Come costruire un Command Center per bambini

Il progetto di elettronica educativa che andremo a vedere in questo articolo riguarda un centro di comando montato a parete per bambini con bisogni sensoriali. Sappiamo quanto siano importanti per i bambini i giocattoli, ancor più se, oltre ad essere divertenti, sono anche interattivi ed educativi. Un ingegnere elettrico ha costruito un centro di comando montato a parete, destinato a un bambino di 4 anni affetto da disabilità mediche, bisogni sensoriali e autismo, per il quale una soluzione ludica personalizzata sembrava essere il gioco migliore. Il centro di comando è dotato di numerosi interruttori, pulsanti,  manopole e di un sensore di colore per l'interazione del bambino con il dispositivo. Il Command Center può chiedere al bambino un oggetto di un colore particolare e congratularsi con lui con una canzone quando il bambino lo ha acquisito con successo.  

Il progetto

Il Command Center è una scheda di attività a parete per bambini con bisogni sensoriali. Spesso questi bambini amano giocare con tutti i giocattoli elettronici che hanno musica e luci, dove possono trascorrere ore con la faccia sul giocattolo, schiacciando costantemente i pulsanti per assicurarsi di ottenere un flusso costante di input sensoriali. Nasce quindi l'esigenza di creare giocattoli che possano fornire l'apporto sensoriale di cui hanno bisogno, incoraggiando così un'interazione più intenzionale. Il giocattolo progettato ha una varietà di interruttori, pulsanti e manopole utili per attivare luci e suoni diversi. Grazie a un sensore di colore, il giocattolo può chiedere di trovare un oggetto di un colore particolare, per cui se un viene mostrato al sensore l'oggetto appropriato, il giocattolo fornisce un feedback positivo e suona una canzone. La parte elettronica e la custodia, interamente in legno, per questo giocattolo sono state realizzate su misura. Il pannello centrale è costituito da un pannello di compensato di cedro. 

Figura 1. Il Command Center

Hardware e software del Command Center

Il progetto utilizza SPI e I2C per la comunicazione seriale e I2S per la comunicazione tra i dispositivi audio digitali. Gli ingressi fisici includono interruttori a levetta, interruttori rotanti e interruttori a chiave per fornire varietà, con tutto l'hardware fisico collegato all'MCU su un singolo PCB personalizzato che è stato utilizzato per pilotare tutta l'elettronica in questo progetto. La scheda ha due microcontrollori STM32 M0 +, uno per la gestione di un servomotore e audio stereo e l'altro per il controllo dei LED, la lettura del sensore di colore e il rilevamento degli ingressi degli interruttori. Il PCB è stato progettato utilizzando KiCAD e prodotto da PCBWay.

In questo progetto viene utilizzato il microcontrollore STM32L052C8T6, perché è una delle opzioni STM32 più economiche con una periferica I2S per il pilotaggio dell'audio. I LED discreti, gli altoparlanti e la varietà di interruttori per montaggio a pannello si collegano tutti al PCB tramite intestazioni a pin da 0,1 ". Viene inoltre utilizzato il nuovo STM32CubeIDE di STMicro e un mini debugger SEGGER J-Link EDU per programmare i microcontrollori su SWD. Il software per i controlli audio e luci è stato scritto in linguaggio C per un MCU serie STM32L0, con CMSIS come strato di astrazione hardware e STM32CubeIDE come IDE. Infatti, tutto il codice per questo progetto è stato scritto in Visual Studio Code.

Figura 2. Particolare del Command Center (vista posteriore)

 

Figura 3. Particolare del PCB del Command Center

Riferimenti

Un video esplicativo del progetto completo è disponibile al link:

https://www.reddit.com/r/somethingimade/comments/ejx6ho/built_this_wallmounted_command_center_for_my_son/

 

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4 Commenti

  1. Adriano Gandolfo Adriano Gandolfo 23 Febbraio 2020
  2. Giordana Francesca Brescia Giordana Francesca Brescia 24 Febbraio 2020
  3. santelectronic santelectronic 24 Febbraio 2020
  4. fede.biag 24 Febbraio 2020

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