(CRC) bit, Otvorena značka slična Microbitu: 10 koraka

2025 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2025-01-23 14:47

Značku microbit koristili smo prije otprilike godinu dana za poučavanje robotike. Izvrstan je alat za obrazovanje.

Jedna od njegovih najvrjednijih značajki je to što se ručno drži. Ta fleksibilnost omogućuje joj sjajan uvid u obrazovnu zajednicu.

Prije četiri mjeseca počeli smo dizajnirati model za proizvođače. Misleći da ako je uspješan može postati otvoren proizvod za učitelje.

Koje karakteristike želimo dodati bedžu:

• ESP32 procesor (kompatibilan s Arduinom)
• IMU 6 osi
• Matrica neopiksela RGB, 8 x 5
• Zvučnik preko DAC -a
• Dva tastera
• GPIO port za proširenje (tolerantan na 5V)

Kroz ovo uputstvo ćemo objasniti korake za njegovu izgradnju.

Korak 1: Shematski dizajn

Prilažemo shemu prve verzije crcbit. Morali smo napraviti razne testove na protoboru kako bismo prilagodili komponente.

U shemi možemo cijeniti srce ploče koja je ESP32. Također vidimo 6-osni IMU, mali krug pojačala zvučnika i dvije dvosmjerne logičke pretvaračke ploče.

Konačno, tu je i cijeli upravljački krug Neopiksela koji ima 6 traka neopiksela od po 8 LED dioda. Zajedno sa 3V3 voltnim krugom napajanja koji ima MOSFET za povezivanje i isključivanje putem softverski kontroliranog GPIO -a.

Za napajanje smo odabrali JST konektor koji je jači od mikro USB konektora, ako se kreće.

Korak 2: Sustav napajanja

Budući da ploča ima 40 neopiksela, ESP32 i zvučnik; Potrošnja pojačala je vrlo velika.

U slučaju uključivanja 40 neopiksela na maksimalnu svjetlinu, bili bismo blizu 1,5 ampera.

Odlučili smo napajati ploču na 5V. Lako je koristiti bilo koju banku napajanja. 5V se koriste za napajanje ESP32, koji već ima regulator 3V3. Također omogućuje stvaranje signala tolerantnih na 5V, zahvaljujući dvosmjernom pomaku razine.

Za neopiksele koristimo sklop za isključivanje i smanjenje struje na 3V3. Tako smanjujemo potrošnju na 250 miliampera i softverom možemo kontrolirati snagu neopiksela.

Korak 3: Što nam treba

Prvo pripremimo neke stvari.

U svim slučajevima tražili smo komponente koje je lako zavariti i lako kupiti u lokalnim trgovinama elektronike.

Čak i tako, neke komponente nije lako pronaći i bolje ih je strpljivo naručiti na kineskom tržištu.

Popis potrebnih komponenti je:

• 1 x ESP32 mini format
• 2 x dvosmjerna pretvarača logičke razine
• 1 x 6-osni IMU
• 1x zvučnik
• 1 x MOSFET napajanja
• 1 x pad napona 3V3
• 2 x tipke
• 1 x LDR
• 6 x traka od 8 neopiksela

… i neke tipične diskretne komponente

Korak 4: Hakirajte neopikselne trake za lakše lemljenje (I)

Najteže sastaviti i lemiti su trake od Neopixela.

Za to smo stvorili 3D ispisani alat koji drži 5 traka neopiksela u ispravnom položaju. Na taj su način ispravno poravnani.

Alat nam istovremeno omogućuje zavarivanje malih metalnih traka radi lakšeg lemljenja budući da su trake obrnute.

Preporučuje se vježbati prije jer je ovaj proces težak.

Korak 5: Hackin neopikselne trake za olakšavanje lemljenja (II)

Prilažemo datoteke u STL formatu kako bismo mogli ispisati alat za učvršćivanje.

Za ispis dijelova u 3D formatu nije potrebna posebna konfiguracija. Lako se ispisuju, ali su vrlo korisne.

Korak 6: Prilagođena PCB

Zbog broja komponenti i njihove veličine, migriramo s prototipa u univerzalnu PCB, kako bismo stvorili prilagođenu PCB.

Dizajn PCB -a prenijeli smo na PCBWay kako bismo ga podijelili sa zajednicom i onima koji je žele sastaviti.

Za veću fleksibilnost prilažemo i Gerberove datoteke.

Korak 7: Hardverska veza (prilagođena PCB)

Ako imamo prilagođenu PCB ploču, ostale komponente lako se leme jer sve dolaze s 2,54 mm pin trakama.

Priložene slike imaju dobru rezoluciju za vidjeti položaj komponenti.

Korak 8: Softver i firmver

Ploča ne zahtijeva nikakav poseban softver jer radi izravno s Arduino IDE -om. Moramo samo konfigurirati Arduino IDE za rad s ESP32, dobar vodič koji ćemo slijediti korak po korak je:

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

A da bi periferni uređaji radili, moramo dodati ove Arduino knjižnice:

github.com/adafruit/Adafruit_NeoPixel

github.com/adafruit/Adafruit_NeoMatrix

github.com/sparkfun/MPU-9250_Breakout

Prvi test koji smo proveli kako bismo vidjeli da li sve radi ispravno je srce mikrobitnog piksela.

Korak 9: Zabavite se

Korak 10: Dalje …

To je otvoren projekt.

Do sada (CRC) bit je još uvijek jednostavan i grub. Vjerujemo da će uz pomoć zajednice rasti sve bolje.

I zato ljudi vole open source i zajednicu.

Ako imate bolju ideju ili ste napravili poboljšanje, podijelite je!

Živjeli