PCB Handheld With Arduino (Με επιλογή να μεταβείτε ασύρματα!): 3 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:36

Ενημέρωση 28.1.2019 Αυτή τη στιγμή εργάζομαι στην επόμενη έκδοση αυτού του φορητού. Μπορείτε να παρακολουθήσετε το έργο στο κανάλι μου στο YouTube ή στο Twitter.

Προειδοποίηση! Βρήκα ένα λάθος στη διάταξη PCB. Τα αριστερά και επάνω κουμπιά συνδέονται μόνο με αναλογικές ακίδες. Το διόρθωσα προσθέτοντας δύο αντιστάσεις έλξης στις δύο εισόδους. Δεν είναι η τέλεια λύση αλλά λειτουργεί.

Σχεδίασα ένα PCB για φορητό υπολογιστή που βασίζεται στον μικροελεγκτή ATmega328P-AU (ίδιο με το Arduino Nano), οθόνη SSD1306 OLED και μερικά κουμπιά. Πρόσθεσα επίσης μια επιλογή προσθήκης της μονάδας ραδιοφώνου NRF24L01+ για παιχνίδια πολλών παικτών. Θα μπορούσατε επίσης να χρησιμοποιήσετε αυτό το φορητό ως ασύρματο χειριστήριο. Έχω φτιάξει ασύρματα χειριστήρια στο παρελθόν και μάλιστα έχω ένα Instructables για αυτά. Το μόνο που θα χρειαστείτε είναι ένα Arduino Leonardo ή Pro Micro.

Το φορητό είναι εντελώς ανοιχτού κώδικα. Όλος ο πηγαίος κώδικας είναι δωρεάν για χρήση, καθώς και ο σχεδιασμός του PCB. Ξεκίνησα επίσης να κωδικοποιώ μια μηχανή παιχνιδιού βασισμένη σε πλακίδια ανοιχτού κώδικα για την κονσόλα. Προς το παρόν όλα λειτουργούν εκτός από τον κινητήρα φυσικής που έχει κάποια προβλήματα με υψηλές επιταχύνσεις. Αυτό συμβαίνει μόνο επειδή η μηχανή φυσικής λειτουργεί καρέ -καρέ με την ίδια ταχύτητα με τη λειτουργία σχεδίασης. Ο κινητήρας φυσικής θα πρέπει να έχει το λεγόμενο microstepping (μετακινώντας ένα pixel κατά τον έλεγχο κατά πόσο υπάρχει σύγκρουση), αλλά πρέπει ακόμα να το δουλέψω.

Όπως μπορείτε να δείτε από την εικόνα, δεν έχω λάβει ακόμη τα μέρη SMD. Αυτή τη στιγμή αναπτύσσω τον κώδικα με ένα πρωτότυπο.

Δεν θέλω να αποκτήσω επαγγελματικό PCB. Μπορώ ακόμα να το φτιάξω;

Φυσικά. Έκανα ήδη ένα σεμινάριο για το πώς να δημιουργήσετε αυτήν την κονσόλα σε ένα πρωτότυπο PCB με διακεκομμένο χαλκό. Μπορείτε να βρείτε το έργο εδώ:

Βήμα 1: Λήψη όλων των εξαρτημάτων

Αρχικά χρειάζεστε όλα τα μέρη. Μπορείτε να παραγγείλετε τα PCB από το JLCPCB ή από κάποιον άλλο ιστότοπο που χρησιμοποιεί αρχεία Gerber. Τα αρχεία Gerber χρησιμοποιούνται για την περιγραφή του PCB για τον κατασκευαστή. Είναι απλά αρχεία. ZIP που περιέχουν κάθε λεπτομέρεια του σχεδιασμένου PCB.

Εδώ είναι ο σύνδεσμος για τα PCB:

Ακολουθεί μια λίστα με τα εξαρτήματα που θα πρέπει να αγοράσετε για να λειτουργήσει:

• ATmega328P (TQFP-32)
• 8 τεμάχια κουμπιά 6 x 6 x 6 mm
• Κρυσταλλικός ταλαντωτής 16 MHz
• 2 τεμάχια πυκνωτή μεγέθους 22 pF 0603
• Οθόνη SSD1306 με διασύνδεση SPI. (128 x 64, μονόχρωμη)
• Δύο αντιστάσεις 0603 10 kΩ

Ακολουθεί μια λίστα με τα προαιρετικά στοιχεία:

• NRF24L01+
• AMSD1117-3.3 (ρυθμιστής 3, 3 V για το NRF24L01+)
• Πυκνωτής 1206 680 nF (NRF24L01+ χρειάζεται σταθερή τάση για να λειτουργήσει σωστά.)
• 2 τεμ 1206 led (αν θέλετε να αναβοσβήνουν μερικά φώτα)
• 2 τεμ αντιστάσεων 0603 για τα led

Βήμα 2: Συναρμολογήστε τον πίνακα

Αυτό θα είναι λίγο δύσκολο να περιγραφεί αφού δεν έχω κατασκευάσει κανένα PCB ακόμα. Δεν έχω ιδέα πού πήγαν τα μέρη, αλλά ελπίζω να φτάσουν σύντομα.

Όπως συνήθως με τη συγκόλληση, χρησιμοποιήστε κάποιο είδος εξαγωγής καπνού και πλύνετε τα χέρια σας αφού αγγίξετε τη ροή ή τη συγκόλληση. Και προσέξτε με το κολλητήρι. Θα κάνει σοβαρά εγκαύματα αν το αγγίξετε ενώ είναι στους 350 βαθμούς Κελσίου. Εάν ωστόσο τραυματιστείτε από το κολλητήρι, χρησιμοποιήστε κρύο νερό για να κρυώσετε το καμένο σημείο

Εάν δεν έχετε κολλήσει ποτέ εξαρτήματα SMD, σας συνιστώ ανεπιφύλακτα να παρακολουθήσετε κάποια μαθήματα από το YouTube. Ο βασικός κανόνας είναι να εφαρμόσετε τη συγκόλληση σε ένα μαξιλάρι, να τοποθετήσετε το τσιπ στη θέση του και να κολλήσετε τον πείρο. Στη συνέχεια, κάντε ακριβώς την αντίθετη πλευρά και αν υπάρχουν περισσότερες καρφίτσες, κάντε τα. Μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε τη ροή για να βοηθήσετε στη διαδικασία συγκόλλησης.

Θα χρειαστείτε επίσης φυτίλι συγκόλλησης για να μπορέσετε να κολλήσετε τον μικροελεγκτή. Απλώς περάστε τις καρφίτσες με κόλληση και χρησιμοποιήστε φυτίλι κόλλησης για να φύγει η περίσσεια.

Βεβαιωθείτε ότι έχετε κολλήσει σωστά τα εξαρτήματα. Συνήθως οι μικροελεγκτές έχουν μια τελεία για να υποδείξουν την πρώτη καρφίτσα. Συνήθως τα PCB έχουν επίσης μια τελεία για καθοδήγηση με τον προσανατολισμό.

Για εξαρτήματα SMD, συνήθως θέλετε να κολλήσετε πρώτα τα μικρά μέρη. Εάν κολλήσετε πρώτα τις κεφαλίδες, πιθανότατα θα τις χτυπήσετε με το κολλητήρι και θα απελευθερώσετε μερικά δυσάρεστα αέρια. Μπορώ να συστήσω αυτήν την ακολουθία από την εμπειρία. Δεν χρειάζεται να ακολουθήσετε αυτήν τη λίστα, αλλά είναι φτιαγμένη με κοινή λογική:

1. Πυκνωτές
2. LED και αντιστάσεις για τα led (προαιρετικά) [πρώτα πρέπει να κολλήσετε τις αντιστάσεις]
3. Ρυθμιστής και μικροελεγκτής (Βεβαιωθείτε ότι έχετε τοποθετήσει το MCU με τον σωστό τρόπο! Η τελεία πρέπει να βλέπει με τον ίδιο τρόπο όπως το σημάδι [λευκή κουκκίδα] στο PCB.)
4. Κρύσταλλο
5. Κουμπιά
6. Κεφαλίδες (Η κεφαλίδα του NRF24L01+ είναι ακριβώς εκεί που θα ακουμπούσε το δάχτυλό σας, γι 'αυτό προτείνω να χρησιμοποιήσετε μερικά καλώδια για να επιτρέψετε κάποια ευελιξία.)
7. Μερικά καλώδια για την μπαταρία. Η κύρια ισχύς επισημαίνεται με VCC και GND. Το VCC θα πρέπει να είναι περίπου 3, 6-6 βολτ. Αυτή η τάση πηγαίνει απευθείας στον μικροελεγκτή, οπότε βεβαιωθείτε ότι δεν βάζετε υπερβολική τάση μέσα από αυτόν.

Βήμα 3: Το Λογισμικό

Έχω κάνει μερικά παιχνίδια για τέτοιου είδους πλατφόρμα όλα αυτά τα χρόνια. Μπορείτε να βρείτε τον παλιό κωδικό πολλών παιχνιδιών από εδώ (Είναι αυτός που ονομάζεται mushroom_mcp_continued_v10_converted):

github.com/Teneppa/handheld_open_source

Μπορείτε να βρείτε τον κινητήρα ανοιχτού κώδικα εδώ (χρησιμοποίησα το Visual Studio για να τον κωδικοποιήσω, ώστε να υπάρχουν πολλά περίεργα αρχεία):