Pumpktris - Tetris -kurpitsa: 10 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:02

Kuka haluaa hymyilevät kasvot ja kynttilät, kun voit nauttia interaktiivisesta kurpitsasta tänä Halloweenina? Pelaa suosikki lohko-pinoamispeliäsi 8x16-ruudukolla, joka on kaiverrettu kurpitsan kasvoihin, valaistu LED-valolla ja käyttämällä varsia ohjaimena. Tämä on kohtalaisen edistynyt projekti ja vaatii kokemusta juottamisesta ja ohjelmoinnista Arduino -ympäristössä. Työskentelet orgaanisen aineen ja sen luontaisten ominaisuuksien kanssa, joten mittauksia on ehkä mukautettava käyttämääsi kurpitsaan sopivaksi.

Vaihe 1: Tarvittavat materiaalit

Voit rakentaa oman Pumpktris -laitteen seuraavasti: Komponentit

• 128 5 mm: n keltaista LEDiä (käytin näitä Mouserilta) Osta ylimääräisiä virheitä tai testejä varten. Sain 140. Keltainen muistuttaa lähinnä liekkiä, joka olisi perinteisen jack-o-lyhdyn sisällä, mutta voit vapaasti käyttää mitä tahansa väriä.
• Arduino -mikrokontrolleri
• 1/16 "kutisteputki (11 jalkaa tai 256 1/2" pitkää kappaletta)
• Arcade -joystick, jossa irrotettava kahva (tämä SparkFunista toimi minulle hyvin)
• 4 #6 nailon -kipsilevyankkurit
• 4 puoli tuumaa pitkää ruuvia, joiden koko ja tyyppi ovat kipsilevyankkureiden mukana. Ankkureiden mukana tulevat ovat liian pitkiä.
• 6 mm x 50 mm pultti (tai mikä tahansa koko vastaa ohjaussauvan kahvan kiinnitystä)
• 6 mm: n kytkentämutteri (tai mitä tahansa kokoa tarvitaan yllä olevan pultin sovittamiseksi) Kytkentämutteri näyttää tavalliselta mutterilta, mutta on noin tuumaa pitkä ja sitä käytetään kahden ruuvin tai kierretangon liittämiseen.

Ja viimeisenä mutta ei vähäisimpänä, tarvitset 1 kurpitsaa. Tarvitset vain yhden, mutta suosittelen kahta, jotta sinulla on yksi, jota voit käyttää poraamisen ja leikkaamisen harjoittamiseen. LED -matriisi kattaa alueen, joka on noin 4 "leveä ja 8" korkea, joten haluat kurpitsan, jonka koko on mahdollisimman sileä ja tasainen, jotta matriisi ei kietoudu liian pitkälle. Voisit käyttää vaahtoturpitsaa, mutta missä on sen taika? En voi puhua vaahtotäytteeseen tarvittavista veistämistekniikoista. Työkalut ja kulutustarvikkeet

• Juotin
• Juottaa
• Lankaleikkurit
• Langanpoistimet
• Porakone
• Rautasaha
• X-Acto veitsi
• 13/64 "poranterä
• 1-1/8 "poranterä (käytin Forstner-terää, mutta lapio saattaa myös toimia)
• 1/4 "vaahtomuovilevy

Vaihe 2: LED -matriisin rakentaminen

Jokainen matriisi on valmistettu 64 LEDistä ja 128 johdosta. On helpointa leikata ja poistaa kaikki johdot kullekin matriisille etukäteen. Leikkaa 112 2,5 "paloiksi ja irrota 1/4" irti kummastakin päästä. Leikkaa loput 16 12 tuuman kappaleiksi ja kuori molemmat päät. Mitä johdonmukaisemmat saat langanpituudet, sitä helpompi on rakentaa ja asentaa.

Aloitat rakentamalla kuusitoista kahdeksan segmentin lankaketjua, joista jokaisessa on 7 lyhyttä ja yksi pitkä lanka. Kierrä molemmat päät yhteen seuraavan kappaleen ja juotteen kanssa. Johtojen liittämiseksi LED -valoon tarvitset jigin LEDien pitämiseksi. Piirrä 8 x 8 ruudukko, jossa on puolen tuuman etäisyydet 1/4 tuuman paksuiselle vaahtomuovilevylle, ja käytä sitten pylvästä reikää, joka on halkaisijaltaan hieman pienempi kuin LED kussakin risteyksessä. Sinulla on 64 reikää Kun olet valmis. Aseta reikien ylimmälle riville 8 LEDiä. Vaahtosydän venyy sopimaan LEDeihin ja pitää ne tiukasti kiinni. Kohdista LEDit niin, että pidempi jalka-anodijohto-osoittaa sinua kohti. Tarkista vielä kerran, koska jos saat yhden väärin, matriisi ei toimi. Leikkaa jokainen anodijohto noin 1/4 tuuman pituiseksi ja tina se juotoksella, jotta johdot on helpompi yhdistää. Leikkaa 8 kpl kutisteputkia 1/2 osiin. Liu'uta letkupala ensimmäisen johdinliitännän päälle, työnnä sitä taaksepäin, jotta juotoslämpö ei vaikuta siihen, ja juota sitten johtoliitäntä LED-anodiin. Liu'uta letku alas liitännän päälle, kun se on jäähtynyt. Jatka seuraavaan LED -valoon, toista seitsemän kertaa prosessi liukua letkukappaleeseen, juottaa liitos ja laskea letku liitoksen päälle. kahdeksan LED -valon sarja, jotka kaikki on kytketty toisiinsa, poista ne jigistä ja toista sama vielä seitsemän rivin ajan. Varmista, että kaikki liitännät on tehty kunkin LED -valon anodijohtoon. koska työskentelet vain yhden kanssa kerrallaan. Kun kaikki kahdeksan riviä on juotettu, on aika liittyä sarakkeisiin ja tehdä matriisi. Aseta kaikki LED -merkkijonot tekemääsi jigiin. Pidä pitkä lanka samalla Katkaise ja tina jokaisen merkkivalon katodijohto ensimmäisessä sarakkeessa umn, aivan kuten teit narun rakentamiseen. Ota toinen lankaketju ja toista sen juottaminen LED -valoihin, mutta tällä kertaa liität sen 90 astetta ensimmäiseen johtosarjaan. Pidä pitkä lanka matriisin samalla puolella. Kun olet suorittanut jokaisen sarakkeen, poista se vaahtomuovista ja taita se pois tieltä, jotta pääset seuraavaan sarakkeeseen. Kun olet valmis, 64 LEDiä on yhdistetty 8 riviin ja 8 sarakkeeseen. Valitettavasti sinun on toistettava prosessi uudelleen toisen matriisin osalta. Jos tarvitset tauon, siirry vaiheisiin 3, 4 ja 5, jotta voit käsitellä koodia, ja palaa sitten tähän.

Vaihe 3: LEDien ohjaus

Tekemiäsi LED -matriiseja ohjataan kahdella Adafruutin Mini 8x8 LED Matrix -reppulla. Jokaisella ohjaimella voit ajaa 64 LEDiä vain kahdella johdolla Arduinosta, ja voit ketjuttaa useita ohjaimia yhteen samoilla kahdella johdolla. Noudata LED Matrix -reppun mukana tulevia ohjeita juottaaksesi 4-nastaisen virta-/data-/kellootsikon. Sitten sen sijaan, että juotat sen mukana tulevalle LED -matriisille, juota kaksi riviä naarasotsikoita reppuun. Liitä mukana toimitettu mini -LED -matriisi otsikoihin. Liitä matriisi leipälevyyn ja liitä se seuraavasti:

• Liitä reppun CLK -nasta Arduinon analogiseen nastaan 5.
• Liitä DAT -nasta Arduinon analogiseen nastaan 4.
• Liitä GND Arduinon maadoitusnastaan.
• Kytke VCC+ 5 voltin virtalähteeseen.

Lataa Adafruit LED -reppukirjasto ja Adafruit GFX -kirjastot ja asenna ne tietokoneellesi kopioimalla ne tietokoneen Arduino -luonnoskansion "kirjastot" -kansioon. Lataa "matrix8x8" -tiedosto Arduinoosi ja varmista, että LED -reppu toimii. LED -matriisin nastat eivät ehkä ole hyvässä kosketuksessa naarasotsikoissa, joten sinun on ehkä heilutettava tai poistettava se osittain, jotta saat kosketuksen ja sallit kaikkien rivien ja sarakkeiden syttymisen. Toista prosessi toisella LED -repulla, mutta tällä kertaa sinun on asetettava sille uusi osoite juottamalla hyppyreppu repun A0 -tyynyjen poikki. Suorita "matrix8x8" -koodi uudelleen, mutta muuta rivi "matrix.begin (0x70)" muotoon "matrix.begin (0x71)", jotta koodi osoittaa uuden LED -reppun.

Vaihe 4: Ohjaussauvan liittäminen

Ohjaussauvassa tulisi olla neljä kytkintä, joissa molemmissa on kaksi liitintä. Kun siirrät ohjaussauvaa oikealle, se laukaisee vasemmalla olevan kytkimen, kun siirrät sitä alas, se käynnistää ylhäällä olevan kytkimen ja niin edelleen. Juotetaan jokaisen kytkimen yhteen liittimeen 3 "-johto. Kierrä kaikkien näiden neljän johdon toinen pää yhteen ja juota ne 12": n johtoon. Tämä on kaikkien neljän kytkimen yhteinen maa. Juotos 12 tuuman johto kunkin kytkimen jäljellä olevaan liittimeen ja liitä ne seuraavasti:

• Liitä pohjakytkin (aktivoituu, kun painat ylös) Arduinon analogiseen nastaan 0.
• Liitä vasen kytkin (aktivoituu, kun painat oikealle) analogiseen nastaan 1 Arduinossa.
• Liitä yläkytkin (aktivoituu, kun painat alas) Arduinon analogiseen nastaan 2.
• Liitä oikea kytkin (aktivoituu, kun painat vasemmalle) analogiseen nastaan 3 Arduinossa.
• Liitä yhteinen maadoitusjohto Arduinon maadoitusnastaan.

Vaihe 5: Pelin ohjelmointi

Lataa liitteenä oleva Pumpktris.ino.zip, pura se ja avaa tiedosto Arduino -kehitysympäristössä. Kokoa ja lataa se Arduinoosi. Sinun pitäisi nyt pystyä pelaamaan mini -LED -matriisilla, jonka asetit edellisessä vaiheessa. Olen yrittänyt kommentoida koodia mahdollisimman paljon, mutta tässä on yleiskatsaus pääprosesseista: Muotojen kuvaus On olemassa seitsemän tetrominoa, joista jokaisessa on 4 pikseliä ja jokaisessa neljä mahdollista kiertoa. Säilytämme tämän kaiken moniulotteisessa taulukossa: ensimmäinen ulottuvuus koostuu seitsemästä muodosta, toinen ulottuvuus sisältää jokaisen muodon neljä kierrosta, kolmas sisältää neljä kuvapistekuvausta, joista jokainen koostuu X- ja Y-koordinaateista. Tämä kuvaa esimerkiksi T -muotoa:/ * T */ {/ * kulma 0 */ {{0, 1}, {1, 1}, {2, 1}, {1, 2}},/ * kulma 90 */ {{1, 0}, {1, 1}, {2, 1}, {1, 2}},/ * kulma 180 */ {{1, 0}, {0, 1}, {1, 1}, {2, 1}}, / * kulma 270 * / {{1, 0}, {0, 1}, {1, 1}, {1, 2}}}

Aktiivisen kappaleen seuranta Ohjelma ylläpitää ActivePiece -muuttujaa seuratakseen parhaillaan toistettavaa kappaletta. Tämä on taulukon korkeimman tason aktiivisen muodon indeksi. Se pitää myös kiertomuuttujan, joka sisältää nykyisen pyörimisen indeksin. XOffset-muuttuja seuraa, kuinka kauas vasemmalle tai oikealle (0-7) jokainen pala on, ja yOffset seuraa, kuinka alas (0-15) lauta on pudonnut. Aktiivisen kappaleen piirtämiseksi ohjelma lisää X- ja Y -siirtymäarvot kunkin valitun kappaleen nykyisestä kierrosta vedetyn pikselin X- ja Y -koordinaatteihin. kappaletta, ja jokainen tavu edustaa riviä. Esimerkiksi alla oleva taulukko edustaa L -muotoa, joka sijaitsee kahden alimman rivin keskellä (kuten 1: t osoittavat kahdessa viimeisessä tavussa): tavu sampleGrid [16] = {B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, B00100000, B00111000}; Törmäyksen tunnistus Kun aktiivista kappaletta yritetään siirtää, ohjelma tarkistaa ensin uuden sijainnin kiinteiden kappaleiden joukon kanssa. Jos törmäyksiä ei tapahdu, siirto sallitaan ja matriisi piirretään uudelleen. Jos törmäys havaitaan yritettäessä liikkua vasemmalle, oikealle tai kiertää, toiminta on kielletty. Jos törmäys havaitaan yritettäessä pudottaa pala, pala kiinteytyy paikoilleen ja lisätään kiinteiden pikselien joukkoon. Jokainen ohjelman silmukka lisää stepCounteria, ja joka kerta, kun stepCounter saavuttaa gravityTriggeriin tallennetun määrän, se laskee aktiivisen kappaleen yhden tason. Pelin edetessä gravityTrigger pienenee niin, että aktiivinen pala putoaa yhä useammin, kunnes lopulta se putoaa ohjelman jokaiseen silmukkaan. Aina kun aktiivinen pala on kiinnitetty verkkoon, ohjelma tarkistaa täydet tavut/rivit (B11111111). Jos se löytää, se vilkuttaa ne pois ja päälle kolme kertaa, poistaa ne ja pudottaa yllä olevat rivit aukon täyttämiseksi. arvo välitettiin riveillä "matrixTop.setRotation (1);" ja/tai "matrixBottom.setRotation (1);" "setup ()" -silmukassa. Jos kappaleet alkavat väärästä matriisista, vaihda jokaisen matriisin fyysinen sijainti tai käännä "matrixTop.begin (0x70)" -kohdassa ilmoitetut osoitteet. ja "matrixBottom.begin (0x71);" silmukat "setup ()". Jos jotkin rivit tai sarakkeet eivät syty, heiluta mini -LED -matriisia naarasotsikoissa. He eivät ehkä saa hyvää yhteyttä.

Vaihe 6: LED -matriisin liittäminen

Kun kaikki koodit ja säätimet on vahvistettu toimiviksi mini -LED -matriisien kanssa, on aika kytkeä itse juotetut suuret LED -matriisit.

Voisit liittää jokaisen johdon matriisirepun otsikoihin erikseen, mutta luultavasti teet paljon kytkemistä ja irrottamista, jotta siitä voi tulla todellista vaivaa. Sen sijaan haluat juottaa jokaisen langan urosliitinliuskaan ja liittää sen matriisireppuun. Asensin otsikkoliuskat prototyyppikortille, jotta voisin kytkeä ja irrottaa kaikki 16 nastaa yhdessä. Rivit 1-4 yhdistetään matriisirepun nastoihin 1-4 (nastan numerointi alkaa vasemmasta yläkulmasta, kun katsot reppua alaspäin 4-nastaisten virta-/maa-/data-/kellonastat päällä). Sarakkeet 1-4 yhdistetään nastoihin 5-8. Nastan numerointi kiertyy niin, että nasta 9 on oikeassa alakulmassa. Rivit 5-8 yhdistetään nastoihin 12-9 ja sarakkeet 5-8 nastoihin 16-13. Katso kaaviosta enemmän selvyyttä. Liitä jokainen matriisi reppuun ja suorita sama "matrix8x8" -ohjelma, jonka teit mini -LED -matriiseille vaiheessa 4. Jos jokainen toimii, voit ladata peliohjelman. Jos se ei toimi, tarkista, että suuren LED -matriisin rivit ja sarakkeet on kytketty repun oikeisiin nastoihin. Kun asennat LED-matriisin kokoonpanoon tekemääsi vaahtomuovipuristimeen, koko järjestelmän testaaminen on helpompaa.

Vaihe 7: Kurpitsan veistäminen

Älä tee veistoksia kurpitsasta ennen kuin kaikki elektroniikka toimii. Veistetyn kurpitsan säilyvyysaika on rajallinen, ja jos veistät sen ensin ja vietät sitten 2 päivää elektroniikan parissa, se on kaksi päivää hauskaa pelaamista.

Etsi kurpitsan littein puoli, jotta LED -paneeli ei kietoudu liian pitkälle, ja leikkaa sitten aukko sitä vastapäätä. Ole antelias; tarvitset tilaa saadaksesi kätesi toimimaan. Et leikkaa yläosaa kuten perinteinen kurpitsa, koska se on jätettävä ehjäksi ohjaussauvaa varten. Pumpkin goo ja elektroniikka eivät ole parhaita ystäviä, joten puhdista sisäpuoli hyvin. Parhaan näköisen Pumpktrisin haluat, että LED-ruudukko on suora ja tasainen kurpitsan kanssa. PDF -tiedosto on liitetty 8x16: n välein puolen tuuman välein. Tulosta tämä (tai tee oma omalla välein), leikkaa reunat ympäri ja teippaa se kurpitsan etuosaan. Varmista, että se on suoraan ylös ja alas. Työnnä naulalla, hammastikulla tai muulla vastaavalla työkalulla esireikä jokaisen paperille merkityn LEDin keskelle. Poraamista suoraan paperin läpi ei suositella, koska se todennäköisesti muuttuu tai repeytyy. Kun kaikki pilottireiät on pistetty, poista paperimalli ja poraa 13/64 "bittiä porakoneessa jokaisen reiän poraamiseen. Älä kohdista poraa kohtisuoraan kurpitsan pintaan nähden! Jos teet tämän, kurpitsan kaarevuus voi aiheuttaa sen, että ulkopuolelta puolen tuuman etäisyydellä olevat reiät kohtaavat sisäpuolella ja LEDien asentaminen on vaikeaa. Yritä sen sijaan pitää kaikki reiät yhdensuuntaisina. Kun kaikki reiät on porattu, leikkaa X-Acto-veitsellä neliö "pikseli" jokaisen reiän ympärille. Käännä veitsi jokaisen reiän keskikohtaa kohti ja jätä noin 1/8 "pikselien väliin. Ehdotan, että ostat harjoituskurpitsaa ja käytät sitä poraus- ja pikseliveistämistekniikkasi täydentämiseen. Hallitse se siellä, ennen kuin otat mahdollisuuden pilata lopullisen tuotteen täydellisen kurpitsan.

Vaihe 8: Karan asentaminen ohjaussauvaan

Nyt voit säätää varren käytettäväksi peliohjaimena pelin ohjaamiseen.

Katkaise varsi mahdollisimman läheltä pohjaa. Jos leikkaus ei ole sileä ja puhdas, tasoita se hiomalaikalla. Poraa 1-1/8 "reikä suoraan varren pohjan ja kurpitsan läpi. Ruuvaa ohjaussauvan pallo irti ja kohdista akseli kurpitsan sisäpuolelta tulevan reiän keskelle. Varmista, että ohjaussauva on suorakulmainen kurpitsan etupuolen kanssa-kun pelaat, haluat työntää vasemmalle ja oikealle siirtääksesi kappaleita, ei kulmassa. Kun se on keskellä ja neliö, käytä naulaa tai hammastikkua reikien työntämiseen kurpitsa ohjaussauvan kiinnitysreikien yläpuolella. Irrota ohjaussauva. Leikkaa lankaleikkureillasi laajenevat kärjet kipsilevyankkureista niin, että ne ovat lyhyempiä kuin kurpitsan ihon paksuus. Seuraavan osan yksityiskohdat riippuvat ostamastasi ohjaussauvasta. SparkFunin käyttämässäni oli 6 mm: n kiinnike kuulakahvalle, joka korvataan varrella. Jos ohjaussauva on erilainen, Käytä minkä kokoisia muttereita ja pultteja vastaavat varren keskelle ja poraa 13/64 "reikä (sama koko, jota käytit LED -reikiin sattumalta) noin tuumaa suoraan varteen. Tämä olisi hyvä askel kokeilla harjoituskurpitsaa varmistaaksesi, että pultit ruuvataan tiukasti reikään. Leikkaa pää irti 6 mm x 50 mm ruuvista sahalla. Laita epoksi- tai puuliimaa kierteisiin lähellä ruuvin katkaisupäätä ja ruuvaa se karaan. Haluat noin tuuman siitä varressa ja tuuman ulkona. Kierrä 6 mm: n kytkentämutteri ohjaussauvan akselille, mutta älä asenna ohjaussauvaa kurpitsan sisään.

Vaihe 9: LED- ja ohjaussauvan sijoittaminen

Työnnä LEDit rivi kerrallaan kurpitsan sisäpuolelta reikiinsä, kunnes niiden pohjat ovat samalla tasolla kurpitsan sisäpinnan kanssa. Kun kaikki ovat paikallaan, työnnä ne syvemmälle kohti bambuvarretta. Jätin heidän etureunansa noin 1/4 " - 3/8" ulkopinnan alle. Jos ne ovat liian kaukana pinnan alapuolella, valo leviää kurpitsan lihaan ja jokainen pikseli on vähemmän erotettavissa.

Lisää kerros muovikelmua ohjaussauvan yläosaan siten, että varsi työntyy läpi. Tämä estää ainakin jonkin verran kosteutta pääsemästä siihen. Kiinnitä ohjaussauva 1/2 ruuveilla kipsilevyankkureihin. Ankkureiden mukana tulleet ruuvit ovat liian pitkiä ja menevät kurpitsan läpi.

Vaihe 10: Pelin pelaaminen

Aseta kulho tai muovinen elintarvikkeiden säilytysastia kurpitsan alaosaan, jotta roikkuvat elektroniikkalaitteet eivät kosketa pohjaan. Liitä virtalähde Arduinoon. Soita nyt itsellesi Pumpktris! Ideoita lisätutkimuksiin Sen sijaan, että kiinnität ohjaussauvan kurpitsan päälle LED -valojen avulla, voit käyttää kauko -kurpitsaa joko langattomasti tai kaapelilla, joka on sisustettu viiniköynnöksen näköiseksi. Pelin sijasta voit näyttää vieritysviestit jack-o-lyhtyssänne. Voit halutessasi asentaa matriisit sivuttain (16 leveä ja 8 korkea) tai käyttää vain yhtä matriisia. Tämä voi olla vaarallista terveydellesi ja johtaa häiriöihin elektroniikassa. On parasta vetää kaikki elektroniikka ulos, kun näet kasvua kurpitsassa tai sen sisällä, jotta voit käyttää niitä myöhemmin ilman Haz-Mat-puhdistusta.

Toinen palkinto Halloween -koriste -kilpailussa