Tampilan LED In-Line Game Arduino: 7 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:53

alias Sistem Permainan Tampilan Tangga LED.

Attiny-85 dilengkapi dengan perangkat keras dan perangkat lunak untuk memainkan game "video" penuh aksi, pada layar LED in-line.

Ini memiliki tampilan 12 LED tangga multipleks, dan mendukung hingga 6 input tombol dan output audio opsional.

Itu dikemas dengan 4 permainan keterampilan, dengan berbagai tingkat kesulitan dan beberapa variasi (diperbarui menjadi 16 permainan, bila digunakan dengan ATMega MCU).

[Video]

Langkah 1: Komponen Utama

Saya membangun proyek saya secara modular (dua rakitan terpisah). Sub-rakitan Tampilan utama; yang dapat digunakan sendiri berdiri sendiri. Dan sub-rakitan input Tombol. Dengan begitu saya bisa menggunakan tombol atau rakitan layar lagi di proyek lain. Ini juga memungkinkan opsi pemasangan yang fleksibel.

Saya juga membawa keluar jalur kontrol ke pin-header untuk perakitan tangga LED sehingga saya bisa menggunakan Arduino Nano (atau Uno), untuk mengembangkan perangkat lunak untuk itu serta menggunakannya dalam proyek lain. Digispark tidak akan berfungsi karena komponen lain pada papan sirkuitnya.

Saya memilih untuk menggunakan tugas pin yang sama untuk tangga LED seperti pada instruksi sebelumnya untuk memudahkan mereka yang sudah memiliki implementasi perangkat keras untuk memanfaatkan perangkat lunak dalam instruksi ini, meskipun saya tidak menemukan penugasan yang dibuat untuk logika paling jelas di perangkat lunak.

Dua garis antara modul adalah PB4 dan ground. Karena semua yang ada pada rakitan multi-tombol adalah resistor dan sakelar sehingga tidak bergantung pada polaritas, dan membalikkan koneksi tidak penting.

Dengan dukungan tombol yang lebih banyak, variasi permainan (atau aplikasi) yang lebih besar dapat diimplementasikan. Dua dari permainan dalam instruksi ini paling baik dimainkan dengan dua tombol. Empat tombol utama dapat digunakan untuk mengakses game terkait secara langsung. Segera saya akan mengimplementasikan game yang bergantung pada penggunaan keempat tombol utama.

Proyek ini menggunakan hingga enam tombol. Empat yang utama BTN 1-4, Tombol-tombol ini dapat dideteksi secara individual bahkan ketika dua di antaranya ditekan secara bersamaan. Dua lainnya adalah tombol khusus, pertama ada yang setara dengan tombol tunggal di proyek sebelumnya yang membuat koneksi sulit antara input PB4 ke ground, saya menyebutnya BTN0, atau ESC karena sakelar ini selalu dapat dideteksi dan akan memblokir deteksi dari yang lain. Tombol khusus lainnya adalah Tombol Fungsi, jika ditekan saat BTN 0-4 ditekan dapat dirasakan dan digunakan untuk mengubah fungsi.

Dalam sketsa permainan keterampilan ini saya menggunakan:

• FncKey+Btn1 kembali ke mode menu
• FncKey+Btn2 tingkat kesulitan lanjutan (jika tertinggi kembali ke terendah)
• FncKey+Btn4 Instant Pause (tekan sembarang tombol untuk membatalkan jeda)
• FncKey + Btn 0 atau 3 tidak terdefinisi.

Langkah 2: Daftar Bagian

Bagian yang diperlukan

• LED, merah, kuning, hijau dan biru seperti ini
• Papan PCB barang serupa Anda mungkin harus membeli papan yang lebih besar, dan memotongnya sesuai ukuran yang diinginkan.
• pin soket celup barang serupa
• Chip Attiny-85
• penentang
• sakelar tombol yang digunakan: Tombol Tekan Taktil Sesaat PCB 12x12x8mm dan 6x6x6mm

direkomendasikan:

• bel 5v, tipe aktif
• tongkat es loli
• strip header pin 2.54mm
• Alat wire-wrap 30 ga https://www.ebay.com/itm/351798901037link di atas adalah untuk wire yang lebih mirip 36 ga. Saya berharap saya tahu kesepakatan seperti itu untuk 30 ga nyata. kabel

Langkah 3: Sorotan Konstruksi

Pada perakitan papan utama saya secara elektrik memiliki proyek tangga LED yang sama dengan sebelumnya, yang mungkin ingin Anda rujuk untuk petunjuk konstruksi dasar lebih lanjut

Namun saya tidak menggunakan resistor pull up eksterior pada input analog A2(PB4), saya juga menggunakan LED Merah, Kuning, Hijau dan Biru, alih-alih semua satu warna, yang diinginkan untuk beberapa game yang saya buat untuk perangkat keras ini.

Berikut adalah tugas I/O seperti yang diharapkan oleh sketsa perangkat lunak terlampir:

Proyek MCU AT-85 Uno/Nano

Nama nama pin# nama brd --------- ---- ---- --------- Merah L1-3 PB3 2 D-11 Yel L4-6 PB0 5 D-8 Hijau L7-9 PB1 6 D-9 Biru L10-11 PB2 7 D-10 Ain PB4/A2 3 A-2 Audio PB5 1 D-3

Satu perbedaan yang signifikan adalah bahwa saya memiliki dua tombol yang terhubung ke PB4. Yang pertama langsung dari PB4 ke ground tetapi tanpa resistor pull up eksternal (saya menyebutnya BTN0). Saya juga memiliki sakelar tombol (yang saya sebut BTN1) yang terhubung dengan 75Kohm secara seri ke ground. Papan utama ini dapat digunakan tanpa papan rakitan "Tombol", tetapi dengan beberapa fungsi terbatas.

Resistor pembatas arus yang menuju ke rangkaian LED harus dipilih berdasarkan kecerahan berbagai LED warna yang Anda gunakan dan seberapa terang yang Anda inginkan. Saya berakhir dengan 91 Ohm untuk set merah, 75 kuning, 430 hijau dan 150 Ohm untuk biru. Nilai-nilai ini mungkin tampak rendah, tetapi ingat bahwa led digandakan (umumnya pada banyak <100% dari waktu)

Saya menggunakan led 3mm dan memisahkannya sedikit. Saya memiliki kaki LED yang mengangkang tongkat es loli. Dengan cara ini mereka semua berdiri dengan jumlah yang sama dan di atas semua komponen lainnya. Saya bermaksud, pada titik tertentu, untuk memasang unit hanya dengan LED yang menonjol melalui bingkai.

Saya memilih untuk membungkus interkoneksi yang dipimpin. Tanpa papan sirkuit cetak khusus, ini lebih mudah dilakukan daripada menyolder di tempat sempit dengan banyak interkoneksi; tidak cenderung menghasilkan celana pendek dan lebih mudah untuk dipasang kembali jika terjadi kesalahan. Dengan semua arus di dalam dan di sekitar mikrokontroler di kabel milliamps 30 ga cukup banyak.

Tombol dan resistor terkait:

Saya merancang konfigurasi unik (semacam Y ganda) dari resistor dan tombol, sehingga perangkat lunak dapat membedakan penekanan tombol individu dan ganda (secara teoritis kombinasi dari keempat tombol ini dapat diidentifikasi). Saya mencoba beberapa konfigurasi dengan banyak nilai resister dalam spreadsheet mencari konfigurasi terbaik, kemudian mensimulasikannya dalam perangkat lunak yang mencoba semua kombinasi resister yang mungkin untuk menemukan set (yang saya gunakan) yang akan menghasilkan maksimum perbedaan minimum pembacaan analog antara setiap & semua penekanan tombol tunggal dan ganda. Saya mengaturnya sehingga Btn1, Btn4 dan Btn1+4 secara khusus berbeda.

Lihat Diagram jaringan tombol di atas.

Anda perlu menutupi semua kabel yang saling terhubung ke PB4 (dan mungkin mengganti kontak & resistor) dengan pita listrik, lem panas atau sesuatu yang sama sekali tidak mengalir, karena resistansi mega-ohm belaka akan membuang kemampuan untuk tentukan sakelar mana yang ditekan; dan kontak apa pun yang Anda buat saat mengadakan pertemuan akan melakukannya.

Instruksi terkait kemudian:

4-Tombol-Game-Menggunakan-Satu-Analog-Input/

Dual-Power-untuk-Portable-Anda-Micro-Controller-Proj/

3D-Printed-Case-for-Inline-LED-Display-Console-dan/

Langkah 4: Opsi dan Catatan Lebih Lanjut

Output Audio opsional

Output audio opsional menggunakan PB5. Saya menghubungkan buzzer 5v, secara seri dengan resistor 150 Ohm untuk membatasi output yang mengganggu. Saya sarankan Anda menggunakan 50-200 Ohm. Seseorang dapat memparalelkan buzzer dengan penutup (2-10uf) untuk membuatnya tidak terlalu serak, atau menggunakan driver 10mm 32 Ohm speaker yang dibuat dari satu set ear buds stereo yang murah, alih-alih resister dan buzzer. Saya menyukainya, untuk suara game, lebih baik seperti yang saya miliki.

Secara default Attiny-85 menggunakan PB5 sebagai reset, efektif berarti audio akan bekerja tetapi tidak akan memiliki efek buruk pada operasi lainnya. Saat menggunakan Nano atau Uno audio akan bekerja (keluar D3) nya. Untuk mendapatkan audio dengan Attiny Anda harus mengubah konfigurasi pin internal sehingga perangkat lunak dapat menggunakan PB5 sebagai output. Ada konsekuensi yang signifikan dalam melakukan hal ini; silakan merujuk ke ini:

forum.arduino.cc/index.php?topic=178971.0

www.instructables.com/id/Simple-and-cheap-F…

dan

Umumnya selama bermain game kesalahan atau kegagalan akan memunculkan kicauan atau suara raspberry pendek. Ada nada ucapan selamat yang dimainkan saat Anda menyelesaikan level atau menang, seperti di ping-pong. Saya menemukan bahwa memiliki audio yang menyertai benar-benar meningkatkan kesenangan bermain.

Tombol jenis pengontrol permainan alternatif

Untuk cucu saya, yang kasar pada peralatan, saya membuat tombol terpisah yang tahan lama, Btn1 dan Btn4, di ujung kabel timah yang panjang. Melihat foto. Saya memasang tombol di pegangan make-ayak; dengan 75Kohm sebaris dengan Btn1, dan ~37Kohm sebaris dengan Btn4. Secara seri dengan Btn4 saya sebenarnya menggunakan 36K, 33K atau bahkan mungkin 39K bisa digunakan. Dengan mempertimbangkan tombol pendorong eksternal, merupakan ide yang baik untuk memiliki satu set pin header yang terpisah, untuk menghubungkan tombol genggam eksternal yang terlihat seperti Btn1 dan Btn4.

Diperlukan catu daya berkualitas

Untuk sumber daya, Anda dapat menggunakan output USB 5v dari PC, tablet, pengisi daya dinding, bank daya, atau baterai 3,7 Li secara langsung.

Saya menemukan bahwa ketika menyalakan unit dari beberapa pengisi daya USB dan beberapa bank daya USB, saya akan melihat perilaku menjentikkan dan kadang-kadang salah dan bahkan mengatur ulang. Jika Anda mengalami ini, temukan sumber daya dengan regulasi yang lebih baik, jika tidak, menambahkan kapasitor besar (100-1000uf) melintasi +V ke ground dapat membantu.

Pengujian

Saya juga menyertakan program pengujian untuk membantu memvalidasi dan men-debug perangkat keras Anda. Kode ini sedang dalam proses, dan sangat perlu dibersihkan. Saya berharap untuk mencapai itu, tetapi berarti sementara Itu harus melayani kebutuhan Anda. Saya baru-baru ini hanya menggunakannya dengan Nano yang menggerakkan rakitan layar dan keyboard. Anda dapat menggunakan hampir semua tombol untuk memilih item dari mode menu. Untuk keluar dari demo/tes lagi, tekan sebagian besar tombol apa saja. Untuk keluar dari tes tombol (#4) tekan FncKey+Btn1 atau tahan EscKey (grounding PB4), atau recycle power.

Karena perbedaan resistansi internal MCU dan toleransi resistor, Anda mungkin perlu melakukan beberapa penyesuaian sehingga semua penekanan tombol tunggal dan ganda terdeteksi dengan benar. Untuk melakukan ini gunakan test-4 (untuk memilih ini lihat deskripsi operasi menu di bawah) dari program uji. Perhatikan bahwa saya tidak menggunakan resistor pull-up eksternal karena saya telah merencanakan penggunaan lebih lanjut untuk input PB4 yang tidak kompatibel dengan pull-up apa pun.

Langkah 5: Ikhtisar Perangkat Lunak

Sketsa LadderGames.ino mengimplementasikan empat game termasuk beberapa versi alternatif.

Sketsa dapat diunduh dan dijalankan dari ATtiny-85, Nano, Uno dll. Untuk memprogramnya menjadi chip Attiny, lihat: https://www.instructables.com/id/Program-an-ATtiny… chip ATtiny-85 Anda:

Ubah jam internal ATtiny85 ke 8MHz, karena kinerja yang diinginkan untuk bermain game. Merujuk:

forum.arduino.cc/index.php?topic=276606.0

Sketsa ini harus kompatibel dengan sebagian besar proyek tangga yang dipimpin ATtiny-85 sebelumnya, tanpa perubahan, tetapi akan memiliki beberapa fungsi terbatas.

Operasi Menu

Saat start up ada pemeriksaan kesehatan dalam bentuk sapuan di seluruh LED dan serangkaian bunyi bip. Kemudian masuk ke mode menu utama. Setiap set LED satu warna menyala selama beberapa detik berturut-turut. Game dipilih dengan menekan tombol saat set terkait menyala, game 1: Merah, game 2: Kuning, game 3: Hijau, game 4: Biru. Saat dalam mode menu Btn2, Btn3, Btn4 dapat ditekan untuk langsung masuk ke game 2, 3, 4 masing-masing. Setelah permainan dipilih, Anda harus menunjukkan variasi yang Anda inginkan. Untuk setiap variasi tersedia satu set led berwarna akan berkedip. Cukup tekan tombol pada yang Anda inginkan. Variasi, "versi", untuk setiap game dijelaskan lebih lanjut di bawah ini.

Versi satu dari keempat game dapat dimainkan dengan satu tombol. Entah satu kabel antara PB4 dan ground (Btn-0) seperti pada instruksi tangga LED sebelumnya, atau dengan sakelar yang menghubungkan beban 75k ke ground (Btn-1). Salah satu dari ini akan dilakukan dalam permainan ketika instruksi berbicara tentang penekanan tombol yang tidak spesifik.

Untuk keluar dari game apa pun, Anda dapat menggunakan FncKey+Btn1, tahan EscKey (alias: Btn0) selama 1-2 detik atau putar daya.

Langkah 6: Mainkan Game

Game 1: Push-It

Ini adalah adaptasi dari game 'Push-It' saya dari salah satu instruksi saya sebelumnya

www.instructables.com/id/Play-a-Game-with-a…

Tujuan dari permainan ini adalah untuk mendorong jumlah kedipan dan jumlah LED yang menyala sebanyak mungkin. Push-It dimulai dengan sejumlah kedipan, yang kemudian akan berulang. Jika Anda menekan tombol setelah blitz terakhir dalam rangkaian dan ketika blitz tambahan berpotensi ada, LED berikutnya akan menyala dan jumlah blitz akan bertambah satu. Tetapi jika Anda 'menekan' sebelum atau sesudah jangka waktu calon lampu kilat tambahan, jumlah lampu kilat di set akan berkurang.

Setiap kali Anda berhasil meningkatkan jumlah flash, tingkat kesulitannya meningkat seiring dengan kecepatan waktu sedikit, sehingga semakin sulit untuk mendapatkan jumlah flash yang lebih tinggi.

Nomor hitungan saat ini disimpan ke dalam memori EEPROM untuk memulai kembali pada tingkat yang sama nanti.

Game 2: Ping-Pong

Hebat (walaupun satu-satunya) permainan kompetitif dua pemain di sini; di mana bola (satu kedipan cahaya) bergerak dari satu sisi ke sisi lain, semakin cepat, setiap kali 'memukul' kembali.

Saya pertama kali menerapkan permainan satu baris lampu ini di lampu tombol panel depan komputer super-mini dirgantara pada tahun 1970-an.

Untuk memukul bola maju mundur, dayung yang sesuai harus dipukul (ditekan tombol) saat berada di posisi akhir (LED terakhir). Sisi pertama yang ketinggalan kalah, dan lampu di sisi yang menang berkedip.

Ada dua variasi, satu hanya membutuhkan satu tombol (Btn 0 atau 1), yang akan memukul bola di kedua ujungnya; dan versi kedua, untuk dua orang head to head, yang membutuhkan dua tombol; tombol 1 di sisi kiri dan tombol 4 atau 0 di sisi lain. Penggunaan Tombol 1 & 4 lebih disukai, karena tidak akan saling mengganggu; masing-masing dapat dipukul untuk mengembalikan bola dari ujungnya terlepas dari status tombol lainnya.

Pemenang reli selalu menjadi server untuk reli berikutnya.

Game 3: Galeri Menembak

Tembak semua target (lampu) untuk menyelesaikan level. Di setiap level yang lebih tinggi, aksinya lebih cepat.

Ada dua versi; satu di mana situs tetap dan target bergerak dan yang lain di mana situs bergerak dan target diam. Dalam setiap kasus, pukulan melumpuhkan lampu target; dan miss menyebabkan target muncul. Ketika target terlihat, penglihatan akan menyala lebih terang, jika tidak maka akan redup.

Dalam versi satu, pemandangan dimulai dari kiri (bawah) dan memindai ke kanan. Dalam versi 2, pandangannya tetap di tengah sementara target bergerak dari kanan ke kiri. Dengan melihat kodenya, ada versi hantu 3&4 yang dapat diaktifkan, tetapi Anda mempertaruhkan kesejahteraan Anda sendiri.

Game 4: JumpMan

Idenya adalah bahwa Anda berlari melalui tingkat permainan di mana objek datang dan Anda harus melompati, saat Anda maju mereka datang lebih cepat. Dalam versi gim lain, ada juga objek di atas kepala yang harus Anda tundukkan.

Dalam versi satu hanya ada objek untuk dilompati. Untuk melompat Anda harus menekan tombol ketika objek sampai ke sel terakhir di sebelah kiri; yang mencerahkan ketika ini terjadi. Untuk melompat 2 atau lebih objek berturut-turut Anda harus melompat (tekan) pada yang pertama dan tahan tombol untuk sisanya.

Dalam versi 2 di atas kepala (berkedip) objek ditambahkan. Mereka dilompati dengan 'melompat selama sel sebelumnya dan melepaskannya saat berada di sel akhir. Hanya satu overhead yang dapat berkedip pada satu waktu, jadi setelah satu melewati Anda mungkin melihat yang lain (tidak berkedip sebelumnya) telanjang di bawah Anda. Tidak akan pernah ada overhead berturut-turut tetapi mereka bisa berdekatan dengan satu atau lebih objek lompat (tipe boulder).

Dalam game versi 3 Anda harus, mendapatkan, menggunakan tombol terpisah untuk objek overhead (Btn- 2, 4 atau 0 pilihan Anda); melompat kemudian membutuhkan Btn-1.

Setelah Anda berhasil melewati empat objek lebih banyak daripada yang Anda gagal, Anda naik level; ada ucapan selamat audio dan visual, kemudian dilanjutkan dengan kecepatan yang lebih tinggi. Mendapatkan dengan satu set objek berurutan dihitung sama dengan satu objek individu.

Saya menyarankan Anda untuk mencetak aturan operasi tentang permainan dan membacanya kembali sebelum Anda memainkan permainan yang belum lama ini Anda mainkan. Jika tidak, Anda dapat membuat diri Anda frustrasi; berpikir bahwa permainan tidak beroperasi dengan benar padahal kenyataannya, tetapi Anda dan permainan memiliki cara dan harapan yang berbeda. Saya sendiri telah jatuh dalam hal ini lebih dari beberapa kali.

Langkah 7: Pembaruan, Lebih Banyak Game

Saya membuat kasing konsol cetak 3D untuk menampung tampilan dan tombol tangga LED In-Line.

Saya telah merancang lebih banyak game yang menggunakan perangkat keras ini. Lihat mereka dan bersenang-senanglah:

Game Baru dari 'Whack a Mole' hingga 'Tug of War'

Desember 2016. Sekarang, di akhir tautan di atas, ada versi kode terpadu yang mencakup semua 12 game.

17 Februari 2017: Berikut adalah set game terbaru untuk proyek ini, sekarang dengan 16 game (sketsa di bawah). Ini akan berjalan pada implementasi MCU apa pun dengan memori program flash 32KBytes. Semua meskipun satu hingga 3 atau 4 dari 16 game dapat dimasukkan ke dalam ATtiny. Saya sarankan menggunakan Nano 3 arduinos. 4 game terbaru yang ditambahkan adalah balap 'Le Mans', kontes cat semprot 'Semprot'., Menembak ring basket 'PIG', 'BiFunc' permainan kuis operasi biner.

Dengan permainan yang lebih besar dan lebih beragam, peningkatan kemampuan bermain mereka, kenikmatan untuk semua pemain level, dimungkinkan. Saya pikir ada banyak ruang untuk perbaikan dalam balap Le Mans melalui desain tata letak trek dan pengaturan waktu permainan.

Saya telah, menulis, sekitar 10 aktivitas/permainan/fungsi lainnya, beberapa di antaranya saya harap akan tersedia sekitar musim gugur 2017.

Juga permainan satu baris ini dapat dimodifikasi untuk tampilan LCD 2 baris 2x16, dengan satu baris objek permainan dan satu lagi untuk beberapa teks. Saya telah melakukan sedikit dari ini, tetapi, karena saya didukung dengan proyek sejauh yang saya bisa lihat, saya tidak tahu kapan atau apakah saya akan menyelesaikannya. Jadi jika ada yang termotivasi untuk mengadopsi dan mengoptimalkan game ini untuk LCD 2x16, silakan berbagi dengan saya dan yang lain.

Selain 4 game baru di Menu_16Games.ino, saya telah menyertakan proyek saya dan telah membuat instruksi terkait: Kasing konsol game LED inline dan memberi daya pada proyek MCU portabel Anda

Saya harap banyak yang meluangkan waktu dan… NIKMATI permainan ini.

Permainan grup: 1– Merah 2- Kuning 3 – Hijau 4 – Biru

1 merah PushIt PingPong ShootEmUp JumpMan 2 Yel QuickDraw Tug_a_War Chicken Hot_Hands 3 Grn Le_Mans Semprot PIG BiFunc 4 Blu SimonMengatakan Whack_Mole Sea_Hunt Flip_d

2 Sep. 2017: Peningkatan kemampuan kerja dengan tombol tuas joystick eksternal yang berisik dan kotor, dalam permainan head-head (grup 2).

13 Desember 2017: Peningkatan penanganan bouncing tombol dan penyelesaian pengukuran, memperbaiki masalah kecil. Saya telah mencoba menggunakan kapasitor pada saluran input analog tombol tetapi agar efektif, hal itu mengakibatkan penyelesaian pengukuran yang lambat menghasilkan identifikasi level yang salah atau perangkat lunak menunggu begitu lama bahwa aksi permainan cepat dikompromikan.

Apr 2018: Saya telah menemukan bahwa 5/8" Compression Coupler membuat badan yang bagus untuk tombol gaya plunger eksternal. Karena anak-anak saya suka menggunakan sepasang ini, saya menambahkan pin header untuk menghubungkan keduanya dengan mudah (seperti Btn1 & Btn4).

Perhatikan bahwa saya membuat proyek lain, Oktober lalu, yang dibangun di atas perangkat keras yang dapat diinstruksikan ini. Itu dalam semangat Halloween dan bisa sangat menyenangkan, terutama untuk anak-anak. Dapat Diinstruksikan: Perangkat yang Dipengaruhi Jiwa Hantu