Özel Arduino (Daha Ucuz MakeyMakey): 5 Adım (Resimlerle)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:18

Merhaba - 14 yaşındayım (en azından bu Eğitilebilir Yazıyı yazdığımda öyleydim) ve bu projeyi yerel bir üniversitede profesör ve engelli çocuklarla çalışan büyükannem için inşa ettim.

Bu Eğitilebilir Yazıyı beğendiyseniz veya bunu yapmamın nedenini destekliyorsanız (engelli çocuklar), devam edin ve bir yorum bırakın!

Makey Makey, SparkFun Electronics ile ortaklaşa iki MIT mezunu Jay Silver ve Eric Rosenbaum tarafından tasarlanan ve geliştirilen Arduino tabanlı bir karttır. Bir klavye ve fare görevi görür, esasen PC'nize ikincil bir klavye ve fare ekler. Silver ve Rosenbaum'un tanıttığı gerçek yenilik, "dokunma algılama" yeteneğiydi. İnanılmaz derecede yüksek değerli pull-up dirençleri kullanarak, günlük nesneleri düğme olarak kullanabildiler.

MakeyMakey için birçok yetenek ve fikir var, ancak favorilerimden biri engelli çocuklar için kullanım. Parmaklarını standart bir QWERTY klavye kullanacak kadar iyi kullanamayanlar, klavye öykünücüsü olarak MakeyMakey kullanabilirler. Günlük nesneleri klavye anahtarı olarak kullanabilen engelli çocuklar, meyve (muz, elma veya portakal), oyun hamuru veya hafif iletken herhangi bir şeyi anahtar olarak kullanabilirler.

Bu proje daha çok bir öğrenme deneyimi olarak başladı. Teyzem MakeyMakeys kullanan özel bir eğitim sınıfını yeni bitirmişti. O ve diğer 15 öğrencinin her biri kendi MakeyMakey'lerini 50 dolara satın aldı. 40 dolardan daha azına bir tane yapabileceğimi teklif ettim ve gerisi tarih oldu.

Kısa bir not: Bu proje, Jay Silver ve Eric Rosenbaum tarafından Açık Kaynak Donanım lisansı aracılığıyla sağlanan orijinal tasarıma dayanmaktadır. Onlara tam kredi veriyorum ve cömertlikleri için tam bir teşekkür ediyorum.

Adım 1: Araştırın

İlk adım, geleneksel MakeyMakey'in nasıl çalıştığını bulmak, ardından kendiniz bir tane oluşturmak için parçaları ve tedarikçileri bulmaktır. Şanslısın, senin için elimden gelenin en iyisini yaptım ve bilmen gerekenlere yoğunlaştırdım.

İlk olarak, bir MakeyMakey, pull-up dirençlerinin kullanımından yararlanır. Kısacası, bir çekme direnci, pime gerçekten dokunana kadar bilgisayarın "dokunmama" kaydetmesini garanti eden bir bileşendir. Bir pull-up direnci olmadan, bilgisayarın pime dokunulup dokunmadığı hakkında hiçbir fikri yoktur.

Açıklamaya gelince, dirençler görebileceğiniz ve hissedebileceğiniz fiziksel bileşenlerdir. Bir pull-up direnci normal bir dirençtir, sadece belirli bir işi yapmak için kablolanmıştır (bu iş bir pimi "çekmek" içindir).

Şimdi, dirençler ohm cinsinden ölçülen birçok değerde gelir. Her şeyin direnci vardır, ancak dirençler belirli bir direnç değeriyle yapılır. Tipik bir pull-up direnci genellikle yaklaşık 10.000 Ω'dir (ohm). MakeyMakey'de olanlar 22.000.000 (22 milyon) ohm'dur ve 22M Ω'dan daha az olan herhangi bir nesnenin anahtar olarak çalışmasına izin verir.

Parmak ucundan parmak ucuna kadar, cildinizin ıslaklığına bağlı olarak 1 000 Ω ile 100.000 Ω arasında bir dirence sahipsiniz. Bu, kullanmak istediğiniz herhangi bir nesne için yaklaşık 21.9M Ω (22M - 100K = 21.9M) bırakır. Metal, tuz, hatta kurşun kalemden çıkan kurşun bile, direnç 22M Ω'dan az olduğu sürece çalışacaktır.

Bir MakeyMakey'in nasıl çalıştığına dair daha temel bir açıklama istiyorsanız, MakeyMakey'in harika bir cevabı var.

Adım 2: Planlama/Satın Alma

Bu adım için şu anda Autodesk'e ait olan Eagle CAD yazılımını kullanacağız. Bu yazılıma sahip değilseniz, ücretsiz bir yıllık deneme sürümünü indirebilirsiniz. Değişikliklere veya belirli bir aracın kullanımına atıfta bulunduğumda Eagle yazılımını kullanıyorum. Yine de son tasarımımı paylaşacağım.

Artık bir MakeyMakey'in nasıl çalıştığına dair temel bir anlayışa sahip olduğunuza göre, bir şeyler sipariş etmeye başlayabilirsiniz. Bir MakeyMakey için SparkFun'un tasarımını indirdim ve montajı kolaylaştırmak için değiştirdim. Orijinal tasarım, 0402 boyutunda SMD (Yüzeye Montaj Cihazları) kullandı. Bu parçalar küçük, yaklaşık 0,4 mm x 0,2 mm. Denedim ama parçaların neredeyse yarısını kaybettim.

Kendiniz için daha kolay hale getirmek için bileşenlerin boyutlarını 0603 veya daha büyük boyuta değiştirin. Bunları değiştirmek için "Değiştir" aracını kullanmanız yeterlidir. Bu bir Eagle eğitimi olmadığından, Eagle ile nasıl çalışacağınızı bildiğinizi varsayacağım.

PCB'yi (Baskılı Devre Kartı) veya her şeyin yerleştirildiği kartı sipariş etmek için OSHPark'a gittim. Yüksek kaliteli PCB'leri çok hızlı ve çok ucuza yaparlar. Minimum sipariş miktarı üçtür, ancak fiyatı yenemezsiniz. İşte tasarımımın bağlantısı.

Parçalar için DigiKey'e veya başka bir elektronik sağlayıcısına gitmeniz gerekir. Maalesef alışveriş sepetimi paylaşamıyorum, ancak bir alışveriş sepetini tamamlamak ve sipariş vermek 20 dakikadan uzun sürmemeli. Bununla birlikte, bağlantıları olan bir Excel sayfası ekledim. Yine de sipariş vermeden önce birkaç not:

• ATMEGA32u4'ü sepetinize eklediğinizde, bunun bir 44TQFP paketi olduğundan emin olun.
• DigiKey nakliyesi pahalıdır. İhtiyacınızdan fazlasını almak daha iyidir, böylece biri kaybolur veya hasar görürse ekstralarınız olur.
• DigiKey'de toplu indirimler var. Örneğin, bir direnç 0,10 ABD dolarıdır, ancak 10 tanesi 0,11 ABD dolarıdır. İndirimi kullanın!
• Sigortalar biraz daha pahalıdır, ancak en az bir tane daha satın alın. Bana daha sonra teşekkür edebilirsin.
• DigiKey'de herhangi bir LED bulamadım, bu yüzden onları kullanmadım. Yine de yaparsanız, onlarla birlikte gitmek için 330 Ω dirençlere ihtiyacınız olacak.

Bunun dışında, oldukça düz ileri. İşte sipariş için kullandığım Excel sayfası:

Adım 3: İnşa Edin

Şimdi eğlenceli kısım geliyor: hepsini bir araya getirmek. Bu bir yüzeye monte lehimleme kılavuzu değil, ama burada harika bir öğretici var. Farklı boyuttaki bileşenlerin lehimlenmesine gelince, hepsinin sonunda aynı işlevi görmesi gerekir. Bu adım muhtemelen en zor ve en çok zaman alan adımdır, ancak sizi öldürmemelidir (ancak güvende olmak için parmaklarınızı çaprazlamanızı öneririm). İşte bunun üzerinde çalışırken eğildiğim birkaç ipucu:

• ATMEGA32u4 mikrodenetleyicisine gelince, bulduğum en iyi yol, tahtanın bir köşesine bir ped koymak ve ardından çipi doğru şekilde hizalamaktı. Ardından, köşe pedini eriterek yerine kilitledikten sonra, tüm pimleri lehimle doldurun. Büyük lehim köprüleri olmalı. Ardından, lehim fitilinizi kullanarak lehimi çıkarmak için yeniden eritin. Bu, herhangi bir şort olmadan güzel bir sonuç bırakır.
• USB kablosunu takmaya çalışmadan önce USB Mini-B konektörünün altındaki pimleri kontrol edin. İlk denememde konektörün altında çipe zarar veren küçük bir köprü vardı.
• Parçaların sırasına gelince, AMTEGA32u4 mikrodenetleyici ile başlayın, ardından kapasitörlere, dirençlere, saate ve son olarak USB konektörlü dişi başlıklara gidin.

4. Adım: Kod

Şimdi son, en tatmin edici adım geliyor (yalnızca çalıştığında tatmin edicidir). Özel bir Arduino kodlamak için önce önyükleyiciyi yakmanız gerekir. Bir önyükleyici, Arduino'ya ilk başladığında ne yapacağını ve programladığınız kodla ne yapacağını söylemek için fabrikada her Arduino'ya programlanan küçük bir kod parçasıdır. Bu Arduino fabrikasında yapıldığı için bizim de yapmamız gerekiyor. Bunu yapmak için, programlamak için başka bir hazır Arduino kullanabiliriz. Bu, ATMEGA328 çipli (Uno veya Nano gibi) bir Arduino gerektirir. Bunu yapmak için SparkFun'un rehberini takip edeceğiz. Pimleri gösterildiği gibi bağlayın:

Arduino || MakeyMakey

5V/Vcc - Vcc

GND - GND

D11 - D16

D12 - D14

D13 - D15

D10 - SIFIRLA

Ardından, MakeyMakey'inizi programlamak için kullandığınız Arduino kartını seçerek Arduino IDE'ye gidin. Örnekler altında, 'ISP olarak Arduino' taslağını açın. Normalde yaptığınız gibi Arduino'nuza yükleyin. Ardından, Araçlar altında, Board 'Arduino/Genuino Micro' altından seçin. Ardından Araçlar>Programcı altında 'ISP olarak Arduino'yu seçin ('ArduinoISP' ile karıştırılmamalıdır). Ardından, Araçlar altında bir kez daha 'Bootloader'ı Yaz' seçeneğini seçin. Birkaç dakika sonra, IDE "Yanan önyükleyici tamamlandı" demelidir. MakeyMakey'iniz artık herhangi bir Arduino gibi davranmaya hazır.

Bir sonraki adım MakeyMakey'in GitHub'ına ve 'firmware' bölümüne gitmek. 'makey_makey.ino' ve 'settings.h' dosyalarını kopyalayıp Not Defteri'ne yapıştırmanız ve ilgili uzantılarına göre kaydetmeniz yeterlidir. Şimdi yeni kaydettiğiniz 'makey_makey.ino' dosyasını açın, Arduino IDE ile açın ve MakeyMakey panonuza yükleyin. Artık tam olarak işleyen MakeyMakey'e sahip olmalısınız! Tebrikler!

Adım 5: Oynat

Yeni MakeyMakey'inizle ne yapabilirsiniz? MakeyMakey'in web sitesinde listelenen bazı eğlenceli uygulamalar veya web siteleri ile çok fazla seçenek var. Paylaşacak bir fikriniz varsa, lütfen yapın! Ben ve diğerleri, fikirlerinizi duymayı çok isteriz! Gördüğüm veya kendimle ilgili bazı görüntüler ekledim.

Bir yan not olarak: Bu Eğitilebilirlik hakkında iyi veya kötü herhangi bir geri bildiriminiz varsa, lütfen yorumlarda bırakın. Daha iyi bir yazar olmaya çalışıyorum, bu yüzden her türlü eleştiri takdir ediliyor. Teşekkürler!