(CRC)บิต เปิดป้ายเหมือนไมโครบิต: 10 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:04

เราใช้ตราไมโครบิตเมื่อประมาณ 1 ปีที่แล้วเพื่อสอนวิทยาการหุ่นยนต์ เป็นเครื่องมือที่ยอดเยี่ยมสำหรับการศึกษา

คุณลักษณะที่มีค่าที่สุดประการหนึ่งคือถือได้ด้วยมือ และความยืดหยุ่นนี้ทำให้มีความเข้าใจอย่างลึกซึ้งเกี่ยวกับชุมชนการศึกษา

สี่เดือนที่ผ่านมา เราเริ่มออกแบบแบบจำลองสำหรับผู้ผลิต คิดว่าถ้าสำเร็จก็จะกลายเป็นผลิตภัณฑ์เปิดสำหรับครูได้

คุณลักษณะใดที่เราต้องการเพิ่มให้กับตราสัญลักษณ์:

• โปรเซสเซอร์ ESP32 (เข้ากันได้กับ Arduino)
• IMU 6 แกน
• เมทริกซ์ของ Neopixels RGB, 8 x 5
• ลำโพงเสียงผ่าน DAC
• ปุ่มกดสองปุ่ม
• พอร์ตขยาย GPIO (ทน 5V)

ตลอดคำแนะนำนี้ เราจะอธิบายขั้นตอนในการสร้าง

ขั้นตอนที่ 1: การออกแบบแผนผัง

เราแนบแผนผังของ crcbit เวอร์ชันแรก เราต้องทำการทดสอบต่างๆ บนโปรโตบอร์ดเพื่อปรับส่วนประกอบ

ในโครงการนี้ เราสามารถชื่นชมหัวใจของบอร์ดที่เป็น ESP32 นอกจากนี้เรายังเห็น IMU แบบ 6 แกน วงจรขยายเสียงลำโพงขนาดเล็ก และแผงตัวแปลงระดับลอจิกแบบสองทิศทางสองทิศทาง

ในที่สุดก็มีวงจรการจัดการ Neopixels ทั้งหมดซึ่งมีนีโอพิกเซล 6 แถบจาก 8 LEDs ต่ออัน ร่วมกับวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ 3V3 ที่มี MOSFET สำหรับเชื่อมต่อและตัดการเชื่อมต่อผ่าน GPIO ที่ควบคุมด้วยซอฟต์แวร์

สำหรับแหล่งจ่ายไฟ เราได้เลือกขั้วต่อ JST ที่แข็งแรงกว่าขั้วต่อ micro USB หากมีการเคลื่อนไหว

ขั้นตอนที่ 2: ระบบไฟฟ้า

เนื่องจากบอร์ดมี 40 นีโอพิกเซล, ESP32 และลำโพงหนึ่งตัว การบริโภคแอมป์สูงมาก

ในกรณีของการเปิด 40 นีโอพิกเซลเป็นความสว่างสูงสุด เราจะอยู่ใกล้ 1.5 แอมป์

เราตัดสินใจที่จะจ่ายไฟให้กับบอร์ดที่ 5V มันง่ายที่จะใช้ธนาคารพลังงานใด ๆ 5Vs ใช้สำหรับจ่ายไฟให้กับ ESP32 ซึ่งมีตัวควบคุม 3V3 อยู่แล้ว นอกจากนี้ยังช่วยให้สร้างสัญญาณที่ยอมรับได้ 5V ด้วยตัวเปลี่ยนระดับแบบสองทิศทาง

สำหรับนีโอพิกเซล เราใช้วงจรตัดไฟและสเต็ปดาวน์ที่ 3V3 ดังนั้นเราจึงลดการใช้ลงเหลือ 250 มิลลิแอมป์ และเราสามารถควบคุมพลังของนีโอพิกเซลได้ด้วยซอฟต์แวร์

ขั้นตอนที่ 3: เราต้องการอะไร

มาเตรียมของกันก่อน

ในทุกกรณี เราได้มองหาส่วนประกอบที่เชื่อมง่ายและหาซื้อได้ง่ายที่ร้านขายอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในท้องถิ่น

ถึงกระนั้น ส่วนประกอบบางอย่างก็หาได้ไม่ง่าย และควรสั่งซื้ออย่างอดทนในตลาดจีน

รายการส่วนประกอบที่จำเป็นคือ:

• 1 x ESP32 มินิฟอร์แมต
• 2 x ตัวแปลงระดับลอจิกแบบสองทิศทาง
• IMU. 6 แกน 1 x
• ลำโพง 1 ตัว
• 1 x กำลัง MOSFET
• แรงดันตก 1 x 3V3
• 2 x ปุ่มกด
• 1 x LDR
• 6 x แถบ 8 Neopixels

… และส่วนประกอบที่ไม่ต่อเนื่องทั่วไปบางอย่าง

ขั้นตอนที่ 4: แฮ็กในแถบ Neopixels เพื่ออำนวยความสะดวกในการบัดกรี (I)

ส่วนที่ยากที่สุดในการประกอบและบัดกรีคือแถบ Neopixels

สำหรับสิ่งนี้ เราได้สร้างเครื่องมือการพิมพ์ 3 มิติที่ช่วยให้นีโอพิกเซล 5 แถบอยู่ในตำแหน่งที่ถูกต้อง ด้วยวิธีนี้จะจัดตำแหน่งอย่างถูกต้อง

ในเวลาเดียวกัน เครื่องมือนี้ช่วยให้เราสามารถเชื่อมแถบโลหะขนาดเล็กเพื่ออำนวยความสะดวกในการบัดกรี เนื่องจากแถบจะกลับด้าน

แนะนำให้ฝึกก่อนเพราะขั้นตอนนี้ยาก

ขั้นตอนที่ 5: Hackin Neopixels Strips เพื่ออำนวยความสะดวกในการบัดกรี (II)

เราแนบไฟล์ในรูปแบบ STL เพื่อให้เราสามารถพิมพ์เครื่องมือแก้ไข

ไม่จำเป็นต้องมีการกำหนดค่าพิเศษเพื่อพิมพ์ชิ้นส่วนในแบบ 3 มิติ พิมพ์ง่ายแต่มีประโยชน์มาก

ขั้นตอนที่ 6: PCB แบบกำหนดเอง

เนื่องจากจำนวนส่วนประกอบและขนาดของส่วนประกอบ เราจึงย้ายจากต้นแบบใน PCB สากล เพื่อสร้าง PCB แบบกำหนดเอง

เราได้อัปโหลดการออกแบบ PCB ไปยัง PCBWay เพื่อแชร์กับชุมชนและผู้ผลิตที่ต้องการประกอบ

นอกจากนี้เรายังแนบไฟล์ Gerber เพื่อความยืดหยุ่นที่มากขึ้น

ขั้นตอนที่ 7: การเชื่อมต่อฮาร์ดแวร์ (PCB แบบกำหนดเอง)

ถ้าเรามี PCB แบบกำหนดเอง ส่วนประกอบที่เหลือก็สามารถบัดกรีได้ง่ายเนื่องจากทั้งหมดมีแถบพินขนาด 2.54 มม.

ภาพที่แนบมามีความละเอียดที่ดีเพื่อดูตำแหน่งของส่วนประกอบ

ขั้นตอนที่ 8: ซอฟต์แวร์และเฟิร์มแวร์

บอร์ดไม่ต้องการซอฟต์แวร์เฉพาะใดๆ เนื่องจากทำงานโดยตรงกับ Arduino IDE เราแค่ต้องกำหนดค่า Arduino IDE ให้ทำงานกับ ESP32 บทช่วยสอนที่ดีในการทำตามขั้นตอนคือ:

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

และเพื่อให้อุปกรณ์ต่อพ่วงทำงานได้ เราต้องเพิ่มไลบรารี Arduino เหล่านี้:

github.com/adafruit/Adafruit_NeoPixel

github.com/adafruit/Adafruit_NeoMatrix

github.com/sparkfun/MPU-9250_Breakout

การทดสอบครั้งแรกที่เราได้ทำเพื่อดูว่าทุกอย่างถูกต้องคือหัวใจ microbit ของพิกเซล

ขั้นตอนที่ 9: ขอให้สนุก

ขั้นตอนที่ 10: ถัดไป …

เป็นโครงการที่เปิดกว้าง

จนถึงตอนนี้ (CRC) บิตยังคงเรียบง่ายและหยาบ เราเชื่อว่ามันจะเติบโตดีขึ้นและดีขึ้นด้วยความช่วยเหลือจากชุมชน

และนี่คือเหตุผลที่คนชอบโอเพ่นซอร์สและชุมชน

หากคุณได้รับความคิดที่ดีขึ้นหรือคุณได้ปรับปรุงแล้วโปรดแบ่งปัน!

ไชโย