Dugine kocke: 6 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:04

Ovo čini kutiju za igre sa kockicama sa 5 kockica napravljenu od smd LED dioda u 5 boja. Softver koji omogućuje omogućuje različite načine igre s više kockica.

Jedan glavni prekidač omogućava odabir igre i bacanje kockica. Pojedinačni prekidači pored svake kockice omogućuju odabir ili kontrolu ovisno o vrsti igre.

Troškovi izgradnje su vrlo skromni, ali zahtijevaju poprilično vremena za izgradnju, dobro lemilicu i mirnu ruku.

Elektronika je zasnovana na modulu ESP8266 (ESP-12F) koji pokreće web server koji omogućava lako ažuriranje firmvera i mogućnost praćenja / proširenja igara.

Kutija se napaja iz baterije s punjivom baterijom, a kako je trenutna potrošnja prilično skromna, trajat će mnogo sati s jednim punjenjem.

Korak 1: Dijelovi i alati

Komponente

Potrebne su sledeće komponente. Svi su dostupni na eBay -u

1. ESP-12F ESP8266 modul za obradu WiFi-ja. (1,50 £)
2. Baterija i držač 18650 (3,00 GBP)
3. SMD LED x7 crvene, plave, zelene, žute, bijele (pakovanje od 20 za svaku boju 0,99 GBP)
4. Prekidači sa pritiskom na 6 mm x6 (0,12 €)
5. Klizni prekidač za uključivanje/isključivanje mini 8x4 mm (0,10 £)
6. LIPO USB modul za punjenje baterija (0,20 funti)
7. n kanal MOSFETS - AO3400 x6 (0,20 £)
8. 3.3V Regulator niskog ispadanja - XC6203E (0,20 £)
9. 220uF elektrolitički (0,15 £)
10. 220R otpornik x5 (0,05 funti)
11. 4K7 otpornik x 6 (0,06)
12. Prototip ploče izolirane dvostruke bočne rupe (0,50 funti)
13. Fleksibilna žica za spajanje
14. Emajlirana bakrena žica 32
15. Igle zaglavlja 40 pinova x3 (0,30 kn)

Osim toga, potrebno je i kućište. Dizajnirao sam 3D štampanu kutiju koja drži sve i omogućava LED diodama da sijaju. Ovo je dostupno u Thingiverse -u.

Alati

1. Lemilica sa finim vrhom
2. Fine pincete
3. Rezači žice
4. Junior hack saw
5. Datoteke sa iglama su korisne
6. Smola ljepilo
7. Pristup 3D štampaču ako koristite uključen dizajn kutije.

Korak 2: Opis kola

Shema prikazuje modul ESP-12F koji pokreće 5 LED nizova koji čine kockice.

Svaka kocka sastoji se od 7 LED dioda raspoređenih u 3 para (2 dijagonale i sredina) plus jednu centralnu LED diodu. Za odabir LED dioda za prikaz potrebna su im 4 GPIO pina. Otpornici 220R koriste se za određivanje struje, a 2 se koriste serijski za središnju LED diodu, tako da je struja ista.

Pet kockica je multipleksirano sa 5 GPIO linija koje upravljaju MOSFET prekidačima. Odjednom je omogućen samo jedan prekidač. Softver dozvoljava 1mSec po matrici, tako da je ukupni period osvježavanja 200Hz i nema treperenja.

Sa svakom matricom povezano je 5 prekidača. Kako je GPIO ograničen, oni se čitaju istim redovima koji se koriste za multipleksiranje matrice. Tokom multipleksne sekvence ove kontrolne linije su postavljene kao ulazi sa povlačenjem i očitavanjem stanja prekidača. Oni se zatim vraćaju na izlaze za ostatak multipleksne sekvence.

Šesti prekidač za cjelokupnu kontrolu očitava linija GPIO16. Ovo može imati samo povlačenje prema dolje pa je prekidač ožičen na 3,3 V. Ovo pokazuje nisko kada je prekidač otvoren i visoko kada je zatvoreno.

Korak 3: Konstrukcija Umri

Ovo je posao koji oduzima najviše vremena i zahtijeva njegu.

Svaka matrica izrađena je na komadu kvadratne prototipne ploče sa 6 rupa i 6 rupa. Prvi korak je izrezati 5 njih s jedne ploče pomoću mini pile. Pokušajte ostaviti što je moguće manje granica izvan rupa.

Sljedeća faza je dodavanje 2 6 -iglična zaglavlja sa svake strane i 2 seta od 3 izolirana pina pored njih, a zatim još jedan par u sredini. Ovo će držati SMD LED diode. Smatram da je dobro ukloniti 2 neiskorištena pina sa svake vanjske kolone. Na gornjoj strani ploče na koju će se LED diode montirati trebaju biti odrezane igle zaglavlja tako da samo 1 mm strši. Pokušajte ih održati na nivou. Ovo omogućava LED diodama da strše iznad površine ploče.

7 SMD LED dioda sada je lemljeno na vrhu svakog para pinova. Ovo je najteži dio cjelokupne konstrukcije, ali ne traje dugo nakon malo vježbe. Tehnika koju sam koristio bila je kalajpiranje vrha polovice igala tako da je već bilo lema. Zatim držeći LED u pinceti, ponovo otopite lem i ubacite LED diodu u njega. Ne brinite previše o kvaliteti spoja u ovoj fazi. Važnije je postići što bolje poravnanje LED -a, vodoravno i preko pinova. Jednom kada LED stavi na mjesto, može se pravilno zalemiti na drugom kraju na njegov pin, a zatim po potrebi ponovno zalemiti prvi spoj.

Polaritet dioda mora biti ispravan. Raspoređujem sve vanjske pinove zaglavlja da budu spojeni na anode. Centralna LED I imala je istu orijentaciju kao i lijevi stupac (gledano s lica i sa rezervnim redom na dnu. Diode imaju slabu oznaku na katodi, ali je također dobro provjeriti mjeračem. Diode će zapravo svijetle kada koristite raspon otpora (recimo 2K) i crveni provodnik na anodi i crni na katodi. Ostaju neosvijetljeni obrnuto. Ovo je također dobra metoda provjere boja ako se pomiješaju.

Nakon što su LED diode montirane, preostali dio ploče može se dovršiti.

Sa donje strane ploče.

1. Ožičite sve katode zajedno pomoću tanke jednoslojne žice koja nije izolirana.
2. Lemite MOSFET sa odvodnim pinom spojenim na katodni niz
3. Priključite izvor MOSFET -a na njegov pin zaglavlja koji će na kraju biti 0V
4. Ožičite vrata kroz otpornik 4K7 do zaglavlja. Dobro je ovo iskorijeniti kroz drugu donju rupu kao što je prikazano jer će se ovdje spojnica spojiti.

Na prednjoj strani ploče križno spojite 3 para anoda.

1. Upotrijebite zalemljivu emajliranu žicu kako bi profil bio nizak.
2. Prethodno pokosite jedan kraj svake žice
3. Lemite ga na jednu anodu.
4. Provucite ga i izrežite po dužini.
5. Prethodno kositrite i lemite ga na odgovarajući anodni par.

U ovom je trenutku dobro napraviti preliminarni test svake matrice pomoću multimetra. S crnim vodičem na zajedničkim katodama (Mosfet odvod), crveni kabel se može premjestiti na 3 anodna para i na jednu anodu. Odgovarajuće LED diode bi trebale zasvijetliti.

Korak 4: Konstrukcija kutije

Ovo pretpostavlja da se koristi verzija sa 3D štampanom kutijom. Kutija ima uvlake za svaku matricu i svaku LED diodu. Donji sloj ispod svake LED diode je vrlo tanak (0,24 mm), pa sa bijelom plastikom omogućava svjetlu da sjajno sjaji i djeluje kao difuzor. Postoje izrezi za sve prekidače i mjesto punjenja. Baterija ima svoj odjeljak.

Prvo postavite 6 prekidača na mini dugme i klizni prekidač na mjesto. Uverite se da su u ravni sa spoljašnjošću. Prekidači s tipkama imaju dva para kontakata spojenih paralelno. Orijentirajte ih tako da se sklopni kontakti nalaze uz njihovu matricu. Za pričvršćivanje na mjesto upotrijebite smolu za brzo postavljanje.

Sada postavite bateriju i kutiju u predviđeni prostor. Trebao bi prilično dobro pristajati, ali po potrebi upotrijebite malo ljepila.

Zalijepite LIPO punjač na zid opremljen mikro USB -om kroz koji možete pristupiti.

Dovršite osnovno ožičenje napajanjem provlačenjem uzemljenja baterije kroz sve prekidače i LIPO B- vezu i ostavljanjem prasećeg repa za povezivanje s elektronikom. Baterija + bi trebala ići B + na LIPO punjaču i na klizni prekidač. S druge strane kliznog prekidača trebao bi biti šesti prekidač i svinjski rep za elektroniku. Uvjerite se da je klizni prekidač u isključenom položaju i privremeno izolirajte svinjske repove. Ne želite kratki spoj baterije!

Lemite na dva kratka neizolirana svinjska repa na svaki od 5 prekidača. Oni moraju biti pomalo fleksibilni.

Postavite i pričvrstite svaku matricu u svoj položaj lemljenjem dva presjeka prekidača na ploču matrice pazeći da je 0V prekidača spojeno na MOSFET izvor / 0V točku, a strana prekidača pod naponom do 4K7 / vrata MOSFET. LED diode na ploči trebaju stati u udubljenja u kućištu, a žice prekidača trebaju biti dovoljne da drže matricu u položaju.

Zatim spojite sve uobičajene anode na 5 kockica. To je olakšano jer su veze diodnih para dostupne s obje strane matrice, ali imajte na umu da su one ukrštene na dijagonalama. Nemojte se zbuniti crvenom žicom na slici koja očigledno ide u matricu. To je samo repica i nije povezana ni sa čim u ovoj fazi.

Šminka ESP-12F

Imajte na umu da ćete možda htjeti programirati ESP-12F modul prije montaže. Nakon što je fleširano, sve ostale nadogradnje mogu se obaviti pomoću wifi OTA.

Napravite regulator od 3,3 V na malo lijeve preko prototipske kartice. Na njemu je samo LDO regulator i kondenzator za odvajanje. Iako je rasipanje energije vrlo malo, lemio sam nekoliko kontakata zajedno kako bi djelovao kao hladnjak uređaja. Dvije žice mogu stršiti van i uspostaviti izravnu vezu sa 3.3V / 0V ESP-12F.

Lemiti žice na GPIO pinove za 5 multipleksnih linija i prekidač 6. Za 4 LED anodne drajvere potrebne su otpornici serije 220R / 440R. Za to se na ESP-12F mogu upotrijebiti mali otpornici s rupama ili sam to učinio sa SMD-om upravo složenim na rupe, što je također prilično robusno.

Konačno, ožičite multipleksne vodove do pojedinačnih iglica zaglavlja matrice i vodova anodnog pogona do odgovarajućeg lančića.

Korak 5: Softver

Softver za ovo je zasnovan na ESP8266 Arduino okruženju. Dostupno je na github -u.

Kod dostupan ovde

Postoji diceDriver biblioteka koja pruža funkcije niskog nivoa koje se koriste za multipleksiranje LED dioda i čitanje prekidača. Ovo se pokreće prekidom pa se, nakon što se postave vrijednosti kockica, sam održava.

Ukupno vrijeme je podijeljeno u interval od 1 mSec po matrici. Period unutar ove 1 mSec uključene LED diode može se postaviti za svaku matricu zasebno. Ovo omogućava balansiranje osvetljenja u različitim bojama, a takođe omogućava prigušivanje i treperenje kao deo kontrole igre.

Biblioteka također čita prekidače za kockice kao dio multipleksa i ima rutine za "bacanje" jedne ili više kockica paralelno.

Skica koristi biblioteku za pružanje izbora načina igre kockicama i za pokretanje ovih igara. On također nudi funkcije održavanja za početno postavljanje WiFi -ja, za OTA preuzimanje novog firmvera i za pružanje nekih osnovnih web funkcija za testiranje i provjeru statusa uređaja.

Softver je preveden u Arduino IDE. Kao i ino, koristi biblioteku BaseSupport za pružanje osnovnih funkcija. Ovo je konfigurirano u lokalnoj datoteci BaseConfig.h. Zadana lozinka 'lozinka' koristi se za povezivanje s wifi postavkom. Možda biste to htjeli promijeniti u nešto drugo. Također ga možete konfigurirati s fiksnim WiFi vjerodajnicama ako ne želite koristiti ugrađene postavke. Slično, postoji ista zadana lozinka za proces ažuriranja OTA firmvera koju možda želite promijeniti. Prvi put kada se firmver mora učitati preko serijske veze na Arduino IDE. Ovo mora biti u skladu s uobičajenim pravilima treptanja s GPIO0 spuštenim tijekom resetiranja da biste ga prebacili u serijski način rada bljeskalice. To je prikladnije učiniti prije nego što se modul konačno ožiči, ali se može učiniti i na mjestu ako su kopče pričvršćene na odgovarajuće pinove.

Prilikom prvog pokretanja firmvera neće se uspjeti povezati s lokalnom WiFi mrežom i automatski će ući u postavljeni način postavljanjem vlastite pristupne mreže. Na ovo se možete povezati s WiFi uređaja (npr. Telefona), a zatim potražite 192.168.4.1 koji će omogućiti odabir stvarnog lokalnog WiFi -a i unos njegove lozinke. Ako je to u redu, ponovno će se pokrenuti i koristiti ovu mrežu.

OTA se postiže izvozom binarnih datoteka u Arduino IDE, a zatim pregledavanjem na ip/firmware gdje je ip ip kutije kada je povezan. Ovo će zatražiti / potražiti novu binarnu datoteku.

Ostale web funkcije su

• setpower - postavlja snagu za matricu (ip/setpower? kockice = 3 & snaga = 50)
• setflash - postavlja blic za kockice (ip/setflash? mask = 7 & interval = 300)
• setdice - postavlja jednu vrijednost matrice (ip/setdice? dice = 3 & value = 2)
• parametri - postavlja parametre role (ip/parametri? mask = 7 & vrijeme = 4000 & interval = 200)
• status - vraća vrijednosti kockica i status prekidača

Korak 6: Igre

Softver omogućava odabir i pokretanje igre kontroliranim glavnim prekidačem.

U početku je sistem u načinu rada za postavljanje igre, a samo prva matrica prikazuje '1'. Kratkim pritiskom na ovo dugme možete zaobići 12 različitih načina igre. Prva kocka ide 1 - 6, a zatim ostaje na 6, dok druga kocka pokazuje 1-6.

Da biste odabrali određenu igru, pritisnite i zadržite gumb (> 1 sekunda) i to je prebaci u način rada igre.

Unutar igre obično se započinje bacanje kratkim pritiskom na ovaj prekidač. Da biste se vratili u način odabira igre iz načina rada, pritisnite i zadržite ovaj prekidač i on će tada prikazati broj igre kao i prije i omogućiti daljnji odabir.

Trenutno je definirano 9 načina igre s 3 rezervna.

Igre 1 do 5 su jednostavne bacanja tog broja kockica. Svako bacanje samo baca sve kockice. Prekidači za kockice nemaju efekta u ovim igrama.

Igra 6 je dinamički broj kockica. Pritisnite jedan od prekidača za odabir kockica, a zatim glavni prekidač za bacanje kockica. Broj kockica se može promijeniti prije svakog bacanja.

Igra 7 je bacanje više bacanja. Uključeno je svih 5 kockica. Pritiskom na glavni prekidač bacate sve kockice. Pritiskom na svaki prekidač matrica počinje bljeskati. Kad se pritisne glavni prekidač, samo će se treptajuća matrica kotrljati, osim ako nijedna ne treperi, svi će se kotrljati. Ovo je poput poker kockica ili Yahtzeeja. Imajte na umu da se ne primjenjuje dozvoljeni broj bacanja. To je do integriteta igrača.

Igra 8 je poput igre 7, ali se dim koristi za označavanje da odabrana matrica ne treperi.

Igra 9 koristi prekidače za određivanje valjaka. Ako je odabran jedan od prva 3, to određuje broj kockica koje treba baciti 1, 2 ili 3). Zatim, ako se pritisne jedan od donja 2 prekidača, zadržava se gornji red i to odabire broj kockica koje će se baciti u donjem redu (1 ili 2). Ovo se koristi u igrama poput rizika.