LaserKitty !!: 7 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:10

Ini adalah kebenaran yang diakui secara universal bahawa seekor kucing yang memiliki nasib baik pasti memerlukan mainan laser. Seperti lelaki lajang yang memerlukan bakal isteri, beberapa langkah berjaga-jaga mesti dipatuhi. Tetapi adakah itu tidak benar mengenai sesuatu yang benar-benar bernilai?

Sekiranya anda mempunyai kebimbangan mengenai keselamatan haiwan peliharaan dan laser, langkau di hujung Petunjuk ini sebelum memberi komen. Sekiranya anda mempunyai kebimbangan mengenai bakal isteri, atau calon isteri, anda mungkin perlu mencari tempat lain.

Sekarang, anda boleh pergi ke kedai haiwan kesayangan tempatan anda dan membeli penunjuk laser, dan mungkin juga beberapa alat yang menambah automasi asas. Anda akan menjimatkan sejumlah wang dan dapat mengembalikannya jika tidak berjaya. Atau anda boleh membina sesuatu sendiri. Sudah ada banyak contoh di luar sana, tetapi inilah sumbangan saya kepada kanon. Ia mempunyai:

• Kawalan telefon pintar penuh
• Mod Manual, Auto dan Berjadual
• Antara muka aplikasi tersuai
• Status sistem diselaraskan antara beberapa pelanggan web
• Status sistem dicerminkan pada LaserKitty !! sendiri
• Sekatan julat pan dan kecondongan yang boleh dikonfigurasi
• Panjang dan frekuensi sesi waktu main yang boleh dikonfigurasi
• Tingkap permainan yang boleh dikonfigurasikan
• Halaman persediaan dengan tetapan semasa sekilas
• Penyegerakan masa NTP
• Pengurus WiFi untuk penyediaan mudah di rangkaian baru
• Penjana nada untuk memainkan tema Mission Impossible sebelum setiap sesi bermain: kucing anda mungkin atau mungkin tidak menghargai ironinya.
• Pemberitahuan pushbullet ke semua peranti anda ketika sesi bermain baru dimulakan
• Kedudukan Rumah yang Boleh Dikonfigurasikan sehingga waktu bermain berakhir di mangkuk makanan atau mainan pegun
• Semua tetapan disimpan di EEPROM sehingga tidak hilang semasa gangguan bekalan elektrik
• Dan banyak lagi! Bukan begitu, itu sahaja.

Langkah 1: Dapatkan Barang Anda

Inilah yang saya gunakan:

• Pemasangan kuali mini dan kecondongan. Ini semestinya bukan yang termurah yang anda dapati dan memerlukan sedikit pengubahsuaian untuk tujuan kami. Saya memilihnya kerana ia kelihatan sedikit lebih sejuk daripada pemasangan plastik bawah tanah murah. Sebagai bonus yang tidak dijangka, reka bentuknya memungkinkan untuk memasang laser dengan cara yang sangat mudah. Ia dilengkapi dengan beberapa servo mikro tetapi saya sangat mengesyorkan anda membeli banyak tambahan untuk tujuan penggantian. Anda memerlukan sekurang-kurangnya satu servo tambahan (yang rosak baik).
• Kandang. Menyusahkan saya membayar $ 8 untuk kotak plastik dan anda pasti dapat mencari sesuatu yang sesuai dengan harga yang lebih murah. Sesuatu mengenai ukuran kandang yang dipautkan adalah betul.
• Lembaga pembangunan berasaskan ESP8266. Saya menggunakan NodeMCU. Tidak keterlaluan untuk mengatakan bahawa saya menyukai perkara-perkara ini. Mudah digunakan dalam Arduino IDE dan banyak memori flash untuk halaman web anda. Juga murah dan, menurut pengalaman saya, sangat sukar digoreng.
• Laser mini. Sepuluh untuk $ 6 termasuk Amazon Prime. Adakah awak bergurau ?? Sekarang saya hanya perlu memikirkan apa yang harus saya lakukan dengan sembilan yang lain.
• Buzzer pasif untuk nada.
• Relay dua saluran. Saya menggunakan ini untuk menghidupkan dan mematikan servo dan laser. Anda mungkin dapat menghilangkan komponen ini seperti yang akan saya jelaskan kemudian.
• Bekalan kuasa 5VDC. Mudah-mudahan anda mendapat salah satu dari ini dari beberapa alat terlupa yang lama tetapi jika tidak ada yang murah dan ceria yang dapat menghasilkan sekitar 1A 5VDC adalah apa yang anda perlukan.
• Pelbagai jenis bahan habis pakai seperti perintang, LED, wayar cangkuk, penyusutan haba, pateri, gam panas. Kebiasaan. Saya juga menggunakan bicu tong untuk bekalan kuasa 5VDC yang masuk dari koleksi papan pemukul Arduino yang sangat memalukan.
• Yang terakhir, tetapi tidak kurang, decal vinil untuk sentuhan penamat yang aneh itu.

Jadi ya. Anda melihat sekitar $ 50 keseluruhan. Anda boleh melakukannya dengan lebih sedikit tetapi bukankah kucing anda layak mendapat yang terbaik?

Langkah 2: Alat dan Sumber

Tidak ada yang istimewa dari sisi alat di sini. Hanya alat solder, multimeter, gerudi dan alat tangan asas yang baik. Bekalan kuasa bangku bagus untuk bereksperimen dengan laser tetapi tidak penting.

Projek ini benar-benar memanfaatkan keupayaan ESP8266 dan khususnya NodeMCU. Sekiranya anda baru memulakan ESP8266, saya tidak menjumpai sumber sehenti yang lebih baik daripada perkara ini. Selain itu, ini adalah mengenai Googling untuk mencari jawapan kepada masalah yang timbul sepanjang perjalanan.

Langkah 3: Sediakan Pagar

Seperti yang telah saya sebutkan, membayar $ 8 untuk penutup plastik nampaknya keterlaluan. Yang lebih parah lagi ialah mengacaukannya dengan meletakkan lubang di tempat yang salah. Oleh itu sebelum anda berada di kotak anda dengan latihan dan / atau apa sahaja pembuat kekacauan lain yang anda inginkan, pertimbangkan kesilapan yang saya buat.

• Pertama, anda perlu memikirkan di mana semua barang akan sesuai. Berita baiknya ialah kurungan yang saya sarankan mempunyai banyak ruang, walaupun dengan pendawaian yang sangat tidak kemas yang anda lihat di sini. Anda mungkin dapat melepaskan kotak yang lebih kecil, terutamanya jika anda menghilangkan relay.
• Yang paling penting adalah di mana anda akan memasang pemasangan periuk dan kecondongan di penutupnya. Percubaan pertama saya ditunjukkan di sini. Saya fikir saya akan meletakkannya secara artistik dari pusat dan sedikit cara untuk kestabilan. Idea buruk! Anda memerlukan pemasangan sedekat mungkin ke sisi penutup supaya penutupnya sendiri tidak mengganggu rasuk pada sudut kecondongan tinggi. Saya juga berpendapat bahawa susunan yang ideal adalah memasang laser pan tegak lurus ke sisi pendek dan bukannya, seperti yang saya lakukan, sisi panjang. Saya melakukannya dengan cara lain untuk alasan estetik semata-mata walaupun terdapat sedikit lebih banyak kemungkinan gangguan.
• Seperti yang anda lihat, NodeMCU dipasang di Perfboard dan mudah diposisikan sehingga penyambung USB mikro dapat diakses dari slot di sisi atau belakang. Ini akan menjadikan kemas kini perisian lebih mudah (tidak perlu menanggalkan penutup). Idea asal saya adalah menggunakan perpustakaan Over-The-Air (OTA) untuk kemas kini dan anda akan melihat kod saya merangkumi fungsi tersebut, walaupun dikomentari. Masalahnya adalah bahawa penjana nada dan OTA tidak dapat bermain dengan baik (NodeMCU akan berulang kali ulang pada separuh lagu). Masalah itu mungkin dapat diperbaiki tetapi saya tidak pernah berjaya mengemas kini SPIFFS selain melalui USB sehingga mempunyai akses ke penyambung USB pasti menyenangkan. Pada saat saya mengetahui semua ini, saya telah memasang NodeMCU di Perfboard dengan cara yang membolehkan penyambung melekat dari kotak tidak mungkin dilakukan tanpa banyak masalah. Baiklah.
• Sekiranya saya melakukan projek itu lagi, saya akan menyelaraskan LED RGB dengan LED "power on" berwarna merah. (Tujuan LED RGB adalah untuk menunjukkan modus LaserKitty !! tanpa perlu melihat aplikasinya.)

Satu-satunya bahagian yang agak sukar untuk membuat lubang adalah bahagian segi empat tepat untuk servo pan. Saya menggunakan gerudi dan fail. Seperti yang anda lihat dari percubaan pertama saya, sukar untuk menjadikannya tepat segi empat sama (atau segi empat tepat, saya rasa). Tetapi apabila servo dipasang, anda tidak dapat melihatnya.

Anda perlu membuat tiga lubang lain, lubang ini harus diletakkan di bahagian belakang kotak dan digunakan untuk soket bekalan kuasa, buzzer dan pintu masuk untuk kemiringan servo dan pendawaian laser. Semua lubang ini boleh berbentuk bulat dan tidak sukar dibuat hanya dengan gerudi.

Penggunaan lem panas secara liberal memastikan segala sesuatu di tempat (kecuali servo pan, yang dipasang ke penutup menggunakan tab pemasangan servo).

Langkah 4: Pemasangan Pan and Tilt

Semasa saya menerima pemasangan panci dan kecondongan, saya fikir saya telah membuat kesilapan besar yang lain. Disatukan seperti yang diperintahkan, itu sebenarnya bukan mekanisme panci dan kecondongan sama sekali melainkan reka bentuk kecondongan dan sentuhan - sesuai untuk tujuan penggunaannya sebagai lengan robot. Namun, sekejap refleksi yang tenang memungkinkan saya melihatnya sebenarnya dapat dikumpulkan dengan cara yang berbeza untuk mencapai hasil yang diinginkan. Lebih baik lagi, lokasi asal servo "twist" dapat digunakan sebagai pelekap laser.

Sekiranya anda memeriksa pemasangan yang lengkap dalam gambar-gambar ini, anda akan mendapat idea. Anda akan ditinggalkan dengan blok logam kecil yang tidak diperlukan dalam reka bentuk ini.

Kilatan inspirasi yang saya dapat adalah menggunakan lokasi asal servo kedua untuk memasang laser. Lebih baik lagi, jika anda memenggal servo duff dan menggerakkan pelekap lengan spline, ia adalah lokasi pemasangan laser yang sempurna! Jangan memandang rendah usaha yang diperlukan untuk meretas servo. Ada sedikit daging untuk orang-orang kecil!

Selepas pemasangan dan pemasangan di kandang, DAN SEBELUM MENGGUNAKAN KUASA, pastikan ia akan berputar 180 darjah di seluruh permukaan kandang. Entah bagaimana setelah saya memasangnya dengan jayanya, saya memasang pemasangan kuali sehingga kepala bolt di pangkal terikat pada bit servo yang dinaikkan di mana lengan dimaksudkan untuk dipasang. Hasilnya, servo segera melepaskan gearnya. Dari segi terang, saya kini mempunyai servo duff lain untuk digunakan sebagai pelekap laser.

Langkah 5: Wire It Up

Semoga lakaran Fritzing menjadikan semuanya jelas. Beberapa perkara untuk menjelaskan lebih lanjut:

• Seperti yang dibincangkan kemudian, saya ingin menjadikan laser sekecil mungkin sambil mengekalkan kecerahan yang cukup untuk menjadikannya boleh digunakan dalam semua kecuali cahaya dalaman yang paling terang. Dengan sedikit percubaan, saya berjaya menghidupkannya dari pin 3.3VDC pada Node MCU, menambahkan perintang 22 Ohm secara bersiri untuk ukuran yang baik. Dengan susunan ini ia menarik sekitar 10mA sehingga secara teori ia dapat digerakkan secara langsung dari pin GPIO tetapi saya dapati itu terlalu redup, walaupun tanpa perintang.
• Laser mempunyai kemampuan yang sangat terhad untuk mengubah fokus (collimation?) Yang saya gunakan untuk menjadikan titik lebih besar dan dengan itu menyebarkan tenaga laser
• Pemikiran pertama saya adalah menghidupkan dan mematikan servos dengan transistor tetapi ini menyebabkan servo menjadi gila. Saya pasti ada alasan yang baik untuk ini tetapi kerana saya sudah mempunyai beberapa relai yang berguna, saya mengambil jalan keluar yang mudah dan benar-benar mengasingkan kuasa ke servo. Oleh kerana relay mempunyai dua saluran, saya fikir saya juga boleh menukar laser dengan cara itu (wayar ungu adalah isyarat kawalan dari MCU). Saya suka bunyi klik mekanikal yang dihasilkan oleh penyelesaian ini. Anda mungkin memutuskan sebaliknya. Tidak ditunjukkan tetapi geganti dihidupkan terus dari bekalan 5VDC - NodeMCU mungkin hanya dapat menghidupkan relay dua saluran secara langsung tetapi tidak ada alasan untuk mempertaruhkannya. Sekiranya anda pernah menggunakan geganti ini sebelum anda mengetahui, ini memerlukan pelepasan jumper antara JD-VCC dan VCC.
• LED RGB mempunyai 220 Ohm perintang semasa pada warna merah dan hijau dan 100 Ohm pada warna biru. LED "power on" berwarna merah mempunyai perintang 450 Ohm kerana ia dikuasakan dari 5VDC dan bukannya 3.3VDC. Ini hanya nilai taman permainan untuk mendapatkan banyak kecerahan dan umur panjang yang wajar.
• Bunyi bel cukup kuat. Anda mungkin mahu menambahkan perintang ke garis isyarat untuk mengurangkan kelantangan. Nada boleh dimatikan sepenuhnya melalui perisian tetapi sesuatu di antara mungkin bagus.

Langkah 6: Kodnya

Walaupun penjelasan yang agak panjang dari sisi perkakasan, 90% usaha di sini menggunakan kod. Sudah tentu lebih banyak tetapi saya "meminjam" beberapa kod hebat untuk pergerakan laser dalam mod automatik dari sini. Tidak masuk akal mencipta semula roda. Sebenarnya, anda mungkin memutuskan untuk mengikuti projek itu daripada ini, atau mencampurkan dan memadankan kedua-duanya. Sudah tentu, saya suka idea membuat beberapa komponen dengan pencetak 3-D, tetapi saya tidak mempunyainya.

Kod saya (terdapat di GitHub di sini) terdapat dalam tiga bahagian utama. Terdapat sketsa Arduino itu sendiri, fail HTML dengan sekumpulan Javascript untuk kandungan aplikasi, dan fail CSS yang berkaitan untuk digayakan. Saya menggunakan projek ini untuk belajar lebih banyak mengenai semua elemen pengaturcaraan ini, bermula dari asas yang sangat rendah terutama pada bahagian antara muka aplikasi. Saya telah mencuba sedikit kod tetapi fokus utama saya adalah hanya untuk menyelesaikannya. Kod tersebut menggunakan Websockets untuk komunikasi dua arah antara pelayan NodeMCU dan klien yang disambungkan.

Kod Arduino banyak dikomentari jadi mudah-mudahan anda mudah diikuti. Setelah memuat turunnya dari GitHub, masukkan keseluruhan folder, muat naik lakaran ke MCU anda, kemudian muat naik kandungan subfolder "data" ke dalam SPIFFS.

Sebenarnya, calarlah itu. Sekiranya anda ingin menggunakan ciri pemberitahuan Pushbullet, pertama-tama anda memerlukan Token Akses API yang tersedia dari sini. Ia masuk dalam Garis 88 kod Arduino. Pushbullet berfungsi dengan baik tetapi jika anda membuat akaun di telefon anda untuk pertama kalinya anda mungkin mendapati anda harus log masuk, log keluar, kemudian masuk lagi sebelum pemberitahuan mula muncul seperti yang dikonfigurasikan dalam tetapan telefon anda.

Terdapat tiga halaman web - layar percikan, antara muka aplikasi sebenarnya, dan halaman penyiapan. Memisahkan kandungan dengan cara ini menjadikan penggunaan antara muka lebih mirip aplikasi, terutamanya kerana pilihan konfigurasi yang luas (tangkapan skrin hanya menangkap sebahagian daripada pilihan ini).

Satu kebiasaan mendapatkan NodeMCU untuk melayani beberapa halaman adalah bahawa saya harus meletakkan semua fail gambar dalam folder data secara langsung - tidak dapat membuatnya berfungsi jika mereka diletakkan di subfolder. Saya telah memasukkan semua gambar yang saya gunakan di repositori GitHub sehingga berfungsi di luar kotak tetapi anda pasti ingin menggantinya dengan gambar anda sendiri.

Langkah 7: Menyelesaikan Sentuhan & Keselamatan Laser

Walaupun kosnya $ 8 yang menarik, kurungan ini cukup bermanfaat. Setelah sedikit mengetuk Etsy, saya dapati grafik vinil yang anda lihat pada produk siap (dan yang dicerminkan di halaman aplikasi). Dihantar dari UK ia agak mahal tetapi pasti berbaloi - dan anda mendapat dua sekiranya anda mahu meniru projek tersebut. Sebagai seni terakhir saya berkembang, saya memutarkan "lesung pipit" kecil di mata kucing sehingga mereka melihat LED kuasa merah terang, yang bermaksud titik laser. Bergantung pada selera anda untuk berkhayal, anda mungkin atau mungkin tidak memilih untuk berusaha lebih jauh.

Fail HTML skrin percikan merangkumi kod untuk menambahkan ikon ke skrin utama iPhone anda.

Terakhir, saya tidak boleh mengabaikan kebimbangan yang dinyatakan mengenai penggunaan laser untuk bermain dengan kucing. Terdapat dua bantahan utama:

• Laser boleh membutakan atau merosakkan mata kucing
• Bermain dengan titik laser akhirnya tidak memuaskan bagi kucing kerana mereka tidak pernah dapat menangkap atau "membunuhnya"

Terdapat banyak percanggahan di kedua gelombang mengenai kedua-dua topik tersebut, ada yang nampaknya bermaklumat, ada yang kurang. Pada akhirnya, anda mesti membuat keputusan sendiri mengenai sama ada projek ini, atau mainan laser lain, sesuai untuk kucing anda. Apa yang saya lakukan adalah mencuba dan mengatasi masalah pertama dengan menjadikan laser sekecil mungkin tanpa membuatnya terlalu sukar untuk dilihat pada tahap cahaya yang wajar. Juga, pastikan mana-mana kucing yang menggunakan peranti ini tidak mempunyai kecenderungan untuk menatap laser itu sendiri daripada titik - terutamanya jika anda berhasrat untuk menggunakan LaserKitty !! dalam mod Auto atau Berjadual. Salah satu tujuan dari fitur pemberitahuan Pushbullet adalah untuk digunakan bersama dengan kamera pemantauan sehingga Anda diingatkan untuk menonton permainan kucing anda semasa anda berada di tempat lain.

Mengenai keberatan kedua, saya memasukkan kemampuan untuk menyimpan "Home Position" yang akan dikembalikan laser setelah sesi bermain dijadualkan. Sekiranya anda menetapkan ini untuk menunjuk pada mainan pegun atau mangkuk makanan anak kucing anda, semoga ia dapat memberikan sedikit penyelesaian. Walaupun, dengan kucing, siapa yang benar-benar tahu?