(CRC) bit, Open Microbit-lignende merke: 10 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:22

Vi har brukt mikrobit -merket for omtrent 1 år siden for å undervise i robotikk. Det er et utmerket verktøy for utdanning.

En av de mest verdifulle funksjonene er at den er håndholdt. Og denne fleksibiliteten gjør at den har et godt innblikk i utdanningssamfunnet.

For fire måneder siden begynte vi å designe en modell for produsenter. Tenker at hvis det lykkes kan det bli et åpent produkt for lærere.

Hvilke egenskaper vi ønsker å legge til merket:

• ESP32 -prosessor (Arduino -kompatibel)
• IMU 6-akse
• Matrise av Neopixels RGB, 8 x 5
• Lydhøyttaler via DAC
• To trykknapper
• GPIO ekspansjonsport (5V tolerant)

Gjennom hele denne instruksen vil vi forklare trinnene for å bygge den.

Trinn 1: Skjematisk design

Vi legger ved skjemaet for den første versjonen av crcbit. Vi måtte gjøre forskjellige tester på protoboardet for å justere komponentene.

I opplegget kan vi sette pris på hjertet av brettet som er en ESP32. Vi ser også 6-akse IMU, en liten høyttalerforsterkerkrets og to toveis logiske nivåomformerkort.

Til slutt er det hele Neopixels -administrasjonskretsen, som har 6 strimler med neopiksler på 8 lysdioder hver. Sammen med en 3V3 volt strømkrets som har en MOSFET for tilkobling og frakobling gjennom en programvarestyrt GPIO.

For strømforsyningen har vi valgt en JST -kontakt som er sterkere enn mikro -USB -kontakten, hvis den beveger seg.

Trinn 2: Strømsystem

Siden brettet har 40 neopiksler, en ESP32 og en høyttaler; Forsterkerforbruket er veldig høyt.

Hvis vi slår på de 40 neopikslene til maksimal lysstyrke, ville vi være nær 1,5 ampere.

Vi bestemte oss for å slå styret på 5V. Det er enkelt å bruke hvilken som helst kraftbank. 5V -ene brukes til å drive ESP32, som allerede har en 3V3 -regulator. Det tillater også å lage 5V tolerante signaler, takket være den toveis nivåskiftet.

For neopikslene bruker vi en strømavbrudds- og nedtrapningskrets ved 3V3. Dermed reduserer vi forbruket til 250 milliampere, og vi kan kontrollere effekten til neopiksler med programvare.

Trinn 3: Hva trenger vi

La oss forberede noen ting først.

I alle tilfeller har vi sett etter komponenter som er enkle å sveise og enkle å kjøpe hos lokale elektronikkbutikker.

Likevel er det ikke lett å finne noen komponenter, og det er bedre tålmodig å bestille dem på det kinesiske markedet.

Listen over nødvendige komponenter er:

• 1 x ESP32 mini -format
• 2 x toveis logiske nivåomformere
• 1 x 6-akse IMU
• 1 x høyttaler
• 1 x strøm MOSFET
• 1 x 3V3 spenningsfall
• 2 x trykknapper
• 1 x LDR
• 6 x strimler med 8 Neopixels

… og noen typiske diskrete komponenter

Trinn 4: Hack i Neopixels Strips for å lette lodding (I)

Den vanskeligste delen å montere og lodde er Neopixels -stripene.

For dette har vi laget et 3D -trykt verktøy som holder de 5 strimlene med neopiksler i riktig posisjon. På denne måten er de riktig justert.

På samme tid lar verktøyet oss sveise små metallstrimler for å lette lodding siden stripene er omvendt.

Det anbefales å øve før siden denne prosessen er vanskelig.

Trinn 5: Hackin Neopixels Strips for å lette lodding (II)

Vi legger ved filene i STL -format slik at vi kan skrive ut fikseringsverktøyet.

Ingen spesiell konfigurasjon er nødvendig for å skrive ut delene i 3D. De er enkle å skrive ut, men veldig nyttige.

Trinn 6: Tilpasset PCB

På grunn av antall komponenter og deres størrelse, migrerer vi fra prototypen i en universell PCB, for å lage en tilpasset PCB.

Vi har lastet opp designet av PCB til PCBWay for å dele det med samfunnet, og de beslutningstakerne som ønsker å sette sammen en.

Vi legger også ved Gerber -filene for større fleksibilitet.

Trinn 7: Maskinvaretilkobling (tilpasset PCB)

Hvis vi har den egendefinerte PCB, loddes resten av komponentene lett, siden de alle har 2,54 mm pin strips.

De vedlagte bildene har en god oppløsning for å se posisjonen til komponentene.

Trinn 8: Programvare og fastvare

Brettet krever ingen spesifikk programvare siden det fungerer direkte med Arduino IDE. Vi må bare konfigurere Arduino IDE til å fungere med ESP32, en god opplæring for å følge trinn for trinn er:

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

Og for at tilleggsutstyret skal fungere, må vi legge til disse Arduino -bibliotekene:

github.com/adafruit/Adafruit_NeoPixel

github.com/adafruit/Adafruit_NeoMatrix

github.com/sparkfun/MPU-9250_Breakout

Den første testen vi har gjort for å se at alt fungerer som det skal, er pikselmikrobit -hjertet.

Trinn 9: Ha det gøy

Trinn 10: Neste …

Det er et åpent prosjekt.

Så langt (CRC) bit er fortsatt enkel og rå. Vi tror at det vil vokse opp bedre og bedre ved hjelp av samfunnet.

Og det er derfor folk liker åpen kildekode og samfunnet.

Hvis du får en bedre idé, eller du har gjort noen forbedringer, vennligst del den!

Jubel