在寵物市場(chǎng)中，逗貓玩具一直占據(jù)著重要地位。然而，傳統(tǒng)的逗貓玩具功能單一，難以滿足貓咪的復(fù)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，開發(fā)出了一款智能逗貓球。本文將詳細(xì)介紹該方案的開發(fā)過程以及其核心功能。

逗貓球方案介紹

（一）開發(fā)背景

隨著寵物經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展，寵物主人對(duì)寵物玩具的要求越來越高。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，開發(fā)一款能夠根據(jù)貓咪行為自動(dòng)調(diào)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、高性價(jià)比和豐富的外設(shè)接口等特點(diǎn)，非常適合應(yīng)用于此類小型化、智能化的寵物玩具中。

（二）硬件架構(gòu)

    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(shè)接口，如 SPI、I2C、UART 等。

    傳感器模塊：

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

    驅(qū)動(dòng)模塊：

        電機(jī)驅(qū)動(dòng)：用于驅(qū)動(dòng)逗貓球內(nèi)部的小型直流電機(jī)，實(shí)現(xiàn)球體的自主滾動(dòng)。
        LED 驅(qū)動(dòng)：內(nèi)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(nèi)置鋰電池，支持 USB 充電，通過 MCU 監(jiān)測(cè)電池電量。
        低功耗設(shè)計(jì)：通過 MCU 的低功耗模式，延長(zhǎng)電池續(xù)航時(shí)間。

    通信模塊：

        藍(lán)牙模塊：支持通過手機(jī) App 遠(yuǎn)程控制逗貓球，用戶可以自定義互動(dòng)模式
        紅外遙控：兼容傳統(tǒng)的紅外遙控器，方便用戶在沒有手機(jī)的情況下操作。

（三）軟件架構(gòu)

    驅(qū)動(dòng)層：

        傳感器驅(qū)動(dòng)：實(shí)現(xiàn)對(duì)加速度傳感器和光敏傳感器的初始化、數(shù)據(jù)讀取和校準(zhǔn)。

        電機(jī)驅(qū)動(dòng)：通過 PWM 信號(hào)控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速和方向。

        LED 驅(qū)動(dòng)：通過定時(shí)器和 PWM 信號(hào)控制 RGB LED 的顏色和亮度。

    中間層：

        事件處理模塊：根據(jù)傳感器數(shù)據(jù)識(shí)別貓咪的行為，觸發(fā)相應(yīng)的互動(dòng)模式。
        任務(wù)調(diào)度模塊：管理不同任務(wù)的優(yōu)先級(jí)，確保系統(tǒng)高效運(yùn)行。

    應(yīng)用層：

        互動(dòng)模式：預(yù)設(shè)多種互動(dòng)模式，如“隨機(jī)滾動(dòng)模式”“追逐光點(diǎn)模式”“夜間靜音模式”等。

        用戶自定義模式：通過手機(jī) App 接收用戶自定義的互動(dòng)腳本，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化互動(dòng)。

逗貓球方案功能

（一）智能互動(dòng)模式

    隨機(jī)滾動(dòng)模式：

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

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

        滾動(dòng)過程中，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(nèi)部的 RGB LED 會(huì)發(fā)出光點(diǎn)，并通過電機(jī)驅(qū)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(yùn)動(dòng)量。

        該模式下，光點(diǎn)的移動(dòng)速度和方向可以根據(jù)貓咪的反應(yīng)進(jìn)行調(diào)整，保持貓咪的興趣。

    夜間靜音模式：

        光敏傳感器檢測(cè)到環(huán)境光強(qiáng)低于設(shè)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 LED 發(fā)光吸引貓咪，電機(jī)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：

        用戶可以通過手機(jī) App 編寫互動(dòng)腳本，自定義逗貓球的行為。
        例如，用戶可以設(shè)置特定時(shí)間段內(nèi)逗貓球的滾動(dòng)頻率、光點(diǎn)顏色變化規(guī)律等，滿足不同貓咪的喜好。

（二）低功耗設(shè)計(jì)

    低功耗模式：

        當(dāng)逗貓球長(zhǎng)時(shí)間未檢測(cè)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(shè)模塊，降低功耗。

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

    智能電源管理：

        MCU 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池電量，當(dāng)電量低于 20% 時(shí)，自動(dòng)切換到低功耗模式，并通過 LED 閃爍提醒用戶充電。

        通過優(yōu)化代碼和硬件設(shè)計(jì)，延長(zhǎng)電池續(xù)航時(shí)間，確保逗貓球在一次充電后可以使用較長(zhǎng)時(shí)間。

（三）用戶交互

    藍(lán)牙控制：

        通過藍(lán)牙模塊，用戶可以使用手機(jī) App 遠(yuǎn)程控制逗貓球。

        App 提供多種預(yù)設(shè)模式選擇，用戶可以根據(jù)貓咪的狀態(tài)和環(huán)境選擇合適的互動(dòng)模式。

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

    紅外遙控：

        為了方便用戶在沒有手機(jī)的情況下操作，逗貓球還支持傳統(tǒng)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(hù)

    電機(jī)過流保護(hù)：
        電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路中設(shè)計(jì)有過流保護(hù)功能，當(dāng)電機(jī)負(fù)載過大或出現(xiàn)故障時(shí)，MCU 會(huì)檢測(cè)到過流信號(hào)并立即停止電機(jī)運(yùn)行，保護(hù)電機(jī)和電池。

    電池短路保護(hù)：
        電池管理模塊具備短路保護(hù)功能，當(dāng)檢測(cè)到電池短路時(shí)，會(huì)立即切斷電源，防止電池?fù)p壞和引發(fā)安全事故。

    低電量保護(hù)：
        當(dāng)電池電量過低時(shí)，MCU 會(huì)控制電機(jī)和 LED 逐漸降低功率，避免電池過度放電，延長(zhǎng)電池壽命。

總結(jié)

通過本次開發(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(shè)計(jì)、用戶交互功能和安全保護(hù)功能，能夠滿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。深圳市三佛科技專注單片機(jī)應(yīng)用方案設(shè)計(jì)與開發(fā)，提供8位單片機(jī)、32位單片機(jī)。