(CRC) -bitti, avoin mikrobitin kaltainen merkki: 10 vaihetta

2025 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2025-01-23 14:42

Olemme käyttäneet microbit -merkkiä noin vuosi sitten robotiikan opettamiseen. Se on erinomainen työkalu koulutukseen.

Yksi sen arvokkaimmista ominaisuuksista on, että sitä pidetään kädessä. Ja tämä joustavuus tekee siitä suuren käsityksen koulutusyhteisöstä.

Neljä kuukautta sitten aloitimme mallin suunnittelun valmistajille. Ajattelemalla, että jos se onnistuu, siitä voi tulla avoin tuote opettajille.

Mitä ominaisuuksia haluamme lisätä merkkiin:

• ESP32 -prosessori (Arduino -yhteensopiva)
• IMU 6-akselinen
• Neopikselien matriisi RGB, 8 x 5
• Äänikaiutin DAC: n kautta
• Kaksi painonappia
• GPIO -laajennusportti (5 V: n kestävä)

Tässä ohjeessa selitämme sen rakentamisen vaiheet.

Vaihe 1: Kaavamainen suunnittelu

Liitämme kaavion crcbitin ensimmäisestä versiosta. Meidän oli tehtävä erilaisia testejä protoboardilla komponenttien säätämiseksi.

Kaaviossa voimme arvostaa ESP32 -levyn sydäntä. Näemme myös 6-akselisen IMU: n, pienen kaiutinvahvistinpiirin ja kaksi kaksisuuntaista logiikan tasonmuunninkorttia.

Lopuksi on koko neopikselien hallintapiiri, jossa on kuusi neopikseliä, joissa on 8 LEDiä. Yhdessä 3V3 voltin virtapiirin kanssa, jossa on MOSFET -liitäntä ohjelmiston ohjaaman GPIO: n kautta kytkemistä ja irrottamista varten.

Virtalähteeksi olemme valinneet JST -liittimen, joka on vahvempi kuin mikro -USB -liitin, jos se liikkuu.

Vaihe 2: Virtajärjestelmä

Koska kortilla on 40 neopikseliä, ESP32 ja kaiutin; Vahvistimen kulutus on erittäin korkea.

Jos 40 neopikseliä kytketään päälle suurimmalle kirkkaudelle, olisimme lähellä 1,5 ampeeria.

Päätimme virran levylle 5V. Minkä tahansa virtapankin käyttö on helppoa. 5 V: n jännitteellä syötetään virtaa ESP32: lle, jossa on jo 3V3 -säädin. Se mahdollistaa myös 5 V: n sietävien signaalien antamisen kaksisuuntaisen tasonsiirtimen ansiosta.

Neopikseleissä käytämme virrankatkaisu- ja sammutuspiiriä 3V3. Näin vähennämme kulutuksen 250 milliampeeriin ja voimme ohjata neopikselien tehoa ohjelmistolla.

Vaihe 3: Mitä tarvitsemme

Valmistellaan ensin jotain.

Kaikissa tapauksissa olemme etsineet komponentteja, jotka on helppo hitsata ja helppo ostaa paikallisista elektroniikkaliikkeistä.

Siitä huolimatta joitain komponentteja ei ole helppo löytää, ja on parempi kärsivällisesti tilata ne Kiinan markkinoilta.

Luettelo tarvittavista komponenteista on:

• 1 x ESP32 minimuoto
• 2 x kaksisuuntainen logiikan tasomuunnin
• 1 x 6-akselinen IMU
• 1 x kaiutin
• 1 x virta MOSFET
• 1 x 3V3 jännitehäviö
• 2 x painikkeet
• 1 x LDR
• 6 x 8 neopikseliä

… Ja joitakin tyypillisiä erillisiä komponentteja

Vaihe 4: hakata neopikseliliuskoja juottamisen helpottamiseksi (I)

Vaikein koota ja juottaa on Neopixels -nauhat.

Tätä varten olemme luoneet 3D -tulostustyökalun, joka pitää 5 neopikseliliuskaa oikeassa asennossa. Tällä tavalla ne on kohdistettu oikein.

Samaan aikaan työkalun avulla voimme hitsata pieniä metalliliuskoja juottamisen helpottamiseksi, koska nauhat on käännetty.

On suositeltavaa harjoitella ennen, koska tämä prosessi on vaikea.

Vaihe 5: Hackin -neopikseliliuskat juottamisen helpottamiseksi (II)

Liitämme tiedostot STL -muodossa, jotta voimme tulostaa korjaustyökalun.

Osien tulostamiseen 3D -muodossa ei tarvita erityisiä asetuksia. Ne on helppo tulostaa, mutta erittäin hyödyllisiä.

Vaihe 6: Mukautettu piirilevy

Komponenttien lukumäärän ja koon vuoksi siirrymme prototyypistä yleiseen piirilevyyn luodaksemme mukautetun piirilevyn.

Olemme ladanneet piirilevyn suunnittelun PCBWay -sivustoon jakaaksemme sen yhteisölle ja niille valmistajille, jotka haluavat koota sellaisen.

Liitämme myös Gerber -tiedostot joustavuuden lisäämiseksi.

Vaihe 7: Laitteistoyhteys (mukautettu piirilevy)

Jos meillä on mukautettu piirilevy, loput komponentit ovat helposti juotettavissa, koska niissä kaikissa on 2,54 mm: n tapit.

Liitetyissä kuvissa on hyvä resoluutio nähdäksesi osien sijainnin.

Vaihe 8: Ohjelmisto ja laiteohjelmisto

Taulu ei vaadi erityisiä ohjelmistoja, koska se toimii suoraan Arduino IDE: n kanssa. Meidän on vain määritettävä Arduino IDE toimimaan ESP32: n kanssa, hyvä opetusohjelma vaihe vaiheelta:

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

Ja jotta oheislaitteet toimisivat, meidän on lisättävä nämä Arduino -kirjastot:

github.com/adafruit/Adafruit_NeoPixel

github.com/adafruit/Adafruit_NeoMatrix

github.com/sparkfun/MPU-9250_Breakout

Ensimmäinen testi, jonka olemme tehneet nähdäksemme, että kaikki toimii oikein, on pikselimikrobitinen sydän.

Vaihe 9: Pidä hauskaa

Vaihe 10: Seuraava…

Se on avoin projekti.

Toistaiseksi (CRC) -bitti on edelleen yksinkertainen ja raaka. Uskomme, että se kasvaa yhä paremmin yhteisön avulla.

Ja siksi ihmiset pitävät avoimesta lähdekoodista ja yhteisöstä.

Jos saat paremman idean tai olet parantanut jotain, jaa se!

Kippis