Rainbow Dice: 6 Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:10

Gumagawa ito ng isang kahon ng dice games na may 5 die na binubuo mula sa mga smd LED na 5 kulay. Pinapayagan ng software na pagmamaneho ito para sa iba't ibang mga mode ng laro na may kasamang maraming dice.

Pinapayagan ng isang master switch ang pagpili ng laro at pagulong ng dice. Ang mga indibidwal na switch sa tabi ng bawat die ay nagbibigay-daan sa pagpili o kontrol alinsunod sa uri ng laro.

Ang mga gastos sa konstruksyon ay napakahinhin ngunit nangangailangan ito ng isang patas na oras ng konstruksyon, isang mahusay na bakal na panghinang, at isang matatag na kamay.

Ang electronics ay batay sa paligid ng isang module na ESP8266 (ESP-12F) na nagpapatakbo ng isang web server na pinapayagan ang madaling pag-update ng firmware at ang posibilidad ng pagsubaybay / pagpapalawak ng mga laro.

Ang kahon ay pinalakas ng baterya na may isang rechargeable na baterya at dahil ang kasalukuyang pagkonsumo ay medyo katamtaman tatakbo ito ng maraming oras sa isang pagsingil.

Hakbang 1: Mga Bahagi at Mga Tool

Mga Bahagi

Ang mga sumusunod na sangkap ay kinakailangan. Magagamit silang lahat sa eBay

1. Module ng pagpoproseso ng wifi ng ESP-12F ESP8266. (£ 1.50)
2. 18650 na baterya at may hawak (£ 3.00)
3. Ang SMD LEDs x7 ng pula, asul, berde, dilaw, puti (pack ng 20 ng bawat kulay na £ 0.99)
4. Push button na 6mm switch x6 (£ 0.12)
5. Slide on / off switch mini 8x4mm (£ 0.10)
6. Module ng charger ng baterya ng LIPO USB (£ 0.20)
7. n channel MOSFETS - AO3400 x6 (£ 0.20)
8. 3.3V Mababang drop regulator - XC6203E (£ 0.20)
9. 220uF electrolytic (£ 0.15)
10. 220R risistor x5 (£ 0.05)
11. 4K7 risistor x 6 (0.06)
12. Nakahiwalay ang prototype board ng dobleng mga butas sa gilid (£ 0.50)
13. Flexible hook up wire
14. Na-enamel na wire na tanso 32
15. Mga pin ng header 40 pin strips x3 (£ 0.30)

Bilang karagdagan kailangan ng isang enclosure. Dinisenyo ko ang isang naka-print na kahon na 3D upang hawakan ang lahat at pinapayagan ang LEDS na lumiwanag. Magagamit ito sa Thingiverse.

Mga kasangkapan

1. Pinong point iron na panghinang
2. Mga Fine Tweezer
3. Mga pamutol ng wire
4. Nakita ng Junior hack
5. Kapaki-pakinabang ang mga file ng karayom
6. Pandikit ng Pandikit
7. Pag-access sa 3D printer kung kasama ang disenyo ng kahon.

Hakbang 2: Paglalarawan ng Circuit

Ipinapakita ng eskematiko ang module ng ESP-12F na nagmamaneho ng 5 LED arrays na bumubuo sa dice.

Ang bawat dice ay gawa sa 7 LEDs nakaayos ng isang 3 pares (2 diagonals at gitna) kasama ang isang solong gitnang LED. Ang mga ito ay nangangailangan ng 4 GPIO pin upang piliin ang LEDS upang ipakita. Ginagamit ang 220R resistors upang matukoy ang kasalukuyang at 2 ay ginagamit sa serye para sa center LED upang ang kasalukuyang ay pareho.

Ang 5 dice ay multiplexed ng 5 mga linya ng GPIO na nagmamaneho ng mga switch ng MOSFET. Isang switch lamang ang pinapagana nang paisa-isa. Pinapayagan ng software ang 1mSec bawat mamatay kaya ang pangkalahatang panahon ng pag-refresh ay 200Hz at walang kurap.

5 switch ay nauugnay sa bawat mamatay. Bilang ang GPIO ay limitado ang mga ito ay nabasa sa pamamagitan ng paggamit ng parehong mga linya tulad ng ginamit upang multiplex ang mamatay. Sa panahon ng pagkakasunud-sunod ng multiplex ang mga linya ng kontrol na ito ay itinakda bilang mga input na may mga pull up at nabasa ang estado ng mga switch. Pagkatapos ay ibabalik ang mga ito sa mga output para sa natitirang pagkakasunud-sunod ng multiplex.

Ang ika-6 na switch para sa pangkalahatang kontrol ay nabasa ng linya ng GPIO16. Maaari lamang itong magkaroon ng isang pull down kaya ang switch ay wired sa 3.3V. Mababang magbasa ito kapag bukas ang switch at mataas kapag nakasara ito.

Hakbang 3: Konstruksyon ng DIe

Ito ang pinakanakakakonsumo ng bahagi ng trabaho at nangangailangan ng pangangalaga.

Ang bawat die ay itinayo sa isang piraso ng 6 hole x 6 hole square prototyping board. Ang unang hakbang ay upang gupitin ang 5 sa mga ito mula sa isang board gamit ang isang mini hack saw. Subukang iwanan ang maliit na hangganan sa labas ng mga butas hangga't maaari.

Ang susunod na yugto ay upang magdagdag ng 2 6 na mga header ng pin sa bawat panig, at 2 mga hanay ng 3 nakahiwalay na mga pin sa tabi ng mga ito, at pagkatapos ay isang karagdagang pares sa gitna. Ito ang humawak sa mga SMD LED. Mahahanap ko na mahusay na alisin ang 2 hindi nagamit na mga pin mula sa bawat isa sa mga panlabas na haligi. Ang tuktok na bahagi ng board kung saan mai-mount ang LEDS ay dapat na putulin ang mga header pin upang ang halos 1mm ay nakausli. Subukang panatilihin silang lahat antas. Pinapayagan nitong humantong ang LEDS sa itaas ng ibabaw ng board.

Ang 7 SMD LEDs ay solder na ngayon sa tuktok ng bawat pares ng mga pin. Ito ang pinakamahirap na bahagi ng pangkalahatang konstruksyon ngunit hindi magtatagal pagkatapos ng kaunting pagsasanay. Ang pamamaraan na ginamit ko ay i-lata ang tuktok ng kalahati ng mga pin kaya mayroon nang ilang solder. Pagkatapos ay hawakan ang LED sa tweezers, matunaw muli ang solder at patakbuhin ang LED dito. Huwag mag-alala nang labis tungkol sa kalidad ng magkasanib sa yugtong ito. Mas mahalaga ay upang makuha ang pagkakahanay ng LED hangga't maaari, pahalang at sa mga pin. Kapag ang isang LED ay nasa lugar na pagkatapos ay maaari itong maayos na maghinang sa kabilang dulo papunta sa pin nito at pagkatapos ay ang unang magkasanib na resoldered kung kinakailangan.

Ang polarity ng diode ay dapat na tama. Inaayos ko ang lahat ng mga pin ng header sa labas upang maiugnay sa mga anode. Ang gitnang LED ay gumawa ako ng parehong oryentasyon sa haligi ng kaliwang kamay (tiningnan mula sa mukha at may ekstrang hilera sa ilalim. Ang mga diode ay may isang malabong marka sa cathode, ngunit mahusay din na suriin sa isang metro. Ang mga diode ay talagang ilaw kapag gumagamit ng saklaw ng paglaban (sabihin ang 2K) at ang pulang tingga sa anode at itim sa cathode. Nanatili silang hindi nakailaw sa kabilang banda. Ito rin ay isang mahusay na pamamaraan ng pag-check sa mga kulay kung magkahalong sila.

Kapag ang mga LED ay naka-mount pagkatapos ang natitirang board ay maaaring makumpleto.

Sa ilalim ng pisara.

1. Wire ang lahat ng mga cathode gamit ang isang manipis na solong strand wire na walang insulated.
2. Paghinang ng mosfet na may drain pin na konektado sa cathode string
3. Wire ang mapagkukunan ng mosfet sa kabuuan ng header pin nito na magiging 0V sa paglaon
4. I-wire ang gate sa pamamagitan ng resistor ng 4K7 sa header pin nito. Mahusay na i-root ito sa pamamagitan ng isa pang mas mababang butas tulad ng ipinakita tulad nito kung saan makakonekta ang switch.

Sa harap ng board cross kumonekta sa 3 pares ng mga anode.

1. Gumamit ng solderable enamelled wire upang panatilihing mababa ang profile.
2. Paunang i-tin ang isang dulo ng bawat kawad
3. Paghinang ito sa isang anode.
4. Rutain ito at i-cut sa haba.
5. Pre-lata at solder ito sa ito scorresponding pares ng anode.

Sa puntong ito mabuting gumawa ng paunang pagsubok sa bawat pagkamatay sa pamamagitan ng paggamit ng multimeter. Gamit ang itim na tingga sa mga karaniwang cathode (Mosfet drain), ang pulang tingga ay maaaring ilipat sa 3 mga pares ng anode at iisang anode. Ang mga kaukulang LEDs ay dapat na ilaw.

Hakbang 4: Konstruksyon sa Kahon

Ipinapalagay na ginagamit ang bersyon ng naka-print na kahon na 3D. Ang kahon ay may mga indent para sa bawat mamatay at bawat LED. Ang ilalim na layer sa ibaba ng bawat LED ay napaka payat (0.24mm) kaya't may puting plastik pinapayagan ang ilaw na sumikat nang napakahusay at kumikilos bilang isang diffuser. Mayroong mga ginupit para sa lahat ng mga switch, at point ng singilin. Ang baterya ay may sariling kompartimento.

I-mount muna ang 6 mini push button switch at ang slide switch sa lugar. Siguraduhin na ang mga ito ay mapula sa labas. Ang mga switch ng pindutan ng itulak ay may dalawang pares ng mga contact na naka-wire nang kahanay. I-orient ang mga ito upang ang mga contact na lumilipat ay katabi ng kanilang die. Gumamit ng ilang mabilis na setting ng dagta upang mai-lock sa lugar.

Ngayon i-mount ang baterya at ang kahon nito sa puwang na ibinigay. Dapat itong maging isang medyo masikip ngunit gumamit ng kaunting pandikit kung kinakailangan.

Idikit ang charger ng LIPO sa dingding na ibinigay na may micro USB na mapupuntahan sa pamamagitan ng butas nito.

Kumpletuhin ang pangunahing mga kable ng kuryente sa pamamagitan ng pag-loop sa lupa ng baterya sa pamamagitan ng lahat ng mga switch ng pindutan ng push at ang koneksyon ng LIPO B- at pag-iiwan ng isang buntot ng baboy para sa koneksyon sa electronics. Ang baterya + ay dapat pumunta sa B + sa charger ng LIPO at papunta sa slide switch. Ang kabilang panig ng slide switch ay dapat pumunta sa ikaanim na switch at isang buntot ng baboy para sa electronics. Tiyaking ang slide switch ay nasa posisyon na off at pansamantalang insulate ang mga buntot ng baboy. Hindi mo nais na paikliin ang baterya!

Maghinang sa dalawang maikling hindi pinagsama na mga buntot ng baboy sa bawat isa sa 5 die switch. Ang mga ito ay kailangang medyo may kakayahang umangkop.

Posisyon at i-secure ang bawat isa sa mga namamatay sa posisyon nito sa pamamagitan ng paghihinang sa dalawang switch pigtail papunta sa die board na tinitiyak na ang 0V ng switch ay konektado sa mosfet source / 0V point at ang live na gilid ng switch hanggang sa 4K7 / gate mosfet Ang mga LED sa board ay dapat na umaangkop sa mga recesses sa kaso at ang switch wires ay dapat sapat upang mahawakan ang die sa posisyon.

Susunod na ikonekta ang lahat ng mga karaniwang anode ng 5 dice. Ginagawa itong mas madali dahil ang mga koneksyon ng pares ng diode ay magagamit sa magkabilang panig ng die, ngunit tandaan na ang mga ito ay tumawid sa mga diagonal. Huwag malito sa pulang kawad sa imahe na tila namamatay. Ito ay ang pigtail lamang at hindi konektado sa anumang bagay sa yugtong ito.

Make up ng ESP-12F

Tandaan na maaaring gusto mong i-program ang module na ESP-12F bago i-mounting. Kapag na-flash ito pagkatapos ang lahat ng iba pang mga pag-update ay maaaring gawin gamit ang wifi OTA.

Bumuo ng 3.3V regulator sa kaunting natitirang protype card. Mayroon lamang ito ng regulator ng LDO dito at ang decoupling capacitor. Kahit na ang pagwawaldas ng kuryente ay napakababa ay naghinang ako ng ilang mga contact na magkasama upang kumilos bilang isang heat sink para sa aparato. Ang dalawang wires ay maaaring lumabas at gumawa ng isang direktang koneksyon sa 3.3V / 0V ng ESP-12F.

Ang mga panghinang sa mga wire papunta sa mga pin ng GPIO para sa 5 mga linya ng multiplex at ang switch 6. Ang 4 na mga linya ng driver ng anode ng LED ay kailangan ng 220R / 440R series resistors sa linya. Ang isa ay maaaring gumamit ng maliit sa pamamagitan ng mga resistors ng butas papunta sa ESP-12F para dito o ginawa ko ito sa SMD na nakasalansan lamang sa mga butas na medyo matatag din.

Panghuli wire ang mga linya ng multiplex sa pamamagitan ng mga indibidwal na mga pin ng header ng die at ang mga linya ng driver ng anode hanggang sa kanilang kaukulang kadena ng daisy.

Hakbang 5: Software

Ang software para dito ay batay sa kapaligiran sa ESP8266 Arduino. Magagamit ito sa github.

Magagamit ang code dito

Mayroong isang library ng diceDriver na nagbibigay ng mababang pag-andar sa antas na ginamit upang multiplex ang mga LED at basahin ang mga switch. Ito ay nakakagambala sa pagmamaneho kaya sa sandaling ang mga halaga ng dice ay itinakda pagkatapos ay ang pagpapanatili ng sarili.

Ang pangkalahatang tiyempo ay nahahati sa 1 mSec agwat bawat mamatay. Ang panahon sa loob ng 1 mSec na naka-on na mga LED ay maaaring itakda para sa bawat mamatay nang nakapag-iisa. Pinapayagan nito ang pag-iilaw sa balanse sa iba't ibang mga kulay at pinapayagan din ang paglabo at pag-flashing bilang bahagi ng kontrol sa laro.

Binabasa din ng silid-aklatan ang mga switch ng dice bilang bahagi ng multiplex at mayroong mga gawain na 'igulong' ang isa o higit pang dice nang kahanay.

Gumagamit ang sketch ng library upang magbigay ng isang pagpipilian ng mga mode ng dice game at upang patakbuhin ang mga larong ito. Nagbibigay din ito ng mga pagpapaandar sa pagpapanatili upang i-set up ang wifi nang una, upang mag-download ng bagong firmware ang OTA at upang magbigay ng ilang pangunahing mga pagpapaandar sa web upang subukan at suriin ang katayuan ng aparato.

Ang software ay naipon sa isang Arduino IDE. Pati na rin ang ino ginagamit nito ang library ng BaseSupport upang magbigay ng pangunahing mga pag-andar. Naka-configure ito sa lokal na file ng BaseConfig.h. Ginagamit ang isang default na password ng 'password' para sa pagkonekta sa pag-setup ng wifi nito. Maaaring gusto mong baguhin iyon sa iba pa. Maaari mo ring i-configure ito sa mga nakapirming kredensyal sa wifi kung hindi mo nais na gamitin ang built in na set up. Gayundin mayroong parehong default na password para sa proseso ng pag-update ng firmware ng OTA na maaaring gusto mong baguhin. Sa unang pagkakataon ang firmware ay dapat na ma-load sa serial connection sa Arduino IDE. Dapat itong sundin ang normal na mga panuntunan sa flashing na may GPIO0 na hinila pababa sa pag-reset upang makuha ito sa flash ng serial mode. Ito ay mas maginhawang ginagawa bago ang module ay sa wakas wired up ngunit maaaring gawin sa situ kung ang mga clip ay naka-attach sa mga kaugnay na mga pin.

Kapag ang firmware ay pinatakbo sa kauna-unahang pagkakataon ay mabibigo itong kumonekta sa lokal na wifi at awtomatikong papasok sa isang set up mode sa pamamagitan ng pag-set up ng isang access network na sarili nito. Maaari kang kumonekta dito mula sa isang wifi device (hal. Telepono) at pagkatapos ay mag-browse sa 192.168.4.1 na magpapahintulot sa pagpili ng totoong lokal na wifi at ipasok ang password nito. Kung OK ito pagkatapos ito ay magre-reboot at gagamitin ang network na ito.

Ang OTA ay ginagawa sa pamamagitan ng pag-export ng mga binary sa Arduino IDE at pagkatapos ay pag-browse sa ip / firmware kung saan ip ang ip ng kahon kapag nakakonekta. Ito ay mag-uudyok / mag-browse para sa bagong binary.

Ang iba pang mga pagpapaandar sa web ay

• setpower - nagtatakda ng lakas para sa isang die (ip / setpower? dice = 3 & power = 50)
• setflash - nagtatakda ng flash para sa dice (ip / setflash? mask = 7 & agwat = 300)
• setdice - nagtatakda ng isang halaga ng mamatay (ip / setdice? dice = 3 at halaga = 2)
• mga parameter - nagtatakda ng mga roll parameter (ip / parameter? mask = 7 & oras = 4000 & agwat = 200)
• katayuan - ibabalik ang mga halaga ng dice at katayuan ng paglipat

Hakbang 6: Mga Laro

Pinapayagan ng software ang pagpili ng laro at pagpapatakbo ng laro na kinokontrol ng pangunahing switch.

Una ang sistema ay nasa mode ng setting ng laro na may lamang unang mamatay na nagpapakita ng isang '1'. Hakbang mo sa paligid ng 12 magkakaibang mga mode ng laro sa pamamagitan ng paggawa ng mga maikling pagpindot sa pindutan na ito. Ang unang mamatay ay 1 - 6, at pagkatapos ay mananatili sa 6 habang ang pangalawang die ay nagpapakita ng 1-6.

Upang pumili ng isang partikular na laro ginagawa mo ang isang mahabang pindutin ang pindutan (> 1 segundo) at inilalagay ito sa mode ng run ng laro.

Sa loob ng isang laro ang isang rol ay karaniwang nagsisimula sa isang maikling pindot ng switch na ito. Upang makabalik sa mode na pinili ng laro mula sa run mode pagkatapos ay gawin ang isang mahabang pindutin ang switch na ito at ipapakita nito ang numero ng laro tulad ng dati at payagan ang karagdagang pagpipilian.

9 mga mode ng laro ay tinukoy sa sandaling ito na may 3 ekstrang.

Ang mga laro 1 hanggang 5 ay simpleng mga rolyo ng bilang ng mga dice. Ang bawat rolyo ay pinagsama lamang ang lahat ng mga dice. Ang mga switch ng dice ay walang epekto sa Mga Larong ito.

Ang Game 6 ay isang pabago-bagong bilang ng mga dice. Pindutin ang isa sa mga switch ng die upang piliin ang bilang ng mga dice at pagkatapos ang pangunahing switch upang paikutin ang dice. Ang bilang ng mga dice ay maaaring mabago bago ang bawat rolyo.

Ang Game 7 ay isang multi-throw roll. Ang lahat ng 5 dice ay kasangkot. Ang isang pagpindot sa pangunahing switch ay pinagsama ang lahat ng dice. Ang pagpindot sa bawat die switch ay ginagawang flash. Kapag ang pangunahing switch ay pinindot pagkatapos lamang ang flashing die ay gumulong maliban na kung wala ang flashing pagkatapos lahat ay igulong. Ito ay tulad ng poker dice o Yahtzee. Tandaan na walang pagpapatupad ng bilang ng mga throws na pinapayagan. Bumaba iyon sa integridad ng manlalaro.

Ang Game 8 ay tulad ng Game 7 maliban sa dim ay ginagamit upang ipahiwatig ang napiling die not flashing.

Ginagamit ng Game 9 ang mga switch ng die upang matukoy ang mga rolyo. Kung ang isa sa nangungunang 3 ay napili pagkatapos nito ay tinutukoy nito ang bilang ng dice upang i-roll ang 1, 2 o 3). Pagkatapos kung ang isa sa ilalim ng 2 switch ay pinindot pagkatapos ang tuktok na hilera ay itinatago at pipiliin nito ang bilang ng mga dice upang gumulong sa ibabang hilera (1 o 2). Ginagamit ito sa mga laro tulad ng Panganib.