Construa um Billy Bass "Grande Boca" Controlado por Alexa com Arduino, Shield L293D e Amplificador LM386

Componentes e Materiais

Big Mouth Billy Bass (peixe cantor)	×	1
Amazon Echo Dot (2ª Geração)	×	1
Arduino UNO	×	1
Shield Driver de Motor L293D (Kuman)	×	1
Amplificador LM386	×	1

Ferramentas Necessárias

• Ferro de solda

Sobre o Projeto

Materiais

• Big Mouth Billy Bass
• Echo Dot 2ª Geração
• Arduino Uno
• Shield Driver de Motor Arduino
• Amplificador LM386
• Cabo de áudio 3,5 mm
• Pelo menos 4 pilhas tipo C

*Este modelo de Billy Bass parece o mais próximo do meu; qualquer um serve, mas alguns podem ter apenas dois motores.

Desmontando o Billy Bass

1. Remova os parafusos traseiros (guarde-os) e abra a carcaça. Você verá os motores do lado do peixe e o compartimento de pilhas na tampa traseira.
2. Identifique os fios dos motores na placa original (PCB), corte-os deixando o máximo de comprimento possível. Marque ou etiquete cada par. Corte também os fios da bateria – eles serão usados para alimentar o Arduino via shield motor.
3. (Opcional) Localize o interruptor do sensor de movimento original. Corte seus fios e solde o positivo da bateria passando por esse interruptor, permitindo ligar/desligar a alimentação dos motores convenientemente.
4. Encaixe o shield motor no Arduino. Conecte os fios dos motores (positivo/negativo) nas portas M1, M2 e M3 do shield. Conecte os fios da bateria do Billy nos terminais EXT_PWR do shield.

Controlando os Motores

Instale a biblioteca Adafruit Motor Shield Library e carregue o sketch de diagnóstico para testar M1, M2 e M3 em sequência. Ajuste as variáveis head, mouth, tail no código conforme sua ligação. Se algum motor girar ao contrário, inverta os dois fios no shield.

Desmontando o Echo Dot e Detecção de Áudio

1. Remova a base de borracha do Echo Dot (2ª gen.), retire a camada adesiva e desparafuse os 4 parafusos Torx. Separe as duas placas (cuidado com o flat cable).
2. Corte o cabo de áudio 3,5 mm rente ao plug. Descasque para expor os contatos: esquerdo (L), direito (R) e terra (muitos fios finos). Solde um fio em L e outro em R (juntando para mono) e torça os fios de terra. Teste a saída de áudio com uma caixa portátil.
3. Conecte o sinal de áudio (L+R mono) no pino IN do amplificador LM386, e o terra no terra do áudio. Alimente o amplificador com 5V/GND do Arduino (ou da bateria do Billy). Conecte o alto-falante original do Billy na saída do amplificador.
4. Agora, plugue o jack 3,5 mm no Echo Dot – você deve ouvir a Alexa pelo alto-falante. Se o volume estiver baixo, gire o potenciômetro (parafuso pequeno) no LM386 para aumentar o ganho (cuidado com ruído).
5. Com o amplificador orientado com os 4 pinos para baixo, os terminais do alto-falante ficam no "topo". Solde um fio extra no terminal superior esquerdo e leve ao pino analógico A0 do Arduino (pode ser A1 ou outro analógico).

Sketch de Diagnóstico de Áudio

Dois testes essenciais antes de prosseguir:

1. Peça "Alexa, toque Slayer" – você deve ouvir música pelo alto-falante.
2. Carregue o sketch de diagnóstico de áudio, abra o Monitor Serial (9600 baud) e veja se aparece log indicando reprodução de música. O LED onboard do Arduino deve acender quando houver som.

Se não funcionar, verifique alimentação do amplificador, conexões do cabo 3,5 mm e tente o outro terminal do alto-falante no amplificador. Ajuste o quietThreshold no sketch se necessário.

Juntando Tudo

Conecte o sinal do amplificador ao pino A0 do shield motor, plugue todos os motores. Carregue o sketch final que combina leitura de áudio com movimentos avançados dos motores. Alimente o Echo Dot e conecte o cabo de áudio – o peixe "ganhará a personalidade da Alexa".

Montagem Final na Carcaça

Fixe os componentes dentro da carcaça do Billy: cole a PCB inferior do Echo Dot na base, prenda a PCB superior com parafuso em um dos suportes originais cortado ao meio. Cole o amplificador na tampa traseira (longe do alto-falante para evitar chiado). Cole o Arduino com cola quente no espaço restante. Use fios longos ou conectores destacáveis para facilitar manutenção.

Fure a carcaça para o microfone do Echo Dot captar melhor o áudio. Faça um furo lateral para passar dois cabos USB: um para programar o Arduino, outro para alimentar o Echo Dot (power bank). Também é possível alimentar o Echo Dot pela bateria do Billy, mas minha tentativa falhou – atualizarei se conseguir.

Conclusões

Usar o Echo Dot em vez de Raspberry Pi traz todas as funções nativas da Alexa (Drop In, chamadas, etc.). A desvantagem é não distinguir tipos de som (voz vs. música) para animações específicas. Seria interessante revisitar com Alexa no Raspberry Pi para detectar voz e adicionar processamento de áudio (efeito subaquático). Fica para um dia chuvoso.

Espero que tenha gostado do tutorial. Boa hackeação!

Código

Três sketches no GitHub Gist:

• Sketch principal (motores + áudio)
• Sketch de diagnóstico de motores
• Sketch de diagnóstico de áudio