Mouth Operated Mouse II - Chuột điều khiển bằng miệng tự chế

Tổng quan

• Chuột USB HID điều khiển bằng miệng tự chế với chi phí linh kiện khoảng 10$.
• Được chế tạo từ các linh kiện dễ tìm, có thể hàn tay và các bộ phận in 3D.
• PCB tùy chỉnh với firmware mã nguồn mở.
• Bao gồm cảm biến áp suất sip/puff (hút/thổi) in 3D.
• Hoạt động như một chuột USB HID tiêu chuẩn, có thể hiệu chỉnh qua cổng serial terminal.
• Toàn bộ file thiết kế phần cứng, firmware, danh sách linh kiện (BOM) và hướng dẫn lắp ráp đều có sẵn bên dưới.

Giới thiệu

Đã khá lâu kể từ khi mình công bố thiết kế chuột điều khiển bằng miệng vào năm 2015 (3D Printed Mouth-Operated Mouse). Sau hơn 10 năm, đây vẫn là một trong những thiết kế nhận được sự quan tâm đáng kinh ngạc trên Thingiverse. Điều đó làm mình nghĩ rằng việc quay lại với dự án này là rất xứng đáng.

Nhiều thứ đã thay đổi kể từ đó. Dịch vụ sản xuất PCB giá rẻ đã trở nên phổ biến, linh kiện điện tử dễ mua hơn và công nghệ in 3D đã tiến bộ vượt bậc, giúp nó trở nên dễ tiếp cận hơn bao giờ hết. Hệ sinh thái công nghệ hỗ trợ DIY cũng đã phát triển với các dự án như:

• Mouth-Operated Mouse V3
• LipSync
• FLipMouse

Dù vậy, mình nghĩ vẫn còn dư địa cho một phiên bản cập nhật của thiết kế gốc. Mục tiêu của mình cho phiên bản này là:

• Duy trì chi phí thấp hoặc giảm hơn nữa.
• Sử dụng linh kiện dễ tìm kiếm.
• Tối ưu hóa thiết kế để sản xuất số lượng nhỏ (5-10 cái), ví dụ như trong các makerspace.

Khước từ trách nhiệm

Thiết kế này tập trung vào tính hiệu quả về chi phí, nhưng không nhằm mục đích sản xuất hàng loạt. Mọi linh kiện được chọn đều dễ tìm ở hầu hết mọi nơi. Nó không sử dụng các linh kiện đòi hỏi thiết bị hàn chuyên dụng. Mục tiêu là tạo ra một sản phẩm mà người có kỹ năng trung bình, chẳng hạn trong các makerspace, có thể lắp ráp bằng mỏ hàn cơ bản, kính lúp và các vật liệu phổ biến như keo dán cũng như máy in 3D in được nhựa PLA.

Hy vọng thiết kế này hữu ích hoặc khơi gợi được những ý tưởng sáng tạo cho mọi người! Tuy nhiên, đây không phải là sản phẩm dùng ngay, nên cần chút kỹ năng để lắp ráp và có thể không hoạt động hoàn hảo ngay lần đầu. Hãy thử nghiệm và thoải mái điều chỉnh cho dự án của riêng mình nhé.

Thiết kế

Thiết kế cũ dựa trên các linh kiện có sẵn, chủ yếu từ các shop kiểu AliExpress cùng với cảm biến áp suất tháo từ thuốc lá điện tử. Giờ đây, phần lớn các linh kiện đó đã khó tìm. Thiết kế mới sử dụng PCB hai lớp tùy chỉnh, hàn được bằng tay với kỹ năng cơ bản, không cần các linh kiện siêu nhỏ hay gói chân QFN phức tạp.

Một điểm đặc biệt là dự án này không dùng cảm biến áp suất bán sẵn vì chúng khá đắt. Mình đã tự phát triển một loại cảm biến bằng cách sử dụng strain gauge và in 3D (xem bài viết tại đây).

Chi phí

Chi phí linh kiện cho một thiết bị rơi vào khoảng 7 EUR. Ngay cả khi tính đến việc phải mua dư linh kiện cho lô 10 cái, chi phí thực tế vẫn dưới 10 EUR/thiết bị (khoảng 9.88 EUR).

Lắp ráp

Bạn sẽ cần:

• PCB đã hàn linh kiện.
• Cảm biến áp suất đã lắp ráp.
• Các bộ phận in 3D (vỏ, giá đỡ ống ngậm, ống ngậm...).
• Ống silicon (đường kính ngoài 4mm / đường kính trong 2mm).
• Ốc vít M3x20, M3 hex nut, ốc M2x5.

(Vui lòng xem chi tiết hình ảnh lắp ráp và hướng dẫn trong tài liệu gốc).

Firmware & Hiệu chỉnh

Firmware được thiết kế để có thể mở rộng và bảo trì, không chỉ đơn thuần là mã Arduino.

• Điều khiển: Cần joystick điều khiển con trỏ chuột. Nhấn joystick để chuyển giữa chế độ "di chuyển con trỏ" và "cuộn trang".
• Cảm biến áp suất: Hút (Sip) = Chuột trái; Thổi (Puff) = Chuột phải.
• Hiệu chỉnh: Bạn có thể dùng cal list và cal start trong Serial Terminal (PuTTY, Minicom hoặc công cụ web tại đây) để hiệu chỉnh joystick và cảm biến. Đừng quên chạy lệnh cal write để lưu thiết lập vào bộ nhớ.

File dự án

• Phần cứng & 3D: Codeberg/MouthOperatedMouse2-HW
• Phần mềm: Codeberg/ahid