Zare Rainbow: 6 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:10

Kjo krijon një kuti të lojërave me zare me 5 pllaka të përbëra nga LED LED smd në 5 ngjyra. Softueri që drejton atë lejon mënyra të ndryshme lojërash me zare të shumta të përfshira.

Një ndërprerës kryesor lejon përzgjedhjen e lojërave dhe hedhjen e zareve. Çelsat individualë pranë secilës mbajtëse lejojnë përzgjedhjen ose kontrollin sipas llojit të lojës.

Kostot e ndërtimit janë shumë modeste, por kërkon një sasi të drejtë kohe ndërtimi, një hekur të mirë saldimi dhe një dorë të qëndrueshme.

Elektronika bazohet në një modul ESP8266 (ESP-12F) i cili drejton një server në internet duke lejuar azhurnime të lehta të firmware dhe mundësinë e monitorimit / zgjerimit të lojërave.

Kutia është e pajisur me bateri me një bateri të rimbushshme dhe pasi konsumi aktual është mjaft modest, do të funksionojë për shumë orë me një karikim.

Hapi 1: Pjesët dhe mjetet

Komponentët

Përbërësit e mëposhtëm janë të nevojshëm. Ato janë të gjitha të disponueshme në eBay

1. Moduli i përpunimit wifi ESP-12F ESP8266. (1.50)
2. Bateri dhe mbajtës 18650 (3.00 £)
3. LED SMD x7 të kuqe, blu, jeshile, të verdhë, të bardhë (pako me 20 për secilën ngjyrë 0.99 £)
4. Butoni i butonit 6mm çelsin x6 (£ 0.12)
5. Rrëshqitni çelësin e ndezjes/fikjes mini 8x4mm (£ 0.10)
6. Moduli i ngarkuesit të baterisë LIPO USB (0.20 £)
7. n kanal MOSFETS - AO3400 x6 (£ 0.20)
8. 3.3V Rregullator me rënie të ulët - XC6203E (0.20 £)
9. 220uF elektrolitike (£ 0.15)
10. Rezistencë 220R x5 (£ 0.05)
11. Rezistencë 4K7 x 6 (0.06)
12. Prototipi i bordit të izoluar vrima të dyfishta anësore (0.50 £)
13. Teli fleksibël lidh tela
14. Teli bakri i emaluar 32
15. Kunjat e kokës 40 shirita me kunja x3 (30 0.30)

Përveç kësaj, nevojitet një rrethim. Kam krijuar një kuti të shtypur 3D për të mbajtur gjithçka dhe lejon që LEDS të shkëlqejë. Kjo është në dispozicion në Thingiverse.

Mjetet

1. Hekuri i saldimit me pika të holla
2. Piskatore të shkëlqyera
3. Preres telash
4. Junior sharrë hakimi
5. Skedarët e gjilpërës janë të dobishëm
6. Ngjitës rrëshirë
7. Qasja në printerin 3D nëse përdorni modelin e kutisë të përfshirë.

Hapi 2: Përshkrimi i qarkut

Skema tregon modulin ESP-12F që drejton 5 vargje LED që përbëjnë zarin.

Çdo zare përbëhet nga 7 LED të rregulluar me 3 palë (2 diagonale dhe të mesme) plus një LED të vetëm qendror. Këto kanë nevojë për 4 kunja GPIO për të zgjedhur LEDS për t'u shfaqur. Rezistencat 220R përdoren për të përcaktuar rrymën dhe 2 përdoren në seri për LED qendror në mënyrë që rryma të jetë e njëjtë.

5 zaret janë shumëfishuar me 5 linja GPIO që drejtojnë çelsat MOSFET. Vetëm një ndërprerës është aktivizuar në të njëjtën kohë. Softueri lejon 1mSec për vdes, kështu që periudha e përgjithshme e rifreskimit është 200Hz dhe nuk ka dridhje.

5 ndërprerës janë të lidhur me secilën vdes. Meqenëse GPIO është e kufizuar, këto lexohen duke përdorur të njëjtat rreshta që përdoren për të shumëfishuar ngjyrën. Gjatë sekuencës së shumëfishtë këto linja kontrolli vendosen si hyrje me tërheqje dhe gjendjen e çelsave të lexuar. Pastaj kthehen në rezultate për pjesën tjetër të sekuencës së shumëfishtë.

Një ndërprerës i 6 -të për kontrollin e përgjithshëm lexohet nga linja GPIO16. Kjo mund të ketë vetëm një tërheqje poshtë kështu që kaloni është lidhur me tela në 3.3V. Kjo lexohet e ulët kur kaloni hapur dhe e lartë kur është e mbyllur.

Hapi 3: Ndërtimi i DIE

Kjo është pjesa më e gjatë e punës dhe ka nevojë për kujdes.

Çdo pllakë është ndërtuar në një copë bordi prototipizimi 6 vrima x 6 vrima katrore. Hapi i parë është prerja e 5 prej tyre nga një tabelë duke përdorur një mini sharrë. Mundohuni të lini sa më pak kufi jashtë vrimave.

Faza tjetër është të shtoni 2 tituj 6 pin në secilën anë, dhe 2 grupe me 3 kunja të izoluar pranë këtyre, dhe pastaj një palë të tjera në mes. Këto janë ato që do të mbajnë LED -të SMD. Më duket mirë të heq 2 kunjat e papërdorura nga secila prej kolonave të jashtme. Ana e sipërme e tabelës ku duhet të montohen LEDS duhet të ketë prerë kunjat e kokës në mënyrë që vetëm rreth 1 mm të dalë jashtë. Mundohuni t'i mbani të gjithë në nivel. Kjo lejon që LEDS të dalin mbi sipërfaqen e bordit.

7 LED SMD tani janë bashkuar në majë të secilës palë kunja. Kjo është pjesa më e ndërlikuar e ndërtimit të përgjithshëm, por nuk kërkon shumë kohë pas pak praktike. Teknika që kam përdorur ishte lyerja e pjesës së sipërme të gjysmës së kunjave, kështu që tashmë kishte disa saldime. Pastaj mbani LED në piskatore, shkrini përsëri saldimin dhe futeni LED në të. Mos u shqetësoni shumë për cilësinë e nyjës në këtë fazë. Më e rëndësishme është që të merrni shtrirjen e ZHEL sa më mirë që të jetë e mundur, horizontale dhe përgjatë kunjave. Pasi të jetë vendosur një LED atëherë mund të ngjitet siç duhet në skajin tjetër në kunjin e tij dhe pastaj bashkimi i parë të rilidhet nëse kërkohet.

Polariteti i diodave duhet të jetë i drejtë. Unë rregulloj që të gjitha kunjat e kokës së jashtme të lidhen me anodat. LED qendror kam bërë të njëjtin orientim si kolona e dorës së majtë (shikuar nga fytyra dhe me rreshtin rezervë në pjesën e poshtme. Diodat kanë një shenjë të zbehtë në katodë, por është gjithashtu mirë të kontrolloni me një metër. Diodat do të në fakt ndizet kur përdorni gamën e rezistencës (të themi 2K) dhe plumbin e kuq në anodë dhe të zezë në katodë. Ato mbeten të pa ndriçuara anasjelltas. Kjo është gjithashtu një metodë e mirë për të kontrolluar ngjyrat nëse përzihen.

Pasi LEDs janë montuar atëherë pjesa tjetër e bordit mund të përfundojë.

Në pjesën e poshtme të tabelës.

1. Lidhni të gjitha katodat së bashku duke përdorur një tel të hollë me një fije të vetme të pa izoluar.
2. Ngjiteni mosfetin me kunjin e kullimit të lidhur me vargun e katodës
3. Lidhni burimin e mosfetit në kunjin e tij të kokës i cili do të jetë 0V përfundimisht
4. Lidhni portën përmes një rezistence 4K7 në kunjin e saj të kokës. Goodshtë mirë ta rrënjosni këtë përmes një vrime tjetër më të ulët siç tregohet pasi këtu është vendi ku do të lidhet çelësi.

Në pjesën e përparme të kryqit të tabelës lidhni 3 palë anoda.

1. Përdorni tela të emaluar të ngjitshëm për ta mbajtur profilin të ulët.
2. Para-kallaji një fund të çdo teli
3. Ngjiteni atë në një anodë.
4. Kalojeni atë dhe prerë në gjatësi.
5. Para-kallaji dhe ngjitur atë në atë palë anodor korresponduese.

Në këtë pikë është mirë të bëni një provë paraprake të secilës vdes duke përdorur multimetrin. Me plumbin e zi në katodat e zakonshme (kullimi Mosfet), plumbi i kuq mund të zhvendoset në 3 çiftet anode dhe anodën e vetme. LED -të përkatëse duhet të ndizen.

Hapi 4: Ndërtimi i kutisë

Kjo supozon se po përdoret versioni i kutisë së printuar 3D. Kutia ka dhëmbëzime për secilën ngjyrë dhe çdo LED. Shtresa e poshtme nën secilën LED është shumë e hollë (0.24mm) kështu që me plastikë të bardhë lejon që drita të shkëlqejë shumë mirë dhe vepron si një shpërndarës. Ka ndërprerje për të gjithë çelsat, dhe pikën e karikimit. Bateria ka ndarjen e vet.

Së pari montoni 6 çelësat e mini -butonave dhe çelësin rrëshqitës në vend. Sigurohuni që ato të jenë të barabarta me pjesën e jashtme. Çelësat e butonit të shtypjes kanë dy palë kontakte të lidhura paralelisht. Orientojini ato në mënyrë që kontaktet ndërruese të jenë ngjitur me vijën e tyre. Përdorni një rrëshirë të shpejtë për tu kyçur në vend.

Tani montoni baterinë dhe kutinë e saj në hapësirën e dhënë. Duhet të jetë një përshtatje mjaft e mirë, por përdorni pak zam nëse kërkohet.

Ngjiteni ngarkuesin LIPO në mur të pajisur me mikro USB të arritshëm përmes vrimës së tij.

Plotësoni lidhjet bazë të energjisë duke rrethuar tokën e baterisë përmes të gjithë çelsave të butonit dhe lidhjes LIPO B dhe duke lënë një bisht derri për t'u lidhur me pajisjet elektronike. Bateria + duhet të shkojë B + në ngarkuesin LIPO dhe në çelësin rrëshqitës. Ana tjetër e çelësit të rrëshqitjes duhet të shkojë në çelësin e gjashtë dhe një bisht derri për pajisjet elektronike. Sigurohuni që çelësi i rrëshqitjes është në pozicionin e fikur dhe izoloni përkohësisht bishtat e derrit. Ju nuk doni të shkurtoni baterinë!

Ngjiteni në dy bishta të shkurtër të derrit të pa izoluar në secilën nga 5 çelsat e ngrënies. Këto duhet të jenë pak fleksibile.

Poziciononi dhe siguroni secilën prej vdes në pozicionin e saj duke bashkuar në dy bishtalecat e kalimit në dërrasën e pllakës, duke u siguruar që 0V i ndërprerësit të jetë i lidhur me burimin mosfet / 0V dhe anën e drejtpërdrejtë të ndërprerësit deri në portën 4K7 / mosfet LED -të në tabelë duhet të përshtaten në gropat e kutisë dhe telat e ndërprerës duhet të jenë të mjaftueshëm për të mbajtur mbajtësen në pozicion.

Pastaj lidhni të gjitha anodat e zakonshme të 5 zareve. Kjo është bërë më e lehtë në atë që lidhjet e çifteve të diodave janë të disponueshme në të dy anët e bazës, por mbani në mend se ato kryqëzohen në diagonale. Mos u ngatërroni nga tela e kuqe në imazh me sa duket do të vdesë. Justshtë vetëm gicë dhe nuk lidhet me asgjë në këtë fazë.

ESP-12F përbëjnë

Vini re se mund të dëshironi të programoni modulin ESP-12F para montimit. Pasi të jetë ndezur, atëherë të gjitha azhurnimet e tjera mund të bëhen duke përdorur wifi OTA.

Përbëjeni rregullatorin 3.3V në pjesën e mbetur të kartës protip. Kjo thjesht ka rregullatorin LDO dhe kondensatorin e shkëputjes. Edhe pse shpërndarja e energjisë është shumë e ulët, unë bashkoj disa nga kontaktet së bashku për të vepruar si një ngrohës nxehtësie për pajisjen. Dy tela mund të dalin jashtë dhe të bëjnë një lidhje të drejtpërdrejtë me 3.3V / 0V të ESP-12F.

Ngjitës në tela mbi kunjat GPIO për 5 linjat multiplex dhe çelësin 6. Linjat e 4 shoferëve të anodës LED kanë nevojë për rezistorët e serisë 220R / 440R në linjë. Dikush mund të përdor rezistenca të vogla përmes vrimave në ESP-12F për këtë ose e bëra me SMD të grumbulluar mbi vrimat, e cila është gjithashtu mjaft e fortë.

Së fundi, lidhni linjat e shumëfishta në kunjat e kokës individuale dhe drejtuesit e anodës në zinxhirin e tyre korrespondues.

Hapi 5: Softuer

Softueri për këtë bazohet në mjedisin ESP8266 Arduino. Shtë në dispozicion në github.

Kodi i disponueshëm këtu

Ekziston një bibliotekë diceDriver e cila ofron funksione të nivelit të ulët të përdorur për të shumëfishuar LED -të dhe për të lexuar çelsat. Kjo drejtohet nga ndërprerja, kështu që pasi të vendosen vlerat e zareve, atëherë ajo vetë -mirëmbahet.

Koha e përgjithshme është e ndarë në 1 interval mSec për vdes. Periudha brenda këtij 1 mSec në të cilën janë ndezur LED -të mund të caktohet për secilën vdes në mënyrë të pavarur. Kjo lejon që ndriçimi të balancohet në ngjyra të ndryshme dhe gjithashtu lejon zbehjen dhe ndezjen si pjesë e kontrollit të lojës.

Biblioteka gjithashtu lexon ndërruesit e zareve si pjesë e multiplexit dhe ka rutinat për të 'hedhur' një ose më shumë zare paralelisht.

Skica përdor bibliotekën për të siguruar një përzgjedhje të mënyrave të lojës me zare dhe për të drejtuar këto lojëra. Ai gjithashtu siguron funksione mirëmbajtjeje për të vendosur wifi fillimisht, për të shkarkuar OTA firmware të ri dhe për të siguruar disa funksione themelore të uebit për të testuar dhe kontrolluar statusin e pajisjes.

Softueri është përpiluar në një IDE Arduino. Si dhe ino ajo përdor bibliotekën BaseSupport për të siguruar funksionet themelore. Kjo është konfiguruar në skedarin lokal BaseConfig.h. Një fjalëkalim i paracaktuar i 'fjalëkalimit' përdoret për t'u lidhur me konfigurimin e tij wifi. Ju mund të dëshironi ta ndryshoni atë në diçka tjetër. Ju gjithashtu mund ta konfiguroni atë me kredencialet fikse wifi nëse nuk doni të përdorni konfigurimin e integruar. Gjithashtu ka të njëjtin fjalëkalim të paracaktuar për procesin e azhurnimit të firmware OTA që mund të dëshironi të ndryshoni. Herën e parë që firmware duhet të ngarkohet mbi lidhjen serike me Arduino IDE. Kjo duhet t'u bindet rregullave normale të ndezjes me GPIO0 të tërhequr poshtë gjatë rivendosjes për ta futur atë në modalitetin serial të blicit. Kjo bëhet më e përshtatshme para se moduli të lidhet përfundimisht, por mund të bëhet në vend nëse kapëset janë bashkangjitur në kunjat përkatëse.

Kur firmueri ekzekutohet për herë të parë, ai nuk do të lidhet me wifi -n lokal dhe automatikisht do të hyjë në një modalitet konfigurimi duke krijuar një rrjet aksesi të tijin. Mund të lidheni me këtë nga një pajisje wifi (p.sh. telefoni) dhe më pas të shfletoni në 192.168.4.1 i cili do të lejojë zgjedhjen e wifi -t të vërtetë lokal dhe futjen e fjalëkalimit të tij. Nëse kjo është në rregull, atëherë do të rindizet dhe do të përdorë këtë rrjet.

OTA bëhet duke eksportuar binarët në Arduino IDE dhe më pas duke shfletuar në ip/firmware ku ip është ip i kutisë kur lidhet. Kjo do të kërkojë / shfletojë për binarin e ri.

Funksione të tjera në internet janë

• setpower - vendos fuqinë për një copë (ip/setpower? zare = 3 & fuqi = 50)
• setflash - vendos flash për zare (ip/setflash? mask = 7 & interval = 300)
• setdice - cakton një vlerë vdes (ip/setdice? zare = 3 & vlerë = 2)
• parametrat - vendos parametrat e rrotullimit (ip/parametrat? maska = 7 & koha = 4000 & interval = 200)
• statusi - kthen vlerat e zareve dhe ndërroni statusin

Hapi 6: Lojërat

Softueri lejon përzgjedhjen e lojërave dhe funksionimin e lojërave të kontrolluara nga çelësi kryesor.

Fillimisht sistemi është në modalitetin e vendosjes së lojës me vetëm pjesën e parë që tregon një '1'. Ju ecni nëpër 12 mënyra të ndryshme të lojës duke bërë shtypje të shkurtra të këtij butoni. Vdes i parë shkon 1 - 6, dhe pastaj qëndron në 6 ndërsa vdes i dytë tregon 1-6.

Për të zgjedhur një lojë të veçantë ju bëni një shtypje të gjatë të butonit (> 1 sekondë) dhe kjo e vendos atë në modalitetin e lojës.

Brenda një loje një rrotull normalisht fillon me një shtypje të shkurtër të këtij çelësi. Për t'u rikthyer në modalitetin e zgjedhjes së lojës nga modaliteti i drejtimit atëherë bëni një shtypje të gjatë të këtij çelësi dhe më pas do të shfaq numrin e lojës si më parë dhe do të lejojë përzgjedhje të mëtejshme.

9 mënyra të lojës janë përcaktuar për momentin me 3 rezervë.

Lojërat 1 deri në 5 janë rrotulla të thjeshta të atij numri të zareve. Çdo rrotull thjesht hedh të gjitha zaret. Ndërprerësit e zareve nuk kanë efekt në këto Lojëra.

Loja 6 është një numër dinamik i zareve. Shtypni njërin ndërprerës për të zgjedhur numrin e zareve dhe më pas çelësin kryesor për të hedhur zarin. Numri i zareve mund të ndryshohet para çdo hedhjeje.

Loja 7 është një rrotull me shumë gjuajtje. Të 5 zaret janë përfshirë. Një shtypje e çelësit kryesor hedh të gjitha zaret. Shtypja e secilit ndërprerës të vdesë e bën atë të ndizet. Kur shtypet çelësi kryesor, atëherë vetëm qelqi ndezës do të rrokulliset, përveç se nëse asnjë nuk ndizet, atëherë të gjithë do të rrokullisen. Kjo është si zare pokeri ose Yahtzee. Vini re se nuk ka zbatim të numrit të hedhjeve të lejuara. Kjo varet nga integriteti i lojtarit.

Loja 8 është si Loja 7 përveçse dim përdoret për të treguar që pjesa e zgjedhur nuk ndizet.

Loja 9 përdor çelsat e vrimave për të përcaktuar rrotullat. Nëse zgjidhet një nga 3 të parët, atëherë kjo përcakton numrin e zareve për të hedhur 1, 2 ose 3). Pastaj nëse një nga çelsat 2 të poshtëm shtypet atëherë rreshti i lartë mbahet dhe kjo zgjedh numrin e zareve që do të hidhen në rreshtin e poshtëm (1 ose 2). Kjo përdoret në lojëra si Risk.