Pumpktris - Tetrise kõrvits: 10 sammu (koos piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:49

Kes tahab naeratavaid nägusid ja küünlaid, kui saate sellel Halloweenil interaktiivse kõrvitsa saada? Mängige oma lemmikplokkide virnastamismängu 8x16 ruudustikul, mis on nikerdatud kõrvitsa näole, valgustatud LED-idega ja kasutades varre kontrollerina. See on mõõdukalt arenenud projekt ja nõuab kogemusi jootmisel ja programmeerimisel Arduino keskkonnas. Töötate orgaanilise aine ja kõigi sellele omaste veidrustega, nii et võib -olla tuleb mõõtmisi kohandada vastavalt teie kasutatavale kõrvitsale.

Samm: vajalikud materjalid

Oma Pumpktrise ehitamiseks vajate järgmist: Komponendid

• 128 5 mm merevaigukollast valgusdioodi (kasutasin neid Mouserilt) Vigade või testide katmiseks ostke lisa. Sain 140. Amber meenutab kõige rohkem leeki, mis oleks traditsioonilise jack-o-laterna sees, kuid võite vabalt kasutada mis tahes värvi, mis teile meeldib.
• Arduino mikrokontroller
• 1/16 "termokahanevad torud (11 jalga või 256 1/2 tolli)
• Eemaldatava käepidemega arkaadkang (see SparkFuni mudel töötas minu jaoks hästi)
• 4 #6 nailonist kipsplaadi ankrud See ei ole lülitite tüüp, vaid selline, mis näeb välja nagu sügavate keermetega kruvid
• 4 sama tolli pikkust ja sama tüüpi kruvi, mis olid kipsplaadi ankrutega kaasas. Ankrutega kaasas olevad on liiga pikad.
• 6 mm x 50 mm polt (või mis tahes suurus sobib teie juhtkangi käepideme kinnitusega)
• 6 mm ühendusmutter (või ükskõik milline suurus, mis on vajalik ülaltoodud poldi sobitamiseks) Sidumismutter näeb välja nagu tavaline mutter, kuid on umbes tolli pikk ja seda kasutatakse kahe poldi või keermestatud varda ühendamiseks.

Ja kõige lõpuks vajate 1 kõrvitsat. Teil on vaja ainult ühte, kuid soovitan kahte, et saaksite ühe puurimise ja lõikamise harjutamiseks. Teie LED -maatriks katab umbes 4 tolli laiuse ja 8 tolli kõrguse ala, nii et soovite kõrvitsat, mille pindala on võimalikult sile ja tasane, nii et teie maatriks ei keerle liiga kaugele. Võiksite kasutada vahtkõrvitsat, aga kus on selles võlu? Ma ei saa rääkida vahtkõrvitsa jaoks vajalike nikerdustehnikatega. Tööriistad ja tarbekaubad

• Jootekolb
• Jootma
• Traadilõikurid
• Traadi eemaldajad
• Jõutrell
• Saag
• X-Acto nuga
• 13/64 "puur
• 1-1/8-tolline puur (kasutasin Forstneri otsikut, kuid ka labidas võib töötada)
• 1/4 "vahtplastist südamikplaat

2. samm: LED -maatriksi ehitamine

Iga maatriks on valmistatud 64 valgusdioodist ja 128 juhtmest. Kõige lihtsam on lõigata ja eemaldada kõik maatriksi juhtmed enne tähtaega. Lõika 112 2,5 -tollisteks tükkideks ja eemalda mõlemast otsast 1/4 tolli. Lõika ülejäänud 16 tükki 12 -tollisteks tükkideks ja eemalda mõlemad otsad. Mida ühtlasemalt saate oma traadi pikkust saada, seda lihtsam on seda ehitada ja paigaldada.

Alustuseks ehitate kuusteist kaheksa segmendiga juhtmeahelat-igaüks 7 lühikese ja 1 pika juhtmega. Keerake mõlemad otsad kokku järgmise tüki ja joodisega. Juhtmete ühendamiseks valgusdioodidega vajate LED -de hoidmiseks jigit. Joonistage 1/4 tolli paksusele vahtplastist plaadile 8x8 ruudustik, mille vahekaugus on pool tolli, seejärel tehke iga ristmiku juures auguga veidi väiksema läbimõõduga auk, kasutades ristlõiget. olete lõpetanud. Sisestage aukude ülemisele reale 8 valgusdioodi. Vahtplastist südamik venib nii, et see sobiks valgusdioodidega ja hoiab neid tihedalt kinni. Joondage valgusdioodid nii, et pikem jalg-anoodijuhe-oleks teie poole suunatud. Kontrollige veel kord, sest kui teete ühe valesti, maatriks ei tööta. Lõigake iga anoodijuhe umbes 1/4 tolli pikkuseks ja tinage see joodisega, et hõlbustada juhtmete ühendamist. Lõika 8 tükki termokahanevaid torusid 1/2 segmentideks. Lükake torutükk üle esimese juhtmeühenduse, lükake see tagasi, nii et jootekuumus seda ei mõjutaks, seejärel jootke juhtmeühendus LED-anoodiga. Lükake toru ühenduse kaudu alla, kui see on jahtunud. Jätkake järgmise LED -i juurde, korrake veel seitse korda torutükil libistamist, ühenduse jootmist ja seejärel vooliku langetamist liigendi kohal. komplekt kaheksat LED -i, mis kõik on üksteisega ühendatud, eemaldage need seadmest ja korrake seda veel seitsme rea jaoks, tehes kindlasti kõik ühendused iga LED -i anoodijuhtmega. Võite kasutada seda, millist rida on kõige lihtsam saavutada, kuna töötate ainult ühe korraga. Kui kõik kaheksa rida on joodetud, on aeg liituda veergudega ja teha maatriks. Sisestage kõik LED -stringid oma tehtud rakesse. Hoidke pikk traat samal Lõika ja tinake iga valgusdioodi katoodijuhe esimeses veerus umn, täpselt nagu sina tegid nööri ehitamiseks. Võtke teine traadikett ja korrake selle jootmist LED -idega, ainult seekord ühendate selle 90 -kraadise esimese juhtmekomplektiga. Hoidke pikka traati maatriksi samal küljel. Iga veeru lõpetamisel eemaldage see vahtplastist rakist ja keerake see teelt välja, et pääseda juurde järgmisele veerule. Kui olete kõik valmis, ühendate 64 LED -i 8 rida ja 8 veergu. Kahjuks peate teise maatriksi jaoks protsessi uuesti korrata. Kui vajate pausi, jätkake koodiga töötamiseks sammudest 3, 4 ja 5 ning tulge selle juurde tagasi.

3. samm: LED -ide juhtimine

Teie valmistatud LED -maatriksit juhivad kaks Adafruit'i Mini 8x8 LED -maatriksi seljakotti. Iga kontroller võimaldab teil juhtida 64 LED -i ainult kahe juhtmega Arduino'st ja saate ühendada mitu kontrollerit nende kahe juhtme külge. Järgige LED-maatriksi seljakotiga kaasasolevaid juhiseid, et joota 4-pin toite-/andme-/kellapäises. Seejärel jootke kaasasoleva LED -maatriksi jootmise asemel kaks rida naissoost päiseid seljakoti külge. Ühendage kaasasolev mini -LED -maatriks päistesse. Ühendage maatriks leivaplaadiga ja ühendage see järgmiselt:

• Ühendage seljakoti CLK -tihvt Arduino analoogpistikuga 5.
• Ühendage DAT -tihvt Arduino analoogpistikuga 4.
• Ühendage GND Arduino maandusnõelaga.
• Ühendage VCC+ 5V toitega.

Laadige alla Adafruit LED Backpack raamatukogu ja Adafruit GFX teegid ning installige need oma arvutisse, kopeerides need igaüks oma arvuti Arduino visandikausta kausta "teegid". Laadige fail "matrix8x8" oma Arduinosse ja kontrollige, kas LED -seljakott töötab. LED -maatriksi tihvtid ei pruugi naissoost päistes hästi kokku puutuda, seega peate võib -olla seda loksutama või osaliselt eemaldama, et kontakti saada ja kõik read ja veerud valgustada. Korrake protsessi teise LED -seljakotiga, kuid seekord peate määrama sellele uue aadressi, jootes hüppaja seljakoti A0 -padjadel. Käivitage kood "matrix8x8" uuesti, kuid muutke rida "matrix.begin (0x70)" väärtuseks "matrix.begin (0x71)", nii et kood pöörduks uue LED -seljakoti poole.

Samm: juhtkangi ühendamine

Teie juhtkangil peaks olema neli lülitit, mõlemal kaks terminali. Kui liigutate juhtkangi paremale, käivitab see vasakul asuva lüliti, allapoole liigutades lüliti peal ja nii edasi. Jootke iga lüliti ühel klemmil 3 -tolline traat. Keerake kõigi nelja juhtme teine ots kokku ja jootke need 12 -tolliseks juhtmeks. See on kõigi nelja lüliti ühine alus. Jootke 12 -tolline juhe iga lüliti ülejäänud klemmi külge, seejärel ühendage need järgmiselt:

• Ühendage alumine lüliti (aktiveeritakse, kui vajutate üles) Arduino analoogpistikuga 0.
• Ühendage vasak lüliti (aktiveerub paremale vajutamisel) Arduino analoogpistikuga 1.
• Ühendage ülemine lüliti (aktiveeritakse alla vajutades) Arduino analoogpistikuga 2.
• Ühendage parempoolne lüliti (aktiveerub vasakule vajutamisel) Arduino analoogpistikuga 3.
• Ühendage ühine maandusjuhe Arduino maandusnõelaga.

Samm: mängu programmeerimine

Laadige alla lisatud Pumpktris.ino.zip, pakkige see lahti ja avage fail Arduino arenduskeskkonnas. Koostage ja laadige see oma Arduino. Nüüd peaksite saama mängida eelmises etapis seadistatud mini -LED -maatriksil. Olen püüdnud koodi võimalikult palju kommenteerida, kuid siin on üldine ülevaade peamistest protsessidest: Kujundite kirjeldamine Seal on seitse tetromino, igaüks 4 piksliga ja iga nelja võimaliku pöörlemisega. Me salvestame seda kõike mitmemõõtmelises massiivis: esimene mõõde koosneb seitsmest kujust, teine mõõde sisaldab iga kuju nelja pööret, kolmas sisaldab nelja piksli kirjeldust, millest igaüks koosneb X- ja Y-koordinaatidest. Näiteks kirjeldab see kuju "T":/ * T */ {/ * nurk 0 */ {{0, 1}, {1, 1}, {2, 1}, {1, 2}},/ * nurk 90 */ {{1, 0}, {1, 1}, {2, 1}, {1, 2}},/ * nurk 180 */ {{1, 0}, {0, 1}, {1, 1}, {2, 1}}, / * nurk 270 * / {{1, 0}, {0, 1}, {1, 1}, {1, 2}}}

Aktiivse tüki jälgimine Praegu mängitava tüki jälgimiseks säilitab programm ActivePiece muutuja. See on aktiivse kuju indeks massiivi kõrgeimal tasemel. Samuti hoiab see pöörlemismuutujat, mis sisaldab praeguse pöörlemise indeksit. Muutuja xOffset jälgib, kui kaugel vasakul või paremal (0-7) iga tükk on, ja yOffset jälgib, kui kaugele (0-15) laud alla kukkus. Aktiivse tüki joonistamiseks lisab programm X- ja Y -nihke väärtused iga valitud piksli praegusest pöörlemisest tõmmatud piksli X- ja Y -koordinaatidele. Fikseeritud tükkide jälgimine tükki, kusjuures iga bait tähistab rida. Näiteks kujutab allolev massiiv L -kuju, mis asub kahe alumise rea keskel (nagu on näidatud kahe viimase baidi 1 -ga): bait sampleGrid [16] = {B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, B00100000, B00111000}; Kokkupõrke tuvastamine Kui proovitakse aktiivset tükki teisaldada, kontrollib programm kõigepealt uut asukohta fikseeritud tükkide massiivi suhtes. Kui kokkupõrkeid ei toimu, on liikumine lubatud ja maatriks joonistatakse ümber. Kui vasakule, paremale või pööramisele üritades tuvastatakse kokkupõrge, on see toiming keelatud. Kui tükki kukutades tuvastatakse kokkupõrge, muutub tükk oma kohale fikseerituks ja lisatakse fikseeritud pikslite massiivi. Tükkide automaatne kukutamine Mängu tempot kontrollivad muutujad gravityTrigger ja stepCounter. Iga programmi tsükkel suurendab stepCounterit ja iga kord, kui stepCounter jõuab gravityTriggerisse salvestatud arvuni, langeb aktiivne tükk ühe taseme võrra. Mängu edenedes väheneb gravitatsioonitrigger nii, et aktiivne tükk langeb üha sagedamini, kuni lõpuks langeb see programmi igasse ahelasse. Iga kord, kui aktiivne tükk on võrku kinnitatud, kontrollib programm täisbaite/ridu (B11111111). Kui see leitakse, vilgub see kolm korda välja ja sisse, seejärel eemaldab need ja laseb tühimiku täitmiseks ülal olevad read. Tõrkeotsing Kui tükid ei lange ülevalt alla, vaid lähevad küljelt küljele, muutke väärtus edastati ridadele "matrixTop.setRotation (1);" ja/või "matrixBottom.setRotation (1);" ahelas "setup ()". Kui tükid algavad valest maatriksist, vahetage iga maatriksi füüsiline asukoht või pöörake aadressil "matrixTop.begin (0x70)" deklareeritud aadressid ümber; ja "matrixBottom.begin (0x71);" silmuse "setup ()" read. Kui mõni rida või veerg ei sütti, liigutage mini -LED -maatriksit naiste päistes. Võimalik, et nad ei loo head kontakti.

6. samm: LED -maatriksi ühendamine

Kui kõik koodid ja juhtelemendid on kontrollitud mini -LED -maatriksitega töötamiseks, on aeg ühendada suured joodetud LED -maatriksid.

Võite ühendada iga juhtme maatriksi seljakoti päistega eraldi, kuid tõenäoliselt teete palju pistikuid ja vooluvõrgust lahti ühendamist, nii et see võib olla tõeline probleem. Selle asemel soovite iga traadi joota isasele päisribale ja ühendada selle maatriksi seljakotiga. Paigaldasin päiseliistud prototüüpimisplaadi tükile, et saaksin kõik 16 tihvti kokku ja lahti ühendada. Ridad 1-4 ühendatakse maatriksi seljakoti tihvtidega 1-4 (tihvtide nummerdamine algab vasakust ülanurgast, kui vaatate seljakotti allapoole, 4-kontaktilised toite-/maa-/andme-/kellatahvlid peal). Veerud 1-4 ühendatakse tihvtidega 5-8. Tihvtide nummerdamine toimub nii, et tihvt 9 asub paremal all. Ridad 5-8 ühendatakse tihvtidega 12-9 ja veerud 5-8 ühendatakse tihvtidega 16-13. Selguse huvides vaadake diagrammi. Ühendage iga maatriks seljakotti ja käivitage sama programm "matrix8x8", mida tegite mini -LED -maatriksite puhul punktis 4. Kui igaüks töötab, saate mänguprogrammi laadida. Kui see ei tööta, kontrollige, kas suure LED -maatriksi read ja veerud on ühendatud seljakoti õigete tihvtidega. LED-maatriksi paigaldamine kokkupanekuks valmistatud vaht-südamiku rakisse võib hõlbustada kogu süsteemi testimist.

7. samm: kõrvitsa nikerdamine

Ärge tehke kõrvitsale nikerdamist enne, kui kogu teie elektroonika töötab. Nikerdatud kõrvitsal on piiratud säilivusaeg ja kui te selle kõigepealt nikerdate ja seejärel 2 päeva elektroonikaga tegelete, on see kaks päeva mängimisrõõmu, mille olete kaotanud.

Leidke kõrvitsa lamedaim külg, nii et teie LED -paneel ei keerleks liiga kaugele, ja lõigake selle vastasküljel olev ava. Ole helde; teil on vaja ruumi, et oma käed sinna tööle panna. Te ei kavatse lõigata ülaosa nagu traditsioonilise kõrvitsa puhul, sest see tuleb juhtkangi jaoks puutumata jätta. Pumpkin goo ja elektroonika ei ole parimad sõbrad, seega puhastage seest hästi. Parima välimusega Pumpktrise jaoks soovite, et teie valgusdioodide võrk oleks sirge ja kõrvitsaga hästi joondatud. PDF on lisatud 8x16 vahega, poole tolli kaugusel. Printige see (või tehke oma vahega), lõigake servad ümber ja kleepige see kõrvitsa esiküljele. Veenduge, et see oleks otse üles ja alla. Küünte, hambaorgi või muu sarnase tööriista abil torgake prooviauk iga paberile märgitud LED -i keskele. Otse paberist puurimist ei soovitata, sest see võib nihkuda või rebeneda. Kui kõik prooviaugud on torgatud, eemaldage paberimall ja kasutage oma auku puurimiseks 13/64 tolli. Ärge joondage külvikut risti kõrvitsa näoga! Kui teete seda, Kõrvitsa kumerus võib põhjustada aukude, mis asuvad väljastpoolt poole tolli kaugusel, kokku puutumist ja LED -ide sisestamine on keeruline. Selle asemel proovige hoida kõik augud paralleelselt. Kui kõik augud on puuritud, lõigake oma X-Acto noaga iga augu ümber ruudukujuline piksel. Kaldke nuga iga augu keskpunkti poole ja jätke pikslite vahele umbes 1/8 tolli. Soovitan osta praktiline kõrvits ja kasutada seda oma puurimis- ja pikslite nikerdamise tehnika täiustamiseks. Õppige seda seal enne, kui võtate võimaluse rikkuda valmistoote jaoks leitud täiusliku kõrvitsa.

8. samm: varre kinnitamine juhtkangi külge

Nüüd kohandate varre mängu juhtimiseks juhtkangina.

Lõika vars võimalikult aluse lähedale. Kui lõige pole sile ja puhas, kasutage selle tasandamiseks lihvimisplokki. Puurige 1-1/8 auk otse läbi varre aluse ja kõrvitsa sisse. Keerake juhtkangi pall välja ja joondage võll kõrvitsast seest ava keskpunktiga. Veenduge, et juhtnupp on kõrvitsa esiküljega ruudukujuline-mängides tahate lükata vasakule ja paremale, et liigutada tükke, mitte nurga all. Kui see on tsentreeritud ja ruudukujuline, tehke küünte või hambaorkuga augud sisse kõrvits juhtkangi aluse kinnitusavade kohal. Eemaldage juhtkang. Lõigake traatlõikuritega kipsplaadi ankrutelt paisuvad otsad ära, et need oleksid lühemad kui kõrvitsa naha paksus. Keerake need lühendatud, nikastatud kipsplaadi ankrud teie tehtud prooviaukudesse. Järgmise osa üksikasjad sõltuvad teie ostetud juhtkangist. SparkFuni kasutusel oli 6 mm kinnituskuul, mis asendatakse varrega. Kui teie juhtnupp on erinev, kasutage sobiva suurusega mutreid ja polte varre keskele ja puurige 13/64 tolli (sama suurus, mida kasutasite LED -aukude jaoks juhuslikult) umbes tolli otse varre sisse. See oleks hea samm oma kõrvitsa proovimiseks, veendumaks, et poldi kruvid on auku tihedalt kinni. Lõika 6 mm x 50 mm poldi pea maha saagiga. Pange epoksü- või puiduliim kruvide lõigatud otsa lähedal asuvatele niitidele ja keerake see varre sisse. Sa tahad tolli või nii sellest varre ja tolli väljaspool. Keerake 6 mm ühendusmutter juhtkangi võlli külge, kuid ärge veel juhtkangi kõrvitsasse paigaldage.

9. samm: LED -i ja juhtkangi paigutus

Sisestage kõrvitsast seestpoolt LED -id rida -haaval oma aukudesse, kuni nende alused on kõrvitsa sisepinnaga ühel tasapinnal. Kui kõik on paigas, lükake need bambusest varda abil sügavamale esiosa poole. Jätsin nende esiserva umbes 1/4 "kuni 3/8" välispinna alla istuma. Kui need asuvad pinnast liiga kaugel, valgub valgus kõrvitsa viljalihasse ja iga piksel on vähem eristatav.

Lisage juhtkangi ülaosale kiht kilet, nii et võll ise läbi torgaks. See hoiab vähemalt natuke niiskust sisse. Kinnitage juhtkang 1/2 kruvidega kipsplaadi ankrutesse. Ankrutega kaasas olevad kruvid on liiga pikad ja torgivad kõrvitsa läbi.

10. samm: mängu mängimine

Asetage kaussi või plastikust toiduainete säilitusnõu kõrvitsa põhja, et rippuv elektroonika ei puudutaks põhja. Ühendage juhtkangi oma Arduinoga, LED -seljakotid Arduinoga ja LED -maatriksid seljakottidega. Ühendage toiteallikas oma Arduinoga. Mängige nüüd endale Pumpktrist! Ideid edasiseks uurimiseks Selle asemel, et juhtkangi LED -ide abil kõrvitsa ülaosale paigaldada, võite kasutada kaugjuhtimisega kõrvitsat kas juhtmevabalt või kaabliga, mis on kaunistatud viinapuuna. Mängu asemel võite oma jack-o-laternal kuvada kerivaid teateid. Võib -olla soovite maatriksid paigaldada külgsuunas (16 lai 8 x kõrge) või isegi kasutada ainult ühte maatriksit. Paratamatu lagunemine Teie kõrvits hakkab lõpuks mädanema ja idanema hallitust ja seeni. See võib olla teie tervisele ohtlik ja põhjustada tõrkeid teie elektroonikas. Parem on kogu elektroonika välja tõmmata, kui näete kõrvitsal või selle sees mingit kasvu, et saaksite neid hiljem uuesti kasutada ilma Haz-Mat puhastamist nõudmata.

Halloweeni dekoratsioonide konkursi teine auhind