Appearance

3.3 动听音乐盒 ​

3.3.1 造型介绍 ​

  这款 AI 动听音乐盒是趣味积木智能交互摆件，机身正面装有 WonderLens 视觉摄像头充当 “眼睛”，底部搭载蜂鸣器发声元件，搭配 360° 舵机可完成音乐盒旋转展示动作。整体积木组装简单，结构拆分清晰，方便我们接线调试。当摄像头识别到不同数字卡片时，蜂鸣器会播放对应专属音调，舵机同步缓慢旋转，实现数字识别与声光联动演奏，是能直观感受 AI 数字识别与音频交互的创意小作品。

3.3.2 学习目标 ​

  1. 学会使用 WonderLens 模块完成数字卡片识别，掌握数字识别信号读取方法。

  2. 熟练编写蜂鸣器多音调、完整旋律程序，掌握不同音符音调控制逻辑。

  3. 掌握数字识别、蜂鸣器、舵机三者联动编程，实现识别不同数字播放对应乐曲。

  4. 搭建完整造型并调试程序，具备简易 AI 视觉声光交互作品制作能力。

3.3.3 积木搭建 ​

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3.3.4 设备接线 ​

将 WonderLens 视觉模块接线插入 ESP32 主控器 接口；

将 360° 积木舵机接线插入 ESP32 主控器 接口，舵机 接线要插入 S1 的 引脚处。

示意图：

3.3.5 程序编写 ​

(1) 程序原理图 ​

(2) 添加扩展库 ​

  • 在 “扩展” 中选择 “传感器” 添加 “WonderLens” 。

(3) 核心代码块解析 ​

指令块所在类别功能说明
对比左侧数值与自定义数值，输出大于判断的布尔结果
创建自定义变量用于存储数据
读取自定义变量内存储的数据
为指定自定义变量赋予自定义数值
根据自定义音调、节拍、播放模式播放音频
控制指定接口的舵机按照设定速度进行转动
切换视觉摄像头对应的 AI 视觉工作模式
刷新摄像头画面并读取当前视觉模式的识别数据
提取数字识别结果里置信度最高的数字

(4) 完整程序展示 ​

  1. 启动时，初始化 WonderLens 视觉模块接口 P4，将模块切换为数字识别功能；

  2. 在主程序中循环执行：更新并获取 WonderLens 视觉模块识别结果，提取置信度最大的数字存入"Result"变量；"Result"为 0 时 S1 舵机停止转动，"Result"为 1~5 时 S1 舵机以 15 速度运转，并依次播放 C4、D4、E4、F4、G4 音调，每个音符播放后延时 0.8 秒，每次循环等待 0.01 秒。

  • 程序源文件存放于「附录文件」目录内的「程序文件」，可前往该处下载压缩包获取。

3.3.6 程序下载 ​

3.3.7 扩展提升 ​

拓展任务 1：RGB 灯光同步声光演奏

  1. 项目目标：识别数字卡片时，蜂鸣器播放旋律的同时 RGB 彩灯匹配专属色彩同步点亮，打造声光一体演奏效果；数字 1 亮红色、数字 2 亮橙色、数字 3 亮橙色、数字 4 亮蓝色、数字 5 亮紫色。

  2. 实现思路：新增 RGB 彩灯硬件接线，在各数字识别条件分支内添加灯光调色代码；不同数字绑定对应灯光颜色与专属旋律，实现灯光、音效同步触发。

  3. 挑战点：数字识别稳定不跳号，灯光切换无频闪，音效与灯光同步输出不卡顿。

拓展任务 2：卡片移开延时停止演奏

  1. 项目目标：数字卡片移开后，音乐盒不会立刻停止播放，演奏完1s再静音，舵机缓慢回正，模拟真实八音盒演奏效果。

  2. 实现思路：新增计时变量，卡片消失标记触发演奏延时；延时未结束持续播放旋律、保持灯光，计时结束关闭蜂鸣器、灯光、舵机归位。

  3. 挑战点：延时播放不干扰摄像头实时识别新卡片，多外设同步运行无延迟卡顿。

拓展任务 3：除了动听音乐盒，本节课数字识别的思路还能改造出哪些智能小作品

  1. 数字密码锁：保留摄像头数字识别核心代码，替换蜂鸣器为电动锁，识别指定数字组合自动解锁。

  2. 数字抢答计分器：搭配点阵屏，识别不同数字卡片自动累加对应分数，屏幕实时更新总分。

  3. 通用改造思路：不用修改摄像头数字识别的核心代码，只更换输出硬件，新增对应硬件控制指令，依靠 “识别到指定数字就触发动作” 的逻辑，就能做出不同智能作品。

3.3.8 课后问答 ​

问题 1：舵机接线时，橙色信号线必须接 S1 白色引脚，接错会出现什么问题？

答：S1 接口白色引脚是专门传输控制信号的引脚，舵机依靠这个信号判断转动角度。如果橙色信号线接到电源或接地引脚，主板无法给舵机发送控制指令，会出现两种故障：一是舵机完全不动，音乐盒无法旋转；二是舵机不停抖动、乱转，严重时会发热损坏。同时程序里所有控制音乐盒旋转的代码都会失效，无法实现播放乐曲同步旋转的效果。

问题 2：摄像头可以正常识别数字卡片，蜂鸣器能发声，但舵机完全不旋转，请给出最常见故障和排查方法。

答：1. 接线故障：舵机橙色信号线没有插在 S1 白色信号引脚。排查：断电后重新对照图纸核对三根线接线顺序。

  1. 程序故障：舵机旋转代码没有放进 “识别到数字卡片” 的条件分支里。排查：打开程序，把舵机旋转、延时指令移动到数字识别成功分支内。

  2. 硬件损坏：舵机本身故障或 ESP32 的 S1 接口损坏。排查：更换完好舵机接入 S1 测试，依旧不动则更换主板其他舵机接口测试。

3.3.9 技术支持与产品讨论 ​

如果您在产品使用过程中遇到困难，欢迎您通过如下方式向我们反馈：

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