撰寫: 2023/4/3

發佈: 2023/4/29

06-組裝前之3D設計

為了確認所有所需的電路模組都能放入到玩偶內部，故在組裝配置先前採用3D模型設計軟體先行設計配置，以確認所占空間足夠；在此採用業界常用的3D模型設計軟體SolidWorks將所需的電路模組及玩偶建模。

玩偶選擇

雖然在此已經採用相當小型化的Raspberry Pi Zero W，但還有電源供應板、USB音效模組、放大器模組、喇叭、麥克風等電路加再一起，所以玩偶也不適合選擇像吊飾等級這類過小的玩偶，一般手抱式的玩偶大小較適合；基本上需要先將玩偶拆開移除多餘的內填充物，再將組合好的電路放入，再進行縫合。如此一來一回的程序相當花費時間及裁縫技巧，另外當需要電路維修時又需要重新再進行一遍相當花費時間；基於這個考量，在此我們第一個玩偶就選擇本身已經在玩偶背部開過孔並裝有拉鍊有內部空間可以使用的玩偶，正巧小孩淘汰的兔兔筆盒玩偶就非常適合這種需求，因此在這範例就以此玩偶為例。

在此可以看到兔兔筆盒玩偶設計上就是為了可放置文具，所以背部裝有拉鍊且有一定的內部空間可供我們放置我們所需的電路模組。

玩偶建模

確認適合的玩偶後，就需要將此玩偶建立3D模型；一般玩偶屬於柔軟性不規格的物體，所以不容易建立3D模型，我們建立3D模型主要的目的是要確認配置空間是否適當，所以在建立玩偶3D模型會以相類似的幾何物體來建構。

當然在建構玩偶3D模型前，需要對選定的玩偶進行3D量測，以下就是我當初針對兔兔筆盒玩偶進行3D量測的草稿：

有了以上的資料後，就可在SolidWorks將此兔兔筆盒玩偶進行建立3D模型，建立的模型如下：

因為耳朵部分不會用到，所以在此只用扁橢圓形表示；之後會將這些模型檔案分享出來。

電路模組建模

其他內部的電路模組個別建立模型如下：

• Raspberry Pi Zero W
  
• 自行設計鋰電池充電電源供應板
  
  前面有18650電池盒，後面有鋰電池充電模組。
• USB音效模組
  
• 放大器模組
  
• 喇叭
  
  因為要增加它的共振音量，所以在喇叭後方加上瓶蓋，所以造型像是圓柱體。
• 麥克風
  

之後會將這些模型檔案分享出來。

3D模擬組合

在此採用3D模擬組合主要還是以空間考量為主，除了考量空間外，還有配重、功能與配線問題；因應玩偶要能夠坐的穩，所以重心盡可能要低，所以將較重的電池模組放置下方後方；喇叭與麥克風朝前以利於接收前方的聲音，原則上應該要盡量隔離以防止回授。但效果不佳還是需要利用軟體的方式來避免，之後我們在軟體的部分再來討論。

最後根據上述的考量，內部所有電子模組組合如下圖：

放入在兔兔筆盒玩偶後的整體3D圖如下：

後記

本文為個人學習的經驗，後續有所改進將再發文分享；本人因工作因素發文後並不會經常檢視讀者問題，對於沒法及時回覆問題敬請見諒!

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