Trò chơi kéo giấy Arduino cầm tay sử dụng màn hình LCD 20x4 với I2C: 7 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:31

Xin chào mọi người hoặc có lẽ tôi nên nói "Hello World!"

Rất vui khi được chia sẻ với bạn một dự án đã trở thành mục tiêu của tôi đối với nhiều thứ về Arduino. Đây là trò chơi Arduino Paper Rock Scissors cầm tay sử dụng màn hình LCD I2C 20x4. Tôi biết bạn có thể đang nghĩ, "Một trò chơi Paper Rock Scissors khác?" Nhưng hầu hết các trò chơi Arduino Paper Rock Scissors đều sử dụng đèn LED đơn giản và tôi cũng thấy một trò chơi sử dụng các ký hiệu giấy được nâng lên bởi servos. Đó là những điều tuyệt vời. Dự án này sử dụng màn hình LCD 20x4 và một màn hình có I2C và một màn hình không có (không hiển thị ở đây). Muốn có một chiếc ốp lưng rẻ tiền với vẻ ngoài hoàn thiện, không chỉ là một mớ hỗn độn. Không phải ai cũng có quyền truy cập vào máy in 3D và muốn trả tiền cho ai đó. Và tôi muốn nó dễ thực hiện để tôi có thể chia sẻ ý tưởng với những người khác. Vì kỹ năng lập trình của tôi là người mới nên bản phác thảo khá đơn giản, dễ hiểu và dễ chỉnh sửa. Đây là giáo dục cá nhân của tôi để tạo ra một bản phác thảo. Bạn sẽ tìm thấy rất nhiều ghi chú trong bản phác thảo và nó đã trải qua rất nhiều lần lặp lại (hơn 20?) Cho đến khi tôi tin rằng nó vừa phải. Dự án tốn ít hơn $ 20 để thực hiện (không phải I2C).

Tôi đã bắt đầu với Arduino vào năm 2018 và xem qua trang web của họ và đọc mọi thứ tôi có thể. Được xây dựng và thử nghiệm với các dự án mẫu đi kèm và đọc rất nhiều Sách hướng dẫn mà nhiều bạn đã chia sẻ trong nhiều năm. Thực sự đánh giá cao họ và đã học được rất nhiều từ tất cả các bạn. Cảm ơn bạn. Bây giờ tôi muốn chia sẻ một số điều tôi đã học được và thêm vào sự sáng tạo của riêng tôi. Trước khi phần nhận xét chồng chất với rất nhiều câu hỏi về cách thực hiện điều này và xin lưu ý rằng tôi đã bắt đầu điều này khi chưa có kinh nghiệm về Arduino. Tôi đã học được bằng cách xây dựng các dự án ví dụ trên Arduino và các trang web Hướng dẫn. Tôi đã học được từ các bạn. Khi bạn gặp khó khăn, đó có thể là cách nhanh nhất để bạn tìm ra giải pháp.

Bước 1: Giới thiệu dự án

Đã chọn màn hình LCD từ Amazon và chọn LCD I2C 20x4 vì chi phí thấp (khoảng $ 12 - $ 18) và dễ đấu dây và lập trình. Nếu bạn muốn, bạn có thể sử dụng một cái mà không cần I2C và có thể nhận được một cái rẻ như $ 7. Nhưng bạn sẽ cần sử dụng một thư viện và sơ đồ đấu dây khác và sử dụng nhiều chân Arduino hơn. Đừng lo lắng, chỉ cần một trong hai cách là đủ. Serial I2C 20x4 sẽ dễ xây dựng hơn, ít dây hơn nên ít gây nhầm lẫn hơn. Nhưng LCD 20x4 song song rẻ hơn khoảng $ 5. Tôi đã vẽ sơ đồ cho cả hai hệ thống dây điện. Hầu hết các bộ phận khác tôi đã mua từ Amazon và một vài cửa hàng địa phương. Hộp của tôi là một hộp hỗn hợp thức uống cappuccino rỗng. Tôi thích rằng nắp dễ dàng bật ra để bật / tắt nguồn, hoạt động trên bất kỳ thành phần nào hoặc thay đổi pin. Và "Này!" hộp miễn phí và tôi thích cappuccino. Tái chế nhựa rất tốt cho môi trường. Bạn có thể sử dụng bất kỳ hộp nào bạn thích để mọi thứ phù hợp với hoặc thậm chí bỏ qua hộp hoặc bảng bánh mì trong dự án. Tôi muốn có một "cái nhìn dự án đã hoàn thành" với giá rẻ. Tôi cá là ai đó tạo ra một phiên bản in 3D. Arduino chơi trò chơi Paper Rock Scissors với bạn trên màn hình LCD, giữ điểm số, bạn có thể nhập bằng các nút và nếu bạn chọn, sẽ có một tùy chọn cho phép bạn gian lận. Ban đầu tính năng gian lận được viết cho mục đích gỡ lỗi và khi tôi hoàn thành nó, tôi đã bình luận về nó. Chỉ để cho vui, tôi đặt nó trở lại.

Bước 2: Bread-board

Tôi đã nối mạch của mình bằng Arduino Uno nhưng khi ghép tất cả lại với nhau thì lại sử dụng Arduino Nano vì nó vừa vặn hơn trong hộp. Vì vậy, bạn có thể xây dựng cái này bằng một trong hai. Nhưng hãy nhớ thay đổi một vài cài đặt trong IDE. Nano được lắp vào mặt sau của màn hình LCD bằng Command Strips hoặc băng dính hai mặt. Đặt Arduino Nano bên cạnh bo mạch cõng I2C để đầu nối USB hướng ra ngoài (bên phải màn hình LCD). Bạn có thể sử dụng hộp pin 9v hoặc 4x AA (cung cấp cho bạn 6v) với công tắc trượt SPST cho nguồn điện được gắn bên trong hộp cũng với Dải lệnh. Được xây dựng theo cả hai cách, Arduino có một bộ điều chỉnh điện áp trên bo mạch để đưa nó xuống 5 volt mà nó cần. Nếu bạn nghĩ về nó, trò chơi này thực sự có thể tái chế "hầu hết pin 9v đã chết" để có năng lượng và hoạt động tốt. (Bạn thay pin máy dò khói hai lần một năm, phải không?) Các thiết bị khác sử dụng pin 9v có thể nói rằng nó đã chết ở mức 6 - 8 volt; nhưng nó chưa chết cho đến khi nó là “Arduino Dead!”

Trong khi thiết kế dự án, tôi đã sử dụng 4 nút nhấn SPST để nhập liệu, nhưng khi xây dựng trò chơi đã hoàn thành vào hộp, tôi nghĩ rằng trong tương lai, tôi có thể cố gắng tạo một trò chơi cần nhiều nút hơn. Có thể là một trò chơi mê cung? Một bộ phân áp điện trở cho các nút được gắn với nhau trên một mảnh vụn của bảng proto cũng có thể được gắn với Dải lệnh.

Bước 3: Lắp ráp

Cuộc họp:

4 cụm chính là màn hình LCD với bo mạch cõng I2C tùy chọn, Arduino Nano, các điện trở và công tắc nối liền với bảng proto kết nối và hộp pin có công tắc bật / tắt.

Bạn nên bắt đầu bằng cách nối mạch hoặc nối dây cứng vào bảng proto theo sơ đồ. Tôi thích đặt màn hình LCD úp xuống trong nắp hộp để tránh làm xước nó. Tôi đã sử dụng một tiêu đề chỉ ở một mặt của Arduino có 5v để kết nối nó với bảng proto. Tôi đã tạo một cầu nối với 3 tiêu đề (rất nhiều công việc hàn) từ Arduino đến bảng proto để chúng nằm phẳng trên mặt sau của màn hình LCD bằng các dải Lệnh hoặc băng dính hai mặt. Nhưng thực sự, các bảng có thể được kết nối chỉ bằng dây hàn từ cái này sang cái kia. Được sử dụng một tiêu đề cái để kết nối bảng proto với LCD I2C. Các chân điện trở của bảng proto có thể được sử dụng để làm 5 điểm hàn cho các nút. Chân còn lại của mỗi nút đi đến chân A0 của Arduino. Mỗi nút sẽ cần 2 dây hàn. Sử dụng đồng hồ đo Ohm để xác định chân nút nào sẽ sử dụng nhưng nhìn chung, bạn không thể làm sai với các chân không liền kề (chéo nhau).

Chọn cài đặt cho Arduino của bạn trong IDE. Tải xuống bản phác thảo và tải nó lên Arduino và kiểm tra / xử lý sự cố.

Sẵn sàng để đặt nó vào một hộp? Đã xóa nhãn cho cappuccino, rửa sạch và làm khô hộp của tôi. Được đo cẩn thận và khoét lỗ trên hộp cho màn hình LCD như bạn có thể thấy và nó được gắn với 3 chốt vặn vào ba lỗ ở góc màn hình LCD (2 ở đáy hộp, 1 ở gần nắp) vừa đủ dài để chạm tới mặt sau của hộp và giữ nó ở vị trí có ma sát. Lỗ vít trên màn hình LCD của bảng cùm có thể quá gần với thiết bị đầu cuối, vì vậy tôi đã bỏ qua nó. Đã sử dụng một con dao Exacto để khoan lỗ thí điểm cho các ốc vít ở chốt để chúng không bị tách ra (cẩn thận, đừng trượt và tự đâm vào mình, giữ chốt bằng kìm). Phải uốn cong / dát hộp một chút để cài đặt lần cuối, nhưng nó sẽ trở lại hình dạng thích hợp. Các lỗ cho các nút được "khoan" bằng cách định vị chúng (vẽ các đường với cạnh thẳng) và làm nóng các đầu cuối bằng mỏ hàn cho đến khi chúng "chảy qua" hộp. Sau đó, tháo các nút sau khi chúng nguội đi và hàn trên các phế liệu dây 6 "- 9" CAT 5e hoặc dây 18ga đến 22ga vào các nút. Cài đặt các nút trước tiên trở lại các lỗ của chúng sau đó hàn vào bảng mạch điện trở. Một chấm của keo siêu dính, keo nóng hoặc thậm chí chỉ cần ma sát sẽ giữ các nút ở đúng vị trí. Trên một bản dựng đã sử dụng một số thanh nẹp cáp điện thoại (các vòng tròn màu đỏ trong các khối nhựa trong) để giúp tạo ra một số kết nối cuối cùng dễ dàng hơn giữa hộp pin, bảng mạch điện trở và cụm LCD / Arduino. Nếu bạn muốn, bạn có thể sử dụng chất hàn và co nhiệt để thay thế. Sau đó cẩn thận và từ từ đẩy tất cả dây và linh kiện vào hộp và đóng nắp lại. Bạn đã lắp pin và tải lên bản phác thảo Arduino trước khi thực hiện tất cả những điều này? Bạn cũng sẽ cần thư viện cho màn hình LCD 20x4 có hoặc không có I2C (tùy bạn chọn) mà bạn có thể tải xuống miễn phí trên Github. Bật nguồn, dùng thử và xem nó có hoạt động không. Sau đó, tôi đã chỉnh sửa bản phác thảo của mình với những khoảng dừng để dễ đọc hơn, thêm "hiệu ứng chấm nhấp nháy" và một số thứ khác cùng với rất nhiều bình luận. Cố gắng định vị Arduino để USB vẫn có thể được kết nối và một bản phác thảo mới được tải lên. Tất nhiên, đã sử dụng lưu đồ khi tạo bản phác thảo. Bạn sẽ thấy các nhận xét xác định khá nhiều vị trí của mỗi khối lưu đồ.

Bạn sẽ thấy rằng các nút nằm trong một mạch nối tiếp / song song cho phép bạn sử dụng một chân đầu vào Arduino cho bao nhiêu nút tùy thích. Mạch hoạt động giống như một bộ chia điện áp để cấp một giá trị cho chân analog thay đổi giá trị được đọc bởi mỗi nút được nhấn. Bạn có thể sử dụng màn hình nối tiếp để tìm ra các giá trị mạch dựa trên điện trở và thay đổi "giá trị được chấp nhận" trong bản phác thảo của bạn.

Hy vọng bạn có niềm vui khi xây dựng của riêng bạn! Nếu bạn thực hiện một hoặc thậm chí tạo một số bản mod này, vui lòng chia sẻ với phần còn lại của chúng tôi. Cảm ơn bạn đã đọc.

Bước 4: Lập trình và cài đặt

Bây giờ để giải trí với IDE. Tôi hy vọng bạn đã uống một chút cappuccino. Bạn có thể cần nó để giúp bạn tỉnh táo.

Bạn có thể thấy bạn sẽ cần thiết lập một số thư viện. Bạn sẽ cần Wire.h Đối với I2C, LCD.h đối với LCD, LiquidCrystal_I2C.h đối với LCD được điều khiển I2C. Bạn cũng sẽ cần sử dụng lệnh lcd.begin (20, 4) để cho Arduino biết bạn đang sử dụng màn hình LCD 20 ký tự 4 dòng và có thể có các cài đặt khác.

Để biết thông tin về cách cài đặt thư viện, hãy xem:

Trong Arduino IDE, bạn có thể thấy rằng bạn sẽ cần đặt bo mạch của mình và cổng mà bạn đã kết nối với nó. Bạn có thể tìm thấy cổng trong bảng điều khiển máy tính / trình quản lý thiết bị / bộ điều khiển Universal Serial Bus. Bạn phải tìm ra Arduino bạn đang sử dụng. Tôi đang sử dụng Arduino Nano nhưng Uno cũng hoạt động cho điều này. Chọn cài đặt của bạn một cách cẩn thận.

Bạn có thể cần phải tìm ra địa chỉ I2C của mình. Bạn sẽ có thể đọc nó trực tiếp từ các jumper bảng. Bạn cũng có thể tải xuống máy quét I2C từ Arduino.cc hoặc https://www.gammon.com.au/forum/?id=10896 và những nơi khác.

Ở đâu đó xung quanh thời điểm này, bạn sẽ có thể tải chương trình vào Arduino và kiểm tra chức năng. Màn hình LCD có sáng không? Bạn có thể đọc các ký tự? Một trong những lần tôi xây dựng mạch sau đó kiểm tra nó, đèn nền sáng lên nhưng các ký tự không thể đọc được. Đã dành hàng giờ (đúng vậy, HOURS) để thử cài đặt và kết nối chỉnh âm để đảm bảo rằng nó được xây dựng đúng. Đã dành cho một vài ngày. Quay lại nó sau đó và nhận ra biến trở trên bảng cõu được đặt ở mức tối thiểu. Bật nó lên và các ký tự được hiển thị. Bang đầu trên bàn. Một lý do khác để đập đầu vào bàn? Nếu cần thay pin, bạn có thể phải điều chỉnh lại biến trở này. Khi điều này xảy ra, tôi đã khoét một lỗ nhỏ ở mặt sau của hộp để lấy.

Bạn có thể cần đặt các giá trị nút của riêng mình trong chương trình này dựa trên điện trở bạn sử dụng cho các nút của mình. Bạn có thể sử dụng bản phác thảo nhỏ tiện dụng này cho việc đó và nhớ kích hoạt màn hình nối tiếp. Chạy bản phác thảo và nhấn từng nút và ghi ra từng giá trị. Sau đó, chỉnh sửa bản phác thảo để phản ánh các giá trị nút của bạn. Sau đó tải bản phác thảo đã chỉnh sửa lên bảng của bạn và xem nó có hoạt động không.

Có rất nhiều biến số nhỏ nhưng tất cả đều phải đúng và của bạn có thể khác với của tôi. Kiên nhẫn và thử những điều khác nhau sẽ giúp bạn đạt được hiệu quả. Ngoài ra, hãy nhớ rằng sau khi bạn đặt các biến Arduino của mình (Như tên bảng, com 3, 5 hoặc bất cứ thứ gì, bộ xử lý và lập trình viên [tất cả dưới các công cụ]), bạn có thể đặt tất cả chúng đúng nhưng nó không hoạt động vì bạn cần khởi động lại. Rút Arduino và cắm lại vào máy tính của bạn. Bạn cũng có thể phải lưu và khởi động lại máy tính của mình.

Tải lên bản phác thảo này, chạy màn hình, nhấn các nút và ghi lại các giá trị, sau đó chỉnh sửa bản phác thảo Paper Rock Scissors thay thế các giá trị điện trở của tôi bằng giá trị của bạn. Chạy bản phác thảo Paper Rock Scissors và xem nó có hoạt động đúng không. Ồ đúng rồi, bạn đã cài đặt các nút của mình không đúng thứ tự? Bạn có thể phải cài đặt lại chúng nếu bạn muốn chúng theo một thứ tự cụ thể.

Chúc vui vẻ!

Bước 5: Bản phác thảo đọc nút sẽ giúp bạn tìm giá trị đăng ký của mình để chỉnh sửa thành bản phác thảo chính. Nhấn từng nút và ghi lại các giá trị điện trở của bạn để nhập vào bản phác thảo chính

// nút đọc phác thảo

void setup () {

// đặt mã thiết lập của bạn ở đây, để chạy một lần:

Serial.begin (9600);

}

void loop () {

// đặt mã chính của bạn ở đây, để chạy nhiều lần:

int buTTon; // Đối với các nút đọc

buTTon = 0; // Đối với các nút đọc

buTTon = analogRead (A0); // Lệnh dùng để đọc các Nút

chậm trễ (100);

Serial.println (buTTon);

Bước 6: Danh sách bộ phận và công cụ bạn có thể cần

Danh sách các bộ phận từ Amazon:

Arduino Uno hoặc Arduino Nano

Màn hình LCD 20x4 có hoặc không có I2C

Hộp pin 9v hoặc 6v với công tắc trượt SPST (hoặc mua riêng công tắc trượt)

Nút nhấn 5x SPST

1x Điện trở kéo lên 1k - 5k

Điện trở 5x nhỏ hơn 1k, 200 - 500 Ohms là tốt

Danh sách các bộ phận Các địa điểm hoặc cửa hàng khác:

Pin 9v hoặc 4x 1,5 volt (tùy chọn 9v cho phép bạn tái chế pin "gần hết đã chết")

Dải lệnh (được sử dụng một gói nạp lại) hoặc băng dính hai mặt

Thanh nẹp cáp điện thoại (tùy chọn nhưng giúp dễ dàng kết nối dây)

Một vài inch của 1/4 chốt

Vít gỗ nhỏ để gắn chốt vào màn hình LCD

Hàn

Co nhiệt cho dây 18 ga

Phế liệu hoặc bộ phận tái chế:

Hộp hỗn hợp đồ uống cappuccino rỗng (không phải ai cũng có máy in 3D, có một ít cappuccino và tái chế một số nhựa)

Khoảng 1 "x 2" Proto board phế liệu mặc dù tôi đã sử dụng protoboard từ Amazon

Chiều dài khác nhau của dây 18ga đến 22ga hoặc lõi rắn Cat 5e

Các công cụ bạn có thể cần:

Tuốc nơ vít Philips nhỏ

Tuốc nơ vít lưỡi dẹt nhỏ

Dao Exacto

Hàn sắt và thuốc hàn

Kéo hạng nặng

Kìm mũi kim

Cái thước kẻ

Bước 7: Một số thông tin khác và bản phác thảo chính

Cảm ơn bạn đã đọc. Tôi biết nó rất nhiều. Đây là Intructable đầu tiên của tôi và chỉ riêng điều này đã mang tính giáo dục một chút cho tôi. Nhìn lại, tôi thấy mình dài dòng ở một số chỗ và quá ngắn gọn ở những chỗ khác. Tôi nên chia nhỏ tập hợp thành nhiều bước hơn. Và kể từ khi tôi xây dựng dự án này khoảng chục lần cho đến khi nó phù hợp, một số bức tranh là từ một mô hình này hay một mô hình khác. Tôi cần quay lại và chụp ảnh chỉ một người mẫu. Tôi cũng muốn bao gồm một hoặc hai video. Vì vậy, có, tôi sẽ quay lại và sửa chữa những thứ này. Nhưng bây giờ tôi đặt nó vào tay bạn. Tôi hy vọng bạn thích xây dựng nó nhiều như tôi đã làm. Cảm ơn bạn một lần nữa đã đọc.