لوحة أزرار LED من Arduino تعمل على معالجة الرسوم المتحركة: 36 خطوة (مع الصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:40

تم تصنيع لوحة الأزرار هذه باستخدام ثنائي الفينيل متعدد الكلور ومكونات أخرى تم تصنيعها بواسطة Sparkfun. يتم تشغيله بواسطة Arduino Mega. كل زر لطيف وسهل ومرضي للضغط عليه ، ويحتوي على RGB LED بالداخل! لقد كنت أستخدمه للتحكم في الرسوم المتحركة التي قمت بترميزها في المعالجة. ترسل لوحة الأزرار رسالة عند الضغط على الزر ، توضح الزر الذي كان عليه. تستقبل المعالجة هذه الرسائل وتغير المتغيرات في الرسم اعتمادًا على ما تم الضغط عليه.

لماذا

المصابيح باردة. الأزرار ممتعة للدفع. الأنماط الهندسية المتحركة لطيفة. كنت أرغب في الجمع بين الثلاثة. أخذت هذا المشروع إلى حفلة ، وعرضت الصور على الحائط وأترك الناس يلعبون بالأزرار. يمكن أيضًا استخدامه بواسطة VJ بطريقة أكثر أداءً ، مثل وحدة تحكم ميدي ولكن أكثر من DIY.

كيف

هناك أربعة أجزاء رئيسية لهذا المشروع.

يعطي فيديو Youtube المرفق نظرة جيدة على كيفية عمل لوحة الأزرار معًا. يغطي هذا Instructable ذلك بالإضافة إلى كود Arduino و Processing - (مقاطع فيديو إضافية لهؤلاء في الأعمال)

1. تركيب لوحة الأزرار معًا - يبدأ في الخطوة 1

   يتضمن ذلك تحضير المكونات ولحامها في ثنائي الفينيل متعدد الكلور

2. كود Arduino - يبدأ في الخطوة 10

   لهذا ، نحتاج إلى فهم مسح المصفوفة ، والذي سأتحدث من خلاله.

3. رمز المعالجة - يبدأ في الخطوة 24

   هناك احتمالات لا حصر لها هنا ، سأتحدث من خلال مثال واحد قمت به حتى الآن.

4. الحصول على Arduino لإرسال الرسائل إلى المعالجة - الخطوة 16 للإرسال ، والخطوة 30-31 للاستلام

   هذا جميل وبسيط ، إنه يرسل الرسالة عبر اتصال تسلسلي.

مستوى

أحاول أن أكتب دروسي التعليمية بطريقة يمكن لشخص ليس لديه أي معرفة على الإطلاق أن يتابعها على الأقل. قد تجد أنه من المفيد مشاهدة بعض الدروس التمهيدية حول المعالجة أولاً. سأبدأ بقناة دانيال شيفمان على YouTube.

الشفرة

كل الكود (Arduino والمعالجة) موجود على جيثب الخاص بي هنا.

الاعتمادات

لقد تعلمت مجموعة من هذا البرنامج التعليمي https://learn.sparkfun.com/tutorials/button-pad-ho … والكثير من كود Arduino موجود من هناك ، على الرغم من أنني قمت بتحريره للعمل بشكل مختلف قليلاً عن أي من الأمثلة الموجودة هناك.

الخطوة 1: المكونات

• 16 × 5 مم RGB LEDs (ليست قابلة للعنونة ، فقط مصابيح الكاثود الشائعة العادية)
• 16 × 1N4148 الثنائيات
• وسادة زر سيليكون
• لوحة أزرار PCB
• اردوينو ميجا
• كابلات توصيل

(هناك أيضًا مجموعة من الأشياء التي يمكنك الحصول عليها من Sparkfun لإيواء كل شيء بشكل أكثر دقة ، لكنني لم أفعل هذا)

الخطوة 2: تحضير الثنائيات

ثني كل صمام ثنائي ثم ادفعه عبر ثنائي الفينيل متعدد الكلور.

تبرز الأرجل على جانب الزر ، وهو ما لا نريده. لذا أخرج الصمام الثنائي مرة أخرى وقم بقص الساقين. (قد يكون لديك بعض القصاصات التي تسمح لك بقطع الساقين مع اللوح بينما لا تزال هناك مما سيجعل حياتك أسهل ، لكن لم يكن لدي سوى مقص عادي لذلك اضطررت إلى سحبها لقصها بشكل كافٍ.)

من المهم للغاية ثني الساقين ودفعهما عبر PCB قبل قصهما. إذا قمت بقصها أولاً ، فلن تتمكن من ثنيها في الشكل.

اصنع 16 من هذه الأشياء الصغيرة التي تشبه النمل.

الخطوة 3: لحام الثنائيات على السبورة

ضع كل من الثنائيات مرة أخرى في اللوحة. من المهم التحقق من اتجاه الصمام الثنائي. يحتوي على خط أسود على جانب واحد يتماشى مع الخط الموجود على PCB. (انظر الصورة)

إن وضع الثنائيات في مكانها هو نوع من العبث وهذا هو السبب في أنني قلت أنه إذا كان لديك قصاصات تسمح لك بقطع الساقين دون إزالتها ، فستجعل حياتك أسهل. لم يكن لدي ذلك ، لذلك استخدمت الملقط لإعادة وضعها فيه ، مما ساعدني قليلاً.

جندى كل من الثنائيات في مكانها.

الخطوة 4: تحضير المصابيح

ادفع مصابيح LED عبر اللوحة ثم اقطع الأرجل. تمامًا كما هو الحال مع الثنائيات ؛ من المهم دفع الأرجل عبر اللوح أولاً ، لجعلها تنتشر إلى الزوايا الصحيحة ، قبل قطع الساقين.

هناك القليل من التجربة والخطأ في قص الساقين بالطول المناسب. إذا جعلتهم أطول من اللازم ، فسوف يظلون خارجين ، لكنهم قصيرون جدًا ويصعب إعادة مؤشر LED للداخل.

جهزوا 16 من هؤلاء الأطفال المبتورين.

الخطوة 5: قم بتوصيل مصابيح LED باللوحة

ادفع جميع مصابيح LED مرة أخرى إلى اللوحة.

التوجه مهم مرة أخرى هنا. يحتوي جانب واحد من مصابيح LED على حافة مسطحة ويجب أن يتماشى مع الحافة المسطحة للدائرة في مخطط PCB. (انظر الصورة)

تحقق مما إذا كانت مصابيح LED قد تم دفعها بعيدًا بدرجة كافية عن طريق وضع وسادة السيليكون فوق اللوحة والتحقق من أنها لا تتداخل مع الأزرار التي يتم دفعها.

جندى المصابيح على اللوحة.

ملحوظة: منذ ذلك الحين أُشير إلي أنه نظرًا لأنه لا يهم كثيرًا إذا كان جزء من الأرجل بارزًا في الخلف ، يمكنك فقط دفع مصابيح LED من خلالها ، ولحامها في الخلف ، ثم قطع الساقين.

الخطوة 6: قم بفرز كبلات توصيل كافية

دعنا نتحدث عن اللوحة قليلاً. تم ترتيب اللوحة في 4 أعمدة و 4 صفوف من LEDs / الأزرار.

يتطلب كل عمود توصيلتين ، أحدهما لأرضي LED والآخر لأرض الزر ، ويتطلب كل صف 4 وصلات ، لأننا نحتاج إلى اتصال منفصل للقنوات الحمراء والخضراء والزرقاء ، بالإضافة إلى اتصال للأرضية. إدخال الزر: فيما يلي ألوان الكابلات وأرقام الدبوس التي حددتها لكل من هذه التوصيلات.

صف	ما الغرض منه	لون الكابل	الرقم السري	تسمية ثنائي الفينيل متعدد الكلور
الصف 1	أحمر	أحمر	22	أحمر 1
	لون أخضر	لون أخضر	23	أخضر 1
	أزرق	أزرق	30	أزرق 1
	إدخال الزر	أصفر	31	التبديل 1
الصف 2	أحمر	أحمر	24	احمر 2
	لون أخضر	لون أخضر	25	أخضر 2
	أزرق	أزرق	32	أزرق 2
	إدخال الزر	أصفر	33	التبديل 2
الصف 3	أحمر	أحمر	26	أحمر 3
	لون أخضر	لون أخضر	27	أخضر 3
	أزرق	أزرق	34	أزرق 3
	إدخال الزر	أصفر	35	التبديل 3
الصف 4	أحمر	أحمر	28	أحمر 4
	لون أخضر	لون أخضر	29	أخضر 4
	أزرق	أزرق	36	أزرق 4
	إدخال الزر	أصفر	37	التبديل 4

عمودي	ما الغرض منه	لون الكابل	الرقم السري	تسمية ثنائي الفينيل متعدد الكلور
العمود 1	أرضي LED	أبيض	38	الصمام- GND-1
	زر الأرض	أسود	39	SWT-GND-1
العمود 2	أرضي LED	أبيض	40	الصمام- GND-2
	زر الأرض	أسود	41	SWT-GND2
العمود 3	أرضي LED	أبيض	42	الصمام- GND-3
	زر الأرض	أسود	43	SWT-GND3
العمود 4	أرضي LED	أبيض	44	الصمام- GND4
	زر الأرض	أسود	45	SWT-GND4

الخطوة 7: تحضير الكابلات الطائر

يحتاج كل كابل توصيل إلى طرف ذكر واحد ، وطرف واحد يتم تجريده من بضعة مم من الأسلاك. أحب استخدام نوع من الحاوية لالتقاط قطع الأسلاك المجردة وإلا سينتهي بها الأمر في جميع أنحاء شقتي وربما يكون أسوأ من اللمعان.

الخطوة 8: قم بتوصيل كبلات العبور باللوحة وقم بتوصيلها

استخدم الرسم البياني من خطوتين إلى الوراء لتوصيل الكابلات في الأماكن الصحيحة على PCB ، وتوصيلها بالمسامير الصحيحة على Arduino.

الخطوة 9: تم البناء

خذ لحظة صغيرة للاحتفال بالضغط على بعض الأزرار (التي لا تعمل حتى الآن) ثم دعنا نصل إلى بعض الكود!

الخطوة 10: التخطيطي

هذا رسم تخطيطي لثنائي الفينيل متعدد الكلور والأشياء التي قمنا بلحامها.

تمثل كل من المربعات الرمادية أحد مجموعات الأزرار / LED. إذا كان هذا يبدو معقدًا للغاية (لقد حدث لي في المرة الأولى التي رأيته فيها) ، فلا داعي للقلق ، فسأقوم بتفكيكه.

إذا كنت تريد فقط الاطلاع على الكود بنفسك ، فهو موجود على جيثب الخاص بي هنا.

الخطوة 11: فقط الأزرار

يتم فصل مصابيح LED والأزرار عن بعضها البعض (بصرف النظر عن كونها متصلة بالكامل بـ Arduino) لذا دعنا ننظر فقط إلى الأزرار أولاً.

يحتوي كل صندوق رمادي على زر واحد وصمام ثنائي (تلك التي قمنا بلحامها - سأشرح الغرض منها قليلاً).

ملاحظة: أنا متأكد من أن هذا واضح جدًا لبعض الأشخاص ، لكنني لم أكن متأكدًا من ذلك عندما بدأت في اكتشاف ذلك لأول مرة ، لذا سأقوله! الصفوف (باللون الأخضر) والأعمدة (باللون الأزرق) غير متصلتين ، لقد تم وضعهما عبر بعضهما البعض. يتم توصيل الأشياء فقط في حالة وجود نقطة سوداء صغيرة. ومع ذلك ، يؤدي إغلاق أحد مفاتيح الأزرار إلى إنشاء اتصال بين الصف والعمود.

الخطوة 12: إعداد دبابيس الأزرار

بالنسبة للأزرار ، سنستخدم الأعمدة كمخرجات والصفوف كمدخلات.

سنكون قادرين على التحقق مما إذا كان الزر مضغوطًا لأنه إذا كان هناك اتصال بين صف وعمود ، فإن الجهد الناتج عن الإخراج سيصل إلى الإدخال. للبدء ، في الإعداد () نخرج جهدًا عاليًا لجميع الأعمدة. لقد قمنا بتعيين الصفوف بحيث يتم سحب المدخلات مما يعني أنها تقرأ أيضًا بشكل افتراضي مرتفع.

الخطوة 13: المسح

في الحلقة ، تمر وظيفة تسمى المسح () عبر عمود واحد في كل مرة وتضبط جهدها ليكون منخفضًا.

ثم ينظر إلى كل صف اتصال زر ، لمعرفة ما إذا كان أي منهم يقرأ منخفضًا.

إذا كان صف الزر منخفضًا ، فهذا يعني أن الزر الذي يربط هذا الصف والعمود قد تم الضغط عليه.

الخطوة 14: لم يتم إنشاء جميع دفعات الأزرار بشكل متساوٍ

إذا تم الضغط على الزر بسرعة وثبات ، فسيكون نقل الجهد من العمود إلى الصف لطيفًا ونظيفًا.

ومع ذلك ، إذا تم الضغط عليه ببطء أو بشكل غير منتظم ، فقد يرتعش الجهد قليلاً حتى يكون هناك اتصال جيد بين لوحة الأزرار وجهات الاتصال الموجودة على PCB.

هذا يعني أن الضغط على الزر الذي يعتقد الإنسان أنه مجرد ضغط واحد ، يمكن تفسيره بواسطة اردوينو على أنه دفعات متعددة منفصلة.