(CRC) bits, atvērta mikrobitiem līdzīga nozīmīte: 10 soļi

2025 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2025-01-23 14:59

Mēs izmantojām mikrobita emblēmu apmēram pirms gada, lai mācītu robotiku. Tas ir lielisks izglītības līdzeklis.

Viena no tās vērtīgākajām īpašībām ir tā, ka tā tiek turēta rokās. Un šī elastība ļauj tai lieliski ieskatīties izglītības sabiedrībā.

Pirms četriem mēnešiem mēs sākām veidot modeli veidotājiem. Domājot, ja tas būs veiksmīgs, tas var kļūt par atvērtu produktu skolotājiem.

Kādas īpašības mēs vēlamies pievienot emblēmai:

• ESP32 procesors (saderīgs ar Arduino)
• IMU 6 asis
• Neopikseļu matrica RGB, 8 x 5
• Audio skaļrunis, izmantojot DAC
• Divas spiedpogas
• GPIO paplašināšanas ports (5 V tolerants)

Visā šajā pamācībā mēs izskaidrosim tās veidošanas soļus.

1. darbība: shematisks dizains

Mēs pievienojam pirmās crcbit versijas shēmu. Lai pielāgotu komponentus, mums bija jāveic dažādi testi protoboardā.

Shēmā mēs varam novērtēt tāfeles sirdi, kas ir ESP32. Mēs redzam arī 6 asu IMU, nelielu skaļruņu pastiprinātāja ķēdi un divas divvirzienu loģikas līmeņa pārveidotāja plates.

Visbeidzot, ir visa neopikseļu pārvaldības shēma, kurā ir 6 neopikseļu sloksnes ar 8 gaismas diodēm katrā. Kopā ar 3V3 voltu strāvas ķēdi, kurai ir MOSFET savienošanai un atvienošanai, izmantojot programmatūras kontrolētu GPIO.

Barošanas avotam mēs esam izvēlējušies JST savienotāju, kas ir stiprāks par mikro USB savienotāju, ja tas kustas.

2. solis: barošanas sistēma

Tā kā plāksnei ir 40 neopikseļi, ESP32 un skaļrunis; Pastiprinātāja patēriņš ir ļoti liels.

Gadījumā, ja 40 neopikseļi tiek ieslēgti līdz maksimālajam spilgtumam, mēs būtu tuvu 1,5 ampēriem.

Mēs nolēmām barot plati pie 5 V sprieguma. Ir viegli izmantot jebkuru enerģijas banku. 5V tiek izmantoti, lai darbinātu ESP32, kuram jau ir 3V3 regulators. Pateicoties divvirzienu līmeņa pārslēdzējam, tas arī ļauj radīt 5 V tolerantus signālus.

Neopikseliem mēs izmantojam strāvas padeves pārtraukumu un samazināšanas ķēdi pie 3 V3. Tādējādi mēs samazinām patēriņu līdz 250 miliamperiem, un mēs varam kontrolēt neopikseļu jaudu, izmantojot programmatūru.

3. solis: kas mums vajadzīgs

Vispirms sagatavosim dažas lietas.

Visos gadījumos mēs esam meklējuši komponentus, kurus ir viegli metināt un viegli iegādāties vietējos elektronikas veikalos.

Tomēr dažus komponentus nav viegli atrast, un labāk ir pacietīgi tos pasūtīt Ķīnas tirgū.

Nepieciešamo komponentu saraksts ir šāds:

• 1 x ESP32 mini formāts
• 2 x divvirzienu loģikas līmeņa pārveidotāji
• 1 x 6 asu IMU
• 1 x skaļrunis
• 1 x jaudas MOSFET
• 1 x 3V3 sprieguma kritums
• 2 x spiedpogas
• 1 x LDR
• 6 x 8 neopikseļu sloksnes

… Un dažas tipiskas diskrētas sastāvdaļas

4. solis: uzlauziet neopikselu sloksnes, lai atvieglotu lodēšanu (I)

Visgrūtāk saliekamā un lodējamā daļa ir Neopixels sloksnes.

Šim nolūkam mēs esam izveidojuši 3D drukātu rīku, kas saglabā 5 neopikseļu sloksnes pareizajā stāvoklī. Tādā veidā tie ir pareizi izlīdzināti.

Tajā pašā laikā rīks ļauj metināt mazas metāla sloksnes, lai atvieglotu lodēšanu, jo sloksnes ir apgrieztas.

Ieteicams praktizēt iepriekš, jo šis process ir grūts.

5. solis: Hackin Neopixels sloksnes, lai atvieglotu lodēšanu (II)

Mēs pievienojam failus STL formātā, lai varētu izdrukāt fiksācijas rīku.

Lai drukātu detaļas 3D formātā, nav nepieciešama īpaša konfigurācija. Tos ir viegli izdrukāt, bet tie ir ļoti noderīgi.

6. darbība: pielāgota PCB

Sakarā ar sastāvdaļu skaitu un to lielumu mēs migrējam no prototipa universālā PCB, lai izveidotu pielāgotu PCB.

Mēs esam augšupielādējuši PCB dizainu vietnē PCBWay, lai kopīgotu to ar sabiedrību un tiem veidotājiem, kuri vēlas to salikt.

Lielākai elastībai mēs pievienojam arī Gerber failus.

7. darbība. Aparatūras savienojums (pielāgota PCB)

Ja mums ir pielāgota PCB, pārējās sastāvdaļas ir viegli pielodētas, jo tām visām ir 2,54 mm tapas.

Pievienotajiem attēliem ir laba izšķirtspēja, lai redzētu sastāvdaļu stāvokli.

8. darbība: programmatūra un programmaparatūra

Plātnei nav nepieciešama īpaša programmatūra, jo tā darbojas tieši ar Arduino IDE. Mums vienkārši jākonfigurē Arduino IDE darbam ar ESP32, laba apmācība, kas jāievēro soli pa solim, ir šāda:

www.instructables.com/id/ESP32-With-Arduin…

Un, lai perifērijas ierīces darbotos, mums jāpievieno šīs Arduino bibliotēkas:

github.com/adafruit/Adafruit_NeoPixel

github.com/adafruit/Adafruit_NeoMatrix

github.com/sparkfun/MPU-9250_Breakout

Pirmais tests, ko esam veikuši, lai pārliecinātos, ka viss darbojas pareizi, ir pikseļu mikrobitu sirds.

9. solis: izklaidējieties

10. darbība. Tālāk…

Tas ir atklāts projekts.

Līdz šim (CRC) bits joprojām ir vienkāršs un neapstrādāts. Mēs ticam, ka ar sabiedrības palīdzību tas pieaugs arvien labāk.

Un tāpēc cilvēkiem patīk atvērtā koda un kopiena.

Ja jums ir labāka ideja vai esat veicis uzlabojumus, lūdzu, dalieties tajā!

Priekā