Игра Dot Jump (без использования Arduino): 6 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:51

Обзор

Всем привет! Я Шиванш, студент IIIT-Хайдарабад. Я здесь с моей первой инструкцией, которая является игрой, вдохновленной игрой Dinosaur Jump от Google Chrome. Игра проста: перепрыгивайте препятствия, чтобы заработать очко. Если вы столкнетесь, вы проиграете, и счет будет сброшен.

Особенностью этого проекта является то, что здесь не используются ни Arduino, ни какой-либо другой микроконтроллер. Он основан исключительно на основных электрических компонентах и включает в себя реализацию конечных автоматов (конечных автоматов) с помощью логических диаграмм и т. Д.

Заинтересованы? Давайте начнем.

Предпосылки:

• Базовое ноу-хау в отношении электрических компонентов, таких как резисторы, конденсаторы, интегральные схемы (ИС).
• Базовые знания логических вентилей (И, ИЛИ, НЕ и т. Д.)
• Знания о работе триггеров, счетчиков, мультиплексоров и т. Д.

ПРИМЕЧАНИЕ. Перечисленные выше предварительные условия необходимы для понимания всей работы проекта. Тот, кто не знает этого досконально, может также создать проект, следуя инструкциям.

Шаг 1: Разработка рабочей модели

Первая задача - создать рабочую модель проекта. Только после этого мы сможем выбрать материалы, необходимые для проекта. Весь проект можно разбить на три части.

Часть-1: Создание препятствий

Во-первых, нам нужно создать случайные препятствия, через которые Точка сможет перепрыгнуть. Препятствия также будут в форме точечного импульса, который перемещается от одного конца светодиодной матрицы к другому.

Для создания препятствий мы используем две схемы таймера (схемы прилагаются), одна с высокой частотой (таймер HF), а другая с низкой частотой (таймер LF). Часть «случайности» обрабатывается таймером HF, выходной сигнал которого виден на каждом нарастающем фронте таймера LF (который принимается как вход CLK). Команда создания препятствий - это состояние таймера ВЧ на каждом нарастающем фронте таймера НЧ (1 -> Создать препятствие | 0 -> Не создавать препятствие). Таймер HF сбрасывается при каждом «скачке», чтобы гарантировать случайное создание препятствий. Выходной сигнал HF-таймера подается как D-вход на D-триггер (для сохранения инструкции для следующего цикла) с входом CLK в качестве выхода LF-таймера.

Как только двоичная инструкция для создания препятствия отсутствует, нам нужно сгенерировать «импульс препятствия» на массиве светодиодов. Мы делаем это с помощью 4-битного счетчика, выходной сигнал которого подается на демультиплексор 4x16 (DeMUX). На выходе DeMUX будут светиться 16 соответствующих светодиодов.

Часть 2: Прыжок

Для действия JUMP мы будем использовать ввод кнопки в качестве инструкции. После того, как команда дана, встроенный светодиод объекта перестает светиться, а другой светодиод над ним загорается, указывая на прыжок.

Часть-3: Результат

Результат будет примерно таким: Если объект вылетает, перезапустите игру; в противном случае увеличивайте счет.

Столкновение может быть выражено как объединение "И" как сигнала препятствия, так и сигнала объекта для определения местоположения препятствия на земле. Если столкновения не происходит, счетчик точек увеличивается, что отображается на паре 7-сегментных дисплеев.

Шаг 2: Сбор компонентов

Требуются следующие компоненты:

• Печатная плата x 1, Макетная плата x 3
• Светодиоды: зеленый (31), красный (1), двухцветный: красный + зеленый (1)
• Кнопка x 2
• 7-сегментный дисплей x 2
• IC 555 x 3 [для схем таймера]
• IC 7474 x 1 (D-триггер)
• IC 7490 x 2 (счетчик декады) [для отображения счета]
• IC 7447 x 2 (декодер от двоично-десятичного до 7-сегментного) [для отображения счета]
• IC 4029 x 1 (4-битный счетчик) [для отображения препятствий]
• IC 74154 x 1 (DeMUX) [для отображения препятствий]
• IC 7400 x 3 (НЕ ворота)
• IC 7404 x 1 (логический элемент NAND)
• IC 7408 x 1 (логический элемент И)
• Гнезда IC
• Источник напряжения (5 В)

Необходимые инструменты:

• Паяльник
• Кусачки

Шаг 3: Создание препятствий: Часть A

Во-первых, нам нужно настроить схемы таймера для генерации сигнала генерации препятствий (ВЫСОКИЙ / НИЗКИЙ).

Схема будет настроена в соответствии с теорией, обсужденной ранее. Принципиальная схема для этого же прилагается выше. Схема реализована на макетной плате (хотя может быть реализована и на печатной плате) следующим образом:

• Поместите две микросхемы 555 и D-триггер (IC 7474) поперек разделителя макетной платы, оставив свободное пространство (4-5 столбцов) между ними.
• Подключите верхний ряд макетной платы к положительной клемме источника напряжения, а нижний ряд - к отрицательной клемме.
• Выполните дальнейшие подключения, следуя принципиальной схеме. После необходимых подключений схема будет выглядеть примерно так, как на картинке выше.

ПРИМЕЧАНИЕ. Значения сопротивлений R1 и R2 и емкости C рассчитываются по следующим уравнениям:

Т = 0,694 х (R1 + 2 * R2) * С

где T - требуемый период времени.

D = 0,694 x [(R1 + R2) / T] * 100

где D - рабочий цикл, то есть отношение времени включения к общему времени.

В этом проекте для высокочастотного таймера T = 0,5 с, а для низкочастотного таймера T = 2 с.

Шаг 4: Создание препятствий: Часть-B

Теперь, когда мы знаем, когда создавать препятствие, нам нужно его отобразить. Мы будем использовать 4-битный счетчик, демультиплексор, таймер и массив из 16 светодиодов. Почему 16? Это потому, что мы будем отображать 4-битный выход счетчика на 16 светодиодов с помощью демультиплексора. Это означает, что счетчик будет отсчитывать от 0 до 15 и демультиплексор включит светодиод с этим индексом.

Роль таймера - регулировать скорость счета, то есть скорость движения препятствия. Препятствие сместится на одну позицию за один период времени таймера. Вы можете поиграть с разными значениями R1, R2 и C, используя уравнения на предыдущем шаге, чтобы получить разные скорости.

Для светодиодной матрицы припаяйте 16 светодиодов линейно с общей массой. Положительный вывод каждого светодиода будет подключен к DeMUX (после инвертирования с использованием логического элемента NOT, поскольку DeMUX дает НИЗКИЙ выход).

Принципиальная схема для этого же прилагается выше.

Шаг 5: Прыжок и РЕЗУЛЬТАТ

Следующее - действие прыжка. Для отображения прыжка просто поместите над матрицей светодиод другого цвета, заземлите его и присоедините его плюсовую клемму к кнопке. Присоедините другой конец кнопки к источнику напряжения.

Также возьмите еще одну кнопку, расположенную рядом с предыдущей, и подключите одну из ее клемм к + 5В. Другой терминал идет к NAND Gate (IC 7404) с другим входом NAND Gate в качестве входа для светодиода чуть ниже светодиода JUMP (то есть светодиода объекта). Выход NAND Gate переходит в RESET (PIN 2 и 3 обоих счетчиков BCD) счетчика очков. При этом мы сбрасываем счет, если одновременно подаются сигнал светодиода OBJECT (в базовом положении) и сигнал OBSTACLE, то есть объект и препятствие столкнулись.

Сделайте так, чтобы обе кнопки были нажаты вместе. Вы можете использовать монету и приклеить к ней обе кнопки.

Для настройки счетчика очков следуйте приведенной выше принципиальной схеме (источник изображения: www.iamtechnical.com).

ПРИМЕЧАНИЕ. Подключите контакты 2 и 3 к выходу NAND Gate, чтобы он сбрасывал счет в случае столкновения с препятствием

Шаг 6: Удачной игры

Вот и все. Вы закончили свой проект. Вы можете добавить ему немного отделки, чтобы он хорошо смотрелся. Отдых в порядке.

НАСЛАЖДАТЬСЯ..!!