LaserKitty !!: 7 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:34

Sự thật được mọi người thừa nhận rằng một con mèo duy nhất đang sở hữu vận may phải muốn có một món đồ chơi laze. Đối với những quý ông độc thân muốn có vợ tương lai, cần phải tuân thủ một số biện pháp phòng ngừa. Nhưng điều đó không đúng với bất cứ điều gì thực sự đáng có?

Nếu bạn lo lắng về vật nuôi và sự an toàn của tia laser, hãy chuyển đến phần cuối của Tài liệu hướng dẫn này trước khi nhận xét. Nếu bạn lo lắng về người vợ tương lai, hoặc thậm chí là người vợ hiện tại, có lẽ bạn cần phải tìm nơi khác.

Bây giờ, bạn có thể xuống cửa hàng vật nuôi địa phương của mình và mua một con trỏ laser, và thậm chí có thể là một số thiết bị bổ sung tính năng tự động hóa thô sơ. Bạn sẽ tiết kiệm được một số tiền và có thể trả lại nếu nó không hoạt động. Hoặc bạn có thể tự mình xây dựng một cái gì đó. Có rất nhiều ví dụ đã có, nhưng đây là đóng góp của tôi cho kinh điển. Nó có tính năng:

• Kiểm soát toàn bộ điện thoại thông minh
• Chế độ thủ công, tự động và theo lịch trình
• Giao diện ứng dụng tùy chỉnh
• Trạng thái hệ thống được đồng bộ hóa giữa nhiều ứng dụng khách web
• Trạng thái hệ thống được phản chiếu trên LaserKitty !! chinh no
• Giới hạn phạm vi xoay và nghiêng có thể định cấu hình
• Độ dài và tần suất phiên trong thời gian phát có thể định cấu hình
• Các cửa sổ chơi có thể định cấu hình
• Trang thiết lập với các cài đặt hiện tại trong nháy mắt
• Đồng bộ thời gian NTP
• Trình quản lý WiFi để dễ dàng thiết lập trên các mạng mới
• Trình tạo giai điệu để phát chủ đề Nhiệm vụ bất khả thi trước mỗi buổi chơi: mèo của bạn có thể đánh giá cao hoặc có thể không thích điều trớ trêu.
• Thông báo pushbullet đến tất cả các thiết bị của bạn khi một phiên thời gian chơi mới bắt đầu
• Vị trí nhà có thể định cấu hình để thời gian chơi kết thúc ở bát đựng thức ăn hoặc đồ chơi cố định
• Tất cả cài đặt được lưu trữ trong EEPROM để không bị mất khi cúp điện
• Và nhiều hơn nữa! Chà, không hẳn, đó là về nó.

Bước 1: Nhận nội dung của bạn

Đây là những gì tôi đã sử dụng:

• Một lắp ráp xoay và nghiêng mini. Đây chắc chắn không phải là cái rẻ nhất mà bạn có thể tìm thấy và nó cần một số sửa đổi cho mục đích của chúng tôi. Tôi chọn nó vì nó trông ngầu hơn một chút so với những bộ lắp ráp bằng nhựa ở tầng hầm giá hời. Như một phần thưởng bất ngờ, thiết kế của nó cho phép lắp đặt tia laser một cách rất dễ dàng. Nó đi kèm với một vài servos vi mô nhưng tôi thực sự khuyên bạn nên mua thêm một loạt các Servos bổ sung cho mục đích thay thế. Bạn sẽ cần ít nhất một servo bổ sung (một servo bị hỏng cũng không sao).
• Một bao vây. Tôi thật khó chịu khi phải trả 8 đô la cho một chiếc hộp nhựa và bạn chắc chắn có thể tìm thấy thứ gì đó phù hợp với chi phí thấp hơn. Mặc dù vậy, có điều gì đó về kích thước của bao vây được liên kết.
• Một bảng phát triển dựa trên ESP8266. Tôi đã sử dụng NodeMCU. Không phải nói quá khi nói tôi yêu những điều này. Dễ sử dụng trong Arduino IDE và nhiều bộ nhớ flash cho các trang web của bạn. Cũng rẻ và, theo kinh nghiệm của tôi, rất khó chiên.
• Một tia laser mini. Mười với giá $ 6 bao gồm Amazon Prime. Đùa tôi à ?? Bây giờ tôi chỉ cần tìm ra những gì phải làm với chín người còn lại.
• Một bộ rung thụ động cho âm báo.
• Một rơle hai kênh. Tôi sử dụng những thứ này để bật và tắt servo và laser. Bạn có thể loại bỏ thành phần này như tôi sẽ giải thích sau.
• Nguồn điện 5VDC. Hy vọng rằng bạn sẽ có một trong số những thứ này nằm xung quanh một số gizmo đã bị lãng quên từ lâu nhưng nếu không phải bất cứ thứ gì rẻ và vui vẻ có thể tạo ra khoảng 1A của 5VDC là thứ bạn cần.
• Các vật tư tiêu hao khác như điện trở, đèn LED, dây nối, co nhiệt, thuốc hàn, keo nóng. Thông thường. Tôi cũng đã sử dụng một giắc cắm thùng cho nguồn điện 5VDC đến từ bộ sưu tập lớn các bo mạch nhái Arduino bị phá hủy đáng xấu hổ của tôi.
• Cuối cùng, nhưng không kém phần quan trọng, là một tấm decal vinyl cho cảm giác hoàn thiện kỳ lạ đó.

Đúng vậy. Bạn đang tìm kiếm khoảng $ 50 tất cả. Bạn có thể làm điều đó với chi phí thấp hơn nhưng mèo con của bạn không xứng đáng nhận được điều tốt nhất?

Bước 2: Công cụ và tài nguyên

Không có gì đặc biệt về mặt công cụ ở đây. Chỉ cần một mỏ hàn, đồng hồ vạn năng, máy khoan và các dụng cụ cầm tay cơ bản. Một nguồn cung cấp điện để bàn là tốt để thử nghiệm với tia laser nhưng không cần thiết.

Dự án này thực sự khai thác các khả năng của ESP8266 và đặc biệt là NodeMCU. Nếu bạn chỉ mới bắt đầu với ESP8266, tôi không tìm thấy tài nguyên duy nhất nào tốt hơn thứ này. Ngoài ra, đó là tất cả về Google để tìm câu trả lời cho các vấn đề nảy sinh trong quá trình này.

Bước 3: Chuẩn bị Bao vây

Như tôi có thể đã đề cập, trả 8 đô la cho một vỏ nhựa có vẻ hơi thái quá. Điều thậm chí còn tệ hơn là vặn mọi thứ bằng cách đặt một lỗ không đúng chỗ. Vì vậy, trước khi mang theo máy khoan và / hoặc bất kỳ thiết bị chế tạo hỗn hợp nào khác theo ý của bạn, hãy xem xét những sai lầm mà tôi đã mắc phải.

• Trước hết, bạn cần nghĩ xem tất cả các thứ sẽ phù hợp ở đâu. Tin tốt là vỏ bọc mà tôi đề xuất có rất nhiều không gian, ngay cả với hệ thống dây điện rất lộn xộn mà bạn thấy ở đây. Bạn thậm chí có thể lấy đi một hộp nhỏ hơn, đặc biệt nếu bạn loại bỏ các rơ le.
• Quan trọng nhất là nơi bạn sẽ lắp chảo và cụm nghiêng trong nắp. Nỗ lực đầu tiên của tôi được hiển thị ở đây. Tôi nghĩ rằng tôi sẽ đặt nó lệch tâm một cách nghệ thuật và lùi lại một chút để ổn định. Ý kiến tồi! Bạn cần lắp ráp càng gần mặt bên của nắp càng hợp lý càng tốt để bản thân vỏ không cản trở chùm tia ở các góc nghiêng cao. Ngoài ra, tôi nghĩ rằng cách sắp xếp lý tưởng sẽ là gắn tia laser lia vuông góc với cạnh ngắn hơn là, như tôi đã làm, với cạnh dài. Tôi đã làm theo cách khác vì lý do thẩm mỹ hoàn toàn mặc dù có nhiều khả năng bị can thiệp hơn một chút.
• Như bạn có thể thấy, NodeMCU được gắn trên Perfboard và có thể dễ dàng định vị để đầu nối micro USB của nó có thể truy cập được từ một khe ở bên cạnh hoặc phía sau. Điều này sẽ giúp cập nhật phần mềm dễ dàng hơn (không cần phải mở nắp). Ý tưởng ban đầu của tôi là sử dụng thư viện Over-The-Air (OTA) để cập nhật và bạn sẽ thấy mã của tôi bao gồm chức năng đó, mặc dù nó được nhận xét là không có. Vấn đề là bộ tạo giai điệu và OTA sẽ không chơi tốt với nhau (NodeMCU sẽ liên tục đặt lại giữa chừng bài hát). Vấn đề đó có lẽ có thể khắc phục được nhưng tôi chưa bao giờ thành công trong việc cập nhật SPIFFS khác ngoài thông qua USB nên việc có quyền truy cập vào đầu nối USB sẽ rất tốt. Vào thời điểm tôi đã tìm ra tất cả những điều này, tôi đã gắn NodeMCU trên Perfboard theo cách có nghĩa là không thể lấy đầu nối ra khỏi hộp nếu không có nhiều lỗi. Ồ, tốt.
• Nếu tôi thực hiện lại dự án, tôi sẽ căn chỉnh đèn LED RGB với đèn LED "bật nguồn" màu đỏ. (Mục đích của đèn LED RGB là cho biết LaserKitty !! đang ở chế độ nào mà không cần phải nhìn vào ứng dụng.)

Phần hơi phức tạp duy nhất của việc thực sự tạo ra các lỗ là hình chữ nhật cho pan servo. Tôi đã sử dụng một máy khoan và một tập tin. Như bạn có thể thấy từ lần thử đầu tiên của tôi, rất khó để làm cho nó chính xác là hình vuông (hoặc hình chữ nhật, tôi đoán vậy). Nhưng khi servo được gắn vào, bạn không thể thực sự thấy điều đó.

Bạn sẽ cần phải tạo ba lỗ khác, Những lỗ này phải được đặt ở phía sau của hộp và được sử dụng cho giắc cấp nguồn, bộ rung và điểm vào cho servo nghiêng và hệ thống dây laser. Tất cả những lỗ này có thể tròn và không khó để tạo ra chỉ bằng một mũi khoan.

Việc sử dụng keo nóng một cách tự do giúp cố định mọi thứ (ngoại trừ servo chảo, được bắt vít vào nắp bằng cách sử dụng các mấu gắn của servo).

Bước 4: Lắp ráp Pan và Tilt

Khi tôi nhận được bộ phận xoay và nghiêng, tôi nghĩ rằng tôi đã mắc một sai lầm lớn khác. Kết hợp lại với nhau như hướng dẫn, nó thực sự không phải là một cơ chế xoay và nghiêng mà là một thiết kế nghiêng và xoắn - thích hợp cho mục đích sử dụng của nó như một cánh tay robot. Tuy nhiên, một khoảnh khắc tĩnh tâm cho phép tôi thấy nó thực sự có thể được lắp ráp theo một cách khác để đạt được kết quả mong muốn. Tốt hơn nữa, vị trí ban đầu của servo "xoắn" có thể được sử dụng làm giá đỡ cho tia laser.

Nếu bạn kiểm tra việc lắp ráp đã hoàn thành trong những hình ảnh này, bạn sẽ có ý tưởng. Bạn sẽ bị bỏ lại với một khối kim loại nhỏ không cần thiết trong thiết kế này.

Nguồn cảm hứng lóe lên mà tôi có được là sử dụng vị trí ban đầu của servo thứ hai để gắn tia laser. Thậm chí tốt hơn, nếu bạn chặt đầu một servo duff và khoan ra giá đỡ cánh tay có hình chóp, thì đó là vị trí lắp đặt hoàn hảo cho tia laser! Chỉ cần đừng đánh giá thấp nỗ lực cần thiết để cưa trộm servo. Có một số thịt cho những con bệnh đốm nhỏ!

Sau khi lắp ráp và lắp đặt vào vỏ, VÀ TRƯỚC KHI ÁP DỤNG NGUỒN, hãy đảm bảo rằng nó sẽ xoay 180 độ so với mặt của vỏ. Bằng cách nào đó hay cách khác sau khi tôi đã cài đặt nó một lần thành công, tôi đã lắp giá đỡ chảo lại với nhau để các đầu bu lông trên đế gắn chặt với phần nhô lên của servo nơi cánh tay dự định lắp. Kết quả là servo ngay lập tức tước bánh răng của nó. Về mặt sáng sủa, bây giờ tôi có một servo duff khác để sử dụng làm giá treo laser.

Bước 5: Lên dây

Hy vọng rằng bản phác thảo Fritzing làm cho mọi thứ trở nên rõ ràng. Một số điểm cần làm rõ thêm:

• Như đã thảo luận ở phần sau, tôi muốn làm cho tia laser càng mờ càng tốt trong khi vẫn giữ đủ độ sáng để có thể sử dụng nó ở tất cả trừ ánh sáng trong nhà sáng nhất. Với một chút thử nghiệm, tôi đã quyết định cấp nguồn cho nó từ chân 3.3VDC trên Node MCU, thêm một điện trở 22 Ohm nối tiếp để có biện pháp tốt. Với thiết lập này, nó thu được khoảng 10mA nên về lý thuyết nó có thể được cấp nguồn trực tiếp từ chân GPIO nhưng tôi thấy nó quá mờ, ngay cả khi không có điện trở.
• Tia laser có một khả năng rất hạn chế trong việc thay đổi tiêu điểm (chuẩn trực?) Mà tôi đã sử dụng để làm cho điểm lớn hơn và do đó phân tán năng lượng laser
• Suy nghĩ đầu tiên của tôi là bật và tắt các servo bằng bóng bán dẫn nhưng điều này đã khiến các servos trở nên điên cuồng. Tôi chắc chắn là có lý do chính đáng cho điều này nhưng vì tôi đã có sẵn một số rơ le nên tôi đã dễ dàng thoát ra và hoàn toàn cách ly nguồn điện với servo. Và vì các rơ le có hai kênh, tôi nghĩ tôi cũng có thể chuyển đổi tia laser theo cách đó (các dây màu tím là tín hiệu điều khiển từ MCU). Tôi thích tiếng ồn nhấp chuột cơ học mà giải pháp này tạo ra. Tuy nhiên, bạn có thể quyết định khác. Không được hiển thị nhưng các rơ le được cấp nguồn trực tiếp từ nguồn 5VDC - NodeMCU có thể chỉ cấp nguồn trực tiếp cho rơ le hai kênh nhưng không có lý do gì để mạo hiểm. Nếu bạn đã sử dụng các rơ le này trước khi biết điều này yêu cầu loại bỏ jumper giữa JD-VCC và VCC.
• Đèn LED RGB có điện trở giới hạn dòng điện 220 Ohm trên màu đỏ và xanh lục và 100 Ohm trên màu xanh lam. Đèn LED "bật nguồn" màu đỏ có điện trở 450 Ohm vì nó được cấp nguồn từ 5VDC thay vì 3.3VDC. Đây chỉ là những giá trị của ballpark để có được nhiều độ sáng và tuổi thọ hợp lý.
• Tiếng còi khá lớn. Bạn có thể muốn thêm một điện trở vào đường tín hiệu để giảm âm lượng. Âm báo có thể được tắt hoàn toàn thông qua phần mềm nhưng có thể có một vài thứ ở giữa sẽ rất hay.

Bước 6: Mã

Bất chấp lời giải thích khá dài dòng về mặt phần cứng, 90% nỗ lực ở đây là vào mã. Nó sẽ có nhiều hơn nhưng tôi đã "mượn" một số mã tuyệt vời cho chuyển động của tia laser ở chế độ tự động từ đây. Không có ý thức phát minh lại bánh xe. Trên thực tế, bạn có thể quyết định theo dõi dự án đó hơn là điều này, hoặc kết hợp và kết hợp các khía cạnh của cả hai. Chắc chắn, tôi thích ý tưởng tạo một số thành phần bằng máy in 3-D, nhưng tôi không có.

Mã của tôi (tìm thấy trên GitHub tại đây) gồm ba phần chính. Có bản phác thảo Arduino, các tệp HTML với một loạt Javascript cho nội dung ứng dụng và các tệp CSS liên quan để tạo kiểu. Tôi đã sử dụng dự án này để tìm hiểu thêm một chút về tất cả các yếu tố lập trình này, bắt đầu từ một cơ sở rất thấp, đặc biệt là về phía giao diện ứng dụng của mọi thứ. Tôi đã cố gắng dọn dẹp mã một chút nhưng trọng tâm chính của tôi là làm cho mọi thứ hoạt động. Mã sử dụng Websockets để giao tiếp hai chiều giữa máy chủ NodeMCU và máy khách được kết nối.

Mã Arduino được bình luận rộng rãi nên hy vọng bạn sẽ dễ dàng làm theo. Khi bạn đã tải xuống từ GitHub, hãy dán toàn bộ vào một thư mục, tải bản phác thảo lên MCU của bạn, sau đó tải nội dung của thư mục con "dữ liệu" lên SPIFFS.

Trên thực tế, cào đó. Nếu bạn muốn sử dụng tính năng thông báo Pushbullet, trước tiên bạn cần có Mã thông báo truy cập API có sẵn từ đây. Nó nằm trong Dòng 88 của mã Arduino. Pushbullet hoạt động tốt nhưng nếu bạn đang thiết lập tài khoản trên điện thoại của mình lần đầu tiên, bạn có thể thấy mình phải đăng nhập, hãy đăng xuất, sau đó đăng nhập lại trước khi thông báo bắt đầu xuất hiện như được định cấu hình trong cài đặt điện thoại của bạn.

Có ba trang web - một màn hình giật gân, giao diện ứng dụng thực tế và một trang thiết lập. Việc tách nội dung ra theo cách này làm cho việc sử dụng giao diện giống ứng dụng hơn nhiều, đặc biệt là do các tùy chọn cấu hình mở rộng (ảnh chụp màn hình chỉ chụp một phần của các tùy chọn này).

Một điều khó hiểu khi khiến NodeMCU phân phát nhiều trang là tôi phải đặt trực tiếp tất cả các tệp hình ảnh vào thư mục dữ liệu - chỉ là không thể làm cho nó hoạt động nếu chúng được đặt trong các thư mục con. Tôi đã bao gồm tất cả các hình ảnh tôi đã sử dụng trong kho lưu trữ GitHub để nó hoạt động hiệu quả nhưng chắc chắn bạn sẽ muốn thay thế chúng bằng hình ảnh của riêng mình.

Bước 7: Hoàn thiện các lần chạm & An toàn bằng laser

Mặc dù giá 8 đô la hấp dẫn của nó, nhưng bao vây, tốt, khá tiện dụng. Sau khi xem xét một chút trên Etsy, tôi đã tìm thấy đồ họa vinyl mà bạn thấy trên thành phẩm (và được phản chiếu trên trang ứng dụng). Được vận chuyển từ Vương quốc Anh, nó hơi đắt nhưng chắc chắn xứng đáng - và bạn sẽ nhận được hai chiếc nếu bạn muốn nhân rộng dự án. Khi nghệ thuật cuối cùng của tôi khởi sắc, tôi xoay các "lúm đồng tiền" nhỏ trong mắt mèo để chúng nhìn vào đèn LED nguồn màu đỏ tươi, tượng trưng cho chấm laser. Tùy thuộc vào sở thích ăn vặt của bạn, bạn có thể chọn hoặc không chọn cách ăn dặm thêm này.

Tệp HTML màn hình giật gân bao gồm mã để thêm biểu tượng vào màn hình chính iPhone của bạn.

Cuối cùng, tôi không nên bỏ qua những lo lắng bày tỏ về việc sử dụng tia laser để chơi với mèo. Có hai phản đối chính:

• Tia laser có thể làm mù hoặc làm hỏng mắt mèo
• Chơi với một chấm laze cuối cùng không làm mèo hài lòng vì chúng không bao giờ có thể bắt hoặc "giết" nó

Có rất nhiều ý kiến trái chiều về cả hai chủ đề, một số dường như đã được thông báo, một số thì ít hơn. Cuối cùng, bạn phải đưa ra quyết định của riêng mình về việc liệu dự án này, hoặc bất kỳ đồ chơi laser nào khác, có phù hợp với con mèo của bạn hay không. Những gì tôi đã làm là cố gắng giải quyết vấn đề đầu tiên bằng cách làm cho tia laser càng mờ càng tốt mà không làm cho nó quá khó nhìn ở mức ánh sáng hợp lý. Ngoài ra, hãy đảm bảo rằng bất kỳ con mèo nào sử dụng thiết bị đều không có xu hướng nhìn chằm chằm vào chính tia laser thay vì chấm - đặc biệt nếu bạn có ý định sử dụng LaserKitty !! ở chế độ Tự động hoặc Đã lên lịch. Một mục đích của tính năng thông báo Pushbullet là nó được sử dụng kết hợp với camera giám sát để bạn được nhắc nhở xem mèo con của mình chơi đùa khi bạn đi vắng.

Đối với phản đối thứ hai, tôi bao gồm khả năng lưu "Vị trí nhà" mà tia laser sẽ quay trở lại sau các phiên chơi theo lịch trình. Nếu bạn đặt nó chỉ vào một món đồ chơi cố định hoặc bát đựng thức ăn cho mèo con của bạn, nó hy vọng sẽ mang lại một số giải pháp. Mặc dù, với mèo, ai thực sự biết?