Custom Arduino (Lebih Murah MakeyMakey): 5 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:08

Hai - Saya berumur 14 tahun (sekurang-kurangnya ketika saya menulis Instructable ini) dan saya membina projek ini untuk seorang profesor di universiti tempatan, dan juga untuk nenek saya, yang bekerja dengan anak-anak yang mempunyai masalah.

Sekiranya anda menyukai Instructable ini atau menyokong tujuan saya (kanak-kanak kurang upaya), teruskan dan tinggalkan komen!

A Makey Makey adalah papan berasaskan Arduino yang direka dan dikembangkan oleh dua graduan MIT, Jay Silver dan Eric Rosenbaum, dalam kerjasama dengan SparkFun Electronics. Ia berfungsi sebagai papan kekunci dan tetikus, pada dasarnya menambahkan papan kekunci dan tetikus sekunder ke PC anda. Inovasi sebenar yang diperkenalkan Silver dan Rosenbaum adalah kemampuan untuk "touch sensing". Dengan menggunakan perintang pull-up bernilai tinggi, mereka dapat menggunakan objek sehari-hari sebagai butang.

Banyak keupayaan dan idea untuk MakeyMakey ada di luar sana, tetapi salah satu kegemaran saya adalah penggunaan untuk kanak-kanak kurang upaya. Mereka yang tidak dapat menggunakan jari dengan cukup baik untuk menggunakan papan kekunci QWERTY standard boleh menggunakan MakeyMakey sebagai emulator papan kekunci. Mampu menggunakan objek sehari-hari sebagai kunci papan kekunci, kanak-kanak kurang upaya dapat menggunakan barang-barang seperti buah (pisang, epal, atau jeruk), bermain doh, atau apa sahaja yang sedikit konduktif sebagai kunci.

Projek ini dimulakan lebih sebagai pengalaman belajar. Makcik saya baru sahaja menamatkan kelas pendidikan khas yang menggunakan MakeyMakeys. Dia dan 15 pelajar lain masing-masing membeli MakeyMakeys mereka sendiri dengan harga $ 50. Saya menawarkan bahawa saya dapat membuatnya dengan harga kurang dari $ 40, dan selebihnya adalah sejarah.

Catatan ringkas: projek ini berdasarkan reka bentuk asli yang disediakan melalui lesen Open Source Hardware oleh Jay Silver dan Eric Rosenbaum. Saya memberikan penghargaan penuh kepada mereka dan mengucapkan terima kasih penuh atas kemurahan hati mereka.

Langkah 1: Penyelidikan

Langkah pertama adalah untuk mengetahui bagaimana MakeyMakey tradisional berfungsi, kemudian mencari bahagian dan pembekal untuk membina sendiri. Beruntung untuk anda, saya melakukan seberapa banyak yang saya dapat untuk anda, dan meringkaskannya kepada perkara yang perlu anda ketahui.

Pertama, MakeyMakey memanfaatkan penggunaan perintang tarik. Ringkasnya, resistor pull-up adalah komponen yang menjamin komputer akan mendaftarkan "tanpa sentuhan" sehingga pin benar-benar disentuh. Tanpa perintang tarik, komputer tidak tahu sama ada pin disentuh atau tidak disentuh.

Bagi penjelasan, perintang adalah komponen fizikal yang dapat anda lihat dan rasakan. Resistor pull-up adalah resistor biasa, hanya disambungkan untuk melakukan pekerjaan tertentu (tugas itu adalah "pull-up" pin).

Sekarang, perintang terdapat dalam banyak nilai, diukur dalam ohm. Semuanya mempunyai rintangan, tetapi perintang dibuat dengan nilai rintangan tertentu. Perintang tarik khas biasanya kira-kira 10, 000 Ω (ohm). Yang ada di MakeyMakey adalah 22, 000, 000 (22 juta) ohm, yang membolehkan objek yang mempunyai kurang dari 22M Ω berfungsi sebagai suis.

Dari hujung jari ke hujung jari, anda mempunyai ketahanan dari mana saja dari 1, 000 Ω hingga 100, 000 Ω, bergantung pada basah kulit anda. Itu memberi anda sekitar 21.9M Ω (22M - 100K = 21.9M) untuk sebarang objek yang ingin anda gunakan. Logam, garam, malah plumbum dari pensil akan berfungsi, selagi daya tahannya kurang dari 22M Ω.

Sekiranya anda mahukan penjelasan yang lebih asas mengenai bagaimana MakeyMakey berfungsi, MakeyMakey mempunyai jawapan yang bagus.

Langkah 2: Merancang / Membeli

Untuk langkah ini, kami akan menggunakan perisian Eagle CAD, yang kini dimiliki oleh Autodesk. Sekiranya anda tidak mempunyai perisian ini, anda boleh memuat turun percubaan satu tahun percuma. Apabila saya merujuk kepada pengubahsuaian atau penggunaan alat tertentu, saya menggunakan perisian Eagle. Saya akan berkongsi reka bentuk terakhir saya.

Sekarang setelah anda memahami asas bagaimana MakeyMakey berfungsi, anda boleh mula memesan barang. Saya memuat turun reka bentuk SparkFun untuk MakeyMakey, dan mengubahnya untuk memudahkan pemasangan. Reka bentuk asal menggunakan SMD (Surface Mount Devices) dalam ukuran 0402. Potongan-potongan itu kecil, sekitar 0,4 mm x 0,2 mm. Saya mencubanya, tetapi kehilangan hampir separuh daripada semua kepingan itu.

Untuk menjadikannya lebih mudah pada diri sendiri, ubah saiz komponen kepada saiz 0603 atau lebih besar. Untuk menggantikan perkara ini, gunakan alat "Ganti". Oleh kerana ini bukan tutorial Eagle, saya akan menganggap bahawa anda tahu bagaimana bekerja dengan Eagle.

Untuk memesan PCB (Printed Circuit Board), atau papan yang semuanya diletakkan, saya pergi ke OSHPark. Mereka membuat PCB berkualiti tinggi dengan sangat cepat, dan sangat murah. Mereka mempunyai kuantiti pesanan minimum tiga, tetapi anda tidak dapat mengalahkan harganya. Inilah pautan ke reka bentuk saya.

Untuk bahagian, anda perlu pergi ke DigiKey atau pembekal elektronik yang lain. Sayangnya, saya tidak dapat berkongsi troli saya, tetapi tidak perlu lebih dari 20 minit untuk menyelesaikan dan memesan troli. Walau bagaimanapun, saya telah memasukkan helaian Excel dengan pautan. Hanya beberapa nota sebelum anda membuat pesanan:

• Pastikan semasa anda menambahkan ATMEGA32u4 ke troli anda, itu adalah pakej 44TQFP
• Penghantaran DigiKey mahal. Lebih baik mendapatkan lebih banyak daripada yang anda perlukan, sehingga jika seseorang hilang atau rosak, anda mempunyai tambahan.
• DigiKey mempunyai potongan besar. Sebagai contoh, satu perintang adalah $ 0.10, tetapi 10 daripadanya adalah $ 0.11. Gunakan diskaun!
• Fius sedikit lebih mahal, tetapi beli sekurang-kurangnya satu tambahan. Anda boleh berterima kasih kepada saya kemudian.
• Saya tidak menemui LED di DigiKey, jadi saya tidak menggunakannya. Sekiranya anda melakukannya, anda akan memerlukan perintang 330 Ω untuk menggunakannya.

Selain itu, ia agak lurus ke hadapan. Berikut adalah lembaran Excel yang saya gunakan untuk membuat pesanan:

Langkah 3: Bangunlah

Sekarang datang bahagian yang menyeronokkan: menggabungkan semuanya. Ini bukan panduan pematerian pelekap permukaan, tetapi berikut adalah tutorial yang bagus. Bagi pematerian komponen ukuran yang berbeza, semuanya harus berfungsi sama pada akhirnya. Langkah ini mungkin paling sukar dan paling memakan masa, tetapi ia tidak boleh membunuh anda (saya cadangkan agar jari anda menjadi selamat). Berikut adalah beberapa petua yang saya gunakan semasa mengusahakannya:

• Bagi mikrokontroler ATMEGA32u4, cara terbaik yang saya dapati ialah memasang satu pad di sudut papan, kemudian meletakkan cip di atas, berorientasi dengan betul. Kemudian, setelah menguncinya di tempat dengan mencairkan pad sudut, muatkan semua pin dengan pateri. Harus ada jambatan solder yang besar. Kemudian, dengan menggunakan sumbu pateri anda, cairkan semula pateri itu untuk mengeluarkannya. Ini memberikan hasil yang baik, tanpa celana pendek.
• Sebelum anda mencuba memasang kabel USB, periksa pin di bawah penyambung USB Mini-B. Percubaan pertama saya mempunyai jambatan kecil di bawah penyambung, menyebabkan kerosakan pada cip.
• Untuk urutan bahagian, mulakan dengan mikrokontroler AMTEGA32u4, kemudian pergi ke kapasitor, perintang, jam, dan akhirnya tajuk wanita dengan penyambung USB.

Langkah 4: Kod

Sekarang datang langkah terakhir yang paling memuaskan (hanya apabila ia berfungsi adalah memuaskan). Untuk membuat kod Arduino khusus, anda mesti membakar pemuat but terlebih dahulu. Bootloader adalah sekeping kecil kod yang diprogramkan ke setiap Arduino di kilang untuk memberitahu Arduino apa yang harus dilakukan ketika pertama kali dimulakan dan apa yang harus dilakukan dengan kod yang anda atur cara. Oleh kerana itu dilakukan di kilang Arduino, kita juga perlu melakukannya. Untuk melakukan ini, kita dapat menggunakan Arduino yang lain, untuk memprogramkannya. Ini memerlukan Arduino dengan cip ATMEGA328 (seperti Uno atau Nano). Untuk melakukan ini, kami akan mengikuti panduan SparkFun. Sambungkan pin seperti yang ditunjukkan:

Arduino || MakeyMakey

5V / Vcc - Vcc

GND - GND

D11 - D16

D12 - D14

D13 - D15

D10 - RESET

Kemudian, masuk ke Arduino IDE, pilih papan Arduino yang anda gunakan untuk memprogram MakeyMakey anda. Di bawah contoh, buka lakaran 'Arduino as ISP'. Muat naik ke Arduino anda, seperti biasa. Kemudian, di bawah Alat, pilih di bawah Papan 'Arduino / Genuino Micro'. Kemudian di bawah Tools> Programmer, pilih 'Arduino as ISP' (tidak boleh dikelirukan dengan 'ArduinoISP'). Kemudian, sekali lagi di bawah Tools, pilih 'Burn Bootloader'. Selepas beberapa minit, IDE akan mengatakan "Selesai membakar bootloader". MakeyMakey anda kini bersedia untuk bertindak seperti Arduino yang lain.

Langkah seterusnya adalah pergi ke MakeyMakey's GitHub dan ke bahagian 'firmware'. Cukup salin dan tampal 'makey_makey.ino' dan 'settings.h' ke Notepad, dan simpan mengikut pelanjutan masing-masing. Sekarang, buka 'makey_makey.ino' yang baru anda simpan, buka dengan Arduino IDE, dan muat naik ke papan MakeyMakey anda. Anda semestinya mempunyai MakeyMakey yang berfungsi sepenuhnya! Tahniah!

Langkah 5: Main

Dengan MakeyMakey baru anda, apa yang boleh anda lakukan? Terdapat begitu banyak pilihan, dengan beberapa aplikasi atau laman web yang menyeronokkan untuk digunakan yang disenaraikan di laman web MakeyMakey. Sekiranya anda mempunyai idea untuk dikongsi, sila lakukan! Saya, dan ramai yang lain, suka mendengar idea anda! Saya telah memasukkan beberapa gambar dari apa yang saya lihat atau muncul sendiri.

Sebagai catatan: Sekiranya anda mempunyai maklum balas mengenai Instructable ini, baik atau buruk, silakan tinggalkan di komen. Saya telah berusaha untuk menjadi penulis yang lebih baik, jadi kritikan apa pun dihargai. Terima kasih!