Ndërtoni Rainbow Interactive Bridge duke përdorur Minecraft Raspberry Pi Edition: 11 hapa

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

Dje, pashë nipin tim 8-vjeçar duke luajtur Minecraft me Raspberry Pi që i dhashë më parë, pastaj mora një ide, që po përdor kodin për të bërë një projekt të personalizuar dhe emocionues të blloqeve të Minecraft-pi LED. Minecraft Pi është një mënyrë e shkëlqyeshme për të filluar me mikrokompjuterin Raspberry Pi, Minecraft Pi është një version special i bërë me porosi i Minecraft që na lejon të ndërveprojmë me lojën duke përdorur një API vdekjeprurëse të thjeshtë Python për të personalizuar përvojën dhe pajisjet e lojës!

Ka shumë projekte që mund të bëni në botën e Minecraft me Raspberry Pi por konkretisht për ne nuk ishte e mjaftueshme, ne po kërkonim diçka sfiduese dhe vezulluese në të njëjtën kohë. Në këtë projekt, ne do të shkelim në blloqe të shumta të Minecraft, do të zbulojmë ID -në e bllokut dhe do të zbulojmë ngjyrën e bllokut specifik në të cilin kemi shkelur, bazuar në ngjyrën që do të ndezim LED -in tonë RGB për të krijuar lojë hapash ndërveprues!

Unë do të përdor dy metoda për të arritur efektin, e para është përdorimi i aksesorëve, të cilët mund të jenë shumë kaotikë …; e dyta është duke përdorur CrowPi2 (mësimi i kompjuterit me shumë sensorë, i financuar aktualisht në Kickstarter: CrowPi2)

le të fillojmë dhe të shohim se si të arkivojmë një projekt kaq të mahnitshëm!

Furnizimet

CrowPi2 tani është drejtpërdrejt në kickstarter tani, projekti CrowPi2 ka mbledhur pothuajse 250 mijë dollarë.

Godit lidhjen:

Metoda 1 Përdorimi i aksesorëve

Hapi 1: Materialet

1 x Raspberry Pi 4 modeli B

● 1 x kartë TF me imazh

● 1 x furnizim me energji Raspberry Pi

● 1 x 10.1 inç monitor

X 1 x Furnizim me energji për monitorin

● 1 x kabllo HDMI

● 1 x Tastiera dhe miu

● 1 x RGB e udhëhequr (katodë e zakonshme)

● 4 x bluza (nga femra në femër)

Hapi 2: Diagrami i lidhjes

Në të vërtetë ka tre drita në LED me ngjyra RGB, të cilat janë drita e kuqe, drita jeshile dhe drita blu. Kontrolloni këto tre drita për të lëshuar dritë me intensitete të ndryshme, dhe kur përzihen, ato mund të lëshojnë dritë me ngjyra të ndryshme. Katër kunjat në dritën LED janë përkatësisht GND, R, G dhe B. LED RGB që kam përdorur është një katodë e zakonshme, dhe lidhja me Raspberry Pi është si më poshtë:

RaspberryPi 4B (në emrin e funksionit) RGB LED

GPIO0 1 KUQ

GPIO1 3 GREEN

GPIO2 4 BLUE

GND 2 GND

Fotografia e dytë është lidhja e harduerit

Hapi 3: Konfiguro për SPI

Për shkak se ne duhet të përdorim SPI për të kontrolluar RGB, duhet së pari të aktivizojmë ndërfaqen SPI, e cila është e çaktivizuar si parazgjedhje. Ju mund të ndiqni hapat e mëposhtëm për të aktivizuar ndërfaqen SPI:

Së pari, mund të përdorni GUI të desktopit duke iu drejtuar Konfigurimit të fillimit Pi MenupreferencesRaspberry Pi, siç tregohet në foton e parë.

Së dyti, lundroni te "Ndërfaqet" dhe aktivizoni SPI dhe klikoni OK (fotografia e dytë).

Së fundi, rinisni Pi tuaj për të siguruar që ndryshimet të hyjnë në fuqi. Kliko në Pi Start MenuPreferencesShutdown. Meqenëse ne vetëm duhet të rinisim, klikoni në butonin Rinis.

Hapi 4: Kodi

Ne do të fillojmë duke shkruar kodin tonë python, së pari, do të fillojmë duke importuar disa biblioteka që do të na duhen në mënyrë që të integrojmë kodin tonë me botën e Minecraft. Pastaj, ne do të importojmë bibliotekën e kohës, veçanërisht një funksion të quajtur gjumë. Funksioni i gjumit do të na lejojë të presim një interval specifik para se të kryejmë një funksion. E fundit por jo më pak e rëndësishme, ne importojmë bibliotekën RPi. GPIO e cila na lejon të kontrollojmë GPIO në Raspberry Pi.

nga mcpi.minecraft import Minecraft nga koha import import gjumë RPi. GPIO si GPIO

Dhe kjo është ajo, ne kemi bërë me importimin e bibliotekave, tani është koha t'i përdorim ato! Gjëja e parë, është përdorimi i bibliotekës Minecraft, ne duam të lidhim shkrimin tonë python me botën e Minecraft, ne mund ta bëjmë këtë duke thirrur funksionin init () të bibliotekës MCPI dhe pastaj të vendosim mënyrën e GPIO dhe të çaktivizojmë paralajmërimin.

mc = Minecraft.create () GPIO.setmode (GPIO. BCM) GPIO.setwarnings (0)

Tani, ne përcaktojmë disa ngjyra të ylberit në heksadecimal në mënyrë që të mund të ndryshojmë ngjyrat RGB.

E BARDHE = 0xFFFFFF E KUQE = 0xFF0000 ORANGE = 0xFF7F00 YELLOW = 0xFFFF00 GREEN = 0x00FF00 CYAN = 0x00FFFF BLUE = 0x0000FF Purple = 0xFF00FF MAGENTA = 0xFF0090

Tjetra, ne duhet të përcaktojmë disa ndryshore për të regjistruar ngjyrën e bllokut të leshit, e cila është përcaktuar tashmë në listën e blloqeve të Minecraft.

W_WHITE = 0 W_RED = 14 W_ORANGE = 1 W_YELLOW = 4 W_GREEN = 5 W_CYAN = 9 W_BLUE = 11 W_PURPLE = 10 W_MAGENTA = 2

Ne ID e bllokut të leshit në Minecraft është 35. Tani, ne duhet të konfigurojmë pin për RGB led dhe të vendosim për to.

kunja e kuqe = 17 kunja e gjelbër = 18 kunja e kaltër = 27

GPIO.setup (red_pin, GPIO. OUT, initial = 1) GPIO.setup (green_pin, GPIO. OUT, initial = 1) GPIO.setup (blu_pin, GPIO. OUT, fillestare = 1)

Pastaj, vendosni PWM për secilën kunj, vini re se diapazoni i vlerës së PWM është 0-100. Këtu, ne vendosëm ngjyrën e RGB të udhëhequr në të bardhë (100, 100, 100) së pari.

e kuqe = GPIO. PWM (kunja e kuqe, 100)

jeshile = GPIO. PWM (gjelbër_pin, 100) blu = GPIO. PWM (kunjë_ kaltër, 100) e kuqe.filloni (100) jeshile.filloni (100) blu.filloni (100)

Më poshtë është krijimi i dy funksioneve, të cilat mund të përdoren për të deshifruar ngjyrën dhe ndriçuar RGB të udhëhequr! Vini re se funksioni map2hundred () është të hartojë vlerat nga 255 në 100, siç e thamë më parë, vlera PWM duhet të jetë 0-100.

def map2hundred (vlera): kthimi int (vlera * 100 /255)

def set_color (color_code): # Dekodo red_value = color_code >> 16 & 0xFF green_value = color_code >> 8 & 0xFF blue_value = color_code >> 0 & 0xFF

# Vlerat e hartës red_value = map2hundred (red_value) green_value = map2hundred (green_value) blue_value = map2hundred (blue_value)

# Ndriçoni! e kuqe. ChangeDutyCycle (vlera e kuqe) jeshile. ChangeDutyCycle (vlera e gjelbër) blu. NdryshimiDutyCycle (vlera_ blu)

Te lumte! Timeshtë koha për të filluar programin tonë kryesor, prisni, një ndryshore tjetër duhet të përcaktohet për të regjistruar kodin e ngjyrave të bllokut të leshit para programit kryesor:

të dhënat e fundit = 0 provo: x, y, z = mc.player.getPos () mc.setBlocks (x, y, z, x+1, y, z+2, 35, 14) mc.setBlocks (x+2, y+1, z, x+3, y+1, z+2, 35, 11) mc. setBlocks (x+4, y+2, z, x+5, y+2, z+2, 35, 2) mc.setBlocks (x+6, y+3, z, x+7, y+3, z+2, 35, 5) mc.setBlocks (x+8, y+4, z, x+9, y+4, z+2, 35, 4) mc.setBlock (x+10, y+5, z, x+11, y+5, z+2, 35, 10) mc. setBlocks (x+12, y+6, z, x+13, y+6, z+2, 35, 1) mc. setBlocks (x+14, y+5, z, x+15, y+5, z+2, 35, 10) mc.setBlocks (x+16, y+4, z, x+17, y+4, z+2, 35, 4) mc.setBlocks (x+18, y+3, z, x+19, y+3, z+2, 35, 5) mc.setBlock (x+20, y+2, z, x+21, y+2, z+2, 35, 2) mc. setBlocks (x+22, y+1, z, x+23, y+1, z+2, 35, 11) mc. setBlocks (x+24, y, z, x+25, y, z+2, 35, 14) ndërsa e vërtetë: x, y, z = mc.player.getPos () # pozicioni i lojtarit (x, y, z) bllok = mc.getBlockWithData (x, y-1, z) # bllok ID #print (bllok) nëse block.id == WOOL dhe last_data! = Block.data: nëse block.data == W_RED: print ("E kuqe!") Set_color (KUQ) nëse block.data == W_ORANGE: print ("Portokalli!") Set_color (ORANGE) nëse bllok.data == W_ YELLOW: print ("Yellow!") Set_color (YELLOW) nëse block.data == W_GREEN: print ("Green!") Set_color (GREEN) nëse block.data == W_CYAN: print ("Cyan!") Set_color (CYAN) nëse block.data == W_BLUE: print ("Blu!") set_color (BLUE) nëse block.data == W_PURPLE: print ("Purple!") set_color (PURPLE) nëse block.data == W_MAGENTA: print (" Magenta! ") Set_color (MAGENTA) nëse block.data == W_WHITE: print (" White! ") Set_color (WHITE) last_data = block.data fle (0.05) përveç KeyboardInterrupt: pass GPIO.cleanup ()

Siç është treguar programi kryesor më lart, së pari të përdorni disa komanda për të gjeneruar disa blloqe leshi shumëngjyrësh, pastaj duhet të zbulojmë pozicionin e lojtarit në mënyrë që të marrim id -in e blloqeve dhe kodin e tij të ngjyrës. Pas marrjes së informacionit të bllokut, ne do të përdorim deklaratën për të përcaktuar nëse blloku nën luajtës është një bllok leshi dhe nëse ka kodin e ngjyrës. Nëse po, gjykoni se cila ngjyrë është blloku i leshit dhe thirrni funksionin set_color () për të ndryshuar ngjyrën e RGB led njësoj si blloku i leshit.

Përveç kësaj, ne shtojmë një deklaratë try/only për të kapur përjashtimin e ndërprerjes së përdoruesit kur duam të lëmë programin për të pastruar daljen e kunjave GPIO.

Bashkangjitur është kodi i plotë.

Mirë, kaq shumë pajisje dhe shumë të komplikuara, apo jo? Mos u shqetësoni, le të shohim metodën e dytë për të arritur projektin, e cila do t'ju bëjë të ndiheni më fleksibël dhe më të përshtatshëm, e cila është duke përdorur CrowPi2 -in tonë!

Hapi 5: Rezultati

Hapni lojën dhe ekzekutoni skenarin, do të shihni rezultatin në videon e mësipërme

Pastaj do të përdorim CrowPi2 për të ndërtuar urën ndërvepruese Rainbow tjetër

Hapi 6: Përdorimi i materialeve CrowPi2

● 1 x CrowPi2

Hapi 7: Përdorimi i CrowPi2- Diagramit të Lidhjes

Nuk ka nevojë. Ka shumë sensorë dhe përbërës të dobishëm (më shumë se 20) në CrowPi2, të gjitha janë në një laptop me mjedër pi dhe platformë edukimi STEM që na lejon të bëjmë projekte të shumta me lehtësi dhe pa djersë! Në këtë rast, ne do të përdorim një modul tërheqës dhe shumëngjyrësh në CrowPi2, i cili është një modul i matricës 8x8 RGB, i cili na lejon të kontrollojmë 64 RGB led në të njëjtën kohë!

Hapi 8: Përdorimi i CrowPi2- Konfiguro për SPI

Nuk ka nevojë. CrowPi2 vjen me një imazh të integruar me një sistem mësimi! Gjithçka është përgatitur që do të thotë që ju mund të programoni dhe mësoni drejtpërdrejt. Për më tepër, me CrowPi2 tonë është e lehtë dhe tashmë e integruar në tabelë si një platformë STEAM gati për të shkuar.

Hapi 9: Përdorimi i CrowPi2- Kodi

Tani, është koha për të filluar programin tonë! Së pari, importoni disa biblioteka, të tilla si biblioteka MCPI e cila është biblioteka Minecraft Pi Python që na lejon të përdorim një API shumë të thjeshtë për t'u integruar me botën e Minecraft; biblioteka e kohës e cila na lejon që ne të flemë funksionin për të pritur një interval specifik para se të kryejmë një funksion; Biblioteka RPi. GPIO e cila na lejon të kontrollojmë kunjat e Raspberry Pi GPIO.

nga mcpi.minecraft import Minecraft nga koha import import gjumë RPi. GPIO si GPIO

Së fundi, ne do të importojmë një bibliotekë të quajtur rpi_ws281x e cila është biblioteka RGB Matrix, brenda bibliotekës, ka funksione të shumta që do të përdorim të tilla si PixelStrip për të konfiguruar objektin e shiritit LED dhe Color për të konfiguruar një objekt me ngjyrë RGB që ndizet LED -et tona RGB

nga importi rpi_ws281x PixelStrip, Ngjyra

Dhe kjo është ajo, ne kemi bërë me importimin e bibliotekave, tani është koha t'i përdorim ato! Në të njëjtën mënyrë, gjëja e parë është përdorimi i bibliotekës Minecraft, ne duam të lidhim skriptin tonë python me botën e Minecraft, këtë mund ta bëjmë duke thirrur funksionin e fillimit të bibliotekës MCPI:

mc = Minecraft.create ()

Tani sa herë që duam të kryejmë operacione në botën e mincrat, ne mund të përdorim objektin mc.

Hapi tjetër do të jetë përcaktimi i klasës së matricës RGB LED që do të përdorim për të kontrolluar LED -et tona RGB, ne e inicializojmë klasën me konfigurimin bazë siç janë numri i leds, kunjat, shkëlqimi etj…

ne krijojmë një funksion të quajtur pastër i cili do të "pastrojë" sa më pak me ngjyrë specifike të dhënë dhe gjithashtu një funksion të quajtur run që do të inicializojë objektin aktual LED RGB në herën e parë që duam ta përdorim.

klasa RGB_Matrix:

def _init _ (vetja):

# Konfigurimi i shiritit LED:

vetë. LED_COUNT = 64 # Numri i pikselave LED.

self. LED_PIN = 12 # pin GPIO i lidhur me pikselët (18 përdor PWM!).

vet. LED_FREQ_HZ = 800000 # Frekuenca e sinjalit LED në herc (zakonisht 800khz)

vet. LED_DMA = 10 # kanal DMA për t'u përdorur për gjenerimin e sinjalit (provo 10)

vetë. LED_BRIGHTNESS = 10 # Vendoseni në 0 për errësirën dhe 255 për më të ndritshmet

self. LED_INVERT = E gabuar # E vërtetë për të përmbysur sinjalin

self. LED_CHANNEL = 0 # e vendosur në '1' për GPIO 13, 19, 41, 45 ose 53

# Përcaktoni funksionet që animojnë LED -të në mënyra të ndryshme. def pastro (vetja, shiriti, ngjyra):

# fshij të gjitha LED -të menjëherë

për i në rang (strip.numPixels ()):

strip.setPixelColor (i, ngjyra)

shirit. shfaqje ()

def drejtuar (vetja):

# Krijoni objekt NeoPixel me konfigurimin e duhur.

shirit = PixelStrip (vetë. LED_COUNT, vetë. LED_PIN, vetja. LED_FREQ_HZ, vet. LED_DMA, vetja. LED_INVERT, vetja. LED_BRIGHTNESS, vet. LED_CHANNEL)

provo:

shiriti i kthimit

përveç KeyboardIntruptrupt:

# pastroni LED -in e matricës para ndërprerjes

vetë. i pastër (rrip)

Pasi të kemi bërë me sa më sipër, është koha për të thirrur ato klasa dhe për të krijuar objekte që mund të përdorim në kodin tonë, së pari le të krijojmë një objekt të matricës RGB LED që mund të përdorim duke përdorur klasën që kemi krijuar më herët:

matrixObject = RGB_Matrix ()

Tani le ta përdorim këtë objekt për të krijuar objekt aktiv të shiritit LED që do të përdorim për të kontrolluar LED -et tona individuale në Matricën RGB:

shirit = matrixObject.run ()

Së fundi, për të aktivizuar këtë shirit, do të na duhet të ekzekutojmë një funksion të fundit:

strip.filloj ()

Minecraft API përfshin shumë blloqe, secili bllok i Minecraft ka ID -në e vet. Në shembullin tonë ne kemi marrë një sasi blloqesh të Minecraft dhe jemi përpjekur të marrim me mend se cila ngjyrë është më e përshtatshme për ta.

RGB qëndron për të Kuqe, të Gjelbër dhe blu kështu që do të na duhen 3 vlera të ndryshme duke filluar nga 0 në 255 për secilën, ngjyrat mund të jenë në formatin HEX ose RGB, ne po përdorim formatin RGB për shembullin tonë.

Në botën e Minecraft Pi ka ID të blloqeve normale dhe ID të blloqeve të leshit të veçantë, leshi i veçantë vjen nën numrin ID 35 por me nën -numra që variojnë në shumë ID të ndryshme … Ne do ta zgjidhim këtë problem duke krijuar 2 lista të veçanta, një për blloqe normale dhe një listë për blloqe të veçanta leshi:

Lista e parë është për blloqet normale, për shembull 0 përfaqësojnë bllokun e ajrit, ne do ta vendosim atë ngjyrë 0, 0, 0 e cila është bosh ose e bardhë e plotë, kur lojtari të kërcejë ose të fluturojë në lojë RGB do të fiket, 1 është bllok i ndryshëm me ngjyrë RGB 128, 128, 128 e kështu me radhë…

#Ngjyrat e Ylberit

ngjyrat e ylberit = {

"0": Ngjyra (0, 0, 0), "1": Ngjyra (128, 128, 128), "2": Ngjyra (0, 255, 0), "3": Ngjyra (160, 82, 45), "4": Ngjyra (128, 128, 128), "22": Ngjyra (0, 0, 255)

}

Për blloqet e leshit ne bëjmë të njëjtën gjë, por është e rëndësishme të mbani mend se të gjitha blloqet kanë një ID prej 35, në këtë listë ne përcaktojmë nëntipet e bllokut që është bllok leshi. Nënllojet e ndryshme të leshit kanë ngjyra të ndryshme, por të gjitha ato janë blloqe leshi.

ngjyrat e leshit = {

"6": Ngjyra (255, 105, 180), "5": Ngjyra (0, 255, 0), "4": Ngjyra (255, 255, 0), "14": Ngjyra (255, 0, 0), "2": Ngjyra (255, 0, 255)

}

Tani kur kemi përfunduar përcaktimin e programit, klasave dhe funksioneve tona kryesore, është koha për t'u integruar me sensorin tonë CrowPi2 RGB LED në bord.

Programi kryesor do të marrë parametrat që kemi përcaktuar më herët dhe do të ketë ndikim në harduer.

Ne do të përdorim CrowPi2 RGB LED për t'i ndriçuar ato bazuar në hapat që bëjmë brenda Minecraft Pi në secilin bllok, le të fillojmë!

Gjëja e parë që do të bëjmë është të gjenerojmë disa blloqe leshi me komanda dhe të krijojmë një lak while, për ta mbajtur programin në punë për aq kohë sa ne luajmë lojën.

Ne do të duhet të marrim disa të dhëna nga lojtari, gjëja e parë që ne përdorim komandën player.getPos () për të marrë pozicionin e lojtarit, atëherë ne përdorim getBlockWithData () për të marrë bllokun në të cilin jemi aktualisht (y koordinata është -1 e cila do të thotë nën lojtar)

x, y, z = mc.player.getPos ()

mc.setBlocks (x, y, z, x+1, y, z+2, 35, 14)

mc.setBlocks (x+2, y+1, z, x+3, y+1, z+2, 35, 11)

mc.setBlocks (x+4, y+2, z, x+5, y+2, z+2, 35, 2)

mc.setBlocks (x+6, y+3, z, x+7, y+3, z+2, 35, 5)

mc.setBlocks (x+8, y+4, z, x+9, y+4, z+2, 35, 4)

mc.setBlocks (x+10, y+5, z, x+11, y+5, z+2, 35, 10)

mc.setBlocks (x+12, y+6, z, x+13, y+6, z+2, 35, 1)

mc.setBlocks (x+14, y+5, z, x+15, y+5, z+2, 35, 10)

mc.setBlocks (x+16, y+4, z, x+17, y+4, z+2, 35, 4)

mc.setBlocks (x+18, y+3, z, x+19, y+3, z+2, 35, 5)

mc.setBlocks (x+20, y+2, z, x+21, y+2, z+2, 35, 2)

mc.setBlocks (x+22, y+1, z, x+23, y+1, z+2, 35, 11)

mc.setBlocks (x+24, y, z, x+25, y, z+2, 35, 14)

ndërsa e vërtetë:

x, y, z = mc.player.getPos () # pozicioni i lojtarit (x, y, z)

blockType, data = mc.getBlockWithData (x, y-1, z) # bllok ID

print (blockType)

Pastaj ne do të kontrollojmë nëse blloku është bllok leshi, numri i bllokut ID 35, nëse është, do t'i referohemi ngjyrave të leshit me ngjyrën e bllokut bazuar në ID -në e fjalorit dhe ndriçojmë ngjyrën e duhur në përputhje me rrethanat.

nëse blockType == 35:

# ngjyra të personalizuara të leshit

matrixObject.clean (shirit, ngjyra leshi [rr (të dhëna)])

Nëse nuk është bllok leshi, ne do të kontrollojmë nëse blloku është aktualisht brenda fjalorit rainbow_colors për të shmangur përjashtimet, nëse është kështu do të vazhdojmë duke marrë ngjyrën dhe duke ndryshuar RGB.

nëse str (blockType) në rainbow_colors:

print (ngjyra -ylberi [str (blockType)])

matrixObject.clean (strip, rainbow_colors [str (blockType)])

gjumë (0.5)

Ju gjithmonë mund të provoni të shtoni më shumë blloqe në rainbow_color për të shtuar më shumë ngjyra dhe më shumë mbështetje të blloqeve!

Perfekte! Bërja e projekteve duke përdorur pajisje është e ndërlikuar, por duke përdorur qarkun e integruar CrowPi2, gjërat bëhen shumë më të lehta! Për më tepër, ka më shumë se 20 sensorë dhe përbërës në CrowPi2, i cili ju lejon të arrini projektet tuaja ideale dhe madje edhe projektet e AI!

Më poshtë është kodi i plotë:

Hapi 10: Përdorimi i CrowPi2-Rezultati

Hapni lojën dhe ekzekutoni skenarin, do të shihni rezultatin në videon e mësipërme:

Hapi 11: Përdorimi i CrowPi2- Shkuarja Më tej

Tani ne kemi përfunduar projektin tonë shumëngjyrësh në lojën Minecraft me CrowPi2. Pse të mos provoni të përdorni sensorë dhe përbërës të tjerë në CrowPi2 për të luajtur me lojën, të tilla si levë për të kontrolluar lëvizjen e lojtarit, RFID për të gjeneruar blloqe të bazuara në karta të ndryshme NFC etj. Kënaquni me lojën tuaj në CrowPi2 dhe shpresoni që ta bëni projekte më të pabesueshme me CrowPi2!

Tani, CrowPi2 është në Kickstarter tani, ju gjithashtu mund të shijoni çmimin tërheqës.

Bashkangjit lidhjen e faqes Kickstarter CrowPi2