Dự án Raspberry PI Dice: 6 bước

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

Dự án hàn nhỏ xinh và đã hoàn thành một bài tập lập trình Raspberry PI. Chúng tôi đang bị khóa do virus corona nên đây là một nỗ lực để thực hiện một số hoạt động học ở nhà và giữ cho cậu con trai 10 tuổi của tôi bận rộn. Đây là một dự án nhỏ hay vì sau khi anh ấy hàn bo mạch và kiểm tra nó hoạt động bằng cách sử dụng nguồn điện, sau đó anh ấy kết nối nó với một quả mâm xôi pi và lập trình nó hoạt động như một con xúc xắc.

VÀ trước khi bất kỳ ai nói…. đây là một cái nhìn rất cơ bản về một viên xúc xắc, nếu bạn muốn, bạn chỉ cần có 3 dây dẫn đến các đèn LED, dây đầu tiên là trung tâm "MỘT", dây thứ hai là hai đèn LED hiển thị "HAI" và cuối cùng là 4 Đèn LED hiển thị "BỐN" số 3 được tạo bằng cách sử dụng số 1 và 2, năm là 1 và 4, và cuối cùng là 6 là 2 và 4. Đây là tất cả một phần của bài học vì bạn có thể đơn giản hóa chương trình để điều khiển số 1, 2 và 4 đèn LED.

• 7 * LED,
• Điện trở 7 * 120 ohm,
• Điện trở 1 * 10K ohm,
• 1 * nút nhấn để thực hiện.
• Bảng 1 * dải 14 dải bằng 20 lỗ (xem ảnh)
• 10 * phần nhỏ của dây màu.
• 10 * đầu nối nữ dupont,
• 10 * phần co nhiệt để che các đầu nối.
• 1 * chiều dài của vật hàn.

Công cụ yêu cầu.

• sắt hàn,
• súng nhiệt,
• công cụ uốn cho thiết bị đầu cuối dupont,
• máy cắt bên.

Bước 1: Cắt bảng và phá vỡ các bản nhạc

Vì vậy, trước hết chúng ta hãy xem xét loại bảng mà tôi đang sử dụng. Nó đi qua các tên khác nhau như bảng vero, bảng ma trận, bảng dải và bảng nguyên mẫu. Tôi biết nó là veroboard và bạn dường như có thể tìm kiếm tên đó để tìm nó. Tôi thích nghĩ về bo mạch này là giai đoạn tiếp theo từ việc sử dụng breadboard (bo mạch mà bạn chỉ cần đẩy các thành phần vào các thiết bị đầu cuối chạy theo dải) Loại bo mạch này là thứ tốt nhất tiếp theo để tạo ra một PCB và nếu bạn đã chỉ thực hiện một hoặc hai dự án thì bạn thực sự sẽ không gặp khó khăn khi làm PCB.

Vì vậy, làm thế nào để bạn sử dụng bảng này?

• Đầu tiên sử dụng một mảnh giấy và lập kế hoạch thiết kế của bạn. làm việc theo kích thước yêu cầu.
• Tiếp theo, cắt tấm ván theo kích thước bằng cách sử dụng một chiếc cưa răng mịn và giũa các cạnh cho sạch. Điều quan trọng là các bản nhạc phải gọn gàng ở cuối vì chúng có thể có các gờ từ việc cắt và rút ngắn giữa các bản nhạc.
• Bạn có thể nếu bạn muốn dùng thử phù hợp với tất cả các thành phần ở giai đoạn này để đảm bảo mọi thứ đều phù hợp.
• Sau khi hài lòng vì mọi thứ phù hợp, tôi muốn cắt các bài hát ở những nơi cần thiết.

Vì vậy, bạn có thể thấy trong các hình ảnh rằng tôi đã cắt tất cả các rãnh được yêu cầu (tổng cộng là 11) và lắp các điện trở. Tôi cắt các đường ray bằng cách sử dụng một mũi khoan 3mm. Bây giờ tôi nên chỉ ra rằng việc đặt các thành phần dọc theo đường đua thực sự không phải là cách chính xác để thực hiện mọi thứ, tuy nhiên, vị trí đèn LED để đại diện cho một viên xúc xắc quan trọng hơn.

Bước 2: Điện trở, đèn LED và liên kết

Vì vậy, tôi đã đặt các điện trở vào bảng và trong khi tôi không đi sâu vào định luật ohm đầy đủ, tôi đã giải thích cho con trai tôi rằng các điện trở có các giá trị khác nhau và màu sắc biểu thị giá trị đó. Do đó, tôi bảo con trai tôi đặt tất cả các điện trở theo cùng một hướng. Tương tự như vậy khi nói đến đèn LED, tôi đã cho anh ta thấy mặt phẳng trên thân đèn LED và chân ngắn, đó là cách xác định cách chính xác để định vị đèn LED. Bạn sẽ có thể thấy trong các bức ảnh rằng 4 đèn LED được gắn một chiều và 3 đèn LED kia ngược lại.

Sau khi hàn các điện trở và đèn LED của tôi sau đó thêm các liên kết. Chúng được làm từ các chân điện trở bị cắt. Các liên kết gần nhất với Điện trở hướng mặt đất đến các chân thông thường của đèn LED (Cathode), bạn cũng có thể thấy điện trở 10K cuối cùng cũng được kết nối với cùng một rãnh với mặt đất, Điện trở này kéo nút xuống đất. Các liên kết giữa đèn LED chỉ căn chỉnh đèn LED với điện trở tương ứng của nó.

Bước 3: Nút và đấu dây

Nút tiếp theo được thêm vào. Tôi đã kiểm tra nút của mình để xác nhận xem nó phải được đặt theo cách nào. điều này rất quan trọng vì nó có chiều rộng so với chiều dài khác nhau và việc đặt công tắc sai nên công tắc hoạt động dọc theo một đường ray sẽ là vô nghĩa để nói rằng ít nhất.

Khi công tắc đã ở vị trí, tôi cũng hàn các đầu của mỗi rãnh nơi các dây sẽ được hàn. Tại thời điểm này, bạn có thể thấy tôi đang giữ mạch trong một phó nhỏ chỉ để làm cho nó dễ dàng hơn.

Cuối cùng các dây đã được thêm vào, tôi đã nói với con trai tôi hàn màu đỏ và đen trước để chúng không bị lẫn lộn. Màu đỏ là điện áp dương (3.3v) đối với công tắc và màu đen là đất. Sau đó, không quan trọng màu sắc anh ấy chọn để đi đâu.

Các đầu của dây được uốn vào các thiết bị đầu cuối Dupont để cho phép chúng đẩy vào các chân GPIO của Raspberry PI. Tôi biết hầu hết các bạn sẽ không có quyền truy cập vào loại công cụ uốn này, nhưng đối với trường hợp của tôi, tôi có rất nhiều mô hình được điều khiển bằng Radio và thiết bị đầu cuối này hoạt động tốt cho servos và ESC nên tôi đã mang theo một công cụ cách đây nhiều năm. Tuy nhiên, bạn có thể mua các tiêu đề và thậm chí cả thiết bị đầu cuối "HATS", đây có thể là giải pháp tốt hơn để kết nối với PI.

Bước 4: Kiểm tra và kết nối

Vì vậy, một khi bảng hoàn thành, giai đoạn đầu tiên của thử nghiệm là thực hiện một hình ảnh thực sự tốt. Kiểm tra các khớp nối và quần đùi bị khô, cũng như các viên hàn nhỏ và chân linh kiện đã cắt. cung cấp cho bảng một bàn chải tốt và trong trường hợp của tôi, hãy sử dụng kính lúp để có được một cái nhìn thực sự tốt.

Nếu bạn hài lòng với việc hàn thì tốt nhất tôi nên kiểm tra nó trên nguồn điện 3.3v hoặc một vài pin AA. Tôi có một đơn vị điện áp nhỏ kẹp vào phần cuối của một dải breadboard và cho phép cấp nguồn 3,3V hoặc 5V (hoặc cả hai) vào các thanh nguồn ở hai bên của các dải chính. Tôi đã sử dụng điều này để kiểm tra tất cả các đèn LED đang hoạt động. Mặt đất được đặt trên chân grd và từng dây LED được kết nối với 3.3V. Sau đó, nút này được kiểm tra bằng cách đặt dây nguồn màu đỏ vào 3,3V, mặt đất được giữ nguyên và một trong các đèn LED được kết nối với dây chuyển đổi màu vàng. Khi nhấn nút, đèn LED sẽ sáng. Tôi cho thấy điều này trong video là nếu chưa được giải thích rất rõ!

Bước 5: Chương trình và PI Raspberry

Dự án này luôn là một thử thách tốt, Thomas không chỉ phải tạo ra mạch điện mà còn phải lập trình nó để làm cho nó hoạt động!

Vì vậy, tôi đang sử dụng Raspberry pi 3 kiểu B +. Tôi đã có một raspberry pi 4 nhưng quyết định sử dụng 3. Vì điều này, tôi cũng chọn sử dụng Scratch 2 thay vì Scratch 3 sẽ chạy trên Raspberry PI 3 nhưng nó rất chậm và tôi đã nhượng bộ.

Giai đoạn đầu tiên của phần này của dự án là in ra chiếc ghim Raspberry PI và cho Con trai tôi xem nó hoạt động như thế nào. Hơn tôi kết nối đất và dây 3.3v. Sau đó tôi nói với con trai tôi rằng nó không quan trọng nó kết nối các dây còn lại ở đâu miễn là chúng được đánh dấu là GPIO, Và nó phải ghi lại xem nó đã đặt dây ở đâu!

Khi tất cả các dây được kết nối, PI được bật và Scratch 2 sẽ mở ra. Bước đầu tiên cần làm là thêm GPIO, vì vậy hãy chuyển đến "More Blocks" và chọn GPIO. Sau đó, bạn có quyền truy cập vào GPIO pi mâm xôi và tại thời điểm này, bạn có thể chỉ cần kiểm tra từng đèn LED bằng cách kéo khối "SET GPIO ** to HIGH / LOW" vào khu vực và chọn số GPIO chính xác và trạng thái logic, sau đó nhấp vào khối để chạy mã.

Bước 6: Toàn bộ chương trình đồ họa và vật lý

Vì vậy, bạn có thể chia chương trình thành hai phần trước tiên là đèn LED, sau đó là biểu diễn trên màn hình. Cả hai chương trình sử dụng cùng một nguyên tắc cơ bản được liệt kê dưới đây.

• Tạo một biến trong khối dữ liệu được gọi là số xúc xắc, Biến này sẽ lưu trữ số ngẫu nhiên được tạo ra.
• Chờ cho nút được nhấn.
• gọi khối "xáo trộn" để tung xúc xắc.
• Tạo một số ngẫu nhiên và gán nó vào biến "số xúc xắc"
• Sau đó, thực hiện 6 câu lệnh "if" tuần tự cho phù hợp với 6 số khác nhau, trong mỗi trường hợp, truyền số đến các sprite và gọi các khối số để làm sáng đèn LED
• Chờ cho nút được nhấn để cuộn lại.
• Thêm tùy chọn nhấn phím cách để bật tất cả các đèn LED, điều này hữu ích như khi bạn tắt chương trình Scratch vì đèn LED sẽ vẫn ở trạng thái hiện tại bất kể.

Đối với hiển thị trên màn hình, tôi chọn tạo 7 sprite, mỗi sprite có hai trang phục (bật và tắt), điều này nghe có vẻ phức tạp nhưng không quá tệ khi bạn đã lập trình đầy đủ sprite đầu tiên với các phản hồi của nó cho 6 thông báo phát sóng thì bạn chỉ cần sao chép nó và thay đổi vị trí của nó và xác định trang phục nào nên được bật hoặc tắt tại địa điểm mới.

Tôi thực sự không biết liệu điều đó có hợp lý hay không! một trong hai cách đó là một thách thức! Tôi không thể đưa chương trình vào đây vì nó thuộc loại tệp không được phép nhưng vui lòng hỏi thêm chi tiết.