小发明触觉手套与Unity+PICO4蓝牙链接-基于Arduino+震动电机实现

一、硬件选型与成本控制（总成本＜¥200）

组件	型号	单价	数量	小计	购买渠道
Arduino Nano	CH340芯片版	¥25	1	¥25	淘宝/拼多多
震动电机	1020空心杯电机（3-4V）	¥2.5	5	¥12.5	电子元件商城
电机驱动模块	L9110S双路电机驱动	¥3.8	3	¥11.4	淘宝
蓝牙模块	HC-05从机模块	¥18	1	¥18	淘宝
手套基材	劳保棉线手套	¥5	1	¥5	本地超市
其他耗材	杜邦线、热熔胶等	-	-	¥30	已有/电子市场
总计				¥101.9

二、硬件接线方案

graph TD
A[Arduino Nano] -->|D2| B(L9110S模块1 IN1)
A -->|D3| C(L9110S模块1 IN2)
A -->|D4| D(L9110S模块2 IN1)
A -->|D5| E(L9110S模块2 IN2)
A -->|D6| F(L9110S模块3 IN1)
A -->|D7| G(L9110S模块3 IN2)
B --> H[电机1]
C --> H
D --> I[电机2]
E --> I
F --> J[电机3]
G --> J
A -->|TX/RX| K[HC-05蓝牙模块]
L[3.7V锂电池] --> M[L9110S VCC]
L --> N[Arduino VIN]

• 电机布局：

  • 电机1：右手拇指指腹（翻晒阻力反馈）

  • 电机2：右手掌心（蒸汽压力反馈）

  • 电机3：左手手腕（系统警报反馈）

 三、Arduino代码实现（C语言）

手把手教你完成Arduino代码的编写和上传，并提供最简化的操作流程。你只需要跟着以下步骤操作即可。

3.1 Arduino代码：从零开始详细步骤

​1. 安装Arduino软件

• 下载地址：https://www.arduino.cc/en/software
  选择适合你电脑系统的版本（Windows/Mac），安装时全部点“下一步”即可。

​2. 连接Arduino到电脑

• 用USB线将Arduino Nano连接到电脑，电脑会自动安装驱动（如果失败，参考这个教程：点击这里）。

​3. 创建新代码文件

1. 打开Arduino软件，你会看到一个空白窗口。
2. 直接复制以下代码（替换掉窗口里默认的所有内容）：

// 震动手套简化版代码（小白专用）
void setup() {
  // 设置3号、5号引脚为输出（对应两个手指的电机）
  pinMode(3, OUTPUT);
  pinMode(5, OUTPUT);
  // 初始化串口通信（用于调试）
  Serial.begin(9600);
}

void loop() {
  // 如果电脑发送了指令（比如字符'A'）
  if (Serial.available() > 0) {
    char cmd = Serial.read();
    // 如果收到'A'，启动3号引脚电机（强度50%）
    if (cmd == 'A') {
      analogWrite(3, 128); // 128代表50%功率（范围0-255）
      Serial.println("震动大拇指！");
    }
    // 如果收到'B'，停止所有电机
    else if (cmd == 'B') {
      analogWrite(3, 0);
      analogWrite(5, 0);
      Serial.println("停止震动！");
    }
  }
}

​​4. 上传代码到Arduino

1. 在软件顶部菜单选择：
   ​工具 > 开发板 > Arduino Nano
   ​工具 > 端口 > 选择你的Arduino端口​（例如COM3或/dev/cu.usbmodem*）
   https://www.arduino.cc/wiki/static/dd361e5f9c43b4bb4e0466b15399e6d6/6a791/board-port.png
2. 点击左上角的 ​**→** 按钮（“上传”），等待显示“上传成功”。

---

​3.2、硬件连接：最简版本（2个电机）​

​1. 所需材料

• Arduino Nano ×1
• 震动电机 ×2
• 电阻（220Ω） ×2
• MOSFET晶体管 ×2
• 电池（3.7V） ×1
• 面包板 ×1（可选，简化接线）

​2. 接线图（跟着颜色做）​

https://i.imgur.com/7Q0g4r2.png

1. ​红色线：电池正极 → 电机的正极（两个电机并联）
2. ​黑色线：电池负极 → MOSFET的源极（Source，引脚1）
3. ​黄色线：Arduino引脚3 → 电阻 → MOSFET的栅极（Gate，引脚3）
4. ​蓝色线：电机负极 → MOSFET的漏极（Drain，引脚2）
   （第二个电机同理，接Arduino引脚5）

🔥 注意：MOSFET有方向！平的一面朝上，引脚从左到右为1(Gate), 2(Drain), 3(Source)
如果接反会烧坏，不确定请搜索“IRLB8721引脚图”

---

​3.3、测试：让电机动起来！​

1. 保持Arduino通过USB连接电脑。
2. 打开Arduino软件，点击右上角的 ​放大镜图标​（“串口监视器”）。
3. 在右下角输入框输入 A 然后点“发送”，观察大拇指电机是否震动。
4. 输入 B 停止震动。

下面的代码备选 

#include <SoftwareSerial.h>
SoftwareSerial BTSerial(10, 11); // RX,TX

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  BTSerial.begin(9600);
  pinMode(2, OUTPUT); // 电机1控制引脚
  pinMode(3, OUTPUT);
  pinMode(4, OUTPUT); // 电机2控制引脚
  pinMode(5, OUTPUT);
  pinMode(6, OUTPUT); // 电机3控制引脚
  pinMode(7, OUTPUT);
}

void loop() {
  if (BTSerial.available()) {
    char cmd = BTSerial.read();
    
    // 示例指令格式：M1-200 (电机1震动200ms)
    if(cmd == 'M') {
      int motorNum = BTSerial.parseInt();
      int duration = BTSerial.parseInt();
      
      switch(motorNum) {
        case 1: 
          digitalWrite(2, HIGH);
          digitalWrite(3, LOW);
          delay(duration);
          digitalWrite(2, LOW);
          break;
        case 2:
          digitalWrite(4, HIGH);
          digitalWrite(5, LOW); 
          delay(duration);
          digitalWrite(4, LOW);
          break;
        case 3:
          digitalWrite(6, HIGH);
          digitalWrite(7, LOW);
          delay(duration);
          digitalWrite(6, LOW);
          break;
      }
    }
  }
}

四、Unity通信集成（C#脚本）

4.1 与Unity通信（无需蓝牙，先用有线测试）​

​1. Unity设置

1. 在Unity中导入 ​Ardity插件​（免费，下载地址：点击这里）
2. 创建一个空物体，挂载以下脚本：

using UnityEngine;
using Ardity;

public class SimpleVibrate : MonoBehaviour {
    void Update() {
        if (Input.GetKeyDown(KeyCode.A)) {
            // 发送字符'A'到Arduino
            SerialPortManager.Instance.SendMessage("A");
        }
        if (Input.GetKeyDown(KeyCode.B)) {
            // 发送'B'停止
            SerialPortManager.Instance.SendMessage("B");
        }
    }
}

2. 运行测试

1. 在Unity中点击Play，按键盘A/B键，观察电机是否响应。

---

​常见问题解决

1. ​电机不震动
   • 检查电池是否有电（用LED灯测试）
   • 用万用表测量Arduino引脚3/5是否有电压（应有0~5V变化）

​代码上传失败

• 重新拔插USB线，重启Arduino软件
• 确保选择了正确的开发板和端口

---

下一步：升级到无线（蓝牙）​

如果你完成了以上步骤，可以购买 ​HC-05蓝牙模块​（约¥30），接线如下：

1. 蓝牙模块的 ​TX → Arduino的 ​RX​（D0引脚）
2. 蓝牙模块的 ​RX → Arduino的 ​TX​（D1引脚）
3. 蓝牙模块的 ​VCC → Arduino的 ​5V
4. 蓝牙模块的 ​GND → Arduino的 ​GND

然后在Unity中改用蓝牙通信（需安装Android插件）。不过建议先掌握有线版本！

 参考：

using System.Collections;
using UnityEngine;
using System.IO.Ports;

public class HapticController : MonoBehaviour {
    private SerialPort serialPort;
    
    void Start() {
        // 蓝牙串口连接（需配对HC-05）
        serialPort = new SerialPort("COM5", 9600); // COM端口根据实际修改
        serialPort.Open();
    }

    // 触发震动示例：蒸笼揭盖时
    public void OnSteamLidOpen() {
        SendVibrationCommand(1, 500); // 电机1震动500ms
    }

    // 发送指令方法
    private void SendVibrationCommand(int motorID, int durationMs) {
        if(serialPort.IsOpen) {
            string command = $"M{motorID}-{durationMs}\n";
            serialPort.Write(command);
        }
    }

    void OnDestroy() {
        if(serialPort != null && serialPort.IsOpen) {
            serialPort.Close();
        }
    }
}

五、PICO4设备适配关键

1. 安卓蓝牙权限配置

• 在AndroidManifest.xml中添加：

<uses-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH"/>
<uses-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH_ADMIN"/>

• 修改Unity Player Settings：
  Target API Level ≥ 23，勾选"Internet Access"和"Bluetooth"

2. 无线通信优化

• 使用Android Bluetooth API替代串口通信（需安装Android Bluetooth Low Energy插件）

• 示例代码段：

// 在PICO端使用AndroidJavaObject调用蓝牙
AndroidJavaObject bluetoothAdapter = new AndroidJavaObject("android.bluetooth.BluetoothAdapter");
AndroidJavaObject device = bluetoothAdapter.Call<AndroidJavaObject>("getRemoteDevice", "00:12:6F:XX:XX:XX"); // HC-05地址

六、触觉反馈场景映射

交互事件	触觉反馈方案
药材切片力度过大	电机1高频震动（100Hz，200ms）
蒸笼蒸汽压力超标	电机2持续震动（强度渐变）
晒场药材未及时翻动	电机3间隔震动（每30秒提醒）
工艺步骤完成	三电机同步短震（庆祝特效）

---

七、延迟优化方案

1. 协议精简：
   将指令格式简化为单字节（如0x01表示电机1震动200ms）

2. 预加载震动模式：
   在Arduino存储常用震动模式（如M1-200），Unity发送模式编号而非具体参数

3. 蓝牙参数调整：
   修改HC-05波特率为115200（需AT指令配置）

---

八、验证测试流程

1. 硬件连通性测试：

   • 使用Arduino IDE串口监视器发送指令测试电机响应

2. Unity基础通信：

   • 在PC端运行Unity，通过USB连接Arduino测试震动触发

3. PICO无线联调：

   • 将Unity工程打包至PICO4，测试蓝牙指令传输

4. 场景集成测试：

   • 在九蒸九晒流程中嵌入触觉反馈事件

按照此方案，即使零电子基础，也可在 48小时内 完成触觉手套原型搭建。重点在于保持蓝牙通信稳定，建议优先使用USB直连调试，后期转为无线。