(CRC)bit, Buka Lencana seperti Microbit: 10 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:55

Kami telah menggunakan lencana microbit sekitar 1 tahun yang lalu untuk mengajar robotika. Ini adalah alat yang sangat baik untuk pendidikan.

Salah satu fiturnya yang paling berharga adalah dapat dipegang dengan tangan. Dan fleksibilitas ini membuatnya memiliki wawasan yang bagus tentang komunitas pendidikan.

Empat bulan lalu kami mulai merancang model untuk pembuat. Berpikir bahwa jika berhasil dapat menjadi produk terbuka bagi guru.

Karakteristik apa yang ingin kami tambahkan ke lencana:

• Prosesor ESP32 (kompatibel dengan Arduino)
• IMU 6-sumbu
• Matriks Neopiksel RGB, 8 x 5
• Pembicara audio melalui DAC
• Dua tombol tekan
• Port ekspansi GPIO (toleran 5V)

Sepanjang instruksi ini kami akan menjelaskan langkah-langkah untuk membangunnya.

Langkah 1: Desain Skema

Kami melampirkan skema crcbit versi pertama. Kami harus melakukan berbagai tes pada protoboard untuk menyesuaikan komponen.

Dalam skema, kita dapat menghargai inti dari papan yang merupakan ESP32. Kami juga melihat IMU 6-sumbu, sirkuit penguat speaker kecil dan dua papan konverter tingkat logika dua arah.

Terakhir, ada seluruh rangkaian manajemen Neopiksel, yang memiliki 6 strip neopiksel yang masing-masing terdiri dari 8 LED. Bersama dengan rangkaian daya 3V3 volt yang memiliki MOSFET untuk penyambungan dan pemutusan melalui perangkat lunak yang dikendalikan GPIO.

Untuk catu daya, kami telah memilih konektor JST yang lebih kuat dari konektor micro USB, jika sedang bergerak.

Langkah 2: Sistem Tenaga

Karena board memiliki 40 neopiksel, ESP32, dan speaker; Konsumsi amp sangat tinggi.

Dalam hal menyalakan 40 neopiksel ke kecerahan maksimum, kita akan mendekati 1,5 amp.

Kami memutuskan untuk memberi daya pada papan pada 5V. Sangat mudah untuk menggunakan bank daya apa pun. 5V digunakan untuk memberi daya pada ESP32, yang sudah memiliki regulator 3V3. Ini juga memungkinkan pembuatan sinyal toleran 5V, berkat pemindah level dua arah.

Untuk neopiksel kami menggunakan pemutus daya dan rangkaian step-down pada 3V3. Jadi kami mengurangi konsumsi hingga 250 miliampere dan kami dapat mengontrol kekuatan neopiksel dengan perangkat lunak.

Langkah 3: Apa yang Kita Butuhkan

Mari kita siapkan beberapa hal terlebih dahulu.

Dalam semua kasus, kami telah mencari komponen yang mudah dilas dan mudah dibeli di toko elektronik lokal.

Meski begitu, beberapa komponen tidak mudah ditemukan dan lebih baik bersabar untuk memesannya di pasar China.

Daftar komponen yang diperlukan adalah:

• 1 x format mini ESP32
• 2 x konverter level logika dua arah
• 1 x 6-sumbu IMU
• 1 x pembicara
• 1 x daya MOSFET
• Penurunan tegangan 1 x 3V3
• 2 x tombol tekan
• 1x LDR
• 6 x strip 8 Neopiksel

… dan beberapa komponen diskrit yang khas

Langkah 4: Retas di Neopixels Strips untuk Memfasilitasi Solder (I)

Bagian tersulit untuk dirakit dan disolder adalah strip Neopixels.

Untuk ini kami telah membuat alat cetak 3D yang menjaga 5 strip neopiksel pada posisi yang benar. Dengan cara ini, mereka disejajarkan dengan benar.

Pada saat yang sama, alat ini memungkinkan kami untuk mengelas strip logam kecil untuk memudahkan penyolderan karena strip terbalik.

Dianjurkan untuk berlatih sebelumnya karena proses ini sulit.

Langkah 5: Hackin Neopixels Strips untuk Memfasilitasi Solder (II)

Kami melampirkan file dalam format STL sehingga kami dapat mencetak alat perbaikan.

Tidak diperlukan konfigurasi khusus untuk mencetak komponen dalam 3D. Mereka mudah dicetak tetapi sangat berguna.

Langkah 6: PCB Khusus

Karena jumlah komponen dan ukurannya, kami bermigrasi dari prototipe dalam PCB universal, untuk membuat PCB kustom.

Kami telah mengunggah desain PCB ke PCBWay untuk dibagikan kepada komunitas, dan para pembuat yang ingin merakitnya.

Kami juga melampirkan file Gerber untuk fleksibilitas yang lebih besar.

Langkah 7: Koneksi Perangkat Keras (PCB Kustom)

Jika kami memiliki PCB khusus, komponen lainnya mudah disolder karena semuanya dilengkapi dengan strip pin 2.54mm.

Gambar terlampir memiliki resolusi yang baik untuk melihat posisi komponen.

Langkah 8: Perangkat Lunak & Firmware

Papan tidak memerlukan perangkat lunak khusus karena bekerja langsung dengan Arduino IDE. Kita hanya perlu mengkonfigurasi Arduino IDE untuk bekerja dengan ESP32, tutorial yang baik untuk diikuti langkah demi langkah adalah:

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

Dan agar periferal berfungsi, kita harus menambahkan perpustakaan Arduino ini:

github.com/adafruit/Adafruit_NeoPixel

github.com/adafruit/Adafruit_NeoMatrix

github.com/sparkfun/MPU-9250_Breakout

Tes pertama yang kami lakukan untuk melihat bahwa semuanya bekerja dengan benar adalah jantung mikrobit piksel.

Langkah 9: Bersenang-senanglah

Langkah 10: Selanjutnya…

Ini adalah proyek terbuka.

Sejauh ini (CRC) bit masih sederhana dan kasar. Kami percaya bahwa itu akan tumbuh lebih baik dan lebih baik dengan bantuan masyarakat.

Dan inilah mengapa orang menyukai open source dan komunitas.

Jika Anda mendapatkan ide yang lebih baik, atau Anda telah membuat beberapa perbaikan, silakan bagikan!

Bersulang