  587
  57.     #define NOTE_DS5 622
  58.     #define NOTE_E5  659
  59.     #define NOTE_F5  698
  60.     #define NOTE_FS5 740
  61.     #define NOTE_G5  784
  62.     #define NOTE_GS5 831
  63.     #define NOTE_A5  880
  64.     #define NOTE_AS5 932
  65.     #define NOTE_B5  988
  66.     #define NOTE_C6  1047
  67.     #define NOTE_CS6 1109
  68.     #define NOTE_D6  1175
  69.     #define NOTE_DS6 1245
  70.     #define NOTE_E6  1319
  71.     #define NOTE_F6  1397
  72.     #define NOTE_FS6 1480
  73.     #define NOTE_G6  1568
  74.     #define NOTE_GS6 1661
  75.     #define NOTE_A6  1760
  76.     #define NOTE_AS6 1865
  77.     #define NOTE_B6  1976
  78.     #define NOTE_C7  2093
  79.     #define NOTE_CS7 2217
  80.     #define NOTE_D7  2349
  81.     #define NOTE_DS7 2489
  82.     #define NOTE_E7  2637
  83.     #define NOTE_F7  2794
  84.     #define NOTE_FS7 2960
  85.     #define NOTE_G7  3136
  86.     #define NOTE_GS7 3322
  87.     #define NOTE_A7  3520
  88.     #define NOTE_AS7 3729
  89.     #define NOTE_B7  3951
  90.     #define NOTE_C8  4186
  91.     #define NOTE_CS8 4435
  92.     #define NOTE_D8  4699
  93.     #define NOTE_DS8 4978
复制代码



notes.h
  1.      //beep tone
  2.     // notes in the melody:
  3.     int notesalarm[] = {
  4.       NOTE_C4, NOTE_G3,NOTE_G3, NOTE_A3, NOTE_G3,0, NOTE_B3, NOTE_C4};
  5.       // note durations: 4 = quarter note, 8 = eighth note, etc.:
  6.       int Durationalarm[] = {
  7.         4,8,8,4,4,4,4,4 };
  8.       
  9.     //start tone
  10.     int notesstart[] = {
  11.       NOTE_C5, NOTE_G5,NOTE_E5, NOTE_G5};
  12.       int Durationsstart[] = {
  13.        8, 8, 8,4 };
  14.       
  15.     //nokia tone
  16.     int notesnokia[] = {
  17.       NOTE_G5, NOTE_F5, NOTE_A4, NOTE_B4,
  18.       NOTE_E5, NOTE_D5, NOTE_F4, NOTE_G4,
  19.       NOTE_D5, NOTE_C5, NOTE_E4, NOTE_G4,
  20.       NOTE_C5 };
  21.       int Durationsnokia[] = {
  22.        8, 8, 4, 4,
  23.        8, 8, 4, 4,
  24.        8, 8, 4, 4,
  25.        2};
  26.       
  27.        //machinecat
  28.        int notescat[] = {
  29.       NOTE_G4, NOTE_A4, NOTE_C5, NOTE_E5,NOTE_A5,NOTE_E5,NOTE_G5,0,
  30.       NOTE_G5, NOTE_A5, NOTE_G5, NOTE_E5,NOTE_F5, NOTE_E5,NOTE_D5,0,
  31.       NOTE_A4,NOTE_D5, NOTE_D5,NOTE_F5, NOTE_B5, NOTE_B5, NOTE_A5, NOTE_G5,
  32.       NOTE_F5,NOTE_F5,NOTE_E5,NOTE_A4,NOTE_B4,NOTE_C5,
  33.       NOTE_D5,
  34.       NOTE_A5,NOTE_A5,NOTE_G5,NOTE_F5,NOTE_G5,NOTE_A5,NOTE_G5,
  35.       NOTE_D5,NOTE_E5,NOTE_FS5,NOTE_D5,NOTE_G5,0,
  36.       NOTE_A5,0,NOTE_G5,0,NOTE_F5,0,0,
  37.       NOTE_D5,NOTE_B5,NOTE_A5,NOTE_G5,NOTE_A5,NOTE_G5,NOTE_F5,
  38.       0,NOTE_G5,NOTE_A5,NOTE_E5,NOTE_D5,
  39.       NOTE_C5
  40.       };
  41.       int Durationscat[] = {
  42.        4, 8, 4, 8, 4, 8,3,32,
  43.        4, 8, 4, 8, 4, 8,3,16,
  44.        4, 8, 4, 8, 4, 8,4,8,
  45.        3, 3, 8, 3, 3, 8,
  46.        1,
  47.        3, 4, 8, 8, 8, 8,3,
  48.        4, 8, 4, 8, 2, 8,
  49.        4, 8, 4, 8, 4, 8, 4,
  50.        3, 4, 8, 4, 8, 4, 4,
  51.        4, 4, 8, 2, 8,
  52.        1
  53.     };
  54.       
  55.        //Mario
  56.        int notemario[] = {NOTE_E4, NOTE_E4, NOTE_E4, NOTE_C4, NOTE_E4, NOTE_G4, NOTE_G3,NOTE_C4,
  57.        NOTE_G3, NOTE_E3, NOTE_A3, NOTE_B3, NOTE_AS3, NOTE_A3, NOTE_G3, NOTE_E4, NOTE_G4, NOTE_A4,
  58.        NOTE_F4, NOTE_G4, NOTE_E4, NOTE_C4, NOTE_D4, NOTE_B3,NOTE_C4, NOTE_G3, NOTE_E3, NOTE_A3,
  59.        NOTE_B3, NOTE_AS3, NOTE_A3, NOTE_G3, NOTE_E4, NOTE_G4, NOTE_A4, NOTE_F4, NOTE_G4, NOTE_E4,
  60.        NOTE_C4, NOTE_D4, NOTE_B3,NOTE_G4, NOTE_FS4, NOTE_E4, NOTE_DS4, NOTE_E4, NOTE_GS3, NOTE_A3,
  61.        NOTE_C4, NOTE_A3, NOTE_C4, NOTE_D4, NOTE_G4, NOTE_FS4, NOTE_E4, NOTE_DS4, NOTE_E4, NOTE_C5,
  62.        NOTE_C5, NOTE_C5,NOTE_G4, NOTE_FS4, NOTE_E4, NOTE_DS4, NOTE_E4, NOTE_GS3, NOTE_A3, NOTE_C4,
  63.        NOTE_A3, NOTE_C4, NOTE_D4, NOTE_DS4, NOTE_D4,NOTE_C4};
  64.        int Durationsmario[] = {8,4,4,8,4,2,2,3,
  65.        3,3,4,4,8,4,8,8,8,4,
  66.        8,4,3,8,8,3,3,3,3,4,
  67.        4,8,4,8,8,8,4,8,4,3,
  68.        8,8,2,8,8,8,4,4,8,8,
  69.        4,8,8,3,8,8,8,4,4,4,
  70.        8,2,8,8,8,4,4,8,8,4,
  71.        8,8,3,3,3,2};
  72.       
  73.        //Mission Impossible
  74.        int noteMission[] = {NOTE_D5,NOTE_DS5, NOTE_D5,NOTE_DS5,NOTE_D5,NOTE_DS5,NOTE_D5,
  75.        NOTE_DS5,NOTE_D5,NOTE_DS5,NOTE_D5,NOTE_DS5,NOTE_D5,NOTE_DS5,NOTE_D5,
  76.        NOTE_DS5,NOTE_D5,NOTE_DS5,NOTE_D5,NOTE_DS5,NOTE_D5,NOTE_DS5,NOTE_D5,
  77.        NOTE_DS5,NOTE_D5,NOTE_DS5,NOTE_D5,NOTE_DS5,NOTE_D5,NOTE_DS5,NOTE_D5,
  78.        NOTE_DS5,NOTE_D5,NOTE_DS5,NOTE_D5,NOTE_DS5,NOTE_DS5,NOTE_E5,NOTE_F5,
  79.        NOTE_G5,
  80.        NOTE_E2,0,0,NOTE_E2,0,NOTE_E2,NOTE_G2,0,NOTE_A2,0,
  81.        NOTE_E2,0,0,NOTE_E2,0,NOTE_E2,NOTE_D2,0,NOTE_DS2,0,
  82.        NOTE_AS4,NOTE_G4,NOTE_D4,NOTE_D4,NOTE_AS4,NOTE_G4,NOTE_CS4,NOTE_CS4,NOTE_AS4,NOTE_G4,NOTE_C4,NOTE_C4,NOTE_B3,NOTE_C4,0,
  83.        NOTE_B3,NOTE_G3,NOTE_FS4,NOTE_FS4,NOTE_B3,NOTE_G3,NOTE_F4,NOTE_F4,NOTE_B3,NOTE_G3,NOTE_E4,NOTE_E4,NOTE_DS4,NOTE_D4
  84.       
  85.        };
  86.        int DurationsMission[] = {8,16,16,16,16,16,16,
  87.        16,16,16,16,16,16,16,16,
  88.        16,16,16,16,16,16,16,16,
  89.        16,16,16,16,16,16,16,16,
  90.        16,16,16,16,16,16,16,16,
  91.        8,
  92.        6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,
  93.        6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,
  94.        6,6,2,1,6,6,2,1,6,6,2,1,6,6,1,
  95.        6,6,2,1,6,6,2,1,6,6,2,1,6,6
  96.        };
复制代码

完成：



注意事项：
  • 压电陶瓷片尽量选用灵敏的、分贝高的，否则就不能感应声音只能感应震动了
  • 扬声器是原玩偶自带的16欧姆0.25W,建议串100欧姆电阻
  • 从U盘引出电源时注意造成短路


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