Pumpktris - a Tetris Pumpkin: 10 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:42

Ki szeretne vigyorgó arcokat és gyertyákat, ha interaktív tököt fogyaszthat Halloweenkor? Játssz kedvenc blokkhalmozó játékoddal a tök arcába faragott, 8x16-os rácson, amelyet LED-ek világítanak, és a szár vezérlőként használható. Ez egy közepesen fejlett projekt, és tapasztalatos forrasztást és programozást igényel az Arduino környezetben. Szerves anyagokkal és minden velük kapcsolatos furcsasággal fog dolgozni, ezért előfordulhat, hogy a méréseket hozzá kell igazítani az Ön által használt tökhöz.

1. lépés: Szükséges anyagok

Saját Pumpktris létrehozásához a következőkre lesz szüksége: Összetevők

• 128 5 mm -es borostyánsárga LED (ezeket a Mouser -től használtam) Vásároljon néhányat, hogy fedezze a hibákat vagy teszteket. 140-et kaptam. Amber leginkább a lánghoz hasonlít, amely egy hagyományos jack-lámpás belsejében lenne, de szabadon használhat bármilyen színt.
• Arduino mikrovezérlő
• 1/16 "zsugorcső (11 láb vagy 256 1/2" hosszú darab)
• Arcade joystick kivehető fogantyúval (ez a SparkFun -tól jól működött nekem)
• 4 #6 nylon gipszkarton horgonyok Ez nem az átváltó típusok, hanem olyanok, amelyek mély menetű csavaroknak tűnnek
• 4 fél hüvelyk hosszú, azonos méretű és típusú csavar, amelyet a gipszkarton rögzítőelemekhez kapott. A horgonyokkal együtt szállítottak túl hosszúak lesznek.
• 6 mm x 50 mm -es csavar (vagy bármilyen méret megfelel a joystick fogantyújának rögzítéséhez)
• 6 mm -es tengelykapcsoló anya (vagy bármilyen méret szükséges ahhoz, hogy illeszkedjen a fenti csavarhoz) Egy tengelykapcsoló anya úgy néz ki, mint egy hagyományos anya, de körülbelül egy hüvelyk hosszú, és két csavar vagy menetes rúd összekapcsolására szolgál.

És végül, de nem utolsó sorban szüksége lesz 1 tökre. Csak egy kell, de kettőt ajánlok, hogy legyen egy, amellyel gyakorolhatja a fúrást és a vágást. A LED -mátrix körülbelül egy 4 "széles és 8" magas területet fog lefedni, ezért tököt szeretne, amelynek mérete olyan sima és lapos, amennyire csak lehetséges, hogy a mátrix ne csavarodjon túl messzire. Használhat habtököt, de hol van ebben a varázslat? Nem tudok beszélni a habtöknél szükséges faragási technikákról. Eszközök és fogyóeszközök

• Forrasztópáka
• Forrasztó
• Drótvágók
• Huzalhúzók
• Villanyfúró
• Fűrész
• X-Acto kés
• 13/64 "-os fúró
• 1-1/8 "-os fúró (Forstner fúrót használtam, de az ásó is működhet)
• 1/4 "habszivacslap

2. lépés: LED -mátrix készítése

Minden mátrix 64 LED -ből és 128 darab huzalból áll. A legegyszerűbb, ha minden mátrix vezetékét idő előtt levágja és lecsupaszítja. Vágja a 112 -t 2,5 "-es darabokra, és csavarja le 1/4" -et mindkét végéről. Vágja a fennmaradó 16 -at 12 hüvelykes darabokra, és csupaszítsa le mindkét végét. Minél következetesebb a huzalhossz, akkor könnyebb lesz felépíteni és felszerelni.

Kezdje azzal, hogy tizenhat nyolc szegmensből álló vezetékláncot épít fel, mindegyik 7 rövid és 1 hosszú vezetékkel. Csavarja össze mindkét végét a következő darabbal és a forrasztóval. A vezetékek LED -ekhez való csatlakoztatásához szüksége lesz egy jig -re a LED -ek tartásához. Rajzoljon egy 8x8-as rácsot fél hüvelyk távolságra egy 1/4 hüvelykes vastagságú habszivacs-táblára, majd egy fürt segítségével üsse ki a LED-nél valamivel kisebb átmérőjű lyukat minden kereszteződésben. 64 lyuk lesz, amikor kész. A lyukak felső sorában helyezzen be 8 LED-et. A habmag kinyúlik, hogy illeszkedjen a LED-ekhez, és szorosan fogja őket. Igazítsa a LED-eket úgy, hogy a hosszabb láb-az anódvezeték-mindegyik felé felfelé nézzen. Ellenőrizze kétszer, mert ha egyet téved, a mátrix nem fog működni. Vágja le az anódokat kb. 1/4 "hosszúra, és ónozza be forrasztóval, hogy megkönnyítse a vezetékek csatlakoztatását. Vágjon 8 darab hőre zsugorodó csövet 1/2 "-os szegmensekbe. Csúsztasson egy darab csövet az első vezetékcsatlakozásra, nyomja vissza, hogy ne érje a forrasztás hője, majd forrasztja a vezetékcsatlakozót a LED-anódhoz. Ha lehűlt, csúsztassa le a csövet a csatlakozón keresztül. Folytassa a következő LED -del, ismételje meg hétszer a csődarabon való csúsztatást, a csatlakozás forrasztását, majd a cső leengedését a kötés felett. nyolc, egymással összekapcsolt LED -et tartalmazó készlet, távolítsa el őket a szerszámgépből, és ismételje meg még hét sorban, ügyelve arra, hogy minden csatlakozás létrejön az egyes LED -ek anódvezetékével. Használhatja a jig legegyszerűbben elérhető sorát, mivel egyszerre csak eggyel dolgozik. Miután mind a nyolc sort forrasztotta, itt az ideje, hogy csatlakozzon az oszlopokhoz és mátrixot készítsen. Helyezze be az összes LED -karakterláncot az elkészített jigbe. Tartsa a hosszú vezetéket ugyanazon a helyen Vágja le és ónozza be az egyes LED -ek katód vezetékét az első oszlopban umn, csakúgy, mint a húr építéséhez. Vegyünk egy másik huzalláncot, és ismételjük meg a LED -ekhez való forrasztás folyamatát, csak ezúttal 90 fokban csatlakoztassa az első vezetékkészlethez. Tartsa a hosszú vezetéket a mátrix ugyanazon oldalán. Az egyes oszlopok kitöltésekor távolítsa el a habmagos csőből, és hajtsa félre, hogy hozzáférjen a következő oszlophoz. Ha elkészült, 64 LED csatlakozik 8 sorba és 8 oszlopba. Sajnos meg kell ismételnie a folyamatot a második mátrixhoz. Ha szünetre van szüksége, ugorjon a 3., 4. és 5. lépésre a kód kezeléséhez, majd térjen vissza erre.

3. lépés: A LED -ek vezérlése

Az Ön által készített LED mátrixokat két Mini 8x8 LED Matrix hátizsák fogja irányítani az Adafruit -tól. Mindegyik vezérlő lehetővé teszi, hogy 64 LED -et vezessen csak két vezetékkel az Arduino -ból, és ugyanazon a két vezetéken több vezérlőt is összekapcsolhat. Kövesse a LED Matrix hátizsákhoz mellékelt utasításokat a 4 tűs táp/adat/óra fejléc forrasztásához. Ezután ahelyett, hogy forrasztaná a hozzá tartozó LED -mátrixot, forgasson két sor női fejlécet a hátizsákhoz. Csatlakoztassa a mellékelt mini LED mátrixot a fejlécekhez. Csatlakoztassa a mátrixot egy kenyértáblához, és csatlakoztassa az alábbiak szerint:

• Csatlakoztassa a hátizsákon lévő CLK csapot az Arduino analóg 5 -ös tűjéhez.
• Csatlakoztassa a DAT -tűt az Arduino analóg 4 -es tűjéhez.
• Csatlakoztassa a GND -t az Arduino földelőcsapjához.
• Csatlakoztassa a VCC+ -ot 5V -os hálózathoz.

Töltse le az Adafruit LED hátizsák könyvtárat és az Adafruit GFX könyvtárakat, és telepítse őket a számítógépére úgy, hogy a számítógép Arduino vázlatmappájának "könyvtárak" mappájába másolja őket. Töltse fel a "matrix8x8" fájlt az Arduino készülékére, és ellenőrizze, hogy a LED hátizsák működik -e. Előfordulhat, hogy a LED -mátrix csapjai nem érintkeznek megfelelően a női fejlécekben, ezért előfordulhat, hogy meg kell billegni vagy részben el kell távolítani, hogy kapcsolatba léphessen, és lehetővé tegye az összes sor és oszlop világítását. Ismételje meg a folyamatot a második LED -es hátizsákkal, de ezúttal új címet kell beállítania ahhoz, hogy egy jumpert forraszt a hátizsák A0 párnáin. Futtassa újra a "matrix8x8" kódot, de módosítsa a "matrix.begin (0x70)" sort "matrix.begin (0x71)" értékre, hogy a kód az új LED hátizsákot célozza meg.

4. lépés: A joystick csatlakoztatása

A joysticknak négy kapcsolóval kell rendelkeznie, egyenként két terminállal. Ha a joystickot jobbra mozgatja, akkor aktiválja a bal oldali kapcsolót, lefelé mozgatva pedig a felül lévő kapcsolót, stb. Minden kapcsoló egyik csatlakozóján forrasztjon egy 3 "-os vezetéket. Csavarja össze mind a négy vezeték másik végét, és forrasztja őket egy 12" -os vezetékre. Ez a közös alapja mind a négy kapcsolónak. Forrasztjon egy 12 hüvelykes vezetéket minden kapcsoló fennmaradó csatlakozójához, majd csatlakoztassa őket az alábbiak szerint:

• Csatlakoztassa az alsó kapcsolót (akkor aktiválódik, amikor felemeli) az Arduino analóg 0 -ás tűjéhez.
• Csatlakoztassa a bal oldali kapcsolót (akkor aktiválódik, ha jobbra nyomja) az Arduino analóg 1 -es tűjéhez.
• Csatlakoztassa a felső kapcsolót (akkor aktiválódik, ha lenyomja) az Arduino analóg 2 -es tűjéhez.
• Csatlakoztassa a jobb oldali kapcsolót (akkor aktiválódik, amikor balra nyomja) az Arduino analóg 3 -as tűjéhez.
• Csatlakoztassa a közös földelő vezetéket az Arduino földelőcsapjához.

5. lépés: A játék programozása

Töltse le a csatolt Pumpktris.ino.zip fájlt, bontsa ki, és nyissa meg a fájlt az Arduino fejlesztői környezetben. Fordítsa össze és töltse fel az Arduino -ra. Most már játszania kell az előző lépésben beállított mini LED mátrixon. Próbáltam a lehető legtöbbet kommentálni a kóddal, de itt van egy általános áttekintés a fő folyamatokról: Az alakzatok leírása Hét tetrominó található, mindegyik 4 képpontos, és négy lehetséges elforgatással. Mindezt többdimenziós tömbben tároljuk: az első dimenzió a hét alakból áll, a második dimenzió tartalmazza az egyes alakzatok négy elforgatását, a harmadik négy pixel leírást tartalmaz, amelyek mindegyike X és Y koordinátából áll. Például ez leírja a "T" alakzatot:/ * T */ {/ * szög 0 */ {{0, 1}, {1, 1}, {2, 1}, {1, 2}},/ * 90 szög */ {{1, 0}, {1, 1}, {2, 1}, {1, 2}},/ * szög 180 */ {{1, 0}, {0, 1}, {1, 1}, {2, 1}}, / * szög 270 * / {{1, 0}, {0, 1}, {1, 1}, {1, 2}}}

Az aktív darab nyomon követése A folyamatban lévő darab nyomon követéséhez a program aktívPiece változót tart fenn. Ez az aktív alak indexe a tömb legmagasabb szintjén. Ezenkívül egy forgási változót is tart, amely tartalmazza az aktuális forgás indexét. Az xOffset változó nyomon követi, hogy az egyes darabok mennyire vannak balra vagy jobbra (0-7), az yOffset pedig azt, hogy milyen messze van (0-15) a tábla. Az aktív darab rajzolásához a program hozzáadja az X és Y eltolási értékeket a kiválasztott darab aktuális elforgatásából húzott pixelek X és Y koordinátáihoz. darab, mindegyik bájt egy sort jelent. Például az alábbi tömb egy L alakot ábrázolna, amely az alsó két sor közepén helyezkedik el (amint azt az utolsó két bájt 1 -je jelzi): bájt sampleGrid [16] = {B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, B00100000, B00111000}; Ütközésészlelés Amikor megpróbálják mozgatni az aktív darabot, a program először ellenőrzi az új pozíciót a rögzített darabok tömbjéhez képest. Ha nincs ütközés, akkor a mozgás megengedett, és a mátrix újrarajzolódik. Ha ütközést észlel bal, jobb vagy elforgatás közben, a művelet tilos. Ha ütközést észlelnek egy darab leejtése közben, a darab rögzül a helyén, és hozzáadódik a rögzített pixelek tömbjéhez. Darabok automatikus ledobása A játék ütemét a gravityTrigger és a stepCounter változók szabályozzák. A program minden ciklusa növeli a stepCounter értéket, és minden alkalommal, amikor a stepCounter eléri a gravityTriggerben tárolt számot, egy szinttel csökkenti az aktív darabot. A játék előrehaladtával a gravityTrigger csökken, így az aktív darab egyre gyakrabban esik le, míg végül a program minden körében leesik. Minden alkalommal, amikor egy aktív darabot rögzítenek a rácshoz, a program ellenőrzi, hogy nincsenek -e teljes bájtok/sorok (B11111111). Ha talál ilyet, háromszor le- és bekapcsolja, majd eltávolítja őket, és a fenti sorokat ejtve kitölti a hiányt. Hibaelhárítás Ha a darabok nem felülről lefelé esnek, hanem oldalról oldalra mennek, módosítsa érték átadva a "matrixTop.setRotation (1);" sorokban és/vagy "matrixBottom.setRotation (1);" a "setup ()" ciklusban. Ha a darabok rossz mátrixból indulnak, váltson minden mátrix fizikai helyét, vagy fordítsa meg a "matrixTop.begin (0x70);" és "matrixBottom.begin (0x71);" "setup ()" ciklus sorai. Ha egyes sorok vagy oszlopok nem világítanak, mozgassa a mini LED -mátrixot a női fejlécekben. Lehet, hogy nem jó kapcsolatot létesítenek.

6. lépés: A LED -mátrix csatlakoztatása

Ha minden kód és vezérlő ellenőrzött, hogy működnek a mini LED mátrixokkal, akkor ideje csatlakoztatni a nagyméretű LED -mátrixokat, amelyeket ön forrasztott be.

Mindegyik vezetéket külön -külön csatlakoztathatja a mátrix hátizsák fejléceihez, de valószínűleg sokat fog dugni és kihúzni, hogy ez valódi gondot okozhasson. Ehelyett minden vezetéket egy férfi fejlécre kell forrasztani, és be kell dugni a mátrix hátizsákba. A fejléceket egy prototípus -táblára szereltem fel, hogy mind a 16 érintkezőt be- és kihúzhassam. Az 1-4. Sorok a mátrix hátizsák 1-4. Csapjaihoz csatlakoznak (a tűszámozás a bal felső sarokban kezdődik, amikor lenéz a hátizsákra, a 4 tűs táp-/föld/adat/óra csapokkal felül). Az 1-4. Oszlopok az 5-8. A csapok számozása úgy történik, hogy a 9 -es csap a jobb alsó sarokban van. Az 5-8. Sorok a 12-9. És az 5-8. Oszlopok a 16-13. Nézze meg a diagramot az egyértelműség érdekében. Csatlakoztasson minden mátrixot egy hátizsákba, és futtassa ugyanazt a "matrix8x8" programot, amelyet a mini LED mátrixokhoz a 4. lépésben. Ha mindegyik működik, akkor betöltheti a játékprogramot. Ha nem működik, ellenőrizze, hogy a nagy LED -mátrix sorai és oszlopai a hátizsák megfelelő csapjaihoz vannak -e csatlakoztatva. Ha a LED-mátrixot az összeszereléshez készített habmagos jigbe szereli, megkönnyítheti a teljes rendszer tesztelését.

7. lépés: A tök faragása

Ne faragjon a sütőtökön, amíg az összes elektronika nem működik. A faragott sütőtök korlátozott eltarthatósági idővel rendelkezik, és ha először faragja, majd 2 napot tölt az elektronikával, akkor két napot veszít a játékból.

Keresse meg a sütőtök laposabb oldalát, hogy a LED -panel ne csavarodjon túl messzire, majd vágjon egy nyílást az ezzel ellentétes oldalon. Legyen nagylelkű; Szükséged lesz helyre, hogy a kezed ott dolgozhass. Nem vágja le a tetejét, mint egy hagyományos sütőtöknél, mert azt érintetlenül kell hagyni a joystick számára. A sütőtök és az elektronika nem a legjobb barátok, ezért jól tisztítsa meg a belsejét. A legjobb megjelenésű Pumpktris érdekében azt szeretné, ha a LED-rács egyenes és jól illeszkedne a sütőtökhöz. A PDF -fájl 8x16 -os távolsággal van mellékelve, fél hüvelyk távolságra egymástól. Nyomtassa ki ezt (vagy készítse el sajátját a saját térközével), vágja körbe a széleit, és ragassza rá a tök elejére. Győződjön meg róla, hogy egyenesen felfelé és lefelé van. Szöggel, fogpiszkálóval vagy más hasonló eszközzel szúrjon egy kísérleti lyukat a papíron megjelölt LED -ek közepébe. Nem ajánlott közvetlenül a papírba fúrni, mert valószínűleg elmozdul vagy elszakad. Miután az összes kísérleti lyukat kilyukasztotta, távolítsa el a papírsablont, és használjon 13/64 hüvelykes fúrót a fúrógépben az egyes lyukak fúrásához. Ne igazítsa a fúrót merőlegesen a tök felületére! Ha ezt teszi, a sütőtök görbülete miatt kívülről fél hüvelyk távolságban lévő lyukak belül találkozhatnak, és nehéz lesz behelyezni a LED -eket. Ehelyett próbálja meg az összes lyukat párhuzamosan tartani. az X-Acto késsel vágjon négyzet alakú "pixelt" az egyes lyukak köré. A kést hajlítsa az egyes lyukak középpontja felé, és hagyjon körülbelül 1/8 "-ot a képpontok között. Javaslom, hogy vegyél egy gyakorló tököt, és használd fel a fúrási és pixelfaragási technikád tökéletesítésére. Ott sajátítsd el, mielőtt kockáztatsz, és tönkreteszed a tökéletes tököt, amelyet a késztermékhez találtál.

8. lépés: A szár felszerelése a joystickra

Most úgy alakítja át a szárot, hogy joystickként használja a játék irányításához.

Vágja le a szárát a lehető legközelebb az alaphoz. Ha a vágás nem sima és tiszta, használjon csiszolótömböt a simításhoz. Fúrjon 1-1/8 lyukat egyenesen a szár tövén keresztül a tökbe. Csavarja ki a joystick golyóját, és igazítsa a tengelyt a tök belsejéből a lyuk közepéhez. Ügyeljen arra, hogy a a joystick négyzet alakú a sütőtök elülső oldalával-amikor játszol, jobbra és balra kell nyomni a darabok mozgatásához, nem szögben. Ha középre van állítva és négyzet alakú, akkor szöget vagy fogpiszkálót használva lyukakat szúrjon a készülék belsejébe a tököt a joystick talpának rögzítési furatai felett. Távolítsa el a joystickot. A drótvágókkal vágja le a táguló csúcsokat a gipszkarton horgonyokról úgy, hogy rövidebbek legyenek, mint a sütőtök héja. Csavarja le ezeket a lerövidített, gömbölyű gipszkarton horgonyokat. a kísérleti lyukakba. A következő részlet részletei a megvásárolt joystick -tól függenek. A SparkFun által használt 6 mm -es rögzítéssel rendelkezett a golyós fogantyúhoz, amelyet a szár helyettesít. Ha a joystick más, használjon bármilyen méretű anyát és csavart a szár közepére, és fúrjon egy 13/64 hüvelykes lyukat (akkora, amit véletlenül a LED lyukakhoz használt) körülbelül egy hüvelyknyi egyenesen a szárba. Ez jó lépés lenne, ha kipróbálná a gyakorló tököt, és győződjön meg arról, hogy a csavarok szorosan a lyukba esnek. Vágja le a fejét egy 6 mm x 50 mm -es csavarról fémfűrésszel. Tegyen epoxi vagy fa ragasztót a menetre a csavar vágott vége közelében, és csavarja be a szárba. Szeretne egy hüvelyknyit belőle a szárban és egy hüvelyket kívül. Csavarja fel a 6 mm -es csatlakozóanyát a joystick tengelyére, de még ne szerelje fel a joystickot a sütőtökbe.

9. lépés: LED és joystick elhelyezés

A sütőtök belsejéből helyezze be a LED -eket soronként a lyukakba, amíg az alapja egy szintbe nem kerül a sütőtök belső felületével. Ha minden a helyén van, használjon bambusz nyársat, hogy mélyebbre tolja őket előre. Elülső szélüket úgy hagytam, hogy körülbelül 1/4 " - 3/8" a külső felület alatt üljenek. Ha túl messze vannak a felszín alatt, a fény a tök húsába ömlik, és minden képpont kevésbé lesz megkülönböztethető.

Tegyen egy réteg műanyag fóliát a joystick tetejére úgy, hogy maga a tengely átüt. Így legalább egy kis nedvesség nem fog behatolni belé. Csatlakoztassa a joystickot 1/2 -os csavarokkal a gipszkarton horgonyaihoz. A horgonyokhoz kapott csavarok túl hosszúak lesznek, és átüthetik a tököt.

10. lépés: Játék

Tegyen egy edényt vagy műanyag élelmiszertároló edényt a sütőtök aljára, hogy a lógó elektronika ne érjen az aljához. Csatlakoztassa a joystickot az Arduino -hoz, a LED -es hátizsákokat az Arduino -hoz, és a LED -mátrixokat a hátizsákokhoz. Csatlakoztasson áramforrást az Arduino -hoz. Játsszon most néhány Pumpktris -t! Ötletek a további felfedezéshez Ahelyett, hogy a joystickot a sütőtök tetejére szerelné a LED -ekkel, használhat távoli sütőtököt, akár vezeték nélkül, akár szőlőtőnek látszó kábellel. Játék helyett görgető üzeneteket jeleníthet meg a jack-o-lámpásán. Érdemes oldalra rögzíteni a mátrixokat (16 széles és 8 magas), vagy akár csak egy mátrixot használni. Ez veszélyes lehet az egészségére, és hibákat okozhat az elektronikában. A legjobb, ha az összes elektronikát kihúzza, amint növekedést észlel a tökön vagy a tökön, így később újra felhasználhatja anélkül, hogy Haz-Mat tisztítást igényelne.

Második díj a Halloween dekorációs versenyen