(CRC) بت ، فتح شارة تشبه Microbit: 10 خطوات

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

لقد استخدمنا شارة الميكروبيت منذ حوالي عام لتعليم الروبوتات. إنها أداة ممتازة للتعليم.

واحدة من أكثر ميزاتها قيمة هي أنها محمولة باليد. وهذه المرونة تجعلها تتمتع برؤية ثاقبة للمجتمع التعليمي.

منذ أربعة أشهر بدأنا في تصميم نموذج للصانعين. التفكير في أنه إذا كان ناجحًا فقد يصبح منتجًا مفتوحًا للمعلمين.

ما هي الخصائص التي نريد إضافتها إلى الشارة:

• معالج ESP32 (متوافق مع Arduino)
• 6 محاور IMU
• مصفوفة Neopixels RGB ، 8 × 5
• مكبر صوت عبر DAC
• زرين ضغط
• منفذ توسيع GPIO (متسامح 5V)

خلال هذا الدليل ، سنشرح خطوات بنائه.

الخطوة 1: التصميم التخطيطي

نرفق التخطيطي للإصدار الأول من crcbit. كان علينا إجراء اختبارات مختلفة على اللوحة الأولية لضبط المكونات.

في المخطط ، يمكننا أن نقدر قلب اللوحة وهو ESP32. نرى أيضًا IMU ذي 6 محاور ، ودائرة مضخم صوت صغيرة ولوحين محول مستوى منطقي ثنائي الاتجاه.

أخيرًا ، هناك دائرة إدارة Neopixels بالكامل ، والتي تحتوي على 6 شرائح من neopixels من 8 مصابيح LED لكل منها. جنبًا إلى جنب مع دائرة طاقة 3V3 فولت التي تحتوي على MOSFET للتوصيل والفصل من خلال برنامج GPIO يتم التحكم فيه.

بالنسبة لمصدر الطاقة ، اخترنا موصل JST أقوى من موصل USB الصغير ، إذا كان يتحرك.

الخطوة الثانية: نظام الطاقة

نظرًا لأن اللوحة بها 40 نيوبكسل و ESP32 ومكبر صوت ؛ استهلاك الامبير مرتفع جدا.

في حالة تشغيل 40 نيوبكسل إلى أقصى سطوع ، سنكون قريبين من 1.5 أمبير.

قررنا تشغيل اللوحة عند 5 فولت. من السهل استخدام أي بنك طاقة. يتم استخدام 5Vs لتشغيل ESP32 ، والذي يحتوي بالفعل على منظم 3V3. كما أنه يسمح بعمل إشارات متسامحة بجهد 5 فولت ، وذلك بفضل ناقل الحركة ذي المستوى ثنائي الاتجاه.

بالنسبة للنيوبكسل ، نستخدم دائرة انقطاع التيار الكهربائي والتنحي عند 3V3. وبالتالي نقوم بتقليل الاستهلاك إلى 250 مللي أمبير ويمكننا التحكم في قوة neopixels عن طريق البرنامج.

الخطوة الثالثة: ماذا نحتاج

لنعد بعض الأشياء أولاً.

في جميع الحالات ، بحثنا عن مكونات يسهل لحامها وشرائها من متاجر الإلكترونيات المحلية.

ومع ذلك ، ليس من السهل العثور على بعض المكونات ومن الأفضل أن تطلبها في السوق الصينية بصبر.

قائمة المكونات الضرورية هي:

• 1 × تنسيق صغير ESP32
• 2 × محولات المستوى المنطقي ثنائية الاتجاه
• 1 × 6 محاور IMU
• 1 × مكبر صوت
• 1 × موسيت الطاقة
• 1 × 3V3 انخفاض الجهد
• 2 × أزرار ضغط
• 1 × LDR
• شرائط 6 × 8 نيوبكسل

… وبعض المكونات النمطية المنفصلة

الخطوة 4: اختراق شرائط Neopixels لتسهيل اللحام (I)

أصعب جزء في التجميع واللحام هو شرائط Neopixels.

لهذا قمنا بإنشاء أداة مطبوعة ثلاثية الأبعاد تحافظ على 5 شرائط نيوبكسل في الموضع الصحيح. بهذه الطريقة ، يتم محاذاتها بشكل صحيح.

في الوقت نفسه ، تسمح لنا الأداة بلحام شرائط معدنية صغيرة لتسهيل عملية اللحام نظرًا لأن الشرائح مقلوبة.

يوصى بالممارسة من قبل لأن هذه العملية صعبة.

الخطوة 5: شرائط Hackin Neopixels لتسهيل اللحام (II)

نقوم بإرفاق الملفات بتنسيق STL حتى نتمكن من طباعة أداة التثبيت.

لا يلزم تكوين خاص لطباعة الأجزاء ثلاثية الأبعاد. إنها سهلة الطباعة ولكنها مفيدة جدًا.

الخطوة 6: مخصص ثنائي الفينيل متعدد الكلور

نظرًا لعدد المكونات وحجمها ، فإننا نهاجر من النموذج الأولي في ثنائي الفينيل متعدد الكلور عالمي ، لإنشاء ثنائي الفينيل متعدد الكلور مخصص.

لقد قمنا بتحميل تصميم PCB على PCBWay لمشاركته مع المجتمع ، وأولئك الصانعين الذين يرغبون في تجميع واحد.

نقوم أيضًا بإرفاق ملفات جربر لمزيد من المرونة.

الخطوة 7: توصيل الأجهزة (PCB مخصص)

إذا كان لدينا ثنائي الفينيل متعدد الكلور المخصص ، فسيتم لحام باقي المكونات بسهولة نظرًا لأنها تأتي جميعها بشرائط دبوس مقاس 2.54 مم.

الصور المرفقة لديها دقة جيدة لمعرفة موضع المكونات.

الخطوة 8: البرامج والبرامج الثابتة

لا تتطلب اللوحة أي برنامج محدد لأنها تعمل مباشرة مع Arduino IDE. علينا فقط تكوين Arduino IDE للعمل مع ESP32 ، البرنامج التعليمي الجيد الذي يجب اتباعه خطوة بخطوة هو:

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

ولكي تعمل الأجهزة الطرفية ، يجب أن نضيف مكتبات Arduino هذه:

github.com/adafruit/Adafruit_NeoPixel

github.com/adafruit/Adafruit_NeoMatrix

github.com/sparkfun/MPU-9250_Breakout

الاختبار الأول الذي قمنا به لنرى أن كل شيء يعمل بشكل صحيح هو قلب ميكروبيت البكسل.

الخطوة 9: استمتع

الخطوة 10: التالي …

إنه مشروع مفتوح.

حتى الآن (CRC) ما زال بسيطًا وخامًا. نعتقد أنه سينمو بشكل أفضل وأفضل بمساعدة المجتمع.

وهذا هو سبب إعجاب الناس بالمصادر المفتوحة والمجتمع.

إذا حصلت على فكرة أفضل ، أو أجريت بعض التحسينات ، يرجى مشاركتها!

هتافات