Stack-Chan 机器人开发指南
Stack-Chan 是一款基于 JavaScript 驱动的 M5Stack 嵌入式机器人项目，集成了表情显示、面部追踪、语音交互等多种智能功能。无论你是嵌入式开发新手还是机器人爱好者，这份指南都将帮助你快速上手并充分发挥 Stack-Chan 的潜力。
核心功能概览
Stack-Chan 机器人最吸引人的地方在于它丰富的交互能力。通过 M5Stack 平台，这个可爱的小机器人可以：
- 生动表情显示：通过屏幕展示各种可爱的面部表情
- 智能面部追踪：能够检测并跟踪人脸或特定目标
- 实时模仿功能：同步模仿用户的动作和表情变化
- 语音对话交流：支持语音输入输出，实现自然的人机对话
- 模块化扩展：轻松连接各种 M5Unit 扩展模块
快速入门：硬件准备与固件刷写
选择适合的硬件配置
Stack-Chan 支持多种硬件组合，你可以根据需求选择：
- 基础配置：M5Stack Basic + SG90 舵机
- 进阶配置：M5Stack Core2 + RS30X 舵机
- 专业配置：M5Stack CoreS3 + Dynamixel 舵机
固件刷写详细步骤
刷写固件是启动 Stack-Chan 的第一步，推荐使用 Web 刷写工具：
- 将 M5Stack 设备通过 USB 连接到电脑
- 打开浏览器访问本地刷写页面
- 选择对应的设备型号和固件版本
- 确认连接并开始刷写过程
- 等待刷写完成并重启设备
外壳组装指导
从项目 case 目录下载对应的 STL 文件进行 3D 打印：
- SG90 外壳：适合入门级用户，组装简单
- RS30X 外壳：提供更好的稳定性和精度
- Dynamixel 外壳：专业级配置，支持高级功能
软件环境搭建
开发环境配置
Stack-Chan 使用 JavaScript 和 TypeScript 作为主要开发语言，环境配置包括：
- Node.js 环境：确保安装最新稳定版本
- TypeScript 支持：提供更好的代码提示和类型检查
- 项目依赖安装：通过 npm install 命令安装所有必要依赖
代码结构理解
熟悉项目结构对开发至关重要：
- 固件源码：firmware/ - 包含机器人核心功能实现
- 外壳设计：case/ - 各种型号的外壳 3D 模型
- 电路图设计：schematics/ - 硬件连接参考
核心功能深度解析
表情系统工作原理
Stack-Chan 的表情系统基于以下组件：
- 渲染器模块：负责表情的绘制和动画效果
- 面部资源：预定义的各种表情图案
- 实时更新机制：根据传感器数据动态调整表情
面部追踪技术实现
面部追踪功能通过以下步骤实现：
- 图像采集：使用摄像头获取环境图像
- 目标检测：识别并定位面部特征
- 运动控制：驱动舵机实现头部跟随
语音交互流程
语音功能包含完整的处理链路：
- 语音输入：通过麦克风采集用户语音
- 语音识别：将语音转换为文本指令
- 智能处理：理解用户意图并生成响应
- 语音合成：将文本回复转换为自然语音输出
常见问题解决方案
固件刷写失败处理
如果遇到刷写问题，可以尝试：
- 检查 USB 连接：确保设备被正确识别
- 重启刷写工具：关闭并重新打开刷写界面
- 尝试不同浏览器：某些浏览器兼容性更好
硬件连接问题排查
确保所有硬件连接正确：
- 舵机接线：检查电源和数据线连接
- 扩展模块：确认模块与主控兼容
进阶开发与定制
自定义表情设计
你可以创建独特的表情资源：
- 在 assets 目录中添加新的表情图片
- 修改渲染器代码支持新表情
- 测试表情显示效果和流畅度
功能模块扩展
Stack-Chan 支持丰富的功能模块：
- AI 对话模块：集成 ChatGPT 等 AI 服务
- 环境感知模块：添加温湿度传感器
- 无线通信模块：支持蓝牙和 Wi-Fi 连接
项目资源与支持
官方文档参考
项目提供了完善的文档支持：
- 入门指南：firmware/docs/getting-started.md
- API 文档：firmware/docs/api.md
- 模块说明：firmware/mods/README.md
通过本指南，你应该已经对 Stack-Chan 机器人有了全面的了解。从硬件准备到软件开发，从基础功能到高级定制，Stack-Chan 为你提供了一个充满创意和乐趣的开发平台。
