(CRC)bit, Açık Mikrobit Benzeri Rozet: 10 Adım

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

Mikrobit rozetini yaklaşık 1 yıl önce robotik öğretmek için kullandık. Eğitim için mükemmel bir araçtır.

En değerli özelliklerinden biri elde tutulabilmesidir. Ve bu esneklik, eğitim topluluğu hakkında harika bir kavrayışa sahip olmasını sağlıyor.

Dört ay önce, yapımcılar için bir model tasarlamaya başladık. Başarılı olursa öğretmenler için açık bir ürün olabileceğini düşünmek.

Rozete eklemek istediğimiz özellikler:

• ESP32 işlemci (Arduino uyumlu)
• IMU 6 eksenli
• Neopiksel RGB Matrisi, 8 x 5
• DAC üzerinden ses hoparlörü
• İki buton
• GPIO genişletme bağlantı noktası (5V toleranslı)

Bu talimat boyunca, onu oluşturma adımlarını açıklayacağız.

Adım 1: Şematik Tasarım

crcbit'in ilk versiyonunun şemasını ekliyoruz. Bileşenleri ayarlamak için protoboard üzerinde çeşitli testler yapmak zorunda kaldık.

Şemada, bir ESP32 olan kartın kalbini takdir edebiliriz. Ayrıca 6 eksenli IMU'yu, küçük bir hoparlör amplifikatör devresini ve iki çift yönlü mantık seviye dönüştürücü kartını görüyoruz.

Son olarak, her biri 8 LED'den oluşan 6 şerit neopiksel içeren Neopiksel yönetim devresinin tamamı vardır. Yazılım kontrollü bir GPIO aracılığıyla bağlantı ve bağlantı kesme için bir MOSFET'e sahip 3V3 voltluk bir güç devresi ile birlikte.

Güç kaynağı için, hareket halindeyse mikro USB konektöründen daha güçlü olan bir JST konektörü seçtik.

Adım 2: Güç Sistemi

Anakart 40 neopiksel, bir ESP32 ve bir hoparlöre sahip olduğundan; Amfi tüketimi çok yüksek.

40 neopikselin maksimum parlaklığa açılması durumunda 1,5 ampere yakın oluruz.

Kartı 5V ile çalıştırmaya karar verdik. Herhangi bir güç bankasını kullanmak kolaydır. 5V'ler, zaten bir 3V3 regülatörü olan ESP32'ye güç sağlamak için kullanılır. Ayrıca çift yönlü seviye değiştirici sayesinde 5V toleranslı sinyaller yapılmasına olanak tanır.

Neopikseller için 3V3'te bir güç kesme ve düşürme devresi kullanıyoruz. Böylece tüketimi 250 miliampere düşürüyoruz ve neopiksellerin gücünü yazılım ile kontrol edebiliyoruz.

3. Adım: Neye İhtiyacımız Var

Önce bir şeyler hazırlayalım.

Her durumda, yerel elektronik mağazalarında kolayca kaynaklanabilen ve satın alınması kolay bileşenler aradık.

Buna rağmen, bazı bileşenlerin bulunması kolay değildir ve bunları Çin pazarında sabırla sipariş etmek daha iyidir.

Gerekli bileşenlerin listesi:

• 1 x ESP32 mini biçimi
• 2 x çift yönlü mantık seviye dönüştürücü
• 1 x 6 eksenli IMU
• 1 x hoparlör
• 1 x güç MOSFET
• 1 x 3V3 voltaj düşüşü
• 2 x basmalı düğmeler
• 1 x LDR
• 6 x 8 Neopiksel şerit

… ve bazı tipik ayrık bileşenler

Adım 4: Lehimlemeyi Kolaylaştırmak için Neopiksel Şeritlerde Hack (I)

Montajı ve lehimlenmesi en zor kısım Neopiksel şeritlerdir.

Bunun için 5 neopiksel şeridini doğru konumda tutan bir 3D baskı aracı yarattık. Bu şekilde, doğru şekilde hizalanırlar.

Aynı zamanda alet, şeritler ters çevrildiği için lehimlemeyi kolaylaştırmak için küçük metal şeritleri kaynak yapmamızı sağlar.

Bu işlem zor olduğu için önceden uygulama yapılması tavsiye edilir.

Adım 5: Lehimlemeyi Kolaylaştırmak için Hackin Neopiksel Şeritleri (II)

Sabitleme aracını yazdırabilmemiz için dosyaları STL formatında ekliyoruz.

Parçaları 3D olarak yazdırmak için özel bir konfigürasyon gerekmez. Basmaları kolay ama çok kullanışlılar.

Adım 6: Özel PCB

Bileşenlerin sayısı ve boyutları nedeniyle, özel bir PCB oluşturmak için evrensel bir PCB'deki prototipten geçiyoruz.

Toplulukla ve bir araya getirmek isteyen üreticilerle paylaşmak için PCB'nin tasarımını PCBWay'e yükledik.

Daha fazla esneklik için Gerber dosyalarını da ekliyoruz.

Adım 7: Donanım Bağlantısı (Özel PCB)

Özel PCB'ye sahipsek, geri kalan bileşenler, hepsi 2,54 mm pin şeritleriyle geldiğinden kolayca lehimlenebilir.

Ekli resimler, bileşenlerin konumunu görmek için iyi bir çözünürlüğe sahiptir.

Adım 8: Yazılım ve Bellenim

Kart, doğrudan Arduino IDE ile çalıştığı için herhangi bir özel yazılım gerektirmez. Sadece Arduino IDE'yi ESP32 ile çalışacak şekilde yapılandırmamız gerekiyor, adım adım takip etmek için iyi bir öğretici:

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

Çevre birimlerinin çalışması için şu Arduino kitaplıklarını eklemeliyiz:

github.com/adafruit/Adafruit_NeoPixel

github.com/adafruit/Adafruit_NeoMatrix

github.com/sparkfun/MPU-9250_Breakout

Her şeyin doğru çalıştığını görmek için yaptığımız ilk test piksel mikrobit kalbidir.

Adım 9: Eğlenin

Adım 10: Sonraki…

Açık bir projedir.

Şimdiye kadar (CRC) biti hala basit ve kaba. Toplumun yardımıyla daha iyi ve daha iyi büyüyeceğine inanıyoruz.

Ve bu yüzden insanlar açık kaynağı ve topluluğu seviyor.

Daha iyi bir fikriniz varsa veya biraz iyileştirme yaptıysanız lütfen paylaşın!

Şerefe