使用MKR IoT Bundle组件和纸板来教猫的晚餐时间

描述

注意：本教程可能已过时，请到此处获取更新版本。

如果你曾经尝试过训练一只猫，你就会知道这有多难。猫是它们自己的主人，但现在您有机会让猫使用这种支持物联网的设备进行竞标。

欢迎来到巴甫洛夫的猫实验！

在这个项目中，您将学习如何使用 MKR IoT Bundle 中的组件和一些纸板来教您的猫什么时候（和不是）晚餐时间。

我们都知道猫已经喜欢纸板箱了！

猫每听到一段旋律，就会得到食物。光传感器检测猫的存在。另一个旋律什么也没做。看看这将如何工作？

您将能够随着时间的推移监控猫的进展，并通过手机设置食物分配率。一旦达到令人满意的统计数据，就该将传感器重新用于可穿戴设备了。如果您发出哔哔声，您的猫应该从那时起跟随您。

免责声明：在这个实验的开发过程中没有猫受到伤害。此外，不能保证猫会吃食物，但你明白了，对吧？

简而言之

按照这些简单的分步说明，您将能够构建自己的食品分配器。分配器基本上只是一些纸板和一个伺服电机，添加了一些 Arduino 魔法。

使用名为 Telegram 的消息服务，您可以设置要分配的食物量并触发蜂鸣器播放的旋律。

光传感器用于检测猫是否对旋律做出反应并得到食物。

专业提示：您可以在 MKR1000 上托管一个网页，并将收集到的数据显示在一个方便的表格中。

成分

• 伺服电机

• 光电晶体管

• 220欧姆电阻

• 蜂鸣器

学习目标

在本实验中，您将学习如何：

• 使用自定义键盘管理 Telegram Bot

• 从 MKR1000 本身设置和管理 Web 服务器功能。＃专家提示

专业提示是有用但并非绝对必要的步骤，它们会为项目增加一层复杂性。

想知道更多？

本教程是让您熟悉 MKR1000 和 IoT 的一系列实验的一部分。所有实验都可以使用 MKR IoT Bundle 中包含的组件构建。

• 我爱你枕头

• 拼图盒

• 巴甫洛夫的猫

• 书呆子

• 植物通讯器

电报和 Arduino

Telegram是一款流行的移动和桌面消息传递应用程序。除了让我们与朋友聊天之外，它还允许我们创建方便且强大的聊天机器人！

Arduino的TelegramBot 库为我们提供了一种简单的方法来实现聊天机器人背后的逻辑。

要了解如何创建机器人和管理基本功能，请查看I Love You Pillow教程。

创建您的自定义键盘

Telegram 允许我们为快速回复创建自定义键盘。这意味着当您与机器人交谈时，将显示特定的按钮选择，而不是默认键盘。您可以轻松自定义这些按钮并改善设备的用户体验。

我们的自定义键盘如下所示：

 

自定义键盘

 

我们将使用第一排按钮播放旋律并分配食物，而第二排按钮将用于设置伺服电机的速度，从而设置要分配的食物量。

要创建自定义键盘，我们首先需要声明它：

TelegramKeyboard keyboard_one; 

然后定义行：

 const char* row_one[] = {MusicAndFood, MusicNoFood}; 
 const char* row_two[] = {OnePortion, TwoPortion, ThreePortion}; 

最后将行分配给键盘：

keyboard_one.addRow(row_one, 2); // assign a row to one or more keyboards 
keyboard_one.addRow(row_two, 3); // second argument is the length of the row 

请记住，表情符号需要使用 UNICODE 发送。例如，要发送一个心形表情符号，我们将使用：\U00002764

您可以在此处查看 unicode 表情符号代码的完整列表。这意味着要定义我们的按钮，我们将使用它：

 const char*  MusicAndFood = "\U0001F3B6   +   \U0001F36A"; // Note + Cookie 
 const char*  MusicNoFood = "\U0001F3B6   NO   \U0001F36A"; // Note NO Cookie 
 const char*  OnePortion = "\U0001F408"; // CAT 
 const char*  TwoPortion = "\U0001F408 \U0001F408"; // 2 CATS 
 const char*  ThreePortion = "\U0001F408 \U0001F408 \U0001F408"; // 3 CATS  

这是完整的草图：

#include  
#include  
#include  
const char* ssid = SECRET_SSID;    //  your network SSID (name) 
const char* password = SECRET_PSWD;  // your network password 
const char BotToken[] = SECRET_BOT_TOKEN; 
WiFiSSLClient client; 
TelegramBot bot (BotToken, client); 
TelegramKeyboard keyboard_one; 
String OldChatId = ""; 
void setup() { 
 Serial.begin(115200); 
 delay(3000); 
 // attempt to connect to Wifi network: 
 Serial.print("Connecting Wifi: "); 
 Serial.println(ssid); 
 while (WiFi.begin(ssid, password) != WL_CONNECTED) { 
   Serial.print("."); 
   delay(500); 
 } 
 Serial.println(""); 
 Serial.println("WiFi connected"); 
 // choose the emoji you like using UNICODE 
 // here's the list https://unicode.org/emoji/charts/full-emoji-list.html 
 const char*  MusicAndFood = "\U0001F3B6   +   \U0001F36A"; // Note + Cookie 
 const char*  MusicNoFood = "\U0001F3B6   NO   \U0001F36A"; // Note NO Cookie 
 const char*  OnePortion = "\U0001F408"; // CAT 
 const char*  TwoPortion = "\U0001F408 \U0001F408"; // 2 CATS 
 const char*  ThreePortion = "\U0001F408 \U0001F408 \U0001F408"; // 3 CATS 
 // define your row's 
 const char* row_one[] = {MusicAndFood, MusicNoFood}; 
 const char* row_two[] = {OnePortion, TwoPortion, ThreePortion}; 
 keyboard_one.addRow(row_one, 2); // assing a row to one or more keyboards 
 keyboard_one.addRow(row_two, 3); // second argument is the length of the row 
 bot.begin(); 
} 
void loop() { 
 message m = bot.getUpdates(); // Read new messages 
 if ( m.chat_id != 0 ) { // Checks if there are some updates 
   OldChatId = m.chat_id; 
   Serial.println(m.text); 
   bot.sendMessage(m.chat_id, "Hello !", keyboard_one); 
 } 
 delay(1000); 
} 

不幸的是，机器人发送表情符号的方式与接收它们的方式不同。使用 EchoBot 示例是了解机器人如何接收表情符号的简单方法。

例如，我们将使用的表情符号是这样收到的：

ud83cudfb6  // Melody 
ud83cudf6a  // Cookie
ud83dudc08  // Cat

检测猫！

为了检测猫的存在，我们将使用光电晶体管，它能够测量光强度，因此是否有人靠近它。

 

光电晶体管接线

 

请注意，我们使用了一个 220 欧姆的电阻。

要从传感器读取值，我们只需要一个analogRead(A6).

由于我们只在旋律之后才对检测猫的存在感兴趣，并且仅在一定时间内，我们可以使用以下逻辑：

unsigned long timer;
bool startDetecting = true;
int threshold=200; // arbitrary value
void setup(){
timer=millis()
Serial.begin(9600);
} 
void loop(){
if (startDetecting) { 
   int value = analogRead(A6); 
   if (value < threshold) { 
     Serial.println("cat detected!");
     startDetecting = false; 
   } 
   else if (millis() - timer > 120000) { 
     Serial.println("no cat detected in the past two minutes");
     startDetecting = false; 
   } 
 } 
}

请注意，我们使用该函数来设置计时器。 为我们提供了自开发板启动并运行以来的毫秒数。我们可以使用它来设置计时器并在一定时间后触发事件。millis()Millis()

我们还使用阈值来确定是否检测到猫。该阈值是任意的，您可以根据您的光照条件进行设置。

播放歌曲

要播放歌曲，我们将使用蜂鸣器和tone() 功能。

 

蜂鸣器接线

 

我们将使用标准示例toneMelody 的略微修改版本。您可以在下拉菜单中找到它：

examples > digital > toneMelody.

添加伺服电机

伺服器用于打开盒子并运送食物。

请注意，我们使用一个变量int PortionAmount = 1; 来设置伺服必须保持转动 90 度的时间量。我们将能够通过 Telegram 改变它的价值。

将伺服连接到引脚 7 并上传此草图以查看它的工作原理。

#include  
Servo myservo;  // create servo object to control a servo 
int pos = 0;    // variable to store the servo position 
int PortionAmount = 1; // Set default amount of food to 1 portion 
void setup() { 
 myservo.attach(7);  // attaches the servo on pin 6 to the servo object 
} 
void loop() { 
   moveServo(); 
   delay(2000); 
} 
void moveServo() { 
 Serial.println("moving servo"); 
 for (pos = 0; pos <= 90; pos += 1) { // goes from 0 degrees to 90 degrees 
   myservo.write(pos);  // tell servo to go to position in variable 'pos' 
   delay(15); // waits 15ms for the servo to reach the position 
 } 
 delay(PortionAmount * 300);  // keep the box open for a time interval based on the amount of food you want to deliver 
 for (pos = 90; pos >= 0; pos -= 1) { // goes from 90 degrees to 0 degrees 
   myservo.write(pos); / tell servo to go to position in variable 'pos' 
   delay(15); // waits 15ms for the servo to reach the position 
 } 
} 

#ProTip：添加 Web 服务器

MKR1000 最强大的功能之一是接入点模式。

它允许我们在 MKR1000 上托管一个网页，我们可以通过使用板 IP 地址并连接到同一网络来访问该网页。

我们将使用此工具打印食品分配器收集的数据。

 

mkr1000 上托管的网页

 

此步骤需要 HTML 和 CSS 的基本知识（或对示例草图非常信任。您可以在以下位置查看基本 Web 服务器示例：

> example > WiFi101 > AP_SimpleWebServer

我们将通过向我们的 Telegram Bot发送特定单词来触发接入点模式，它会回复链接以访问网页。然后电报客户端将断开连接并启动网络服务器。

else if(m.text == "Server"){ 
  IPAddress ip = WiFi.localIP(); 
  web_server_mode=true; 
  String message = "To see the webpage go to http://"+IpToString(ip); 
  bot.sendMessage(m.chat_id, message , keyboard_one); 
  telegram_client.stop(); 
  delay(1000); 
  server.begin();   // start the web server on port 80 
  }  

该网页包含一个按钮，该按钮将关闭 Web 服务器模式并作为电报客户端返回：

if (currentLine.endsWith("GET /BACKBUTTON")) {  // if button pressed
   web_server_mode=false; 
   client.stop(); 
   delay(1000); 
   bot.begin(); 
   bot.sendMessage(OldChatId, "Back online !", keyboard_one); 
   } 

每次猫检测结束时，都会在表格的新单元格中添加收集到的数据：食物是否送达、猫是否在两分钟内出现以及到达分配器需要多长时间。

AddTableCell(food/noFood, Yes/No, TimeValue); 

然后包含所有表格单元格的字符串被更新并集成到主 html 的其余部分中。

 table_cells+=cell; // add new cell
 html = html_1 + table_cells + html_2; // add cells to main html

查看最终的 Pro 示例，了解如何集成所有这些新功能！

提示：如果您希望您的数据在电路板重置后仍然存在，请查看Flash Storage库或检查Nerd项目！