مشروع نرد Raspberry PI: 6 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:37

مشروع لحام صغير لطيف ، وبمجرد الانتهاء من تمرين برمجة Raspberry PI. نحن في حالة إغلاق بسبب فيروس كورونا ، لذا فهذه محاولة للقيام ببعض التعليم المنزلي وإبقاء ابني البالغ من العمر 10 سنوات مشغولاً. هذا مشروع صغير لطيف لأنه بمجرد أن يقوم بلحام السبورة والتحقق من أنها تعمل باستخدام مصدر طاقة ، ثم يقوم بتوصيله بـ Raspberry Pi وبرمجته للعمل كنرد.

وقبل أن يقول أحد…. كانت هذه نظرة أساسية جدًا على النرد ، إذا كنت تريد فقط أن يكون لديك 3 أسلاك تذهب إلى مصابيح LEDS ، الأول هو "ONE" في الوسط ، والثاني هو الصمامان اللذان يعرضان "TWO" وأخيرًا 4 LED التي تعرض "أربعة" الرقم 3 مصنوع باستخدام 1 و 2 ، وخمسة هي 1 و 4 ، وأخيرًا 6 هي 2 و 4. كان هذا كله جزءًا من التعلم حيث يمكنك تبسيط البرنامج لقيادة 1 ، 2 و 4 ليد.

• 7 * ليد ،
• مقاومات 7 * 120 أوم ،
• 1 * 10 كيلو أوم المقاوم ،
• 1 * اضغط لجعل الزر.
• 1 * لوح شريطي 14 شريط بواقع 20 فتحة (انظر الصورة)
• 10 * أقسام صغيرة من الأسلاك الملونة.
• 10 * موصلات أنثى دوبونت ،
• 10 * أقسام من الانكماش الحراري لتغطية الموصلات.
• 1 * طول اللحام.

الادوات المطلوبة.

• لحام حديد،
• مسدس حرارة،
• أداة العقص لمحطات دوبونت ،
• القواطع الجانبية.

الخطوة 1: قص اللوح وكسر المسارات

لذلك دعونا أولاً نلقي نظرة على نوع اللوحة التي أستخدمها. ينتقل عبر أسماء مختلفة مثل veroboard ولوحة المصفوفة ولوحة الشريط ولوحة النموذج الأولي. أعرفه باسم veroboard ويبدو أنك قادر على البحث عن هذا الاسم للعثور عليه. أحب أن أفكر في هذه اللوحة على أنها المرحلة التالية من استخدام اللوح (اللوحة حيث يتعين عليك فقط دفع المكونات إلى المحطات الطرفية التي تعمل في شرائح) هذا النوع من اللوحات هو ثاني أفضل شيء لصنع PCB وإذا كنت كذلك فقط ستصنع واحدًا أو اثنين من المشروع ، فلن تواجه مشكلة في صنع ثنائي الفينيل متعدد الكلور.

إذن كيف تستخدم هذه اللوحة؟

• استخدم أولاً قطعة من الورق وخطط لتصميمك. احسب الحجم المطلوب.
• بعد ذلك ، قم بقص اللوح بالحجم باستخدام منشار أسنان ناعم وقم بتبريد الحواف نظيفة. من المهم أن تكون المسارات مرتبة في النهاية حيث يمكن أن تحتوي على نتوءات من القطع وقصيرة بين المسارات.
• يمكنك إذا كنت ترغب في أن تناسب التجربة جميع المكونات في هذه المرحلة للتأكد من أن كل شيء مناسب.
• بمجرد أن يسعدني أن كل شيء يناسبني ، أحب قطع المسارات عند الضرورة.

لذلك يمكنك أن ترى في الصور أنني قطعت جميع المسارات المطلوبة (11 في المجموع) وقمت بتركيب المقاومات. لقد قطعت المسارات باستخدام مثقاب 3 مم. الآن يجب أن أشير إلى أن وضع المكونات على طول المسار ليس حقًا الطريقة الصحيحة للقيام بالأشياء ، لكن وضع LED لتمثيل النرد كان أكثر أهمية.

الخطوة 2: المقاومات والصمامات الثنائية الباعثة للضوء والروابط

لذلك وضعت المقاومات في اللوحة ، وبينما لم أخوض في قانون أوم الكامل ، شرحت لابني أن المقاومات لها قيم مختلفة وأن الألوان تشير إلى القيمة. وبناءً على ذلك ، طلبت من ابني وضع جميع المقاومات في نفس الاتجاه. وبالمثل عندما يتعلق الأمر بمصابيح LED ، فقد أريته المسطح على جسم LED والساق القصيرة التي كانت هي كيفية تحديد الطريقة الصحيحة لوضع مؤشر LED. يجب أن تكون قادرًا على أن ترى في الصور أن 4 مصابيح LED مثبتة في اتجاه واحد وأن الثلاثة الأخرى معاكسة.

بعد لحام المقاومات و LED ، أضفت الروابط. كانت هذه مصنوعة من أرجل المقاوم المقطوعة. تقوم الروابط الأقرب للمقاومات بتوجيه الأرض إلى الأرجل المشتركة لمصابيح LED (الكاثود) كما يمكنك رؤية المقاوم 10K الأخير والمتصل أيضًا بنفس المسار مثل الأرض ، وهذا المقاوم يسحب الزر لأسفل إلى الأرض. تقوم الروابط الموجودة بين مصابيح LED فقط بمحاذاة مؤشر LED مع المقاوم الخاص به.

الخطوة 3: الزر والأسلاك

كان الزر التالي ليتم إضافته. لقد اختبرت بالفعل الزر الخاص بي لتأكيد الطريقة التي يجب وضعها بها. كان هذا مهمًا نظرًا لأن عرضه مختلفًا عن الطول ووضع المفتاح بشكل خاطئ ، لذا فإن المفتاح الذي يعمل على طول المسار سيكون بلا فائدة على أقل تقدير.

بمجرد أن يكون المفتاح في مكانه ، قمت أيضًا بلحام نهايات كل مسار حيث سيتم لحام الأسلاك. في هذه المرحلة ، يمكنك أن ترى أنني أحمل الدائرة في نائب صغير فقط لتسهيل الأمر.

أخيرًا ، تمت إضافة الأسلاك ، وطلبت من ابني اللحام باللونين الأحمر والأسود أولاً حتى لا يختلطوا. الأحمر هو الجهد الموجب (3.3 فولت) للمفتاح والأسود يمثل الأرض. ثم لا يهم الألوان التي اختار الذهاب إليها.

تم تجعيد نهايات الأسلاك في محطات Dupont للسماح لها بالضغط على دبابيس Raspberry PI GPIO. أعلم أن معظمكم لن يتمكن من الوصول إلى هذا النوع من أدوات العقص ، ولكن بالنسبة لحالتي ، فإنني أفعل الكثير من الطرز التي يتم التحكم فيها عن طريق الراديو وتعمل هذه المحطة بشكل جيد مع الماكينات وأجهزة ESC ، لذلك أحضرت أداة منذ سنوات. ومع ذلك يمكنك شراء الرؤوس وحتى الطرفية "HATS" والتي قد تكون حلاً أفضل للاتصال بـ PI.

الخطوة 4: الاختبار والتوصيل

لذلك بمجرد اكتمال اللوحة ، تكون المرحلة الأولى من الاختبار هي عمل صورة مرئية جيدة حقًا. تحقق من المفاصل الجافة والسراويل القصيرة ، وكذلك الكرات الصغيرة من اللحام وأرجل المكونات المقطوعة. امنح السبورة فرشاة جيدة وفي حالتي استخدم عدسة مكبرة للحصول على مظهر جيد حقًا.

إذا كنت راضيًا عن اللحام ، فأنا أعتقد أنه من الأفضل التحقق من مصدر طاقة 3.3 فولت أو بطاريتين AA. لدي وحدة جهد صغيرة يتم تثبيتها في نهاية شريط من اللوح وتسمح بتغذية 3.3 فولت أو 5 فولت (أو كليهما) على قضبان الطاقة على جانبي الشرائط الرئيسية. لقد استخدمت هذا للتحقق من أن جميع مصابيح LED تعمل. تم وضع الأرض على دبوس grd وتم توصيل أسلاك LED واحدة تلو الأخرى بـ 3.3 فولت. تم فحص الزر بعد ذلك عن طريق وضع سلك الطاقة الأحمر على 3.3 فولت ، وتركت الأرض في مكانها وتم توصيل أحد مصابيح LED بسلك التبديل الأصفر. عند الضغط على الزر ، يجب أن يضيء مؤشر LED. أعرض هذا في الفيديو إذا لم أشرح ذلك جيدًا!

الخطوة 5: برنامج Raspberry PI والبرنامج

كان هذا المشروع دائمًا يمثل تحديًا جيدًا ، فلم يكن على توماس فقط إنشاء الدائرة ، بل كان عليه أيضًا برمجتها ، حتى تعمل!

لذلك أنا أستخدم Raspberry pi 3 طراز B +. لقد حصلت على raspberry pi 4 لكنني قررت استخدام 3. ولهذا السبب اخترت أيضًا استخدام Scratch 2 بدلاً من Scratch 3 والذي سيعمل على Raspberry PI 3 ولكنه بطيء جدًا وقد استسلمت معه.

كانت المرحلة الأولى من هذا الجزء من المشروع هي طباعة دبوس Raspberry PI وإظهار ابني كيف يعمل. من ذلك قمت بتوصيل الأرض والأسلاك 3.3 فولت. ثم أخبرت ابني أنه لا يهم مكان توصيل الأسلاك المتبقية طالما تم تمييزها على أنها GPIO ، وكان عليه تدوين السلك الذي وضعه في مكانه!

بمجرد توصيل جميع الأسلاك ، تم تشغيل PI وفتح Scratch 2. الشيء الأول الذي يجب القيام به هو إضافة GPIO ، لذا انتقل إلى "المزيد من الكتل" واختر GPIO. ثم يمكنك الوصول إلى raspberry pi GPIO وفي هذه المرحلة يمكنك ببساطة اختبار كل مؤشر LED عن طريق سحب كتلة "SET GPIO ** إلى HIGH / LOW" في المنطقة وتحديد رقم GPIO الصحيح وحالة المنطق ثم النقر فوق الكتلة إلى قم بتشغيل الكود.

الخطوة 6: البرنامج الكامل الجرافيكي والفيزيائي

لذلك يمكنك تقسيم البرنامج إلى جزأين أولاً ، مصابيح LED ثم الثانية على الشاشة. يستخدم كلا البرنامجين نفس المبدأ الأساسي المذكور أدناه.

• قم بعمل متغير في كتلة البيانات يسمى رقم النرد ، وهذا سوف يخزن الرقم العشوائي الذي تم إنشاؤه.
• انتظر حتى يتم الضغط على الزر.
• استدعاء كتلة "المراوغة" لرمي النرد.
• إنشاء رقم عشوائي وتخصيصه للمتغير "رقم النرد"
• ثم قم بعمل 6 عبارات "if" متسلسلة لتناسب 6 أرقام مختلفة ، وفي كل حالة قم ببث الرقم إلى النقوش المتحركة واستدعاء كتل الأرقام لإضاءة LED
• انتظر حتى يتم الضغط على الزر للفة مرة أخرى.
• أضف خيار الضغط على مساحة لتشغيل جميع مصابيح LED ، وهذا مفيد عندما تقوم بإغلاق برنامج Scratch حيث ستبقى مصابيح LED في حالتها الحالية بغض النظر.

بالنسبة للشاشة التي تظهر على الشاشة ، اخترت عمل 7 نقوش متحركة لكل منها زيان (تشغيل وإيقاف) ، هذا يبدو معقدًا ولكنه لم يكن سيئًا للغاية بمجرد أن تكون قد قمت ببرمجة الكائن الأول بالكامل مع ردوده على رسائل البث الست ، فأنت تحتاج فقط إلى قم بنسخه وتغيير موقعه وتحديد الزي الذي يجب تشغيله أو إيقاف تشغيله في الموقع الجديد.

أنا حقًا لا أعرف ما إذا كان ذلك منطقيًا أم لا! في كلتا الحالتين إنه تحد! لا يمكنني تضمين البرنامج هنا كنوع ملف غير مسموح به ولكن لا تتردد في طلب مزيد من التفاصيل.