Raspberry PI Dice Project: 6 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:33

Ωραίο μικρό έργο συγκόλλησης και μόλις ολοκληρώσετε μια άσκηση προγραμματισμού Raspberry PI. Είμαστε κλειδωμένοι λόγω του κορονοϊού, οπότε αυτή είναι μια προσπάθεια να κάνω κάποια σχολική εκπαίδευση στο σπίτι και να κρατήσω τον 10χρονο γιο μου απασχολημένο. Αυτό είναι ένα ωραίο μικρό έργο επειδή μόλις συγκολλήσει τον πίνακα και ελέγξει ότι λειτουργεί χρησιμοποιώντας ένα τροφοδοτικό, τότε το συνδέει με ένα βατόμουρο pi και το προγραμματίζει να λειτουργεί ως ζάρι.

ΚΑΙ πριν πει κάποιος… αυτή ήταν μια πολύ βασική ματιά σε ένα ζάρι, αν θέλατε έπρεπε να έχετε μόνο 3 καλώδια που πηγαίνουν στα LEDS, το πρώτο είναι το κέντρο "ONE", το δεύτερο είναι τα δύο LED που εμφανίζουν το "TWO" και τέλος το 4 Τα LED που εμφανίζουν το "FOUR" ο αριθμός 3 γίνεται χρησιμοποιώντας τα 1 και 2, τα πέντε είναι 1 και 4 και τέλος τα 6 είναι 2 και 4. Όλα αυτά ήταν μέρος της μάθησης καθώς μπορείτε να απλοποιήσετε το πρόγραμμα για να οδηγήσετε το 1, 2 και 4 LED.

• 7 * LED,
• 7 * αντιστάσεις 120 ohm,
• Αντίσταση 1 * 10K ohm,
• Κουμπί 1 * push to make.
• 1 * σανίδα λωρίδας 14 λωρίδες με 20 τρύπες (δείτε τη φωτογραφία)
• 10 * μικρά τμήματα χρωματιστού σύρματος.
• 10 * θηλυκοί συνδετήρες dupont,
• 10 * τμήματα συρρίκνωσης θερμότητας για να καλύψουν τους συνδετήρες.
• 1 * μήκος συγκόλλησης.

Απαιτούνται εργαλεία.

• κολλητήρι,
• πιστόλι θερμότητας,
• εργαλείο πτύχωσης για τερματικά dupont,
• πλευρικοί κόφτες.

Βήμα 1: Κόβοντας τον πίνακα και σπάζοντας τις πίστες

Λοιπόν, πρώτα ας ρίξουμε μια ματιά στον τύπο της πλακέτας που χρησιμοποιώ. Περνάει από διαφορετικά ονόματα όπως veroboard, πίνακας μήτρας, λωρίδα και πρωτότυπο πίνακα. Το γνωρίζω ως veroboard και φαίνεται ότι μπορείτε να αναζητήσετε αυτό το όνομα για να το βρείτε. Μου αρέσει να σκέφτομαι αυτόν τον πίνακα ως το επόμενο στάδιο από τη χρήση του breadboard (ο πίνακας όπου πρέπει απλώς να σπρώξετε εξαρτήματα στα τερματικά που λειτουργούν σε λωρίδες) Αυτός ο τύπος σανίδας είναι το επόμενο καλύτερο πράγμα για την κατασκευή ενός PCB και αν ήσασταν θα κάνετε μόνο ένα ή δύο από ένα έργο, τότε πραγματικά δεν θα μπείτε στον κόπο να φτιάξετε ένα PCB.

Πώς χρησιμοποιείτε λοιπόν αυτόν τον πίνακα;

• Πρώτα χρησιμοποιήστε ένα κομμάτι χαρτί και σχεδιάστε το σχέδιό σας. επεξεργαστείτε το απαιτούμενο μέγεθος.
• Στη συνέχεια κόψτε το χαρτόνι σε μέγεθος χρησιμοποιώντας ένα λεπτό πριόνι δοντιών και καθαρίστε τις άκρες. Είναι σημαντικό τα κομμάτια να είναι τακτοποιημένα στο τέλος, καθώς μπορούν να έχουν μπρουζάκια από το κόψιμο και να κλείνουν μεταξύ των κομματιών.
• Μπορείτε αν θέλετε η δοκιμή να ταιριάζει σε όλα τα εξαρτήματα σε αυτό το στάδιο για να βεβαιωθείτε ότι όλα ταιριάζουν.
• Μόλις χαίρομαι που όλα ταιριάζουν, μου αρέσει να κόβω τα κομμάτια όπου απαιτείται.

Έτσι μπορείτε να δείτε στις εικόνες ότι έχω κόψει όλα τα απαιτούμενα κομμάτια (11 συνολικά) και έχω τοποθετήσει τις αντιστάσεις. Έκοψα τα κομμάτια χρησιμοποιώντας ένα τρυπάνι 3mm. Τώρα πρέπει να επισημάνω ότι η τοποθέτηση εξαρτημάτων κατά μήκος της πίστας δεν είναι ο σωστός τρόπος για να κάνουμε πράγματα, ωστόσο η τοποθέτηση LED για να αντιπροσωπεύει ένα ζάρι ήταν πιο σημαντική.

Βήμα 2: Αντιστάσεις, LED και σύνδεσμοι

Έτσι, τοποθέτησα τις αντιστάσεις στον πίνακα και, ενώ δεν μπήκα στον νόμο του πλήρους ωμ, εξήγησα στον γιο μου ότι οι αντιστάσεις έχουν διαφορετικές τιμές και τα χρώματα δείχνουν ποια είναι η τιμή. Κατά συνέπεια είπα στον γιο μου να τοποθετήσει όλες τις αντιστάσεις στην ίδια κατεύθυνση. Ομοίως, όταν επρόκειτο για τα LED, του έδειξα το επίπεδο στο σώμα του LED και το κοντό πόδι που ήταν ο τρόπος για να προσδιορίσει τον σωστό τρόπο τοποθέτησης του LED. Θα πρέπει να μπορείτε να δείτε στις φωτογραφίες ότι 4 LED είναι τοποθετημένα με τη μία κατεύθυνση και οι άλλες 3 είναι απέναντι.

Μετά τη συγκόλληση των αντιστάσεων και των LED, πρόσθεσα τους συνδέσμους. Αυτά κατασκευάστηκαν από τα κομμένα πόδια αντίστασης. Οι πλησιέστεροι σύνδεσμοι προς τις αντιστάσεις κατευθύνουν το έδαφος στα κοινά πόδια των LED (Cathode) επίσης μπορείτε να δείτε την τελευταία αντίσταση 10K η οποία είναι επίσης συνδεδεμένη με το ίδιο κομμάτι με τη γείωση. Αυτή η αντίσταση τραβά το κουμπί προς τα κάτω στη γείωση. Οι σύνδεσμοι μεταξύ των LED απλώς ευθυγραμμίζουν το LED με την αντίστοιχη αντίσταση.

Βήμα 3: Κουμπί και καλωδίωση

Το κουμπί επρόκειτο να προστεθεί. Είχα ήδη δοκιμάσει το κουμπί μου για να επιβεβαιώσω με ποιον τρόπο έπρεπε να τοποθετηθεί. αυτό ήταν σημαντικό καθώς είχε διαφορετικό πλάτος σε μήκος και τοποθετούσε τον διακόπτη λανθασμένα, έτσι ώστε ο διακόπτης να λειτουργεί κατά μήκος μιας τροχιάς θα ήταν το λιγότερο σκόπιμο.

Μόλις ο διακόπτης ήταν στη θέση του, κόλλησα επίσης τα άκρα κάθε πίστας όπου έπρεπε να κολληθούν τα καλώδια. Σε αυτό το σημείο μπορείτε να δείτε ότι κρατάω το κύκλωμα σε μια μικρή κατεύθυνση μόνο για να το κάνω πιο εύκολο.

Τέλος τα καλώδια προστέθηκαν, είπα στο γιο μου να κολλήσει πρώτα το κόκκινο και το μαύρο για να μην μπερδευτούν. Το κόκκινο είναι η θετική (3,3v) τάση στο διακόπτη και το μαύρο είναι η γείωση. Τότε δεν είχε σημασία ποια χρώματα επιλέγει να πάει πού.

Τα άκρα των συρμάτων πτύχθηκαν στους ακροδέκτες Dupont για να τους επιτρέψουν να σπρώξουν πάνω στις ακίδες Raspberry PI GPIO. Ξέρω ότι οι περισσότεροι από εσάς δεν θα έχετε πρόσβαση σε αυτόν τον τύπο εργαλείου πτύχωσης, αλλά για την περίπτωσή μου κάνω πολλά μοντέλα που ελέγχονται από το ραδιόφωνο και αυτό το τερματικό λειτουργεί καλά για servos και ESC, οπότε έφερα ένα εργαλείο πριν από χρόνια. Ωστόσο, μπορείτε να αγοράσετε κεφαλίδες και ακόμη και τερματικό "HATS", το οποίο μπορεί να είναι μια καλύτερη λύση για τη σύνδεση στο PI.

Βήμα 4: Δοκιμή και σύνδεση

Μόλις ολοκληρωθεί ο πίνακας, το πρώτο στάδιο δοκιμών είναι να κάνουμε ένα πραγματικά καλό οπτικό. Ελέγξτε για στεγνές αρθρώσεις και σορτς, επίσης μικρές μπάλες συγκόλλησης και κομμένα πόδια. δώστε στον πίνακα ένα καλό πινέλο και στην περίπτωσή μου χρησιμοποιήστε έναν μεγεθυντικό φακό για να έχετε μια πραγματικά καλή εμφάνιση.

Εάν είστε ευχαριστημένοι με τη συγκόλληση, πιστεύω ότι είναι καλύτερο να το ελέγξετε σε τροφοδοτικό 3.3v ή σε μερικές μπαταρίες AA. Έχω μια μικρή μονάδα τάσης που κολλάει στο άκρο μιας λωρίδας ψωμιού και επιτρέπει την τροφοδοσία 3,3V ή 5V (ή και τα δύο) στις ράγες τροφοδοσίας εκατέρωθεν των κύριων λωρίδων. Το χρησιμοποίησα για να ελέγξω ότι όλα τα LED λειτουργούσαν. Το έδαφος τοποθετήθηκε στον πείρο grd και ένα ένα τα καλώδια LED συνδέθηκαν με τα 3,3V. Το κουμπί ελέγχθηκε στη συνέχεια τοποθετώντας το κόκκινο καλώδιο τροφοδοσίας στα 3,3V, το έδαφος έμεινε εκεί που ήταν και ένα από τα LED συνδέθηκε με το κίτρινο καλώδιο διακόπτη. Όταν πατηθεί το κουμπί, η λυχνία LED θα ανάψει. Το δείχνω στο βίντεο αν δεν το έχω εξηγήσει πολύ καλά!

Βήμα 5: Το Raspberry PI και το Πρόγραμμα

Αυτό το έργο θα ήταν πάντα μια καλή πρόκληση, όχι μόνο ο Thomas έπρεπε να κάνει το κύκλωμα που έπρεπε επίσης να το προγραμματίσει, για να λειτουργήσει!

Έτσι χρησιμοποιώ ένα Raspberry pi 3 μοντέλο B+. Έχω ένα βατόμουρο pi 4 αλλά αποφάσισα να χρησιμοποιήσω το 3. Εξαιτίας αυτού επιλέγω επίσης να χρησιμοποιήσω το Scratch 2 αντί για το Scratch 3 που θα τρέχει σε Raspberry PI 3 αλλά είναι πολύ αργό και ενέδωσα με αυτό.

Το πρώτο στάδιο αυτού του μέρους του έργου ήταν να εκτυπώσετε την καρφίτσα Raspberry PI και να δείξετε στον γιο μου πώς λειτούργησε. Στη συνέχεια συνέδεσα τη γείωση και τα καλώδια 3.3v. Τότε είπα στον γιο μου ότι δεν έχει σημασία πού συνέδεσε τα υπόλοιπα καλώδια, αρκεί να ήταν σημειωμένα ως GPIO και έπρεπε να σημειώσει ποιο σύρμα είχε βάλει πού!

Μόλις συνδεθούν όλα τα καλώδια, το PI ενεργοποιήθηκε και το Scratch 2 άνοιξε. Το πρώτο κομμάτι που πρέπει να κάνετε είναι να προσθέσετε το GPIO, οπότε μεταβείτε στο "Περισσότερα μπλοκ" και επιλέξτε GPIO. Στη συνέχεια, έχετε πρόσβαση στο raspberry pi GPIO και σε αυτό το σημείο μπορείτε απλά να δοκιμάσετε κάθε LED σύροντας το μπλοκ "SET GPIO ** to HIGH/LOW" στην περιοχή και επιλέγοντας τον σωστό αριθμό GPIO και λογική κατάσταση και, στη συνέχεια, κάντε κλικ στο μπλοκ για εκτελέστε τον κώδικα.

Βήμα 6: Το πλήρες πρόγραμμα γραφικών και φυσικών

Έτσι, θα μπορούσατε να χωρίσετε το πρόγραμμα σε δύο μέρη, πρώτα τα LED και στη συνέχεια η αναπαράσταση στην οθόνη. Και τα δύο προγράμματα χρησιμοποιούν την ίδια βασική αρχή που παρατίθεται παρακάτω.

• Δημιουργήστε μια μεταβλητή στο μπλοκ δεδομένων που ονομάζεται αριθμός ζαριών. Αυτό θα αποθηκεύσει τον τυχαίο αριθμό που δημιουργήθηκε.
• Περιμένετε να πατηθεί το κουμπί.
• καλέστε το μπλοκ "ανακατέψτε" για να ρίξετε τα ζάρια.
• Δημιουργήστε έναν τυχαίο αριθμό και εκχωρήστε τον στη μεταβλητή "αριθμός ζαριών"
• Στη συνέχεια, κάντε 6 διαδοχικές δηλώσεις "αν" που ταιριάζουν στους 6 διαφορετικούς αριθμούς, σε κάθε περίπτωση μεταδώστε τον αριθμό στα sprites και καλέστε τους αριθμούς για να ανάψουν τα LED
• Περιμένετε να πατηθεί το κουμπί για να κυλήσει ξανά.
• Προσθέστε την επιλογή για να πιέσετε το διάστημα για να γυρίσετε όλα τα LED, αυτό είναι χρήσιμο καθώς όταν κλείσετε το πρόγραμμα Scratch, καθώς τα LED θα παραμείνουν στην τρέχουσα κατάσταση ανεξάρτητα.

Για την οθόνη που επιλέγω επιλέγω να φτιάχνω 7 sprites το καθένα με δύο κοστούμια (ενεργοποίηση και απενεργοποίηση) αυτό ακούγεται περίπλοκο, αλλά δεν ήταν πολύ κακό αφού είχατε προγραμματίσει πλήρως το πρώτο sprite με τις απαντήσεις του για τα 6 μηνύματα μετάδοσης, τότε πρέπει μόνο να αντιγράψτε το και αλλάξτε τη θέση του και καθορίστε ποιο κοστούμι πρέπει να είναι ενεργοποιημένο ή απενεργοποιημένο στη νέα τοποθεσία.

Πραγματικά δεν ξέρω αν έχει νόημα ή όχι! σε κάθε περίπτωση είναι μια πρόκληση! Δεν μπορώ να συμπεριλάβω το πρόγραμμα εδώ καθώς είναι ένας τύπος αρχείου που δεν επιτρέπεται, αλλά μη διστάσετε να ζητήσετε περισσότερες λεπτομέρειες.