(CRC) bit, selo tipo micróbio aberto: 10 etapas
(CRC) bit, selo tipo micróbio aberto: 10 etapas
Anonim
(CRC) bit, selo tipo micróbio aberto
(CRC) bit, selo tipo micróbio aberto

Usamos o emblema do microbit há cerca de 1 ano para ensinar robótica. É uma excelente ferramenta para a educação.

Um de seus recursos mais valiosos é que ele é portátil. E essa flexibilidade faz com que ele tenha uma ótima visão da comunidade educacional.

Quatro meses atrás, começamos a projetar um modelo para fabricantes. Pensar que, se tiver sucesso, pode se tornar um produto aberto para professores.

Quais características queremos adicionar ao emblema:

  • Processador ESP32 (compatível com Arduino)
  • IMU 6 eixos
  • Matriz de Neopixels RGB, 8 x 5
  • Alto-falante de áudio via DAC
  • Dois botões de pressão
  • Porta de expansão GPIO (tolerante a 5 V)

Ao longo deste instrutível, explicaremos as etapas para construí-lo.

Etapa 1: Projeto esquemático

Projeto Esquemático
Projeto Esquemático

Anexamos o esquema da primeira versão do crcbit. Tivemos que fazer vários testes no protoboard para ajustar os componentes.

No esquema, podemos apreciar o coração da placa que é um ESP32. Também vemos a IMU de 6 eixos, um pequeno circuito amplificador de alto-falante e duas placas conversoras de nível lógico bidirecional.

Por fim, existe todo o circuito de gerenciamento de Neopixels, que possui 6 tiras de neopixels de 8 LEDs cada. Junto com um circuito de alimentação de 3V3 volts que possui um MOSFET para conexão e desconexão através de um GPIO controlado por software.

Para a fonte de alimentação, escolhemos um conector JST mais forte do que o conector micro USB, se estiver em movimento.

Etapa 2: Sistema de energia

Sistema de energia
Sistema de energia
Sistema de energia
Sistema de energia
Sistema de energia
Sistema de energia

Como a placa possui 40 neopixels, um ESP32 e um alto-falante; O consumo de ampères é muito alto.

No caso de ligar os 40 neopixels com o brilho máximo, estaríamos perto de 1,5 amperes.

Decidimos alimentar a placa em 5V. É fácil usar qualquer banco de potência. Os 5Vs são usados para alimentar o ESP32, que já possui um regulador 3V3. Também permite fazer sinais tolerantes a 5V, graças ao deslocador de nível bidirecional.

Para os neopixels, usamos um circuito de corte e redução de energia em 3V3. Assim, reduzimos o consumo para 250 miliamperes e podemos controlar a potência dos neopixels por software.

Etapa 3: O que precisamos

O que nós precisamos
O que nós precisamos

Vamos preparar algumas coisas primeiro.

Em todos os casos, procuramos componentes fáceis de soldar e fáceis de comprar nas lojas de eletrônicos locais.

Mesmo assim, alguns componentes não são fáceis de encontrar e é melhor encomendá-los com paciência no mercado chinês.

A lista de componentes necessários é:

  • 1 x mini formato ESP32
  • 2 x conversores de nível lógico bidirecional
  • 1 x IMU de 6 eixos
  • 1 x alto-falante
  • 1 x power MOSFET
  • 1 x queda de tensão 3V3
  • 2 botões de pressão
  • 1 x LDR
  • 6 x tiras de 8 Neopixels

… e alguns componentes discretos típicos

Etapa 4: hackear tiras de neopixels para facilitar a soldagem (I)

Corte em tiras de neopixels para facilitar a soldagem (I)
Corte em tiras de neopixels para facilitar a soldagem (I)
Corte em tiras de neopixels para facilitar a soldagem (I)
Corte em tiras de neopixels para facilitar a soldagem (I)
Corte em tiras de neopixels para facilitar a soldagem (I)
Corte em tiras de neopixels para facilitar a soldagem (I)

A parte mais difícil de montar e soldar são as tiras de Neopixels.

Para isso criamos uma ferramenta impressa em 3D que mantém as 5 tiras de neopixels na posição correta. Desta forma, eles são alinhados corretamente.

Ao mesmo tempo, a ferramenta nos permite soldar pequenas tiras de metal para facilitar a soldagem, já que as tiras são invertidas.

Recomenda-se praticar antes, pois esse processo é difícil.

Etapa 5: hackear tiras de neopixels para facilitar a soldagem (II)

Hackin Neopixels Strips para Facilitar a Soldagem (II)
Hackin Neopixels Strips para Facilitar a Soldagem (II)

Anexamos os arquivos em formato STL para que possamos imprimir a ferramenta de fixação.

Nenhuma configuração especial é necessária para imprimir as peças em 3D. Eles são fáceis de imprimir, mas muito úteis.

Etapa 6: PCB personalizado

PCB personalizado
PCB personalizado

Devido ao número de componentes e seu tamanho, migramos do protótipo em um PCB universal, para criar um PCB personalizado.

Carregamos o design do PCB para o PCBWay para compartilhá-lo com a comunidade e com os fabricantes que desejam montar um.

Também anexamos os arquivos Gerber para maior flexibilidade.

Etapa 7: Conexão de hardware (PCB personalizado)

Conexão de hardware (PCB personalizado)
Conexão de hardware (PCB personalizado)
Conexão de hardware (PCB personalizado)
Conexão de hardware (PCB personalizado)
Conexão de hardware (PCB personalizado)
Conexão de hardware (PCB personalizado)

Se tivermos o PCB personalizado, o resto dos componentes são facilmente soldados, já que todos vêm com tiras de pinos de 2,54 mm.

As imagens anexadas têm uma boa resolução para ver a posição dos componentes.

Etapa 8: Software e Firmware

Software e Firmware
Software e Firmware

A placa não requer nenhum software específico, pois funciona diretamente com o IDE do Arduino. Só precisamos configurar o IDE do Arduino para funcionar com ESP32, um bom tutorial para seguir passo a passo é:

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

E para que os periféricos funcionem, devemos adicionar estas bibliotecas Arduino:

github.com/adafruit/Adafruit_NeoPixel

github.com/adafruit/Adafruit_NeoMatrix

github.com/sparkfun/MPU-9250_Breakout

O primeiro teste que fizemos para ver se tudo funciona corretamente é o coração do micróbio de pixel.

Etapa 9: Divirta-se

Image
Image

Etapa 10: Avançar …

É um projeto aberto.

Até agora, o bit (CRC) ainda é simples e bruto. Acreditamos que crescerá cada vez melhor com a ajuda da comunidade.

E é por isso que as pessoas gostam de código aberto e da comunidade.

Se você tiver uma ideia melhor ou se tiver feito alguma melhoria, compartilhe!

Saúde

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