Vlastní Arduino (levnější MakeyMakey): 5 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:20

Ahoj - je mi 14 let (alespoň mi bylo, když jsem psal tento Instructable) a tento projekt jsem postavil pro profesora na místní univerzitě a také pro svoji babičku, která pracuje s dětmi s handicapem.

Pokud se vám tento Instructable líbí nebo podporujete věc, pro kterou to dělám (děti se zdravotním postižením), pokračujte a zanechte komentář!

Makey Makey je deska založená na Arduinu, kterou navrhli a vyvinuli dva absolventi MIT, Jay Silver a Eric Rosenbaum, ve spolupráci se SparkFun Electronics. Funguje jako klávesnice a myš, v podstatě k vašemu počítači přidává sekundární klávesnici a myš. Skutečnou novinkou, kterou Silver a Rosenbaum představili, byla schopnost „dotykového snímání“. Pomocí neuvěřitelně hodnotných výsuvných odporů dokázali používat každodenní předměty jako tlačítka.

Mnoho funkcí a nápadů pro MakeyMakey je k dispozici, ale jedním z mých oblíbených je použití pro děti s postižením. Ti, kteří neumí dostatečně dobře používat prsty na standardní QWERTY klávesnici, mohou použít MakeyMakey jako emulátor klávesnice. Díky možnosti používat předměty každodenní potřeby jako klávesy pro klávesnici mohou postižené děti používat jako klíč například ovoce (banány, jablka nebo pomeranče), těsto na hraní nebo cokoli mírně vodivého.

Tento projekt začal spíše jako vzdělávací zkušenost. Moje teta právě dokončila hodinu speciální výchovy, která používala MakeyMakeys. Ona a dalších 15 studentů si každý koupil vlastní MakeyMakeys za 50 dolarů. Nabídl jsem, že bych mohl jeden vyrobit za méně než 40 dolarů, a zbytek je historie.

Rychlá poznámka: tento projekt vychází z původního návrhu, který laskavě poskytla licence Open Source Hardware od Jaye Silvera a Erica Rosenbauma. Dávám jim plný kredit a děkuji za jejich štědrost.

Krok 1: Výzkum

Prvním krokem je zjistit, jak tradiční MakeyMakey funguje, a poté najít díly a dodavatele, které si sami postavíte. Naštěstí pro vás jsem udělal, co jsem mohl, a shrnul to na to, co potřebujete vědět.

MakeyMakey nejprve využívá použití výsuvných odporů. Stručně řečeno, pull-up rezistor je součást, která zaručuje, že počítač zaregistruje „bezdotykové“, dokud se pinu skutečně nedotknete. Bez pull-up rezistoru počítač netuší, jestli se pin dotkl nebo nedotkl.

Pokud jde o objasnění, odpory jsou fyzické součásti, které můžete vidět a cítit. Pull-up odpor je normální odpor, jen zapojený, aby vykonal určitou práci (tou úlohou je „vytáhnout“pin).

Nyní mají odpory mnoho hodnot, měřeno v ohmech. Všechno má odpor, ale odpory jsou vyrobeny se specifickou hodnotou odporu. Typický pull-up odpor je obvykle asi 10 000 Ω (ohmů). Ty, které jsou na MakeyMakey, mají 22 000 000 (22 milionů) ohmů, což umožňuje, aby jakýkoli předmět, který má méně než 22 M Ω, fungoval jako přepínač.

Od prstu k prstu máte odpor kdekoli od 1 000 Ω do 100 000 Ω, v závislosti na tom, jak mokrá je vaše pokožka. To vám ponechá asi 21,9 M Ω (22 M - 100 K = 21,9 M) pro jakýkoli objekt, který chcete použít. Kov, sůl, dokonce i olovo z tužky bude fungovat, pokud je odpor menší než 22 M Ω.

Pokud byste chtěli základní vysvětlení toho, jak MakeyMakey funguje, MakeyMakey má skvělou odpověď.

Krok 2: Plánování/nákup

K tomuto kroku použijeme software Eagle CAD, který v současnosti vlastní společnost Autodesk. Pokud tento software nemáte, můžete si zdarma stáhnout roční zkušební verzi. Když odkazuji na úpravy nebo na použití konkrétního nástroje, používám software Eagle. Podělím se však o svůj konečný návrh.

Nyní, když máte základní znalosti o tom, jak MakeyMakey funguje, můžete začít objednávat věci. Stáhl jsem si design SparkFun pro MakeyMakey a upravil ho, aby byla montáž jednodušší. Původní design používal SMD (Surface Mount Devices) ve velikosti 0402. Tyto kousky jsou malé, asi 0,4 mm x 0,2 mm. Zkusil jsem to, ale ztratil jsem téměř polovinu všech kusů.

Aby to bylo pro vás jednodušší, změňte velikosti součástí na velikost 0603 nebo větší. Chcete -li tyto věci vyměnit, použijte nástroj „Nahradit“. Protože se nejedná o výukový program Eagle, budu předpokládat, že víte, jak s Eaglem pracovat.

Chcete -li objednat desku plošných spojů (PCB) nebo desku, na kterou je vše umístěno, šel jsem do OSHPark. Vyrábí vysoce kvalitní PCB velmi rychle a velmi levně. Mají minimální objednávací množství tři, ale cenu nepřekonáte. Zde je odkaz na můj design.

Pokud jde o díly, budete muset zajít na DigiKey nebo jiného poskytovatele elektroniky. Košík bohužel nemohu sdílet, ale dokončení a objednání košíku by nemělo trvat déle než 20 minut. Zahrnul jsem však list aplikace Excel s odkazy. Před objednáním však jen několik poznámek:

• Když přidáte ATMEGA32u4 do košíku, ujistěte se, že se jedná o balíček 44TQFP
• Přeprava DigiKey je drahá. Je lepší získat více, než potřebujete, takže pokud dojde ke ztrátě nebo poškození, máte doplňky.
• DigiKey má hromadné slevy. Například jeden odpor je 0,10 $, ale 10 z nich je 0,11 $. Využijte slevu!
• Pojistky jsou o něco dražší, ale kupte si alespoň jeden navíc. Později mi můžete poděkovat.
• Na DigiKey jsem nenašel žádné LED, tak jsem je prostě nepoužil. Pokud tak učiníte, budete k tomu potřebovat odpory 330 Ω.

Kromě toho je to docela přímočaré. Zde je list aplikace Excel, který jsem použil pro objednání:

Krok 3: Postavte to

Nyní přichází zábavná část: dát to všechno dohromady. Toto není průvodce pájením na povrch, ale zde je skvělý návod. Pokud jde o pájení komponent různých velikostí, měly by nakonec všechny fungovat stejně. Tento krok je pravděpodobně nejtěžší a vyžaduje nejvíce času, ale neměl by vás zabít (pro jistotu vám však doporučuji přejít prsty). Zde je jen několik tipů, o které jsem se při práci opřel:

• Pokud jde o mikrokontrolér ATMEGA32u4, nejlepší způsob, který jsem našel, bylo pocínovat jednu podložku na roh desky a poté položit čip nahoru, správně orientovaný. Poté, co jej zajistíte na místě roztavením rohové podložky, načtěte všechny kolíky pájkou. Měly by existovat obrovské pájecí můstky. Poté pomocí pájecího knotu pájku znovu roztavte, abyste ji odstranili. Výsledkem je pěkný výsledek bez zkratů.
• Než se pokusíte připojit kabel USB, zkontrolujte kolíky pod konektorem USB Mini-B. Můj první pokus měl malý můstek pod konektorem, což způsobilo poškození čipu.
• Pokud jde o pořadí dílů, začněte s mikrokontrolérem AMTEGA32u4, poté přejděte na kondenzátory, odpory, hodiny a nakonec ženské konektory s konektorem USB.

Krok 4: Kód

Nyní přichází poslední, nejuspokojivější krok (pouze když funguje, je uspokojivý). Chcete -li kódovat vlastní Arduino, musíte nejprve vypálit zavaděč. Bootloader je malý kousek kódu, který je naprogramován do každého Arduina v továrně, aby Arduinu řekl, co má dělat při prvním spuštění a co dělat s kódem, pomocí kterého jej naprogramujete. Protože se to děje v továrně Arduino, musíme to udělat také. K tomu můžeme k programování použít jiné, předem připravené Arduino. To vyžaduje Arduino s čipem ATMEGA328 (například Uno nebo Nano). K tomu se budeme řídit průvodcem SparkFun. Připojte kolíky podle obrázku:

Arduino || MakeyMakey

5V/Vcc - Vcc

GND - GND

D11 - D16

D12 - D14

D13 - D15

D10 - RESET

Poté přejděte do IDE Arduino a vyberte desku Arduino, kterou používáte k programování svého MakeyMakey. V příkladech otevřete náčrt „Arduino jako ISP“. Nahrajte jej do svého Arduina, stejně jako obvykle. Poté v nabídce Nástroje vyberte v části Board „Arduino/Genuino Micro“. Poté v části Nástroje> Programátor vyberte „Arduino jako ISP“(nezaměňovat s „ArduinoISP“). Poté v části Nástroje znovu vyberte možnost „Vypálit zavaděč“. Po několika minutách by IDE mělo říci „Hotovo vypalování bootloaderu“. Váš MakeyMakey je nyní připraven fungovat jako každé jiné Arduino.

Dalším krokem je přejít na GitHub MakeyMakey a do části „firmware“. Stačí zkopírovat a vložit „makey_makey.ino“a „settings.h“do programu Poznámkový blok a uložit je podle příslušných rozšíření. Nyní otevřete nově uložený soubor „makey_makey.ino“, otevřete jej pomocí Arduino IDE a nahrajte jej na desku MakeyMakey. Nyní byste měli mít plně funkční MakeyMakey! Gratulujeme!

Krok 5: Hrajte

Co byste s novým MakeyMakey mohli dělat? Existuje tolik možností, s některými zábavnými aplikacemi nebo webovými stránkami uvedenými na webu MakeyMakey. Pokud máte nápad se podělit, udělejte to! Já a mnoho dalších bych rád slyšel vaše nápady! Vložil jsem několik obrázků toho, co jsem viděl, nebo jsem na to přišel sám.

Jako vedlejší poznámka: Pokud máte k tomuto Instructable nějakou zpětnou vazbu, dobrou nebo špatnou, zanechte ji prosím v komentářích. Snažil jsem se stát lepším spisovatelem, takže si vážím jakékoli kritiky. Dík!