Kohandatud Arduino (odavam MakeyMakey): 5 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:47

Tere - olen 14 -aastane (vähemalt olin seda juhendit kirjutades) ja ehitasin selle projekti kohaliku ülikooli professorile, samuti oma vanaemale, kes töötab puudega lastega.

Kui teile meeldib see juhend või toetate põhjust, mille nimel ma seda teen (puuetega lapsed), jätkake ja jätke kommentaar!

Makey Makey on Arduino -põhine tahvel, mille on välja töötanud ja välja töötanud kaks MITi lõpetajat Jay Silver ja Eric Rosenbaum koostöös SparkFun Electronicsiga. See toimib klaviatuuri ja hiirena, lisades sisuliselt arvutile teisese klaviatuuri ja hiire. Tõeline uuendus, mille Silver ja Rosenbaum tutvustasid, oli "puutetundlikkuse" võimalus. Kasutades uskumatult väärtuslikke tõmbetakistusi, said nad nuppudena kasutada igapäevaseid esemeid.

MakeyMakey jaoks on palju võimalusi ja ideid, kuid üks minu lemmikuid on kasutamine puuetega lastele. Need, kes ei oska oma sõrmi piisavalt hästi kasutada tavalise QWERTY klaviatuuri kasutamiseks, võivad kasutada MakeyMakey klaviatuuri emulaatorina. Puudega lapsed, kes saavad kasutada igapäevaseid esemeid klaviatuuri klahvidena, saavad võtmena kasutada selliseid esemeid nagu puuviljad (banaanid, õunad või apelsinid), mängida tainast või midagi muud juhtivat.

See projekt sai alguse pigem õppimiskogemusest. Minu tädi oli just lõpetanud erihariduse tunni, kus kasutati MakeyMakeyst. Tema ja ülejäänud 15 õpilast olid mõlemad ostnud oma MakeyMakeysi 50 dollari eest. Pakkusin, et võin selle teha vähem kui 40 dollari eest ja ülejäänud on ajalugu.

Kiire märkus: see projekt põhineb Jay Silveri ja Eric Rosenbaumi avatud lähtekoodiga riistvara litsentsi kaudu lahkelt esitatud originaalkujundusel. Ma tunnustan neid täielikult ja tänan neid suuremeelsuse eest.

Samm: uurige

Esimene samm on välja selgitada, kuidas traditsiooniline MakeyMakey töötab, seejärel leida osad ja tarnijad, et seda ise ehitada. Teie õnneks tegin teie heaks nii palju kui suutsin ja lühendasin selle, mida peate teadma.

Esiteks kasutab MakeyMakey ära tõmmatavate takistite kasutamist. Lühidalt öeldes on tõmbetakistus komponent, mis garanteerib, et arvuti registreerib "puudutamata", kuni tihvti tegelikult puudutatakse. Ilma tõmbetakistita pole arvutil aimugi, kas tihvti puudutatakse või mitte.

Mis puutub selgitusse, siis takistid on füüsilised komponendid, mida näete ja tunnete. Tõmbetakisti on tavaline takisti, mis on lihtsalt ühendatud teatud töö tegemiseks (see ülesanne on tihvti "üles tõmbamine").

Nüüd on takistitel palju väärtusi, mõõdetuna oomides. Kõigil on takistus, kuid takistid on valmistatud kindla takistuse väärtusega. Tüüpiline tõmbetakisti on tavaliselt umbes 10 000 Ω (oomi). Need, mis on MakeyMakey peal, on 22 000 000 (22 miljonit) oomi, võimaldades lülitina töötada kõigil objektidel, millel on alla 22 M Ω.

Sõrmeotsast sõrmeotsani on teie takistus vahemikus 1 000 Ω kuni 100 000 Ω, olenevalt teie naha niiskusest. See jätab teile umbes 21,9 M Ω (22 M - 100 K = 21,9 M) iga objekti jaoks, mida soovite kasutada. Metall, sool ja isegi pliiatsi plii töötavad, kui takistus on väiksem kui 22 M Ω.

Kui soovite põhjalikumat selgitust MakeyMakey toimimise kohta, on MakeyMakeyl suurepärane vastus.

2. etapp: planeerimine/ostmine

Selle sammu jaoks kasutame Eagle CAD tarkvara, mis kuulub praegu Autodeskile. Kui teil seda tarkvara pole, saate alla laadida üheaastase tasuta prooviperioodi. Kui viitan muudatustele või konkreetse tööriista kasutamisele, kasutan Eagle tarkvara. Jagan siiski oma lõplikku kujundust.

Nüüd, kui teil on MakeyMakey põhiteadmised, võite hakata asju tellima. Laadisin alla SparkFuni kujunduse MakeyMakey jaoks ja muutsin seda kokkupanemise hõlbustamiseks. Algses disainis kasutati SMD -d (Surface Mount Devices) suuruses 0402. Need tükid on väikesed, umbes 0,4 mm x 0,2 mm. Ma proovisin seda, kuid kaotasin peaaegu pooled tükid.

Enda jaoks lihtsamaks muutmiseks muutke komponentide suurused suuruseks 0603 või suuremaks. Nende asjade asendamiseks kasutage lihtsalt tööriista "Asenda". Kuna see pole Eagle'i õpetus, eeldan, et teate, kuidas Eagle'iga koostööd teha.

PCB (trükkplaadi) või plaadi tellimiseks, millele kõik on paigutatud, läksin OSHParki. Nad valmistavad kvaliteetseid trükkplaate väga kiiresti ja väga odavalt. Nende minimaalne tellimiskogus on kolm, kuid te ei saa hinda ületada. Siin on link minu kujundusele.

Osade jaoks peate minema DigiKey või mõne muu elektroonikatarnija juurde. Kahjuks ei saa ma oma ostukorvi jagada, kuid ostukorvi täitmine ja tellimine ei tohiks kesta kauem kui 20 minutit. Olen siiski lisanud Exceli lehe koos linkidega. Kuid mõned märkused enne tellimist:

• Veenduge ATMEGA32u4 ostukorvi lisamisel, et see on 44TQFP pakett
• DigiKey saatmine on kallis. Parem on saada rohkem kui vaja, nii et kui üks on kadunud või kahjustatud, on teil lisad.
• DigiKey pakub hulgi allahindlusi. Näiteks üks takisti on 0,10 dollarit, kuid 10 neist on 0,11 dollarit. Kasutage allahindlust!
• Kaitsmed on natuke kallimad, kuid ostke vähemalt üks lisa. Saate mind hiljem tänada.
• Ma ei leidnud DigiKey'st ühtegi LED -i, nii et ma lihtsalt ei kasutanud neid. Kui te seda siiski teete, vajate nendega kaasas käimiseks 330 Ω takistit.

Peale selle on see üsna sirgjooneline. Siin on Exceli leht, mida kasutasin tellimisel:

Samm: ehitage see üles

Nüüd tuleb lõbus osa: kõik kokku panna. See ei ole pinnapealse jootmise juhend, kuid siin on suurepärane õpetus. Mis puudutab erineva suurusega komponentide jootmist, siis peaksid need kõik lõpuks ühtmoodi toimima. See samm on ilmselt kõige raskem ja aeganõudvam, kuid see ei tohiks teid tappa (soovitan siiski turvalisuse huvides pöialt teha). Siin on vaid mõned näpunäited, mida ma selle kallal töötades toetasin:

• Mis puutub ATMEGA32u4 mikrokontrollerisse, siis parim viis, mille leidsin, oli ühe padja tahvli nurgale tina panemine, seejärel kiibi peal asetamine, õigesti orienteeritud. Seejärel, pärast nurgapadja sulatamisega oma kohale lukustamist, laadige kõik tihvtid joodisega üles. Seal peaksid olema suured jootmissillad. Seejärel sulatage jootetakiga jootet uuesti selle eemaldamiseks. See jätab kena tulemuse, ilma lühikeste püksideta.
• Enne USB-kaabli ühendamist kontrollige USB Mini-B-pistiku all olevaid kontakte. Minu esimesel katsel oli pistiku all väike sild, mis kahjustas kiipi.
• Osade tellimise osas alustage mikrokontrolleriga AMTEGA32u4, seejärel minge kondensaatorite, takistite, kella ja lõpuks USB -pistikuga naissoost päiste juurde.

4. samm: kood

Nüüd tuleb viimane, kõige rohkem rahuldust pakkuv samm (rahuldav on ainult siis, kui see töötab). Kohandatud Arduino kodeerimiseks peate esmalt alglaaduri põletama. Alglaadur on väike koodilõik, mis on programmeeritud tehasesse igasse Arduino, et öelda Arduinole, mida teha esmakordsel käivitamisel ja mida teha koodiga, millega seda programmeerite. Kuna seda tehakse Arduino tehases, peame seda ka tegema. Selleks saame selle programmeerimiseks kasutada teist, eelvalmistatud Arduinot. Selleks on vaja Arduino koos ATMEGA328 kiibiga (näiteks Uno või Nano). Selleks järgime SparkFuni juhendit. Ühendage tihvtid nagu näidatud:

Arduino || MakeyMakey

5 V/Vcc - Vcc

GND - GND

D11 - D16

D12 - D14

D13 - D15

D10 - NULLI

Seejärel minge Arduino IDE -sse, valides Arduino plaadi, mida kasutate oma MakeyMakey programmeerimiseks. Näidete all avage visand „Arduino kui Interneti -teenuse pakkuja”. Laadige see oma Arduinosse üles nagu tavaliselt. Seejärel valige jaotises Tööriistad tahvli alt „Arduino/Genuino Micro”. Seejärel valige jaotises Tööriistad> Programmeerija „Arduino kui Interneti -teenuse pakkuja” (mitte segi ajada „ArduinoISP -ga”). Seejärel valige tööriistade alt veel kord suvand „Põleta alglaadurit”. Mõne minuti pärast peaks IDE ütlema "Valmis alglaadur põletamine". Teie MakeyMakey on nüüd valmis tegutsema nagu iga teine Arduino.

Järgmine samm on minna MakeyMakey GitHubi ja jaotisse „Püsivara”. Lihtsalt kopeerige ja kleepige „makey_makey.ino” ja „settings.h” Notepadisse ning salvestage need vastavalt nende laienditele. Nüüd avage äsja salvestatud „makey_makey.ino”, avage see Arduino IDE abil ja laadige see üles oma MakeyMakey tahvlile. Teil peaks nüüd olema täielikult toimiv MakeyMakey! Palju õnne!

Samm: mängige

Mida saaksite oma uue MakeyMakey abil teha? Valikuid on nii palju, MakeyMakey veebisaidil on loetletud mõned lõbusad rakendused või veebisaidid. Kui teil on idee jagada, palun tehke seda! Mulle ja paljudele teistele meeldiks kuulda teie ideid! Olen lisanud mõned pildid sellest, mida olen näinud või ise välja mõelnud.

Vahemärkusena: kui teil on selle juhendi kohta head või halba tagasisidet, jätke see kommentaaridesse. Olen püüdnud saada paremaks kirjanikuks, nii et igasugune kriitika on teretulnud. Tänan!