Projekt kocky Raspberry PI: 6 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:57

Pekný malý projekt spájkovania a po dokončení programovacieho cvičenia Raspberry PI. Sme zatvorení kvôli koronavírusu, takže sa pokúšame urobiť nejaké domáce vzdelávanie a zamestnať môjho 10 -ročného syna. Je to pekný malý projekt, pretože keď spájkuje dosku a kontroluje, či funguje, pomocou napájacieho zdroja, pripojí ho k malinovému pi a naprogramuje ho tak, aby fungoval ako kocky.

A predtým, ako niekto povie …. toto bol úplne základný pohľad na kocky, ak ste chceli, potrebovali by ste, aby k diódam LED smerovali iba 3 vodiče, pričom prvý bol stred „JEDEN“, druhý dve LED diódy, ktoré zobrazujú „DVA“a nakoniec 4 LED diódy, ktoré zobrazujú „ŠTYRI“číslo 3, sa vyrábajú pomocou 1 a 2, päť je 1 a 4 a nakoniec 6 je 2 a 4. Toto všetko bolo súčasťou učenia, pretože môžete program zjednodušiť tak, aby riadil 1, 2 a 4 LED diódy.

• 7 * LED diód,
• 7 * 120 ohmové odpory,
• 1 * 10K ohmový odpor,
• 1 * tlačidlo na vytvorenie.
• 1 * pásová doska 14 prúžkov po 20 otvoroch (pozri fotografiu)
• 10 * malých častí farebného drôtu.
• 10 * dupontové samičie konektory,
• 10 * sekcií tepelne zmrštiteľných na krytie konektorov.
• 1 * dĺžka spájky.

Potrebné nástroje.

• spájkovačka,
• tepelná pištoľ,
• krimpovací nástroj pre dupontové terminály,
• bočné frézy.

Krok 1: Rezanie dosky a rozbíjanie koľají

Najprv sa teda pozrime na typ dosky, ktorú používam. Prechádza rôznymi názvami, ako sú veroboard, maticová doska, pásová doska a prototypová doska. Poznám to ako veroboard a zdá sa, že ste schopní vyhľadať toto meno a nájsť ho. Rád by som o tejto doske premýšľal ako o ďalšej fáze používania nepájivej dosky (doska, na ktorej stačí zasunúť súčiastky do svoriek, ktoré bežia v pásoch). Tento typ dosky je ďalšou najlepšou vecou na výrobu DPS a ak by ste boli ak urobíte iba jeden alebo dva projekty, potom by ste sa skutočne nemali trápiť s výrobou DPS.

Ako teda túto dosku používať?

• Najprv použite papier a naplánujte si svoj návrh. vypočítajte požadovanú veľkosť.
• Potom dosku nastrihajte na mieru pomocou jemnej zubovej píly a okraje vyčistite. Je dôležité, aby boli trate na konci čisté, pretože môžu mať otrepy pri rezaní a skrat medzi koľajami.
• V tejto fáze môžete, ak si želáte, aby skúšobne vyhovovali všetkým komponentom, aby ste sa uistili, že všetko sedí.
• Hneď ako som šťastný, že všetko sedí, rád zruším stopy, ak to bude potrebné.

Na obrázkoch vidíte, že som prerušil všetky požadované dráhy (celkom 11) a osadil odpory. Pásy som vyrezal pomocou 3 mm vŕtačky. Teraz by som mal zdôrazniť, že umiestnenie komponentov pozdĺž trate nie je skutočne správny spôsob, ako robiť veci, ale umiestnenie LED diódy predstavujúce kocky bolo dôležitejšie.

Krok 2: Rezistory, diódy LED a prepojenia

Tak som umiestnil odpory do dosky a aj keď som nešiel do úplného ohmovho zákona, vysvetlil som svojmu synovi, že odpory majú rôzne hodnoty a farby označujú, aká je hodnota. Následne som povedal svojmu synovi, aby umiestnil všetky odpory rovnakým smerom. Rovnako tak, pokiaľ ide o LED diódy, ukázal som mu plochý povrch na tele LED a krátku nohu, pomocou ktorého bolo možné identifikovať správny spôsob umiestnenia LED diódy. Na fotografiách by ste mali vidieť, že 4 LED diódy sú namontované jedným spôsobom a ostatné 3 sú oproti.

Po spájkovaní odporov a diód LED som potom pridal odkazy. Tieto boli vyrobené z odrezaných nožičiek rezistora. Odkazy, ktoré sú najbližšie k rezistorom, smerujú zem k spoločným nohám LED diód (Katóda), môžete tiež vidieť posledný 10K odpor, ktorý je tiež pripojený k rovnakej dráhe ako uzemnenie. Tento odporník potiahne tlačidlo nadol k zemi. Väzby medzi LED diódami iba zarovnávajú LED s príslušným odporom.

Krok 3: Tlačidlo a zapojenie

Tlačidlo bolo pridané vedľa. Už som vyskúšal svoje tlačidlo, aby som potvrdil, akým spôsobom musí byť umiestnené. to bolo dôležité, pretože jeho iná šírka na dĺžku a nesprávne umiestnenie prepínača, takže prepínač ovládaný pozdĺž koľaje by bol prinajmenšom nezmyselný.

Akonáhle bol spínač na mieste, tiež som spájkoval konce každej dráhy, kde sa mali spájkovať drôty. V tomto mieste vidíte, že držím obvod v malom zveráku, aby to bolo jednoduchšie.

Nakoniec boli pridané drôty. Povedal som svojmu synovi, aby najskôr spájkoval červenú a čiernu, aby sa nezamiešali. Červená je kladné (3,3 V) napätie pre spínač a čierna je zem. Potom nezáležalo na tom, ktoré farby sa rozhodne kam ísť.

Konce vodičov boli zvlnené do svoriek Dupont, aby sa mohli tlačiť na piny GPIO Raspberry PI. Viem, že väčšina z vás nebude mať prístup k tomuto typu krimpovacieho nástroja, ale pre môj prípad robím veľa rádiom riadených modelov a tento terminál funguje dobre pre serva a ESC, takže som pred rokmi priniesol nástroj. Môžete si však kúpiť záhlavie a dokonca aj terminál „HATS“, čo môže byť lepším riešením na pripojenie k PI.

Krok 4: Testovanie a pripojenie

Akonáhle je doska hotová, prvou fázou testovania je urobiť skutočne dobrý vizuál. Skontrolujte suché spoje a šortky, tiež malé guľôčky spájky a odrezané nožičky komponentov. dajte doske dobrý štetec a v mojom prípade použite lupu, aby ste získali skutočne dobrý vzhľad.

Ak ste s spájkovaním spokojní, potom som presvedčený, že je najlepšie skontrolovať ho na napájaní 3,3 V alebo niekoľkých batériách AA. Mám malú napäťovú jednotku, ktorá sa prichytí na koniec pruhu nepájivej dosky a umožní napájanie 3,3 V alebo 5 V (alebo oboje) na napájacie koľajnice po oboch stranách hlavných pásov. Použil som to na kontrolu, či všetky LED diódy fungujú. Uzemnenie bolo umiestnené na kolíku grd a jeden po druhom boli vodiče LED pripojené k 3,3V. Tlačidlo sa potom skontrolovalo umiestnením červeného napájacieho vodiča na 3,3 V, uzemnenie sa ponechalo tam, kde bolo, a jedna zo žiaroviek LED bola pripojená k žltému prepínaciemu vodiču. Po stlačení tlačidla by sa mala rozsvietiť LED dióda. Ukazujem to na videu, ak ste to nevysvetlili veľmi dobre!

Krok 5: Raspberry PI a program

Tento projekt bude vždy dobrou výzvou. Thomas nielen musel urobiť okruh, ale aj programovať ho, aby fungoval!

Používam teda Raspberry pi 3 model B+. Mám Raspberry Pi 4, ale rozhodol som sa použiť 3. Z tohto dôvodu som sa tiež rozhodol použiť Scratch 2 namiesto Scratch 3, ktorý pobeží na Raspberry PI 3, ale je veľmi pomalý a poddal som sa mu.

Prvou fázou tejto časti projektu bolo vytlačiť pin Raspberry PI a ukázať môjmu synovi, ako to funguje. Potom som pripojil uzemnenie a 3,3V vodiče. Potom som svojmu synovi povedal, že je jedno, kam zapojí zvyšné vodiče, pokiaľ sú označené ako GPIO, a on si musel poznačiť, ktorý drôt kam umiestnil!

Akonáhle boli všetky vodiče pripojené, PI bol zapnutý a Scratch 2 sa otvoril. Prvá vec, ktorú musíte urobiť, je pridať GPIO, takže prejdite na „Viac blokov“a zvoľte GPIO. Potom máte prístup k Raspberry Pi GPIO a v tomto mieste môžete jednoducho otestovať každú LED pretiahnutím bloku „SET GPIO ** to HIGH/LOW“do oblasti a vybrať správne číslo GPIO a stav logiky, potom kliknutím na blok spustite kód.

Krok 6: Kompletný grafický a fyzický program

Program by ste teda mohli rozdeliť na dve časti, najskôr LED diódy, potom za druhé zobrazenie na obrazovke. Oba programy používajú rovnaký základný princíp, ktorý je uvedený nižšie.

• V dátovom bloku vytvorte premennú nazývanú číslo kocky, ktorá uloží vygenerované náhodné číslo.
• Počkajte na stlačenie tlačidla.
• zavolajte blok „shuffle“a hodte kockou.
• Vygenerujte náhodné číslo a priraďte ho k premennej „číslo kocky“
• Potom urobte 6 sekvenčných vyhlásení „ak“, aby vyhovovali 6 rôznym číslam, v každom prípade pošlite číslo škriatkom a zavolajte na číselné bloky, aby sa rozsvietili diódy LED.
• Počkajte, kým sa tlačidlo opäť nestlačí.
• Pridajte možnosť stlačením medzery na vypnutie všetkých LED diód, je to užitočné, pretože keď vypnete program Scratch, pretože diódy LED zostanú v aktuálnom stave bez ohľadu na to.

Pre zobrazenie na obrazovke som sa rozhodol urobiť 7 sprajtov, každý s dvoma kostýmami (zapnutý a vypnutý), znie to komplikovane, ale nebolo to také zlé, keď ste úplne naprogramovali prvého spritea s jeho odpoveďami na 6 vysielaných správ, potom stačí skopírujte ho a zmeňte jeho umiestnenie a určte, ktorý kostým by mal byť zapnutý alebo vypnutý na novom mieste.

Naozaj neviem, či to dáva zmysel alebo nie! v každom prípade je to výzva! Nemôžem sem zahrnúť program, pretože je to nepovolený typ súboru, ale neváhajte požiadať o ďalšie podrobnosti.