بازی قیچی سنگی کاغذی آردوینو با استفاده از صفحه نمایش LCD 20x4 با I2C: 7 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:52

سلام به همه یا شاید باید بگویم "سلام جهان!"

خوشحال می شوم که پروژه ای را با شما به اشتراک بگذارم که ورود من به بسیاری از موارد آردوینو بوده است. این یک بازی قیچی آردوینو کاغذی با استفاده از صفحه نمایش LCD 20x4 I2C است. می دانم که ممکن است به این فکر کنید که "یک بازی قیچی کاغذی دیگر؟" اما اکثر بازی های Arduino Paper Rock Scissors از LED های ساده استفاده می کنند و من همچنین یکی را دیدم که از نمادهای کاغذی استفاده می کرد که توسط سروها برداشته شد. اونا باحاله این پروژه از صفحه نمایش LCD 20x4 استفاده می کند و یکی را با I2C و دیگری بدون آن (در اینجا نشان داده نشده است) انجام داد. می خواستم یک کیف ارزان قیمت با ظاهری تمام شده داشته باشم ، نه فقط یک ظرف غذا نان. همه به چاپگر سه بعدی دسترسی ندارند و می خواهند به کسی که این کار را می کند پول بدهند. و من می خواستم ساخت آن آسان باشد تا بتوانم ایده ها را با دیگران به اشتراک بگذارم. از آنجا که مهارت های برنامه نویسی من در سطح مبتدی است ، طرح بسیار ساده است و درک و ویرایش آن آسان است. این آموزش شخصی من برای ایجاد یک طرح بود. بسیاری از یادداشت ها را در طرح پیدا خواهید کرد و بسیاری از (20+؟) تکرارها را پشت سر گذاشته است تا زمانی که معتقدم درست است. هزینه ساخت پروژه (غیر I2C) کمتر از 20 دلار است.

در سال 2018 با آردوینو شروع به کار کردم و وب سایت آنها را مرور کردم و هر آنچه را که می توانستم خواندم. با پروژه های نمونه ای که ساخته شده و آزمایش کرده اید ، بسیاری از دستورالعمل ها را مطالعه کرده اید و بسیاری از شما در طول این سالها با آنها به اشتراک گذاشته اید. واقعاً از آنها قدردانی می کنید و از همه شما چیزهای زیادی آموخته ام. متشکرم. اکنون می خواهم برخی از آموخته های خود را با افزودن خلاقیت خودم به اشتراک بگذارم. قبل از انباشتن بخش نظرات با س questionsالات زیادی در مورد نحوه انجام این کار و لطفاً به خاطر داشته باشید ، من این کار را بدون تجربه در آردوینو شروع کردم. من با ایجاد پروژه های نمونه در وب سایت های Arduino و Instructables آموختم. من از شما بچه ها یاد گرفتم وقتی گیر می کنید ، ممکن است سریعترین راه برای شما برای یافتن راه حل باشد.

مرحله 1: معرفی پروژه

صفحه نمایش LCD را از آمازون انتخاب کرده و I2C 20x4 LCD را به دلیل هزینه کم (حدود 12 تا 18 دلار) و سهولت سیم کشی و برنامه نویسی انتخاب کرد. در صورت تمایل ، می توانید از یکی بدون I2C استفاده کنید و ممکن است یکی را به قیمت 7 دلار ارزان دریافت کنید. اما شما باید از کتابخانه و طرح سیم کشی متفاوت استفاده کنید و از پین های آردوینو بیشتر استفاده کنید. نگران نباشید ، رفتن به هر دو طرف کافی است. ساخت سریال I2C 20x4 آسان تر است ، سیمهای کمتر گیج کننده است. اما LCD 20x4 موازی حدود 5 دلار ارزان تر است. من شماتیک را برای هر دو سیم کشی ترسیم کردم. بیشتر قسمتهای دیگر را از آمازون و چند فروشگاه محلی خریداری کردم. جعبه من جعبه مخلوط نوشیدنی کاپوچینو خالی است. من دوست دارم که درب به راحتی خاموش/روشن شود ، دستگاه را روشن/خاموش کند ، روی هر قطعه کار کند یا باتری را تغییر دهد. و "هی!" جعبه رایگان بود و من کاپوچینو دوست دارم. بازیافت پلاستیک برای محیط زیست مفید است. می توانید از هر جعبه ای که دوست دارید استفاده کنید تا همه چیز در آن جا باشد یا حتی از جعبه یا تخته نان در پروژه صرف نظر کنید. من می خواستم "پروژه به پایان رسید" با قیمت ارزان. شرط می بندم کسی نسخه چاپ سه بعدی ایجاد کند. آردوینو بازی Paper Rock Scissors را با شما روی LCD انجام می دهد ، نمره را حفظ می کند ، می توانید با دکمه ها وارد کنید ، و در صورت انتخاب گزینه ای وجود دارد که به شما امکان می دهد تقلب کنید. در اصل ویژگی تقلب برای اشکال زدایی نوشته شده بود و وقتی کارم تمام شد آن را کامنت کردم. فقط برای سرگرمی دوباره آن را وارد کردم.

مرحله 2: تخته نان

من مدارهای خود را با استفاده از Arduino Uno سوار کردم ، اما وقتی همه را کنار هم قرار دادم از Arduino Nano استفاده کردم زیرا در جعبه بهتر جا می گیرد. بنابراین ، می توانید این را با هر یک بسازید. اما به یاد داشته باشید که چندین تنظیمات را در IDE تغییر دهید. نانو در پشت LCD با استفاده از نوارهای فرمان یا نوار چسب دو طرفه نصب شده است. Arduino Nano را کنار برد I2C piggyback قرار دهید تا اتصال USB به سمت بیرون (در سمت راست LCD) باشد. می توانید از جعبه باتری 9 ولت یا 4 برابر AA (که به شما 6 ولت می دهد) با سوئیچ اسلاید SPST برای قدرت نصب شده در داخل جعبه و همچنین با نوارهای فرمان استفاده کنید. آردوینو از هر دو جهت ساخته شده است و دارای تنظیم کننده ولتاژ داخلی است که آن را به 5 ولت مورد نیاز می رساند. اگر به آن فکر کنید این بازی می تواند "باتری های عمدتا 9 ولت" را برای قدرت بازیافت کرده و خوب کار کند. (آیا شما دوبار در سال باتری های تشخیص دود را عوض می کنید ، درست است؟) سایر دستگاه هایی که از باتری 9 ولت استفاده می کنند ممکن است بگویند در 6 تا 8 ولت تمام شده است. اما تا زمانی که "Arduino Dead!" نباشد ، نمرده است.

در هنگام طراحی پروژه ، من از 4 دکمه SPST برای ورودی استفاده کردم. اما ساخت بازی به پایان رسیده در جعبه از 5 دکمه فشار SPST استفاده می کند و فکر می کنم در آینده ممکن است سعی کنم بازی ای بسازم که به دکمه های بیشتری نیاز داشته باشد. شاید یک بازی پیچ و خم؟ یک تقسیم کننده ولتاژ مقاومت برای دکمه ها روی یک تکه ضخیم از تخته اولیه که می تواند با نوارهای فرمان نیز نصب شود ، روی هم نصب شده است.

مرحله 3: مونتاژ

مونتاژ:

4 مجموعه اصلی عبارتند از LCD با برد اختیاری I2C ، آردوینو نانو ، مقاومت و سوئیچ های دیزلی که به برد اولیه وصل شده و جعبه باتری با کلید روشن/خاموش متصل شده است.

شما باید با سوار شدن بر روی مدار یا سیم محکم صفحه اولیه را به صورت شماتیک شروع کنید. من دوست دارم LCD را رو به پایین در درب جعبه قرار دهم تا از خط خوردن جلوگیری شود. من فقط از یک سربرگ در یک طرف آردوینو که دارای 5 ولت است برای اتصال آن به صفحه اولیه استفاده کردم. من از آردوینو تا صفحه اولیه یک پل با 3 سر (تعداد زیادی لحیم کاری) ایجاد کردم تا آنها با نوارهای فرمان یا نوار چسب دو طرفه در پشت LCD قرار بگیرند. اما در واقع ، تخته ها را می توان فقط سیمهای لحیم کاری را از یکی به دیگری متصل کرد. از هدر زن برای اتصال برد اولیه به LCD I2C استفاده کرد. از پایه های مقاومت صفحه اولیه می توان برای ساخت 5 نقطه لحیم کاری دکمه ها استفاده کرد. پای دیگر هر دکمه به پین آردوینو A0 می رود. هر دکمه به 2 سیم لحیم شده نیاز دارد. برای تعیین پاهای دکمه ای که از آنها استفاده می کنید ، از اهم متر استفاده کنید ، اما عموماً با پاهای غیر مجاور (مورب یکدیگر) نمی توانید اشتباه کنید.

تنظیمات خود را برای Arduino خود در IDE انتخاب کنید. طرح را بارگیری کرده و روی آردوینو بارگذاری کرده و تست / مشکل را انجام دهید.

آماده اید آن را در جعبه بگذارید؟ برچسب کاپوچینو را برداشته ، جعبه من را شسته و خشک کرده است. همانطور که می بینید سوراخ داخل جعبه را برای LCD اندازه گیری کرده و برش دهید و آن را با 3 رولپلاک متصل به سه حفره گوشه LCD (2 تا پایین جعبه ، 1 نزدیک درپوش) به اندازه کافی بلند قرار دهید. پشت جعبه را نگه دارید و با اصطکاک در جای خود قرار دهید. سوراخ پیچ روی صفحه LCD پیگ بک ممکن است خیلی نزدیک ترمینال باشد ، بنابراین آن را حذف می کنم. از چاقوی Exacto برای ایجاد سوراخ های پیچ برای پیچ در رولپلاک استفاده می کنید تا آنها جدا نشوند (مراقب باشید ، خود را لغزش ندهید و چاقو نکنید ، رولپلاک را با انبردست نگه دارید). برای نصب نهایی باید کمی جعبه را خم کنید / خم کنید ، اما دوباره به شکل مناسب باز می گردد. سوراخ های دکمه ها با قرار دادن آنها (کشیدن خطوط با لبه مستقیم) و گرم کردن ترمینال ها با آهن لحیم کاری "حفر" می شوند تا زمانی که در جعبه "ذوب" شوند. سپس دکمه ها را پس از خنک شدن برداشته و روی ضایعات سیم CAT 5e 6 " - 9" یا سیم 18ga تا 22ga به دکمه ها بچسبانید. ابتدا دکمه ها را سیم بکشید و دوباره به سوراخ های خود برگردانید و سپس به صفحه اولیه مقاومت بچسبانید. یک نقطه فوق العاده چسب ، چسب داغ یا حتی اصطکاک فقط دکمه ها را در جای خود نگه می دارد. در یک ساخت از چند اسپلایزر کابل تلفن (دایره های قرمز رنگ در بلوک های پلاستیکی شفاف) استفاده شده است تا به سهولت آخرین اتصال بین جعبه باتری ، صفحه اولیه مقاومت و مجموعه LCD / Arduino کمک کند. در صورت تمایل می توانید از لحیم کاری و حرارت کوچک کننده به جای آن استفاده کنید. سپس تمام سیم و قطعات را با دقت و به آرامی به داخل جعبه فشار دهید و درب آن را ببندید. آیا قبل از انجام همه اینها یک باتری نصب کرده اید و طرح آردوینو را بارگذاری کرده اید؟ شما همچنین به کتابخانه ای برای صفحه نمایش LCD 20x4 با یا بدون I2C (هر کدام را که انتخاب کنید) نیاز دارید که می توانید آن را به صورت رایگان در Github بارگیری کنید. آن را روشن کنید ، امتحان کنید و ببینید آیا کار می کند. بعداً من طرح خود را با مکث ویرایش کردم تا خواندن راحت تر شود ، "اثر نقاط چشمک زن" و برخی موارد دیگر را به همراه نظرات فراوان اضافه کردم. سعی کنید Arduino را طوری قرار دهید که USB همچنان متصل شده و طرح جدیدی بارگذاری شود. البته هنگام ایجاد طرح از نمودار جریان استفاده کرد. می بینید که کامنت ها تقریباً مشخص می کنند که هر بلوک نمودار جریان در کجا بوده است.

متوجه خواهید شد که دکمه ها در یک مدار سری / موازی قرار دارند که به شما امکان می دهد از یک پین ورودی آردوینو برای هر تعداد دکمه ای که دوست دارید استفاده کنید. این مدار مانند یک تقسیم کننده ولتاژ عمل می کند تا مقداری را به پین آنالوگ وارد کند که مقدار خوانده شده توسط هر دکمه را تغییر می دهد. می توانید از مانیتور سریال برای تعیین مقادیر مدار خود بر اساس مقاومت های خود و تغییر "مقادیر پذیرفته شده" در طرح خود استفاده کنید.

امیدوارم از ساختن خود لذت ببرید! اگر شما یکی از آنها را ایجاد کرده اید یا حتی تعدادی از آنها را ایجاد کرده اید ، لطفاً با بقیه ما به اشتراک بگذارید. ممنون که خواندید.

مرحله 4: برنامه نویسی و تنظیمات

حالا برای تفریح با IDE. امیدوارم کمی کاپوچینو نوشیده باشید. ممکن است برای بیدار ماندن به آن نیاز داشته باشید.

ممکن است متوجه شوید که باید تعدادی کتابخانه راه اندازی کنید. برای I2C ، LCD.h برای LCD ، LiquidCrystal_I2C.h برای LCD با کنترل I2C ، به Wire.h نیاز دارید. همچنین باید از دستور lcd.begin (20 ، 4) استفاده کنید تا به آردوینو بگویید که از LCD LCD 20 خطی 4 کاراکتری استفاده می کنید و ممکن است تنظیمات دیگری نیز وجود داشته باشد.

برای اطلاع از نصب کتابخانه ها ، به: https://www.arduino.cc/fa/Guide/Libraries مراجعه کنید.

در Arduino IDE ممکن است متوجه شوید که باید برد و پورتی را که به آن متصل هستید تنظیم کنید. پورت را می توان در کنترل پنل رایانه/مدیر دستگاه/کنترلرهای Universal Serial Bus یافت. باید بفهمید از کدام آردوینو استفاده می کنید. من از آردوینو نانو استفاده می کنم اما Uno برای این کار نیز مفید است. تنظیمات خود را با دقت انتخاب کنید.

شاید لازم باشد آدرس I2C خود را پیدا کنید. شما باید بتوانید آن را مستقیماً از روی جامپرهای تخته بخوانید. همچنین می توانید اسکنر I2C را از Arduino.cc یا https://www.gammon.com.au/forum/؟id=10896 و جاهای دیگر بارگیری کنید.

در جایی در اطراف این نقطه باید بتوانید برنامه را در Arduino بارگیری کرده و عملکرد آن را آزمایش کنید. آیا صفحه LCD روشن می شود؟ آیا می توانید شخصیت ها را بخوانید؟ یکی از مواقعی که من مدار را ساختم و سپس آن را آزمایش کردم ، نور پس زمینه روشن شد اما شخصیت ها قابل خواندن نبودند. ساعتها (درست است ، HOURS) سعی کردید تنظیمات و اتصالات را تقویت کنید تا مطمئن شوید که درست ساخته شده است. دو روز تسلیم شد بعداً به آن برگشت و متوجه شد که مقاومت متغیر روی تخته خوک روی حداقل تنظیم شده است. آن را روشن کرد و شخصیت ها قابل مشاهده بودند. سرش را روی میز بکوبید. دلیل دیگری برای کوبیدن سر خود روی میز؟ اگر نیاز به تعویض باتری دارید ، ممکن است لازم باشد این مقاومت متغیر را دوباره تنظیم کنید. وقتی این اتفاق افتاد من یک سوراخ کوچک در پشت جعبه برای دسترسی برش دادم.

ممکن است لازم باشد بر اساس مقاومتهایی که برای دکمه های خود استفاده می کنید ، مقدار دکمه های خود را در این برنامه تنظیم کنید. می توانید از این طرح کوچک مفید برای آن استفاده کنید و به یاد داشته باشید که مانیتور سریال را فعال کنید. طرح را اجرا کنید و هر دکمه را فشار دهید و هر مقدار را یادداشت کنید. سپس طرح را ویرایش کنید تا مقادیر دکمه شما منعکس شود. سپس طرح ویرایش شده را روی برد خود بارگذاری کنید و ببینید آیا کار می کند.

بسیاری از متغیرهای کوچک وجود دارد که همه باید درست باشند و شما ممکن است با من متفاوت باشد. صبور بودن و امتحان کردن چیزهای مختلف به شما کمک می کند تا کار خود را انجام دهید. همچنین پس از تنظیم متغیرهای Arduino (مانند نام برد ، com 3 ، 5 یا هر چیز دیگر ، پردازنده و برنامه نویس [همه در زیر ابزارها]) به یاد داشته باشید که ممکن است همه آنها را درست تنظیم کرده باشید ، اما کار نمی کند زیرا باید دوباره بوت شوید. Arduino را از برق بکشید و دوباره به رایانه خود وصل کنید. همچنین ممکن است مجبور شوید رایانه خود را ذخیره کرده و دوباره راه اندازی کنید.

این طرح را بارگذاری کنید ، مانیتور را اجرا کنید ، دکمه ها را فشار دهید و مقادیر را ثبت کنید ، سپس طرح Paper Rock Scissors را ویرایش کنید و مقادیر مقاومت من را با شما جایگزین کنید. طرح Paper Rock Scissors را اجرا کنید و ببینید درست کار می کند یا خیر. بله ، آیا دکمه های خود را به ترتیب اشتباه نصب کرده اید؟ اگر می خواهید آنها را به ترتیب خاصی بخواهید ، باید دوباره نصب کنید.

خوش بگذره!

مرحله 5: طرح خواندن دکمه به شما کمک می کند تا مقادیر مقاومت خود را برای ویرایش در طرح اصلی پیدا کنید. هر دکمه را فشار دهید و مقادیر مقاومت خود را ثبت کنید تا وارد طرح اصلی شوید

// طرح خواندن دکمه

void setup () {

// کد راه اندازی خود را در اینجا قرار دهید تا یکبار اجرا شود:

Serial.begin (9600)؛

}

حلقه خالی () {

// کد اصلی خود را در اینجا قرار دهید تا بارها اجرا شود:

int buTTon ؛ // برای خواندن دکمه ها

buTTon = 0 ؛ // برای خواندن دکمه ها

buTTon = analogRead (A0) ؛ // فرمان برای خواندن دکمه ها استفاده می شود

تأخیر (100) ؛

Serial.println (buTTon) ؛

مرحله 6: لیست قطعات و ابزارهایی که ممکن است به آنها نیاز داشته باشید

لیست قطعات از آمازون:

آردوینو اونو یا آردوینو نانو

نمایشگر LCD 20x4 با یا بدون I2C

جعبه باتری 9 و یا 6 ولت با سوئیچ اسلاید SPST (یا سوئیچ کشویی را جداگانه دریافت کنید)

5 دکمه فشار SPST

1 برابر مقاومت کششی 1k - 5k

5 برابر مقاومت کمتر از 1k ، 200 - 500 اهم خوب است

لیست قطعات مکانها یا فروشگاههای دیگر:

باتری 9 ولت یا 4 برابر 1.5 ولت (گزینه 9 ولت به شما امکان بازیافت باتری های "عمدتا مرده" را می دهد)

نوارهای فرمان (از بسته پر کننده استفاده می شود) یا نوار چسب دو طرفه

اسپلایسر کابل تلفن (اختیاری است اما اتصال سیم ها را آسان می کند)

چند اینچ رولپلاک 1/4 اینچی

پیچ های چوبی کوچک برای نصب رولپلاک روی LCD

لحیم کاری

هیت شرینک برای سیمهای 18 ga

ضایعات یا قطعات بازیافت:

جعبه مخلوط نوشیدنی کاپوچینو خالی (همه چاپگر سه بعدی ندارند ، مقداری کاپوچینو بخورند و مقداری پلاستیک را بازیافت کنند)

حدود 1 "x 2" ضایعات تخته Proto اگرچه من از protoboard از آمازون استفاده کردم

طول مختلف سیم 18ga تا 22ga یا هسته جامد Cat 5e

ابزارهایی که ممکن است نیاز داشته باشید:

پیچ گوشتی کوچک فیلیپس

پیچ گوشتی با تیغه تخت کوچک

چاقوی دقیق

لحیم کاری و لحیم کاری

قیچی سنگین

دم باریک

خط کش

مرحله 7: اطلاعات بیشتر و طرح اصلی

ممنون که خواندید. می دانم که زیاد است. این اولین برنامه آموزشی من است و این به تنهایی برای من کمی آموزشی بود. وقتی به گذشته نگاه می کنم می بینم که در بعضی جاها کلمه پرحرف و در برخی دیگر خیلی کوتاه صحبت می کنم. من باید مجموعه را بیشتر به مراحل تقسیم می کردم. و از آنجا که من این پروژه را دهها بار تا زمان درست ساختم ، برخی از تصاویر مربوط به یک مدل یا مدلهای دیگر است. باید برگردم و فقط از یک مدل عکس بگیرم. من همچنین می خواهم یک یا دو ویدیو قرار دهم. بنابراین بله ، من برمی گردم و این مسائل را تعمیر می کنم. اما فعلا آن را به دست شما می سپارم. امیدوارم از ساختن آن به اندازه من لذت ببرید. باز هم ممنون که خواندید.