Dugine kocke: 6 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:32

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

Jedan glavni prekidač omogućuje odabir igre i bacanje kockica. Pojedinačni prekidači pored svake matrice 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 se temelji na modulu ESP8266 (ESP-12F) koji pokreće web poslužitelj koji omogućuje jednostavno ažuriranje firmvera i mogućnost praćenja / proširenja igara.

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

Korak 1: Dijelovi i alati

Komponente

Potrebne su sljedeće komponente. Svi su dostupni na eBayu

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

Osim toga potrebno je kućište. Dizajnirao sam 3D tiskanu kutiju koja drži sve i omogućuje LED diodama da sijaju. Ovo je dostupno u Thingiverseu.

Alati

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

Korak 2: Opis kruga

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 središnju 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, tako da je struja ista.

5 kockica je multipleksirano s 5 GPIO linija koje upravljaju MOSFET prekidačima. Odjednom je omogućen samo jedan prekidač. Softver dopušta 1mSec po matrici pa je ukupno razdoblje 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. Tijekom multipleksne sekvence ove su upravljačke linije postavljene kao ulazi s podizanjem i čitanjem stanja sklopki. Zatim se 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: Izgradnja DIe

Ovo je dio posla koji oduzima najviše vremena i zahtijeva njegu.

Svaka matrica izrađena je na komadu kvadratne prototipne ploče sa 6 rupa x 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 uz njih, a zatim daljnji par u sredini. To je ono što će držati SMD LED diode. Smatram da je dobro ukloniti 2 neiskorištena igla iz svakog vanjskog stupca. 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 razini. To omogućuje LED diodama da strše iznad površine ploče.

7 SMD LED dioda sada su lemljene 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, ponovno otopite lem i uvedite LED diodu u njega. Ne brinite previše o kvaliteti spoja u ovoj fazi. Važnije je poravnati LED što je moguće bolje, vodoravno i preko pinova. Nakon što LED stavi na mjesto, može se ispravno zalemiti na drugom kraju na njegov klin, a zatim po potrebi ponovno zalemiti prvi spoj.

Polaritet dioda mora biti ispravan. Raspoređujem sve vanjske igle zaglavlja da budu spojene na anode. Središnja LED I imala je istu orijentaciju kao i lijevi stupac (gledano s lica i s rezervnim redom na dnu. Diode imaju slabu oznaku na katodi, ali je također dobro provjeriti mjeračem. Diode će zapravo svijetle pri korištenju raspona otpora (recimo 2K) i crvenog olova na anodi i crnog na katodi. Ostaju neosvijetljene. Ovo je također dobra metoda provjere boja ako se pomiješaju.

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

Na donjoj strani ploče.

1. Ožičite sve katode zajedno neizoliranom tankom jednolančanom žicom.
2. Lemite MOSFET sa odvodnom iglom spojenom na katodni niz
3. Priključite izvor MOSFET -a na njegov pin zaglavlja koji će na kraju biti 0V
4. Ožičite vrata kroz otpornik 4K7 na zaglavlje. 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 lemljivu 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 par anoda.

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

Korak 4: Konstrukcija kutije

Pretpostavlja se da se koristi verzija s 3D tiskanom kutijom. Kutija ima uvlake za svaku matricu i svaku LED diodu. Donji sloj ispod svake LED diode vrlo je tanak (0,24 mm) pa s bijelom plastikom omogućuje svjetlu da jako dobro svijetli i djeluje kao difuzor. Postoje izrezi za sve prekidače i mjesto punjenja. Baterija ima svoj odjeljak.

Prvo postavite 6 mini prekidača i klizni prekidač na mjesto. Pobrinite se da budu u ravnini s vanjskom stranom. Prekidači s tipkama imaju dva para kontakata spojenih paralelno. Orijentirajte ih tako da sklopni kontakti budu uz njihovu matricu. Za pričvršćivanje na mjesto upotrijebite smolu za brzo postavljanje.

Sada postavite bateriju i njezinu kutiju na predviđeno mjesto. Trebao bi biti prilično tijesan, ali po potrebi upotrijebite malo ljepila.

Zalijepite LIPO punjač na zid opremljen mikro USB -om koji je dostupan kroz njegovu rupu.

Dovršite osnovno ožičenje napajanjem provlačenjem uzemljenja akumulatora kroz sve prekidače i LIPO B- vezu, ostavljajući svinjski rep za povezivanje s elektronikom. Baterija + treba ići B + na LIPO punjaču i na klizni prekidač. S druge strane kliznog prekidača trebao bi biti šesti prekidač i svinjski rep za elektroniku. Provjerite je li 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 učvrstite svaku matricu u svom položaju lemljenjem dva presjeka prekidača na ploču s matricama 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 od 5 kockica. To je olakšano time što su spojevi para dioda dostupni s obje strane matrice, ali imajte na umu da su oni prekriženi na dijagonalama. Nemojte se zbuniti crvenom žicom na slici koja očigledno ide na matricu. To je samo repica i u ovoj fazi nije povezana ni s čim.

Šminka ESP-12F

Imajte na umu da ćete možda htjeti programirati ESP-12F modul prije montaže. Nakon što je bljeskalo, sva druga ažuriranja mogu se obaviti pomoću Wi -Fi OTA.

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

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

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

Korak 5: Softver

Softver za to temelji se na ESP8266 Arduino okruženju. Dostupan je na githubu.

Kod dostupan ovdje

Postoji knjižnica diceDriver koja nudi funkcije niske razine 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. To omogućuje uravnoteženje osvjetljenja u različitim bojama, a također omogućuje prigušivanje i treperenje kao dio kontrole igre.

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

Skica koristi biblioteku za pružanje izbora načina igranja kockicama i za pokretanje ovih igara. 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 sastavljen u Arduino IDE -u. Osim ino, koristi knjižnicu BaseSupport za pružanje osnovnih funkcija. To je konfigurirano u lokalnoj datoteci BaseConfig.h. Zadana lozinka 'lozinka' koristi se za povezivanje s wifi postavkama. Možda biste to htjeli promijeniti u nešto drugo. Također ga možete konfigurirati s fiksnim vjerodajnicama za WiFi ako ne želite koristiti ugrađene postavke. Slično, postoji ista zadana lozinka za proces ažuriranja OTA firmvera koju biste htjeli promijeniti. Prvi put kada se firmver mora učitati preko serijske veze na Arduino IDE. To mora poštivati uobičajena pravila treptanja s GPIO0 pri niskim postavkama tijekom resetiranja kako bi se prešlo u serijski način rada bljeskalice. To je prikladnije učiniti prije nego što se modul konačno ožiči, ali se može učiniti na licu mjesta ako su kopče pričvršćene na odgovarajuće pinove.

Prilikom prvog pokretanja firmvera neće se uspjeti povezati s lokalnim WiFi -jem i automatski će ući u postavljeni način postavljanjem vlastite pristupne mreže. Na to se možete povezati s WiFi uređaja (npr. Telefona), a zatim prijeđite na 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 okvira kad je povezan. Ovo će zatražiti / potražiti novu binarnu datoteku.

Ostale web funkcije su

• setpower - postavlja snagu za matricu (ip/setpower? dice = 3 & power = 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 omogućuje odabir igre i njeno pokretanje kontrolirano glavnim prekidačem.

U početku je sustav u načinu rada za postavljanje igre, a samo prva matrica prikazuje "1". Kratkim pritiskom na ovu tipku možete zaobići 12 različitih načina igre. Prva matrica ide 1 - 6, a zatim ostaje na 6, dok druga matrica pokazuje 1-6.

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

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

Trenutno je definirano 9 načina igre s 3 rezervna.

Igre od 1 do 5 jednostavne su bacanja tog broja kockica. Svako bacanje samo baca sve kockice. Prekidači za kockice nemaju učinka 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 može se promijeniti prije svakog bacanja.

Igra 7 je bacanje s više bacanja. Uključeno je svih 5 kockica. Pritiskom na glavni prekidač bacate sve kockice. Pritiskom na svaki prekidač matrice bljeskaju. Kada se pritisne glavni prekidač, samo će se treptajuća matrica kotrljati, osim ako svi ne trepere, svi će se kotrljati. Ovo je poput poker kockica ili Yahtzeeja. Imajte na umu da ne postoji provedba dopuštenog broja 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). To se koristi u igrama poput rizika.