„Pumpktris“- „Tetris“moliūgas: 10 žingsnių (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:48

Kas nori besišypsančių veidų ir žvakių, kai šį Heloviną galite turėti interaktyvų moliūgą? Žaiskite savo mėgstamą blokų krūvos žaidimą ant 8x16 tinklelio, išraižyto moliūgo veide, apšviesto šviesos diodais ir naudodami kotelį kaip valdiklį. Tai yra vidutiniškai pažangus projektas ir reikalauja patirties litavimo ir programavimo „Arduino“aplinkoje. Dirbsite su organinėmis medžiagomis ir visomis joms būdingomis savybėmis, todėl matavimus gali tekti pritaikyti taip, kad jie atitiktų jūsų naudojamą moliūgą.

1 žingsnis: reikalingos medžiagos

Norėdami sukurti savo „Pumpktris“, jums reikės: Komponentai

• 128 5 mm gintaro spalvos šviesos diodai (aš juos naudoju iš „Mouser“) Pirkite papildomai, kad padengtumėte visas klaidas ar testus. Gavau 140. Gintaras labiausiai primena liepsną, kuri būtų tradicinio „jack-o“žibinto viduje, bet jūs galite laisvai naudoti bet kokią jums patinkančią spalvą.
• „Arduino“mikrovaldiklis
• 1/16 "termiškai susitraukiantys vamzdžiai (11 pėdų arba 256 1/2 colio ilgio gabalai)
• „Arcade“vairasvirtė su nuimama rankena (ši „SparkFun“man puikiai tiko)
• 4 #6 nailono gipso kartono inkarai Tai nėra tokio tipo jungikliai, kurie atrodo kaip varžtai su giliais sriegiais
• 4 pusės colio ilgio to paties dydžio ir tipo varžtai, pateikti kartu su gipso kartono inkarais. Tie, kurie ateina su inkarais, bus per ilgi.
• 6 mm x 50 mm varžtas (arba bet koks dydis, atitinkantis jūsų vairasvirtės rankenos laikiklį)
• 6 mm jungiamoji veržlė (arba kokio dydžio reikia, kad atitiktų aukščiau pateiktą varžtą) Jungiamoji veržlė atrodo kaip įprasta veržlė, tačiau yra maždaug colio ilgio ir naudojama dviem varžtams arba srieginio strypo dalims sujungti.

Ir galiausiai, jums reikės 1 moliūgo. Jums reikia tik vieno, bet aš rekomenduoju du, kad galėtumėte įsigyti gręžimą ir pjovimą. Jūsų LED matrica užims maždaug 4 colių pločio ir 8 colių aukščio plotą, todėl norite moliūgo, kurio plotas būtų kuo lygesnis ir lygesnis, kad matrica nesisuktų per daug. Galite naudoti putų moliūgą, bet kur čia magija? Aš negaliu kalbėti apie drožimo metodus, reikalingus putų moliūgui. Įrankiai ir eksploatacinės medžiagos

• Lituoklis
• Lituoklis
• Vielos pjaustytuvai
• Vielos nuėmikliai
• Elektrinis grąžtas
• Pjūklas
• „X-Acto“peilis
• 13/64 colių grąžtas
• 1-1/8 colių grąžtas (naudojau „Forstner“antgalį, bet gali veikti ir kastuvas)
• 1/4 "putų šerdies plokštė

2 žingsnis: LED matricos kūrimas

Kiekviena matrica pagaminta iš 64 šviesos diodų ir 128 vielos dalių. Lengviausia iš anksto nupjauti ir nuimti visus kiekvienos matricos laidus. Supjaustykite 112 į 2,5 colio gabalus ir nuimkite 1/4 colio nuo kiekvieno galo. Supjaustykite likusius 16 į 12 colių gabalus ir nuimkite abu galus. Kuo nuoseklesnis bus jūsų laidų ilgis, tuo lengviau bus juos pastatyti ir sumontuoti.

Pradėsite nuo šešiolikos aštuonių segmentų laidų grandinių, kurių kiekvienoje yra 7 trumpos ir 1 ilgos vielos. Susukite kiekvieną galą kartu su kitu gabalu ir lydmetaliu. Norėdami prijungti laidus prie šviesos diodų, jums reikės šviesos diodų laikiklio. Nupieškite 8x8 tinklelį su pusės colio atstumu ant 1/4 colio storio putplasčio plokštės gabalo, tada naudokite siaurapjūklį, kad kiekvienoje sankryžoje padarytumėte šiek tiek mažesnio skersmens skylę nei šviesos diodas. Kai turėsite 64 skyles, baigėte. Viršutinėje skylių eilėje įkiškite 8 šviesos diodus. Putplasčio šerdis ištempsi, kad tilptų į šviesos diodus, ir tvirtai juos laikys. Sureguliuokite šviesos diodus taip, kad ilgesnė kojelė-anodo laidas-būtų nukreipta į jus. Dar kartą patikrinkite, nes jei suklydote neteisingai, matrica neveiks. Nupjaukite kiekvieną anodo laidą maždaug 1/4 colio ilgio ir padėkite jį lydmetaliu, kad būtų lengviau prijungti laidus. Iškirpkite 8 termiškai susitraukiančio vamzdžio gabalus į 1/2 colio segmentus. Pastumkite vamzdžio gabalėlį per pirmąją laido jungtį, pastumkite jį atgal, kad jo nepaveiktų lydmetalio karštis, tada prijunkite laido jungtį prie LED anodo. Atvėsus, stumkite vamzdelį žemyn per jungtį. Toliau eikite į kitą šviesos diodą, dar septynis kartus pakartodami slydimo ant vamzdžio gabalo procesą, lituodami jungtį, tada nuleiskite vamzdelį virš jungties. aštuonių šviesos diodų, kurie visi yra sujungti vienas su kitu, rinkinį, išimkite juos iš įrenginio ir pakartokite dar septynias eilutes, įsitikindami, kad visi sujungimai bus prijungti prie kiekvieno šviesos diodo anodo laido. Galite naudoti bet kurią stulpelio eilę, kurią lengviausia pasiekti, kadangi vienu metu dirbate tik su vienu. Lituodami visas aštuonias eilutes, laikas prisijungti prie stulpelių ir sudaryti matricą. Įdėkite visas šviesos diodų eilutes į savo sukurtą įrenginį. Ilgą laidą laikykite tą patį Iškirpkite ir skardinkite kiekvieno šviesos diodo katodo laidą pirmoje stulpelyje umn, lygiai taip pat, kaip tu padarei stygą. Paimkite kitą vielos grandinę ir pakartokite litavimo procesą prie šviesos diodų, tik šį kartą jungiate 90 laipsnių kampu prie pirmojo laidų rinkinio. Ilgą laidą laikykite toje pačioje matricos pusėje. Baigdami kiekvieną stulpelį, išimkite jį iš putplasčio šerdies ir sulenkite, kad galėtumėte pasiekti kitą stulpelį. Baigę turėsite 64 šviesos diodus, sujungtus į 8 eilutes ir 8 stulpelius. Deja, antrajai matricai reikia pakartoti procesą. Jei jums reikia pertraukos, pereikite prie 3, 4 ir 5 žingsnių, kad galėtumėte dirbti su kodu, tada grįžkite prie to.

3 žingsnis: šviesos diodų valdymas

Jūsų sukurtas LED matricas valdys dvi „Adafruit“„Mini 8x8 LED Matrix“kuprinės. Kiekvienas valdiklis leidžia valdyti 64 šviesos diodus tik dviem „Arduino“laidais, o tuose pačiuose dviejuose laiduose galite prijungti kelis valdiklius. Vykdykite su LED matricos kuprine pateiktas instrukcijas, kad lituotumėte 4 kontaktų maitinimo/duomenų/laikrodžio antraštę. Tada, užuot litavę ant komplekte esančios LED matricos, prie kuprinės lituokite dvi eilutes moteriškų antraščių. Prijunkite pridedamą mini LED matricą prie antraščių. Prijunkite matricą prie duonos lentos ir prijunkite taip:

• Prijunkite kuprinės CLK kaištį prie analoginio 5 kaiščio „Arduino“.
• Prijunkite DAT kaištį prie „Arduino“4 analoginio kaiščio.
• Prijunkite GND prie „Arduino“įžeminimo kaiščio.
• Prijunkite VCC+ prie 5 V maitinimo šaltinio.

Atsisiųskite „Adafruit LED Backpack“biblioteką ir „Adafruit GFX“bibliotekas ir įdiekite jas į savo kompiuterį, nukopijuodami jas į kompiuterio „Arduino“eskizų aplanko aplanką „bibliotekos“. Įkelkite „matrix8x8“failą į „Arduino“ir patikrinkite, ar veikia LED kuprinė. Šviesos diodų matricos kaiščiai gali netinkamai susilieti su moteriškomis antraštėmis, todėl gali tekti suktis arba iš dalies ją pašalinti, kad galėtumėte susisiekti ir leisti apšviesti visas eilutes ir stulpelius. Pakartokite procesą su antrąja LED kuprine, tačiau šį kartą turėsite nustatyti naują adresą, lituodami trumpiklį ant kuprinės A0 pagalvėlių. Dar kartą paleiskite kodą „matrix8x8“, tačiau pakeiskite eilutę „matrix.begin (0x70)“į „matrix.begin (0x71)“, kad kodas adresuotų naują LED kuprinę.

4 veiksmas: vairasvirtės prijungimas

Jūsų vairasvirtėje turėtų būti keturi jungikliai su dviem gnybtais. Kai perkeliate vairasvirtę į dešinę, jis suaktyvina kairėje esantį jungiklį, o kai žemyn - jungiklį viršuje ir pan. Ant kiekvieno jungiklio vieno gnybto lituokite 3 colių laidą. Pasukite visų keturių šių laidų kitą galą ir prilituokite prie 12 colių laido. Tai yra bendras visų keturių jungiklių pagrindas. Lituokite 12 colių laidą prie likusio kiekvieno jungiklio gnybto, tada prijunkite juos taip:

• Prijunkite apatinį jungiklį (suaktyvinamas paspaudus aukštyn) prie „Arduino“analoginio kaiščio 0.
• Prijunkite kairįjį jungiklį (įjungiamą paspaudus dešinę) prie analoginio „Arduino“kaiščio 1.
• Prijunkite viršutinį jungiklį (suaktyvinamas nuspaudus žemyn) prie „Arduino“2 analoginio kaiščio.
• Prijunkite dešinįjį jungiklį (įjungiamą paspaudus kairę) prie analoginio „Arduino“kaiščio 3.
• Prijunkite bendrą įžeminimo laidą prie „Arduino“įžeminimo kaiščio.

5 žingsnis: žaidimo programavimas

Atsisiųskite pridėtą „Pumpktris.ino.zip“, išpakuokite jį ir atidarykite failą „Arduino“kūrimo aplinkoje. Sudarykite ir įkelkite jį į „Arduino“. Dabar turėtumėte žaisti su mini LED matrica, kurią nustatėte atlikdami ankstesnį veiksmą. Bandžiau kiek įmanoma pakomentuoti kodą, tačiau čia pateikiama bendra pagrindinių procesų apžvalga: Formų aprašymas Yra septynios tetrominos, kurių kiekvienoje yra 4 pikseliai, o kiekvienoje - keturi galimi pasukimai. Visa tai saugome daugialypiame masyve: pirmąjį matmenį sudaro septynios formos, antrąjį matmenį sudaro keturi kiekvienos formos apsisukimai, trečiame-keturi pikselių aprašymai, kurių kiekvienas susideda iš X ir Y koordinačių. Pavyzdžiui, tai apibūdina „T“formą:/ * T */ {/ * kampas 0 */ {{0, 1}, {1, 1}, {2, 1}, {1, 2}},/ * kampas 90 */ {{1, 0}, {1, 1}, {2, 1}, {1, 2}},/ * kampas 180 */ {{1, 0}, {0, 1}, {1, 1}, {2, 1}}, / * kampas 270 * / {{1, 0}, {0, 1}, {1, 1}, {1, 2}}}

Aktyvaus kūrinio sekimas Norėdami sekti šiuo metu grojamą kūrinį, programa palaiko „ActivePiece“kintamąjį. Tai aktyvios formos indeksas aukščiausiame masyvo lygyje. Jis taip pat saugo sukimosi kintamąjį, kuriame yra dabartinio sukimosi indeksas. „XOffset“kintamasis seka, kiek kiekvienas gabalas yra kairėje ar dešinėje (0–7), o „yOffset“-kiek žemyn (0–15) lenta nukrito. Norėdami piešti aktyvų kūrinį, programa prideda X ir Y poslinkio reikšmes prie kiekvieno pikselio, ištraukto iš dabartinio pasirinkto gabalo sukimosi, X ir Y koordinačių. Fiksuotų dalių stebėjimas Programa naudoja 16 baitų masyvą, kad galėtų sekti fiksuotą gabalai, kiekvienas baitas reiškia eilutę. Pvz., Toliau pateiktas masyvas būtų L forma, esanti apatinių dviejų eilučių centre (kaip pažymėta 1 paskutiniais dviem baitais): baitų sampleGrid [16] = {B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, B00100000, B00111000}; Susidūrimo aptikimas Kai bandoma perkelti aktyvų kūrinį, programa pirmiausia patikrina naują padėtį pagal fiksuotų dalių masyvą. Jei susidūrimų nėra, judėjimas leidžiamas ir matrica perbraižoma. Jei bandant judėti kairėn, dešinėn ar pasukti aptinkamas susidūrimas, veiksmas draudžiamas. Jei bandant numesti gabalėlį aptinkamas susidūrimas, gabalas fiksuojasi savo vietoje ir pridedamas prie fiksuotų pikselių masyvo. Automatinis gabalų kritimas Žaidimo tempą kontroliuoja kintamieji gravityTrigger ir stepCounter. Kiekviena programos kilpa didina stepCounter, ir kiekvieną kartą, kai stepCounter pasiekia gravityTrigger saugomą skaičių, jis sumažina aktyvų kūrinį vienu lygiu. Žaidimui progresuojant, gravityTrigger sumažinamas taip, kad aktyvus kūrinys krenta vis dažniau ir dažniau, kol galiausiai nukrenta į kiekvieną programos ciklą. Kiekvieną kartą, kai aktyvus gabalas yra pritvirtintas prie tinklelio, programa tikrina, ar nėra visų baitų/eilučių (B11111111). Jei jis randa, jis tris kartus mirksi ir įjungia, tada pašalina ir numeta aukščiau esančias eilutes, kad užpildytų spragą. Trikčių šalinimas Jei gabalai nekrenta iš viršaus į apačią, o eina iš vienos pusės į kitą, pakeiskite reikšmė perduota eilutėse "matrixTop.setRotation (1);" ir/arba "matrixBottom.setRotation (1);" cikle „setup ()“. Jei gabalai prasideda netinkamoje matricoje, pakeiskite kiekvienos matricos fizinę vietą arba pakeiskite adresus, nurodytus „matrixTop.begin (0x70);“ir "matrixBottom.begin (0x71);" ciklo „setup ()“eilutės. Jei kai kurios eilutės ar stulpeliai neužsidega, pasukite mini LED matricą moterų antraštėse. Galbūt jie neužmezga gerų kontaktų.

6 žingsnis: LED matricos prijungimas

Kai visi kodai ir valdikliai buvo patikrinti, ar jie veikia su mini LED matricomis, laikas prijungti dideles LED matricas, kurias patys litavote.

Kiekvieną laidą galite įkišti į matricos kuprinės antraštes atskirai, tačiau tikriausiai daug prijungsite ir atjungsite, todėl tai gali būti tikras vargas. Vietoj to jūs norite lituoti kiekvieną laidą ant vyriškos antraštės juostelės ir įkišti į matricos kuprinę. Antgalių juostas sumontavau ant prototipų plokštės gabalo, kad galėčiau prijungti ir atjungti visus 16 kaiščių. 1-4 eilutės jungiamos prie matricinės kuprinės 1-4 kaiščių (kaiščių numeravimas prasideda viršuje kairėje, kai žiūrite žemyn į kuprinę su 4 kontaktų maitinimo/žemės/duomenų/laikrodžio kaiščiais viršuje). 1-4 stulpeliai jungiami prie 5-8 kaiščių. Smeigtukų numeravimas apjuosiamas taip, kad 9 kaištis būtų apatiniame dešiniajame kampe. 5-8 eilutės jungiasi prie 12-9 kaiščių, o 5-8 stulpeliai-prie 16-13 kaiščių. Norėdami gauti daugiau aiškumo, žiūrėkite diagramą. Prijunkite kiekvieną matricą prie kuprinės ir paleiskite tą pačią „matrix8x8“programą, kurią atlikote mini LED matricoms atlikdami 4 veiksmą. Jei kiekviena veikia, galite įkelti žaidimo programą. Jei tai neveikia, patikrinkite, ar didelės LED matricos eilutės ir stulpeliai yra prijungti prie teisingų kuprinės kaiščių. Sumontavus šviesos diodų matricą į putų šerdį, kurią sukūrėte, galite lengviau išbandyti visą sistemą.

7 žingsnis: moliūgo drožyba

Nedarykite jokių moliūgų drožinių, kol neveikia visa jūsų elektronika. Drožto moliūgo galiojimo laikas yra ribotas, o jei pirmiausia jį išdrožėte, o po to 2 dienas skiriate elektronikai, tai praradote dvi dienas žaidimo.

Raskite plokščiausią moliūgo pusę, kad jūsų LED skydelis nebūtų per daug apsisukęs, tada iškirpkite angą priešingoje pusėje. Būkite dosnus; jums reikės vietos, kad galėtumėte patekti į rankas. Jūs nesiruošiate pjauti viršaus, kaip ant tradicinio moliūgo, nes tai reikia palikti nepažeistą vairasvirtei. Moliūgai ir elektronika nėra geriausi draugai, todėl gerai išvalykite vidų. Kad atrodytumėte geriausiai, „Pumpktris“norite, kad šviesos diodų tinklelis būtų tiesus ir gerai sutaptų su moliūgu. PDF failas pridedamas su 8x16 tarpais, pusės colio atstumu. Atspausdinkite tai (arba susikurkite savo, naudodami tarpus), supjaustykite kraštus ir užklijuokite juostele ant moliūgo priekio. Įsitikinkite, kad jis yra tiesiai aukštyn ir žemyn. Naudodami vinį, dantų krapštuką ar kitą panašų įrankį, įkiškite bandomąją skylę į kiekvieno ant popieriaus pažymėto šviesos diodo centrą. Nerekomenduojama gręžti tiesiai per popierių, nes jis gali pasislinkti ar suplyšti. Kai visos bandomosios skylės bus išgręžtos, nuimkite popieriaus šabloną ir kiekvienoje skylėje išgręžkite 13/64 colio antgalį savo jėgos grąžte. Nesukite gręžtuvo statmenai moliūgo veidui! Jei tai padarysite, dėl moliūgo kreivumo vidinėje pusėje gali susidaryti skylės, esančios pusės colio atstumu viena nuo kitos, ir bus sunku įterpti šviesos diodus. Vietoj to stenkitės, kad visos skylės būtų lygiagrečios. Kai visos skylės bus išgręžtos, naudokite „X-Acto“peilį, kad aplink kiekvieną skylę supjaustytumėte kvadratinį „tašką“. Pakreipkite peilį į kiekvienos skylės centrą ir palikite maždaug 1/8 colio tarp taškų. Siūlau nusipirkti praktinį moliūgą ir jį panaudoti tobulinant gręžimo ir pikselių drožimo techniką. Įvaldykite tai ten, prieš rizikuodami sugadinti tobulą moliūgą, kurį radote gatavam produktui.

8 žingsnis: stiebo tvirtinimas prie vairasvirtės

Dabar pritaikysite stiebą, kad jis būtų naudojamas kaip vairasvirtė žaidimui valdyti.

Nupjaukite stiebą kuo arčiau pagrindo. Jei pjūvis nėra lygus ir švarus, išlyginkite jį šlifavimo bloku. Gręžkite 1-1/8 skylę tiesiai per koto pagrindą ir į moliūgą. Atsukite vairasvirtės rutulį ir sulygiuokite veleną su skylės centru iš moliūgo vidaus. Įsitikinkite, kad priekinė vairasvirtė yra kvadrato formos su priekiniu moliūgo paviršiumi-kai žaidžiate, norite stumti į kairę ir į dešinę, kad perkeltumėte gabalus, o ne kampu. Kai jis yra centre ir kvadratas, naudokite vinį ar dantų krapštuką, kad į vidų įstumtumėte skyles moliūgą virš vairasvirtės pagrindo tvirtinimo angų. Nuimkite vairasvirtę. Vielos pjovikliais nupjaukite besiplečiančius antgalius nuo gipso kartono inkarų, kad jie būtų trumpesni už moliūgų odos storį. Prisukite šiuos sutrumpintus, griovelio gipso kartono inkarus. į bandomąsias skyles, kurias padarėte. Išsami informacija apie kitą dalį priklausys nuo jūsų pirktos vairasvirtės. „SparkFun“naudojamoje rankenoje buvo 6 mm priedas, kurį pakeis kotas. Jei vairasvirtė kitokia, naudokite bet kokio dydžio veržles ir varžtus. Raskite kamieno centre ir maždaug coliu tiesiai į kotelį išgręžkite 13/64 colių skylę (tokio pat dydžio, kokią atsitiktinai naudojote LED skylėms). Tai būtų geras žingsnis išbandyti savo praktinį moliūgą ir įsitikinti, ar varžtai tvirtai įsukami į skylę. Nupjaukite galvą nuo 6 mm x 50 mm varžto su pjūklu. Uždėkite epoksidinius arba medinius klijus ant sriegių, esančių šalia varžto galo, ir įsukite į kotelį. Norite maždaug colio stiebo ir colio lauke. Prisukite 6 mm jungiamąją veržlę prie vairasvirtės veleno, bet dar nemontuokite kreiptuko į moliūgą.

9 žingsnis: LED ir vairasvirtės išdėstymas

Iš moliūgo vidinės pusės į eilę įkiškite šviesos diodus į jų skyles, kol jų pagrindai sutampa su vidiniu moliūgo paviršiumi. Kai visi yra savo vietose, naudokite bambuko iešmą, kad stumtumėte juos giliau į priekį. Aš palikau jų priekinį kraštą, esantį maždaug 1/4 " - 3/8" po išoriniu paviršiumi. Jei jie yra per toli žemiau paviršiaus, šviesa išsilieja į moliūgų minkštimą ir kiekvienas pikselis bus mažiau ryškus.

Prie kreiptuko viršaus uždėkite plastikinės plėvelės sluoksnį, o pats velenas kišasi. Tai neleis bent šiek tiek drėgmės patekti į jį. Pritvirtinkite vairasvirtę 1/2 colio varžtais į gipso kartono inkarus. Kartu su inkarais esantys varžtai bus per ilgi ir įsmeigs per moliūgą.

10 žingsnis: Žaidimas

Įdėkite dubenį ar plastikinį maisto laikymo indą moliūgo apačioje, kad kabanti elektronika neliestų dugno. Įkiškite vairasvirtę į „Arduino“, LED kuprines į „Arduino“, o LED matricas - į kuprines. Prijunkite maitinimo šaltinį prie „Arduino“. Dabar žaiskite sau „Pumpktris“! Idėjos tolesniam tyrinėjimui Užuot pritvirtinę vairasvirtę ant moliūgo viršaus su šviesos diodais, galite naudoti nuotolinį moliūgą belaidžiu būdu arba kabeliu, dekoruotu taip, kad atrodytų kaip vynmedis. Vietoj žaidimo savo „jack-o-laterna“galite rodyti slenkančius pranešimus. Galbūt norėsite matricas montuoti į šonus (16 pločio ir 8 aukščio) arba netgi naudoti tik vieną matricą. Tai gali būti pavojinga jūsų sveikatai ir gali sukelti elektronikos sutrikimų. Geriausia ištraukti visą elektroniką, kai tik pastebėsite augimą ant moliūgo ar jo viduje, kad vėliau galėtumėte juos vėl naudoti, nereikalaudami „Haz-Mat“valymo.

Antrasis prizas Helovino dekoracijų konkurse