Ruční hra Arduino Paper Rock Scissors s použitím 20x4 LCD displeje s I2C: 7 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:19

Ahoj všichni, nebo bych měl říct "Hello World!"

Bylo by velkým potěšením sdílet s vámi projekt, který byl mým vstupem do mnoha věcí Arduino. Jedná se o ruční hru Arduino Paper Rock Scissors využívající I2C 20x4 LCD displej. Vím, že si možná říkáš: „Další hra Paper Paper Scissors?“Ale většina her Arduino Paper Rock Scissors používá jednoduché LED diody a také jsem viděl jednu, která používala papírové symboly zvednuté servy. To jsou skvělé. Tento projekt používá 20x4 LCD displej a provedl jeden s I2C a jeden bez něj (zde není zobrazen). Chtěli jsme levný kufr s hotovým vzhledem, nejen nepořádek na chlebu. Ne každý má přístup k 3D tiskárně a chce zaplatit někomu, kdo ano. A chtěl jsem, aby to bylo snadné, abych mohl sdílet nápady s ostatními. Vzhledem k tomu, že moje programovací dovednosti jsou na úrovni nováčků, je skica velmi jednoduchá a snadno pochopitelná a upravitelná. To bylo moje osobní vzdělání k tvorbě skici. V náčrtu najdete spoustu poznámek a prošlo mnoha, mnoha (20+?) Iteracemi, dokud nevěřím, že je to tak akorát. Výroba projektu stojí méně než 20 USD (bez I2C).

Začal jsem s Arduinem v roce 2018 a prošel jsem jejich webové stránky a přečetl si vše, co jsem mohl. Postaven a experimentován s ukázkovými projekty, se kterými přichází, a přečetl si spoustu instruktáží, které mnozí z vás za ta léta sdíleli. Opravdu si jich vážím a tolik jsem se toho od vás všech naučil. Děkuji. Nyní se chci podělit o něco z toho, co jsem se naučil, a přidat svou vlastní kreativitu. Než se sekce komentářů hromadí se spoustou otázek, jak to udělat a mějte prosím na paměti, začal jsem to bez zkušeností s Arduinem. Naučil jsem se stavěním ukázkových projektů na webech Arduino a Instructables. Učil jsem se od vás, lidi. Když se zaseknete, může to být nejrychlejší způsob, jak najít řešení.

Krok 1: Úvod do projektu

Vybral jsem LCD displej od Amazonu a vybral I2C 20x4 LCD kvůli nízkým nákladům (asi 12 - 18 $) a snadnému zapojení a programování. Pokud chcete, můžete použít jeden bez I2C a můžete ho získat tak levně jako 7 $. Budete ale muset použít jinou knihovnu a schéma zapojení a spotřebovat více pinů Arduino. Nebojte se, na obě strany to stačí. Sériové I2C 20x4 by bylo jednodušší stavět, méně vodičů je méně matoucích. Ale paralelní 20x4 LCD je asi o 5 $ levnější. Nakreslil jsem schémata pro oba scénáře zapojení. Většinu ostatních dílů jsem koupil od Amazonu a několika místních obchodů. Můj box je prázdný box na mixování cappuccina. Líbí se mi, že se víko snadno odklopí a zapne/vypne napájení, pracuje na jakýchkoli součástech nebo mění baterii. A "Hej!" krabička byla zdarma a já mám rád cappuccino. Recyklace plastů je prospěšná pro životní prostředí. Můžete použít libovolnou krabici, která se vám líbí, do které se všechno vejde, nebo dokonce přeskočit krabici nebo chlebovou desku projektu. Chtěl jsem levný „vzhled hotového projektu“. Vsadím se, že někdo vytvoří 3D tištěnou verzi. Arduino s vámi hraje hru Paper Rock Scissors na LCD, udržuje skóre, můžete zadávat pomocí tlačítek a pokud se rozhodnete, existuje možnost, která vám umožní podvádět. Původně byla funkce cheat napsána pro účely ladění a když jsem s ní skončil, okomentoval jsem to. Jen pro zajímavost, vložil jsem to zpět.

Krok 2: Bread-board

Obvody jsem obložil chlebem pomocí Arduino Uno, ale když jsem to dal dohromady, použil jsem Arduino Nano, protože to lépe zapadá do krabice. Můžete to tedy vytvořit pomocí kteréhokoli z nich. Nezapomeňte však změnit několik nastavení v IDE. Nano je nainstalován na zadní stranu LCD pomocí příkazových proužků nebo oboustranné lepicí pásky. Umístěte Arduino Nano vedle desky I2C piggyback tak, aby konektor USB směřoval ven (napravo od LCD). Můžete použít 9v nebo 4x AA (což vám dává 6v) bateriový box s posuvným spínačem SPST pro napájení namontovaný uvnitř boxu také s Command Strips. Arduino je postaveno na obou směrech a má vestavěný regulátor napětí, který snižuje napětí na 5 voltů, které potřebuje. Pokud o tom přemýšlíte, tato hra může ve skutečnosti recyklovat „většinou mrtvé 9v baterie“na napájení a fungovat dobře. (Vyměňujete baterie detektoru kouře dvakrát ročně, že?) Jiná zařízení, která používají 9v baterii, by mohla tvrdit, že je vybitá při 6 - 8 voltech; ale není mrtvý, dokud není „Arduino mrtvý!“

Při navrhování projektu jsem pro vstup použil 4 tlačítka SPST. Ale při zabudování hotové hry do krabice bylo použito 5 tlačítek SPST, v budoucnosti bych mohl zkusit vytvořit hru, která bude potřebovat více tlačítek. Možná bludiště? Odporový dělič napětí pro tlačítka je namontován společně na šrot kusu desky proto, který lze také namontovat pomocí Command Strips.

Krok 3: Sestavení

Shromáždění:

Čtyři hlavní sestavy jsou LCD s volitelnou deskou I2C, Arduino Nano, odpory a spínače připojené k propojovací desce proto a bateriový box s vypínačem.

Měli byste začít tím, že zapojíte obvod nebo obtočíte desku proto podle schématu. Rád ukládám LCD lícem dolů do víka krabice, abych jej nepoškrábal. Použil jsem hlavičku pouze na jedné straně Arduina, která má 5v pro připojení k desce proto. Vytvořil jsem můstek se 3 záhlavími (spousta pájení) z Arduina na desku proto, aby ležely naplocho na zadní straně LCD pomocí příkazových proužků nebo oboustranné lepicí pásky. Ale ve skutečnosti mohou být desky spojeny pouhým pájením vodičů od jednoho k druhému. Pro připojení desky proto k LCD I2C bylo použito samičí konektor. Protistorové nohy desky lze použít k vytvoření 5 pájecích bodů pro tlačítka. Druhá část každého tlačítka směřuje na pin Arduino A0. Každé tlačítko bude potřebovat pájet 2 dráty. Pomocí ohmmetru určete, které nožičky knoflíků použijete, ale obecně nemůžete udělat chybu s nesousedícími nohami (diagonálně od sebe).

Vyberte si nastavení pro Arduino v IDE. Stáhněte si skicu a nahrajte ji na Arduino a vyzkoušejte / vyřešte problém.

Jste připraveni dát to do krabice? Odstranil jsem štítek na cappuccino, umyl a vysušil můj box. Pečlivě změřte a vyřízněte otvor v krabici pro LCD, jak vidíte, a je připevněn 3 hmoždinkami přišroubovanými ke třem rohovým otvorům LCD (2 ke spodní části krabice, 1 poblíž víka) dostatečně dlouhý, aby dosáhl zadní straně krabice a udržujte ji na místě třením. Otvor pro šroub na displeji LCD může být příliš blízko terminálu, takže jej vynechávám. Pomocí nože Exacto vyvrtejte do hmoždinek pilotní otvory pro šrouby, aby se nerozdělily (pozor, neklouzejte a bodněte se, držte hmoždinky kleštěmi). Pro konečnou instalaci bylo nutné krabici trochu ohnout / rozmačkat, ale zaskočí zpět do správného tvaru. Otvory pro tlačítka se „vyvrtají“tak, že je umístíte (nakreslíte čáry s rovnou hranou) a zahřejete svorky páječkou, dokud „neroztají“krabici. Poté tlačítka po vychladnutí vyjmeme a připájíme na knoflíky drátky 6 " - 9" CAT 5e nebo drát 18ga až 22ga. Nainstalujte tlačítka nejprve drátem zpět do jejich otvorů a poté připájejte k desce odporu. Tečka super lepidla, horkého lepidla nebo dokonce jen tření udrží tlačítka na svém místě. Na jedné sestavě byly použity některé svářečky telefonních kabelů (červené kruhy v průhledných plastových blocích), které pomohly usnadnit poslední hrstku spojení mezi bateriovým boxem, odporovou deskou rezistoru a sestavou LCD / Arduino. Pokud chcete, můžete místo toho použít pájku a smršťování. Poté opatrně a pomalu zatlačte veškerý drát a součásti do krabice a zavřete víko. Před tím vším jste nainstalovali baterii a nahráli skicu Arduina? Budete také potřebovat knihovnu pro 20x4 LCD displej s I2C nebo bez I2C (podle toho, co si vyberete), kterou si můžete zdarma stáhnout na Githubu. Zapněte jej, vyzkoušejte a zjistěte, zda funguje. Později jsem svůj náčrtek s přestávkami upravil, aby byl lépe čitelný, přidal „efekt blikajících bodů“a některé další věci spolu se spoustou komentářů. Zkuste umístit Arduino tak, aby bylo možné USB stále připojit a nahrát novou skicu. Při vytváření náčrtu byl samozřejmě použit vývojový diagram. Zjistíte, že komentáře do značné míry definují, kde byl každý blok vývojového diagramu.

Zjistíte, že tlačítka jsou v sériovém / paralelním obvodu, který vám umožní použít jeden vstupní pin Arduino pro tolik tlačítek, kolik chcete. Obvod funguje jako dělič napětí, který přivádí hodnotu na analogový kolík a mění hodnotu odečtenou každým stisknutím tlačítka. Pomocí sériového monitoru můžete zjistit hodnoty obvodů na základě vašich odporů a změnit „přijaté hodnoty“ve svém náčrtu.

Doufám, že vás bude bavit stavět si vlastní! Pokud z toho uděláte nebo dokonce uděláte nějaké mody, podělte se s námi ostatními. Děkuji za přečtení.

Krok 4: Programování a nastavení

Nyní pro zábavu s IDE. Doufám, že jsi pil cappuccino. Možná to budeš potřebovat, abys zůstal vzhůru.

Možná zjistíte, že budete muset nastavit některé knihovny. Budete potřebovat Wire.h pro I2C, LCD.h pro LCD, LiquidCrystal_I2C.h pro I2C řízený LCD. Budete také muset použít příkaz lcd.begin (20, 4), abyste Arduinu řekli, že používáte 20místný 4řádkový LCD displej a mohou existovat další nastavení.

Informace o instalaci knihoven naleznete na:

V Arduino IDE můžete zjistit, že budete muset nastavit desku a port, ke kterému je připojen. Port najdete na ovládacím panelu počítače/správci zařízení/řadičích Universal Serial Bus. Musíte zjistit, jaké Arduino používáte. Používám Arduino Nano, ale Uno na to také funguje. Pečlivě vyberte svá nastavení.

Možná budete muset zjistit svoji I2C adresu. Měli byste to přečíst přímo z propojek desek. Můžete si také stáhnout skener I2C z Arduino.cc nebo také https://www.gammon.com.au/forum/?id=10896 a dalších míst.

Někde kolem tohoto bodu byste měli být schopni načíst program do Arduina a vyzkoušet funkčnost. Rozsvítí se LCD obrazovka? Umíte číst postavy? Jednou jsem stavěl obvod a pak to zkoušel, podsvícení se rozsvítilo, ale znaky byly nečitelné. Strávil hodiny (to je pravda, HODINY) zkoušením nastavení a tónování připojení, aby se ujistil, že bylo vytvořeno správně. Několik dní to vzdal. Vrátil se k tomu později a uvědomil si, že variabilní odpor na desce piggyback byl nastaven na minimum. Zapnul to a postavy byly vidět. Bang hlava na stole. Další důvod, proč si praštit hlavou o stůl? Pokud potřebujete vyměnit baterii, možná budete muset znovu nastavit tento proměnný odpor. Když se to stalo, vyřízl jsem v zadní části krabice malý otvor pro přístup.

Možná budete muset v tomto programu nastavit vlastní hodnoty tlačítek na základě odporů, které pro svá tlačítka používáte. K tomu můžete použít tento šikovný malý náčrtek a nezapomeňte aktivovat sériový monitor. Spusťte skicu a stiskněte každé tlačítko a zapište si každou hodnotu. Potom upravte skicu tak, aby odrážela hodnoty vašich tlačítek. Poté nahrajte upravenou skicu na svou tabuli a zjistěte, zda funguje.

Existuje spousta malých proměnných, které musí být všechny správné a vaše se mohou lišit od těch mých. Pokud budete trpěliví a zkoušíte různé věci, pomůže vám to fungovat. Také si pamatujte, že poté, co nastavíte proměnné Arduino (jako název desky, com 3, 5 nebo cokoli, procesor a programátor [vše pod nástroji]), je můžete mít všechny správně nastavené, ale nefunguje to, protože je třeba restartovat. Odpojte Arduino a zapojte jej zpět do počítače. Možná budete muset počítač také uložit a znovu spustit.

Nahrajte tuto skicu, spusťte monitor, stiskněte tlačítka a zaznamenejte hodnoty, poté upravte skicu Paper Rock Scissors, která nahradí mé hodnoty odporu vašimi. Spusťte skicu Paper Rock Scissors a zjistěte, zda funguje správně. Ach jo, nainstalovali jste si tlačítka ve špatném pořadí? Pokud je chcete mít v určitém pořadí, možná je budete muset znovu nainstalovat.

Bavte se!

Krok 5: Skica pro čtení pomocí tlačítek vám pomůže najít hodnoty rezidentů, které chcete upravit do hlavní skici. Stisknutím každého tlačítka a zaznamenáním hodnot odporu vstoupíte do hlavní skici

// skica pro čtení tlačítka

neplatné nastavení () {

// sem vložte instalační kód, aby se spustil jednou:

Serial.begin (9600);

}

prázdná smyčka () {

// sem vložte svůj hlavní kód, aby se spustil opakovaně:

int buTTon; // Pro čtení tlačítek

buTTon = 0; // Pro čtení tlačítek

buTTon = analogRead (A0); // Příkaz používaný ke čtení tlačítek

zpoždění (100);

Serial.println (buTTon);

Krok 6: Seznamy dílů a nástroje, které byste mohli potřebovat

Seznam dílů z Amazonu:

Arduino Uno nebo Arduino Nano

20x4 LCD displej s I2C nebo bez něj

9v nebo 6v bateriový box s posuvným přepínačem SPST (nebo si posuňte přepínač samostatně)

5x SPST tlačítka

1x Pull -up odpor 1k - 5k

5x odpor menší než 1k, 200 - 500 ohmů je dobrý

Seznamy dílů Další místa nebo obchody:

9v nebo 4x 1,5voltová baterie (možnost 9V vám umožní recyklovat „většinou mrtvé“baterie)

Command Strips (používá se náhradní balíček) nebo oboustranná lepicí páska

Spojky telefonních kabelů (volitelné, ale usnadňuje připojení vodičů)

Několik palců 1/4 hmoždinky

Drobné šrouby do dřeva pro montáž hmoždinek na LCD

Pájka

Smršťování teplem pro vodiče 18 ga

Odpadky nebo recyklační díly:

Prázdný box na mixování cappuccina (ne každý má 3D tiskárnu, dejte si cappuccino a recyklujte plast)

Asi 1 "x 2" šrot desky, přestože jsem použil protoboard od Amazonu

Různé délky drátů 18ga až 22ga nebo pevné jádro Cat 5e

Nástroje, které byste mohli potřebovat:

Malý šroubovák Philips

Malý plochý šroubovák

Přesný nůž

Páječka a pájka

Těžké nůžky

Jehlové kleště

Pravítko

Krok 7: Některé další informace a hlavní skica

Děkuji za přečtení. Vím, že je to hodně. Toto je můj první nestrukturovatelný a toto jediné pro mě bylo trochu poučné. Když se ohlédnu zpět, vidím, že na některých místech jsem rozvláčný a na jiných příliš krátký. Měl jsem sestavu rozebrat více na kroky. A protože jsem tento projekt postavil asi tucetkrát, dokud nebyl tak akorát, některé obrázky jsou z jednoho nebo jiného modelu. Musím se vrátit a vyfotit jen jeden model. Také chci přidat video nebo dvě. Takže ano, vrátím se a opravím tyto věci. Ale prozatím jsem to dal do tvých rukou. Doufám, že vás budování baví stejně jako mě. Ještě jednou děkuji za přečtení.