Pumpktris - Kungulli Tetris: 10 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:24

Kush dëshiron fytyra të qeshura dhe qirinj kur mund të keni një kungull interaktiv këtë Halloween? Luani lojën tuaj të preferuar të grumbullimit të blloqeve në një rrjet 8x16 të gdhendur në faqen e kungullit, të ndriçuar nga LED dhe duke përdorur kërcellin si kontrollues. Ky është një projekt mesatarisht i avancuar dhe kërkon përvojë në saldim dhe programim në mjedisin Arduino. Ju do të punoni me lëndë organike dhe të gjitha tiparet e saj të natyrshme, kështu që matjet mund të kenë nevojë të përshtaten për t'iu përshtatur kungullit që përdorni.

Hapi 1: Materialet e kërkuara

Për të ndërtuar Pumpktris tuaj ju do të keni nevojë për sa vijon: Komponentët

• 128 LED 5 mm qelibar (i kam përdorur këto nga Mouser) Blini disa shtesë për të mbuluar çdo gabim ose provë. Mora 140. Amberi i ngjan shumë flakës që do të ishte brenda një fanari tradicional, por ju jeni të lirë të përdorni çdo ngjyrë që ju pëlqen.
• Mikrokontrollues Arduino
• Tub 1/16 "Tkurrës i nxehtësisë (11 këmbë, ose 256 pjesë të gjata)
• Joystick Arcade me një dorezë të lëvizshme (kjo nga SparkFun funksionoi mirë për mua)
• 4 #6 spiranca najloni drywall Ky nuk është lloji me toggles, por ai që duket si vida me fije të thella
• 4 vida gjysmë inç të gjata me të njëjtën madhësi dhe lloj që erdhën me spirancat e drywall. Ato që vijnë me spirancat do të jenë shumë të gjata.
• Rrufe 6mm x 50mm (ose çfarëdo madhësie që përputhet me montimin për dorezën tuaj të levës)
• Arrë bashkimi 6 mm (ose çfarëdo madhësie që nevojitet për të përputhur me bulonën e mësipërme) Një arrë bashkuese duket si një arrë e zakonshme, por është rreth një inç e gjatë dhe përdoret për të bashkuar dy bulona ose pjesë të shufrës së filetuar.

Dhe e fundit por jo më pak e rëndësishme, do t'ju duhet 1 kungull. Ju duhet vetëm një, por unë rekomandoj dy në mënyrë që të keni një që mund ta përdorni për të praktikuar shpimin dhe prerjen. Matrica juaj LED do të mbulojë një sipërfaqe afërsisht 4 "të gjerë me 8" të lartë, kështu që ju dëshironi një kungull me një sipërfaqe aq të lëmuar dhe të sheshtë sa të jetë e mundur, në mënyrë që matrica juaj të mos mbështillet shumë larg. Ju mund të përdorni një kungull shkumë, por ku është magjia në të? Unë nuk mund të flas me teknikat e gdhendjes të nevojshme në një kungull shkumë. Mjetet dhe materialet e konsumit

• Makine per ngjitjen e metalit
• Saldator
• Preres telash
• Zhveshëset e telave
• Stërvitje me energji elektrike
• Sharrë hekuri
• Thikë X-Acto
• Stërvitje 13/64"
• Stërvitje 1-1/8 "(kam përdorur një copë Forstner, por një copë lopate mund të funksionojë gjithashtu)
• Pllakë bërthamë 1/4"

Hapi 2: Ndërtimi i një matricë LED

Çdo matricë është bërë nga 64 LED dhe 128 copë tela. Iestshtë më e lehtë për të prerë dhe hequr të gjitha telat për secilën matricë para kohe. Pritini 112 në copa 2.5 "dhe hiqni 1/4" nga secili fund. Pritini 16 pjesët e mbetura në copa 12 "dhe hiqini të dy skajet. Sa më konsistent që mund të merrni gjatësinë e telit tuaj, aq më e lehtë do të jetë ndërtimi dhe instalimi.

Ju do të filloni duke ndërtuar gjashtëmbëdhjetë zinxhirë teli me teli me tetë segmente-secila me 7 tela të shkurtër dhe 1 të gjatë. Ktheni çdo fund së bashku me pjesën tjetër dhe lidhni. Për të lidhur telat me LED -të do t'ju duhet një kompresë për të mbajtur LEDS. Vizatoni një rrjet 8x8 me një distancë gjysmë inç në një copë tabelë me shkumë të trashë 1/4 "të trashë, pastaj përdorni një fëndyell për të hapur një vrimë pak më të vogël në diametër se LED në çdo kryqëzim. Do të keni 64 vrima kur ju keni mbaruar. Në rreshtin e sipërm të vrimave futni 8 LED. Bërthama e shkumës do të shtrihet për t'iu përshtatur LED-ve dhe do t'i mbajë ato fort. Rreshtoni LED-et në mënyrë që këmba më e gjatë-plumbi i anodës-të jetë drejtuar drejt jush në secilën. Kontrolloni dy herë, sepse nëse gaboni, matrica nuk do të funksionojë. Mbërtheni secilën prej anodave në një gjatësi rreth 1/4 "dhe kallajieni atë me saldim për ta bërë më të lehtë lidhjen e telave. Pritini 8 copë tuba që zvogëlojnë nxehtësinë në segmente 1/2 ". Rrëshqisni një pjesë të tubit mbi lidhjen e parë të telit, shtyjeni atë prapa në mënyrë që të mos preket nga nxehtësia e saldimit, pastaj lidhni lidhjen e telit me anodën LED. Rrëshqiteni tubin poshtë lidhjes sapo të jetë ftohur. Vazhdoni në LED -in tjetër, duke përsëritur shtatë herë të tjera procesin e rrëshqitjes në një copë tubi, lidhjen e lidhjes, pastaj uljen e tubit mbi nyjen. Kur të keni një grup prej tetë LED të gjitha të lidhura me njëra -tjetrën, hiqini ato nga bashkimi dhe përsëritni përsëri për shtatë rreshta të tjerë, duke qenë të sigurtë se do të bëni të gjitha lidhjet me anodën e secilës LED. Mund të përdorni cilindo rresht të jig është më e lehtë për t'u arritur, meqenëse po punoni vetëm me një në të njëjtën kohë. Pasi të jenë bashkuar të tetë rreshtat, është koha për t'u bashkuar me kolonat dhe për të bërë një matricë. Futni të gjitha telat LED në bashkimin që keni bërë. Mbani tela të gjatë në të njëjtën anën e secilës varg. Pritni dhe kallaji plumbin e katodës të secilës LED në kolonën e parë umn, ashtu si keni bërë për të ndërtuar vargun. Merrni një zinxhir tjetër teli dhe përsëritni procesin e lidhjes me LED, vetëm këtë herë po e lidhni në 90 gradë me grupin e parë të telave që keni bërë. Mbani tela të gjatë në të njëjtën anë të matricës. Ndërsa përfundoni secilën kolonë, hiqeni atë nga bashkimi me bërthamë shkumë dhe paloseni atë nga rruga për të siguruar qasje në kolonën tjetër. Kur të keni mbaruar së bashku do të keni 64 LED të bashkuar në 8 rreshta dhe 8 kolona. Fatkeqësisht, ju duhet të përsërisni përsëri procesin për matricën e dytë. Nëse keni nevojë për një pushim, kaloni në hapat 3, 4 dhe 5 për të punuar në kod, pastaj kthehuni në këtë.

Hapi 3: Kontrolli i LED -ve

Matricat LED që keni bërë do të kontrollohen nga dy çanta Mini 8x8 LED Matrix nga Adafruit. Çdo kontrollues ju lejon të drejtoni 64 LED me vetëm dy tela nga Arduino, dhe ju mund të lidhni kontrollues të shumtë së bashku në të njëjtat dy tela. Ndiqni udhëzimet që vijnë me çantën e shpinës LED Matrix për t'u bashkuar në kokën e fuqisë/të dhënave/orës me 4 kunja. Pastaj, në vend që të bashkoheni në matricën LED që vjen me të, ngjitni dy rreshta me kokë femrash në çantën e shpinës. Lidheni mini -matricën e përfshirë LED me titujt. Lidheni matricën në një tabelë buke dhe lidheni atë si më poshtë:

• Lidhni kunjin CLK në Çantën e shpinës me pinin analog 5 në Arduino.
• Lidhni pinin DAT me pinin analog 4 në Arduino.
• Lidhni GND me kunjin e tokëzimit në Arduino.
• Lidhni VCC+ me fuqinë 5v.

Shkarkoni bibliotekën Adafruit LED Backpack dhe bibliotekat Adafruit GFX dhe instalojini ato në kompjuterin tuaj duke kopjuar secilën në dosjen "bibliotekat" e dosjes së skicës Arduino të kompjuterit tuaj. Ngarko skedarin "matrix8x8" në Arduino tuaj dhe verifiko që shpina LED po funksionon. Kunjat e matricës LED mund të mos kenë kontakt të mirë në titujt femra, kështu që mund t'ju duhet ta lëvizni ose ta hiqni pjesërisht në mënyrë që të krijoni kontakt dhe të lejoni që të gjitha rreshtat dhe kolonat të ndriçojnë. Përsëriteni procesin me çantën e dytë LED, por këtë herë do t'ju duhet të vendosni një adresë të re për të duke bashkuar një kërcyes nëpër tamponët A0 në çantën e shpinës. Drejtoni përsëri kodin "matrix8x8", por ndryshoni rreshtin "matrix.begin (0x70)" në "matrix.begin (0x71)" në mënyrë që kodi të adresojë çantën e re LED të shpinës.

Hapi 4: Lidhja e Joystick

Xhojstiku juaj duhet të ketë katër ndërprerës me nga dy terminale secili. Kur e zhvendosni levën në të djathtë ajo shkakton çelësin në të majtë, kur e lëvizni poshtë shkakton çelësin në krye, e kështu me radhë. Në një terminal të secilit ndërprerës, lidhni një tel 3 ". Ktheni anën tjetër të të katër këtyre telave së bashku dhe lidhini ato në një tel 12". Kjo është baza e përbashkët për të katër ndërprerësit. Lidhni një tel 12 "në terminalin e mbetur të secilit ndërprerës, pastaj lidhini ato si më poshtë:

• Lidhni çelësin e poshtëm (aktivizuar kur shtyni lart) me pinin analog 0 në Arduino.
• Lidhni çelësin e majtë (aktivizohet kur shtypni djathtas) me pinin analog 1 në Arduino.
• Lidhni çelësin e sipërm (aktivizuar kur shtypni poshtë) me pinin analog 2 në Arduino.
• Lidhni çelësin e djathtë (aktivizohet kur shtypni majtas) me pinin analog 3 në Arduino.
• Lidhni telin e zakonshëm të tokëzimit me kunjin e tokëzimit në Arduino.

Hapi 5: Programimi i lojës

Shkarkoni Pumpktris.ino.zip të bashkangjitur, hapeni atë dhe hapni skedarin në mjedisin e zhvillimit Arduino. Përpiloni dhe ngarkoni atë në Arduino tuaj. Tani duhet të jeni në gjendje të luani në mini matricën LED që keni vendosur në hapin e mëparshëm. Unë jam përpjekur të komentoj kodin sa më shumë që të jetë e mundur, por këtu është një përmbledhje e përgjithshme e proceseve kryesore: Përshkrimi i Formave Ka shtatë tetromino, secila me 4 piksele, dhe secila me katër rrotullime të mundshme. Ne i ruajmë të gjitha këto në një grup shumëdimensional: dimensioni i parë i përbërë nga shtatë forma, dimensioni i dytë që përmban katër rrotullimet për secilën formë, i treti përmban katër përshkrime pikselësh që secila përbëhet nga një koordinatë X dhe Y. Për shembull, kjo përshkruan formën "T":/ * T */ {/ * këndi 0 */ {{0, 1}, {1, 1}, {2, 1}, {1, 2}},/ * kënd 90 */ {{1, 0}, {1, 1}, {2, 1}, {1, 2}},/ * kënd 180 */ {{1, 0}, {0, 1}, {1, 1}, {2, 1}}, / * këndi 270 * / {{1, 0}, {0, 1}, {1, 1}, {1, 2}}}

Ndjekja e pjesës aktive Për të mbajtur gjurmët e pjesës aktualisht në lojë, programi mban një ndryshore activePiece. Ky është indeksi i formës aktive në nivelin më të lartë të grupit. Gjithashtu mban një ndryshore rrotullimi që përmban indeksin e rrotullimit aktual. Një ndryshore xOffset gjurmon sa majtas ose djathtas (0-7) secila pjesë është, dhe yOffset gjurmon sa poshtë (0-15) bordi ka rënë. Për të vizatuar pjesën aktive, programi shton vlerat e kompensimit X dhe Y në koordinatat X dhe Y të secilës piksel të tërhequr nga rrotullimi aktual i pjesës së zgjedhur. Gjurmimi i pjesëve fikse Programi përdor një grup 16 bajtësh për të mbajtur gjurmët e fiksit copa, me secilin bajt që përfaqëson një rresht. Për shembull, grupi më poshtë do të përfaqësonte një formë L të ulur në qendër të dy rreshtave të poshtëm (siç tregohet nga 1s në dy bajtët e fundit): byte sampleGrid [16] = {B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, B00100000, B00111000}; Zbulimi i Përplasjes Kur bëhet një përpjekje për të lëvizur pjesën aktive, programi së pari kontrollon pozicionin e ri kundrejt grupit të pjesëve fikse. Nëse nuk ka përplasje, lëvizja lejohet dhe matrica rishikohet. Nëse zbulohet një përplasje gjatë përpjekjes për të lëvizur majtas, djathtas ose rrotullim, veprimi është i ndaluar. Nëse zbulohet një përplasje gjatë përpjekjes për të rrëzuar një copë, pjesa fiksohet në pozicionin e saj dhe shtohet në grupin e pikselave fikse. Hedhja e Pjesëve Automatikisht Ritmi i lojës kontrollohet nga variablat gravityTrigger dhe stepCounter. Çdo lak i programit rrit stepCounter, dhe çdo herë që stepCounter arrin numrin e ruajtur në gravityTrigger, e ul pjesën aktive një nivel. Ndërsa loja përparon, gravityTrigger zvogëlohet në mënyrë që pjesa aktive të bjerë gjithnjë e më shpesh derisa më në fund të bjerë në çdo lak të programit. Sa herë që një pjesë aktive fiksohet në rrjet, programi kontrollon për bajt/rreshta të plotë (B11111111). Nëse gjen ndonjë, i mbyll dhe i ndez tre herë, pastaj i heq dhe i hedh rreshtat më lart për të mbushur boshllëkun. Zgjidhja e problemeve Nëse pjesët nuk bien nga lart poshtë, por në vend të kësaj shkojnë nga njëra anë në tjetrën, ndryshoni vlera e kaluar në rreshtat "matrixTop.setRotation (1);" dhe/ose "matrixBottom.setRotation (1);" në lakun "setup ()". Nëse pjesët fillojnë në matricën e gabuar, ndërroni vendndodhjen fizike të secilës matricë ose përmbysni adresat e deklaruara në "matrixTop.begin (0x70);" dhe "matrixBottom.filloj (0x71);" linjat e lakut "setup ()". Nëse disa rreshta ose kolona nuk ndizen, lëvizni mini matricën LED në titujt femra. Ata mund të mos kenë kontakte të mira.

Hapi 6: Lidhni matricën tuaj LED

Kur të gjithë kodin dhe kontrollet janë verifikuar se punojnë me mini matricat LED, është koha të lidhni matricat e mëdha LED që i lidhni vetë.

Ju mund ta lidhni secilën tel në titujt në çantën e shpinës matricë individualisht, por me siguri do të bëni shumë mbyllje dhe shkëputje, në mënyrë që të bëhet një sherr i vërtetë. Në vend të kësaj ju doni të lidhni çdo tel në një shirit mashkull me kokë dhe futeni atë në çantën e shpinës të matricës. I montova shiritat e kokës në një copë tabelë prototipi, në mënyrë që të mund t'i lidhja dhe shkëputja të gjitha 16 kunjat së bashku. Rreshtat 1-4 lidhen me kunjat 1-4 në çantën e shpinës të matricës (numërimi i kunjave fillon në pjesën e sipërme të majtë ndërsa shikoni poshtë në shpinës me kunjat 4-pin të fuqisë/tokëzimit/të dhënave/orës në krye). Kolonat 1-4 lidhen me kunjat 5-8. Numërimi i kunjave përfundon në mënyrë që kunja 9 të jetë në fund të djathtë. Rreshtat 5-8 lidhen me kunjat 12-9, dhe kolonat 5-8 lidhen me kunjat 16-13. Shikoni diagramin për më shumë qartësi. Lidheni secilën matricë në një çantë shpine dhe ekzekutoni të njëjtin program "matrix8x8" që keni bërë për mini matricat LED në hapin 4. Nëse secila funksionon, atëherë mund të ngarkoni programin e lojës. Nëse nuk funksionon, kontrolloni që rreshtat dhe kolonat e matricës së madhe LED janë të lidhura në kunjat e sakta të shpinës. Montimi i matricës LED në bashkimin e shkumës me bërthamë që keni bërë për montim mund ta bëjë më të lehtë testimin e të gjithë sistemit.

Hapi 7: Gdhendja e kungullit

Mos bëni gdhendje në kungull derisa të gjitha pajisjet tuaja elektronike të funksionojnë. Një kungull i gdhendur ka një afat të kufizuar të ruajtjes, dhe nëse e gdhendni atë së pari dhe pastaj kaloni 2 ditë në pajisje elektronike, kjo është dy ditë argëtimi për lojëra që keni humbur.

Gjeni anën më të sheshtë në kungull në mënyrë që paneli juaj LED të mos mbështillet shumë, pastaj prerë një hapje në anën përballë asaj. Jini bujarë; ju do të keni nevojë për hapësirë për të marrë duart tuaja atje për të punuar. Ju nuk do të shkurtoni pjesën e sipërme si në një kungull tradicional sepse kjo duhet të lihet e paprekur për levën. Goo kungulli dhe elektronika nuk janë miqtë më të mirë, kështu që pastroni mirë pjesën e brendshme. Për kungullin me pamjen më të mirë ju dëshironi që rrjeti juaj i LED-ve të jetë i drejtë dhe i rreshtuar mirë me kungullin. Një PDF është bashkangjitur me një distancë 8x16, gjysmë inç larg. Shtypeni këtë (ose bëni tuajin me hapësirën tuaj), prerë rreth skajeve dhe ngjiteni në pjesën e përparme të kungullit. Sigurohuni që është drejt e lart. Me një gozhdë, kruese dhëmbësh ose mjet tjetër të ngjashëm, futni një vrimë pilot në qendër të secilës LED të shënuar në letër. Shpimi direkt përmes letrës nuk këshillohet sepse ka të ngjarë të zhvendoset ose të shqyhet. Pasi të jenë hapur të gjitha vrimat pilot, hiqni shabllonin e letrës dhe përdorni një bit 13/64 "në stërvitjen tuaj të energjisë për të shpuar çdo vrimë. Mos e rreshtoni stërvitjen pingul me faqen e kungullit! Nëse e bëni këtë, lakimi i kungullit mund të bëjë që vrimat që janë gjysmë inç larg nga jashtë të takohen nga brenda dhe do të jetë e vështirë të futni LED -të. Në vend të kësaj përpiquni t'i mbani të gjitha vrimat paralele. Kur të gjitha vrimat janë shpuar, përdorni thikën tuaj X-Acto për të prerë një "piksel" katror rreth secilës vrimë. Këndojeni thikën drejt qendrës së secilës vrimë dhe lini rreth 1/8 "midis pikselëve. Unë sugjeroj të blini një kungull praktik dhe ta përdorni atë për të përsosur teknikën tuaj të shpimit dhe gdhendjes së pikselave. Mësojeni atë para se të merrni një shans për të prishur kungullin e përsosur që keni gjetur për produktin e përfunduar.

Hapi 8: Montimi i kërcellit në Joystick

Tani ju do të përshtatni rrjedhin për t'u përdorur si një levë për të kontrolluar lojën.

Pritini kërcellin sa më afër bazës që të jetë e mundur. Nëse prerja nuk është e lëmuar dhe e pastër, përdorni një bllok lëmues për ta rrafshuar atë. Stërvitni një vrimë 1-1/8 "drejt përmes bazës së kërcellit dhe në kungull. Zhvidhosni topin e levës dhe drejtojeni boshtin me qendrën e vrimës nga brenda kungullit. Sigurohuni që pjesa e përparme e levë është katrore me faqen e përparme të kungullit-kur luani dëshironi të shtyni majtas dhe djathtas për të lëvizur pjesë, jo në një kënd. Kur është në qendër dhe katror, përdorni një gozhdë ose kruese dhëmbësh për të futur vrima në pjesën e brendshme të kungulli mbi vrimat e montimit në bazën e levës. Hiqni levën. Me prerësit tuaj të telit, prisni majat e zgjerimit të spirancave të drywall në mënyrë që ato të jenë më të shkurtra se trashësia e lëkurës së kungujve. në vrimat pilot që keni bërë. Detajet e pjesës tjetër do të varen nga levë e blerë. Ai që kam përdorur nga SparkFun kishte një shtojcë 6 mm për dorezën e topit që do të zëvendësohet me rrjedhin. Nëse levë juaj është i ndryshëm, përdorni çfarëdo madhësie arra dhe bulona. Gjeni në qendër të kërcellit dhe shponi një vrimë 13/64 "(e njëjta madhësi që keni përdorur për vrimat LED, rastësisht) rreth një inç drejt në rrjedhin. Ky do të ishte një hap i mirë për të provuar në praktikën tuaj kungull, për t'u siguruar që rrufeja të vidhet fort në vrimë. Pritini kokën e një rrufe në qiell 6mm x 50mm me një sharrë hekuri. Vendosni ngjitës epoksi ose druri mbi fijet pranë skajit të prerë të vidës dhe vidhoseni atë në rrjedhin. Ju dëshironi një centimetër të saj në rrjedhin dhe një centimetër jashtë. Vidhosni arrë bashkuese 6 mm në boshtin e levës, por mos e vendosni akoma levën në kungull.

Hapi 9: Vendosja e LED dhe Joystick

Nga pjesa e brendshme e kungullit, futni LED -të rresht pas rreshti në vrimat e tyre derisa bazat e tyre të jenë të barabarta me sipërfaqen e brendshme të kungullit. Kur të gjitha janë në vend, përdorni një hell me bambu për t'i shtyrë më thellë në pjesën e përparme. I lashë skajin e tyre të përparmë të ulur rreth 1/4 "deri në 3/8" nën sipërfaqen e jashtme. Nëse ato janë shumë poshtë sipërfaqes, drita do të derdhet në mishin e kungullit dhe çdo piksel do të jetë më pak i dallueshëm.

Shtoni një shtresë të mbështjellësit plastik në pjesën e sipërme të levës, me vetë boshtin që kalon. Kjo do të mbajë të paktën pak lagështi që të mos depërtojë në të. Bashkojeni levën me vida 1/2 në spirancat e drywall. Vidhat që erdhën me spirancat do të jenë shumë të gjata dhe do të depërtojnë nëpër kungull.

Hapi 10: Luajtja e lojës

Vendosni një tas ose enë plastike për ruajtjen e ushqimit në pjesën e poshtme të kungullit për të parandaluar që pajisjet elektronike të varura të prekin pjesën e poshtme. Futni levën në Arduino tuaj, çantat LED në Arduino dhe matricat LED në çantat e shpinës. Lidhni një burim energjie në Arduino tuaj. Tani luani vetes disa kunguj! Ide për eksplorim të mëtejshëm Në vend që të montoni levën në majë të kungullit me LED, ju mund të përdorni një kungull të largët, pa tel ose me një kabllo të zbukuruar për t'u dukur si një hardhi. Në vend të një loje, ju mund të shfaqni mesazhe rrotulluese në fanarin tuaj. Ju mund të dëshironi të montoni matricat anash (16 të gjera me 8 të larta), apo edhe të përdorni vetëm një matricë. Prishja e pashmangshme Kungulli juaj përfundimisht do të fillojë të kalbet dhe të mbin myk dhe kërpudha. Kjo mund të jetë e rrezikshme për shëndetin tuaj dhe mund të çojë në probleme në pajisjet tuaja elektronike. Bestshtë më mirë të tërhiqni të gjitha pajisjet elektronike sapo të shihni ndonjë rritje në ose në kungull, në mënyrë që të jeni në gjendje t'i ripërdorni ato më vonë pa kërkuar pastrim Haz-Mat.

Çmimi i dytë në Konkursin e Dekorimeve të Halloween