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学习、开发、DIY一应俱全——益智教育百搭电子积木mCookie套件评测

发布时间:2020-06-18 发布时间:
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不得不说,电子产品的细分化市场还是非常值得探索的,据统计,现在更多的厂商愿意用创客的思维开拓益智教育领域内相关的电子产品,就比如我小时候玩的积木,如今都可以转变为可开发、功能更丰富,乐趣更了然的具备编程属性的电子积木,今天就给工程师朋友,大学生朋友以及热爱电子产品、热爱动手的青少年朋友推荐一款可以百搭的电子玩具——mCookie套件。

mCookie202套件

mCookie套件是美科科技(Microduino)推出的一个创客益智教育产品,兼容目前流行的Arduino 的功能硬件模块,并且可以和乐高拼接类积木组合搭配的一套玩具套件。爱板网拿到的是mcookie系列中的mCookie202,价格为1399RMB,可以上淘宝购买。

mCookie202包装盒十分精致,内部的产品摆放的层次分明,对于一般的工程师来说非常容易熟悉各个模块。

mCookie202提供了8个模块,分明为红色的核心控制模块*1、黄色的功能模块*3、蓝色的通讯模块*1以及青色的扩展模块*3。

另外,mCookie202还提供了各类的传感器、功能外设,扩展接口线,电池模块,其中传感器和功能外设模块包含了我们常见的IR收发器、LED、MIC、蜂鸣器、温敏电阻、触摸开关、伺服电机、喇叭、遥控等,够玩家DIY和折腾好一段时间。

核心模块

mCookie202的主控制器为AVR系列的atmega328 8位微控制器,与Arduino UNO开发板属于同一款微控制器,可想而知,在IDE工具、外设模块等资源上兼容不是什么问题。红色的核心模块本质上是一个基于atemga328 MCU的最小系统,MCU的所有引脚(27pin)都通过pogo弹针引出,可以与其他的功能模块、通讯模块、扩展模块等连接。pogo针脚是mCookie套件的一个亮点,不同于我们平常所见的插针连接器,pogo是一种弹簧性质的连接器,连接方便,尤其配合板子两边的磁铁,可以无缝与其它模块连接,方便组装拆卸,在结构上的设计属于一大突破,有这方面需求的产品设计工程师可以参考下类似的设计。

有点遗憾的是在核心板上每个顶针并没有标明信号的丝印,所以要了解每个信号脚的定义需要去官方查找,具体如下图所示——从正面的方向(MCU在上方)来看,U字型的方向开始的管脚定义表如下图所示。

如果从背面看是反着来的,尤其在编程的时候自定义信号控制脚要特别注意。

功能模块

mCookie202包含了3个功能模块,其中音频解码模块最为复杂,包含了一个完整的音频输出电路,在模块的设计上,通过电平转换IC实现SPI与红色核心板上的atmega328 MCU通信,电路分明经过音频编解码芯片,音频功放再输出到耳机或者扬声器端。

MicroSD卡的电路非常简单,通过一个电平转换芯片连接。

RTC模块的话采用了I2C接口与核心模块通信,板载EEPROM、PCF8563日历时钟芯片,掉电仍可以通过板载的纽扣电池运行。

扩展模块

mCookie202的扩展模块有3个,分别为OLED模块、LED阵列显示模块、传感器集线器模块。

OLED模块采用了I2C接口,板载128*64分辨率的0.96英寸大小的屏幕。

这里其实也有一个非常有意思的设计,看mCookie套件的其它模块,无论是核心板,微控制器功能板等都把17个pin脚都引出来,而在OLED屏幕板上,只引出了最基本的4个,电源、地、SDA、SCL,为什么呢?很简单,其它模块可以在叠层使用,而作为显示屏,如果你想用的话可以需要放在最上层,而不需要再叠层,当然,为了组合的多样性,OLED显示模块也搭载了接口式的I2C接口,可以通过飞线来实现功能,在设计上考虑得还是十分周全的。

LED阵列显示为6个RGB LED并联,通过5V供电,6个LED都是通过A0管脚串联控制,可以级联控制,只需要一个I/O口就可以控制,完成数据的接收与解码,其中LED的每个像素点的三基色颜色可实现256级亮度显示,完成16777216种颜色的全真色彩显示。

传感器集线器模块则是通过pogo弹针将核心板上的atmega328微控制器的引脚分成接口引出,这个就没啥好多说的。

通讯模块

mCookie202套件中还包含了唯一一个通讯模块低功耗蓝牙模块,核心是基于TI CC2541的蓝牙单芯片SoC,通过串口与微控制器通信,支持透传、直驱、iBeacon模式。支持直驱主要是CC2541内部集成了一个增强型8051 MCU,可以直接通过信号接其他外设模块工作,当然,在mCookie套件中,这部分功能属于保留的,毕竟没有额外引出CC2541的信号引脚。

mCookie202套件中还有诸多的传感器模块就不单独一一介绍了,有兴趣的可以通过Microdunio官方了解,相信大伙都迫不及待关注这个套件该如何玩呢?

学习!开发!DIY!

首先,这里要泼一盆冷水,mCookie套件可不是一开箱即能上手的,事先还是需要做一番了解。

我们都知道Arduino开发板可以使用官方提供的Arduino IDE工具,而mCookie当然也不例外,但是最方便的是使用美科官方提供的改动过的Arduino IDE,原因无它,主要是集成了相应的库和驱动。

这个IDE工具可以在Microduino官网下载,也可以在套件中的MicroSD卡中拿到。

除此之外,mCookie还支持图形化编程环境Mixly,Mixly 是个用于支持 mCookie 可视化开发的开源图形编程环境, 由北师大教育学院创客教育实验室 和 Microduino 共同研发。

mCookie还支持Scratch,Scratch是一款由麻省理工学院(MIT) 设计开发的一款面向少年的简易编程工具,说起来其实和Mixly差不多,不另做介绍了。

除了IDE工具,还需要一个非串口工具,mCookie提供了块电池板,并且内置了USB转串口功能,这样,你所搭建的应用在烧录程序后可以实现移动展示,非常棒。

接下来将使用Arduino IDE工具开发,从安装美科提供的开发工具来看,进入IDE就能看到相当丰富的基于mCookie套件的例程,直接拿来使用即可。

以下的应用都需要基于电池模块供电。

核心模块+OLED显示模块,可以实现内容的显示。

通过27PIN 的pogo弹针可以实现不同形态的搭配,搭配乐高拼接积木,可以说乐趣无穷。

核心模块+RTC模块+OLED可以组成一个年历时钟。

核心模块+LED模块实现RGB LED的控制。

再来一个更多模块组成的应用,核心模块+音频模块+OLED模块+传感器集线器模块+MicroSD卡模块+喇叭+红外接收传感器+遥控器,可以实现一组小型的红外遥控音响,是不是很溜。

以上的一些应用都是基于现有的模块临时凑合成的一些基本应用,用户可以通过mCookie202套件中的模块+配备的传感器组成更多各种各样的应用,如闹钟、音乐盒、保温杯、风扇、手表、电机领域等相关的应用。可玩的可搭配的内容简直可以天马行空,心有多大,舞台就有多大。

小结

美科科技(Microduino)推出的mCookie202套件具有小巧、堆叠、开放、兼容乐高等特性,加上开源的硬件电路设计、与 Arduino 兼容的编程开发环境程、适用于青少年以及初学者的图形化编程环境Mixly以及Scratch、统一的mCookie接口规范,再配上丰富的外围模块,可方便、灵活的与其他符合 Microduino/mCookie 接口规范的模块、传感器进行快速的连接和扩展,组成各种有趣丰富的应用,有兴趣的朋友不妨自行购买一套,无论是学习、开发还是DIY,相信都能有非常不错的体验。


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