Pumpktris - Tetris Balkabağı: 10 Adım (Resimlerle)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:20

Bu Cadılar Bayramı'nda etkileşimli bir balkabağınız varken kim sırıtan yüzler ve mumlar ister? En sevdiğiniz blok istifleme oyununu, LED'lerle aydınlatılan ve gövdeyi kontrolör olarak kullanarak, kabuğun yüzüne oyulmuş 8x16'lık bir ızgarada oynayın. Bu orta derecede gelişmiş bir projedir ve Arduino ortamında lehimleme ve programlama deneyimi gerektirir. Organik madde ve onun tüm doğal tuhaflıkları ile çalışacaksınız, bu nedenle ölçümlerin kullandığınız balkabağına uyacak şekilde uyarlanması gerekebilir.

Adım 1: Gerekli Malzemeler

Kendi Pumpktris'inizi oluşturmak için aşağıdakilere ihtiyacınız olacak: Bileşenler

• 128 5mm amber LED (Bunları Mouser'dan kullandım) Hataları veya testleri kapatmak için biraz fazladan satın alın. 140'ım var. Amber en çok geleneksel bir jack-o-lantern içindeki aleve benziyor, ancak istediğiniz rengi kullanmakta özgürsünüz.
• Arduino mikrodenetleyici
• 1/16" Isıyla daralan makaron (11 fit veya 256 1/2" uzun parçalar)
• Çıkarılabilir saplı arcade joystick (SparkFun'dan gelen bu benim için iyi çalıştı)
• 4 #6 naylon alçıpan ankraj Bu, geçişli tür değil, derin dişli vidalara benzeyen tür
• Alçıpan ankrajlarla birlikte gelen aynı boyut ve tipte 4 yarım inç uzunluğunda vida. Çapa ile gelenler çok uzun olacaktır.
• 6 mm x 50 mm cıvata (veya joystick tutamağınızın montajına uyan boyut ne olursa olsun)
• 6 mm bağlantı somunu (veya yukarıdaki cıvataya uyması için gereken boyut ne olursa olsun) Bir bağlantı somunu normal bir somuna benzer, ancak yaklaşık bir inç uzunluğundadır ve iki cıvatayı veya dişli çubuk parçalarını birleştirmek için kullanılır.

Ve son olarak, 1 balkabağına ihtiyacınız olacak. Yalnızca bir tanesine ihtiyacınız var, ancak delme ve kesme alıştırması yapmak için kullanabileceğiniz bir tane olması için iki tane öneririm. LED matrisiniz yaklaşık 4 "genişliğinde 8" yüksekliğinde bir alanı kaplayacak, bu nedenle matrisinizin çok fazla sarılmaması için mümkün olduğunca pürüzsüz ve düz bir alana sahip bir balkabağı istiyorsunuz. Köpük balkabağı kullanabilirsin ama sihir bunun neresinde? Köpük balkabağı üzerinde gerekli olan oyma tekniklerini anlatamam. Aletler ve Sarf Malzemeleri

• Havya
• Lehim
• Tel kesiciler
• Tel striptizci
• Elektrikli matkap
• Demir testeresi
• X-Acto bıçağı
• 13/64" matkap ucu
• 1-1/8" matkap ucu (Forstner ucu kullandım ama kürek ucu da işe yarayabilir)
• 1/4" köpük çekirdek levha

Adım 2: Bir LED Matrisi Oluşturma

Her matris 64 LED ve 128 parça telden yapılmıştır. Her matris için tüm kabloları önceden kesmek ve soymak en kolay yoldur. 112'yi 2.5 "parçalar halinde kesin ve her bir ucundan 1/4" sıyırın. Kalan 16 parçayı 12 inçlik parçalara kesin ve her iki ucunu soyun. Kablo uzunluklarınızı ne kadar tutarlı hale getirirseniz, inşa etmek ve kurmak o kadar kolay olacaktır.

Her biri 7 kısa ve 1 uzun telli on altı adet sekiz parçalı papatya zinciri oluşturarak başlayacaksınız. Her bir ucu bir sonraki parça ve lehim ile birlikte bükün. Kabloları LED'lere bağlamak için LED'leri tutmak için bir aparata ihtiyacınız olacak. 1/4" kalınlığındaki köpük çekirdekli bir tahta parçası üzerine yarım inç aralıklı bir 8x8 ızgara çizin, ardından her kesişme noktasında LED'den biraz daha küçük çaplı bir delik açmak için bir bız kullanın. bitirdiniz. Üst sıradaki deliklere 8 LED yerleştirin. Köpük çekirdek LED'lere uyacak şekilde gerilecek ve onları sıkıca tutacaktır. LED'leri hizalayın, böylece daha uzun bacak -anot ucu- her birinde size doğru bakacak. İki kez kontrol edin, çünkü yanlış alırsanız matris çalışmaz. Her anot ucunu yaklaşık 1/4" uzunluğunda klipsleyin ve kabloları bağlamayı kolaylaştırmak için lehimle kalaylayın. 8 parça ısıyla daralan makaronu 1/2" parçalara ayırın. Bir parça boruyu ilk kablo bağlantısının üzerine kaydırın, lehimin sıcaklığından etkilenmemesi için geri itin, ardından kablo bağlantısını LED anoduna lehimleyin. Tüpü soğuduktan sonra bağlantının üzerinden aşağı kaydırın. Bir sonraki LED'e devam edin, bir boru parçası üzerinde kaydırma işlemini yedi kez daha tekrarlayın, bağlantıyı lehimleyin, ardından boruyu bağlantı üzerine alçaltın. hepsi birbirine bağlı sekiz LED seti, bunları mastardan çıkarın ve her bir LED'in anot ucuna tüm bağlantıları yaptığınızdan emin olarak yedi sıra daha tekrarlayın. çünkü bir seferde sadece bir tane ile çalışıyorsunuz. Sekiz sıranın tümü lehimlendikten sonra, sütunları birleştirme ve bir matris oluşturma zamanı. Tüm LED dizilerini yaptığınız jig'e yerleştirin. Uzun kabloyu aynı tutun. İlk sütundaki her bir LED'in katot ucunu kesin ve kalaylayın umn, tıpkı dizeyi oluşturmak için yaptığınız gibi. Başka bir tel zincir alın ve LED'lere lehimleme işlemini tekrarlayın, ancak bu sefer onu yaptığınız ilk tel grubuna 90 derecelik açıyla bağlarsınız. Uzun teli matrisin aynı tarafında tutun. Her sütunu tamamlarken, köpük çekirdekli mastardan çıkarın ve bir sonraki sütuna erişim sağlamak için katlayın. İşiniz bittiğinde, 8 sıra ve 8 sütunda birleştirilmiş 64 LED'iniz olacak. Ne yazık ki, ikinci matris için işlemi tekrarlamanız gerekiyor. Bir ara vermeniz gerekiyorsa kod üzerinde çalışmak için 3, 4 ve 5. adımlara atlayın ve ardından buna geri dönün.

Adım 3: LED'leri Kontrol Etme

Yaptığınız LED matrisleri, Adafruit'ten iki adet Mini 8x8 LED Matrix Sırt Çantası tarafından kontrol edilecektir. Her denetleyici, Arduino'dan yalnızca iki kabloyla 64 LED'i sürmenize izin verir ve aynı iki kablo üzerinde birden fazla denetleyiciyi birbirine zincirleyebilirsiniz. 4 pimli güç/veri/saat başlığına lehimlemek için LED Matrix Sırt Çantası ile birlikte gelen talimatları izleyin. Ardından, beraberinde gelen LED matrisine lehimlemek yerine, iki sıra dişi başlığı sırt çantasına lehimleyin. Dahil edilen mini LED matrisini başlıklara takın. Matrisi bir devre tahtasına takın ve aşağıdaki gibi bağlayın:

• Sırt çantasındaki CLK pinini Arduino'daki analog pin 5'e bağlayın.
• DAT pinini Arduino'daki analog pin 4'e bağlayın.
• GND'yi Arduino'daki topraklama pimine bağlayın.
• VCC+'ı 5v güce bağlayın.

Adafruit LED Backpack kütüphanesini ve Adafruit GFX kütüphanelerini indirin ve her birini bilgisayarınızın Arduino eskiz klasörünün "kütüphaneler" klasörüne kopyalayarak bilgisayarınıza kurun. "matrix8x8" dosyasını Arduino'nuza yükleyin ve LED sırt çantasının çalıştığını doğrulayın. LED matrisinin pimleri dişi başlıklarda iyi temas etmeyebilir, bu nedenle temas kurmak ve tüm satırların ve sütunların yanmasına izin vermek için kıpırdatmanız veya kısmen çıkarmanız gerekebilir. İşlemi ikinci LED sırt çantasıyla tekrarlayın, ancak bu sefer sırt çantasındaki A0 pedleri arasında bir jumper lehimleyerek bunun için yeni bir adres ayarlamanız gerekecek. "matrix8x8" kodunu tekrar çalıştırın, ancak "matrix.begin(0x70)" satırını "matrix.begin(0x71)" olarak değiştirin, böylece kod yeni LED sırt çantasına hitap eder.

Adım 4: Joystick'i Bağlama

Joystick'inizde, her birinde iki terminal bulunan dört anahtar bulunmalıdır. Joystick'inizi sağa hareket ettirdiğinizde soldaki anahtarı tetikler, aşağı hareket ettirdiğinizde üstteki anahtarı tetikler vb. Her anahtarın bir terminalinde 3" tel lehimleyin. Bu tellerin dördünün de diğer ucunu birlikte bükün ve 12" kabloya lehimleyin. Bu, dört anahtarın tümü için ortak zemindir. Her anahtarın kalan terminaline 12" tel lehimleyin, ardından bunları aşağıdaki gibi bağlayın:

• Alt anahtarı (yukarı bastığınızda etkinleşir) Arduino'daki analog pin 0'a bağlayın.
• Sol anahtarı (sağa bastığınızda etkinleşir) Arduino'daki analog pin 1'e bağlayın.
• Üst anahtarı (aşağı bastığınızda etkinleştirilir) Arduino'daki analog pin 2'ye bağlayın.
• Sağ anahtarı (sola bastığınızda etkinleşir) Arduino'daki analog pin 3'e bağlayın.
• Ortak topraklama kablosunu Arduino'daki topraklama pimine bağlayın.

Adım 5: Oyunu Programlama

Ekli Pumpktris.ino.zip dosyasını indirin, sıkıştırmasını açın ve dosyayı Arduino geliştirme ortamında açın. Derleyin ve Arduino'nuza yükleyin. Artık bir önceki adımda kurduğunuz mini LED matrisi üzerinde oynayabilirsiniz. Kodu olabildiğince yorumlamaya çalıştım, ancak işte ana işlemlere genel bir bakış: Şekilleri Tanımlama Her biri 4 pikselli ve her biri dört olası dönüşlü yedi tetrominos vardır. Bunların hepsini çok boyutlu bir dizide saklıyoruz: yedi şekilden oluşan birinci boyut, her şekil için dört dönüşü içeren ikinci boyut, her biri bir X ve Y koordinatından oluşan dört piksel açıklamasını içeren üçüncü boyut. Örneğin, bu "T" şeklini tanımlar:/* T */ { /* açı 0 */ { {0, 1}, {1, 1}, {2, 1}, {1, 2} }, / * açı 90 */ { {1, 0}, {1, 1}, {2, 1}, {1, 2} }, /* açı 180 */ { {1, 0}, {0, 1}, {1, 1}, {2, 1} }, /* açı 270 */ { {1, 0}, {0, 1}, {1, 1}, {1, 2} } }

Aktif Parçanın İzlenmesi Halihazırda çalınmakta olan parçanın kaydını tutmak için program bir activePiece değişkeni tutar. Bu, dizinin en üst seviyesindeki aktif şeklin indeksidir. Ayrıca mevcut rotasyonun indeksini içeren bir rotasyon değişkeni tutar. Bir xOffset değişkeni, her bir parçanın ne kadar sol veya sağ (0-7) olduğunu ve yOffset, tahtanın ne kadar aşağı (0-15) düştüğünü izler. Aktif parçayı çizmek için program, seçilen parçanın mevcut dönüşünden çekilen her pikselin X ve Y koordinatlarına X ve Y ofset değerlerini ekler. Sabit Parçaları İzleme Program, sabit parçayı takip etmek için 16 baytlık bir dizi kullanır. parçalar, her bayt bir satırı temsil eder. Örneğin, aşağıdaki dizi, alttaki iki satırın ortasında oturan bir L şeklini temsil eder (son iki baytta 1'lerle belirtildiği gibi): byte sampleGrid[16]= { B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, B00100000, B001111000 }; Çarpışma Tespiti Aktif parçayı hareket ettirmek için bir girişimde bulunulduğunda, program ilk önce sabit parça dizisine karşı yeni konumu kontrol eder. Çarpışma yoksa, harekete izin verilir ve matris yeniden çizilir. Sola, sağa hareket etmeye veya dönmeye çalışırken bir çarpışma algılanırsa, eylem yasaktır. Bir parçayı düşürmeye çalışırken bir çarpışma algılanırsa, parça konumunda sabitlenir ve sabit piksel dizisine eklenir. Parçaları Otomatik Olarak Bırakma Oyunun hızı, yerçekimiTrigger ve stepCounter değişkenleri tarafından kontrol edilir. Programın her döngüsü stepCounter'ı artırır ve stepCounter graviteTrigger'da depolanan sayıya her ulaştığında, aktif parçayı bir seviye düşürür. Oyun ilerledikçe, yerçekimi Tetiği azalır, böylece aktif parça, sonunda programın her döngüsünde düşene kadar daha sık düşer. Aktif bir parça ızgaraya her sabitlendiğinde, program tam bayt/satırları kontrol eder (B111111111). Herhangi birini bulursa, onları üç kez yanıp söner, ardından kaldırır ve boşluğu doldurmak için yukarıdaki satırları düşürür. Sorun Giderme Parçalar yukarıdan aşağıya düşmüyorsa, bunun yerine yan yana gidiyorsa, değiştirin. "matrixTop.setRotation(1);" satırlarında geçen değer ve/veya "matrixBottom.setRotation(1);" "setup()" döngüsünde. Parçalar yanlış matriste başlıyorsa, her matrisin fiziksel konumunu değiştirin veya "matrixTop.begin(0x70);" içinde belirtilen adresleri tersine çevirin; ve "matrixBottom.begin(0x71);" "setup()" döngüsünün satırları. Bazı satırlar veya sütunlar yanmıyorsa dişi başlıklardaki mini LED matrisini oynatın. İyi iletişim kuramıyorlar olabilir.

Adım 6: LED Matrisinizi Bağlama

Tüm kod ve kontrollerin mini LED matrisleriyle çalıştığı doğrulandığında, lehimlediğiniz büyük LED matrislerini takmanın zamanı geldi.

Her kabloyu ayrı ayrı matris sırt çantasındaki başlıklara takabilirsiniz, ancak muhtemelen çok fazla takıp çıkarma işlemi yapacaksınız, bu yüzden bu gerçek bir güçlük olabilir. Bunun yerine her bir kabloyu bir erkek başlık şeridine lehimlemek ve bunu matris sırt çantasına takmak istiyorsunuz. Başlık şeritlerini bir parça prototipleme panosuna monte ettim, böylece 16 pimin hepsini birlikte takıp çıkarabildim. 1-4 sıraları, matris sırt çantasındaki 1-4 pimlerine bağlanır (pim numaralandırma, 4 pimli güç/toprak/veri/saat pimleri üstte olan sırt çantasına bakarken sol üstten başlar). 1-4 sütunları 5-8 pinlerine bağlanır. Pim numaralandırması, pim 9 sağ altta olacak şekilde sarılır. 5-8 sıraları 12-9 pinlerine ve 5-8 sütunları 16-13 pinlerine bağlanır. Daha fazla netlik için şemaya bakın. Her matrisi bir sırt çantasına takın ve 4. adımda mini LED matrisleri için yaptığınız aynı "matrix8x8" programını çalıştırın. Her biri çalışırsa, oyun programını yükleyebilirsiniz. İşe yaramazsa, büyük LED matrisinin satır ve sütunlarının sırt çantasının doğru pimlerine takıldığını kontrol edin. LED matrisini, montaj için yaptığınız köpük çekirdekli mastara monte etmek, tüm sistemin test edilmesini kolaylaştırabilir.

7. Adım: Balkabağının Oyması

Tüm elektronikleriniz çalışana kadar balkabağına oyma yapmayın. Oyulmuş bir balkabağının sınırlı bir raf ömrü vardır ve önce onu oyarsanız ve ardından elektronikte 2 gün harcarsanız, bu, iki günlük oyun oynama eğlencesini kaybedersiniz.

LED panelinizin çok fazla sarılmaması için balkabağının en düz tarafını bulun, ardından bunun karşısındaki tarafta bir açıklık açın. Cömert ol; Çalışmak için ellerini oraya sokmak için odaya ihtiyacın olacak. Geleneksel balkabağı gibi üst kısmı kesmeyeceksiniz çünkü bunun joystick için bozulmadan bırakılması gerekiyor. Balkabağı yapışkanı ve elektronikler en iyi arkadaşlar değildir, bu yüzden içini iyice temizleyin. En iyi görünen Pumpktris için LED ızgaranızın düz ve balkabağı ile iyi hizalanmış olmasını istiyorsunuz. 8x16 aralıklı, yarım inç aralıklı bir PDF eklenir. Bunu yazdırın (veya kendi aralığınızla kendiniz yapın), kenarlarından kesin ve balkabağının önüne bantlayın. Düz yukarı ve aşağı olduğundan emin olun. Bir çivi, kürdan veya benzeri bir aletle, kağıt üzerinde işaretlenmiş her bir LED'in ortasına bir pilot delik açın. Kağıdın doğrudan delinmesi, kayması veya yırtılması muhtemel olduğundan tavsiye edilmez. Tüm pilot delikler açıldıktan sonra, kağıt şablonu çıkarın ve her bir deliği delmek için elektrikli matkabınızda 13/64" bir uç kullanın. Matkabı balkabağının yüzüne dik olarak hizalamayın! Bunu yaparsanız, balkabağının eğriliği, dışta yarım inç aralıklı deliklerin içte birleşmesine neden olabilir ve LED'leri yerleştirmek zor olacaktır. Bunun yerine tüm delikleri paralel tutmaya çalışın. Tüm delikler açıldığında, X-Acto bıçağınızı her bir deliğin etrafında kare bir "piksel" kesmek için kullanın. Bıçağı her deliğin merkezine doğru eğin ve pikseller arasında yaklaşık 1/8" bırakın. Bir pratik balkabağı satın almanızı ve delme ve piksel oyma tekniğinizi mükemmelleştirmek için kullanmanızı öneririm. Bitmiş ürün için bulduğunuz mükemmel balkabağını mahvetme şansını yakalamadan önce orada ustalaşın.

Adım 8: Stemi Joystick'e Monte Etme

Şimdi, oyunu kontrol etmek için bir joystick olarak kullanılacak sapı uyarlayacaksınız.

Sapı mümkün olduğunca tabana yakın kesin. Kesim düzgün ve temiz değilse, düzleştirmek için bir zımpara bloğu kullanın. Sapın tabanından balkabağının içine 1-1/8 inçlik bir delik açın. Kumanda çubuğunun bilyesini sökün ve mili balkabağının içinden deliğin merkeziyle hizalayın. joystick balkabağının ön yüzü ile kare şeklindedir - oynarken parçaları bir açıyla değil, sola ve sağa itmek istersiniz. Ortalanmış ve kare olduğunda, içine delikler açmak için bir çivi veya kürdan kullanın joystick tabanındaki montaj deliklerinin üzerindeki balkabağı. Joystick'i çıkarın. Tel kesicilerinizle, alçıpan ankrajların genişleyen uçlarını, balkabağı derisinin kalınlığından daha kısa olacak şekilde kesin. Bu kısaltılmış, snubnose alçıpan ankrajlarını vidalayın Bir sonraki bölümün detayları satın aldığınız joystick'e bağlı olacaktır. SparkFun'dan kullandığım top tutacağı için sap ile değiştirilecek 6mm'lik bir bağlantıya sahipti. Joystick'iniz farklıysa, hangi boyutta somun ve cıvata eşleşirse kullanın. merkeze yerleştirin ve 13/64 delik (tesadüfen LED delikleri için kullandığınızla aynı boyutta) yaklaşık bir inç düz olarak gövdeye delin. Bu, cıvatanın deliğe sıkıca vidalandığından emin olmak için uygulama balkabağınızı test etmek için iyi bir adım olacaktır. 6 mm x 50 mm'lik bir cıvatanın kafasını demir testeresi ile kesin. Vidanın kesik ucuna yakın dişlere epoksi veya ahşap tutkalı sürün ve sapa vidalayın. Sapta bir inç ya da daha fazla ve dışarıda bir inç istiyorsunuz. 6 mm bağlantı somununu joystick miline vidalayın, ancak joystick'i henüz balkabağına monte etmeyin.

Adım 9: LED ve Joystick Yerleştirme

LED'leri balkabağının içinden, tabanları balkabağının iç yüzeyi ile aynı hizaya gelene kadar sıra sıra deliklerine sokun. Hepsi yerinde olduğunda, onları öne doğru daha derine itmek için bir bambu şiş kullanın. Ön kenarlarını dış yüzeyin altında yaklaşık 1/4 "ila 3/8" arasında bıraktım. Yüzeyin çok altındalarsa, ışık balkabağının etine sızacak ve her piksel daha az belirgin olacaktır.

Şaftın kendisi içeri girecek şekilde joystick'in üstüne bir plastik sargı tabakası ekleyin. Bu, en azından bir miktar nemin içine sızmasını önleyecektir. Joystick'i 1/2 vidalarla alçıpan ankrajlara takın. Ankrajlarla birlikte gelen vidalar çok uzun olacak ve balkabağına saplanacaktır.

Adım 10: Oyunu Oynamak

Sarkan elektroniklerin dibe dokunmasını önlemek için balkabağının altına bir kase veya plastik gıda saklama kabı koyun. Joystick'i Arduino'nuza, LED sırt çantalarını Arduino'ya ve LED matrislerini sırt çantalarına takın. Arduino'nuza bir güç kaynağı takın. Şimdi kendinize biraz Pumpktris oynayın! Daha Fazla Keşfetmek İçin Fikirler LED'lerle balkabağının üstüne joystick'i monte etmek yerine, kablosuz olarak veya bir asma gibi görünecek şekilde dekore edilmiş bir kabloyla uzak bir balkabağı kullanabilirsiniz. Bir oyun yerine, jack-o-lantern'ınızda kayan mesajlar görüntüleyebilirsiniz. Matrisleri yanlara monte etmek isteyebilirsiniz (16 genişlikte 8 yükseklik) veya hatta yalnızca bir matris kullanın. Kaçınılmaz Çürüme Kabaklarınız sonunda çürümeye ve küf ve mantar üretmeye başlayacaktır. Bu, sağlığınız için tehlikeli olabilir ve elektronik cihazlarınızda arızalara neden olabilir. Balkabağının üzerinde veya içinde herhangi bir büyüme gördüğünüzde tüm elektronik cihazlarınızı çıkarmak en iyisidir, böylece daha sonra bir Haz-Mat temizliği gerektirmeden bunları yeniden kullanabilirsiniz.

Cadılar Bayramı Süslemeleri Yarışmasında İkincilik Ödülü