在寵物市場(chǎng)中，逗貓玩具一直占據著(zhù)重要地位。然而，傳統的逗貓玩具功能單一，難以滿(mǎn)足貓咪的復雜需求。為了打造一款更具趣味性和互動(dòng)性的逗貓球，深圳三佛科技選擇了輝芒微 8 位 MCU 作為核心控制單元，開(kāi)發(fā)出了一款智能逗貓球。本文將詳細介紹該方案的開(kāi)發(fā)過(guò)程以及其核心功能。

逗貓球方案介紹

（一）開(kāi)發(fā)背景

隨著(zhù)寵物經(jīng)濟的蓬勃發(fā)展，寵物主人對寵物玩具的要求越來(lái)越高。貓咪天性好動(dòng)且好奇心旺盛，普通的逗貓玩具很快就會(huì )讓它們失去興趣。因此，開(kāi)發(fā)一款能夠根據貓咪行為自動(dòng)調整互動(dòng)模式的智能逗貓球顯得尤為重要。輝芒微 8 位 MCU 具有低功耗、高性?xún)r(jià)比和豐富的外設接口等特點(diǎn)，非常適合應用于此類(lèi)小型化、智能化的寵物玩具中。

（二）硬件架構

    主控芯片：輝芒微 8 位 MCU，具備 8 KB Flash 和 256 B SRAM，支持多種外設接口，如 SPI、I2C、UART 等。

    傳感器模塊：

        三軸加速度傳感器：用于檢測逗貓球的運動(dòng)狀態(tài)，包括靜止、滾動(dòng)、拋起等。
        光敏傳感器：用于檢測環(huán)境光強，以便在夜間自動(dòng)切換到低亮度模式。

    驅動(dòng)模塊：

        電機驅動(dòng)：用于驅動(dòng)逗貓球內部的小型直流電機，實(shí)現球體的自主滾動(dòng)。
        LED 驅動(dòng)：內置 RGB LED，用于發(fā)出不同顏色的光，吸引貓咪的注意力。

    電源管理：

        電池管理：內置鋰電池，支持 USB 充電，通過(guò) MCU 監測電池電量。
        低功耗設計：通過(guò) MCU 的低功耗模式，延長(cháng)電池續航時(shí)間。

    通信模塊：

        藍牙模塊：支持通過(guò)手機 App 遠程控制逗貓球，用戶(hù)可以自定義互動(dòng)模式
        紅外遙控：兼容傳統的紅外遙控器，方便用戶(hù)在沒(méi)有手機的情況下操作。

（三）軟件架構

    驅動(dòng)層：

        傳感器驅動(dòng)：實(shí)現對加速度傳感器和光敏傳感器的初始化、數據讀取和校準。

        電機驅動(dòng)：通過(guò) PWM 信號控制電機的轉速和方向。

        LED 驅動(dòng)：通過(guò)定時(shí)器和 PWM 信號控制 RGB LED 的顏色和亮度。

    中間層：

        事件處理模塊：根據傳感器數據識別貓咪的行為，觸發(fā)相應的互動(dòng)模式。
        任務(wù)調度模塊：管理不同任務(wù)的優(yōu)先級，確保系統高效運行。

    應用層：

        互動(dòng)模式：預設多種互動(dòng)模式，如“隨機滾動(dòng)模式”“追逐光點(diǎn)模式”“夜間靜音模式”等。

        用戶(hù)自定義模式：通過(guò)手機 App 接收用戶(hù)自定義的互動(dòng)腳本，實(shí)現個(gè)性化互動(dòng)。

逗貓球方案功能

（一）智能互動(dòng)模式

    隨機滾動(dòng)模式：

        當貓咪靠近逗貓球時(shí)，加速度傳感器檢測到輕微的震動(dòng)，觸發(fā)隨機滾動(dòng)模式。

        逗貓球會(huì )隨機選擇方向滾動(dòng)，速度和距離也隨機變化，模擬小動(dòng)物的逃跑行為，吸引貓咪追逐。

        滾動(dòng)過(guò)程中，RGB LED 會(huì )發(fā)出不同顏色的光，進(jìn)一步吸引貓咪的注意力。

    追逐光點(diǎn)模式：

        逗貓球內部的 RGB LED 會(huì )發(fā)出光點(diǎn)，并通過(guò)電機驅動(dòng)球體滾動(dòng)，使光點(diǎn)在地面上移動(dòng)。

        貓咪會(huì )被光點(diǎn)吸引，追逐逗貓球，增加運動(dòng)量。

        該模式下，光點(diǎn)的移動(dòng)速度和方向可以根據貓咪的反應進(jìn)行調整，保持貓咪的興趣。

    夜間靜音模式：

        光敏傳感器檢測到環(huán)境光強低于設定值時(shí)，自動(dòng)切換到夜間靜音模式。

        在該模式下，逗貓球僅通過(guò) LED 發(fā)光吸引貓咪，電機滾動(dòng)和聲音功能關(guān)閉，避免打擾主人休息。

    自定義互動(dòng)模式：

        用戶(hù)可以通過(guò)手機 App 編寫(xiě)互動(dòng)腳本，自定義逗貓球的行為。
        例如，用戶(hù)可以設置特定時(shí)間段內逗貓球的滾動(dòng)頻率、光點(diǎn)顏色變化規律等，滿(mǎn)足不同貓咪的喜好。

（二）低功耗設計

    低功耗模式：

        當逗貓球長(cháng)時(shí)間未檢測到貓咪活動(dòng)時(shí)，MCU 會(huì )進(jìn)入低功耗模式，關(guān)閉不必要的外設模塊，降低功耗。

        在低功耗模式下，MCU 通過(guò)定時(shí)器定期喚醒，檢測貓咪的活動(dòng)信號，一旦檢測到活動(dòng)，立即恢復到正常工作模式。

    智能電源管理：

        MCU 實(shí)時(shí)監測電池電量，當電量低于 20% 時(shí)，自動(dòng)切換到低功耗模式，并通過(guò) LED 閃爍提醒用戶(hù)充電。

        通過(guò)優(yōu)化代碼和硬件設計，延長(cháng)電池續航時(shí)間，確保逗貓球在一次充電后可以使用較長(cháng)時(shí)間。

（三）用戶(hù)交互

    藍牙控制：

        通過(guò)藍牙模塊，用戶(hù)可以使用手機 App 遠程控制逗貓球。

        App 提供多種預設模式選擇，用戶(hù)可以根據貓咪的狀態(tài)和環(huán)境選擇合適的互動(dòng)模式。

        用戶(hù)還可以通過(guò) App 查看逗貓球的電量狀態(tài)、使用時(shí)長(cháng)等信息。

    紅外遙控：

        為了方便用戶(hù)在沒(méi)有手機的情況下操作，逗貓球還支持傳統的紅外遙控器。

        紅外遙控器提供基本的模式切換、啟動(dòng)和停止等功能，操作簡(jiǎn)單方便。

（四）安全保護

    電機過(guò)流保護：
        電機驅動(dòng)電路中設計有過(guò)流保護功能，當電機負載過(guò)大或出現故障時(shí)，MCU 會(huì )檢測到過(guò)流信號并立即停止電機運行，保護電機和電池。

    電池短路保護：
        電池管理模塊具備短路保護功能，當檢測到電池短路時(shí)，會(huì )立即切斷電源，防止電池損壞和引發(fā)安全事故。

    低電量保護：
        當電池電量過(guò)低時(shí)，MCU 會(huì )控制電機和 LED 逐漸降低功率，避免電池過(guò)度放電，延長(cháng)電池壽命。

總結

通過(guò)本次開(kāi)發(fā)，我們成功打造了一款基于輝芒微 8 位 MCU 的智能逗貓球。該逗貓球具備多種智能互動(dòng)模式、低功耗設計、用戶(hù)交互功能和安全保護功能，能夠滿(mǎn)足寵物主人和貓咪的需求。以上就是深圳三佛科技分享的逗貓球方案與逗貓球芯片。深圳市三佛科技專(zhuān)注單片機應用方案設計與開(kāi)發(fā)，提供8位單片機、32位單片機。