קוביות קשת: 6 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:11

זה יוצר קופסת משחקי קוביות עם 5 קוביות המורכבות מנורות LED ב -5 צבעים. התוכנה המניעה אותה מאפשרת מצבי משחקים שונים עם מספר קוביות מעורבות.

מתג ראשי אחד מאפשר בחירת משחק והטלת קוביות. מתגים אישיים ליד כל קובייה מאפשרים בחירה או שליטה בהתאם לסוג המשחק.

עלויות הבנייה צנועות מאוד אך דורשות זמן בנייה לא מבוטל, מגהץ טוב ויד יציבה.

האלקטרוניקה מבוססת על מודול ESP8266 (ESP-12F) המפעיל שרת אינטרנט המאפשר עדכוני קושחה קלים ואפשרות לניטור / הרחבה של משחקים.

התיבה מופעלת באמצעות סוללה עם סוללה נטענת ומאחר והצריכה הנוכחית די צנועה היא תפעל שעות רבות בטעינה אחת.

שלב 1: חלקים וכלים

רכיבים

יש צורך ברכיבים הבאים. כולם זמינים ב- eBay

1. מודול עיבוד wifi ESP-12F ESP8266. (£ 1.50)
2. סוללה ומחזיק 18650 (£ 3.00)
3. נוריות SMD x7 של אדום, כחול, ירוק, צהוב, לבן (חבילה של 20 מכל צבע £ 0.99)
4. מתגי לחצן 6 מ"מ x6 (£ 0.12)
5. מתג הפעלה/כיבוי מיני 8x4 מ"מ (£ 0.10)
6. מודול מטען סוללות USB מסוג LIPO (£ 0.20)
7. ערוץ MOSFETS - AO3400 x6 (£ 0.20)
8. ווסת נשירה נמוך 3.3V - XC6203E (£ 0.20)
9. 220uF אלקטרוליטי (£ 0.15)
10. נגד 220R x5 (£ 0.05)
11. נגד 4K7 x 6 (0.06)
12. לוח אב טיפוס מבודד חורי צד כפולים (£ 0.50)
13. חוט חיבור גמיש
14. חוט נחושת אמייל 32
15. סיכות כותרת רצועות 40 פינים x3 (£ 0.30)

בנוסף יש צורך במארז. עיצבתי קופסה מודפסת תלת מימדית שתכיל הכל ומאפשרת לנורות ה- LED לזרוח דרכן. זה זמין ב- Thingiverse.

כלים

1. ברזל הלחמה נקודתי
2. פינצטה משובחת
3. מספרי תיל
4. מסור גרזן ג'וניור
5. קבצי מחטים מועילים
6. דבק שרף
7. גישה למדפסת תלת מימד אם כלול בעיצוב הקופסה.

שלב 2: תיאור המעגל

התרשים מראה את מודול ESP-12F המניע את 5 מערכי הלד המרכיבים את הקוביות.

כל קוביה בנויה מ -7 נוריות LED מסודרות עם 3 זוגות (2 אלכסונים ואמצעיים) בתוספת נורית מרכזית אחת. אלה צריכים 4 סיכות GPIO כדי לבחור את נוריות LED לתצוגה. נגדים 220R משמשים לקביעת הזרם ו- 2 משמשים בסדרה עבור ה- LED המרכזי כך שהזרם יהיה זהה.

5 הקוביות כפולות ב -5 קווי GPIO המניעים מתגי MOSFET. רק מתג אחד מופעל בכל פעם. התוכנה מאפשרת 1mSec למות כך שתקופת הרענון הכוללת היא 200Hz ואין הבזקים.

5 מתגים קשורים לכל קובייה. מכיוון שה- GPIO מוגבל הם נקראים על ידי שימוש באותם השורות המשמשות להרביית הקוביות. במהלך רצף המולטיפלקס קווי הבקרה הללו מוגדרים ככניסות עם משיכות עליות ומצב המתגים הנקרא. לאחר מכן הם מוחזרים ליציאות לשאר רצף המרבב.

מתג שישי לבקרה כוללת נקרא על ידי קו GPIO16. זה יכול להיות רק כלפי מטה כך שהמתג מחובר ל -3.3 וולט. זה קורא נמוך כאשר המתג פתוח וגבוה כאשר הוא סגור.

שלב 3: בניית ה- DIe

זהו החלק הגוזל ביותר של העבודה וצריך טיפול.

כל קובייה בנויה על פיסת לוח אב טיפוס מרובע של 6 חורים x 6 חורים. השלב הראשון הוא לחתוך 5 כאלה מלוח אחד באמצעות מסור מיני פריצה. נסה להשאיר כמה שפחות גבול מחוץ לחורים.

השלב הבא הוא להוסיף 2 כותרות של 6 סיכות לאורך כל צד, ו -2 סטים של 3 סיכות מבודדות לצד אלה, ולאחר מכן זוג נוסף באמצע. אלה הם מה שיחזיקו את נוריות ה- SMD. אני מוצא שטוב להסיר את 2 הסיכות שאינן בשימוש מכל אחת מהעמודות החיצוניות. הצד העליון של הלוח בו יש להתקין את נוריות ה- LED צריך לנתק את סיכות הכותרת כך שרק 1 מ מ בולט. נסה לשמור על כולם ברמה. זה מאפשר לנורות לבלוט מעל פני הלוח.

7 נוריות ה- SMD מולחמות כעת על גבי כל זוג סיכות. זהו החלק המסובך ביותר של הבנייה הכוללת אך לא לוקח יותר מדי זמן אחרי קצת תרגול. הטכניקה בה השתמשתי הייתה לדחוף את החלק העליון של מחצית מהסיכות כך שכבר היה הלחמה. לאחר מכן החזק את הנורית בפינצטה, ממיס שוב את הלחמה והפעל לתוכו את הנורית. אל תדאגו יותר מדי מאיכות המפרק בשלב זה. חשוב יותר הוא לקבל את יישור הלד טוב ככל האפשר, אופקי ולרוחב הסיכות. ברגע שנורית נמצאת במקומה, ניתן להלחם אותה כראוי בקצה השני על הסיכה שלה ולאחר מכן המפרק הראשון נפתר במידת הצורך.

הקוטביות של הדיודות חייבת להיות נכונה. אני מסדר את כל סיכות הכותרת החיצונית לחיבור לאנודות. הלד המרכזי עשיתי את אותו הכיוון כמו העמוד השמאלי (במבט מהפנים ועם השורה הרזרבית בתחתית. לדיודות יש סימן קלוש על הקתודה, אבל טוב לבדוק גם עם מטר. למעשה נדלקים כאשר משתמשים בטווח ההתנגדות (נניח 2K) והמוביל האדום באנודה ושחור בקתודה. הם נשארים דולקים הפוך. זוהי גם שיטה טובה לבדוק את הצבעים אם הם מתערבבים.

לאחר התקנת נוריות הלדים ניתן להשלים את שאר הלוח.

בצד התחתון של הלוח.

1. חברו את כל הקתודות יחד בעזרת חוט חד גדילי דק מבודד.
2. הלחם את המוספט בעזרת סיכת ניקוז המחוברת למחרוזת הקתודה
3. העבר את מקור ה- mosfet אל סיכת הכותרת שלו, שבסופו של דבר תהיה 0V
4. העבר את השער דרך הנגד 4K7 לסיכת הכותרת שלו. זה טוב לשורש את זה דרך חור תחתון נוסף כפי שמוצג מכיוון שכאן המתג יתחבר.

בחזית הלוח הצלב חברו את 3 זוגות האנודות.

1. השתמש בחוט אמייל להלחמה כדי לשמור על פרופיל נמוך.
2. הדקו מראש קצה אחד של כל חוט
3. הלחמה לאנודה אחת.
4. מסללים אותו וחותכים לאורך.
5. הפוך מראש והלחם אותו אליו זוג אנודות תואם.

בשלב זה טוב לבצע בדיקה מקדימה של כל קובייה באמצעות המולטימטר. כשהעופרת השחורה על הקתודות המשותפות (ניקוז מוספת), ניתן להעביר את ההובלה האדומה לשלושת זוגות האנודה ולאנודה היחידה. נוריות ה- LED המתאימות צריכות להידלק.

שלב 4: בניית קופסאות

זה מניח כי נעשה שימוש בגרסת הקופסה המודפסת בתלת מימד. לקופסה יש כניסות לכל קובייה ולכל נורית LED. השכבה התחתונה מתחת לכל LED היא דקה מאוד (0.24 מ מ) כך שבאמצעות פלסטיק לבן היא מאפשרת לאור לזרוח היטב ופועל כמפזר. יש נתקים לכל המתגים ונקודת הטעינה. לסוללה יש תא משלה.

תחילה הרכבו את 6 מתגי הלחצנים המינייים ואת מתג ההחלקה במקומם. וודא שהם מיושרים כלפי חוץ. למתגי הלחיצה יש שני זוגות אנשי קשר המחוברים במקביל. לכוון אותם כך שמגעי המיתוג צמודים למותם. השתמש בשרף הגדרה מהיר לנעילה במקומו.

כעת הרכיב את הסוללה ואת הקופסה שלה במקום הניתן. זה צריך להיות בכושר די הדוק, אך השתמש במעט דבק במידת הצורך.

הדבק את מטען LIPO על הקיר המסופק עם מיקרו USB הנגיש דרך החור שלו.

השלם את חיווט החשמל הבסיסי על ידי לולאת כדור הארץ של הסוללה בכל מתגי הלחצנים וחיבור LIPO B והשארת זנב חזיר לחיבור אלקטרוניקה. הסוללה + צריכה לעבור ל- B + במטען LIPO ולעלות על מתג השקופיות. הצד השני של מתג השקופיות צריך לעבור למתג השישי ולזנב חזיר לאלקטרוניקה. ודא כי מתג השקופית נמצא במצב כבוי ובודד זמנית את זנבות החזיר. אתה לא רוצה לקצר את הסוללה!

הלחמה על שני זנבות חזירים קצרים ולא מבודדים על כל אחד מ -5 מתגי המתים. אלה צריכים להיות קצת גמישים.

מקם ומאבטח כל אחד מהקוביות במיקומו על ידי הלחמה על שני צמות המתגים על לוח המתים וודא ש- 0V המתג מחובר למקור / נקודת 0V של mosfet ולצד החי של המתג עד 4K7 / שער מוספט. נוריות הלוח על הלוח צריכות להיות מותאמות בשקעים במקרה וחוטי המתג צריכים להיות מספיקים בכדי להחזיק את הקובייה במקומה.

לאחר מכן חבר את כל האנודות הנפוצות של 5 הקוביות. הדבר הופך להיות קל יותר בכך שחיבורי זוג הדיודות זמינים משני צידי הקובייה, אך יש לזכור כי הם חוצים את האלכסונים. אל תתבלבל מהחוט האדום שבתמונה כנראה הולך למות. זה רק הזנב ואינו מחובר לשום דבר בשלב זה.

איפור ESP-12F

שים לב שאולי תרצה לתכנת את מודול ESP-12F לפני ההרכבה. לאחר שהבהב אז ניתן לבצע את כל העדכונים האחרים באמצעות wifi OTA.

הרכיבו את הרגולטור 3.3V בכרטיס קצת מסוג prototype שנותר. זה פשוט כולל את הרגולטור LDO ואת הקבל ניתוק. למרות שפיזור הכוח נמוך מאוד, אני מלחימה כמה ממגעים יחד כדי לשמש גוף קירור למכשיר. שני חוטים יכולים לבלוט החוצה וליצור חיבור ישיר ל- 3.3V / 0V של ה- ESP-12F.

הלחמה על חוטים על סיכות GPIO עבור 5 קווי המולפלקס והמתג 6. 4 קווי מנהלי האנודה של LED זקוקים לנגדים מסדרת 220R / 440R בתור. אפשר להשתמש בנגדים חורים קטנים דרך ה- ESP-12F לשם כך או שעשיתי את זה עם SMD שנערם רק על החורים שהוא די חזק גם כן.

לבסוף העבירו את קווי המולטיפלקס אל סיכות הכותרת האישיות הבודדות ואת קווי הנהג האנודה עד שרשרת החיננית המקבילה שלהם.

שלב 5: תוכנה

התוכנה לכך מבוססת על סביבת ה- ESP8266 Arduino. זה זמין ב- github.

קוד זמין כאן

קיימת ספריית diceDriver המספקת את הפונקציות ברמה נמוכה המשמשות להכפלת הנורות ולקריאת המתגים. זה מונע הפרעה, כך שברגע שנקבעו ערכי קוביות אז הוא שומר על עצמו.

התזמון הכולל מחולק למרווח של 1 mSec למות. ניתן להגדיר את התקופה בתוך 1 mSec בה נוריות דולקות לכל מתה באופן עצמאי. זה מאפשר לתאורה להתאזן בין הצבעים השונים ומאפשר גם עמעום והבזקים כחלק משליטה במשחק.

הספרייה קוראת גם את בוררי הקוביות כחלק מהריבוב ויש לה את השגרה 'לזרוק' קובייה אחת או יותר במקביל.

המערכון משתמש בספרייה כדי לספק מבחר של מצבי משחק קוביות והפעלת משחקים אלה. הוא גם מספק פונקציות תחזוקה כדי להגדיר תחילה wifi, להורדת קושחה חדשה OTA ולספק כמה פונקציות אינטרנט בסיסיות לבדיקה ובדיקת סטטוס המכשיר.

התוכנה מקובצת ב- Arduino IDE. בנוסף ל- ino הוא משתמש בספריית BaseSupport כדי לספק פונקציות בסיסיות. זה מוגדר בקובץ BaseConfig.h המקומי. סיסמת ברירת מחדל של 'סיסמה' משמשת לחיבור להתקנת ה- wifi שלה. אולי תרצה לשנות את זה למשהו אחר. אתה יכול גם להגדיר אותו עם אישורי wifi קבועים אם אינך רוצה להשתמש בהגדרה המובנית. כמו כן קיימת אותה סיסמת ברירת מחדל לתהליך עדכון הקושחה של OTA שתרצה לשנות. בפעם הראשונה יש לטעון את הקושחה דרך החיבור הטורי ל- Arduino IDE. זה חייב לציית לכללי ההבהוב הרגילים כאשר GPIO0 נמשך נמוך במהלך האיפוס כדי להעביר אותו למצב סדרתי של פלאש. זה נעשה בצורה נוחה יותר לפני שהמודול סוף סוף מחובר אך ניתן לעשות זאת באתרו אם מצמידים קליפים לפינים הרלוונטיים.

כאשר הקושחה מופעלת בפעם הראשונה היא לא תצליח להתחבר ל- wifi המקומי והיא תיכנס אוטומטית למצב הגדרה על ידי הקמת רשת גישה משלה. אתה יכול להתחבר לזה ממכשיר wifi (למשל טלפון) ולאחר מכן לגלוש אל 192.168.4.1 שיאפשר לבחור את ה- wifi המקומי האמיתי ולהזין את הסיסמה שלו. אם זה בסדר אז זה יאתחל וישתמש ברשת זו.

OTA מתבצע על ידי ייצוא של קבצים בינאריים ב- Arduino IDE ולאחר מכן גלישה ל- ip/firmware כאשר ip הוא ה- ip של התיבה כאשר הוא מחובר. פעולה זו תנחה / תחפש אחר הבינארי החדש.

פונקציות אינטרנט אחרות הן

• setpower - מגדיר כוח למת (ip/setpower? dice = 3 & power = 50)
• setflash - קובע פלאש לקוביות (ip/setflash? mask = 7 & interval = 300)
• setdice - קובע ערך למות אחד (ip/setdice? dice = 3 & value = 2)
• פרמטרים - קובע פרמטרי גלילה (ip/parameters? mask = 7 & time = 4000 & interval = 200)
• סטטוס - מחזיר ערכי קוביות ומחליף מצב

שלב 6: משחקים

התוכנה מאפשרת בחירת משחק והרצת משחק הנשלטת על ידי המתג הראשי.

בתחילה המערכת נמצאת במצב הגדרת משחק עם רק הקובייה הראשונה המציגה '1'. אתה עובר 12 מצבי משחק שונים על ידי לחיצה קצרה על כפתור זה. הקובייה הראשונה מגיעה ל -1 - 6, ואז נשארת ב -6 ואילו הקובייה השנייה מציגה 1-6.

כדי לבחור משחק מסוים אתה לוחץ לחיצה ארוכה על הכפתור (> שנייה אחת) וזה מכניס אותו למצב הפעלת משחק.

בתוך משחק בדרך כלל מתחילים גליל בלחיצה קצרה על המתג הזה. כדי לחזור למצב בחירת משחק ממצב הפעלה, לחץ לחיצה ארוכה על המתג ואז הוא יציג את מספר המשחק כבעבר ויאפשר בחירה נוספת.

9 מצבי משחק מוגדרים כרגע עם 3 חילוף.

משחקים 1 עד 5 הם גלילים פשוטים של מספר קוביות זה. כל גליל פשוט מגלגל את כל הקוביות. למתגי הקוביות אין השפעה במשחקים אלה.

משחק 6 הוא מספר דינמי של קוביות. לחץ על אחד מבוררי המתים כדי לבחור את מספר הקוביות ולאחר מכן את המתג הראשי להטלת הקוביות. ניתן לשנות את מספר הקוביות לפני כל זריקה.

משחק 7 הוא גליל רב זריקות. כל 5 הקוביות מעורבות. לחיצה על המתג הראשי מגלגלת את כל הקוביות. לחיצה על כל מתג למות גורמת לו להבהב. כאשר לוחצים על המתג הראשי אז רק מהבהב מהבהב יתגלגל למעט שאם אף אחד לא מהבהב אז כולם יתגלגלו. זה כמו קוביות פוקר או Yahtzee. שימו לב שאין אכיפה של מספר ההטלות המותר. זה תלוי בשלמות השחקנים.

משחק 8 הוא כמו משחק 7 למעט עמום משמש לציון הקובץ שנבחר לא מהבהב.

משחק 9 משתמש במתגי הקוביות כדי לקבוע את הלחמניות. אם נבחרה אחת מ -3 המובילות, הדבר קובע את מספר הקוביות להטלת 1, 2 או 3). ואז אם נלחץ על אחד משני המתגים התחתונים אז השורה העליונה נשמרת וזה בוחר את מספר הקוביות להטיל בשורה התחתונה (1 או 2). זה משמש במשחקים כמו סיכון.