Arduino po meri (cenejši MakeyMakey): 5 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:03

Pozdravljeni - Star sem 14 let (vsaj jaz sem bil, ko sem pisal ta Instructable) in ta projekt sem zgradil za profesorja na lokalni univerzi, pa tudi za babico, ki dela z otroki s težavami.

Če vam je ta Instructable všeč ali podpirate vzrok, za katerega to delam (otroci s posebnimi potrebami), pojdite naprej in pustite komentar!

Makey Makey je plošča na osnovi Arduina, ki sta jo zasnovala in razvila dva diplomanta MIT, Jay Silver in Eric Rosenbaum, v partnerstvu s SparkFun Electronics. Deluje kot tipkovnica in miška, ki v bistvu doda sekundarno tipkovnico in miško v vaš računalnik. Prava inovacija, ki sta jo predstavila Silver in Rosenbaum, je bila sposobnost "zaznavanja dotika". Z uporabo neverjetno dragocenih uporovnih uporov so lahko vsakdanje predmete uporabljali kot gumbe.

Obstaja veliko zmogljivosti in idej za MakeyMakey, vendar je ena mojih najljubših uporaba za otroke s posebnimi potrebami. Tisti, ki ne morejo dovolj dobro uporabiti prstov za uporabo standardne tipkovnice QWERTY, lahko uporabijo MakeyMakey kot emulator tipkovnice. Invalidni otroci lahko uporabljajo vsakodnevne predmete kot tipke za tipkovnico, zato lahko kot ključ uporabljajo predmete, kot so sadje (banane, jabolka ali pomaranče), igrajo testo ali karkoli rahlo prevodnega.

Ta projekt se je začel bolj kot učna izkušnja. Moja teta je pravkar končala poseben izobraževalni razred, ki je uporabljal MakeyMakeys. Ona in ostalih 15 študentov sta kupila vsak svojo MakeyMakeys za 50 USD. Ponudil sem, da bi ga lahko naredil za manj kot 40 dolarjev, ostalo pa je zgodovina.

Na kratko: ta projekt temelji na izvirnem dizajnu, ki sta ga z licenco za odprtokodno strojno opremo priskrbela Jay Silver in Eric Rosenbaum. Pripisujem jim vse zasluge in se jim v celoti zahvaljujem za njihovo velikodušnost.

1. korak: Raziščite

Prvi korak je ugotoviti, kako deluje tradicionalni MakeyMakey, nato pa poiskati dele in dobavitelje, ki bi jih sami zgradili. Na vašo srečo sem storil vse, kar sem lahko, in strnil vse, kar morate vedeti.

Prvič, MakeyMakey izkorišča uporabo vlečnih uporov. Skratka, vlečni upor je sestavni del, ki zagotavlja, da bo računalnik registriral "brez dotika", dokler se zatič dejansko ne dotakne. Brez vlečnega upora računalnik nima pojma, ali se nožica dotakne ali ne.

Kar zadeva pojasnilo, so upori fizične komponente, ki jih lahko vidite in občutite. Vlečni upor je običajen upor, ki je samo povezan za opravljanje določenega dela (to delo je "potegniti" pin).

Zdaj imajo upori številne vrednosti, merjene v ohmih. Vse ima upor, vendar so upori izdelani z določeno vrednostjo upora. Tipičen vlečni upor je običajno približno 10 000 Ω (ohmov). Tisti, ki so na MakeyMakeyju, so 22 000 000 000 (22 milijonov) ohmov, kar omogoča, da vsak predmet, ki ima manj kot 22 M Ω, deluje kot stikalo.

Od konice prsta do konice prsta imate odpornost od 1 000 Ω do 100 000 Ω, odvisno od mokre kože. Tako dobite približno 21,9 M Ω (22 M - 100 K = 21,9 M) za kateri koli predmet, ki ga želite uporabiti. Kovina, sol in celo svinec svinčnika bodo delovali, če je upor manjši od 22 M Ω.

Če želite bolj osnovno razlago, kako deluje MakeyMakey, ima MakeyMakey odličen odgovor.

2. korak: Načrtovanje/nakup

Za ta korak bomo uporabljali programsko opremo Eagle CAD, ki je trenutno v lasti Autodeska. Če te programske opreme nimate, lahko prenesete brezplačno enoletno preskusno različico. Ko se sklicujem na spremembe ali uporabo določenega orodja, uporabljam programsko opremo Eagle. Svojo končno zasnovo pa bom delil.

Zdaj, ko imate osnovno razumevanje delovanja MakeyMakeyja, lahko začnete naročati stvari. Prenesel sem zasnovo SparkFuna za MakeyMakey in jo spremenil za lažjo montažo. Prvotna zasnova je uporabila SMD (Surface Mount Devices) v velikosti 0402. Ti kosi so majhni, približno 0,4 mm x 0,2 mm. Poskusil sem, vendar sem izgubil skoraj polovico vseh kosov.

Če želite olajšati svoje delo, spremenite velikosti komponent na velikost 0603 ali več. Če želite zamenjati te stvari, uporabite orodje "Zamenjaj". Ker to ni vadnica za Eagle, bom domneval, da veste, kako delati z Eagleom.

Za naročilo tiskanega vezja (PCB) ali plošče, na kateri je vse nameščeno, sem šel v OSHPark. Zelo hitro in zelo poceni izdelujejo visokokakovostne PCB -je. Imajo minimalno količino za naročilo tri, vendar cene ne morete premagati. Tukaj je povezava do moje zasnove.

Za dele se boste morali obrniti na DigiKey ali drugega ponudnika elektronike. Košarice žal ne morem dati v skupno rabo, vendar dokončanje in naročanje vozička ne sme trajati dlje kot 20 minut. Vključil pa sem Excel list s povezavami. Preden naročite, pa le nekaj opomb:

• Ko dodate ATMEGA32u4 v košarico, se prepričajte, da je paket 44TQFP
• Dostava DigiKey je draga. Bolje je, da dobite več, kot jih potrebujete, da imate v primeru izgube ali poškodbe dodatne.
• DigiKey ponuja velike popuste. Na primer, en upor je 0,10 USD, 10 od njih pa 0,11 USD. Izkoristite popust!
• Varovalke so nekoliko dražje, vendar kupite vsaj eno dodatno. Lahko se mi zahvališ kasneje.
• Na DigiKeyju nisem našel nobenih LED, zato jih preprosto nisem uporabljal. Če to storite, boste potrebovali 330 Ω upori, da gredo z njimi.

Razen tega je precej naravnost naprej. Tukaj je Excelov list, ki sem ga uporabil za naročanje:

3. korak: Zgradite ga

Zdaj prihaja zabavni del: vse skupaj združiti. To ni vodnik za spajkanje na površinsko montažo, ampak tukaj je odlična vadnica. Kar zadeva spajkanje komponent različnih velikosti, bi morale na koncu vse delovati enako. Ta korak je verjetno najtežji in traja največ časa, vendar vas ne bi smel ubiti (priporočam, da vam prekrižamo prste, samo da bi bili varni). Tu je le nekaj nasvetov, na katere sem se oprl med delom pri tem:

• Kar se tiče mikrokrmilnika ATMEGA32u4, je bil najboljši način, da sem kosil eno blazinico na vogalu plošče, nato pa položil čip na vrh, pravilno usmerjen. Potem, ko ga pritrdite s taljenjem vogalne blazinice, naložite vse zatiče s spajkanjem. Morali bi biti veliki spajkalni mostovi. Nato s spajkalnim stenjem spajkalnik znova stopite, da ga odstranite. To pusti lep rezultat, brez kratkih hlač.
• Preden poskusite priključiti kabel USB, preverite zatiče pod priključkom USB Mini-B. Moj prvi poskus je imel pod konektorjem majhen most, ki je poškodoval čip.
• Kar zadeva vrstni red delov, začnite z mikrokrmilnikom AMTEGA32u4, nato pojdite na kondenzatorje, upore, uro in na koncu ženske vtiče s priključkom USB.

4. korak: Koda

Zdaj sledi zadnji, najbolj zadovoljiv korak (zadovoljen je le, ko deluje). Če želite kodirati Arduino po meri, morate najprej zapisati zagonski nalagalnik. Zagonski nalagalnik je majhen del kode, ki je tovarniško programiran v vsakem Arduinu, da pove Arduinu, kaj naj naredi ob prvem zagonu in kaj storiti s kodo, s katero ga programirate. Ker se to počne v tovarni Arduino, moramo to storiti tudi mi. Če želite to narediti, lahko za programiranje uporabimo drug, že pripravljen Arduino. To zahteva Arduino s čipom ATMEGA328 (na primer Uno ali Nano). V ta namen bomo sledili vodniku SparkFuna. Zataknite zatiče, kot je prikazano:

Arduino || MakeyMakey

5V/Vcc - Vcc

GND - GND

D11 - D16

D12 - D14

D13 - D15

D10 - RESET

Nato pojdite v Arduino IDE in izberite ploščo Arduino, ki jo uporabljate za programiranje vašega MakeyMakeyja. Pod primeri odprite skico "Arduino kot ponudnik internetnih storitev". Naložite ga v svoj Arduino, tako kot običajno. Nato pod Orodja izberite pod ploščo 'Arduino/Genuino Micro'. Nato pod Orodja> Programer izberite »Arduino kot ISP« (ne zamenjajte z »ArduinoISP«). Nato še enkrat pod Orodja izberite 'Burn Bootloader'. Po nekaj minutah bi moral IDE napisati "Končan zagon nalagalnika". Vaš MakeyMakey je zdaj pripravljen delovati kot kateri koli drug Arduino.

Naslednji korak je odhod na MakeyMakey's GitHub in v razdelek »firmware«. Samo kopirajte in prilepite »makey_makey.ino« in »settings.h« v Beležnico in jih shranite v skladu z ustreznimi razširitvami. Zdaj odprite na novo shranjeni 'makey_makey.ino', odprite ga z Arduino IDE in ga naložite na svojo ploščo MakeyMakey. Zdaj bi morali imeti popolnoma delujoč MakeyMakey! Čestitamo!

5. korak: Igrajte se

Kaj bi lahko storili z novim MakeyMakeyjem? Obstaja toliko možnosti, z nekaj zabavnimi aplikacijami ali spletnimi stranmi, ki so navedene na spletnem mestu MakeyMakey. Če imate idejo za skupno rabo, to storite! Jaz in mnogi drugi bi radi slišali vaše ideje! Priložil sem nekaj slik tistega, kar sem videl ali si zamislil.

Kot stransko opombo: Če imate kakršne koli povratne informacije o tem navodilu, dobre ali slabe, ga pustite v komentarjih. Poskušal sem postati boljši pisatelj, zato je vsaka kritika cenjena. Hvala!