(CRC) bit, Buka Lencana seperti Microbit: 10 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:09

Kami telah menggunakan lencana mikrob sekitar 1 tahun yang lalu untuk mengajar robotik. Ini adalah alat yang sangat baik untuk pendidikan.

Salah satu ciri yang paling berharga ialah ia digenggam. Dan fleksibiliti ini menjadikannya mempunyai wawasan yang baik terhadap komuniti pendidikan.

Empat bulan yang lalu kami mula merancang model untuk pembuat. Berfikir bahawa jika berjaya ia boleh menjadi produk terbuka untuk guru.

Ciri-ciri apa yang ingin kita tambah pada lencana:

• Pemproses ESP32 (serasi dengan Arduino)
• Paksi 6 IMU
• Matriks Neopixels RGB, 8 x 5
• Pembesar suara audio melalui DAC
• Dua butang tekan
• Port pengembangan GPIO (bertoleransi 5V)

Sepanjang arahan ini kami akan menerangkan langkah-langkah untuk membinanya.

Langkah 1: Reka Bentuk Skematik

Kami melampirkan skema versi pertama crcbit. Kami terpaksa melakukan pelbagai ujian pada protoboard untuk menyesuaikan komponennya.

Dalam skema ini, kita dapat menghargai inti dewan yang merupakan ESP32. Kami juga melihat IMU 6 paksi, litar penguat pembesar suara kecil dan dua papan penukar tahap logik dua arah.

Akhirnya, terdapat keseluruhan rangkaian pengurusan Neopixels, yang masing-masing mempunyai 6 jalur neopixel dengan 8 LED. Bersama dengan rangkaian kuasa 3V3 volt yang mempunyai MOSFET untuk sambungan dan pemutusan melalui GPIO yang dikendalikan perisian.

Untuk bekalan kuasa, kami telah memilih penyambung JST yang lebih kuat daripada penyambung USB mikro, jika ia bergerak.

Langkah 2: Sistem Kuasa

Oleh kerana papan mempunyai 40 neopixel, ESP32, dan pembesar suara; Penggunaan Amp sangat tinggi.

Sekiranya menghidupkan 40 neopixel ke kecerahan maksimum, kita akan mendekati 1.5 amp.

Kami memutuskan untuk menghidupkan papan pada 5V. Mudah menggunakan mana-mana power bank. 5V digunakan untuk memberi tenaga kepada ESP32, yang sudah memiliki pengatur 3V3. Ia juga membolehkan membuat isyarat bertoleransi 5V, berkat peralihan tahap dua arah.

Untuk neopixel kami menggunakan litar pemotongan dan pemutusan kuasa pada 3V3. Oleh itu, kami mengurangkan penggunaan hingga 250 miliamp dan kami dapat mengawal kekuatan neopixel dengan perisian.

Langkah 3: Apa Yang Kita Perlu

Mari sediakan beberapa barang terlebih dahulu.

Dalam semua kes, kami telah mencari komponen yang senang dikimpal dan senang dibeli di kedai elektronik tempatan.

Walaupun begitu, beberapa komponen tidak mudah dijumpai dan lebih baik dengan sabar memesannya di pasaran China.

Senarai komponen yang diperlukan adalah:

• 1 x format mini ESP32
• 2 x penukar tahap logik dua arah
• 1 x 6 paksi IMU
• 1 x pembesar suara
• 1 x kuasa MOSFET
• Penurunan voltan 1 x 3V3
• 2 x butang tekan
• 1 x LDR
• 6 x helai 8 Neopixel

… dan beberapa komponen khas

Langkah 4: Meretas Jalur Neopixels untuk Memudahkan Pematerian (I)

Bahagian yang paling sukar untuk dipasang dan dipateri adalah jalur Neopixels.

Untuk ini, kami telah membuat alat cetak 3D yang menyimpan 5 helai neopixel pada kedudukan yang betul. Dengan cara ini, mereka diselaraskan dengan betul.

Pada masa yang sama, alat ini membolehkan kita mengimpal jalur logam kecil untuk memudahkan pematerian kerana jalur terbalik.

Dianjurkan untuk berlatih sebelum ini kerana proses ini sukar.

Langkah 5: Jalur Hackin Neopixels untuk Memudahkan Pematerian (II)

Kami melampirkan fail dalam format STL sehingga kami dapat mencetak alat memperbaiki.

Tidak diperlukan konfigurasi khas untuk mencetak bahagian dalam 3D. Ia mudah dicetak tetapi sangat berguna.

Langkah 6: PCB tersuai

Oleh kerana bilangan komponen dan ukurannya, kami berpindah dari prototaip dalam PCB sejagat, untuk membuat PCB khusus.

Kami telah memuat naik reka bentuk PCB ke PCBWay untuk membaginya dengan masyarakat, dan pembuat yang ingin menyusunnya.

Kami juga melampirkan fail Gerber untuk fleksibiliti yang lebih besar.

Langkah 7: Sambungan Perkakasan (Custom PCB)

Sekiranya kita mempunyai PCB khusus, komponen yang lain mudah disolder kerana semuanya dilengkapi dengan jalur pin 2.54mm.

Gambar yang dilampirkan mempunyai resolusi yang baik untuk melihat kedudukan komponen.

Langkah 8: Perisian & Firmware

Papan ini tidak memerlukan perisian khusus kerana ia berfungsi secara langsung dengan Arduino IDE. Kita hanya perlu mengkonfigurasi Arduino IDE untuk bekerja dengan ESP32, tutorial yang baik untuk mengikuti langkah demi langkah adalah:

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

Dan untuk periferal berfungsi, kita mesti menambah perpustakaan Arduino ini:

github.com/adafruit/Adafruit_NeoPixel

github.com/adafruit/Adafruit_NeoMatrix

github.com/sparkfun/MPU-9250_Breakout

Ujian pertama yang kami lakukan untuk melihat bahawa semuanya berfungsi dengan betul adalah jantung mikrob bit piksel.

Langkah 9: Bersenang-senang

Langkah 10: Seterusnya…

Ini adalah projek terbuka.

Setakat ini (CRC) bit masih sederhana dan kasar. Kami percaya bahawa ia akan tumbuh dengan lebih baik dan lebih baik dengan bantuan masyarakat.

Inilah sebabnya mengapa orang suka sumber terbuka dan komuniti.

Sekiranya anda mendapat idea yang lebih baik, atau anda telah membuat penambahbaikan, sila kongsikan!

Sorakan