Lojë me pika (pa përdorur Arduino): 6 hapa

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:19

Vështrim i përgjithshëm

Pershendetje atje! Unë jam Shivansh, një student në IIIT-Hyderabad. Unë jam këtu me udhëzuesin tim të parë që është një lojë e frymëzuar nga loja Dinosaur Jump e Google Chrome. Loja është e thjeshtë: Kaloni nëpër pengesat në hyrje për të fituar një pikë. Nëse përplaseni, humbisni dhe rezultati rifillon.

Karakteristika kryesore e këtij projekti është se nuk ka përdorim të një Arduino ose ndonjë mikrokontrolluesi tjetër. Ai rrjedh thjesht nga komponentët bazë elektrikë dhe përfshin zbatimin e Makinave të Gjendjes së Fundit (FSM) me ndihmën e diagrameve logjike, etj.

Te interesuar? Le të fillojmë.

Parakushtet:

• Njohuri themelore për përbërësit elektrikë si Rezistorët, Kondensatorët, Qarqet e Integruara (IC).
• Njohuri themelore të Portave Logjike (DHE, OSE, JO, etj.)
• Njohuri për punën e Flip-Flop, Counter, Multiplexer, etj.

SH NOTNIM: Parakushtet e listuara më sipër janë për të kuptuar të gjithë punën e projektit. Një person që nuk ka njohuri të thella për të njëjtën gjë, gjithashtu mund të ndërtojë projektin duke ndjekur hapat në udhëzues.

Hapi 1: Zhvillimi i modelit të punës

Detyra e parë është krijimi i një modeli pune për projektin. Vetëm atëherë mund të vendosim për materialet e kërkuara për projektin. I gjithë projekti mund të ndahet në tre pjesë.

Pjesa-1: Krijimi i pengesave

Së pari, ne duhet të krijojmë pengesa të rastësishme që Pika të kalojë përtej. Pengesat gjithashtu do të jenë në formën e një pulsi të pikës i cili lëviz nga njëri skaj i Array LED në tjetrin.

Për të krijuar pengesa, ne përdorim dy qarqe kohëmatëse (diagramet e qarkut të bashkangjitura), një me frekuencë të lartë (kohëmatës HF) dhe një tjetër me frekuencë të ulët (kohëmatës LF). Pjesa e "rastësisë" trajtohet nga Kohëmatësi HF, prodhimi i të cilit shihet në çdo skaj në rritje të kohëmatësit LF (i cili merret si hyrje CLK). Udhëzimi i Gjenerimit të Pengesave është gjendja e Kohëmatësit HF në çdo skaj në rritje të Kohëmatësit LF (1 -> Krijo Pengesë | 0 -> Mos Krijo Pengesë). Kohëmatësi HF Rivendoset në çdo 'JUMP' për të siguruar krijimin e pengesave të rastësishme. Dalja e Kohëmatësit HF jepet si hyrje D në një Flip Flop D (për ruajtjen e udhëzimeve për ciklin tjetër) me hyrje CLK si LP Timer Output.

Pasi të ketë dalë udhëzimi binar për gjenerimin e pengesave, ne duhet të gjenerojmë ‘impulsin e pengesave’ në Array LED. Ne e bëjmë këtë me ndihmën e një Counter 4-bit, dalja e të cilit i jepet një demultiplekseri 4x16 (DeMUX). Prodhimi i DeMUX do të bëjë që 16 LED përkatëse të shkëlqejnë.

Pjesa-2: Kërcimi

Për Veprimin JUMP, ne do të marrim Input Button Push si udhëzim. Pasi jepet udhëzimi, objekti në linjë LED ndalon të shkëlqejë dhe një LED tjetër mbi të shkëlqen, duke nënkuptuar një kërcim.

Pjesa-3: Rezultati

Rezultati do të jetë si: Nëse objekti rrëzohet, RISHIKONI lojën; përndryshe, shtoni rezultatin.

Përplasja mund të shprehet si AND e të dyjave, sinjalit të pengesës dhe sinjalit të objektit për pozicionin tokësor të pengesës. Nëse një përplasje nuk ndodh, Numëruesi i Pikës shtohet i cili shfaqet në një palë ekranesh me 7 segmente.

Hapi 2: Mbledhja e Komponentëve

Komponentët e kërkuar janë si më poshtë:

• PCB x 1, Breadboard x 3
• LED: E gjelbër (31), E kuqe (1), BiColor: E kuqe+E gjelbër (1)
• Butoni i shtytjes x 2
• Ekrani me 7 segmente x 2
• IC 555 x 3 [për qarqet e kohëmatësit]
• IC 7474 x 1 (D FlipFlop)
• IC 7490 x 2 (numërues i dekadës) [për shfaqjen e rezultatit]
• IC 7447 x 2 (deshifrues BCD në 7 segmente) [për shfaqjen e rezultatit]
• IC 4029 x 1 (Counter 4-bit) [për shfaqjen e pengesave]
• IC 74154 x 1 (DeMUX) [për shfaqjen e pengesave]
• IC 7400 x 3 (JO porta)
• IC 7404 x 1 (porta NAND)
• IC 7408 x 1 (DHE porta)
• Prizat IC
• Burimi i tensionit (5V)

Mjetet e kërkuara:

• Makine per ngjitjen e metalit
• Prerës i telave

Hapi 3: Krijimi i pengesave: Pjesa-A

Së pari, ne duhet të vendosim qarqet e kohëmatësit për gjenerimin e sinjalit të gjenerimit të pengesave (HIGH/LOW).

Qarku do të vendoset në përputhje me teorinë e diskutuar më parë. Diagrami i qarkut për të njëjtën është bashkangjitur më lart. Qarku zbatohet në një dërrasë buke (megjithëse mund të zbatohet edhe në një PCB) si më poshtë:

• Vendosni dy 555 IC dhe D Flip Flop (IC 7474) përtej ndarësit të dërrasës së bukës me një hapësirë të lirë (4-5 kolona) në mes.
• Lidhni rreshtin e sipërm të tabelës me terminalin pozitiv të Burimit të Tensionit dhe rreshtin e poshtëm me terminalin negativ.
• Bëni lidhje të mëtejshme pas diagramit të qarkut. Pas lidhjeve të nevojshme, qarku do të duket i ngjashëm me figurën e bashkangjitur më sipër.

SHENIM: Vlerat e rezistencave R1 & R2 dhe kapacitetit C llogariten duke përdorur ekuacionet e mëposhtme:

T = 0.694 x (R1 + 2 * R2) * C

ku T kërkohet Periudha kohore.

D = 0.694 x [(R1 + R2)/T] *100

ku D është Cikli i Detyrës dmth raporti i Kohës ON me Kohën totale.

Në këtë projekt, për kohëmatësin me frekuencë të lartë, T = 0.5 sek dhe për kohëmatësin me frekuencë të ulët, T = 2 sek.

Hapi 4: Krijimi i pengesave: Pjesa-B

Tani që e dimë se kur të krijojmë pengesën, tani duhet ta shfaqim atë. Ne do të përdorim një numërues 4-bit, një Demultiplexer, një kohëmatës dhe një grup prej 16 LEDs. Pse 16? Kjo për shkak se ne do të hartojmë daljen 4-bit të banakut në 16 LED duke përdorur demultiplekserin. Do të thotë që numëruesi do të numërojë nga 0 në 15 dhe demultiplekseri do të ndezë LED me atë indeks.

Roli i kohëmatësit është të rregullojë shpejtësinë e numërimit, pra shpejtësinë e lëvizjes së pengesave. Pengesa do të zhvendosë një pozicion në Periudhën Një Kohëshe të kohëmatësit. Ju mund të luani me vlera të ndryshme të R1, R2 dhe C duke përdorur ekuacionet në hapin e mëparshëm për të marrë shpejtësi të ndryshme.

Për matricën LED, bashkoni 16 LED në mënyrë lineare me një bazë të përbashkët. Terminali pozitiv i secilës LED do të lidhet me DeMUX (pas përmbysjes duke përdorur portën NOT, pasi DeMUX jep një dalje të UL).

Diagrami i qarkut për të njëjtën është bashkangjitur më lart.

Hapi 5: Kërcimi dhe REZULTATI

Gjëja tjetër është veprimi i kërcimit. Për të shfaqur një kërcim, thjesht vendosni një LED me ngjyra të ndryshme mbi matricën, tokëzojeni atë dhe lidhni terminalin e tij +ve në një buton. Bashkangjitni skajin tjetër të butonit të shtypjes në burimin e tensionit.

Gjithashtu, merrni një buton tjetër shtytës, të vendosur ngjitur me atë të mëparshëm dhe lidhni një nga terminalet e tij në +5V. Terminali tjetër shkon te një NAND Gate (IC 7404) me hyrjen tjetër të NAND Gate si hyrje në LED pak më poshtë JUMP LED (dmth. LED objekti). Prodhimi i NAND Gate shkon në RESET (PIN 2 dhe 3 të të dy Counters BCD) të numëruesit të rezultateve. Me këtë ajo që ne bëjmë është që të rivendosim rezultatin nëse sinjali LED OBJEKT (në pozicionin bazë) dhe sinjali OBSTACLE jepen në të njëjtën kohë, domethënë objekti dhe pengesa janë përplasur.

Bëni një rregullim për të siguruar që të dy butonat e shtypjes të shtypen së bashku. Ju mund të përdorni një monedhë dhe ngjitni të dy butonat në të.

Për të vendosur numëruesin e pikëve, ndiqni diagramin e qarkut të bashkangjitur më sipër (Burimi i fotografisë: www.iamtechnical.com).

SH NOTNIM: Lidhni pin 2 dhe 3 me daljen e NAND Gate që ajo të rivendosë rezultatin në rast përplasjeje me pengesën

Hapi 6: Lojë e lumtur

Kjo eshte. Ju keni mbaruar me projektin tuaj. Ju mund të shtoni disa përfundime në të në mënyrë që të duket mirë. Pushimi është mirë.

G ENZOHENI.. !!