Как устроена говорящая игрушка

Обновлено: 07.05.2024

1 Тема от Kseniya.Kolesnik 2015-03-22 22:40:43

Тема: Как сделать говорящую игрушку?

2 Ответ от Aleksandra.Florinskaya 2015-03-23 01:42:00

ну,принцип работы такой игрушки понятен всем. Внутри игрушки есть какая то коробочка,как вы говорите модуль. Во первых где его взять?Даже если взять, то думаю,что просто вставить и зашить-не пойдет. Надо как то правильно зафиксировать, ведь представляете как ребенок будет руками мацать эту игрушку?С какой силой он это делает?Думаю,что на заводе это предусматривается. Так что ,я бы не рискнула сама делать.
Хотя ,теоретически, конечно, все верно вы говорите.

3 Ответ от Kseniya.Kolesnik 2015-03-23 03:58:26

Универсальные музыкальные модули можно заказать в интернет - магазинах. Я видела такие сайты. А вот за фиксацию этого модуля вообще и не подумала. Спасибо.

4 Ответ от me.klick 2015-03-23 10:27:09

Ни разу не пробовала такое смастерить, даже в голову такая мысль не приходила. Интересная идея Захотелось попробовать сделать самой говорящую игрушку! Универсальный музыкальный модуль с функцией перезаписи, т.е. можно будет самим записать озвучку? Или загрузить аудиозапись? Если такое возможно, то думаю малыш будет очень рад, когда игрушка заговорит с ним маминым голосом Ну или папиным.

5 Ответ от kykana 2015-03-26 15:59:23

Я думаю, что если бы это было популярно, то наверняка об этом знали уже многие, возможно, у кого папа инженер или мама отлично понимает в технике, вернее, в ее строении, то тогда да, а иначе так как я дешевле готовую купить и безопаснее.

6 Ответ от Ekaterina.Aleksandrova 2015-03-27 07:48:29

Да, конечно же, можно. Но только в том случае, если вы умеете делать различные механизмы. Я думаю, что сейчас можно даже заказать такой механизм, а игрушку уже пошить самостоятельно.

7 Ответ от svarnoi1235 2015-11-23 00:35:16

Кто поможет сделать говорящую букву "А"? Согласен на не большую оплату.

8 Ответ от X.Y. 2016-03-21 18:07:20

Как устроена интерактивная мышка? Та, что для кошек, пищит при прикосновении. Какие-то датчики прикосновения, или как правильно, нужны? Модуль - это можно заказать, допустим. Но, ведь, это - не вся начинка?
Может, кто-то разбирал, или разбирается в технике? Купить и распотрошить - жаль денег и мышки.
Спасибо.

Хочу узнать может кто-то каким-то из вышеперечисленных способов пробовал мастерить игрушки или нашел другой. Ответьте, пожалуйста.

Спасибо за видео! Мне повезло, мужчина инженер. Буду его терроризировать теперь, чтоб нашел начинку и сделал. Если будет чем хвастаться неприменно отчитаюсь. У ребенка есть любимая игрушка, лисичка. Очень хочется,чтоб она заговорила или хотя бы замурлыкала. А можно узнать ссылки на те магазины, о которых говорите? Где можно модули купить?

10 Ответ от serpetskiyvaleriy 2019-03-11 16:07:09

сейчас для этого и телефон сгодится)

Среди существующих игрушек особою позицию занимают те, которые могут говорить и реагировать на прикосновения. Такие игрушки называют интерактивными.

В последнее время наибольшей популярностью у девчонок и мальчишек пользуется интерактивная птичка Little Live Pets. Такая игрушка станет прекрасным подарком для ребенка, который мечтает о домашнем питомце.

Особенности интерактивных игрушек

Говорить игрушки могут благодаря специальному устройству, которое монтируется внутри игрушечного корпуса. Эти блоки отличаются функциональностью:

самым простым механизмом является звуковой однократно записываемый модуль. Время проигрывания может быть от 1 до 6.5 минут;
более сложные устройства позволяют повторно записывать мелодии или фразы. Интерактивные игрушки с такими системами учатся говорить вместе с ребенком, постоянно увеличивая словарный запас. Также можно записать сказки или песни, исполненные мамой или другим родственником;
существую системы, которые активируются не нажатием кнопки на звуковом блоке, а при помощи голоса или касания различных частей игрушки.

Например, интерактивная кукла при прикосновении к щеке начинает смеяться, а если взять ее за руку – заговорит.

Дети разных возрастов любят говорящие игрушки. Играя с ними, малыши учатся общению, получают новые знания и другие навыки. Единственным недостатком интерактивных игрушек можно назвать их стоимость. Чем больше такая игрушка выполняет функций, тем выше ее цена.

Мастерим игрушку самостоятельно

Если вы хотите порадовать ребенка говорящей игрушкой, то можно сделать ее самостоятельно.

Собрать программируемый звуковой модуль в домашних условиях сможет человек, который знаком с радиоэлектроникой. Но в этом нет особой необходимости, сегодня такие блоки можно приобрести в интернете или специализированном магазине.

Процесс изготовления говорящей игрушки выглядит так:

Подбираем игрушку. Она может быть магазинной или изготовленной самостоятельно. Сегодня очень популярны текстильные игрушки ручной работы.
Приобретаем музыкальный модуль и записываем на него мелодию, текст или сказку. Также можно взять звуковой модуль из любой старой игрушки, только проверьте работоспособность батареек.
Распарываем шов на том месте, где будет устанавливаться блок.
Размещаем модуль внутри игрушки, при этом важно обратить внимание на кнопку, она должна быть доступна для нажатия.

После этого останется лишь незаметно зашить шов и все – игрушка стала говорящей.

Всё началось с того, что в пытливый ум одного моего друга и коллеги netsnail пришла светлая мысль: а почему бы не только детей, но и взрослых не повеселить тематическими шутками? Благо доступное и хорошо зарекомендовавшее себя железо сейчас уже ни разу не редкость, да и умеет оно не только лампочками мигать, но и песни петь.

В связи с этим он позвонил мне и предложил ~~повторить эпический подвиг~~ убедиться так ли хорошо ESP8266 музыку в MP3 формате играет по сети и ~~не разрывает ли хомячка на куски~~ хватает ли реально производительности, что я и сделал по быстрому в новогодние праздники 2016 года:

На видео ESP8266 играет интернет радио, выводя звук с помощью хака «5-битный PWM через I2S».

Однако проигрывание MP3 радио из интернет кушало почти весь ресурс ESP8266 и звучало «так себе», в то время как воображение уже рисовало нам нечто большее, чем просто MP3 радио колонку. С этими творческими порывами мы и пошли к нашей команде и любимому шефу Владимиру.

После небольшого мозгового штурма начала вырисовываться более детальная картина и даже логическая цепочка того, что мы не только хотим, но и можем сделать:

Выбор железа

Изначально хотелось сделать очень простой, но полностью рабочий прототип на плате «всё в одном», поэтому решили попробовать на LinkIt ONE от MediaTek. И netsnail это почти сходу удалось. Был и коннект с телефоном и с SD карточки MP3 отлично проигрывались.
Казалось бы — вот оно счастье и готовая уже платформа! Но потом мы столкнулись с ~~суровой реальностью~~ ограничениями их закрытого SDK и эйфория прошла.

Мы поняли, что готовой платформы на одной плате, удовлетворяющей всем нашим пожеланиям, не было в природе, а значит нам предстояло создать её с нуля.

Итак, нам предстояло выбрать (февраль 2016) наиболее подходящий BLE чип, который необходимо было связать с ESP8266. В качестве связи между ESP8266 и BLE чипом (мы тогда не знали ещё какой это будет чип) решили использовать стандартный TWI (I2C).

А вот с BLE выбор был тогда не особо велик:

— выглядел очень многообещающе, но на поверку SDK оказался очень сырой, а железо BLE «брелка» Broadcom WICED Smart настолько глючным, что я ничего тут особо писать не буду, чтобы не ругаться. Дайте знать, если сейчас ситуация улучшилась.

— первый чип, который сразу порадовал. Но тогда не было компактного BLE модуля — rekod начал прототипировать на отладочной плате, SDK очень понравился, содержал много разных рабочих примеров. Пример BLE ANCS запустился сходу и мы тут же увидели уведомления с iPhone в логах с UART. Кстати на этой отладочной плате есть настоящий программатор и отладчик SEGGER J-Link, что сильно облегчило нам жизнь в дальнейшем.

Ловить глюки из-за отваливающихся dupont кабелей, особенно на модуле nRF51822, где pin'ы чуть меньше размером, было очень грустно.

BLE сервисы на nRF51822 и iOS приложение

Тем не менее я и affair уже на этом железе-пауке начали реализовывать BLE сервисы и характеристики на nRF51822, поделив всё примерно пополам:

Apple Notification Center Service (ANCS) — для получения уведомлений о событиях со смартфона.
Apple Current Time Service (CTS) — при подключении игрушка берёт время с телефона.
HandShake Service (HSS) — этот сервис, кстати, делает игрушку «неугонямой» в отличие от обычных гарнитур и подобных гаджетов. Дело в том, что в облаке есть СlientID и пользователь не просто делает pair телефона и игрушки по Bluetooth, но и дополнительную привязку, которую не так то легко сбросить. Описание этого процесса требует отдельной статьи, поэтому ограничусь кратким упоминанием.
Battery As Service (BAS) — передача состояния батарейки в приложение на смартфон.
Content Service (CONTS) — этим можно посмотреть список проигранных ранее шуток, с текстом (текст берётся с сервера в облаке).
Settings Service (SETTS) — этим можно настроить фильтры неприемлемого контента шуток, время когда игрушка должна молчать (ночью, например) и т.д.

На картинке справа виден главный экран приложения.

Тут flexxnn не выдержал наших страданий из-за отваливающихся проводков и сделал дома методом лазерного утюга первый нормальный прототип:

На фото не видно, но слот для microSD карты там уже есть. На маленькой квадратной платке внизу — ALC5627, звук был уже гораздо лучше, чем 5-битный PWM через I2S.

Для управления питанием выбрали AXP209. Позволяет и заряжать и использовать аккумулятор одновременно, а также следить за его состоянием. Чип очень распространённый, но имеет много специфики как в программировании, так и в требуемых внешних компонентах, т.н. «обвязке».

Магия на ESP8266

Параллельно с этим flexxnn портировал на ESP8266 Speex, FatFs, сделал bootloader для ESP8266 и nRF51822, чтобы можно было не шить обновлённые прошивки по проводам, а делать это помещая файлы прошивок на microSD карту.

Лично мне кажется ему помогали инопланетяне, так как сделал он это всё примерно за месяц. Но он не сознаётся в контактах с инопланетным разумом.

А затем и второй более нормальный прототип:

Но более нормальный прототип уже не лез в мягкую игрушку. А если бы и влез, то при резком движении на потенциального пользователя из игрушки полез бы «чужой», что конечно было неприемлемо для MVP.

Поэтому решено было заказать плату профессионалам и вот что получилось в итоге:

В кота такая конструкция уже отлично помещается, правда выглядит это как-то негуманно:

В то же время подтвердились опасения, что события с телефона могут приходить довольно часто и в итоге пользователь получил бы раздражение вместо веселья. Требовалась гибкая логика для фильтрации, которую можно легко менять в любой момент без перепрошивки. В связи с этим я, изучив матчасть и поняв, что для ESP8266 быстрых и компактных скриптов нет (Lua и microPython — интерпретаторы), решил портировать Pawn language, который быстро (всего лишь в 18 раз медленнее нативного) исполняет компактный байткод.

Кстати исходники на Pawn очень похожи на C, поэтому скрипты модифицировать одно удовольствие — их достаточно всего лишь скомпилировать в AMX байткод и скопировать на SD карту.

Обман гаджетов. Прикидываемся iOS на Android

И тут «внезапно» мы все вспомнили, что Android телефонов в мире не так уж и мало, а даже больше, чем телефонов с iOS.

В итоге мне пришлось в темпе проверить сможем ли мы обмануть гаджеты и прикинуться iOS на Android, чтобы они увидели сервис ANCS, неотличимый от Apple.

В итоге всё удалось и уже через неделю гаджеты (и наш кот не исключение) искренне верили, что у меня iPhone с ANCS сервисом, подключаясь к моему Nexus 5 и даже к старому Samsung Galaxy с Android 4.4.

Go Cloud

Так как никто не любит слушать шутку по несколько раз (факт), а также существуют предпочтения и культурные ограничения, решено было каждому пользователю формировать уникальный playlist. Для этого affair вплотную занялся сервером в облаке.

Но как решить кому что понравится? Правильно — пусть решит сам пользователь! Для этого я сделал базовый gesture detection на акселерометре LIS3DH от STMicroelectronics. Понравилась шутка — наклонил кота, как будто «да», не понравилась шутка — наклонил вбок, как будто «нет». А ещё добавил «незабудку» для телефона — если связь по BLE пропадает, а акселерометр фиксирует движение, значит кота куда-то несут, а телефон забыли.

После того как пользователь «полайкал» и обозначил тем самым свои предпочтения — информация уходит на сервер, где идёт сравнение «геномов» playlist'ов и пользователю формируются новые наборы шуток. Но это уже тема для отдельной статьи.

Итоги

В итоге из развлечения получилась отличная платформа, которая умеет:

связываться с телефоном по BLE и получать уведомления о событиях;
связываться по WiFi и скачивать контент и обновления прошивок;
сохранять и читать файлы в FAT32 на microSD;
играть шутки, упакованные speex кодеком;
определять предпочтения пользователя с помощью акселерометра (gesture detection);
формировать playlists под каждого пользователя на основе его предпочтений в юморе;

С этой платформой мы и вышли на kickstarter, назвав готовую игрушку KiQ. В первый же день собрали 40%, а сейчас уже 57%. Но это уже совсем другая история.

Спасибо всем тем, кто дочитал до этой строчки. Жду от вас интересных вопросов.

Наверняка у тех, кто имеет детей, накапливается куча старых сломанных игрушек. Где-то отломаны колеса, сломаны пульты. Дети в них уже давно не играют, и все это барахло валяется под ногами.

Дары китайской промышлености

Время от времени мы проводим ревизию игрушек и отбираем те, которые пойдут на разбор.

Внутри типичной китайской игрушки можно найти много полезных деталей:

Один-два мотора с редукторами

NiMh или LiIon аккумуляторы

Имея все эти запчасти и конструктор лего можно увлечь детей конструированием новых игрушек. Приведу пару примеров. Слева моторчик, вклеенный в кубик от лего-дупло. Справа к мотору с мощным редуктором я приклеил платформу от лего.

Тумблер в кубике от лего

Светодиоды оказались необычные. При подаче на них постоянного напряжения они начинают сами мигать разными цветами.

В основной массе китайских игрушек оказались стандартные моторчики, как на картинке выше. Они довольно слабосильные и не могут крутить колеса напрямую. К ним нужен редуктор. Вот, например, небольшой редуктор, сделанный из имеющихся деталей лего-техник. Рядом можно видеть батарейный отсек на платформе от лего.

На Али для таких моторчиков продается готовый редуктор с колесами.

Редуктор с Али

Сгоревший моторчик легко заменяется на запасной. У этого редуктора нет штатных мест крепления, поэтому я прикрутил к нему планку от лего-техник саморезами прямо в корпус.

Отдельного описания заслуживает плата управления. В основной массе китайских игрушек они на 4-5 каналов.

Мне попалась плата на чипе TXM8D423TS. Даташит на этот чип мне найти не удалось, но можно обойтись и без него. Я нашел на этой микросхеме 4 выхода, плюс еще один не распаянный.

На плате есть монтажные точки с надписями F,B,L,R - это выходы вперед, назад, влево, вправо. К ним напрямую можно подключать моторы.

На плате написано 40М, значит, этот приемник работает на частоте 40МГц. Был найден пульт, работающий на 40МГц, но он не смог управлять платой.

Плата управления

Я предположил, что плата настроена на какую-то неправильную частоту. В углу видна катушка с винтом для подстройки частоты приемника, но для начала надо определить частоту передатчика.

Берем осциллограф. Соединяем кончик щупа с его землей. Получается виток. Этот виток надеваем на антенну пульта, нажимаем на кнопки и видим на экране осциллографа несущую с частотой 40,7 МГц

Измерение частоты пульта

Затем внимательно смотрим на плату приемника в районе надпись ANT - это место присоединения антенны. Рядом есть транзистор. Если подать на плату управления питание 5 вольт и взяться щупом за одну из ног транзистора, то тоже можно увидеть какую-то частоту. При этом не обязательно нажимать на пульт. Вращая винт на подстроечной катушке можно получить частоту нашего пульта 40,7 МГц.

Сигнал на транзисторе рядом с антенной

Как только мы подстроили частоту, выходы F,B,L,R оживают. Изначально на них уровень "0". При нажатии на кнопки пульта на выходах устанавливается уровень питания.

Кстати, о питании. Я на плату управления подавал 8 вольт (2 Li-Ion аккумулятора) и она работала.

В итоге из платы управления и моторчиков дети собрали вот такую машинку на радиоуправлении

Попробуем ответить на вопрос: что общего у говорящей куклы, лампы накаливания и диктофона? На первый взгляд, ничего. На самом деле их связывает происхождение, а точнее, общий «родитель» – знаменитый изобретатель Томас Эдисон. Да-да, тот самый Эдисон, благодаря которому в наших домах появились электрические лампочки, телефоны, выключатели и масса других полезных вещей.

Прочитав эту статью, вы узнаете о том, кто и как учил кукол разговаривать и что из этого вышло.

Говорящая кукла — не единственная интересная игрушка для малыша. Гипоаллергенные мягкие игрушки также являются отличным развлечением для крохи. Мягкие пушистые мишки, Зайка Ми от российских производителей станут настоящими друзьями вашего карапуза.

Как всё начиналось в 19 веке

Попытки наделить голосом детскую игрушку предпринимались задолго до Эдисона. Так, в 1820-х годах Иоганн Непомук Мёлзел, музыкант и изобретатель метронома, который дружил с великим Бетховеном, сконструировал механическую куклу. Замечательным в ней было то обстоятельство, что она одна из первых умела довольно чётко произносить два слова: «папа» и «мама». В то время это была удивительная игрушка.

Впрочем, Томас Эдисон продвинулся гораздо дальше. У его куклы были деревянные конечности и фарфоровая головка. И вот она, благодаря размещённому внутри фонографу, читала детские стишки. Казалось бы, это изобретение ждет блестящее будущее. Но события развивались иначе.

Фонограф Эдисона имел головокружительный успех, чего, к сожалению, не скажешь о говорящих куклах изобретателя. Нарядные игрушки разговаривали скрипучими визгливыми голосами, что явно не вязалось с их кукольной внешностью. А стоили они непомерно дорого и быстро теряли способность «говорить». Всему виной был хрупкий восковой цилиндр, с которого считывался звук.

Однако энтузиасты не опускали руки, и в 1893 году мастерам компании Jumeau удалось усовершенствовать кукольный механизм и продлить жизнь миниатюрного фонографа. Они изменили конструкцию цилиндра и использовали целлюлозу вместо хрупкого воска. В итоге французские фарфоровые куколки жили дольше, знали более 30 слов, пели и читали стихотворения. Серьёзным препятствием разговорчивых красавиц от Jumeau на пути к детям также была высокая цена.

Надо сказать, что прошло довольно много времени, прежде чем куклы научились «по-настоящему» разговаривать. Первой полноценно говорящей куклой стала Болтушка Кэти (Чатти Кэти), которую придумали в знаменитой фирме Маттел. Она появилась в 1960-м и произвела фурор, лишь немного уступающий успеху Барби. Болтушка Кэти довольно чисто и громко произносила от одиннадцати до восемнадцати фраз, работала безотказно и стоила меньше двадцати долларов. Это была поистине народная говорящая кукла, которую могли себе позволить многие американские ребятишки.

Через несколько лет Кэти обзавелась обширным семейством — говорящими братишками и сестрёнками. Особой разговорчивостью отличалась Чармин Чатти – старшая сестра Кэти. Эта веснушчатая девчушка в очках была редкой умницей и могла произносить в произвольном порядке более 100 предложений. Более того, она знала иностранные языки. Чтобы начать разговор на новую тему, Чармин нужно было всего лишь заменить запись через небольшое отверстие на боку. Эта уникальная кукла умела даже играть в настольные игры со своей хозяйкой.

Современные болтушки

К сожалению или к счастью, к середине 1980-х механизм Чатти Кэти и родственных ей кукол окончательно устарел. На игрушечном рынке их потеснили пластмассово-виниловые болтушки на батарейках. Такие «продвинутые» говорящие куклы со сменными пластинками отличались разнообразным репертуаром.

В Советский Союз их завозили из дружественных Чехословакии и ГДР. И, конечно, разговорчивые красавицы не шли ни в какое сравнение с Машами из «Детского мира», тоскливо произносящими единственное слово «мама». О заграничной подруге мечтали многие советские девчонки.

Сегодня игрушкой на батарейках никого не удивишь. Наступила эра умных интерактивных кукол, которые плачут, смеются, поют песенки, реагируют на прикосновение и даже узнают голос своей хозяйки. Заскучать с такими замечательными подружками попросту невозможно.

Читайте также: