Ремонт и модернизация электронной игрушки для кошек Petlinks® Flitter Fly Globe

Автор: Сергей Безруков (aka Ser60)
Опубликовано 13.03.2018
Создано при помощи КотоРед.

Недавно у нас в доме появилась упомянутая выше электронная игрушка для кошек. Она представляет собой прозрачную полую сферу, в которую насыпаются входящие в комплект лёгкие фигурки в виде перьев и бабочек. Под действием вмонтированного в сферу вентилятора перья начинают кружится, описывая затейливые узоры в сфере и привлекая внимание нашего кота. Кот может просунуть лапу в ответстие в верхней части сферы, охотясь за перьями, что добавляет ему ажиатажа и восторга. Вентилятор периодически включается и выключается на протяжении порядка 10 минут, после чего устройство автоматически отключается. Повтор сеанса игры производится коротким нажатием на кнопку в нижней части корпуса (на снимках её не видно).

Не скажу, что наш кот постоянно был занят этой игрой, но время от времени она его отвлекала от проказ. К сожалению, игрушка у нас проработала всего несколько дней, после чего перестала включаться. Кот явно был тут непричём, что подтвердил анализ внутренностей игрушки. Всё говорило о выходе из строя электронной схемы, расположенной под чёрной «каплей» на плате, которая не подавала никаких признаков жизни даже при установке свежих батарей.

Я решил восстановить игрушку, несколько расширив её функционал. Теперь её можно включать и выключать той-же кнопкой до истечения времени сеанса игры. Это позволяет сберечь энергию батарей игрушки в случае когда кот не в настроении играть с ней. Помимо этого, вместо периодического включения вентилятора я реализовал включение и выключение его на разные промежутки времени. Вся логика игры реализована в программе микроконтроллера. С несложным алгоритмом игры легко справится любой 8-битный микроконтроллер в корпусе с 6 – 8 выводами. Первоначально я и планировал поставить в схему МК серий PIC10 или ATTINY, с которыми многократно имел дело ранее. Однако, это было давно и в процессе поиска у себя программаторов к ним я вспомнил, что уже подарил их кому-то. Поэтому решил сделать на имеющихся в наличии деталях, с которыми работаю в настоящее время, и на чём мне сейчас проще и быстрее.

Включение и отключение устройства производится нажатием на кнопку. Для этого в схеме использовано стандартное решение на основе транзисторной сборки Q1(A,B), резисторов R1,R2 и диодной сборки D2. При подаче питания на схему оба транзистора сборки Q1 закрыты. Нажатие на кнопку приводит к открыванию Q1A. Микроконтроллер получает питание через вывод 4 и выставляет уровень лог. 1 на выводе 7, что приводит к открыванию Q1B и шунтированию им кнопки. Вывод 2 МК конфигурируется на вход с внутренним подтягивающим резистором и прерыванием по спаду уровня, которое вызывается повторным нажатием на кнопку для выключения. Временные промежутки работы мотора вентилятора формируются таймером МК. Включение мотора производится установкой уровня лог. 1 на выводе 6. Время сеанса игры до её автоматического выключения уменьшено примерно до 5 минут.

Собранная на макетке схема работала устойчиво со светодиодом вместо мотора. Однако, при подключении мотора выяснилось, что при разряженных даже до уровня 1.3В батареях напряжение их настолько сильно проседает в момент пуска мотора, что происходит сброс МК. В результате мотор не крутится. Проблема решилась введением в схему деталей D1 и C1. Ёмкости C1 достаточно для питания схемы во время разгона мотора до его стабилизации, когда его токопотребление снижается примерно до 90мА. Диод предотвращает разряд конденсатора на мотор во время пуска. Такая-же проблема была и в оригинальной схеме, которая прекращала работу при разрядке батарей до 1.3В из-за отсутствия подобного решения. Теперь энергия батарей используется в более полном объёме. При неработающем моторе во время сеанса игры токопотребление схемы определяется резисторами R1,R2 и составляет около 0.9мА. После окончания сеанса когда все транзисторы схемы закрыты, токопотребление опускается ниже 1мкА. МК работоспособен при напряжениях питания от 1.71 до 5.5В. Контактные плошадки на выводах 1 и 8 на плате предназначены для временного подключения программатора.

Программа МК разработана и отлажена в среде PSOC Creator. Исходный текст проекта и файл платы для Eagle прилагаются. Выше показана оригинальная плата (слева, под ней ещё имеется транзистор в корпусе TO92 для коммутации мотора) и модернизированная (справа). Кнопка со старой платы была переставлена на новую. Обе платы имеют одинаковый размер и крепятся на тех-же стойках корпуса. Жёлтый провод мотора после переделки припаян непосредственно к клемме “+” батарейного отсека.

Файлы:
Папка ПО проекта и плата

Все вопросы в Форум.