(CRC) bit, odprta značka, podobna mikrobitu: 10 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:04

Značko microbit smo pred približno enim letom uporabljali za poučevanje robotike. Je odlično orodje za izobraževanje.

Ena njegovih najbolj dragocenih lastnosti je, da je ročna. Ta prilagodljivost omogoča odličen vpogled v izobraževalno skupnost.

Pred štirimi meseci smo začeli oblikovati model za izdelovalce. Če je uspešen, lahko postane odprt izdelek za učitelje.

Katere značilnosti želimo dodati znački:

• Procesor ESP32 (združljiv z Arduino)
• 6-os IMU
• Matrica neopikslov RGB, 8 x 5
• Zvočni zvočnik prek DAC -a
• Dva gumba
• Razširitvena vrata GPIO (odporna na 5 V)

V tem navodilu bomo razložili korake za njegovo izgradnjo.

1. korak: Shematsko oblikovanje

Prilagamo shemo prve različice crcbit. Za prilagajanje komponent smo morali na protoboru opraviti različne teste.

V shemi lahko cenimo srce plošče, ki je ESP32. Vidimo tudi 6-osni IMU, majhno ojačevalno vezje zvočnikov in dve dvosmerni pretvorniški plošči logične ravni.

Nazadnje je celotno vezje za upravljanje neopikslov, ki ima 6 trakov neopikslov po 8 LED. Skupaj z 3V3 -voltnim napajalnim vezjem, ki ima MOSFET za povezavo in odklop prek programsko vodenega GPIO.

Za napajanje smo izbrali priključek JST, ki je močnejši od priključka mikro USB, če se premika.

2. korak: Napajalni sistem

Ker ima plošča 40 neopikslov, ESP32 in zvočnik; Poraba ojačevalnika je zelo velika.

V primeru vklopa 40 neopikslov na največjo svetlost bi bili blizu 1,5 ampera.

Odločili smo se za napajanje plošče pri 5V. Enostavno je uporabljati katero koli banko moči. 5V se uporabljajo za napajanje ESP32, ki že ima regulator 3V3. Omogoča tudi oddajanje 5V tolerantnih signalov, zahvaljujoč dvosmernemu nivojskemu menjalniku.

Za neopiksele uporabljamo vezje za izklop in zmanjševanje napajanja pri 3V3. Tako zmanjšamo porabo na 250 miliamperov in s pomočjo programske opreme lahko nadzorujemo moč neopikslov.

3. korak: Kaj potrebujemo

Najprej pripravimo nekaj stvari.

V vseh primerih smo iskali komponente, ki jih je enostavno variti in jih je enostavno kupiti v lokalnih trgovinah z elektroniko.

Kljub temu nekaterih komponent ni enostavno najti, zato jih je bolje potrpežljivo naročiti na kitajskem trgu.

Seznam potrebnih komponent je:

• 1 x ESP32 mini format
• 2 x dvosmerna pretvornika logične ravni
• 1 x 6-osni IMU
• 1x zvočnik
• 1 x napajalni MOSFET
• 1 x 3V3 padec napetosti
• 2 x gumbi
• 1 x LDR
• 6 x trakovi po 8 neopikslov

… in nekaj značilnih diskretnih komponent

Korak 4: Potaknite neopixel trakove za lažje spajkanje (I)

Najtežje sestaviti in spajkati so trakovi Neopixels.

Za to smo ustvarili 3D tiskano orodje, ki drži 5 trakov neopikslov v pravilnem položaju. Na ta način so pravilno poravnani.

Hkrati nam orodje omogoča varjenje majhnih kovinskih trakov za lažje spajkanje, saj so trakovi obrnjeni.

Priporočljivo je, da vadite prej, saj je ta postopek težak.

5. korak: Hackin neopixel trakovi za lažje spajkanje (II)

Datoteke pritrdimo v formatu STL, da lahko natisnemo orodje za pritrditev.

Za tiskanje delov v 3D ni potrebna posebna konfiguracija. Enostavne so za tiskanje, vendar zelo uporabne.

6. korak: PCB po meri

Zaradi števila komponent in njihove velikosti se preselimo iz prototipa v univerzalno tiskano vezje, da ustvarimo tiskano vezje po meri.

Oblikovanje tiskanega vezja smo naložili na PCBWay, da ga delimo s skupnostjo in tistimi, ki ga želijo sestaviti.

Za večjo prilagodljivost prilagamo tudi datoteke Gerber.

7. korak: Povezava strojne opreme (PCB po meri)

Če imamo tiskano vezje po meri, se ostale komponente zlahka spajkajo, saj so vse opremljene s 2,54 mm trakovi.

Priložene slike imajo dobro ločljivost za prikaz položaja komponent.

8. korak: Programska oprema in vdelana programska oprema

Plošča ne potrebuje posebne programske opreme, saj deluje neposredno z Arduino IDE. Samo konfigurirati moramo Arduino IDE za delo z ESP32, dobra vadnica po korakih je naslednja:

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

In za delovanje zunanjih naprav moramo dodati te knjižnice Arduino:

github.com/adafruit/Adafruit_NeoPixel

github.com/adafruit/Adafruit_NeoMatrix

github.com/sparkfun/MPU-9250_Breakout

Prvi test, ki smo ga izvedli, da bi ugotovili, ali vse deluje pravilno, je srce mikrobitnih pikslov.

9. korak: Zabavajte se

10. korak: Naprej…

To je odprt projekt.

Doslej je (CRC) bit še vedno preprost in surov. Verjamemo, da bo s pomočjo skupnosti vse bolje odraščal.

In zato imajo ljudje radi odprtokodne programe in skupnost.

Če imate boljšo idejo ali ste jo izboljšali, jo delite!

Na zdravje