Εναλλακτική λύση 3 $ στο Makey Makey: 4 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:32

Το Makey Makey είναι μια υπέροχη μικρή συσκευή που μιμείται ένα πληκτρολόγιο USB και σας επιτρέπει να φτιάχνετε κλειδιά από οποιοδήποτε αγώγιμο αντικείμενο (αλουμινόχαρτο, μπανάνες, ζύμη κλπ.), Η οποία στη συνέχεια μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως χειριστήριο για παιχνίδια και εκπαιδευτικά έργα Το Το Makey Makey έχει δύο μειονεκτήματα: (1) κόστος και (2) ανάγκη για σύνδεση γείωσης.

Αυτό το έργο είναι μια φθηνή εναλλακτική λύση χρησιμοποιώντας έναν πίνακα STM32F1 $ 2 και χωρητική ανίχνευση. Έχει μόνο 10 εισόδους σε αντίθεση με τις Makey Makey's 12, αλλά έχει το πλεονέκτημα ότι εκτός από τη μίμηση ενός πληκτρολογίου, μπορεί να μιμηθεί ένα χειριστήριο USB gamepad (ψηφιακό χειριστήριο).

Μέρη:

• "μαύρο χάπι" πίνακας STM32F103c8 (1,90 $ στο Aliexpress, περισσότερες πληροφορίες εδώ)
• breadboard (λιγότερο από 1 $ στο Aliexpress) και καλώδια με άλτες. ή απλά μια δέσμη θηλυκών σε αρσενικούς συνδετήρες dupont (0,70 $ στο Aliexpress για ένα πακέτο των 40)
• συνδετήρες χαρτιού, συνδετήρες αλιγάτορα κ.λπ.

Εργαλεία:

• υπολογιστή
• Προσαρμογέας UART-σε-USB για αρχικό προγραμματισμό της πλακέτας (ένα Arduino Uno ή Mega θα κάνει τη δουλειά, όπως και μια φθηνή μονάδα CH340)
• κολλητήρι για συγκόλληση επικεφαλίδων (μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε ένα σωρό κλιπ δοκιμής χωρίς συγκόλληση, αλλά μερικές φορές πέφτουν έξω)

Το λογισμικό είναι ένα παράδειγμα σκίτσου που περιλαμβάνεται στη βιβλιοθήκη μου ADCTouchSensor, το οποίο επιτρέπει χωρητική ανίχνευση με έναν μόνο πείρο στον πίνακα STM32F1 ανά αισθητήρα (βασίζεται στη βιβλιοθήκη του martin2250 για AVR).

Προειδοποίηση: Σε ξηρό καιρό ή όταν υπάρχει πρόβλημα στατικότητας (π.χ. σε χαλί), μην αγγίζετε τους εκτεθειμένους μεταλλικούς συνδετήρες για να μην προκαλέσετε ηλεκτροστατική βλάβη στην πλακέτα STM32F1. Περιμένω ότι η αντίσταση πατάτας, μπανάνας, ζύμης κλπ. Θα βοηθήσει στην προστασία του σκάφους, αλλά αν χρησιμοποιείτε γυμνό αλουμινόχαρτο, μπορεί να έχετε προβλήματα. Από την άλλη πλευρά, ο πίνακας είναι μόνο 1,90 $.

Ιδέες για εκπαιδευτικές δραστηριότητες:

• Πειραματιστείτε για να μάθετε ποια στοιχεία είναι αγώγιμα και μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως επιφάνειες ελέγχου. (Για παράδειγμα, μολύβι μολύβδου έναντι κραγιόν; παίξτε ζύμη έναντι κεριού.)
• Γράψτε παιχνίδια Scratch που χρησιμοποιούν σπιτικό χειριστήριο.
• Τροποποιήστε τον κώδικα Arduino που τροφοδοτεί το έργο ώστε να επιτρέπεται το κλικ/η κίνηση του ποντικιού, άλλα πλήκτρα, περισσότερες από τέσσερις οδηγίες χειριστηρίου κ.λπ.

Βήμα 1: Εγκαταστήστε το πρόγραμμα εκκίνησης στον πίνακα ανάπτυξης

Συγκολλήστε τις δύο κεφαλίδες τριών ακίδων στη μέση του συστήματος ανάπτυξης Black Pill (B0-/κέντρο/B0+; B1-/κέντρο/B1+) και τις μακριές κεφαλίδες κατά μήκος των άκρων (αν βιάζεστε ή θέλετε για να αποφύγετε περιττές καρφίτσες που μπορεί να μπερδέψουν τα παιδιά, χρειάζεστε μόνο καρφίτσες για τα Α0-Α10 και Ζ).

Χρειάζεστε μια γέφυρα UART σε USB που είναι συμβατή με συσκευές 3.3v. Μπορείτε να παραγγείλετε ένα ch340 από το Aliexpress για 0,66 δολάρια, αλλά είχα έναν Arduino Mega knockoff που καθόταν και υπήρχε ένα υπέροχο κόλπο που βρήκα στο διαδίκτυο. Εάν σε ένα Arduino βραχυκυκλώσετε τον ακροδέκτη επαναφοράς στη γείωση με ένα σύντομο καλώδιο, τότε γίνεται γέφυρα UART σε USB-δεν χρειάζεται σκίτσο. Το μόνο κόλπο είναι ότι η επισήμανση RX και TX αντιστρέφεται: η καρφίτσα "RX" του Arduino μεταδίδει και η καρφίτσα "TX" λαμβάνει. Το Arduino τρέχει στα 5v και το Black Pill στα 3.3v, αλλά οι καρφίτσες PA9 και PA10 στο stm32f103 είναι ανθεκτικές στα 5V σύμφωνα με αυτό, οπότε αυτό δεν πρέπει να αποτελεί πρόβλημα.

Στις κεφαλίδες που συγκολλήσατε, βάλτε ένα άλτη από το B0+ στο κέντρο και από το B1- στο κέντρο.

Κάντε τις ακόλουθες συνδέσεις:

• PA9 to UART bridge RX ("TX" αν χρησιμοποιείτε το τέχνασμα Arduino)
• PA10 to UART bridge TX ("RX" εάν χρησιμοποιείτε το τέχνασμα Arduino)
• Έδαφος γέφυρας G to UART

Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα breadboard ή άλτες από άντρα σε γυναίκα, ή αν θέλετε να το κάνετε πριν κολλήσετε τις κεφαλίδες, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε κλιπ δοκιμών (όπως στη φωτογραφία).

Κατεβάστε το δυαδικό του bootloader. Θέλετε generic_boot20_pb12.bin.

Στα Windows, εγκαταστήστε το πρόγραμμα επίδειξης Flash Loader του ST. Σε Linux (και ίσως OS X και ακόμη και Windows αν προτιμάτε εργαλεία γραμμής εντολών), χρησιμοποιήστε αυτό το σενάριο python, αλλά οι οδηγίες μου θα είναι για Windows. Συνδέστε τη γέφυρα UART στον υπολογιστή σας.

Ενεργοποιήστε το Black Pill μέσω της θύρας USB του (εάν χρησιμοποιείτε τον υπολογιστή, πιθανότατα θα διαμαρτυρηθεί για μια μη αναγνωρισμένη συσκευή USB. Αγνοήστε το). Ξεκινήστε το Flash Loader Demonstrator. Επιλέξτε τη θύρα COM για τη γέφυρα UART. Επιλέξτε "Κατάργηση προστασίας" εάν υπάρχει. Επιλέξτε μια έκδοση flash 64kb και όχι 128kb. Και ανεβάστε το δυαδικό του bootloader.

Απενεργοποιήστε τα πάντα και, στη συνέχεια, μετακινήστε το βραχυκυκλωτήρα από το B0+/κέντρο στο B0-/κέντρο. Τώρα έχετε ένα πρόγραμμα εκκίνησης που μπορείτε να χρησιμοποιήσετε με το Arduino IDE.

Βήμα 2: Ρύθμιση του Arduino IDE

Υποθέτω ότι έχετε εγκαταστήσει το πιο πρόσφατο Arduino IDE.

Στα Εργαλεία | Πίνακες | Διαχείριση πινάκων, εγκαταστήστε υποστήριξη για το Arduino Zero (απλώς βάλτε το μηδέν στην αναζήτηση, κάντε κλικ στην καταχωρηθείσα εντολή και, στη συνέχεια, εγκαταστήστε). Ναι, δεν εργάζεστε με μηδενικό, αλλά αυτό θα εγκαταστήσει τον σωστό μεταγλωττιστή gcc.

Στη συνέχεια, κάντε λήψη του πυρήνα stm32duino. Στα Windows, προτείνω τη λήψη του αρχείου zip, καθώς όταν έλεγξα τα αρχεία (ομολογουμένως, με svn), αντιμετώπισα ορισμένα προβλήματα δικαιωμάτων με αρχεία στον κατάλογο εργαλείων των Windows που χρειάζονταν διόρθωση. Τοποθετήστε το υποκατάστημα στο Arduino/Hardware/Arduino_STM32 (έτσι θα έχετε φακέλους όπως Arduino/Hardware/Arduino_STM32/STM32F1 κ.λπ.) Στα Windows, εγκαταστήστε προγράμματα οδήγησης εκτελώντας προγράμματα οδήγησης / win / install_drivers.bat.

Βήμα 3: Εγκαταστήστε το CapacitiveController Sketch

Στο Arduino IDE, επιλέξτε Sketch | Συμπεριλάβετε τη Βιβλιοθήκη | Διαχείριση Βιβλιοθηκών. Αναζητήστε το "ADCTouchSensor" και εγκαταστήστε την έκδοση 0.0.6 ή νεότερη. Επαναλάβετε και αναζητήστε το "USBHID" και εγκαταστήστε τη βιβλιοθήκη USBHID_stm32f1.

Επιλέξτε Αρχείο | Παράδειγμα | ADCTouchSensor | CapacitiveController.

Βεβαιωθείτε ότι έχετε τις ακόλουθες ρυθμίσεις στην ενότητα Εργαλεία:

• Πίνακας: Generic STM32F103C8
• Μέθοδος μεταφόρτωσης: STM32duino Bootloader

Συνδέστε την πλακέτα στον υπολογιστή και κάντε κλικ στο κουμπί δεξιού βέλους "μεταφόρτωση". Mayσως χρειαστεί να επαναφέρετε την πλακέτα (πατήστε το κουμπί επαναφοράς σε αυτήν) μόλις εμφανιστεί το μήνυμα μεταφόρτωσης στην κονσόλα.

Βήμα 4: Συνδέσεις και κουμπιά

Με τη συσκευή αποσυνδεδεμένη, περάστε καλώδια από τις ακίδες STM32F1 στις επιφάνειες ελέγχου σας. Συνδεθείτε με συνδετήρες αλιγάτορα, συνδετήρες χαρτιού ή απλά κολλώντας βραχυκυκλωτήρες σε αντικείμενα. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα σανίδι ή άλματα από άνδρες σε γυναίκες. Για Tetris στον υπολογιστή, χρησιμοποιήσαμε τη λειτουργία πληκτρολογίου και τα πλήκτρα βέλους. για το Pac Man στο tablet, χρησιμοποιήσαμε καλώδιο USB OTG και λειτουργία χειριστηρίου.

Το σκίτσο CapacitiveController βαθμονομεί τους χωρητικούς αισθητήρες όταν είναι ενεργοποιημένος. Βεβαιωθείτε ότι ενώ το ενεργοποιείτε, δεν αγγίζετε τις επιφάνειες ελέγχου, τα καλώδια σε αυτές ή τις ακίδες. Και αν τροποποιήσετε οποιαδήποτε επιφάνεια ελέγχου, θα πρέπει να επαναβαθμονομήσετε αποσυνδέοντας και συνδέοντας ξανά ή πατώντας το λευκό κουμπί επαναφοράς στον πίνακα.

Οι περισσότερες εφαρμογές εδώ θα λειτουργήσουν, όπως και πολλές άλλες. Μπορείτε επίσης να δείτε πόσα έργα Makey Makey μπορείτε να προσαρμόσετε.

Μερικές καλές επιφάνειες ελέγχου:

• φρούτα και λαχανικά
• παίζω ζύμη
• φύλλο αλουμινίου (εκτός από υψηλές στατικές συνθήκες)
• κουμπιά/συνδέσεις με έντονο μολύβι/συνδέσεις σε χαρτί (οι γραμμές σύνδεσης δεν πρέπει να είναι πολύ μεγάλες-στη φωτογραφία, το κάτω κουμπί δεν λειτούργησε)
• πειραματιστείτε με πολλά άλλα! (μπορείτε επίσης να προσπαθήσετε να τροποποιήσετε τη γραμμή 25 σε (αισθητήρες -> ανάγνωση ()> 25) στον πηγαίο κώδικα για ορισμένες επιφάνειες)

Συνδέσεις λειτουργίας πληκτρολογίου:

• Αφήστε το A10 αποσυνδεδεμένο
• A0: διάστημα
• Α1: επάνω
• Α2: αριστερά
• Α3: κάτω
• Α4: σωστά
• Α5: w
• Α6: α
• A7: s
• Β0: δ
• Β1: στ

Συνδέσεις λειτουργίας Gamepad/Joystick:

• Συνδέστε το A10 στο Ground (G) για να ρυθμίσετε τη λειτουργία χειριστηρίου
• A0: κουμπί 1
• Α1: επάνω
• Α2: αριστερά
• Α3: κάτω
• Α4: σωστά
• A5-A7, B0, B1: κουμπιά 2-6

Ιχνος:

Εάν χρησιμοποιείτε άλτες από άντρα σε γυναίκα, μπορείτε να πραγματοποιήσετε τη σύνδεση χειριστηρίου A10-γείωσης, μπλοκάροντας τα αρσενικά άκρα δύο άλτων μεταξύ τους, σχηματίζοντας έτσι έναν άλτη από γυναίκα σε γυναίκα.