Rainbow Dice: 6 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:23

Dit maak 'n dobbelspeletjiedoos met 5 dobbelsteen wat bestaan uit smd LED's in 5 kleure. Die sagteware wat dit moontlik maak, maak voorsiening vir verskillende spelmetodes, met veelvoudige dobbelstene.

Met een hoofskakelaar kan die spel gekies word en die dobbelsteen gegooi word. Individuele skakelaars langs elke dobbelsteen laat seleksie of beheer toe volgens die tipe spel.

Die boukoste is baie beskeie, maar dit verg redelike konstruksietyd, 'n goeie soldeerbout en 'n vaste hand.

Die elektronika is gebaseer op 'n ESP8266-module (ESP-12F) wat 'n webbediener bestuur, wat maklike firmware-opdaterings moontlik maak en die moontlikheid van die monitering / uitbreiding van speletjies moontlik maak.

Die boks word aangedryf deur 'n herlaaibare battery, en aangesien die huidige verbruik redelik beskeie is, sal dit baie ure op een lading werk.

Stap 1: Onderdele en gereedskap

Komponente

Die volgende komponente is nodig. Hulle is almal op eBay beskikbaar

1. ESP-12F ESP8266 wifi-verwerkingsmodule. (£ 1,50)
2. 18650 battery en houer (£ 3,00)
3. SMD LED's x7 van rooi, blou, groen, geel, wit (pak van 20 van elke kleur £ 0,99)
4. Drukknop 6 mm skakelaars x6 (£ 0,12)
5. Skuif aan/af skakelaar mini 8x4mm (£ 0,10)
6. LIPO USB -laaiermodule (£ 0,20)
7. n kanaal MOSFETS - AO3400 x6 (£ 0,20)
8. 3.3V Laagvalreguleerder - XC6203E (£ 0,20)
9. 220uF elektrolities (£ 0,15)
10. 220R -weerstand x5 (£ 0,05)
11. 4K7 -weerstand x 6 (0,06)
12. Prototipe bord geïsoleerde dubbele sygate (£ 0,50)
13. Buigsame haakdraad
14. Geëmailleerde koperdraad 32
15. Koppenne 40 -pen stroke x3 (£ 0,30)

Boonop is 'n omhulsel nodig. Ek het 'n 3D -gedrukte boks ontwerp om alles in te hou en laat die LED's deurskyn. Dit is beskikbaar by Thingiverse.

Gereedskap

1. Fynpunt soldeerbout
2. Fyn pincet
3. Draadknipper
4. Junior haksaag
5. Naaldlêers is nuttig
6. Harsgom
7. Toegang tot 3D -drukker as die boksontwerp ingesluit is.

Stap 2: Kringbeskrywing

Die skema toon die ESP-12F-module wat die 5 LED-skikkings wat die dobbelsteen uitmaak, bestuur.

Elke dobbelsteen bestaan uit 7 LED's, gerangskik met 3 pare (2 diagonale en middel) plus 'n enkele sentrale LED. Hierdie benodig 4 GPIO -penne om die LED's te kies wat vertoon moet word. 220R weerstande word gebruik om die stroom te bepaal en 2 word in serie gebruik vir die middelste LED, sodat die stroom dieselfde is.

Die 5 dobbelstene word vermenigvuldig met 5 GPIO -lyne wat MOSFET -skakelaars aandryf. Slegs een skakelaar op 'n slag is aangeskakel. Die sagteware laat 1mSec per dobbelsteen toe, sodat die totale verversingsperiode 200Hz is en daar geen flikkering is nie.

5 skakelaars word met elke dobbelsteen geassosieer. Aangesien die GPIO beperk is, word hierdie gelees deur dieselfde lyne te gebruik as wat gebruik word om die matrijs te multiplex. Tydens die multiplexvolgorde word hierdie bedieningslyne as insette gestel met pull -ups en die toestand van die skakelaars gelees. Hulle word dan teruggestuur na uitsette vir die res van die multiplex volgorde.

'N 6de skakelaar vir algehele beheer word gelees deur die GPIO16 -lyn. Dit kan slegs 'n aftrekking hê, sodat die skakelaar op 3,3V bedraad is. Dit is laag as die skakelaar oop is en hoog as dit gesluit is.

Stap 3: Konstruksie van die DIe

Dit is die mees tydrowende deel van die werk en het sorg nodig.

Elke matrys is opgebou op 'n stuk prototipe bord van 6 gate x 6 gate. Die eerste stap is om 5 hiervan van die een bord af te sny met 'n mini -saagsaag. Probeer om so min as moontlik grens buite die gate te laat.

Die volgende fase is om 2 6 -penkoppe aan elke kant by te voeg, en 2 stelle 3 geïsoleerde penne hiernaas, en dan 'n verdere paar in die middel. Dit is wat die SMD LED's sal hou. Ek vind dit goed om die 2 ongebruikte penne uit elk van die buitekolomme te verwyder. Aan die bokant van die bord waar die LED's gemonteer moet word, moet die koppenne afgesny word sodat ongeveer 1 mm uitsteek. Probeer om hulle almal gelyk te hou. Dit laat die LED's bo die oppervlak van die bord uitsteek.

Die 7 SMD LED's word nou bo -op elke paar penne gesoldeer. Dit is die moeilikste deel van die algehele konstruksie, maar dit neem nie te lank na 'n bietjie oefening nie. Die tegniek wat ek gebruik het, was om die bokant van die helfte van die penne vas te maak, sodat daar reeds soldeer was. Hou dan die LED in 'n pincet, smelt die soldeer weer en voer die LED daarin. Moenie in hierdie stadium te veel bekommerd wees oor die kwaliteit van die gewrig nie. Belangriker is om die belyning van die LED so goed as moontlik, horisontaal en oor die penne te kry. Sodra 'n LED op sy plek is, kan dit aan die ander kant behoorlik aan sy pen gesoldeer word, en indien nodig, word die eerste las vasgemaak.

Die polariteit van die diodes moet reg wees. Ek reël dat al die buitekopspelde aan die anodes gekoppel word. Die sentrale LED het ek dieselfde oriëntasie as die linkerkolom gemaak (van die voorkant af gesien en met die ekstra ry aan die onderkant. Die diodes het 'n flou punt op die katode, maar dit is ook goed om met 'n meter te kyk. Die diodes sal Dit brand eintlik wanneer die weerstandsbereik (sê 2K) en die rooi lood op die anode en die swart op die katode gebruik word.

Sodra die LED's aangebring is, kan die res van die bord voltooi word.

Aan die onderkant van die bord.

1. Draai al die katodes saam met 'n dun enkeldraaddraad wat nie geïsoleer is nie.
2. Soldeer die mosfet met 'n afvoerpen wat aan die katodestring gekoppel is
3. Draai die mosfet -bron na sy koppen, wat uiteindelik 0V sal wees
4. Draai die hek deur 'n 4K7 -weerstand na die koppen. Dit is goed om dit deur 'n ander onderste gat te wortel, soos aangedui, aangesien die skakelaar hier sal aansluit.

Verbind die 3 paar anodes aan die voorkant van die bord.

1. Gebruik soldeerbare geëmailleerde draad om die profiel laag te hou.
2. Maak die een kant van elke draad vooraf
3. Soldeer dit aan een anode.
4. Trek dit deur en sny in lengte.
5. Maak vooraf blik en soldeer dit aan die ooreenstemmende anodepaar.

Op hierdie punt is dit goed om 'n voorlopige toets van elke dobbelsteen met die multimeter te doen. Met die swart lood op die gewone katodes (Mosfet -afvoer), kan die rooi lood na die 3 anodepare en die enkele anode verskuif word. Die ooreenstemmende LED's moet brand.

Stap 4: Boxkonstruksie

Dit veronderstel dat die 3D -gedrukte boksweergawe gebruik word. Die boks het inspringe vir elke dobbelsteen en elke LED. Die onderste laag onder elke LED is baie dun (0,24 mm), so met wit plastiek laat dit die lig baie goed deurskyn en dien dit as 'n verspreider. Daar is onderbrekings vir al die skakelaars en laaipunt. Die battery het sy eie kompartement.

Monteer eers die 6 mini -drukknopskakelaars en die skuifskakelaar. Maak seker dat hulle gelyk is aan die buitekant. Die drukknopskakelaars het twee pare kontakte wat parallel bedraad is. Oriënteer hulle sodat die skakelkontakte langs hul matrijs is. Gebruik 'n bietjie hars om dit vas te maak.

Monteer nou die battery en sy boks in die beskikbare ruimte. Dit moet redelik styf pas, maar gebruik 'n bietjie gom indien nodig.

Plak die LIPO -laaier op die muur met 'n mikro -USB wat deur die gat toeganklik is.

Voltooi die basiese kragbedrading deur die battery aarde deur al die drukknopskakelaars en die LIPO B- aansluiting te laat loop en 'n varkstert te laat vir aansluiting op die elektronika. Die battery + moet na die B + op die LIPO -laaier gaan en na die skuifskakelaar. Die ander kant van die skuifskakelaar moet die sesde skakelaar en 'n varkstert vir die elektronika wees. Maak seker dat die skuifskakelaar in die af -posisie is en isoleer die varksterte tydelik. U wil nie die battery kort nie!

Soldeer op twee kort, geïsoleerde varkstertjies aan elk van die 5 matriks. Dit moet 'n bietjie buigsaam wees.

Plaas en beveilig elkeen van die matriks in sy posisie deur aan die twee skakelaarvlerke aan die matbord vas te soldeer en maak seker dat die 0V van die skakelaar gekoppel is aan die mosfet -bron / 0V -punt en die lewendige kant van die skakelaar deur na die 4K7 / hek mosfet. Die LED's op die bord moet in die uitsparings in die kas pas, en die skakelaardrade moet voldoende wees om die matrijs in posisie te hou.

Koppel dan al die algemene anodes van die 5 dobbelstene. Dit word vergemaklik deurdat die diodepaarverbindings aan beide kante van die matriks beskikbaar is, maar hou in gedagte dat dit op die diagonale gekruis is. Moenie deurmekaar raak deur die rooi draad in die prentjie wat blykbaar na die dobbelsteen gaan nie. Dit is net die varkstaart en is in hierdie stadium nie aan iets gekoppel nie.

ESP-12F grimering

Let daarop dat u die ESP-12F-module wil programmeer voordat u dit monteer. Sodra dit geflits is, kan alle ander opdaterings met wifi OTA gedoen word.

Maak die 3.3V -reguleerder op 'n bietjie prototype -kaart wat oor is. Dit het net die LDO -reguleerder en die ontkoppelingskondensator. Alhoewel die kragverlies baie laag is, soldeer ek 'n paar kontakte om saam te werk as 'n koellichaam vir die toestel. Twee drade kan uitsteek en 'n direkte verbinding met die 3.3V / 0V van die ESP-12F maak.

Soldeer op drade op die GPIO -penne vir die 5 multiplexlyne en die skakelaar 6. Die 4 LED -anode -dryflyne benodig die 220R / 440R -reeks weerstande in lyn. U kan hiervoor klein deurweerstands op die ESP-12F gebruik, of ek het dit gedoen met SMD wat net op die gate gestapel is, wat ook redelik robuust is.

Draai uiteindelik die multiplexlyne deur na die afsonderlike speldekoppenne en die anode -dryflyne na die ooreenstemmende madeliefjieketting.

Stap 5: sagteware

Die sagteware hiervoor is gebaseer op die ESP8266 Arduino -omgewing. Dit is beskikbaar by github.

Kode hier beskikbaar

Daar is 'n diceDriver -biblioteek wat die lae vlakfunksies bied wat gebruik word om die LED's te multiplex en die skakelaars te lees. Dit word onderbreek, dus sodra dobbelsteenwaardes vasgestel is, is dit selfonderhoudend.

Die algehele tydsberekening word verdeel in 'n interval van 1 mSec per dobbelsteen. Die tydperk binne hierdie 1 mSek waarop LED's aan is, kan onafhanklik vir elke matriks ingestel word. Hierdeur kan die beligting in verskillende kleure gebalanseer word en kan dit ook verdof en flikker as deel van die spelbeheer.

Die biblioteek lees ook die dobbelsteenwisselaars as deel van die multiplex en het die roetines om een of meer dobbelstene parallel te rol.

Die skets gebruik die biblioteek om 'n verskeidenheid dobbelsteen -spelmetodes te bied en om hierdie speletjies uit te voer. Dit bied ook instandhoudingsfunksies om wifi aanvanklik op te stel, om nuwe firmware te OTA aflaai en 'n paar basiese webfunksies te verskaf om die status van die toestel te toets en na te gaan.

Die sagteware is saamgestel in 'n Arduino IDE. Benewens die ino gebruik dit die BaseSupport -biblioteek om basiese funksies te bied. Dit is gekonfigureer in die plaaslike BaseConfig.h -lêer. 'N Standaardwagwoord van' wagwoord 'word gebruik om aan te sluit op die wifi -opstelling. Miskien wil u dit na iets anders verander. U kan dit ook instel met vaste wifi -geloofsbriewe as u nie die ingeboude opstelling wil gebruik nie. Net so is daar dieselfde standaardwagwoord vir die OTA -firmware -opdateringsproses wat u dalk wil verander. Die eerste keer moet die firmware oor die seriële verbinding met die Arduino IDE gelaai word. Dit moet die normale flitsreëls nakom, met GPIO0 laag teruggetrek tydens reset om dit in die flitsreeksmodus te kry. Dit word geriefliker gedoen voordat die module uiteindelik aangesluit word, maar kan in situ gedoen word as clips aan die betrokke penne geheg word.

As die firmware vir die eerste keer gebruik word, kan dit nie aan die plaaslike wifi koppel nie, en sal dit outomaties in 'n opstellingsmodus gaan deur 'n eie toegangsnetwerk op te stel. U kan via 'n wifi -toestel (bv. Telefoon) hierop aansluit en dan na 192.168.4.1 blaai, waarmee u die regte plaaslike wifi kan kies en die wagwoord kan invoer. As dit reg is, sal dit herlaai en hierdie netwerk gebruik.

OTA word gedoen deur binaries uit te voer in die Arduino IDE en dan na ip/firmware te gaan, waar ip die ip van die boks is wanneer dit gekoppel is. Dit sal die nuwe binêre vra.

Ander webfunksies is

• setpower - stel krag vir 'n dobbelsteen in (ip/setpower? dice = 3 & power = 50)
• setflash - stel flits vir dobbelstene (ip/setflash? mask = 7 & interval = 300)
• setdice - stel een sterfwaarde (ip/setdice? dice = 3 & value = 2)
• parameters - stel rolparameters in (ip/parameters? mask = 7 & time = 4000 & interval = 200)
• status - gee dobbelsteenwaardes terug en skakel status

Stap 6: Speletjies

Die sagteware laat die keuse van speletjies toe en die spel wat deur die hoofskakelaar bestuur word.

Aanvanklik is die stelsel in die spelinstellingsmodus, met slegs die eerste dobbelsteen wat 'n '1' toon. U stap tussen 12 verskillende spelmetodes deur kort op hierdie knoppie te druk. Die eerste dobbelsteen gaan 1 - 6, en bly dan op 6 terwyl die tweede dobbelsteen 1-6 toon.

Om 'n spesifieke speletjie te kies, druk 'n lang druk op die knoppie (> 1 sekonde) en dit plaas dit in die spelloopmodus.

Binne 'n spel word 'n rol normaalweg begin met 'n kort druk op hierdie skakelaar. Om terug te keer na die spelkeuse -modus uit die uitvoermodus, druk dan lank op hierdie skakelaar, en dan sal die spelnommer soos voorheen vertoon word en verdere keuse moontlik gemaak word.

9 spelmetodes word tans gedefinieer met 3 ekstra.

Speletjies 1 tot 5 is eenvoudige rolle van die aantal dobbelstene. Elke rol gooi net al die dobbelstene. Die dobbelsteenwisselaars het geen effek in hierdie speletjies nie.

Game 6 is 'n dinamiese aantal dobbelstene. Druk op een van die dobbelaars om die aantal dobbelstene te kies en dan die hoofskakelaar om die dobbelsteen te gooi. Die aantal dobbelstene kan voor elke rol verander word.

Game 7 is 'n multi-gooi rol. Al 5 dobbelstene is betrokke. 'N Druk van die hoofskakelaar gooi alle dobbelstene. Deur op elke dobbelskakelaar te druk, flits dit. As die hoofskakelaar ingedruk word, sal slegs die flitsende rol rol, behalwe dat as geen een flikker nie, dan sal almal rol. Dit is soos poker dobbelstene of Yahtzee. Let daarop dat die aantal ingooie nie toegepas kan word nie. Dit hang af van die integriteit van die speler.

Spel 8 is soos spel 7, behalwe dat dowwe gebruik word om aan te dui dat geselekteerde dobbelsteen nie flikker nie.

Game 9 gebruik die matriks om die rolle te bepaal. As een van die top 3 gekies word, bepaal dit die aantal dobbelstene om 1, 2 of 3 te gooi). As een van die onderste 2 skakelaars ingedruk word, word die boonste ry behou en dit kies die aantal dobbelstene wat in die onderste ry (1 of 2) gegooi moet word. Dit word gebruik in speletjies soos Risk.