Pielāgots Arduino (lētāks MakeyMakey): 5 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:53

Sveiki - man ir 14 gadu (vismaz es biju, kad rakstīju šo pamācību), un es izveidoju šo projektu vietējās universitātes profesoram, kā arī vecmāmiņai, kura strādā ar bērniem ar invaliditāti.

Ja jums patīk šī pamācība vai atbalstāt iemeslu, kāpēc es to daru (bērni ar invaliditāti), turpiniet un atstājiet komentāru!

Makey Makey ir uz Arduino balstīta tāfele, kuru izstrādājuši un izstrādājuši divi MIT absolventi Jay Silver un Eric Rosenbaum sadarbībā ar SparkFun Electronics. Tas darbojas kā tastatūra un pele, būtībā pievienojot datoram sekundāro tastatūru un peli. Īstā inovācija, ko ieviesa Sudraba un Rozenbauma, bija spēja “pieskarties sensoram”. Izmantojot neticami augstas vērtības pievilkšanas rezistorus, viņi kā pogas varēja izmantot ikdienas priekšmetus.

Ir pieejamas daudzas MakeyMakey iespējas un idejas, taču viens no maniem favorītiem ir izmantošana bērniem ar invaliditāti. Tie, kas nevar pietiekami labi izmantot pirkstus, lai izmantotu standarta QWERTY tastatūru, var izmantot MakeyMakey kā tastatūras emulatoru. Bērni ar invaliditāti, kas var izmantot ikdienas priekšmetus kā tastatūras taustiņus, kā atslēgu var izmantot tādus priekšmetus kā augļi (banāni, āboli vai apelsīni), mīklu vai kaut ko nedaudz vadošu.

Šis projekts vairāk sākās kā mācīšanās pieredze. Mana tante tikko pabeidza speciālās izglītības stundu, kurā tika izmantots MakeyMakeys. Viņa un pārējie 15 studenti bija nopirkuši savu MakeyMakeys par 50 ASV dolāriem. Es piedāvāju, ka es varētu to izgatavot par mazāk nekā 40 ASV dolāriem, un pārējais ir vēsture.

Īsa piezīme: šī projekta pamatā ir sākotnējais dizains, ko laipni nodrošināja Džeja Sudraba un Ērika Rozenbauma atvērtā pirmkoda aparatūras licence. Es izsaku viņiem pilnu atzinību un pateicos par viņu dāsnumu.

1. darbība: izpēte

Pirmais solis ir noskaidrot, kā darbojas tradicionālais MakeyMakey, un pēc tam atrast rezerves daļas un piegādātājus, lai to izveidotu pats. Jums paveicās, es izdarīju jūsu labā tik daudz, cik vien varēju, un sakoncentrēju to, kas jums jāzina.

Pirmkārt, MakeyMakey izmanto pievilkšanas rezistoru izmantošanu. Īsāk sakot, uzvilkšanas rezistors ir sastāvdaļa, kas garantē, ka dators reģistrēs “bez pieskāriena”, līdz tapa faktiski tiks pieskārusies. Bez uzvilkšanas rezistora datoram nav ne jausmas, vai tapu pieskaras vai nepieskaras.

Attiecībā uz precizējumu rezistori ir fiziskas sastāvdaļas, kuras varat redzēt un sajust. Pievilkšanas rezistors ir parasts rezistors, kas ir tikai savienots, lai veiktu noteiktu darbu (šis uzdevums ir "uzvilkt" tapu).

Tagad rezistoriem ir daudz vērtību, mērot omos. Visam ir pretestība, bet rezistori ir izgatavoti ar noteiktu pretestības vērtību. Tipisks uzvilkšanas rezistors parasti ir aptuveni 10 000 Ω (omi). Tie, kas atrodas uz MakeyMakey, ir 22 000 000 (22 miljoni) omi, ļaujot jebkuram objektam ar mazāk nekā 22 M Ω darboties kā slēdzim.

No pirksta gala līdz pirksta galam jūsu pretestība ir no 1 000 Ω līdz 100 000 Ω, atkarībā no jūsu ādas mitruma. Tādējādi jums būs aptuveni 21,9 M Ω (22 M - 100 K = 21,9 M) jebkuram objektam, kuru vēlaties izmantot. Metāls, sāls, pat svins no zīmuļa darbosies, ja vien pretestība ir mazāka par 22M Ω.

Ja vēlaties iegūt izskaidrojumu par to, kā MakeyMakey darbojas, MakeyMakey ir lieliska atbilde.

2. solis: plānošana/pirkšana

Šim solim mēs izmantosim Eagle CAD programmatūru, kas pašlaik pieder Autodesk. Ja jums nav šīs programmatūras, varat lejupielādēt bezmaksas viena gada izmēģinājumu. Atsaucoties uz izmaiņām vai konkrēta rīka izmantošanu, es izmantoju Eagle programmatūru. Tomēr es dalīšos ar savu galīgo dizainu.

Tagad, kad jums ir pamatzināšanas par MakeyMakey darbību, varat sākt pasūtīt preces. Es lejupielādēju SparkFun dizainu MakeyMakey un modificēju to, lai atvieglotu montāžu. Sākotnējā dizainā tika izmantota SMD (Surface Mount Devices) izmērs 0402. Šie gabali ir niecīgi, apmēram 0,4 mm x 0,2 mm. Es to izmēģināju, bet zaudēju gandrīz pusi no visiem gabaliem.

Lai jums būtu vieglāk, nomainiet komponentu izmērus uz 0603 vai lielāku izmēru. Lai nomainītu šīs lietas, vienkārši izmantojiet rīku "Aizstāt". Tā kā šī nav Ērgļa apmācība, pieņemšu, ka jūs zināt, kā strādāt ar Ērgli.

Lai pasūtītu PCB (iespiedshēmas plates) vai plāksni, uz kuras viss ir novietots, es devos uz OSHPark. Tie izgatavo augstas kvalitātes PCB ļoti ātri un ļoti lēti. Viņu minimālais pasūtīšanas daudzums ir trīs, bet jūs nevarat pārspēt cenu. Šeit ir saite uz manu dizainu.

Lai iegūtu rezerves daļas, jums jādodas uz DigiKey vai citu elektronikas pakalpojumu sniedzēju. Diemžēl nevaru dalīties ar savu grozu, taču groza aizpildīšanai un pasūtīšanai nevajadzētu aizņemt vairāk par 20 minūtēm. Tomēr esmu iekļāvis Excel lapu ar saitēm. Tomēr dažas piezīmes pirms pasūtīšanas:

• Pievienojot grozam ATMEGA32u4, pārliecinieties, vai tas ir 44TQFP iepakojums
• DigiKey piegāde ir dārga. Labāk ir iegūt vairāk, nekā jums nepieciešams, lai, pazaudējot vai sabojājot, jums būtu papildus.
• DigiKey piedāvā masveida atlaides. Piemēram, viens rezistors ir 0,10 USD, bet 10 no tiem ir 0,11 USD. Izmanto atlaidi!
• Drošinātāji ir nedaudz dārgāki, taču iegādājieties vismaz vienu papildus. Jūs varat man pateikties vēlāk.
• Es nevarēju atrast nevienu LED uz DigiKey, tāpēc es tos vienkārši neizmantoju. Tomēr, ja jūs to darāt, jums būs nepieciešami 330 Ω rezistori.

Izņemot to, tas ir diezgan taisni uz priekšu. Šeit ir Excel lapa, kuru izmantoju pasūtīšanai:

3. solis: izveidojiet to

Tagad nāk jautrā daļa: visu salikt kopā. Tas nav virsmas stiprināšanas lodēšanas ceļvedis, taču šeit ir lieliska apmācība. Attiecībā uz dažādu izmēru komponentu lodēšanu, tiem visiem galu galā vajadzētu darboties vienādi. Šis solis, iespējams, ir visgrūtākais un aizņem visvairāk laika, taču tam nevajadzētu jūs nogalināt (tomēr es iesaku jums sakrustot pirkstus, lai būtu drošībā). Šeit ir tikai daži padomi, uz kuriem es balstījos, strādājot pie tā:

• Kas attiecas uz ATMEGA32u4 mikrokontrolleri, labākais veids, ko es atradu, bija uzlikt vienu spilventiņu uz tāfeles stūra, pēc tam uzlikt mikroshēmu uz augšu, pareizi orientējoties. Pēc tam, kad tas ir nofiksēts vietā, izkausējot stūra spilventiņu, ielieciet visas tapas ar lodmetālu. Jābūt milzīgiem lodēšanas tiltiem. Pēc tam, izmantojot lodēšanas dakti, vēlreiz izkausējiet lodmetālu, lai to noņemtu. Tas atstāj jauku rezultātu bez šortiem.
• Pirms mēģināt pievienot USB kabeli, pārbaudiet tapas zem USB Mini-B savienotāja. Manam pirmajam mēģinājumam bija mazs tilts zem savienotāja, izraisot mikroshēmas bojājumus.
• Kas attiecas uz detaļu secību, sāciet ar AMTEGA32u4 mikrokontrolleri, pēc tam dodieties uz kondensatoriem, rezistoriem, pulksteni un, visbeidzot, sieviešu galvenes ar USB savienotāju.

4. solis: kods

Tagad nāk pēdējais, visvairāk apmierinošais solis (tikai tad, kad tas darbojas, tas ir apmierinošs). Lai kodētu pielāgotu Arduino, vispirms ir jāsadedzina sāknēšanas ielādētājs. Sāknēšanas ielādētājs ir mazs koda gabals, kas tiek ieprogrammēts katrā rūpnīcā esošajā Arduino, lai Arduino norādītu, kas jādara, kad tas pirmo reizi tiek palaists un ko darīt ar kodu, ar kuru to programmējat. Tā kā tas tiek darīts Arduino rūpnīcā, mums tas ir jādara. Lai to izdarītu, mēs varam izmantot citu, iepriekš izveidotu Arduino, lai to ieprogrammētu. Tam nepieciešams Arduino ar ATMEGA328 mikroshēmu (piemēram, Uno vai Nano). Lai to izdarītu, mēs sekosim SparkFun ceļvedim. Piestipriniet tapas, kā parādīts attēlā:

Arduino || MakeyMakey

5V/Vcc - Vcc

GND - GND

D11 - D16

D12 - D14

D13 - D15

D10 - ATiestatīt

Pēc tam dodieties uz Arduino IDE, izvēloties Arduino dēli, kuru izmantojat MakeyMakey programmēšanai. Zem piemēriem atveriet skici “Arduino kā ISP”. Augšupielādējiet to savā Arduino, tāpat kā parasti. Pēc tam sadaļā Rīki atlasiet sadaļā “Arduino/Genuino Micro”. Pēc tam sadaļā Rīki> Programmētājs atlasiet “Arduino kā ISP” (nejaukt ar “ArduinoISP”). Pēc tam sadaļā Rīki vēlreiz atlasiet “Ierakstīt sāknēšanas ielādētāju”. Pēc dažām minūtēm IDE vajadzētu teikt "Gatavs sāknēšanas ielādētājs". Jūsu MakeyMakey tagad ir gatavs darboties kā jebkurš cits Arduino.

Nākamais solis ir doties uz MakeyMakey GitHub un sadaļu “programmaparatūra”. Vienkārši nokopējiet un ielīmējiet “makey_makey.ino” un “settings.h” Notepad un saglabājiet tos atbilstoši attiecīgajiem paplašinājumiem. Tagad atveriet tikko saglabāto "makey_makey.ino", atveriet to ar Arduino IDE un augšupielādējiet to savā MakeyMakey panelī. Tagad jums vajadzētu būt pilnībā funkcionējošam MakeyMakey! Apsveicam!

5. solis: spēlējiet

Ko jūs varētu darīt ar savu jauno MakeyMakey? Ir tik daudz iespēju, kā arī dažas jautras lietotnes vai vietnes, kas jāizmanto MakeyMakey vietnē. Ja jums ir ideja dalīties, lūdzu, dariet to! Es un daudzi citi labprāt dzirdētu jūsu idejas! Esmu iekļāvis dažus redzētā attēlus vai izdomājis pats.

Kā piezīmi: ja jums ir atsauksmes par šo pamācību, laba vai slikta, lūdzu, atstājiet to komentāros. Esmu mēģinājis kļūt par labāku rakstnieku, tāpēc jebkura kritika tiek novērtēta. Paldies!