- 常见的“入门课程”仍然充满了专业术语、原理,让人恐惧。
- 本教程并非一个系统性的硬件设备课程。我们不是从0-1教大家入门,不会深入复杂的电路理论或编程语法,我们不“入门”,我们“开门”。
- 我们将聚焦于“实践体验”,你可以只看正文部分,从头到尾像拼乐高一样玩起来。
- 你会通过一个完整的项目,快速建立信心,用这个流程你可以拼装嘉立创开源商城上的一切东西,把它变成你的新的游戏乐园。
敲黑板!敲黑板!敲黑板!这样的文字第一遍都不用读:
你完全可以略过这些红色标记的“补充的部分”,但是如果你也想看看原理,你可以回过头来读补充部分,它是对正文部分操作步骤的更多的原理补充说明。
别在概念上纠结,干了才学!
欢迎来到新的玩具商店:嘉立创开源商城(https://oshwhub.com/)。
只要你学会了这些拼装方法,这里就不再是一个“专业硬件制作网站”,而是一个充满无限可能的成人乐高天地。
每一个模块、每一块开发板、每一个传感器,都将成为你创作的素材,而不是门槛。
特别感谢:开源项目otto机器人(https://oshwhub.com/txp666/ottorobot)
我们拼了一个什么:
草履虫级别:一个极简硬件框架+5 个步骤:
1个基本框架:一看就懂的极简的硬件框架
第一步:准备 - 说说你手上的东西都是什么。
第二步:连接 - 把壳子零件插在一起,不需要焊接(电路板)。
第三步:注入灵魂 - 给机器人装上“系统”(软件)。
第四步:塑造外壳 - 打印并组装身体(外形/组装)。
第五步:激活 - 联网开机,大功告成!(烧录)。
你将解锁以下超能力:
- 亲手制作你的AI女友: TA会跟你说话、唱歌,甚至能跳舞;
- 完整体验智能设备从0到1的全过程制造流程,用这个“流程”你可以拼一切设备。
前面不需要知道、放在文章最后的原理解说;初步掌握功能模块化思考框架,然后就可以像搭乐高一样,通过组合功能模块来构思和实现硬件功能,理解智能设备的核心逻辑就是:"输入-处理-输出"
1个基本框架:从梦里那个TA,到手中这个娃。
你的AI女友跟咱人类一样,也是靠"三板斧"行走江湖的:

来看看这个表格:

这个框架告诉我们,你的AI女友之所以能说、能跳,就是靠不同的功能小模块拼接出来的,要想实现某个功能,只要选择合适的模块就ok了。
补充(给好奇的你,也可直接略过):这个AI女友框架中各功能部件的相互关系
我们从框架入手,就可以思考:
我要怎样跟TA进行互动?是跟TA说话呢?还是让TA能看到你的样子?
TA的智力水平如何?能不能连wifi?是执行简单指令呢?还是复杂一点,能说会道的?
我希望TA怎样给反馈?是跟我聊天呢?是能给我传达表情呢?还是可以动起来呢?
各个模块串起来工作的框架是这样的:
是不是突然清晰多了!
第一步:准备 - 你手上的东西都是什么。
(1)功能模块的准备---傻瓜式一键购买:
- 傻瓜式套装-不需要任何焊接
(感谢此项目开源的作者飞起小鹏,他提供了一个懒人方案,不需要任何焊接,大家可以点击可自行购买,记得、记得选择“套餐三”
,大家也可以到B站看到作者更多的作品):
- 舵机,做动作的,记得买6个,点击查看购买链接,型号选90~180度的;
(2)到货,开箱!
你会收到这些东西:
- 电路板1块,上面已经集成了很多功能模块了;
- 机器人的外壳一套;
- 6个舵机。
如图:

按照基本框架,对应的功能模块是这样的:

接下来就需要把他们连接起来了!!
补充(给好奇的你,也可直接略过):看看更多的功能模块样子
关于开发板的说明:
所谓的开发板,集成了常用的元件和接口,比如MCU(微控制器)、电源、USB、按键、LED等,不用从头焊每个元件,用于快速验证不同模块的功能,非常适合初学者,关于开发板的详细解释,我们会在后续的教程上继续展开。
第二步:“神经连接”,把耳朵、嘴巴、表情接到大脑
这是一个高级版的连连看;请直接傻瓜式按图接线;
当然,在这个步骤结束的时候,我们也会尝试为你详细解释:接线就是一线对一针脚(pin)的对应关系。
(1)连线,就是功能一一对应。
傻瓜式插线,如图:

电路板上,也会有提示,请注意看:

补充(给好奇的你,也可直接略过):更多关于连线的
(a)“特殊”的连线:电路板(也叫PCB板)
焊接的本质,就是让各种电子元器件连线至电路板上。
日常我们常见的电路板(也叫PCB板),就好像披萨的饼底。
PCB板本质上是个各种元器件等的连接的载体,它的本质就是连线;电路板上的各种电子元器件、模块、插口等等,相当于已经连线到电路板上,如图:
PCB 板通常需要根据实际产品的形状、大小进行设计;咱们这次的案例,也是根据机器人大小的定制PCB板。
(b)关于针脚(pin脚)
在电路板上,有各种针脚(也叫pin脚),MCU的控制命令,就是通过这些针脚传输的,所以连线就是针脚与功能模块一一对应的关系(电路板上的电子元器件连接也是这个道理),我们只需要把插头,往针脚上插上,就可以了。
(c)稍微延伸,假如你是好奇宝宝的话,想知道"为什么这么插",咱就浅聊两句:
MCU(Micro Controller Unit,微控制器单元)是设备的大脑,负责处理所有数据和指令;它有很多"小触手"(针脚),它通过针脚与其他模块通信,接收输入信号并发送控制指令。
现在市面上的大部分MCU都集成在一块叫"开发板"的电路板上,上面不仅有针脚,还有很多已经做好的插口,方便你即插即用,简直是懒人福音。
所以“为什么这么插”这个问题,就是因为不同针脚对应不同的控制信号。
好奇的你可能会问,不同针脚的控制信号怎么设置呀?,这就需要设置MCU的的程序的,也就是第三步要介绍的步骤内容。
第三步:给TA注入“灵魂”,启动--固件烧录,告诉MCU如何行动

硬件组装完成后,我们需要为设备刷写固件程序。
这里,我们需要做两个步骤就行了:
(1)下载固件:
在我们这个案例里,我们可以直接通过这个连接下载到电脑,目前已更新到V1.4.4版本了(https://ottodiy.tech/assets/files/otto1.4.4-483299a57658c842f4751250d6bca221.bin)
- 首先:把固件下载好,也就是把系统下载到电脑;
- 然后:用数据线连接电脑和准备好的PCB板子,通过烧录工具,把固件传进去MCU里面,就成啦!
补充(给好奇的你,也可直接略过):更多关于连线的"固件是个啥玩意儿?"
简单!固件就是一本预设好的《AI女友行动指南》。它告诉MCU(大脑),从A插口(比如麦克风)收到了"我爱你"的信号后,应该在B插口(比如喇叭和显示屏)做出怎样的回应——是播放"讨厌啦",还是显示一个害羞的表情。
正经版本的解释就是:固件程序定义了MCU接收到特定输入信号后(例如,从麦克风接口接收到语音指令),应如何控制其他模块(例如,通过扬声器播放声音或在显示屏上显示信息)做出响应。
我们延伸一下:不同的固件,指令的组合不一样,对应不同型号的MCU,未来假如你要尝试更多的固件版本,下载的时候要注意适应的MCU型号,咱们的案例是基于小智AI机器人进行开发的,这里附上小智AI其他版本的固件,供大家更好的理解(https://dev.16302.com/tools/xiaozhiinit):
(2)烧录前准备:
准备烧录工具:我们建议通过网页端的方式(链接为https://dev.16302.com/tools/xiaozhiinit),这样免去安装工具的麻烦,不需要配置电脑的系统环境,最便捷。
(3)开始烧录:
a.连接电脑:
再次强调,一定要先插上电池后再连接电脑!连上电脑后按着BOOT键,连接电脑,这样电脑能识别到连接的新外设;

b.上传下载好的固件:

c.选择设备的端口:


d.开始烧录;
大概1分钟左右的时间

e.烧录完成

恭喜恭喜!现在咱们的AI女友只需要联网网络,就可以跟我们进行互动啦!!!!
补充(给好奇的你,也可直接略过):固件的编程预告
智能硬件设备涉及的编程,就是对固件代码的编写,其原理就是设定各针脚的信号,进而控制这个设备的反馈,想了解的你们,下次我们一起尝试用AI攻克它。
第四步:组装外壳 —— 为设备设计和安装外壳
经过前面的步骤,咱们的AI女友的核心模块、功能以及程序都已经准备好了,我们可以通过3D打印,为TA制作外壳,让TA更“有血有肉”。在这个案例里,如果我们没有购买现场的套装,那我们体验自助下单3D打印的流程,只需要:
先下载3D模型,然后交给3D打印的供应商就行了。
我们这里详细展示3D模型打印自助下单的过程。
(1)下载3D模型。
可以通过这个链接直接下载:https://makerworld.com.cn/zh/models/1117966-ottorobot-xiao-zhi-ai#profileId-1284462
下载3MF格式的,里面全部零部件的3D外壳都包含了。

(2)3D打印下单:
把下载的3MF文件发给3D打印的供应商,供应商就会根据文件进行打印了。我们用嘉立创3D打印平台来做演示(链接为:https://www.jlc-3dp.cn/)
a. 打开主页(可以通过微信注册账号),进入3D打印下单页面:

b. 上传刚下载的3MF格式的文件(平台也支持其他格式的3D文件)

c.上传文件以后,网站会对文件进行分析

分析结束后,会自动生成价格;另外,还可以详细模型及设置更多细节,这里我们都选择默认的设置即可:



d. 确认无误后,提交订单,并付款;然后就等待快递小哥上门送货啦~

(3)到货,整体开始组装!











至此,一切万事俱备了!
第五步:配置网络,苏醒!角色设置让TA变得更好玩~

(1)配网:
按开关按钮,TA会开始扫描wifi,因为第一次配置,TA会找不到wifi,大概一分中左右,TA就会进入配网模式,通过手机操作,连上TA发射出来的热点:

手机连接TA的热点后,进入网络连接,即设置TA要连入哪个wifi,连入wifi以后,TA就成功连上网了:

(2)后台设置,让TA更好玩:
连上wifi后,TA会提示登录到控制面板激活设备,并有一串验证码,这里的说的控制面板,其实是TA的后台(链接是https://xiaozhi.me/):

我们登录后台,用手机号码可以注册:

登录后台后,我们点击左上角新建智能体后,设置名称,然后再点添加设备,输入TA屏幕上的验证码:



至此,我们已经成功把TA绑定在后台了,然后我们再点击左下角的“配置角色”,进一步个性化TA的声音和个性:

现在,你可以通过语音直接跟TA进行交互啦,你可以跟TA聊天、尝试让TA唱歌,还可以让TA做动作,这里有一些动作指令:行走/转向、摇摆、太空步、上下运动、脚尖摇摆、抖动、上升转弯拍打等。你还可以详细的描述TA的角色介绍,TA会给你更多惊喜的互动噢!
(3)更多的角色配置,玩起来~
我们可以简单的角色配置的描述,TA就可以成为那个你想要的那个角色,发挥你的想象,让TA更好玩起来~
例如,小学老师:

小学老师教我念古诗:
例如:小狗管家

与小狗管家交流:
例如:老中医

老中医劝年轻人早点睡:
(4)连接MCP(后续介绍的新玩法)
不知道大家有没有看到上图右下角的“MCP接入点”是的,咱们的AI女友可以连接MCP了,大概的意思就是,TA可以操作我们的电脑,例如浏览网页啊、播放音乐啊、发邮件啊等等,是不是有很大的想象空间!当然,这属于更高阶的玩法了,Uncode Uncle争取未来为大家讲解更多的玩法。
🎉 结语:这不只是一个教程,这是你创造"奇迹"的史诗级开篇
恭喜你!你刚刚推开了智能硬件设备世界的大门。
你亲身体验一次完整的创造过程:
原来那些看起来高深莫测的智能设备,背后的原理竟然如此简单明了。
现在,你已经知道了:
构思蓝图(输入 → 处理 → 输出)
- 思考如何与设备交互(输入)。是语音命令(麦克风)、按键还是图像识别(摄像头)?接着,确定设备如何反馈(输出)。是语音播报(喇叭)、屏幕显示,还是具体动作(舵机)?最后,选择一个合适的"大脑"(处理)。根据功能复杂度和成本,选择合适的MCU(如ESP32)。
赋予灵魂(固件与规则)
- 硬件只是骨架,你需要用固件来定义它的行为规则。固件告诉MCU,当接收到特定输入时,应该如何通过针脚(Pin)发送电信号,来控制各个输出模块做出精确的响应。在我们这个案例中,固件已经设置好,我们把适合的固件版本烧录给机器人就行了。
连接躯体(模块与线路)
- 电路板(PCB板)是这一切的连接载体。它像一张预先规划好线路的地图,将MCU、电阻等微小元件直接固定在上面。而像屏幕、舵机等独立的、体积较大的功能模块,则通过线缆连接到PCB上预留的针脚接口,最终形成一个完整功能的电子系统。
塑造外观(外壳与结构)
- 当内部功能全部实现后,就需要考虑"安家"问题。我们需要为内部结构设计一个合适的外壳。在专业开发中,内部的PCB布局和外壳的结构设计需要紧密配合,确保所有组件都能严丝合缝地安装。

用一张图来总结总结:

更重要的是:
你打破了对技术的恐惧感,建立了"我也能造出来"的信心。这种信心,比任何具体的技术技能都更宝贵。
现在,当你再看到任何智能产品时,你的第一反应不再是"哇,好神奇",而是"嗯,我知道它大概是怎么工作的"。
这就是Uncode Uncle想要的:先开门,让你看到里面的风景。
门已经开了,风景你也看到了。
现在,去和你亲手创造的AI女友好好玩耍吧!
也欢迎持续关注Uncode Uncle