Alternativa de 3 dòlars a Makey Makey: 4 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:10

El Makey Makey és un petit dispositiu fantàstic que emula un teclat USB i us permet fer tecles amb qualsevol cosa una mica conductiva (paper d'alumini, plàtans, pasta de joc, etc.), que es pot utilitzar com a controlador per a jocs i projectes educatius.. El Makey Makey té dos inconvenients: (1) el cost i (2) la necessitat d’una connexió a terra.

Aquest projecte és una alternativa barata que utilitza una placa STM32F1 de $ 2 i una detecció capacitiva. Només té 10 entrades a diferència de les 12 de Makey Makey's, però té l'avantatge que, a més d'emular un teclat, pot emular un controlador de gamepad USB (joystick digital).

Parts:

• Tauler STM32F103c8 de "píndola negra" (1,90 dòlars a Aliexpress; més informació aquí)
• taulers de suport (menys d'1 dòlar a Aliexpress) i cables de pont; o simplement un munt de connectors dupont femella a home (0,70 dòlars a Aliexpress per un paquet de 40)
• clips de paper, clips de cocodril, etc.

Eines:

• ordinador
• Adaptador UART a USB per a la programació inicial de la placa (un Arduino Uno o Mega farà la feina, igual que una unitat CH340 barata)
• soldador per soldar capçals a bord (també podeu utilitzar un munt de clips de prova sense soldar, però de vegades cauen)

El programari és un esbós d’exemple inclòs amb la meva biblioteca ADCTouchSensor que permet la detecció capacitiva amb un sol pin a la placa STM32F1 per sensor (es basa en la biblioteca de martin2250 per a AVR).

Advertència: si fa temps sec o quan hi ha problemes d’estàtica (per exemple, en una catifa), no toqueu els connectors metàl·lics exposats per no causar danys electrostàtics a la placa STM32F1. Espero que la resistència de les patates, els plàtans, la massa de joc, etc. ajudarà a protegir el tauler, però si utilitzeu paper d'alumini nu, és possible que tingueu problemes. D'altra banda, la junta només costa 1,90 dòlars.

Idees d'activitat educativa:

• Experimenteu per esbrinar quins elements són conductors i es poden utilitzar com a superfícies de control. (Per exemple, llapis contra llapis de colors; jugar a la massa contra una espelma).
• Escriu jocs Scratch que utilitzen un controlador casolà.
• Modifiqueu el codi Arduino que alimenta el projecte per permetre el clic / moviment del ratolí, altres tecles, més de quatre direccions del joystick, etc.

Pas 1: instal·leu Bootloader al tauler de desenvolupament

Soldeu les dues capçaleres de tres pins al mig del sistema de desenvolupament Black Pill (B0- / centre / B0 +; B1- / center / B1 +) i les capçaleres llargues al llarg de les vores (si teniu pressa o voleu per evitar pins innecessaris que puguin confondre els nens, només necessiteu pins per A0-A10 i G).

Necessiteu un pont UART a USB que sigui compatible amb dispositius 3.3v. Podeu demanar un ch340 a Aliexpress per 0,66 dòlars, però tenia un mock knockoff Arduino assegut i hi havia un truc divertit que vaig trobar en línia. Si en un Arduino reduïu el pin de restabliment a terra amb un cable curt, aleshores es converteix en un pont UART a USB: no cal esbós. L'únic truc és que l'etiquetatge RX i TX s'inverteix: el pin "RX" de l'Arduino transmet i el pin "TX" rep. L'Arduino funciona a 5v i la Black Pill a 3,3v, però els pins PA9 i PA10 del stm32f103 són tolerants a 5V, de manera que no hauria de ser un problema.

A les capçaleres que heu soldat, poseu un pont de B0 + al centre i de B1- al centre.

Feu les connexions següents:

• PA9 a UART bridge RX ("TX" si utilitzeu el truc Arduino)
• PA10 a UART Bridge TX ("RX" si utilitzeu el truc Arduino)
• De G a terra del pont UART

Podeu utilitzar una taula de treball, o ponts masculins a femenins, o si voleu fer-ho abans de soldar les capçaleres, podeu utilitzar clips de prova (com a la foto).

Descarregueu el binari del carregador d'arrencada. Voleu generic_boot20_pb12.bin.

Al Windows, instal·leu el Flash Loader Demonstrator de ST. A Linux (i potser OS X i fins i tot Windows si preferiu eines de línia d'ordres), utilitzeu aquest script Python, però les meves instruccions seran per a Windows. Connecteu el pont UART a l'ordinador.

Enceneu la píndola negra a través del seu port USB (si utilitzeu l’ordinador, és probable que es queixi d’un dispositiu USB no reconegut; ignoreu-ho). Inicieu el demostrador de Flash Loader. Trieu el port COM per al vostre pont UART. Trieu "Elimina la protecció" si està disponible. Trieu una versió flash de 64 KB en lloc de 128 KB. I pengeu el binari del carregador d’arrencada.

Desconnecteu-ho tot i, a continuació, moveu el pont de B0 + / centre a B0- / center. Ara teniu un carregador d’arrencada que podeu utilitzar amb l’IDE Arduino.

Pas 2: configureu Arduino IDE

Suposo que teniu instal·lat el darrer IDE Arduino.

A Eines | Taulers | Boards Manager, instal·leu el suport per a l'Arduino Zero (només heu de posar Zero a la cerca, feu clic a l'entrada trobada i després Instal·leu). Sí, no esteu treballant amb Zero, però això instal·larà el compilador gcc adequat.

A continuació, descarregueu el nucli stm32duino. Al Windows, recomano descarregar el fitxer zip, ja que quan he comprovat els fitxers (és cert, amb svn), tenia alguns problemes de permisos amb els fitxers del directori d’eines del Windows que necessitaven reparació. Poseu la sucursal a Arduino / Hardware / Arduino_STM32 (de manera que tingueu carpetes com Arduino / Hardware / Arduino_STM32 / STM32F1, etc.) Al Windows, instal·leu els controladors executant drivers / win / install_drivers.bat.

Pas 3: instal·leu CapacitiveController Sketch

A Arduino IDE, trieu Sketch | Inclou la biblioteca | Gestiona les biblioteques. Cerqueu "ADCTouchSensor" i instal·leu la versió 0.0.6 o posterior. Repetiu i cerqueu "USBHID" i instal·leu la meva biblioteca USBHID_stm32f1.

Trieu Fitxer | Exemple | ADCTouchSensor | CapacitiveController.

Assegureu-vos que teniu la configuració següent a Eines:

• Tauler: genèric STM32F103C8
• Mètode de càrrega: STM32duino Bootloader

Connecteu el tauler a l’ordinador i feu clic al botó de pujada de la fletxa dreta. És possible que hàgiu de restablir el tauler (premeu el botó de restabliment) un cop aparegui el missatge de càrrega a la consola.

Pas 4: connexions i botons

Amb el dispositiu desconnectat, executeu els cables dels pins STM32F1 a les superfícies de control. Connecteu amb clips de cocodril, clips de paper o simplement enganxant ponts als objectes. Podeu utilitzar una taula de treball o ponts de dona a home. Per a Tetris a l’ordinador, hem utilitzat el mode teclat i les tecles de fletxa; per a Pac Man a la tauleta, hem utilitzat un cable USB OTG i un mode de joystick.

L’esbós de CapacitiveController calibra els sensors capacitius quan s’encén. Assegureu-vos que, mentre l’engegueu, no toqueu les superfícies de control, els cables ni els pins. I si modifiqueu qualsevol superfície de control, haureu de tornar a calibrar desconnectant-la i endollant-la o prement el botó de restabliment blanc del tauler.

La majoria de les aplicacions aquí funcionaran, així com moltes altres. També podeu veure quants projectes de Makey Makey podeu adaptar.

Algunes bones superfícies de control:

• fruites i verdures
• plastilina
• paper d'alumini (excepte en condicions estàtiques elevades)
• botons / connexions molt llapis sobre paper (les línies de connexió no haurien de ser massa llargues; a la foto, el botó més baix no funcionava)
• experimenta amb molts més! (també podeu intentar ajustar la línia 25 in (sensors -> read ()> 25) del codi font d'algunes superfícies)

Connexions en mode teclat:

• Deixeu A10 desconnectat
• A0: espai
• A1: amunt
• A2: esquerra
• A3: avall
• A4: correcte
• A5: w
• A6: a
• A7: s
• B0: d
• B1: f

Connexions del mode Gamepad / Joystick:

• Connecteu A10 a terra (G) per configurar el mode de joystick
• A0: botó 1
• A1: amunt
• A2: esquerra
• A3: avall
• A4: correcte
• A5-A7, B0, B1: botons 2-6

Pista:

Si feu servir ponts masculins a femelles, podeu fer la connexió de terra del mode joystick A10 bloquejant els extrems masculins de dos ponts entre si, formant així un pont femella a femella.