(CRC) bitas, „Open Microbit“tipo ženklelis: 10 žingsnių

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:46

Maždaug prieš vienerius metus naudojome mikrobitų ženklelį robotikos mokymui. Tai puiki švietimo priemonė.

Viena vertingiausių jo savybių yra tai, kad jis laikomas rankoje. Dėl šio lankstumo jis puikiai supranta švietimo bendruomenę.

Prieš keturis mėnesius pradėjome kurti modelį kūrėjams. Pagalvojus, kad sėkmės atveju jis gali tapti atviru mokytojų produktu.

Kokias savybes norime pridėti prie ženklelio:

• ESP32 procesorius (suderinamas su „Arduino“)
• 6 ašių IMU
• Neopikselių matrica RGB, 8 x 5
• Garso garsiakalbis per DAC
• Du mygtukai
• GPIO išplėtimo prievadas (5 V tolerancija)

Visoje šioje pamokoje mes paaiškinsime, kaip ją sukurti.

1 žingsnis: Scheminis dizainas

Pridedame pirmosios crcbit versijos schemą. Norėdami sureguliuoti komponentus, turėjome atlikti įvairius protoboard bandymus.

Schemoje galime įvertinti plokštės esmę, kuri yra ESP32. Taip pat matome 6 ašių IMU, mažą garsiakalbių stiprintuvo grandinę ir dvi dvikryptes loginio lygio keitiklio plokštes.

Galiausiai yra visa „Neopikselių“valdymo grandinė, kurioje yra 6 juostelės neopikselių po 8 šviesos diodus. Kartu su 3 V3 voltų maitinimo grandine, turinčia MOSFET jungtį ir atjungimą per programinės įrangos valdomą GPIO.

Maitinimo šaltiniui pasirinkome JST jungtį, kuri yra stipresnė už mikro USB jungtį, jei ji juda.

2 žingsnis: maitinimo sistema

Kadangi plokštėje yra 40 neopikselių, ESP32 ir garsiakalbis; Stiprintuvo suvartojimas yra labai didelis.

Įjungus 40 neopikselių iki maksimalaus ryškumo, mes būtume arti 1,5 amperų.

Mes nusprendėme maitinti plokštę 5 V įtampa. Lengva naudotis bet kokiu maitinimo banku. 5 V maitina ESP32, kuris jau turi 3V3 reguliatorių. Tai taip pat leidžia skleisti 5 V tolerancijos signalus dėl dviejų krypčių lygio perjungiklio.

Neopikseliams naudojame 3 V3 maitinimo išjungimo ir išjungimo grandinę. Taigi mes sumažiname vartojimą iki 250 miliamperų ir galime valdyti neopikselių galią programine įranga.

3 žingsnis: ko mums reikia

Pirmiausia paruošime keletą dalykų.

Visais atvejais mes ieškojome komponentų, kuriuos būtų lengva suvirinti ir kuriuos būtų lengva nusipirkti vietinėse elektronikos parduotuvėse.

Nepaisant to, kai kuriuos komponentus nėra lengva rasti ir geriau kantriai juos užsisakyti Kinijos rinkoje.

Būtinų komponentų sąrašas yra toks:

• 1 x ESP32 mini formatas
• 2 x dvikrypčiai loginio lygio keitikliai
• 1 x 6 ašių IMU
• 1 x garsiakalbis
• 1 x maitinimo MOSFET
• 1 x 3V3 įtampos kritimas
• 2 x mygtukai
• 1 x LDR
• 6 x juostelės iš 8 neopikselių

… ir kai kurie tipiški atskiri komponentai

4 žingsnis: įsilaužkite į neopikselių juosteles, kad palengvintumėte litavimą (I)

Sunkiausia surinkti ir lituoti yra „Neopixels“juostelės.

Tam sukūrėme 3D spausdinimo įrankį, kuris išlaiko 5 neopikselių juosteles teisingoje padėtyje. Tokiu būdu jie teisingai sulygiuojami.

Tuo pačiu metu įrankis leidžia suvirinti mažas metalines juosteles, kad būtų lengviau lituoti, nes juostelės yra apverstos.

Rekomenduojama praktikuoti anksčiau, nes šis procesas yra sunkus.

5 žingsnis: „Hackin“neopikselių juostelės, palengvinančios litavimą (II)

Pridedame failus STL formatu, kad galėtume atspausdinti fiksavimo įrankį.

Norint spausdinti dalis 3D, nereikia jokios specialios konfigūracijos. Juos lengva spausdinti, bet labai naudinga.

6 žingsnis: pasirinktinis PCB

Dėl komponentų skaičiaus ir jų dydžio mes pereiname iš prototipo į universalią PCB, kad sukurtume pasirinktinę PCB.

Mes įkėlėme PCB dizainą į „PCBWay“, kad galėtume pasidalyti juo su bendruomene ir tais kūrėjais, kurie nori ją surinkti.

Mes taip pat pridedame „Gerber“failus, kad padidintume lankstumą.

7 veiksmas: aparatinės įrangos prijungimas (pasirinktinė PCB)

Jei turime pasirinktinę PCB, likusieji komponentai yra lengvai lituojami, nes visi jie yra su 2,54 mm kaiščiais.

Pridedami vaizdai yra geros skiriamosios gebos, kad būtų galima matyti komponentų padėtį.

8 veiksmas: programinė įranga ir programinė įranga

Lenta nereikalauja jokios specialios programinės įrangos, nes ji veikia tiesiogiai su „Arduino IDE“. Mes tiesiog turime sukonfigūruoti „Arduino IDE“dirbti su ESP32, gera pamoka, kurią reikia sekti žingsnis po žingsnio:

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

Kad periferiniai įrenginiai veiktų, turime pridėti šias „Arduino“bibliotekas:

github.com/adafruit/Adafruit_NeoPixel

github.com/adafruit/Adafruit_NeoMatrix

github.com/sparkfun/MPU-9250_Breakout

Pirmasis testas, kurį atlikome norėdami įsitikinti, kad viskas veikia teisingai, yra pikselių mikrobitų širdis.

9 žingsnis: linksminkitės

10 žingsnis: Kitas…

Tai atviras projektas.

Iki šiol (CRC) bitas vis dar yra paprastas ir neapdorotas. Tikime, kad padedant bendruomenei jis augs vis geriau.

Štai kodėl žmonėms patinka atviras šaltinis ir bendruomenė.

Jei turite geresnę idėją arba kai ką patobulinote, pasidalykite ja!

Sveikinimai