Arduino personnalisé (MakeyMakey moins cher): 5 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:06

Salut - J'ai 14 ans (du moins quand j'ai écrit ce Instructable) et j'ai construit ce projet pour un professeur d'une université locale, ainsi que pour ma grand-mère, qui travaille avec des enfants handicapés.

Si vous aimez ce Instructable ou soutenez la cause pour laquelle je fais cela (enfants handicapés), allez-y et laissez un commentaire !

A Makey Makey est une carte basée sur Arduino conçue et développée par deux diplômés du MIT, Jay Silver et Eric Rosenbaum, en partenariat avec SparkFun Electronics. Il agit comme un clavier et une souris, ajoutant essentiellement un clavier et une souris secondaires à votre PC. La véritable innovation introduite par Silver et Rosenbaum était la capacité de « détection tactile ». En utilisant des résistances pull-up d'une valeur incroyablement élevée, ils ont pu utiliser des objets du quotidien comme boutons.

Il existe de nombreuses fonctionnalités et idées pour le MakeyMakey, mais l'une de mes préférées est son utilisation pour les enfants handicapés. Ceux qui ne peuvent pas utiliser leurs doigts assez bien pour utiliser un clavier QWERTY standard peuvent utiliser un MakeyMakey comme émulateur de clavier. Pouvant utiliser des objets du quotidien comme touches pour un clavier, les enfants handicapés peuvent utiliser des objets tels que des fruits (bananes, pommes ou oranges), de la pâte à modeler ou tout ce qui est légèrement conducteur comme clé.

Ce projet a commencé plus comme une expérience d'apprentissage. Ma tante venait de terminer un cours d'éducation spéciale qui utilisait MakeyMakeys. Elle et les 15 autres étudiants avaient chacun acheté leur propre MakeyMakeys pour 50 $. J'ai proposé que je pourrais en faire un pour moins de 40 $, et le reste appartient à l'histoire.

Une note rapide: ce projet est basé sur le design original aimablement fourni via la licence Open Source Hardware par Jay Silver et Eric Rosenbaum. Je leur donne tout le mérite et remercie pleinement pour leur générosité.

Étape 1: Recherche

La première étape consiste à comprendre comment fonctionne un MakeyMakey traditionnel, puis à trouver les pièces et les fournisseurs pour en construire un vous-même. Heureusement pour vous, j'ai fait tout ce que j'ai pu pour vous et je l'ai condensé à ce que vous devez savoir.

Tout d'abord, un MakeyMakey exploite l'utilisation de résistances de rappel. En bref, une résistance de rappel est un composant qui garantit que l'ordinateur enregistrera un "sans contact" jusqu'à ce que la broche soit réellement touchée. Sans résistance de rappel, l'ordinateur n'a aucune idée si la broche est touchée ou non.

En ce qui concerne la clarification, les résistances sont des composants physiques que vous pouvez voir et ressentir. Une résistance de pull-up est une résistance normale, juste câblée pour faire un certain travail (ce travail consiste à "tirer" une broche).

Maintenant, les résistances existent en plusieurs valeurs, mesurées en ohms. Tout a une résistance, mais les résistances sont faites avec une valeur de résistance spécifique. Une résistance pull-up typique est généralement d'environ 10 000 (ohms). Ceux qui sont sur un MakeyMakey sont de 22 000 000 (22 millions) ohms, permettant à tout objet ayant moins de 22M Ω de fonctionner comme un interrupteur.

Du bout du doigt au bout du doigt, vous avez une résistance allant de 1 000 Ω à 100 000 Ω, selon l'humidité de votre peau. Cela vous laisse environ 21,9M Ω (22M - 100K = 21,9M) pour tout objet que vous souhaitez utiliser. Le métal, le sel, même la mine d'un crayon fonctionneront, tant que la résistance est inférieure à 22M Ω.

Si vous souhaitez une explication plus basique du fonctionnement d'un MakeyMakey, MakeyMakey a une excellente réponse.

Étape 2: Planification/Achat

Pour cette étape, nous utiliserons le logiciel Eagle CAD, actuellement détenu par Autodesk. Si vous n'avez pas ce logiciel, vous pouvez télécharger un essai gratuit d'un an. Lorsque je fais référence à des modifications ou à l'utilisation d'un outil spécifique, j'utilise le logiciel Eagle. Je partagerai ma conception finale, cependant.

Maintenant que vous avez une compréhension de base du fonctionnement d'un MakeyMakey, vous pouvez commencer à commander des choses. J'ai téléchargé le design de SparkFun pour un MakeyMakey et l'ai modifié pour faciliter l'assemblage. La conception originale utilisait des SMD (Surface Mount Devices) dans la taille 0402. Ces pièces sont minuscules, environ 0,4 mm x 0,2 mm. Je l'ai essayé, mais j'ai perdu presque la moitié de toutes les pièces.

Pour vous faciliter la tâche, changez les tailles des composants en taille 0603 ou plus. Pour remplacer ces éléments, utilisez simplement l'outil "Remplacer". Comme il ne s'agit pas d'un didacticiel Eagle, je suppose que vous savez comment travailler avec Eagle.

Pour commander le PCB (Printed Circuit Board), ou la carte sur laquelle tout est placé, je suis allé à OSHPark. Ils fabriquent des PCB de haute qualité très rapidement et à très peu de frais. Ils ont une quantité minimale de commande de trois, mais vous ne pouvez pas battre le prix. Voici le lien vers ma conception.

Pour les pièces, vous devrez vous adresser à DigiKey ou à un autre fournisseur de produits électroniques. Je ne peux malheureusement pas partager mon panier, mais cela ne devrait pas prendre plus de 20 minutes pour terminer et commander un panier. J'ai cependant inclus une feuille Excel avec des liens. Juste quelques notes, cependant, avant de commander:

• Assurez-vous lorsque vous ajoutez l'ATMEGA32u4 à votre panier, qu'il s'agit d'un package 44TQFP
• L'expédition de DigiKey est chère. Il vaut mieux en avoir plus que ce dont vous avez besoin, de sorte que si l'un est perdu ou endommagé, vous avez des extras.
• DigiKey propose des remises en gros. Par exemple, une résistance vaut 0,10 $, mais 10 d'entre elles coûtent 0,11 $. Profitez de la remise !
• Les fusibles sont un peu plus chers, mais achetez-en au moins un supplémentaire. Vous pourrez me remercier plus tard.
• Je n'ai trouvé aucune LED sur DigiKey, donc je ne les ai tout simplement pas utilisées. Si vous le faites, cependant, vous aurez besoin de résistances de 330 Ω pour les accompagner.

A part ça, c'est assez simple. Voici la feuille Excel que j'ai utilisé pour commander:

Étape 3: Construisez-le

Vient maintenant la partie amusante: tout assembler. Ce n'est pas un guide de soudure pour montage en surface, mais voici un excellent tutoriel. Quant à la soudure de composants de tailles différentes, ils devraient tous fonctionner de la même manière à la fin. Cette étape est probablement la plus difficile et la plus longue, mais elle ne devrait pas vous tuer (je vous recommande cependant de croiser les doigts, juste pour être sûr). Voici quelques conseils que j'ai appris en travaillant là-dessus:

• En ce qui concerne le microcontrôleur ATMEGA32u4, le meilleur moyen que j'ai trouvé était d'étamer un pad sur un coin de la carte, puis de poser la puce dessus, correctement orientée. Ensuite, après l'avoir verrouillé en place en faisant fondre le patin d'angle, chargez toutes les broches de soudure. Il devrait y avoir d'énormes ponts de soudure. Ensuite, à l'aide de votre mèche à souder, refaites fondre la soudure pour l'enlever. Cela laisse un joli résultat, sans short.
• Avant d'essayer de brancher le câble USB, vérifiez les broches sous le connecteur USB Mini-B. Ma première tentative avait un petit pont sous le connecteur, causant des dommages à la puce.
• Quant à l'ordre des pièces, commencez par le microcontrôleur AMTEGA32u4, puis passez aux condensateurs, aux résistances, à l'horloge, et enfin aux en-têtes femelles avec le connecteur USB.

Étape 4: Coder

Vient maintenant la dernière étape, la plus satisfaisante (ce n'est que lorsqu'elle fonctionne qu'elle est satisfaisante). Pour coder un Arduino personnalisé, vous devez d'abord graver le bootloader. Un chargeur de démarrage est un petit morceau de code qui est programmé dans chaque Arduino en usine pour dire à l'Arduino quoi faire lors de son premier démarrage et quoi faire avec le code avec lequel vous le programmez. Comme cela se fait à l'usine Arduino, nous devons le faire également. Pour ce faire, nous pouvons utiliser un autre Arduino préfabriqué pour le programmer. Cela nécessite un Arduino avec une puce ATMEGA328 (comme un Uno ou un Nano). Pour ce faire, nous suivrons le guide de SparkFun. Accrochez les broches comme indiqué:

Arduino || MakeyMakey

5V/Vcc - Vcc

TERRE - TERRE

J11 - J16

J12 - J14

J13 - J15

D10 - RÉINITIALISATION

Ensuite, allez dans l'IDE Arduino, en sélectionnant la carte Arduino que vous utilisez pour programmer votre MakeyMakey. Sous exemples, ouvrez l'esquisse « Arduino en tant que FAI ». Téléchargez-le sur votre Arduino, comme vous le feriez normalement. Ensuite, sous Outils, sélectionnez sous Carte 'Arduino/Genuino Micro'. Ensuite, sous Tools>Programmer, sélectionnez 'Arduino as ISP' (à ne pas confondre avec 'ArduinoISP'). Ensuite, une fois de plus sous Outils, sélectionnez « Graver le chargeur de démarrage ». Après quelques minutes, l'IDE devrait dire "Done burning bootloader". Votre MakeyMakey est maintenant prêt à agir comme n'importe quel autre Arduino.

L'étape suivante consiste à accéder au GitHub de MakeyMakey et à la section 'firmware'. Copiez et collez simplement 'makey_makey.ino' et 'settings.h' dans le Bloc-notes et enregistrez-les en fonction de leurs extensions respectives. Maintenant, ouvrez votre 'makey_makey.ino' nouvellement enregistré, ouvrez-le avec Arduino IDE et téléchargez-le sur votre carte MakeyMakey. Vous devriez maintenant avoir MakeyMakey entièrement fonctionnel ! Toutes nos félicitations!

Étape 5: Jouez

Avec votre nouveau MakeyMakey, que pourriez-vous faire ? Il y a tellement d'options, avec des applications ou des sites Web amusants à utiliser répertoriés sur le site Web de MakeyMakey. Si vous avez une idée à partager, n'hésitez pas ! Moi, et beaucoup d'autres, aimerions entendre vos idées! J'ai inclus quelques images de ce que j'ai vu ou trouvé moi-même.

En remarque: si vous avez des commentaires sur ce Instructable, bon ou mauvais, veuillez le laisser dans les commentaires. J'ai essayé de devenir un meilleur écrivain, donc toute critique est appréciée. Merci!