(CRC) bit, Otvorena značka nalik na Microbit: 10 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:06

Značku microbit koristili smo prije otprilike godinu dana za poučavanje robotike. Odlično je sredstvo za obrazovanje.

Jedna od njegovih najvrjednijih karakteristika je to što se ručno drži. Zbog te fleksibilnosti ima odličan uvid u obrazovnu zajednicu.

Prije četiri mjeseca počeli smo dizajnirati model za proizvođače. Misleći da ako bude uspješan, može postati otvoren proizvod za nastavnike.

Koje karakteristike želimo dodati znački:

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

Kroz ovo uputstvo ćemo objasniti korake za njegovu izgradnju.

Korak 1: Šematski dizajn

Prilažemo shemu prve verzije crcbit. Morali smo napraviti različite testove na protoboru da bismo prilagodili komponente.

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

Konačno, postoji 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: Sistem napajanja

Kako 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. Omogućuje i stvaranje signala tolerantnih na 5V, zahvaljujući dvosmjernom prekidaču nivoa.

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

Korak 3: Šta nam treba

Hajde da prvo pripremimo neke stvari.

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

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

Lista potrebnih komponenti je:

• 1 x ESP32 mini format
• 2 x dvosmjerna logička pretvarača
• 1 x 6-osni IMU
• 1 x zvučnik
• 1 x MOSFET napajanja
• 1 x 3V3 pad napona
• 2 x dugmad
• 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 štampani alat koji drži 5 traka neopiksela u ispravnom položaju. Na taj način su pravilno poravnati.

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

Preporučuje se vježbati ranije jer je ovaj proces težak.

Korak 5: Hackin neopikselne trake za lakše lemljenje (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 smo prenijeli na PCBWay kako bismo ga podijelili sa zajednicom i onima koji ih žele sastaviti.

Za veću fleksibilnost prilažemo i Gerber datoteke.

Korak 7: Hardverska veza (prilagođena PCB)

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

Priložene slike imaju dobru rezoluciju za pregled položaja 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 biblioteke:

github.com/adafruit/Adafruit_NeoPixel

github.com/adafruit/Adafruit_NeoMatrix

github.com/sparkfun/MPU-9250_Breakout

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

Korak 9: Zabavite se

Korak 10: Dalje…

To je otvoren projekat.

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

I zato ljudi vole otvoreni izvor i zajednicu.

Ako imate bolju ideju ili ste učinili neko poboljšanje, podijelite je!

Živjeli