Mukautettu Arduino (halvempi MakeyMakey): 5 vaihetta (kuvilla)

2025 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2025-01-23 14:41

Hei - Olen 14 -vuotias (ainakin minä kirjoitin tämän Instructable -ohjelman) ja rakensin tämän projektin paikallisen yliopiston professorille sekä mummolleni, joka työskentelee vammaisten lasten kanssa.

Jos pidät tästä ohjeesta tai kannatat syytä, jonka vuoksi teen tämän (vammaiset lapset), mene eteenpäin ja jätä kommentti!

Makey Makey on Arduino -pohjainen levy, jonka ovat suunnitelleet ja kehittäneet kaksi MIT -tutkinnon suorittanutta, Jay Silver ja Eric Rosenbaum yhteistyössä SparkFun Electronicsin kanssa. Se toimii näppäimistönä ja hiirenä ja lisää olennaisesti toissijaisen näppäimistön ja hiiren tietokoneeseen. Todellinen innovaatio, jonka Silver ja Rosenbaum esittivät, oli "kosketustunnistus". Käyttämällä uskomattoman arvokkaita vetovastuksia he pystyivät käyttämään jokapäiväisiä esineitä painikkeina.

MakeyMakeylle on monia ominaisuuksia ja ideoita, mutta yksi suosikeistani on käyttö vammaisille lapsille. Ne, jotka eivät osaa käyttää sormiaan riittävän hyvin käyttääkseen tavallista QWERTY -näppäimistöä, voivat käyttää MakeyMakeya näppäimistöemulaattorina. Vammaiset lapset voivat käyttää avaimena arkipäivän esineitä näppäimistön näppäiminä, ja he voivat käyttää esimerkiksi hedelmiä (banaaneja, omenoita tai appelsiineja), leikkiä taikinaa tai jotain, joka johtaa hieman sähköä johtavaan esineeseen.

Tämä projekti alkoi enemmän oppimiskokemuksena. Tätini oli juuri suorittanut erityisopetuksen, jossa käytettiin MakeyMakeysia. Hän ja muut 15 opiskelijaa olivat ostaneet kumpikin oman MakeyMakeysinsä 50 dollarilla. Ehdotin, että voisin tehdä sellaisen alle 40 dollarilla, ja loppu on historiaa.

Nopea huomautus: tämä projekti perustuu alkuperäiseen suunnitteluun, jonka Jay Silver ja Eric Rosenbaum ovat antaneet ystävällisesti Open Source Hardware -lisenssin kautta. Kiitän heitä täysin ja kiitän heidän anteliaisuudestaan.

Vaihe 1: Tutki

Ensimmäinen askel on selvittää, miten perinteinen MakeyMakey toimii, ja sitten löytää osat ja toimittajat itse rakentamaan. Onneksi tein sinulle niin paljon kuin pystyin ja tiivistin sen mitä sinun tarvitsee tietää.

Ensinnäkin MakeyMakey hyödyntää vetovoimien käyttöä. Lyhyesti sanottuna, vetovastus on komponentti, joka takaa, että tietokone rekisteröi "ei-kosketuksen", kunnes tappia todella kosketetaan. Ilman vetovastusta tietokoneella ei ole aavistustakaan, kosketetaanko tappia vai ei.

Selvyyden vuoksi vastukset ovat fyysisiä komponentteja, jotka voit nähdä ja tuntea. Pull-up-vastus on normaali vastus, joka on vain kytketty tekemään tiettyä työtä (tämä työ on "pull-up" -tappi).

Nyt vastuksia on monia arvoja, mitattuna ohmeina. Kaikella on vastus, mutta vastukset on valmistettu tietyllä vastusarvolla. Tyypillinen vetovastus on yleensä noin 10 000 Ω (ohmia). MakeyMakey -laitteessa olevat ovat 22 000 000 (22 miljoonaa) ohmia, mikä mahdollistaa minkä tahansa alle 22 M Ω: n esineen toimivan kytkimenä.

Sormenpäästä sormenpäihin vastus on 1 000–100 000 Ω, riippuen ihon märkästä. Tämä jättää sinulle noin 21,9 M Ω (22 M - 100 K = 21,9 M) mille tahansa kohteelle, jota haluat käyttää. Metalli, suola ja jopa lyijykynä toimivat, kunhan vastus on alle 22 M Ω.

Jos haluat perustavanlaatuisemman selityksen siitä, miten MakeyMakey toimii, MakeyMakey tarjoaa loistavan vastauksen.

Vaihe 2: Suunnittelu/ostaminen

Tässä vaiheessa käytämme Eagle CAD -ohjelmistoa, jonka omistaa tällä hetkellä Autodesk. Jos sinulla ei ole tätä ohjelmistoa, voit ladata ilmaisen yhden vuoden kokeilujakson. Kun viittaan muutoksiin tai tietyn työkalun käyttöön, käytän Eagle -ohjelmistoa. Kerron kuitenkin lopullisen suunnitteluni.

Nyt kun sinulla on perustiedot MakeyMakeyn toiminnasta, voit alkaa tilata tavaraa. Latasin SparkFunin suunnittelun MakeyMakeylle ja muutin sitä kokoonpanon helpottamiseksi. Alkuperäisessä suunnittelussa käytettiin SMD (Surface Mount Devices) -laitetta koossa 0402. Ne ovat pieniä, noin 0,4 mm x 0,2 mm. Kokeilin sitä, mutta menetin lähes puolet kaikista kappaleista.

Helpottaaksesi itseäsi, muuta komponenttien koot kokoon 0603 tai suuremmiksi. Jos haluat korvata nämä asiat, käytä vain "Korvaa" -työkalua. Koska tämä ei ole Eagle -opetusohjelma, oletan, että osaat työskennellä Eaglen kanssa.

Tilatakseni piirilevyn tai piirilevyn, johon kaikki on asetettu, menin OSHParkiin. Ne valmistavat korkealaatuisia piirilevyjä erittäin nopeasti ja erittäin edullisesti. Heillä on vähintään kolme tilausmäärää, mutta et voi voittaa hintaa. Tässä linkki suunnitteluuni.

Osien osalta sinun on mentävä DigiKey -palveluun tai toiselle elektroniikkatoimittajalle. Valitettavasti en voi jakaa ostoskoriani, mutta ostoskorin täyttäminen ja tilaaminen ei saisi kestää yli 20 minuuttia. Olen kuitenkin lisännyt Excel -taulukon, jossa on linkkejä. Muutama huomautus kuitenkin ennen tilaamista:

• Varmista, että kun lisäät ATMEGA32u4: n ostoskoriin, se on 44TQFP -paketti
• DigiKey -toimitus on kallista. On parempi saada enemmän kuin tarvitset, joten jos yksi katoaa tai vaurioituu, sinulla on lisäominaisuuksia.
• DigiKey tarjoaa joukkoalennuksia. Esimerkiksi yksi vastus on 0,10 dollaria, mutta 10 niistä on 0,11 dollaria. Käytä alennus!
• Sulakkeet ovat hieman kalliimpia, mutta osta ainakin yksi ylimääräinen. Voit kiittää minua myöhemmin.
• En löytänyt LED -valoja DigiKeysta, joten en vain käyttänyt niitä. Jos kuitenkin teet niin, tarvitset 330 Ω vastuksia niiden kanssa.

Muuten se on melko suoraviivaista. Tässä on Excel -taulukko, jota käytin tilauksessa:

Vaihe 3: Rakenna se

Nyt tulee hauska osa: kokoaminen yhteen. Tämä ei ole pinta -asennettava juotosopas, mutta tässä on hyvä opetusohjelma. Mitä tulee erikokoisten komponenttien juottamiseen, niiden kaikkien pitäisi toimia lopulta samalla tavalla. Tämä vaihe on luultavasti vaikein ja eniten aikaa vievä, mutta sen ei pitäisi tappaa sinua (suosittelen kuitenkin sormien ristittämistä vain turvallisuuden vuoksi). Tässä on vain muutamia vinkkejä, joita nojauduin työskennellessäni tämän suhteen:

• Mitä tulee ATMEGA32u4 -mikrokontrolleriin, paras tapa, jonka löysin, oli tinata yksi tyyny levyn kulmaan ja asettaa siru päälle oikein suunnattuna. Kun olet lukinnut sen paikalleen sulattamalla kulmatyynyn, täytä kaikki tapit juotoksella. Pitäisi olla suuria juotosiltoja. Sitten, käytä juotoskärkiäsi, sulata juote uudelleen sen poistamiseksi. Tämä jättää hyvän tuloksen ilman shortseja.
• Ennen kuin yrität kytkeä USB-kaapelin, tarkista USB Mini-B -liitännän nastat. Ensimmäisessä yrityksessäni oli pieni silta liittimen alla, mikä vahingoitti sirua.
• Osien järjestyksen osalta aloita AMTEGA32u4 -mikrokontrollerilla, siirry sitten kondensaattoreihin, vastuksiin, kelloon ja lopuksi naarasliittimiin, joissa on USB -liitin.

Vaihe 4: Koodi

Nyt tulee viimeinen, tyydyttävin vaihe (tyydyttävä vain silloin, kun se toimii). Jos haluat koodata mukautetun Arduinon, sinun on ensin poltettava käynnistyslatain. Käynnistyslatain on pieni koodikappale, joka on ohjelmoitu jokaiseen Arduinoon tehtaalla kertomaan Arduinolle, mitä tehdä, kun se käynnistyy ensimmäisen kerran ja mitä tehdä koodilla, jolla ohjelmoit sen. Koska se tehdään Arduinon tehtaalla, meidän on myös tehtävä se. Tätä varten voimme ohjelmoida toisen, ennalta valmistetun Arduinon. Tämä vaatii Arduinon, jossa on ATMEGA328 -siru (kuten Uno tai Nano). Tätä varten noudatamme SparkFunin opasta. Kiinnitä tapit kuvan osoittamalla tavalla:

Arduino || MakeyMakey

5 V/Vcc - Vcc

GND - GND

D11 - D16

D12 - D14

D13 - D15

D10 - NOLLAUS

Siirry sitten Arduino IDE: hen ja valitse Arduino -kortti, jota käytät MakeyMakeyn ohjelmointiin. Avaa esimerkkien alla "Arduino ISP" -luonnos. Lataa se Arduinollesi, kuten normaalisti. Valitse sitten Työkalut -kohdasta Hallitus Arduino/Genuino Micro. Valitse sitten Työkalut> Ohjelmoija -kohdasta 'Arduino ISP' (älä sekoita 'ArduinoISP'). Valitse sitten Työkalut -kohdasta 'Polta käynnistyslatain'. Muutaman minuutin kuluttua IDE: n pitäisi sanoa "Valmis polttava käynnistyslatain". MakeyMakey on nyt valmis toimimaan kuten mikä tahansa muu Arduino.

Seuraava askel on siirtyä MakeyMakeyn GitHubiin ja laiteohjelmisto -osioon. Kopioi ja liitä 'makey_makey.ino' ja 'settings.h' Notepadiin ja tallenna ne vastaavien laajennusten mukaan. Avaa nyt tallentamasi "makey_makey.ino", avaa se Arduino IDE: llä ja lataa se MakeyMakey -taulullesi. Sinulla pitäisi nyt olla täysin toimiva MakeyMakey! Onnittelut!

Vaihe 5: Pelaa

Mitä voisit tehdä uudella MakeyMakey -laitteellasi? MakeyMakeyn verkkosivustolla on niin monia vaihtoehtoja, joita on joitain hauskoja sovelluksia tai verkkosivustoja. Jos sinulla on idea jakaa, tee se! Minä ja monet muut haluaisin kuulla ideoitasi! Olen lisännyt kuvia näkemästäni tai keksin itseni.

Sivuhuomautuksena: Jos sinulla on palautetta tästä ohjeesta, hyvästä tai huonosta, jätä se kommentteihin. Olen yrittänyt tulla paremmaksi kirjoittajaksi, joten kaikki kritiikki otetaan mielellään vastaan. Kiitos!