اردوينو مخصص (أرخص MakeyMakey): 5 خطوات (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:38

مرحباً - عمري 14 عامًا (على الأقل كنت عندما كتبت هذا Instructable) وقمت ببناء هذا المشروع لأستاذ في جامعة محلية ، وكذلك لجدتي ، التي تعمل مع الأطفال ذوي الإعاقة.

إذا كنت تحب هذا Instructable أو تدعم السبب الذي أفعله من أجل (الأطفال ذوي الإعاقة) ، فابدأ واترك تعليقًا!

A Makey Makey هي لوحة قائمة على Arduino تم تصميمها وتطويرها من قبل اثنين من خريجي MIT ، Jay Silver و Eric Rosenbaum ، بالشراكة مع SparkFun Electronics. يعمل كلوحة مفاتيح وماوس ، ويضيف بشكل أساسي لوحة مفاتيح وماوس ثانويين إلى جهاز الكمبيوتر الخاص بك. كان الابتكار الحقيقي الذي قدمه Silver and Rosenbaum هو القدرة على "الاستشعار باللمس". باستخدام مقاومات سحب عالية القيمة بشكل لا يصدق ، تمكنوا من استخدام الأشياء اليومية كأزرار.

تتوفر العديد من القدرات والأفكار الخاصة بـ MakeyMakey ، ولكن أحد الأشياء المفضلة لدي هو استخدام الأطفال ذوي الإعاقة. أولئك الذين لا يستطيعون استخدام أصابعهم جيدًا بما يكفي لاستخدام لوحة مفاتيح QWERTY قياسية يمكنهم استخدام MakeyMakey كمحاكي للوحة المفاتيح. كونه قادرًا على استخدام الأشياء اليومية كمفاتيح للوحة المفاتيح ، يمكن للأطفال المعاقين استخدام عناصر مثل الفاكهة (الموز أو التفاح أو البرتقال) أو لعب العجين أو أي شيء موصل قليلاً كمفتاح.

بدأ هذا المشروع كتجربة تعليمية. كانت عمتي قد أنهت لتوها فصلًا تعليميًا خاصًا باستخدام MakeyMakeys. اشترت هي و 15 طالبًا آخرين MakeyMakeys الخاصة بهم مقابل 50 دولارًا. عرضت أنه يمكنني صنع واحدة بأقل من 40 دولارًا ، والباقي هو التاريخ.

ملاحظة سريعة: يعتمد هذا المشروع على التصميم الأصلي المقدم من خلال ترخيص الأجهزة مفتوحة المصدر من قبل Jay Silver و Eric Rosenbaum. أعطي لهم الفضل الكامل وأتقدم بالشكر الكامل على كرمهم.

الخطوة 1: البحث

الخطوة الأولى هي معرفة كيفية عمل MakeyMakey التقليدي ، ثم العثور على الأجزاء والموردين لبناء واحد بنفسك. كنت محظوظًا بالنسبة لك ، لقد فعلت كل ما بوسعي من أجلك ، وقمت بتكثيفه إلى ما تحتاج إلى معرفته.

أولاً ، يستغل MakeyMakey استخدام مقاومات السحب. باختصار ، مقاوم السحب هو مكون يضمن أن الكمبيوتر سيسجل "عدم اللمس" حتى يتم لمس الدبوس بالفعل. بدون مقاومة سحب ، ليس لدى الكمبيوتر أي فكرة عما إذا كان الدبوس قد تم لمسه أم لا.

بالنسبة للتوضيح ، فإن المقاومات هي مكونات مادية يمكنك رؤيتها والشعور بها. مقاوم السحب هو مقاوم عادي ، يتم توصيله فقط بالأسلاك للقيام بعمل معين (هذه المهمة هي "سحب" دبوس).

الآن ، تأتي المقاومات بقيم عديدة ، مقاسة بالأوم. كل شيء له مقاومة ، لكن المقاومات مصنوعة بقيمة مقاومة محددة. عادة ما يكون مقاومة السحب النموذجية حوالي 10000 (أوم). تلك الموجودة على MakeyMakey هي 22.000.000 (22 مليون) أوم ، مما يسمح لأي كائن أقل من 22M بالعمل كمفتاح.

من طرف الإصبع إلى طرف الإصبع ، لديك مقاومة في أي مكان من 1000 إلى 100000 Ω ، اعتمادًا على بشرتك المبللة. هذا يترك لك حوالي 21.9 مليون (22M - 100K = 21.9M) لأي كائن تريد استخدامه. معدن ، ملح ، حتى الرصاص من قلم رصاص سوف يعمل ، طالما أن المقاومة أقل من 22M Ω.

إذا كنت ترغب في شرح أكثر أساسية عن كيفية عمل MakeyMakey ، فإن MakeyMakey لديها إجابة رائعة.

الخطوة الثانية: التخطيط / الشراء

في هذه الخطوة ، سنستخدم برنامج Eagle CAD المملوك حاليًا لشركة Autodesk. إذا لم يكن لديك هذا البرنامج ، يمكنك تنزيل نسخة تجريبية مجانية مدتها عام واحد. عندما أشير إلى التعديلات أو إلى استخدام أداة معينة ، فأنا أستخدم برنامج Eagle. سوف أشارك تصميمي النهائي ، رغم ذلك.

الآن بعد أن أصبح لديك فهم أساسي لكيفية عمل MakeyMakey ، يمكنك البدء في طلب الأشياء. لقد قمت بتنزيل تصميم SparkFun لـ MakeyMakey ، وقمت بتعديله لجعل التجميع أسهل. استخدم التصميم الأصلي SMD (Surface Mount Devices) بحجم 0402. هذه القطع صغيرة جدًا ، حوالي 0.4 مم × 0.2 مم. لقد جربتها ، لكنني فقدت نصف القطع تقريبًا.

لجعل الأمر أسهل على نفسك ، قم بتغيير أحجام المكونات إلى الحجم 0603 أو أكبر. لاستبدال هذه الأشياء ، ما عليك سوى استخدام أداة "استبدال". نظرًا لأن هذا ليس برنامجًا تعليميًا لـ Eagle ، سأفترض أنك تعرف كيفية العمل مع Eagle.

لطلب PCB (لوحة الدوائر المطبوعة) ، أو اللوحة التي يتم وضع كل شيء عليها ، ذهبت إلى OSHPark. إنهم يصنعون ثنائي الفينيل متعدد الكلور عالي الجودة بسرعة كبيرة وبتكلفة زهيدة للغاية. لديهم الحد الأدنى لكمية الطلب من ثلاثة ، لكن لا يمكنك التغلب على السعر. هنا رابط تصميمي

بالنسبة للأجزاء ، ستحتاج إلى الانتقال إلى DigiKey أو مزود إلكترونيات آخر. لا يمكنني مشاركة عربة التسوق الخاصة بي ، للأسف ، ولكن لن يستغرق الأمر أكثر من 20 دقيقة لإكمال عربة التسوق وطلبها. ومع ذلك ، فقد قمت بتضمين ورقة Excel تحتوي على روابط. فقط بضع ملاحظات قبل الطلب:

• تأكد عند إضافة ATMEGA32u4 إلى عربة التسوق الخاصة بك ، أنها حزمة 44TQFP
• شحن DigiKey مكلف. من الأفضل أن تحصل على أكثر مما تحتاج ، بحيث إذا ضاع أو تضرر ، فلديك إضافات.
• DigiKey لديها خصومات كبيرة. على سبيل المثال ، يبلغ سعر أحد المقاومين 0.10 دولارًا أمريكيًا ، بينما يبلغ سعر 10 مقاومات 0.11 دولار أمريكي. استخدم الخصم!
• الصمامات أغلى ثمناً قليلاً ، لكن اشترِ واحدة إضافية على الأقل. يمكنك أن أشكر لي في وقت لاحق.
• لم أتمكن من العثور على أي مصابيح LED على DigiKey ، لذلك لم أستخدمها. ومع ذلك ، إذا قمت بذلك ، فستحتاج إلى مقاومات 330 لتتماشى معها.

بخلاف ذلك ، إنه مستقيم للأمام. فيما يلي ورقة Excel التي استخدمتها للطلب:

الخطوة 3: قم ببنائه

الآن يأتي الجزء الممتع: تجميع كل شيء معًا. هذا ليس دليل لحام مثبت على السطح ، ولكن هنا برنامج تعليمي رائع. بالنسبة إلى مكونات اللحام ذات الأحجام المختلفة ، يجب أن تعمل جميعها بنفس الطريقة في النهاية. ربما تكون هذه الخطوة هي الأصعب والأكثر استغراقًا للوقت ، لكن لا ينبغي أن تقتلك (أوصي بعبور أصابعك ، على الرغم من ذلك ، فقط لتكون آمنًا). فيما يلي بعض النصائح التي استندت إليها أثناء العمل على هذا:

• بالنسبة للميكروكونترولر ATMEGA32u4 ، فإن أفضل طريقة وجدتها هي وضع لوحة واحدة على أحد أركان اللوحة ، ثم وضع الشريحة في الأعلى ، وتوجيهها بشكل صحيح. ثم ، بعد تثبيته في مكانه عن طريق إذابة وسادة الزاوية ، قم بتحميل جميع المسامير باستخدام اللحام. يجب أن تكون هناك جسور لحام ضخمة. ثم ، باستخدام فتيل اللحام ، قم بإعادة صهر اللحام لإزالته. هذا يترك نتيجة جميلة ، دون أي شورت.
• قبل محاولة توصيل كبل USB ، تحقق من المسامير الموجودة أسفل موصل USB Mini-B. كانت محاولتي الأولى تحتوي على جسر صغير أسفل الموصل ، مما تسبب في تلف الشريحة.
• بالنسبة لترتيب الأجزاء ، ابدأ بالميكروكونترولر AMTEGA32u4 ، ثم انتقل إلى المكثفات والمقاومات والساعة وأخيراً الرؤوس الأنثوية بموصل USB.

الخطوة 4: الكود

الآن تأتي الخطوة الأخيرة الأكثر إرضاءً (فقط عندما تعمل تكون مرضية). لتشفير Arduino مخصص ، يجب عليك أولاً نسخ أداة تحميل التشغيل. محمل الإقلاع عبارة عن جزء صغير من التعليمات البرمجية يتم برمجته في كل بطاقة أردوينو في المصنع لإخبار Arduino بما يجب القيام به عند بدء تشغيله لأول مرة وماذا يفعل بالكود الذي تقوم ببرمجته به. نظرًا لأن ذلك يتم في مصنع Arduino ، فنحن بحاجة إلى القيام بذلك أيضًا. للقيام بذلك ، يمكننا استخدام Arduino آخر ، تم تصميمه مسبقًا ، لبرمجته. يتطلب ذلك وجود Arduino بشريحة ATMEGA328 (مثل Uno أو Nano). للقيام بذلك ، سوف نتبع دليل SparkFun. اربط المسامير كما هو موضح:

اردوينو || ميكي

5V / Vcc- Vcc

GND - GND

D11 - D16

D12 - D14

D13 - D15

D10 - إعادة الضبط

بعد ذلك ، انتقل إلى Arduino IDE ، وحدد لوحة Arduino التي تستخدمها لبرمجة MakeyMakey. ضمن الأمثلة ، افتح مخطط "Arduino as ISP". قم بتحميله على Arduino الخاص بك ، تمامًا كما تفعل عادةً. ثم ، ضمن أدوات ، حدد ضمن لوحة "Arduino / Genuino Micro". ثم ضمن أدوات> مبرمج ، حدد "Arduino as ISP" (يجب عدم الخلط بينه وبين ArduinoISP). ثم ، مرة أخرى ضمن أدوات ، حدد "نسخ أداة تحميل التشغيل". بعد بضع دقائق ، يجب أن يقول IDE "تم حرق محمل الإقلاع". أصبح MakeyMakey الآن جاهزًا للعمل مثل أي أردوينو آخر.

الخطوة التالية هي الانتقال إلى MakeyMakey's GitHub وإلى قسم "البرامج الثابتة". ما عليك سوى نسخ "makey_makey.ino" و "settings.h" ولصقهما في Notepad ، وحفظهما وفقًا لامتدادات كل منهما. الآن ، افتح "makey_makey.ino" المحفوظة حديثًا ، وافتحه باستخدام Arduino IDE ، وقم بتحميله على لوحة MakeyMakey الخاصة بك. يجب أن يكون لديك الآن MakeyMakey تعمل بكامل طاقتها! تهانينا!

الخطوة 5: العب

مع MakeyMakey الجديد الخاص بك ، ماذا يمكنك أن تفعل؟ هناك العديد من الخيارات ، مع بعض التطبيقات أو مواقع الويب الممتعة المدرجة على موقع MakeyMakey الإلكتروني. إذا كان لديك فكرة لمشاركتها ، من فضلك افعل! أنا والعديد من الآخرين ، أحب سماع أفكارك! لقد قمت بتضمين بعض الصور لما رأيته أو توصلت إليه بنفسي.

كملاحظة جانبية: إذا كان لديك أي ملاحظات على هذا Instructable ، سواء كان جيدًا أو سيئًا ، فيرجى تركه في التعليقات. كنت أحاول أن أصبح كاتبًا أفضل ، لذا فإن أي نقد هو موضع تقدير. شكرا!