Prilagođeni Arduino (jeftiniji MakeyMakey): 5 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:34

Bok - Imam 14 godina (barem sam bio kad sam pisao ovu Instructable) i izgradio sam ovaj projekt za profesora na lokalnom sveučilištu, kao i za moju baku, koja radi s djecom sa hendikepom.

Ako vam se sviđa ovaj Instructable ili podržavate cilj zbog kojeg ovo radim (djeca s teškoćama u razvoju), naprijed i ostavite komentar!

Makey Makey je ploča zasnovana na Arduinu koju su osmislila i razvila dva diplomirana studenta na MIT -u, Jay Silver i Eric Rosenbaum, u partnerstvu sa SparkFun Electronics. Djeluje kao tipkovnica i miš, u biti dodajući sekundarnu tipkovnicu i miša na vaše računalo. Prava inovacija koju su predstavili Silver i Rosenbaum bila je sposobnost "osjećanja dodira". Koristeći nevjerojatno vrijedne pull-up otpornike, mogli su koristiti svakodnevne predmete kao gumbe.

Mnoge mogućnosti i ideje za MakeyMakey postoje, ali jedna od mojih omiljenih je uporaba za djecu s teškoćama u razvoju. Oni koji ne mogu koristiti svoje prste dovoljno dobro za korištenje standardne QWERTY tipkovnice mogu koristiti MakeyMakey kao emulator tipkovnice. Budući da mogu koristiti svakodnevne predmete kao tipke za tipkovnicu, djeca s teškoćama mogu koristiti ključeve kao što su voće (banane, jabuke ili naranče), igrati se tijestom ili bilo čime što je malo provodljivo.

Ovaj je projekt započeo više kao iskustvo učenja. Moja je teta upravo završila razred za specijalno obrazovanje koji je koristio MakeyMakeys. Ona i ostalih 15 učenika kupili su svaki svoj vlastiti MakeyMakeys za 50 dolara. Ponudio sam da ga mogu napraviti za manje od 40 dolara, a ostalo je povijest.

Kratka napomena: ovaj se projekt temelji na originalnom dizajnu koji su kroz licencu Open Source Hardware ponudili Jay Silver i Eric Rosenbaum. Odajem im punu čast i zahvaljujem im se na velikodušnosti.

Korak 1: Istražite

Prvi korak je shvatiti kako funkcionira tradicionalni MakeyMakey, a zatim pronaći dijelove i dobavljače kako biste ga sami izgradili. Srećom po vas, učinio sam što sam mogao za vas i sveo na ono što trebate znati.

Prvo, MakeyMakey iskorištava uporabu pull-up otpornika. Ukratko, pull-up otpornik je komponenta koja jamči da će računalo registrirati "no-touch" sve dok se pin zapravo ne dodirne. Bez pull-up otpornika, računalo nema pojma je li pin dodirnut ili ne.

Što se tiče pojašnjenja, otpornici su fizičke komponente koje možete vidjeti i osjetiti. Povučni otpornik je normalni otpornik, samo spojen za obavljanje određenog posla (taj posao je "povlačenje" pina).

Sada, otpornici dolaze u mnogim vrijednostima, mjerenim u ohmima. Sve ima otpor, ali otpornici su izrađeni s određenom vrijednošću otpora. Tipični pull-up otpornik obično je oko 10 000 Ω (ohma). Oni koji se nalaze na MakeyMakeyu imaju 22 000 000 000 (22 milijuna) ohma, što omogućuje da svaki objekt koji ima manje od 22 MΩ radi kao prekidač.

Od vrha prsta do vrha prsta imate otpor od 1 000 Ω do 100 000 Ω, ovisno o vlažnosti kože. To vam ostavlja oko 21,9 M Ω (22 M - 100 K = 21,9 M) za bilo koji objekt koji želite koristiti. Metal, sol, čak i olovo iz olovke će raditi, sve dok je otpor manji od 22M Ω.

Ako želite temeljnije objašnjenje kako MakeyMakey radi, MakeyMakey ima sjajan odgovor.

Korak 2: Planiranje/kupnja

Za ovaj korak koristit ćemo Eagle CAD softver koji je trenutno u vlasništvu Autodeska. Ako nemate ovaj softver, možete preuzeti besplatno jednogodišnje probno razdoblje. Kad govorim o izmjenama ili korištenju određenog alata, koristim softver Eagle. Ipak ću podijeliti svoj konačni dizajn.

Sada kada imate osnovno razumijevanje o tome kako MakeyMakey radi, možete početi naručivati stvari. Preuzeo sam SparkFunov dizajn za MakeyMakey i izmijenio ga kako bih olakšao montažu. U izvornom dizajnu korišteni su SMD (Surface Mount Devices) u veličini 0402. Ti su komadi sićušni, otprilike 0,4 mm x 0,2 mm. Isprobao sam, ali sam izgubio gotovo polovicu svih komada.

Kako biste sebi olakšali, promijenite veličine komponenti na veličinu 0603 ili veću. Da biste zamijenili ove stvari, samo upotrijebite alat "Zamijeni". Budući da ovo nije vodič za Eagle, pretpostavit ću da znate raditi s Eagleom.

Da bih naručio tiskanu ploču (PCB) ili ploču na koju je sve postavljeno, otišao sam u OSHPark. Vrlo brzo izrađuju visokokvalitetne PCB -e i vrlo jeftino. Imaju minimalnu količinu za naručivanje od tri, ali ne možete nadmašiti cijenu. Evo veze do mog dizajna.

Za dijelove ćete morati posjetiti DigiKey ili drugog dobavljača elektronike. Ne mogu podijeliti svoju košaricu, nažalost, ali ne bi trebalo proći više od 20 minuta da dovršite i naručite košaricu. Međutim, uključio sam Excel list s vezama. Prije naručivanja samo nekoliko napomena:

• Kad dodate ATMEGA32u4 u košaricu, provjerite je li to paket od 44TQFP
• DigiKey dostava je skupa. Bolje je dobiti više nego što vam je potrebno, pa ako izgubite ili oštetite, imate dodatke.
• DigiKey ima velike popuste. Na primjer, jedan otpornik je 0,10 USD, ali 10 njih je 0,11 USD. Iskoristite popust!
• Osigurači su malo skuplji, ali kupite barem jedan dodatni. Kasnije mi možete zahvaliti.
• Nisam mogao pronaći LED diode na DigiKeyu, pa ih jednostavno nisam koristio. Ako to ipak učinite, trebat će vam otpornici od 330 Ω da biste išli s njima.

Osim toga, to je prilično ravno. Evo Excel lista koji sam koristio za naručivanje:

Korak 3: Izgradite ga

Sada dolazi zabavni dio: sve to spojiti. Ovo nije vodič za lemljenje na površini, ali ovdje je izvrstan vodič. Što se tiče lemljenja komponenti različitih veličina, na kraju bi sve trebale funkcionirati isto. Ovaj korak je vjerojatno najteži i oduzima najviše vremena, ali ne bi vas trebao ubiti (ipak preporučujem da vam držimo prste, samo radi sigurnosti). Evo samo nekoliko savjeta na koje sam naučio radeći na ovome:

• Što se tiče mikrokontrolera ATMEGA32u4, najbolji način koji sam otkrio bio je pokositi jedan jastučić na kutu ploče, a zatim položiti čip na njega, pravilno orijentiran. Zatim, nakon što ste ga učvrstili otapanjem kutne pločice, napunite sve igle lemljenjem. Trebali bi postojati veliki lemni mostovi. Zatim, pomoću fitilja za lemljenje, ponovno rastopite lem da biste ga uklonili. Ovo ostavlja lijep rezultat, bez kratkih hlača.
• Prije nego pokušate priključiti USB kabel, provjerite pinove ispod USB Mini-B priključka. Moj prvi pokušaj imao je mali most ispod konektora, uzrokujući oštećenje čipa.
• Što se tiče narudžbe dijelova, počnite s mikrokontrolerom AMTEGA32u4, zatim idite na kondenzatore, otpornike, sat i na kraju ženska zaglavlja s USB priključkom.

Korak 4: Kodirajte

Sada slijedi posljednji korak koji najviše zadovoljava (zadovoljava samo kad djeluje). Da biste kodirali prilagođeni Arduino, najprije morate snimiti pokretački program. Bootloader je mali dio koda koji je programiran u svaki Arduino u tvornici kako bi rekao Arduinu što učiniti pri prvom pokretanju i što učiniti s kodom kojim ga programirate. Budući da se to radi u tvornici Arduino, moramo to učiniti i mi. Da bismo to učinili, možemo upotrijebiti drugi, unaprijed pripremljeni Arduino, za njegovo programiranje. Za to je potreban Arduino s ATMEGA328 čipom (poput Uno ili Nano). Da bismo to učinili, slijedit ćemo SparkFunov vodič. Spojite igle kako je prikazano:

Arduino || MakeyMakey

5V/Vcc - Vcc

GND - GND

D11 - D16

D12 - D14

D13 - D15

D10 - RESETIRANJE

Zatim idite u Arduino IDE, odabirom Arduino ploče koju koristite za programiranje vašeg MakeyMakeyja. Pod primjerima otvorite skicu 'Arduino kao ISP'. Prenesite ga na svoj Arduino, baš kao i inače. Zatim pod Alati odaberite pod pločom 'Arduino/Genuino Micro'. Zatim pod Alati> Programer odaberite 'Arduino kao ISP' (ne miješajte s 'ArduinoISP'). Zatim, još jednom u odjeljku Alati, odaberite 'Burn Bootloader'. Nakon nekoliko minuta IDE bi trebao reći "Gotovo učitavanje pokretačkog programa gotovo". Vaš MakeyMakey sada je spreman djelovati kao i svaki drugi Arduino.

Sljedeći korak je odlazak na MakeyMakeyjev GitHub i u odjeljak 'firmware'. Samo kopirajte i zalijepite 'makey_makey.ino' i 'settings.h' u Notepad i spremite ih u skladu s pripadajućim proširenjima. Sada otvorite svoj novo spremljeni 'makey_makey.ino', otvorite ga s Arduino IDE -om i prenesite ga na svoju MakeyMakey ploču. Sada biste trebali imati potpuno funkcionirajući MakeyMakey! Čestitamo!

Korak 5: Igrajte se

Što biste mogli učiniti sa svojim novim MakeyMakeyjem? Postoji toliko mnogo mogućnosti, a neke zabavne aplikacije ili web stranice za korištenje navedene su na web stranici MakeyMakey. Ako imate ideju za podijeliti, učinite to! Ja, i mnogi drugi, voljeli bismo čuti vaše ideje! Uključio sam neke slike onoga što sam vidio ili sam smislio.

Kao sporedna napomena: Ako imate bilo kakvih povratnih informacija o ovom uputstvu, dobrih ili loših, ostavite ih u komentarima. Pokušavao sam postati bolji pisac pa se svaka kritika cijeni. Hvala!