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micro:bit でスイッチインターフェース製作(電子工作)




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micro:bit でスイッチインターフェース製作(電子工作)

投稿者:マーチン  2018年8月15日 【記事印刷】

 micro:bit(マイクロ ビット)というイギリスで教育向けに開発されたマイコンボードは、5x5のLEDと複数のセンサが付いている上、BLE(Bluetooth 4.0) が搭載されています。ソフト次第でBluetooth接続のキーボードやマウスの代わりをすることができはずです。まずは、iPad と Windows PC のキーボード を作ることができるかを試してみました。


●動作確認

 【ARM mbed】microbit_presenter【ARM mbed】microbit-button-events をくっつけた様なソフト(単にマージしただけではできません)を書いて、動作確認をしました。
 Bluetooth をONにして、ペアリングさせるとキーボードとして認識されます。ch0にSpace、ch1にEnter、ch2にTabを割り当てています。
 LED表示の"W"はWaiting、"C"はConected、"P"はsuccess Pearing、"E"はError、A、B、0、1、2 はボタン名を意味します。

◆iPad
 「スイッチコントロール」で使うときは、ボタンを押した信号と離した信号を別々に送っているので、長押しにも対応できます。
 「DropTalk」で使うときは、キーボード設定を英語に切り替えることなく使用できます。
 iPad の電源や、micro:bit の電源を入れなおしても、自動認識されます。
 ボタンを押して"E"が表示される場合は、デバイス"micro:bit XXX"の登録を解除して、Bluetooth をOFF、ONして、ペアリングからやり直してください。


◆Windows PC
 BLE対応のドングルが必要です。今回使用したのは、以下のものです。
 ペアリングさせるとキーボードとして認識され、キー入力ができます。但し、電源を入れなおすと自動認識せずに、ペアリングをやり直さなければなりません。この問題はソフト修正で直せるのか、ドングル依存なのかはわかりません。

●購入品

品目金額
【マルツ】小型マイコンボードmicro:bit 2,138円
【スイッチサイエンス】単四2本電池ボックスJST PHコネクタ付187円
【マルツ】3.5mmモノラルジャック 3個227円
【マルツ】3Pスライドスイッチ113円
トレーディング カードケース108円
ニチフ 圧着端子 R0.75-3 6個
超低頭小ネジ M3×15 2個 (長さは12mmでもよかった)
サラコネジ M3×10 3個
M3 ナット 9個、M3 バネ座金 5個
M2 ネジ 2個、リード線 3本、両面テープ、乾電池
合計約3,200円
※このサイズのケースなら、単三2本電池ボックスでも入ります。
※「超低頭小ネジ」は外観重視で使っています。M3の「なべ小ねじ」や「トラス小ねじ」でも代用できます。


●製作方法

(1)電池ボックスのリード線を途中で切断して、スライドスイッチをはんだ付けする。モノラルジャックに10cmぐらいのリード線をはんだ付けする。はんだ付けはこれだけです。

(2)φ10mmの穴を2個、φ8mmの穴を3個(写真ではあいていません)、φ3.2mmの穴を2個、φ2.5mmの穴を2個あける。さらに、マイクロUSBコネクタ、スライドスイッチ用の穴加工をする。

(3)micro:bit のch0、ch2、GND にサラコネジをナットとバネ座金で固定する。

(4)micro:bit のch1、3V に、カードケースの穴を通して超低頭小ネジとナットとバネ座金で固定する。その際、カードケースと基板の間に 1.5~2mmのスペーサーを挟んだほうがいいです。
 たまたま手元にあったアイロンビーズのチップを半分に切ったものを使ってみました。

(5)スライドスイッチをM2ネジで固定、電池ボックスを両面テープで固定、モノラルジャックをカードケースの穴に通して固定する。

(6)モノラルジャックのリード線に、圧着端子をつける。(なくてもできますが、圧着端子を使ったほうが作業が楽になります。圧着端子は熱収縮チューブなどで絶縁するのがお勧めです。)

(7)モノラルジャックの赤線を ch0、ch1、ch2 に、黒線3本をGNDにナットで挟む。

●ソフトの書き込み

(1)以下のファイルをダウンロードする。(暫定版です。動作確認にお使いください。)

(2)マイクロUSBケーブル(Aオス-マイクロBメス) でPCと接続する。


(3)ドライブ”MICROBIT” を開いて、ダウンロードしたファイルを解凍し、hexファイルをドラッグ&ドロップする。

●追記 (2018/08/25)

◆石鹸ケース
 100均で、使えそうな石鹸ケースを見つけたので、これでも作ってみました。材質の違いにより「トレーディング カードケース」よりも加工はし易いです。アイロンビーズのスペーサーは無しです。


◆穴図面
 穴の位置関係の図面をダウンロードできます(PDFファイル)。これを印刷して、裏側から貼って、穴あけのときにお使いください。

 プリンタによっては、実寸から1~2%縮小(または拡大)して印刷されることがあります。一番下の50mmを実測してずれていたら、印刷時のカスタム倍率(Adobe Acrobat Reader DC)で調整してください。



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