PCB de mà amb Arduino (amb una opció de passar sense fils!): 3 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:14

Actualització 28.1.2019 Actualment estic treballant en la propera versió d’aquest dispositiu de mà. Podeu seguir el projecte al meu canal de YouTube o Twitter.

Atenció! He trobat un error en el disseny del PCB. Els botons esquerre i amunt estan connectats a pins exclusius analògics. Ho vaig solucionar afegint dues resistències de tracció a les dues entrades. Aquesta no és la solució perfecta, però funciona.

Vaig dissenyar un PCB per a un dispositiu de mà basat en el microcontrolador ATmega328P-AU (el mateix que a l’Arduino Nano), la pantalla OLED SSD1306 i alguns botons. També he afegit una opció per afegir el mòdul de ràdio NRF24L01 + per a jocs multijugador. També podeu utilitzar aquest dispositiu de mà com a controlador sense fils. Abans he creat controladors sense fils i fins i tot en tinc un d’Instruible. Tot el que necessiteu seria un Arduino Leonardo o Pro Micro.

El dispositiu de mà és de codi obert completament. Tot el codi font és gratuït i el disseny de PCB. També vaig començar a codificar un motor de jocs de codi obert basat en rajoles per a la consola. De moment tot funciona excepte el motor de física que presenta alguns problemes amb altes acceleracions. Això és només perquè el motor de física funciona fotograma a fotograma a la mateixa velocitat que la funció de dibuix. El motor de física hauria d’haver anomenat microstepping (moure un píxel al mateix temps comprovant si hi ha una col·lisió), però encara he de treballar-hi.

Com podeu veure a la imatge, encara no he rebut les peces SMD. Actualment estic desenvolupant el codi amb un prototip.

No vull obtenir un PCB professional. Puc construir això encara?

És clar. Ja he fet un tutorial sobre com construir aquesta consola en un PCB de prototipatge amb coure puntejat. Podeu trobar el projecte aquí:

Pas 1: Obtenir totes les parts

En primer lloc, necessiteu totes les peces. Podeu demanar els PCB a JLCPCB o a qualsevol altre lloc que utilitzi fitxers Gerber. Els fitxers Gerber s’utilitzen per descriure el PCB del fabricant. Només són fitxers. ZIP que contenen tots els detalls del PCB dissenyat.

Aquí teniu l’enllaç dels PCB:

A continuació, es mostra una llista dels components que haurà de comprar per fer-lo funcionar:

• ATmega328P (TQFP-32)
• 8 unitats de botons de 6 x 6 x 6 mm
• Oscil·lador de cristall de 16 MHz
• 2 unitats de condensador de 22 pF 0603
• Pantalla SSD1306 amb interfície SPI. (128 x 64, monocrom)
• Dues resistències 0603 10 kΩ

Aquí teniu una llista dels components opcionals:

• NRF24L01 +
• AMSD1117-3.3 (regulador de 3, 3 V per al NRF24L01 +)
• El condensador 1206 680 nF (NRF24L01 + necessita una tensió constant per funcionar correctament).
• 2 unitats LED 1206 (si voleu parpellejar algunes llums)
• 2 unitats de resistències 0603 per als leds

Pas 2: Reuneix el tauler

Serà una mica difícil de descriure, ja que encara no he construït cap PCB. No tinc idea d’on van anar les parts, però espero que arribin aviat.

Com sol passar amb la soldadura, utilitzeu algun tipus d’extractor de fums i renteu-vos les mans després de tocar el flux o la soldadura. I aneu amb compte amb el soldador. Farà cremades greus si el toqueu a uns 350 graus centígrads. Tanmateix, si es produeix una lesió del soldador, utilitzeu aigua freda per refredar el punt cremat

Si mai no heu soldat peces SMD, us recomano veure alguns tutorials de YouTube. La regla bàsica és aplicar la soldadura a un coixinet, col·locar el xip al seu lloc i soldar el passador. A continuació, feu el costat oposat i si hi ha més pins, feu-los. També podeu utilitzar el flux per ajudar amb el procés de soldadura.

També necessitareu metxa de soldadura per poder soldar el microcontrolador. Simplement flueix els passadors amb soldadura i utilitza metxa de soldadura per treure l’excés.

Assegureu-vos de soldar les peces de la manera correcta. Normalment els microcontroladors tenen un punt per indicar el primer pin. Normalment, els PCB també tenen un punt per guiar amb l'orientació.

Per a les peces SMD, normalment voleu soldar primer les peces petites. Si primer soldeu les capçaleres, probablement les copareu amb el soldador i deixareu anar uns gasos desagradables. Puc recomanar aquesta seqüència per experiència. No heu de seguir aquesta llista, però està feta amb sentit comú:

1. Condensadors
2. LEDs i resistències per als leds (opcional) [primer heu de soldar les resistències]
3. Regulador i microcontrolador (assegureu-vos que col·loqueu l'MCU de la manera correcta. El punt hauria de ser de la mateixa manera que la marca [punt blanc] a la PCB).
4. Cristall
5. Botons
6. Capçaleres (la capçalera del NRF24L01 + és just on es recolzaria el dit, de manera que us recomano utilitzar alguns cables per permetre-hi una mica de flexibilitat).
7. Alguns cables per a la bateria. La potència principal està marcada amb VCC i GND. El VCC hauria d’estar al voltant de 3, 6-6 volts. Aquest voltatge va directament al microcontrolador, així que assegureu-vos que no hi poseu massa tensió.

Pas 3: el programari

Al llarg dels anys he fet alguns jocs per a aquest tipus de plataformes. Podeu trobar l’antic codi multijocs des d’aquí (és el que es diu mushroom_mcp_continued_v10_converted):

github.com/Teneppa/handheld_open_source

El motor de codi obert es pot trobar aquí (he utilitzat Visual Studio per codificar-lo de manera que hi hagi diversos fitxers estranys):