Arduino personalizado (MakeyMakey más barato): 5 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:41

Hola, tengo 14 años (al menos cuando escribí este Instructable) y construí este proyecto para un profesor de una universidad local, así como para mi abuela, que trabaja con niños con discapacidades.

Si le gusta este Instructable o apoya la causa por la que estoy haciendo esto (niños con discapacidades), ¡continúe y deje un comentario!

Un Makey Makey es una placa basada en Arduino diseñada y desarrollada por dos graduados del MIT, Jay Silver y Eric Rosenbaum, en asociación con SparkFun Electronics. Actúa como un teclado y un mouse, esencialmente agregando un teclado y un mouse secundarios a su PC. La verdadera innovación que introdujeron Silver y Rosenbaum fue la capacidad de "detección táctil". Usando resistencias pull-up de valor increíblemente alto, pudieron usar objetos cotidianos como botones.

Hay muchas capacidades e ideas para MakeyMakey, pero una de mis favoritas es el uso para niños con discapacidades. Aquellos que no pueden usar sus dedos lo suficientemente bien como para usar un teclado QWERTY estándar pueden usar un MakeyMakey como emulador de teclado. Al poder usar objetos cotidianos como teclas para un teclado, los niños discapacitados pueden usar elementos como frutas (plátanos, manzanas o naranjas), plastilina o cualquier cosa ligeramente conductora como tecla.

Este proyecto comenzó más como una experiencia de aprendizaje. Mi tía acababa de terminar una clase de educación especial que utilizó MakeyMakeys. Ella y los otros 15 estudiantes habían comprado cada uno sus propios MakeyMakeys por $ 50. Le ofrecí que podía hacer uno por menos de $ 40, y el resto es historia.

Una nota rápida: este proyecto se basa en el diseño original proporcionado amablemente a través de la licencia de hardware de código abierto de Jay Silver y Eric Rosenbaum. Les doy todo el crédito y les doy las gracias por su generosidad.

Paso 1: ¡Investiga

El primer paso es averiguar cómo funciona un MakeyMakey tradicional y luego encontrar las piezas y los proveedores para construir uno usted mismo. Por suerte para ti, hice todo lo que pude por ti y lo condensé en lo que necesitas saber.

Primero, un MakeyMakey aprovecha el uso de resistencias pull-up. En resumen, una resistencia pull-up es un componente que garantiza que la computadora registrará un "no-touch" hasta que el pin sea realmente tocado. Sin una resistencia pull-up, la computadora no tiene idea de si el pin está tocado o no.

En cuanto a la aclaración, las resistencias son componentes físicos que puede ver y sentir. Una resistencia pull-up es una resistencia normal, simplemente conectada para hacer un determinado trabajo (ese trabajo es "pull-up" de un pin).

Ahora, las resistencias vienen en muchos valores, medidos en ohmios. Todo tiene resistencia, pero las resistencias se fabrican con un valor de resistencia específico. Una resistencia pull-up típica suele ser de unos 10.000 Ω (ohmios). Los que están en un MakeyMakey son 22, 000, 000 (22 millones) ohmios, lo que permite que cualquier objeto que tenga menos de 22M Ω funcione como un interruptor.

Desde la punta del dedo hasta la punta del dedo, tiene una resistencia de entre 1, 000 Ω y 100, 000 Ω, dependiendo de la humedad de su piel. Eso le deja con aproximadamente 21,9 M Ω (22 M - 100 K = 21,9 M) para cualquier objeto que desee utilizar. El metal, la sal e incluso la mina de un lápiz funcionarán siempre que la resistencia sea inferior a 22 M Ω.

Si desea una explicación más básica de cómo funciona un MakeyMakey, MakeyMakey tiene una gran respuesta.

Paso 2: planificación / compra

Para este paso, utilizaremos el software Eagle CAD, actualmente propiedad de Autodesk. Si no tiene este software, puede descargar una prueba gratuita de un año. Cuando hago referencia a modificaciones o al uso de una herramienta específica, estoy usando el software Eagle. Sin embargo, compartiré mi diseño final.

Ahora que tiene una comprensión básica de cómo funciona un MakeyMakey, puede comenzar a ordenar cosas. Descargué el diseño de SparkFun para un MakeyMakey y lo modifiqué para facilitar el montaje. El diseño original utilizaba SMD (Surface Mount Devices) en el tamaño 0402. Esas piezas son pequeñas, de aproximadamente 0,4 mm x 0,2 mm. Lo probé, pero perdí casi la mitad de todas las piezas.

Para que sea más fácil para usted, cambie los tamaños de los componentes al tamaño 0603 o más grande. Para reemplazar estas cosas, simplemente use la herramienta "Reemplazar". Como este no es un tutorial de Eagle, asumiré que sabe cómo trabajar con Eagle.

Para pedir la PCB (placa de circuito impreso), o la placa en la que se coloca todo, fui a OSHPark. Fabrican PCB de alta calidad muy rápidamente y de forma muy económica. Tienen una cantidad mínima de pedido de tres, pero el precio es inmejorable. Aquí está el enlace a mi diseño.

Para obtener piezas, deberá dirigirse a DigiKey u otro proveedor de productos electrónicos. Desafortunadamente, no puedo compartir mi carrito, pero no debería tomar más de 20 minutos completarlo y pedirlo. Sin embargo, he incluido una hoja de Excel con enlaces. Sin embargo, solo algunas notas antes de realizar el pedido:

• Cuando agregue el ATMEGA32u4 a su carrito, asegúrese de que sea un paquete 44TQFP
• El envío de DigiKey es caro. Es mejor obtener más de lo que necesita, de modo que si uno se pierde o se daña, tenga extras.
• DigiKey tiene descuentos por volumen. Por ejemplo, un resistor cuesta $ 0.10, pero 10 de ellos son $ 0.11. ¡Usa el descuento!
• Los fusibles son un poco más caros, pero compre al menos uno adicional. Me lo puedes agradecer después.
• No pude encontrar ningún LED en DigiKey, así que simplemente no los usé. Sin embargo, si lo hace, necesitará resistencias de 330 Ω para acompañarlas.

Aparte de eso, es bastante sencillo. Aquí está la hoja de Excel que usé para ordenar:

Paso 3: ¡Constrúyelo

Ahora viene la parte divertida: ponerlo todo junto. Esta no es una guía de soldadura de montaje en superficie, pero aquí hay un gran tutorial. En cuanto a la soldadura de componentes de diferentes tamaños, todos deberían funcionar igual al final. Este paso es probablemente el más difícil y el que lleva más tiempo, pero no debería matarte (aunque recomiendo cruzar los dedos, solo para estar seguro). Aquí hay algunos consejos que aprendí mientras trabajaba en esto:

• En cuanto al microcontrolador ATMEGA32u4, la mejor manera que encontré fue estañar una almohadilla en una esquina de la placa, luego colocar el chip en la parte superior, orientado correctamente. Luego, después de bloquearlo en su lugar derritiendo la almohadilla de la esquina, cargue todos los pines con soldadura. Debería haber enormes puentes de soldadura. Luego, usando su mecha de soldadura, vuelva a derretir la soldadura para quitarla. Esto deja un buen resultado, sin pantalones cortos.
• Antes de intentar enchufar el cable USB, verifique las clavijas debajo del conector USB Mini-B. Mi primer intento tuvo un pequeño puente debajo del conector, causando daños al chip.
• En cuanto al orden de las piezas, empieza con el microcontrolador AMTEGA32u4, luego pasa a los condensadores, las resistencias, el reloj y finalmente los conectores hembra con el conector USB.

Paso 4: Código

Ahora viene el último paso, el más satisfactorio (solo cuando funciona es satisfactorio). Para codificar un Arduino personalizado, primero debe grabar el gestor de arranque. Un gestor de arranque es una pequeña pieza de código que se programa en cada Arduino en la fábrica para decirle al Arduino qué hacer cuando se inicia por primera vez y qué hacer con el código con el que lo programa. Dado que eso se hace en la fábrica de Arduino, también debemos hacerlo. Para hacer esto, podemos usar otro Arduino prefabricado para programarlo. Esto requiere un Arduino con un chip ATMEGA328 (como Uno o Nano). Para hacer esto, seguiremos la guía de SparkFun. Conecte los pasadores como se muestra:

Arduino || MakeyMakey

5V / Vcc - Vcc

GND - GND

D11 - D16

D12 - D14

D13 - D15

D10 - RESTABLECER

Luego, ingrese al IDE de Arduino, seleccionando la placa Arduino que está utilizando para programar su MakeyMakey. En ejemplos, abra el boceto 'Arduino como ISP'. Súbelo a tu Arduino, como lo harías normalmente. Luego, en Herramientas, seleccione en Placa 'Arduino / Genuino Micro'. Luego, en Herramientas> Programador, seleccione 'Arduino como ISP' (no debe confundirse con 'ArduinoISP'). Luego, una vez más en Herramientas, seleccione 'Grabar cargador de arranque'. Después de unos minutos, el IDE debería decir "Terminado de grabar el gestor de arranque". Su MakeyMakey ahora está listo para actuar como cualquier otro Arduino.

El siguiente paso es ir al GitHub de MakeyMakey y a la sección 'firmware'. Simplemente copie y pegue 'makey_makey.ino' y 'settings.h' en el Bloc de notas y guárdelos de acuerdo con sus respectivas extensiones. Ahora, abra su 'makey_makey.ino' recién guardado, ábralo con Arduino IDE y cárguelo en su placa MakeyMakey. ¡Ahora debería tener MakeyMakey en pleno funcionamiento! ¡Felicidades!

Paso 5: ¡Juega

Con su nuevo MakeyMakey, ¿qué podría hacer? Hay tantas opciones, con algunas aplicaciones o sitios web divertidos para usar enumerados en el sitio web de MakeyMakey. Si tiene una idea para compartir, ¡hágalo! ¡A mí y a muchos otros nos encantaría escuchar tus ideas! He incluido algunas imágenes de lo que he visto o de lo que se me ocurrió.

Como nota al margen: si tiene algún comentario sobre este Instructable, bueno o malo, déjelo en los comentarios. He intentado convertirme en un mejor escritor, por lo que se agradece cualquier crítica. ¡Gracias!