סיביות (CRC), תג דמוי מיקרוביט פתוח: 10 שלבים

2025 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2025-01-23 14:46

השתמשנו בתג המיקרוביט לפני כשנה כדי ללמד רובוטיקה. זהו כלי מצוין לחינוך.

אחת התכונות היקרות ביותר היא היותו מוחזק ביד. וגמישות זו גורמת לה לקבל תובנה נהדרת בקהילה החינוכית.

לפני ארבעה חודשים התחלנו לעצב מודל ליצרנים. לחשוב שאם זה יצליח זה יכול להפוך למוצר פתוח למורים.

אילו מאפיינים אנו רוצים להוסיף לתג:

• מעבד ESP32 (תואם Arduino)
• IMU 6 ציר
• מטריצה של Neopixels RGB, 8 x 5
• רמקול שמע באמצעות DAC
• שני כפתורי לחיצה
• יציאת הרחבה של GPIO (סובלנית 5V)

לאורך המדריך הזה נסביר את השלבים לבנייתו.

שלב 1: עיצוב סכמטי

אנו מצרפים את סכמטי הגרסה הראשונה של crcbit. היינו צריכים לבצע בדיקות שונות על לוח הלוח כדי להתאים את הרכיבים.

בתוכנית, אנו יכולים להעריך את לב הלוח שהוא ESP32. אנו רואים גם את ה- IMU בעל 6 הצירים, מעגל מגבר רמקולים קטן ושני לוחות ממיר ברמה לוגית דו-כיוונית.

לבסוף, קיים מעגל הניהול כולו של Neopixels, הכולל 6 רצועות של neopixels של 8 נוריות LED כל אחת. יחד עם מעגל חשמל 3V3 וולט בעל MOSFET לחיבור וניתוק באמצעות GPIO הנשלט על ידי תוכנה.

לאספקת החשמל, בחרנו במחבר JST שהוא חזק יותר ממחבר המיקרו USB, אם הוא זז.

שלב 2: מערכת חשמל

מכיוון שללוח 40 ניאופיקסלים, ESP32 ורמקול; צריכת המגבר גבוהה מאוד.

במקרה של הפעלת 40 הניאופיקסלים לבהירות המקסימלית, היינו קרובים ל -1.5 אמפר.

החלטנו להפעיל את הלוח ב 5V. קל להשתמש בכל בנק כוח. 5V משמשים להפעלת ה- ESP32, שכבר יש לו ווסת 3V3. הוא מאפשר גם יצירת אותות סובלניים 5V, הודות לשינוי הרמה הדו כיווני.

עבור neopixels אנו משתמשים במעגל ניתוק והורדת חשמל ב 3V3. כך אנו מצמצמים את הצריכה ל -250 מיליאמפר ואנו יכולים לשלוט בכוחם של ניאופיקסלים באמצעות תוכנה.

שלב 3: מה אנחנו צריכים

בואו נכין כמה דברים קודם.

בכל המקרים, חיפשנו רכיבים שקל לרתך וקל לקנות בחנויות האלקטרוניקה המקומיות.

למרות זאת, חלק מהרכיבים לא פשוטים למצוא ועדיף בסבלנות להזמין אותם בשוק הסיני.

רשימת הרכיבים הדרושים היא:

• 1 x פורמט מיני ESP32
• 2 x ממירים ברמה לוגית דו -כיוונית
• 1 x 6 ציר IMU
• 1 x רמקול
• 1 x כוח MOSFET
• 1 x ירידת מתח של 3V3
• 2 כפתורי לחיצה
• 1 x LDR
• 6 x רצועות של 8 Neopixels

… וכמה רכיבים נפרדים אופייניים

שלב 4: פריצה ברצועות Neopixels כדי להקל על הלחמה (I)

החלק הקשה ביותר להרכבה והלחמה הוא רצועות ה- Neopixels.

לשם כך יצרנו כלי מודפס בתלת מימד ששומר על 5 רצועות הניאופיקסלים במיקום הנכון. בדרך זו הם מיושרים בצורה נכונה.

יחד עם זאת, הכלי מאפשר לנו לרתך רצועות מתכת קטנות כדי להקל על הלחמה מכיוון שהרצועות הפוכות.

מומלץ לתרגל לפני שכן תהליך זה קשה.

שלב 5: רצועות Hackin Neopixels להקלת הלחמה (II)

אנו מצרפים את הקבצים בפורמט STL כדי שנוכל להדפיס את כלי התיקון.

אין צורך בתצורה מיוחדת להדפסת החלקים בתלת מימד. הם קלים להדפסה אך שימושיים מאוד.

שלב 6: PCB מותאם אישית

בשל מספר הרכיבים וגודלם, אנו נודדים מהאב -טיפוס במשטח PCB אוניברסלי, ליצירת PCB מותאם אישית.

העלנו את עיצוב ה- PCB ל- PCBWay כדי לשתף אותו עם הקהילה, ועם אותם יצרנים שרוצים להרכיב אחד מהם.

אנו מצרפים גם את קבצי Gerber לגמישות רבה יותר.

שלב 7: חיבור חומרה (PCB מותאם אישית)

אם יש לנו את הלוח המותאם אישית, שאר הרכיבים מולחמים בקלות מכיוון שכולם מגיעים עם רצועות סיכה בגודל 2.54 מ מ.

לתמונות המצורפות יש רזולוציה טובה לראות את המיקום של הרכיבים.

שלב 8: תוכנה וקושחה

הלוח אינו דורש תוכנה ספציפית מכיוון שהוא עובד ישירות עם Arduino IDE. עלינו רק להגדיר את ה- IDE של Arduino לעבודה עם ESP32, מדריך טוב לביצוע שלב אחר שלב הוא:

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

וכדי שהציוד ההיקפי יפעל עלינו להוסיף את ספריות Arduino אלה:

github.com/adafruit/Adafruit_NeoPixel

github.com/adafruit/Adafruit_NeoMatrix

github.com/sparkfun/MPU-9250_Breakout

הבדיקה הראשונה שעשינו כדי לראות שהכל פועל כהלכה היא לב המיקרוביט של הפיקסל.

שלב 9: תהנה

שלב 10: הבא …

זה פרויקט פתוח.

עד כה הסיביות (CRC) עדיין פשוטה וגסה. אנו מאמינים שזה יגדל טוב יותר ויותר בעזרת הקהילה.

וזו הסיבה שאנשים אוהבים קוד פתוח והקהילה.

אם אתה מקבל רעיון טוב יותר, או שעשית שיפור כלשהו, אנא שתף אותו!

לחיים