Projekt kostek Raspberry PI: 6 kroků

2025 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2025-01-23 14:38

Pěkný malý projekt pájení a jednou dokončené cvičení programování Raspberry PI. Kvůli koronaviru jsme zavřeni, takže je to pokus o nějaké domácí vzdělávání a zabavení mého 10letého syna. Je to pěkný malý projekt, protože jakmile pájí desku a pomocí napájecího zdroje zkontroluje, zda funguje, připojí ji k malinovému pi a naprogramuje ji tak, aby fungovala jako kostky.

A než někdo řekne…. tohle byl úplně základní pohled na kostky, pokud jste chtěli, potřebovali jste pouze 3 vodiče vedoucí k LED diodám, z nichž první je střed „JEDEN“, druhý jsou dvě LED diody, které zobrazují „DVA“a nakonec 4 LED diody, které zobrazují „ČTYŘI“, číslo 3 jsou vytvořeny pomocí 1 a 2, pět je 1 a 4 a nakonec 6 je 2 a 4. To vše bylo součástí učení, protože můžete zjednodušit program pro řízení 1, 2 a 4 LED diody.

• 7 * LED,
• 7 * 120 ohmové odpory,
• 1 * 10K ohmový odpor,
• 1 * tlačítko pro vytvoření.
• 1 * pásová deska 14 pásů po 20 otvorech (viz foto)
• 10 * malých částí barevného drátu.
• 10 * dupontních samičích konektorů,
• 10 * sekcí tepelně smrštitelných konektorů.
• 1 * délka pájky.

Potřebné nářadí.

• páječka,
• horkovzdušná pistole,
• krimpovací nástroj pro dupontové terminály,
• boční frézy.

Krok 1: Řezání desky a rozbíjení kolejí

Nejprve se tedy podívejme na typ desky, kterou používám. Prochází různými názvy, jako je veroboard, maticová deska, pásová deska a prototypová deska. Znám to jako veroboard a zdá se, že jste schopni toto jméno vyhledat, abyste jej našli. Rád o této desce přemýšlím jako o další fázi od použití breadboardu (desky, kde stačí zatlačit komponenty do svorek, které běží v pásech). Tento typ desky je další nejlepší věcí při výrobě desky plošných spojů a pokud byste uděláte -li pouze jeden nebo dva z projektu, pak byste si opravdu nedělali problémy s výrobou desky plošných spojů.

Jak tedy tuto desku používáte?

• Nejprve použijte kousek papíru a naplánujte svůj návrh. vypracovat požadovanou velikost.
• Dále rozřízněte desku na velikost pomocí jemné zubové pily a okraje očistěte. Je důležité, aby stopy byly na konci čisté, protože mohou mít otřepy z řezání a zkrat mezi kolejemi.
• V této fázi můžete, pokud si přejete, vyzkoušet všechny součásti, abyste se ujistili, že vše sedí.
• Jakmile jsem šťastný, že všechno sedí, rád bych tam, kde je to potřeba, přerušil koleje.

Takže na obrázcích vidíte, že jsem nařezal všechny požadované stopy (celkem 11) a osadil odpory. Vyřezal jsem stopy pomocí 3 mm vrtáku. Nyní bych měl zdůraznit, že rozmístění součástek po trati není opravdu správný způsob, jak dělat věci, nicméně umístění LED diod představující kostky bylo důležitější.

Krok 2: Rezistory, LED a odkazy

Takže jsem umístil odpory do desky a ačkoliv jsem nešel do zákona plného ohmu, vysvětlil jsem svému synovi, že odpory mají různé hodnoty a barvy ukazují, jaká je hodnota. Následně jsem svému synovi řekl, aby umístil všechny odpory stejným směrem. Podobně, když došlo na LED diody, ukázal jsem mu plochý povrch na těle LED a krátkou nohu, což byl způsob, jak identifikovat správný způsob umístění LED. Na fotografiích byste měli vidět, že 4 LED diody jsou namontovány jedním způsobem a další 3 jsou opačné.

Po pájení odporů a LED jsem pak přidal odkazy. Ty byly vyrobeny z odříznutých odporových nohou. Vazby nejblíže k rezistorům směřují zem k společným nohám LED diod (Cathode) a také můžete vidět poslední 10K odpor, který je také připojen ke stejné dráze jako země. Tento odpor stáhne tlačítko dolů k zemi. Vazby mezi LED diodami pouze zarovnají LED k příslušnému odporu.

Krok 3: Tlačítko a zapojení

Tlačítko bylo přidáno vedle. Už jsem otestoval své tlačítko, abych potvrdil, jakým způsobem musí být umístěn. to bylo důležité, protože jeho odlišná šířka na délku a nesprávné umístění spínače, takže spínač ovládaný podél koleje by byl přinejmenším zbytečný.

Jakmile byl přepínač na svém místě, také jsem pájel konce každé dráhy, kde měly být pájeny dráty. V tomto okamžiku můžete vidět, že držím obvod v malém svěráku, aby to bylo jednodušší.

Nakonec byly přidány dráty. Řekl jsem svému synovi, aby nejprve pájel červenou a černou, aby se nezamíchaly. Červená je kladné (3,3 V) napětí na spínači a černá je země. Tehdy nezáleželo na tom, které barvy kam zvolí.

Konce vodičů byly zalisovány do svorek Dupont, aby mohly tlačit na piny GPI Raspberry PI. Vím, že většina z vás nebude mít přístup k tomuto typu krimpovacího nástroje, ale pro můj případ dělám mnoho rádiem ovládaných modelů a tento terminál funguje dobře pro serva a ESC, takže jsem před lety přinesl nástroj. Můžete si však koupit záhlaví a dokonce i terminál „HATS“, což může být lepší řešení pro připojení k PI.

Krok 4: Testování a připojení

Jakmile je deska hotová, první fází testování je udělat opravdu dobrý vizuál. Zkontrolujte, zda nejsou suché spoje a šortky, také malé kuličky pájky a řezané nohy komponentů. dejte desce pořádný štětec a v mém případě použijte lupu, abyste získali opravdu dobrý vzhled.

Pokud jste s pájením spokojeni, pak věřím, že je nejlepší jej zkontrolovat na napájecím zdroji 3,3 V nebo několika bateriích AA. Mám malou napěťovou jednotku, která se připevňuje na konec pruhu prkénka a umožňuje napájení 3,3 V nebo 5 V (nebo obojí) na napájecí lišty po obou stranách hlavních pásků. Použil jsem to ke kontrole, že všechny LED diody fungují. Zem byla umístěna na pin grd a jeden po druhém byly vodiče LED připojeny k 3,3V. Tlačítko bylo poté zkontrolováno umístěním červeného napájecího vodiče na 3,3 V, zem byla ponechána tam, kde byla, a jedna ze světelných diod byla připojena ke žlutému spínacímu vodiči. Po stisknutí tlačítka by se měla rozsvítit kontrolka LED. Ukazuji to ve videu, pokud jste to dostatečně nevysvětlili!

Krok 5: Raspberry PI a program

Tento projekt byl vždy dobrou výzvou, nejen, že Thomas musel udělat okruh, který musel také naprogramovat, aby fungoval!

Používám tedy Raspberry pi 3 model B+. Mám Raspberry Pi 4, ale rozhodl jsem se použít 3. Z tohoto důvodu jsem se také rozhodl použít Scratch 2 místo Scratch 3, který poběží na Raspberry PI 3, ale je velmi pomalý a já jsem s ním podlehl.

První fází této části projektu bylo vytisknout pin Raspberry PI a ukázat mému synovi, jak to funguje. Poté jsem připojil zem a 3,3V vodiče. Potom jsem svému synovi řekl, že je jedno, kam připojil zbývající vodiče, pokud byly označeny jako GPIO, a on si musel poznamenat, který vodič kam umístil!

Jakmile byly připojeny všechny vodiče, PI se zapnul a Scratch 2 se otevřel. První bit, který musíte udělat, je přidat GPIO, takže přejděte na „Další bloky“a vyberte GPIO. Pak máte přístup k Raspberry Pi GPIO a v tuto chvíli můžete jednoduše vyzkoušet každou LED přetažením bloku „SET GPIO ** to HIGH/LOW“do oblasti a vybrat správné číslo GPIO a stav logiky, poté kliknutím na blok spusťte kód.

Krok 6: Kompletní grafický a fyzický program

Takže byste mohli program rozdělit na dvě části, nejprve LED diody, poté zadruhé na zobrazení na obrazovce. Oba programy používají stejný základní princip, který je uveden níže.

• V datovém bloku vytvořte proměnnou nazvanou číslo kostky, která uloží vygenerované náhodné číslo.
• Počkejte na stisknutí tlačítka.
• házením kostek zavolejte blok „shuffle“.
• Vygenerujte náhodné číslo a přiřaďte jej k proměnné „číslo kostky“
• Poté proveďte 6 sekvenčních příkazů „if“, aby vyhovovaly 6 různým číslům, v každém případě vyslejte číslo na skřítky a zavolejte na číselné bloky, aby se rozsvítily LED diody
• Počkejte, až se tlačítko znovu stiskne.
• Přidejte možnost stisknutím mezerníku pro vypnutí všech LED diod, což je užitečné, protože když vypnete program Scratch, protože LED diody zůstanou v aktuálním stavu bez ohledu na to.

Pro zobrazení na obrazovce jsem se rozhodl udělat 7 spritů, každý se dvěma kostýmy (zapnuto a vypnuto), to zní komplikovaně, ale nebylo to tak špatné, jakmile jste plně naprogramovali první sprite s jeho odpověďmi na 6 vysílaných zpráv, pak stačí zkopírujte jej a změňte jeho umístění a určete, který kostým by měl být na novém místě zapnutý nebo vypnutý.

Opravdu nevím, jestli to má smysl nebo ne! v každém případě je to výzva! Nemohu sem zahrnout program jako nepovolený typ souboru, ale neváhejte požádat o další podrobnosti.