Pumpktris - Tetris ķirbis: 10 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:57

Kurš vēlas smaidīgas sejas un sveces, kad šajā Helovīnā varat baudīt interaktīvu ķirbi? Spēlējiet savu iecienīto bloku sakraušanas spēli uz 8x16 režģa, kas izcirsts ķirbja sejā, izgaismots ar gaismas diodēm un izmantojot kātu kā kontrolieri. Šis ir vidēji progresīvs projekts, un tam nepieciešama pieredze lodēšanā un programmēšanā Arduino vidē. Jūs strādāsit ar organiskām vielām un visām tām raksturīgajām īpašībām, tāpēc, iespējams, būs jāpielāgo mērījumi, lai tie atbilstu jūsu izmantotajam ķirbim.

1. darbība. Nepieciešamie materiāli

Lai izveidotu savu Pumpktris, jums būs nepieciešams: Komponenti

• 128 5 mm dzintara gaismas diodes (es tās izmantoju no Mouser) Pērciet papildus, lai segtu visas kļūdas vai testus. Man sanāca 140. Dzintars visvairāk līdzinās liesmai, kas būtu tradicionālā džeklaternas iekšpusē, bet jūs varat brīvi izmantot jebkuru krāsu, kas jums patīk.
• Arduino mikrokontrolleris
• 1/16 "termiski saraušanās caurules (11 pēdas vai 256 1/2" gari gabali)
• Arkādes kursorsvira ar noņemamu rokturi (šis no SparkFun man labi darbojās)
• 4 #6 neilona ģipškartona enkuri Tas nav veids, kas paredzēts pārslēgšanai, bet tāds, kas izskatās kā skrūves ar dziļiem vītnēm
• 4 pus collas garas tāda paša izmēra un tipa skrūves, kas tika piegādātas kopā ar ģipškartona enkuriem. Tie, kas tiek piegādāti kopā ar enkuriem, būs pārāk gari.
• 6 mm x 50 mm skrūve (vai jebkura izmēra izmērs atbilst jūsu kursorsviras roktura stiprinājumam)
• 6 mm sakabes uzgrieznis (vai jebkura izmēra, kas nepieciešams, lai atbilstu iepriekšminētajai skrūvei) Sakabes uzgrieznis izskatās kā parasts uzgrieznis, bet ir apmēram collu garš un tiek izmantots, lai savienotu divas skrūves vai vītņstieņa gabalus.

Un visbeidzot, jums būs nepieciešams 1 ķirbis. Jums ir nepieciešams tikai viens, bet es iesaku divus, lai jums būtu viens, ko varētu izmantot urbšanai un griešanai. Jūsu LED matrica aptvers platību, kas ir aptuveni 4 collas plata un 8 collas augsta, tāpēc vēlaties ķirbi ar pēc iespējas gludāku un līdzenāku laukumu, lai matrica netiktu ietīta pārāk tālu. Jūs varētu izmantot putu ķirbi, bet kur tajā ir burvība? Es nevaru runāt par griešanas paņēmieniem, kas nepieciešami putu ķirbim. Instrumenti un palīgmateriāli

• Lodāmurs
• Lodēt
• Stiepļu griezēji
• Stiepļu noņēmēji
• Spēka urbis
• Zāģis
• X-Acto nazis
• 13/64 collu urbis
• 1-1/8 collu urbis (es izmantoju Forstnera uzgali, bet var darboties arī lāpstiņa)
• 1/4 "putu serde

2. darbība: LED matricas izveide

Katra matrica ir izgatavota no 64 gaismas diodēm un 128 stieples gabaliem. Visvieglāk ir savlaicīgi izgriezt un atdalīt visus vadus katrai matricai. Izgrieziet 112 2,5 collu gabalos un noņemiet 1/4 collas no katra gala. Sagrieziet atlikušos 16 gabalus 12 collu gabalos un noņemiet abus galus. Jo konsekventāk jūs varat iegūt stieples garumu, jo vieglāk to būs uzbūvēt un uzstādīt.

Sāksit ar sešpadsmit astoņu segmentu vadu ķēžu izveidi-katrs ar 7 īsiem un 1 garš vads. Pagrieziet katru galu kopā ar nākamo gabalu un lodēt. Lai savienotu vadus ar gaismas diodēm, jums būs nepieciešama džiga, lai turētu gaismas diodes. Uz 1/4 collu biezas putu serdes plāksnes uzzīmējiet 8x8 režģi ar pus collu atstarpi, pēc tam izmantojiet īlenu, lai katrā krustojumā izurbtu caurumu, kura diametrs ir nedaudz mazāks nekā gaismas diode. jūs esat pabeidzis. Augšējā caurumu rindā ievietojiet 8 gaismas diodes. Putu kodols izstiepsies, lai ietilptu gaismas diodēs, un turēs tās cieši. Izlīdziniet gaismas diodes tā, lai garākā kāja-anoda vads-būtu vērsta pret jums. Vēlreiz pārbaudiet, jo, ja kļūdāties, matrica nedarbosies. Saspiediet katru anoda vadu apmēram 1/4 collu garumā un tiniet to ar lodmetālu, lai būtu vieglāk savienot vadus. Izgrieziet 8 termiski saraucošās caurules gabalus 1/2 collu segmentos. Bīdiet caurules gabalu virs pirmā vadu savienojuma, pabīdiet to atpakaļ, lai tas neietekmētu lodēšanas karstumu, un pēc tam pielodējiet vadu savienojumu ar LED anodu. Pabīdiet cauruli uz leju virs savienojuma, kad tas ir atdzisis. Turpiniet pie nākamās gaismas diodes, vēl septiņas reizes atkārtojot slīdēšanas procesu uz caurules gabala, savienojuma lodēšanu un pēc tam caurules nolaišanu virs savienojuma. astoņu gaismas diožu komplektu, kas visi ir savienoti viens ar otru, noņemiet tos no džiga un atkārtojiet to vēl septiņas rindas, pārliecinoties, ka visi savienojumi ir pievienoti katras gaismas diodes anoda vadam. Jūs varat izmantot to, kuru džiga rindu ir visvieglāk sasniegt, tā kā jūs strādājat tikai ar vienu. Pēc tam, kad visas astoņas rindas ir pielodētas, ir pienācis laiks pievienoties kolonnām un izveidot matricu. Ievietojiet visas LED virknes jūsu izveidotajā džigā. Turiet garo vadu vienā un tajā pašā vietā Izgrieziet un tiniet katras gaismas diodes katoda vadu pirmajā kolonnā umn, tāpat kā jūs to darījāt, lai izveidotu virkni. Paņemiet citu stiepļu ķēdi un atkārtojiet to lodēšanas procesu ar gaismas diodēm, tikai šoreiz jūs to savienojat 90 grādu leņķī ar pirmo vadu komplektu. Turiet garo vadu vienā matricas pusē. Pabeidzot katru kolonnu, noņemiet to no putu kodola džiga un salieciet to no ceļa, lai nodrošinātu piekļuvi nākamajai kolonnai. Kad esat pabeidzis, jums būs 64 gaismas diodes, kas savienotas 8 rindās un 8 kolonnās. Diemžēl jums ir jāatkārto process otrai matricai. Ja jums ir nepieciešams pārtraukums, pārejiet pie 3., 4. un 5. darbības, lai strādātu pie koda, un pēc tam atgriezieties pie šī.

3. darbība: gaismas diodes vadība

Jūsu izveidotās LED matricas kontrolēs divas mini 8x8 LED matricas mugursomas no Adafruit. Katrs kontrolieris ļauj vadīt 64 gaismas diodes ar tikai diviem vadiem no Arduino, un jūs varat savienot vairākus kontrolierus kopā ar tiem pašiem diviem vadiem. Izpildiet norādījumus, kas pievienoti LED matricas mugursomai, lai pielodētu 4 kontaktu barošanas/datu/pulksteņa galveni. Pēc tam tā vietā, lai lodētu uz pievienotās LED matricas, pielieciet pie mugursomas divas rindas sieviešu galvenes. Pievienojiet iekļauto mini LED matricu galvenēm. Pievienojiet matricu maizes dēlim un pievienojiet to šādi:

• Savienojiet mugursomas CLK tapu ar Arduino analogo tapu 5.
• Savienojiet DAT tapu ar Arduino analogo tapu 4.
• Savienojiet GND ar Arduino zemējuma tapu.
• Pievienojiet VCC+ 5V strāvai.

Lejupielādējiet Adafruit LED mugursomu bibliotēku un Adafruit GFX bibliotēkas un instalējiet tās savā datorā, nokopējot katru no tām datora Arduino skiču mapes mapē "bibliotēkas". Augšupielādējiet "matrix8x8" failu savā Arduino un pārbaudiet, vai LED mugursoma darbojas. LED matricas tapas, iespējams, nesaskaras sieviešu galvenēs, tāpēc jums, iespējams, vajadzēs to pakustināt vai daļēji noņemt, lai sazinātos un ļautu izgaismot visas rindas un kolonnas. Atkārtojiet procesu ar otro LED mugursomu, taču šoreiz tai būs jāiestata jauna adrese, lodējot džemperi pāri A0 spilventiņiem mugursomā. Vēlreiz palaidiet kodu "matrix8x8", bet nomainiet rindu "matrix.begin (0x70)" uz "matrix.begin (0x71)", lai kods adresētu jauno LED mugursomu.

4. solis: kursorsviras pievienošana

Jūsu kursorsvirā jābūt četriem slēdžiem ar diviem termināļiem. Pārvietojot kursorsviru pa labi, tas aktivizē slēdzi kreisajā pusē, pārvietojot to uz leju, tas iedarbina slēdzi augšpusē utt. Katra slēdža vienā spailē pielodējiet 3 collu vadu. Pagrieziet visu četru šo vadu otru galu kopā un pielodējiet līdz 12 collu vadam. Tas ir visu četru slēdžu kopīgais pamats. Lodējiet 12 collu vadu katra slēdža atlikušajā spailē, pēc tam pievienojiet tos šādi:

• Pievienojiet apakšējo slēdzi (aktivizēts, nospiežot uz augšu) ar Arduino analogo tapu 0.
• Pievienojiet kreiso slēdzi (aktivizēts, nospiežot pa labi) ar Arduino analogo tapu 1.
• Pievienojiet augšējo slēdzi (aktivizēts, nospiežot uz leju) ar Arduino analogo tapu 2.
• Pievienojiet labo slēdzi (aktivizēts, nospiežot pa kreisi) ar Arduino analogo tapu 3.
• Pievienojiet kopējo zemējuma vadu Arduino zemējuma tapai.

5. darbība: spēles programmēšana

Lejupielādējiet pievienoto Pumpktris.ino.zip, izpakojiet to un atveriet failu Arduino izstrādes vidē. Apkopojiet un augšupielādējiet to savā Arduino. Tagad jums vajadzētu būt iespējai spēlēt ar mini LED matricu, kuru iestatījāt iepriekšējā solī. Esmu mēģinājis pēc iespējas vairāk komentēt kodu, bet šeit ir vispārējs galveno procesu pārskats: Formu apraksts Ir septiņi tetromīni, katrs ar 4 pikseļiem un katrs ar četrām iespējamām rotācijām. Mēs to visu glabājam daudzdimensiju masīvā: pirmā dimensija sastāv no septiņām formām, otrā dimensija satur četras rotācijas katrai formai, trešā-četru pikseļu apraksti, kas katrs sastāv no X un Y koordinātas. Piemēram, tas apraksta formu "T":/ * T */ {/ * leņķis 0 */ {{0, 1}, {1, 1}, {2, 1}, {1, 2}},/ * leņķis 90 */ {{1, 0}, {1, 1}, {2, 1}, {1, 2}},/ * leņķis 180 */ {{1, 0}, {0, 1}, {1, 1}, {2, 1}}, / * leņķis 270 * / {{1, 0}, {0, 1}, {1, 1}, {1, 2}}}

Aktīvā gabala izsekošana Lai izsekotu pašlaik atskaņotajam skaņdarbam, programma saglabā mainīgo ActivePiece. Tas ir aktīvās formas indekss masīva augstākajā līmenī. Tas arī saglabā rotācijas mainīgo, kas satur pašreizējās rotācijas indeksu. XOffset mainīgais izseko, cik tālu pa kreisi vai pa labi (0-7) ir katrs gabals, un yOffset izseko, cik tālu uz leju (0-15) dēlis ir nokritis. Lai uzzīmētu aktīvo gabalu, programma pievieno X un Y nobīdes vērtības katra pikseļa X un Y koordinātām, kas izvilktas no izvēlētā gabala pašreizējās rotācijas. Fiksēto gabalu izsekošana Programma izmanto 16 baitu masīvu, lai izsekotu fiksētajam gabalos, katrs baits apzīmē rindu. Piemēram, tālāk redzamais masīvs attēlo L formu, kas atrodas apakšējo divu rindu centrā (kā norādīts pēdējos divos baitos ar 1): baits sampleGrid [16] = {B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, B00100000, B00111000}; Sadursmes noteikšana Kad tiek mēģināts pārvietot aktīvo gabalu, programma vispirms pārbauda jauno pozīciju, salīdzinot ar fiksēto gabalu masīvu. Ja nav sadursmju, gājiens ir atļauts un matrica tiek pārzīmēta. Ja tiek konstatēta sadursme, mēģinot pārvietoties pa kreisi, pa labi vai pagriezties, darbība ir aizliegta. Ja tiek konstatēta sadursme, mēģinot nomest gabalu, gabals kļūst fiksēts savā vietā un tiek pievienots fiksēto pikseļu masīvam. Gabalu automātiska nolaišana Spēles tempu kontrolē mainīgie gravityTrigger un stepCounter. Katra programmas cilpa palielina stepCounter, un katru reizi, kad stepCounter sasniedz gravityTrigger saglabāto skaitu, aktīvais gabals tiek samazināts par vienu līmeni. Spēles gaitā gravityTrigger tiek samazināts tā, ka aktīvais gabals nokrīt arvien biežāk, līdz beidzot tas nokrīt katrā programmas ciklā. Katru reizi, kad režģī tiek fiksēts aktīvs gabals, programma pārbauda, vai nav pilnu baitu/rindu (B11111111). Ja tas tiek atrasts, tas trīs reizes mirgo un ieslēdzas, pēc tam noņem un nomet rindas, lai aizpildītu atstarpi. Problēmu novēršana Ja gabali nekrīt no augšas uz leju, bet iet no vienas puses uz otru, nomainiet vērtība nodota rindās "matrixTop.setRotation (1);" un/vai "matrixBottom.setRotation (1);" cilnē "setup ()". Ja gabali sākas nepareizā matricā, mainiet katras matricas fizisko atrašanās vietu vai mainiet adreses, kas norādītas "matrixTop.begin (0x70);" un "matrixBottom.begin (0x71);" cilpas "setup ()" līnijas. Ja dažas rindas vai kolonnas nedeg, pagrieziet mini LED matricu sieviešu galvenēs. Viņi, iespējams, neveido labu kontaktu.

6. darbība: LED matricas pievienošana

Kad ir pārbaudīts, vai viss kods un vadības ierīces darbojas ar mini LED matricām, ir pienācis laiks pieslēgt lielās LED matricas, kuras pats pielodējāt.

Katru vadu jūs varētu pieslēgt matricas mugursomas galvenēm atsevišķi, taču jūs, iespējams, darīsit daudz kontaktdakšu un atvienosit, lai tas varētu radīt patiesas problēmas. Tā vietā jūs vēlaties lodēt katru vadu uz vīriešu galvenes sloksnes un pievienot to matricas mugursomai. Es uzstādīju galvenes sloksnes uz prototipēšanas dēļa gabala, lai es varētu savienot un atvienot visas 16 tapas kopā. 1. – 4. Kolonnas 1-4 savienojas ar tapām 5-8. Tapu numerācija apvijas tā, lai 9. tapa būtu apakšējā labajā stūrī. 5.-8. Rindas savienojas ar tapām 12-9, un 5.-8. Lai iegūtu lielāku skaidrību, skatiet diagrammu. Pievienojiet katru matricu mugursomai un palaidiet to pašu "matrix8x8" programmu, ko izmantojāt mini LED matricām 4. solī. Ja katra darbojas, varat ielādēt spēles programmu. Ja tas nedarbojas, pārbaudiet, vai lielās LED matricas rindas un kolonnas ir pievienotas pareizajām mugursomas tapām. LED matricas montāža montāžas putuplasta kodolā var atvieglot visas sistēmas pārbaudi.

7. solis: ķirbja griešana

Neveiciet ķirbja griešanu, kamēr visa jūsu elektronika nedarbojas. Cirsts ķirbis ir ierobežots glabāšanas laiks, un, ja jūs vispirms to izgrebjat un pēc tam 2 dienas veltāt elektronikai, tas ir divas dienas, kad esat zaudējis spēles prieku.

Atrodiet ķirbja plakanāko pusi, lai jūsu LED panelis nebūtu pārāk tālu apkārt, un tad izgrieziet atveri pretējā pusē. Esiet dāsns; jums būs nepieciešama telpa, lai jūs varētu tur strādāt. Jūs nesagriezīsiet augšdaļu kā tradicionālajam ķirbim, jo tas ir jāatstāj neskarts kursorsvirai. Ķirbju goo un elektronika nav labākie draugi, tāpēc labi notīriet iekšpusi. Lai iegūtu vislabāko Pumpktris, jūs vēlaties, lai jūsu LED režģis būtu taisns un labi saskaņots ar ķirbi. PDF ir pievienots ar 8x16 atstarpi, pus collu attālumā viens no otra. Izdrukājiet to (vai izveidojiet to ar savu atstarpi), sagrieziet ap malām un pielīmējiet to ķirbja priekšpusē. Pārliecinieties, ka tas ir taisni uz augšu un uz leju. Ar naglu, zobu bakstāmo vai citu līdzīgu instrumentu ieduriet izmēģinājuma caurumu katras uz papīra norādītās gaismas diodes centrā. Nav ieteicams urbt tieši caur papīru, jo tas var pārvietoties vai saplēst. Kad visi izmēģinājuma caurumi ir izurbti, noņemiet papīra veidni un izmantojiet 13/64 collu urbjmašīnu, lai urbtu katru caurumu. Nesalīdziniet urbi perpendikulāri ķirbja sejai! Ja to darāt, ķirbja izliekums var izraisīt caurumu, kas atrodas pus collu attālumā no ārpuses, iekšpusē, un būs grūti ievietot gaismas diodes. Tā vietā mēģiniet turēt visus caurumus paralēli. Kad visi caurumi ir izurbti, izmantojiet savu X-Acto nazi, lai ap katru caurumu izgrieztu kvadrātveida pikseļus. Pagrieziet nazi pret katra cauruma centru un atstājiet apmēram 1/8 collu starp pikseļiem. Es iesaku iegādāties prakses ķirbi un to izmantot, lai pilnveidotu urbšanas un pikseļu griešanas tehniku. Apgūstiet to, pirms izmantojat iespēju sabojāt perfektu ķirbi, kuru atradāt gatavajam produktam.

8. solis: kāta uzstādīšana kursorsvirā

Tagad jūs pielāgosit kātu, lai to izmantotu kā kursorsviru, lai kontrolētu spēli.

Nogrieziet kātu pēc iespējas tuvāk pamatnei. Ja griezums nav gluds un tīrs, izmantojiet slīpēšanas bloku, lai to saplacinātu. Izurbiet 1-1/8 caurumu taisni caur kāta pamatni un ķirbī. Atskrūvējiet kursorsviru lodīti un izlīdziniet vārpstu ar cauruma centru no ķirbja iekšpuses. Pārliecinieties, ka kursorsvira ir kvadrātveida ar ķirbja priekšpusi-spēlējot, jūs vēlaties spiest pa kreisi un pa labi, lai pārvietotu gabalus, nevis leņķī. Kad tas ir centrēts un kvadrātveida, izmantojiet naglu vai zobu bakstāmais, lai izurbtu caurumus iekšpusē ķirbi virs stiprinājuma caurumiem kursorsviras pamatnē. Noņemiet kursorsviru. Ar stiepļu griezējiem nogrieziet izplešanās galus no ģipškartona enkuriem tā, lai tie būtu īsāki par ķirbja mizas biezumu. Pieskrūvējiet šos saīsinātos, snubnose ģipškartona enkurus. jūsu izveidotajos izmēģinājuma caurumos. Nākamās daļas detaļas būs atkarīgas no jūsu iegādātās kursorsviras. SparkFun izmantotajā man bija 6 mm stiprinājums lodīšu rokturim, ko nomainīs kāts. Ja kursorsvira ir atšķirīga, izmantojiet jebkura izmēra uzgriežņus un skrūves stumbra centrā un urbiet 13/64 collu caurumu (tāda paša izmēra, kādu nejauši izmantojāt LED caurumiem) apmēram collu taisni kāta iekšpusē. Tas būtu labs solis, lai pārbaudītu savu prakses ķirbi, lai pārliecinātos, ka skrūves ir cieši ieskrūvētas caurumā. Nogrieziet galvu no 6 mm x 50 mm skrūves ar zāģi. Uzlieciet epoksīda vai koka līmi uz vītnēm pie skrūves griezuma gala un ieskrūvējiet to kātiņā. Jūs vēlaties apmēram collu no tā stublājā un collas ārpusē. Pieskrūvējiet 6 mm sakabes uzgriezni pie kursorsviras vārpstas, bet vēl neuzstādiet kursorsviru ķirbī.

9. solis: LED un kursorsviru izvietojums

No ķirbja iekšpuses ievietojiet gaismas diodes rindā pēc kārtas savos caurumos, līdz to pamatnes ir vienā līmenī ar ķirbja iekšējo virsmu. Kad visi ir savās vietās, izmantojiet bambusa iesmu, lai pabīdītu tos dziļāk uz priekšu. Es atstāju viņu priekšējo malu apmēram 1/4 "līdz 3/8" zem ārējās virsmas. Ja tie atrodas pārāk tālu zem virsmas, gaisma iekļūs ķirbja mīkstumā, un katrs pikselis būs mazāk atšķirīgs.

Vadības sviras augšpusē pievienojiet plastmasas plēves slāni, caur kuru iziet pati vārpsta. Tas neļaus tajā iekļūt vismaz daļai mitruma. Pievienojiet kursorsviru ar 1/2 collu skrūvēm ģipškartona stiprinājumos. Skrūves, kas pievienotas enkuriem, būs pārāk garas un izbāzīsies caur ķirbi.

10. solis: Spēles spēlēšana

Ielieciet bļodu vai plastmasas pārtikas uzglabāšanas trauku ķirbja apakšdaļā, lai neviena piekārtā elektronika nepieskartos apakšai. Ievietojiet kursorsviru savā Arduino, LED mugursomas Arduino un LED matricas mugursomās. Pievienojiet strāvas avotu Arduino. Tagad uzspēlējiet sev Pumpktris! Idejas turpmākai izpētei Tā vietā, lai ar diodēm uzstādītu kursorsviru ķirbja augšpusē, varat izmantot tālvadības ķirbi vai nu bezvadu režīmā, vai ar kabeli, kas izrotāts kā vīnogulājs. Spēles vietā jūs varat parādīt ritināšanas ziņojumus savā jack-o-laternā. Jūs varētu vēlēties matricas uzstādīt uz sāniem (16 platumā un 8 augstumā) vai pat izmantot tikai vienu matricu. Tas var būt bīstami jūsu veselībai un radīt traucējumus elektronikā. Vislabāk ir izvilkt visu elektroniku, kad redzat ķirbja pieaugumu, lai vēlāk varētu to atkārtoti izmantot, neprasot Haz-Mat tīrīšanu.

Otrā balva Helovīna dekoru konkursā