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

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:05

Zdravo - Imam 14 godina (barem sam bio kada sam pisao ovu Instructable) i izgradio sam ovaj projekat za profesora na lokalnom univerzitetu, kao i za moju baku, koja radi sa djecom sa hendikepom.

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

Makey Makey je ploča zasnovana na Arduinu koju su dizajnirala i razvila dva diplomirana studenta na MIT -u, Jay Silver i Eric Rosenbaum, u partnerstvu sa SparkFun Electronics. Djeluje kao tastatura i miš, u suštini dodajući sekundarnu tastaturu i miša vašem računaru. Prava inovacija koju su predstavili Silver i Rosenbaum bila je sposobnost „osjećanja dodira“. Koristeći pull-up otpornike nevjerojatno velike vrijednosti, mogli su koristiti svakodnevne predmete kao dugmad.

Mnoge mogućnosti i ideje za MakeyMakey postoje, ali jedna od mojih omiljenih je upotreba za djecu s teškoćama u razvoju. Oni koji ne mogu dovoljno dobro koristiti prste da koriste standardnu QWERTY tastaturu, mogu koristiti MakeyMakey kao emulator tastature. Budući da mogu koristiti svakodnevne predmete kao ključeve za tastaturu, djeca sa smetnjama u razvoju mogu koristiti ključeve kao što su voće (banane, jabuke ili naranče), igrati se tijestom ili bilo čime što je malo provodljivo.

Ovaj projekat je započeo više kao iskustvo učenja. Moja tetka je upravo završila specijalno obrazovanje koje je koristilo MakeyMakeys. Ona i ostalih 15 učenika kupili su svaki svoj MakeyMakeys za 50 dolara. Ponudio sam da ga mogu napraviti za manje od 40 dolara, a ostalo je istorija.

Kratka napomena: ovaj projekt je zasnovan 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 ih sami izgradili. Srećom po vas, učinio sam što sam mogao za vas i sveo na ono što trebate znati.

Prvo, MakeyMakey iskorištava upotrebu pull-up otpornika. Ukratko, pull-up otpornik je komponenta koja garantuje da će računar registrovati "no-touch" sve dok se pin zaista ne dodirne. Bez pull-up otpornika, računar nema pojma da li je 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).

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

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

Ako želite osnovnije objašnjenje kako MakeyMakey radi, MakeyMakey ima odličan odgovor.

Korak 2: Planiranje/kupovina

Za ovaj korak koristit ćemo Eagle CAD softver koji je trenutno u vlasništvu Autodeska. Ako nemate ovaj softver, možete preuzeti besplatnu jednogodišnju probnu verziju. Kada govorim o izmjenama ili korištenju određenog alata, koristim softver Eagle. Ipak ću podijeliti svoj konačni dizajn.

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

Da 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. Samo nekoliko napomena, prije nego što naručite:

• Kad dodate ATMEGA32u4 u korpu, provjerite je li to paket od 44TQFP
• DigiKey dostava je skupa. Bolje je dobiti više nego što vam je potrebno, tako da ako izgubite ili se oštete, imate dodatke.
• DigiKey ima velike popuste. Na primjer, jedan otpornik je 0,10 USD, ali 10 od njih 0,11 USD. Iskoristite popust!
• Osigurači su malo skuplji, ali kupite barem jedan dodatni. Možeš mi se zahvaliti kasnije.
• 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 jednostavno. Evo Excel lista koji sam koristio za naručivanje:

Korak 3: Izgradite ga

Sada slijedi zabavni dio: sve to spojiti. Ovo nije vodič za lemljenje na površini, ali evo odličnog vodiča. 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 da jedan jastučić pokosim na ugao ploče, a zatim čip položim na njega, pravilno orijentiran. Zatim, nakon što ste ga učvrstili topljenjem kutne pločice, napunite sve igle lemljenjem. Trebali bi postojati veliki lemni mostovi. Zatim, pomoću fitilja za lemljenje, ponovo 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 konektora. Moj prvi pokušaj je imao mali most ispod konektora, uzrokujući oštećenje čipa.
• Što se tiče naručivanja dijelova, počnite s mikrokontrolerom AMTEGA32u4, zatim idite na kondenzatore, otpornike, sat i na kraju ženska zaglavlja s USB konektorom.

Korak 4: Kodirajte

Sada slijedi posljednji korak koji najviše zadovoljava (zadovoljava samo kada funkcionira). Da biste kodirali prilagođeni Arduino, prvo morate snimiti pokretački program. Bootloader je mali dio koda koji je programiran u svakom Arduinu u tvornici kako bi rekao Arduinu što treba 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 sa ATMEGA328 čipom (kao što je 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 MakeyMakey -a. 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 pod Tools, odaberite 'Burn Bootloader'. Nakon nekoliko minuta, IDE bi trebao reći "Gotovo učitavanje pokretačkog programa je gotovo". Vaš MakeyMakey je sada spreman djelovati kao i svaki drugi Arduino.

Sledeći korak je odlazak na MakeyMakey -ov GitHub i u odeljak „firmver“. Samo kopirajte i zalijepite 'makey_makey.ino' i 'settings.h' u Notepad i spremite ih u skladu s odgovarajućim ekstenzijama. Sada otvorite novo spremljeni 'makey_makey.ino', otvorite ga s Arduino IDE -om i postavite ga na svoju MakeyMakey ploču. Sada biste trebali imati potpuno funkcionalan MakeyMakey! Čestitamo!

Korak 5: Igrajte

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 napomenu: Ako imate povratne informacije o ovom uputstvu, dobre ili loše, ostavite ih u komentarima. Pokušavao sam postati bolji pisac, pa se svaka kritika cijeni. Hvala!