Custom Arduino (хямд MakeyMakey): 5 алхам (зурагтай)

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:02

Сайн байна уу, би 14 настай (энэ зааврыг би бичиж байхдаа л байсан), би энэ төслийг орон нутгийн их сургуулийн профессор, хөгжлийн бэрхшээлтэй хүүхдүүдтэй ажилладаг эмээгийнхээ төлөө барьсан.

Хэрэв танд энэхүү зааварчилгаа таалагдсан эсвэл миний хийж буй шалтгааныг дэмжиж байвал (хөгжлийн бэрхшээлтэй хүүхдүүдэд) сэтгэгдлээ үлдээгээрэй!

A Makey Makey бол SparkFun Electronics -тэй хамтран MIT -ийг төгссөн Жей Силвер, Эрик Розенбаум нарын бүтээсэн Arduino -д суурилсан самбар юм. Энэ нь гар болон хулганы үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд үндсэндээ хоёрдогч гар, хулганыг компьютер дээрээ нэмдэг. Мөнгө, Розенбаум нарын танилцуулсан жинхэнэ шинэлэг зүйл бол "мэдрэгчтэй мэдрэх" чадвар юм. Маш өндөр үнэ цэнэтэй татах эсэргүүцэл ашиглан тэд өдөр тутмын эд зүйлсийг товчлуур болгон ашиглах боломжтой болсон.

MakeyMakey -ийн олон чадвар, санаанууд байдаг боловч миний дуртай зүйл бол хөгжлийн бэрхшээлтэй хүүхдүүдэд зориулсан хэрэглээ юм. Ердийн QWERTY гарыг ашиглахад хуруугаа хангалттай сайн ашиглаж чаддаггүй хүмүүс MakeyMakey -ийг гар эмулятор болгон ашиглаж болно. Хөгжлийн бэрхшээлтэй хүүхдүүд өдөр тутмын эд зүйлсийг гарны түлхүүр болгон ашиглаж чаддаг тул жимс, жимсгэнэ (гадил, алим, жүрж), зуурсан гурил тоглох эсвэл бага зэрэг дамжуулдаг бүх зүйлийг түлхүүр болгон ашиглаж чаддаг.

Энэхүү төсөл нь суралцах туршлагаас илүү эхэлсэн. Миний нагац эгч дөнгөж MakeyMakeys -ийг ашигладаг тусгай боловсролын анги төгссөн байсан. Тэр болон бусад 15 оюутан тус бүр 50 доллараар MakeyMakeys худалдаж авсан. Би үүнийг 40 доллараас бага үнээр хийх боломжтой гэж санал болгов, бусад нь түүх.

Шуурхай тэмдэглэл: Энэхүү төсөл нь Жэй Силвер, Эрик Розенбаум нарын Нээлттэй эхийн тоног төхөөрөмжийн лицензээр хангагдсан анхны загвар дээр суурилсан болно. Би тэдэнд бүрэн хүндэтгэл үзүүлж, тэдний өгөөмөр сэтгэлд талархаж байна.

Алхам 1: Судалгаа

Эхний алхам бол уламжлалт MakeyMakey хэрхэн ажилладагийг олж мэдэх, дараа нь өөрөө бүтээх эд анги, ханган нийлүүлэгчдийг олох явдал юм. Таны хувьд аз болоход би чиний төлөө чадах бүхнээ хийж, үүнийг мэдэх ёстой зүйлдээ багтаасан болно.

Нэгдүгээрт, MakeyMakey нь татах резисторыг ашигладаг. Товчхондоо, татах эсэргүүцэл нь зүүг хүрэх хүртэл компьютерт "хүрэхгүй" бүртгэх баталгаа болдог бүрэлдэхүүн хэсэг юм. Татах эсэргүүцэлгүй бол зүү хүрэх эсвэл хүрэхгүй байх талаар компьютер ямар ч ойлголтгүй байдаг.

Тодруулахын тулд резистор бол таны харж, мэдэрч чаддаг физик бүрэлдэхүүн хэсэг юм. Татах эсэргүүцэл нь ердийн эсэргүүцэл бөгөөд зүгээр л тодорхой ажил хийхээр холбогдсон байдаг (энэ ажил бол зүү "татах" явдал юм).

Одоо резисторууд ом -оор хэмжигддэг олон утгатай байдаг. Бүх зүйл эсэргүүцэлтэй байдаг боловч эсэргүүцэл нь тодорхой эсэргүүцлийн утгатай хийгдсэн байдаг. Ердийн татах эсэргүүцэл нь ихэвчлэн ойролцоогоор 10 000 Ом (Ом) байдаг. MakeyMakey дээр байгаа төхөөрөмжүүд нь 22 000 000 (22 сая) ом бөгөөд 22M than -ээс бага хэмжээтэй аливаа объектыг унтраалгаар ажиллах боломжийг олгодог.

Хурууны үзүүрээс хурууны үзүүр хүртэл таны арьсны чийглэг байдлаас хамаарч 1000 Ω -аас 100 000 anywhere хүртэл эсэргүүцэлтэй байдаг. Энэ нь танд ашиглахыг хүссэн объектын хувьд ойролцоогоор 21.9M Ω (22M - 100K = 21.9M) үлдэх болно. Металл, давс, харандаагаар хийсэн хар тугалга ч гэсэн ажиллах болно, эсэргүүцэл нь 22М -ээс бага байвал л болно.

Хэрэв та MakeyMakey хэрхэн ажилладаг талаар илүү энгийн тайлбар өгөхийг хүсч байвал MakeyMakey маш сайн хариулт өгөх болно.

Алхам 2: Төлөвлөлт/Худалдан авах

Энэ алхамд бид одоогоор Autodesk -ийн эзэмшдэг Eagle CAD програмыг ашиглах болно. Хэрэв танд энэ програм хангамж байхгүй бол та нэг жилийн үнэгүй туршилтыг татаж авах боломжтой. Би өөрчлөлт хийх эсвэл тодорхой хэрэгслийг ашиглах талаар дурдахдаа Eagle програм хангамжийг ашиглаж байна. Гэхдээ би эцсийн загвараа хуваалцах болно.

MakeyMakey хэрхэн ажилладаг талаар анхан шатны ойлголттой болсны дараа та бараа захиалж эхэлж болно. Би SparkFun -ийн MakeyMakey загварыг татаж аваад угсрах ажлыг хөнгөвчлөхийн тулд өөрчилсөн. Анхны загвар нь 0402 хэмжээтэй SMD (Surface Mount Devices) ашигладаг. Эдгээр хэсгүүд нь жижиг хэмжээтэй, ойролцоогоор 0.4 мм x 0.2 мм хэмжээтэй байдаг. Би үүнийг туршиж үзсэн боловч бүх хэсгүүдийн бараг тал хувийг алдсан.

Өөртөө илүү хялбар болгохын тулд бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хэмжээг 0603 ба түүнээс дээш хэмжээтэй болгож өөрчил. Эдгээр зүйлсийг орлуулахын тулд "Replace" хэрэгслийг ашиглахад л хангалттай. Энэ нь Eagle -ийн заавар биш тул та Eagle -тэй хэрхэн ажиллахаа мэддэг гэж бодож байна.

ПХБ (Хэвлэсэн хэлхээний самбар) эсвэл бүх зүйлийг байрлуулсан самбарыг захиалахын тулд би OSHPark руу очив. Тэд өндөр чанартай ПХБ -ийг маш хурдан, маш хямд үнээр хийдэг. Тэд хамгийн багадаа гурван захиалга авдаг боловч та үнийг нь дийлэхгүй. Энд миний дизайны линк байна.

Сэлбэгийн хувьд та DigiKey эсвэл өөр цахилгаан бараа нийлүүлэгч рүү очих хэрэгтэй болно. Харамсалтай нь би тэргээ хуваалцаж чадахгүй, гэхдээ тэрэг захиалж дуусгахад 20 минутаас илүү хугацаа шаардагдахгүй. Гэсэн хэдий ч би холбоос бүхий Excel хуудсыг оруулсан болно. Захиалга өгөхөөсөө өмнө хэдхэн тэмдэглэл хийх хэрэгтэй.

• ATMEGA32u4 -ийг сагсанд оруулахдаа энэ нь 44TQFP багц мөн эсэхийг шалгаарай
• DigiKey тээвэрлэлт нь үнэтэй байдаг. Шаардлагаасаа илүү ихийг авах нь илүү дээр юм.
• DigiKey нь их хэмжээний хөнгөлөлт үзүүлдэг. Жишээлбэл, нэг эсэргүүцэл нь 0.10 доллар боловч тэдгээрийн 10 нь 0.11 доллар юм. Хөнгөлөлтийг ашиглаарай!
• Гал хамгаалагч нь арай илүү үнэтэй боловч дор хаяж нэг нэмэлтийг худалдаж аваарай. Та дараа надад талархаж болно.
• Би DigiKey дээр ямар ч LED олж чадаагүй тул зүгээр л ашиглаагүй. Хэрэв ингэвэл тэдэнтэй хамт явахын тулд танд 330 Ω эсэргүүцэл хэрэгтэй болно.

Түүнээс биш нэлээд урагшаа чиглэсэн байна. Миний захиалахдаа ашиглаж байсан Excel хуудас энд байна.

Алхам 3: Үүнийг бүтээгээрэй

Одоо хөгжилтэй хэсэг ирлээ: бүгдийг нэгтгэх. Энэ бол гадаргуу дээр холбох гагнуурын гарын авлага биш боловч энд маш сайн заавар байна. Янз бүрийн хэмжээтэй эд ангиудыг гагнах тухайд тэд бүгд адилхан ажиллах ёстой. Энэ алхам нь магадгүй хамгийн хэцүү бөгөөд хамгийн их цаг хугацаа шаардагддаг, гэхдээ энэ нь таныг хөнөөх ёсгүй (аюулгүй байхын тулд би хуруугаа гатлахыг зөвлөж байна). Үүн дээр ажиллаж байхдаа надад хэрэгтэй байсан хэдэн зөвлөмжийг энд оруулав.

• ATMEGA32u4 микроконтроллерийн хувьд миний олж мэдсэн хамгийн сайн арга бол самбарыг буланд нэг дэвсгэр байрлуулах, дараа нь чипийг зөв чиглүүлж байрлуулах явдал байв. Дараа нь булангийн дэвсгэрийг хайлуулж түгжсэний дараа бүх тээглүүрийг гагнуураар ачаална. Асар том гагнуурын гүүр байх ёстой. Дараа нь гагнуурын зулын голыг ашиглан гагнуурыг дахин хайлуулж арилгана. Энэ нь ямар ч шортгүй сайхан үр дүнг өгдөг.
• USB кабелийг залгахаасаа өмнө USB Mini-B холбогчийн доорх тээглүүрүүдийг шалгана уу. Миний анхны оролдлого нь холбогчийн доор жижиг гүүр байсан бөгөөд энэ нь чипт гэмтэл учруулсан.
• Эд ангиудын дарааллын хувьд AMTEGA32u4 микроконтроллероос эхэлж конденсатор, резистор, цаг, эцэст нь USB холбогч бүхий эмэгтэй толгой руу очно уу.

Алхам 4: Код

Одоо хамгийн сүүлчийн, хамгийн сэтгэл ханамжтай алхам ирж байна (зөвхөн ажиллаж байхдаа л сэтгэл хангалуун байдаг). Захиалгат Arduino -г кодлохын тулд та эхлээд ачаалагчийг шарах ёстой. Ачаалагч бол Arduino -ийг үйлдвэрлэж эхлэхдээ юу хийх, програмчлах кодоо юу хийхээ хэлж өгөх зорилгоор үйлдвэрт байдаг Arduino бүрт програмчлагдсан жижиг код юм. Үүнийг Arduino үйлдвэрт хийдэг болохоор бид ч бас хийх ёстой. Үүнийг хийхийн тулд бид өөр нэг урьдчилан бэлтгэсэн Arduino програмыг програмчилж болно. Үүний тулд ATMEGA328 чиптэй Arduino (Uno эсвэл Nano гэх мэт) шаардлагатай. Үүнийг хийхийн тулд бид SparkFun -ийн зааврыг дагах болно. Зүүг дараах байдлаар холбоно уу.

Ардуино || Макей Макей

5V/Vcc - Vcc

GND - GND

D11 - D16

D12 - D14

D13 - D15

D10 - ДАХИН тохируулах

Дараа нь Arduino IDE руу орж MakeyMakey програмчлахдаа ашигладаг Arduino самбарыг сонгоно уу. Жишээн дээр 'Arduino -ийг ISP болгон ашиглах' зургийг нээнэ үү. Үүнийг ердийнх шигээ Arduino руугаа оруулна уу. Дараа нь Багаж хэрэгсэл дотроос 'Arduino/Genuino Micro' самбараас сонгоно уу. Дараа нь Tools> Programmer хэсэгт 'Arduino -ийг ISP гэж сонгоно уу' (ArduinoISP -тэй андуурч болохгүй). Дараа нь Хэрэгслүүд дотроос 'Boot Bootloader -ийг шарах' -ыг сонгоно уу. Хэдэн минутын дараа IDE нь "Ачаалагчийг шатааж дууссан" гэж хэлэх ёстой. Таны MakeyMakey одоо бусад Arduino шиг ажиллахад бэлэн боллоо.

Дараагийн алхам бол MakeyMakey -ийн GitHub болон 'firmware' хэсэгт очих явдал юм. Зүгээр л 'makey_makey.ino' болон 'settings.h' -г Notepad руу хуулж, өргөтгөлийн дагуу хадгална уу. Одоо шинээр хадгалагдсан 'makey_makey.ino' -г нээгээд Arduino IDE -ээр нээгээд MakeyMakey самбартаа байршуулаарай. Та одоо бүрэн ажиллагаатай MakeyMakey -тэй байх ёстой! Баяр хүргэе!

Алхам 5: Тогло

Шинэ MakeyMakey -ийнхээ тусламжтайгаар та юу хийж чадах вэ? MakeyMakey -ийн вэбсайт дээр жагсаасан хөгжилтэй програмууд эсвэл вэбсайтуудын олон сонголтууд байдаг. Хэрэв танд хуваалцах санаа байвал хуваалцаарай! Би болон бусад олон хүмүүс таны санаа бодлыг сонсох дуртай! Би өөрийн харсан эсвэл өөрийн бодож олсон зүйлийнхээ зургийг орууллаа.

Тэмдэглэл: Хэрэв танд энэхүү зааварчилгааны талаар сайн эсвэл муу санал хүсэлт байвал сэтгэгдэл дээр үлдээнэ үү. Би илүү сайн зохиолч болохыг хичээдэг байсан болохоор аливаа шүүмжлэлийг үнэлдэг. Баярлалаа!