(CRC) bit, Open Microbit-lignende badge: 10 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:27

Vi har brugt mikrobit -badget for cirka 1 år siden til at undervise i robotteknologi. Det er et glimrende værktøj til uddannelse.

En af dens mest værdifulde funktioner er, at den er håndholdt. Og denne fleksibilitet gør, at den har en stor indsigt i uddannelsessamfundet.

For fire måneder siden begyndte vi at designe en model for producenter. Tænker, at hvis det lykkes, kan det blive et åbent produkt for lærere.

Hvilke egenskaber vi ønsker at tilføje til badget:

• ESP32 -processor (kompatibel med Arduino)
• IMU 6-akse
• Matrix af Neopixels RGB, 8 x 5
• Lydhøjttaler via DAC
• To trykknapper
• GPIO -udvidelsesport (5V tolerant)

Gennem denne instruktive vil vi forklare trinene til at bygge den.

Trin 1: Skematisk design

Vi vedhæfter skematikken for den første version af crcbit. Vi var nødt til at lave forskellige tests på protoboardet for at justere komponenterne.

I ordningen kan vi sætte pris på hjertet af tavlen, der er en ESP32. Vi ser også den 6-aksede IMU, et lille højttalerforstærkerkredsløb og to tovejs logiske niveauomformerkort.

Endelig er der hele Neopixels -administrationskredsløbet, der har 6 strimler af neopixel med 8 lysdioder hver. Sammen med et 3V3 volt strømkredsløb, der har en MOSFET til tilslutning og afbrydelse via en softwarestyret GPIO.

Til strømforsyningen har vi valgt et JST -stik, der er stærkere end mikro -USB -stikket, hvis det bevæger sig.

Trin 2: Strømsystem

Da tavlen har 40 neopixel, en ESP32 og en højttaler; Forstærkerforbruget er meget højt.

I tilfælde af at tænde de 40 neopixel til maksimal lysstyrke, ville vi være tæt på 1,5 ampere.

Vi besluttede at drive tavlen til 5V. Det er let at bruge enhver powerbank. 5V'erne bruges til at drive ESP32, der allerede har en 3V3 -regulator. Det giver også mulighed for at lave 5V tolerante signaler takket være den tovejs niveauskifter.

Til neopixel bruger vi et strømafbrydelses- og nedtrapningskredsløb ved 3V3. Således reducerer vi forbruget til 250 milliampere, og vi kan styre effekten af neopixel ved hjælp af software.

Trin 3: Hvad har vi brug for

Lad os først forberede nogle ting.

I alle tilfælde har vi ledt efter komponenter, der er lette at svejse og nemme at købe i lokale elektronikforretninger.

Alligevel er nogle komponenter ikke lette at finde, og det er bedre tålmodigt at bestille dem på det kinesiske marked.

Listen over nødvendige komponenter er:

• 1 x ESP32 mini -format
• 2 x tovejs logiske niveauomformere
• 1 x 6-akset IMU
• 1 x højttaler
• 1 x strøm MOSFET
• 1 x 3V3 spændingsfald
• 2 x trykknapper
• 1 x LDR
• 6 x strimler med 8 Neopixels

… og nogle typiske diskrete komponenter

Trin 4: Hack i Neopixels Strips for at lette lodning (I)

Den sværeste del at samle og lodde er Neopixels strimler.

Til dette har vi skabt et 3D -printet værktøj, der holder de 5 strimler af neopixel i den korrekte position. På denne måde er de justeret korrekt.

På samme tid giver værktøjet os mulighed for at svejse små metalstrimler for at lette lodning, da strimlerne er omvendt.

Det anbefales at øve før, da denne proces er vanskelig.

Trin 5: Hackin Neopixels Strips for at lette lodning (II)

Vi vedhæfter filerne i STL -format, så vi kan udskrive fikseringsværktøjet.

Der kræves ingen særlig konfiguration for at udskrive delene i 3D. De er lette at udskrive, men meget nyttige.

Trin 6: Brugerdefineret printkort

På grund af antallet af komponenter og deres størrelse migrerer vi fra prototypen i et universelt printkort for at oprette et brugerdefineret printkort.

Vi har uploadet designet af printkortet til PCBWay for at dele det med samfundet og de producenter, der ønsker at samle et.

Vi vedhæfter også Gerber -filerne for større fleksibilitet.

Trin 7: Hardwareforbindelse (brugerdefineret printkort)

Hvis vi har det brugerdefinerede printkort, loddes resten af komponenterne let, da de alle leveres med 2,54 mm pin strips.

De vedhæftede billeder har en god opløsning for at se komponenternes placering.

Trin 8: Software og firmware

Boardet kræver ikke nogen særlig software, da det fungerer direkte med Arduino IDE. Vi skal bare konfigurere Arduino IDE til at arbejde med ESP32, en god vejledning til at følge trin for trin er:

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

Og for at periferiudstyret skal fungere, skal vi tilføje disse Arduino -biblioteker:

github.com/adafruit/Adafruit_NeoPixel

github.com/adafruit/Adafruit_NeoMatrix

github.com/sparkfun/MPU-9250_Breakout

Den første test, vi har udført for at se, at alt fungerer korrekt, er pixelmikrobit -hjertet.

Trin 9: God fornøjelse

Trin 10: Næste …

Det er et åbent projekt.

Indtil videre (CRC) bit er stadig enkel og rå. Vi tror på, at det vil vokse bedre og bedre ved hjælp af fællesskabet.

Og det er derfor, folk kan lide open source og fællesskabet.

Hvis du får en bedre idé, eller hvis du havde foretaget en forbedring, må du dele den!

Skål