Arduino personalizat (MakeyMakey mai ieftin): 5 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:43

Bună - Am 14 ani (cel puțin aveam când am scris acest Instructable) și am construit acest proiect pentru un profesor la o universitate locală, precum și pentru bunica mea, care lucrează cu copii cu handicap.

Dacă vă place acest Instructable sau susțineți cauza pentru care fac acest lucru (copiii cu dizabilități), continuați și lăsați un comentariu!

A Makey Makey este o placă bazată pe Arduino proiectată și dezvoltată de doi absolvenți ai MIT, Jay Silver și Eric Rosenbaum, în parteneriat cu SparkFun Electronics. Acționează ca o tastatură și un mouse, adăugând în esență o tastatură și un mouse secundar la computer. Inovația reală pe care Silver și Rosenbaum au introdus-o a fost abilitatea de „senzor tactil”. Folosind rezistențe pull-up incredibil de ridicate, au putut folosi obiecte de zi cu zi ca butoane.

Există multe funcții și idei pentru MakeyMakey, dar una dintre preferatele mele este utilizarea copiilor cu dizabilități. Cei care nu își pot folosi degetele suficient de bine pentru a utiliza o tastatură standard QWERTY pot folosi un MakeyMakey ca emulator de tastatură. Fiind capabili să folosească obiecte de zi cu zi ca taste pentru o tastatură, copiii cu dizabilități pot folosi articole precum fructe (banane, mere sau portocale), să se joace cu aluatul sau orice lucru ușor conductiv ca cheie.

Acest proiect a început mai mult ca o experiență de învățare. Mătușa mea tocmai terminase un curs de educație specială care folosea MakeyMakeys. Ea și ceilalți 15 studenți își cumpăraseră fiecare MakeyMakeys pentru 50 de dolari. Mi-am oferit că pot face unul pentru mai puțin de 40 de dolari, iar restul este istorie.

O notă rapidă: acest proiect se bazează pe designul original oferit cu amabilitate prin licența Open Source Hardware de către Jay Silver și Eric Rosenbaum. Le acord credit deplin și le mulțumesc din plin pentru generozitatea lor.

Pasul 1: Cercetează

Primul pas este să vă dați seama cum funcționează un MakeyMakey tradițional, apoi să găsiți piesele și furnizorii pentru a construi unul singur. Noroc pentru tine, am făcut tot ce am putut pentru tine și l-am condensat până la ceea ce trebuie să știi.

În primul rând, un MakeyMakey exploatează utilizarea rezistențelor pull-up. Pe scurt, un rezistor pull-up este o componentă care garantează că computerul va înregistra un „no-touch” până când pinul este efectiv atins. Fără un rezistor de tragere, computerul nu are nicio idee dacă pinul este atins sau nu.

În ceea ce privește clarificarea, rezistențele sunt componente fizice pe care le puteți vedea și simți. Un rezistor pull-up este un rezistor normal, doar conectat pentru a face o anumită treabă (treaba respectivă este de a "trage" un știft).

Acum, rezistențele vin în multe valori, măsurate în ohmi. Totul are rezistență, dar rezistențele sunt realizate cu o valoare specifică a rezistenței. Un rezistor tipic de tragere este de obicei de aproximativ 10 000 Ω (ohmi). Cele care sunt pe un MakeyMakey sunt 22, 000, 000 (22 milioane) ohmi, permițând oricărui obiect care are mai puțin de 22M Ω să funcționeze ca un comutator.

De la vârful degetului la vârful degetului, aveți o rezistență de oriunde de la 1 000 Ω la 100 000 Ω, în funcție de pielea umedă. Acest lucru vă lasă cu aproximativ 21,9M Ω (22M - 100K = 21,9M) pentru orice obiect pe care doriți să îl utilizați. Metalul, sarea, chiar și plumbul dintr-un creion vor funcționa, atât timp cât rezistența este mai mică de 22M Ω.

Dacă doriți o explicație mai de bază despre modul în care funcționează un MakeyMakey, MakeyMakey are un răspuns excelent.

Pasul 2: Planificare / Cumpărare

Pentru acest pas, vom folosi software-ul Eagle CAD, deținut în prezent de Autodesk. Dacă nu aveți acest software, puteți descărca o perioadă de încercare gratuită de un an. Când fac referire la modificări sau la utilizarea unui anumit instrument, folosesc software-ul Eagle. Totuși, voi împărtăși designul meu final.

Acum, că aveți o înțelegere de bază despre modul în care funcționează un MakeyMakey, puteți începe să comandați lucruri. Am descărcat designul SparkFun pentru un MakeyMakey și l-am modificat pentru a ușura asamblarea. Designul original a folosit SMD (Surface Mount Devices) în dimensiunea 0402. Aceste piese sunt mici, aproximativ 0,4 mm x 0,2 mm. Am încercat-o, dar am pierdut aproape jumătate din toate piesele.

Pentru a face este mai ușor pentru dvs., schimbați dimensiunile componentelor la dimensiunea 0603 sau mai mare. Pentru a înlocui aceste lucruri, utilizați doar instrumentul „Înlocuiți”. Deoarece acesta nu este un tutorial Eagle, voi presupune că știți cum să lucrați cu Eagle.

Pentru a comanda PCB-ul (placa de circuit imprimat) sau placa pe care este așezat totul, m-am dus la OSHPark. Produc PCB-uri de înaltă calitate foarte rapid și foarte ieftin. Au o cantitate minimă de comandă de trei, dar nu puteți bate prețul. Iată linkul către designul meu.

Pentru piese, va trebui să mergeți la DigiKey sau la un alt furnizor de electronice. Din păcate, nu-mi pot împărți coșul, dar nu ar trebui să dureze mai mult de 20 de minute pentru a finaliza și comanda un coș. Cu toate acestea, am inclus o foaie Excel cu linkuri. Cu toate acestea, doar câteva note, înainte de a comanda:

• Asigurați-vă că, atunci când adăugați ATMEGA32u4 în coș, că este un pachet 44TQFP
• Expedierea DigiKey este costisitoare. Este mai bine să obțineți mai mult decât aveți nevoie, astfel încât, dacă unul este pierdut sau deteriorat, aveți extras.
• DigiKey are reduceri în vrac. De exemplu, un rezistor este de 0,10 USD, dar 10 dintre ele sunt 0,11 USD. Folosiți reducerea!
• Siguranțele sunt puțin mai scumpe, dar cumpărați cel puțin unul în plus. Îmi poți mulțumi mai târziu.
• Nu am putut găsi LED-uri pe DigiKey, așa că pur și simplu nu le-am folosit. Dacă o faceți, totuși, veți avea nevoie de rezistențe de 330 Ω pentru a merge cu ele.

În afară de asta, este destul de simplu. Iată foaia Excel pe care am folosit-o pentru comandă:

Pasul 3: Construiește-l

Acum vine partea amuzantă: a pune totul împreună. Acesta nu este un ghid de lipire pe suprafață, dar iată un tutorial minunat. În ceea ce privește lipirea componentelor de dimensiuni diferite, toate ar trebui să funcționeze la fel în cele din urmă. Acest pas este probabil cel mai greu și cel mai durabil, dar nu ar trebui să te omoare (totuși, îți recomand să îți încrucișezi degetele, doar pentru a fi în siguranță). Iată doar câteva sfaturi pe care le-am aplecat în timp ce lucram la acest lucru:

• În ceea ce privește microcontrolerul ATMEGA32u4, cel mai bun mod pe care l-am găsit a fost să staniez un tampon pe un colț al plăcii, apoi să așez cipul deasupra, orientat corect. Apoi, după ce ați blocat-o în poziție prin topirea tamponului de colț, încărcați toate știfturile cu lipit. Ar trebui să existe punți uriașe de lipit. Apoi, folosind fitilul de lipit, re-topiți lipitul pentru al elimina. Acest lucru lasă un rezultat frumos, fără pantaloni scurți.
• Înainte de a încerca să conectați cablul USB, verificați pinii de sub conectorul USB Mini-B. Prima mea încercare a avut un mic pod sub conector, provocând deteriorarea cipului.
• În ceea ce privește ordinea pieselor, începeți cu microcontrolerul AMTEGA32u4, apoi mergeți la condensatori, rezistențe, ceas și, în cele din urmă, antetele feminine cu conectorul USB.

Pasul 4: Cod

Acum vine ultimul pas, cel mai satisfăcător (numai atunci când funcționează este satisfăcător). Pentru a codifica un Arduino personalizat, trebuie mai întâi să ardeți bootloader-ul. Un bootloader este o mică bucată de cod care este programată în fiecare Arduino din fabrică pentru a-i spune lui Arduino ce trebuie să facă când pornește prima dată și ce să facă cu codul cu care îl programați. Deoarece acest lucru se face la fabrica Arduino, trebuie să o facem și noi. Pentru a face acest lucru, putem folosi un alt Arduino, prefabricat, pentru al programa. Acest lucru necesită un Arduino cu un cip ATMEGA328 (cum ar fi Uno sau Nano). Pentru a face acest lucru, vom urma ghidul SparkFun. Conectați pinii așa cum se arată:

Arduino || MakeyMakey

5V / Vcc - Vcc

GND - GND

D11 - D16

D12 - D14

D13 - D15

D10 - RESET

Apoi, intrați în Arduino IDE, selectând placa Arduino pe care o utilizați pentru a vă programa MakeyMakey. Sub exemple, deschideți schița „Arduino ca ISP”. Încărcați-l pe Arduino, așa cum ați face în mod normal. Apoi, sub Instrumente, selectați sub Board „Arduino / Genuino Micro”. Apoi, în Instrumente> Programator, selectați „Arduino ca ISP” (nu trebuie confundat cu „ArduinoISP”). Apoi, încă o dată sub Instrumente, selectați „Burn Bootloader”. După câteva minute, IDE ar trebui să spună „S-a terminat încărcarea bootloaderului”. MakeyMakey dvs. este acum gata să acționeze ca orice alt Arduino.

Următorul pas este să accesați GitHub-ul MakeyMakey și la secțiunea „firmware”. Doar copiați și lipiți „makey_makey.ino” și „settings.h” în Notepad și salvați-le în funcție de extensiile respective. Acum, deschideți „makey_makey.ino” nou salvat, deschideți-l cu Arduino IDE și încărcați-l pe placa dvs. MakeyMakey. Acum ar trebui să aveți MakeyMakey complet funcțional! Felicitări!

Pasul 5: Joacă

Cu noul tău MakeyMakey, ce ai putea face? Există atât de multe opțiuni, cu câteva aplicații sau site-uri distractive de utilizat listate pe site-ul MakeyMakey. Dacă aveți o idee de împărtășit, vă rugăm să faceți! Eu și mulți alții ne-ar plăcea să vă aud ideile! Am inclus câteva imagini cu ceea ce am văzut sau am venit cu mine.

Ca o notă laterală: Dacă aveți feedback despre acest instructabil, bun sau rău, vă rugăm să îl lăsați în comentarii. Am încercat să devin un scriitor mai bun, așa că orice critică este apreciată. Mulțumiri!