Светодиодная кнопочная панель Arduino, управляющая обработкой анимации: 36 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:52

Эта кнопочная панель сделана с использованием печатной платы и других компонентов производства Sparkfun. Он управляется Arduino Mega. Каждая кнопка приятная и мягкая, и ее приятно нажимать, и внутри нее есть светодиод RGB! Я использовал ее для управления анимацией, которую закодировал в Processing. Панель кнопок отправляет сообщение всякий раз, когда нажимается кнопка, говоря, какая это была кнопка. Обработка получает эти сообщения и изменяет переменные в скетче в зависимости от того, что было нажато.

Почему

Светодиоды классные. Кнопки забавно нажимать. Анимированные геометрические узоры хороши. Я хотел совместить все три. Я взял этот проект на вечеринку, спроецировал визуальные эффекты на стену и позволил людям играть с кнопками. Он также может быть использован VJ более производительным способом, во многом как midi-контроллер, но в большей степени DIY.

Как

Этот проект состоит из четырех основных частей.

Прикрепленное видео на Youtube дает хорошее представление о том, как сочетается кнопочная панель. Это руководство охватывает это, а также код Arduino и Processing (дополнительные видео по ним находятся в разработке).

1. Сборка кнопочной панели - начинается с шага 1

   Это включает в себя подготовку компонентов и их пайку на печатной плате.

2. Код Arduino - начинается с шага 10

   Для этого нам нужно понимание матричного сканирования, о котором я расскажу.

3. Код обработки - начинается с шага 24

   Здесь есть бесконечные возможности, я расскажу на одном примере, который я сделал до сих пор.

4. Получение Arduino для отправки сообщений в обработку - шаг 16 для отправки, шаг 30-31 для получения

   Это красиво и просто, он отправляет сообщение через последовательное соединение.

Уровень

Я стараюсь писать свои уроки таким образом, чтобы кто-то, не имеющий абсолютно никаких знаний, мог хотя бы следовать за ними. Возможно, вам будет полезно сначала просмотреть несколько вводных руководств по обработке. Я бы начал с канала Дэниела Шиффмана на YouTube.

Код

Весь код (Arduino и Processing) находится на моем гитхабе здесь.

Кредиты

Я узнал кучу из этого руководства https://learn.sparkfun.com/tutorials/button-pad-ho… и большая часть кода Arduino взята оттуда, хотя я отредактировал его, чтобы он работал немного иначе, чем любой из приведенных там примеров..

Шаг 1: Компоненты

• 16 светодиодов RGB по 5 мм (не адресуемые, а обычные катодные)
• 16 диодов 1N4148
• Силиконовая кнопочная накладка
• Плата кнопочной панели
• Ардуино Мега
• Соединительные кабели

(Есть также куча вещей, которые вы можете получить от Sparkfun, чтобы разместить все это немного более аккуратно, но я этого не делал)

Шаг 2: Подготовьте диоды

Согните каждый диод, а затем протолкните его через печатную плату.

Ножки торчат со стороны пуговиц, чего мы не хотим. Так что снова вытащите диод и обрежьте ножки. (У вас могут быть ножницы, которые позволят вам обрезать ножки заподлицо с доской, пока она еще там, что облегчит вашу жизнь, но у меня были только обычные ножницы, поэтому мне пришлось вытащить их, чтобы отрезать их достаточно коротко.)

Очень важно согнуть ножки и протолкнуть их через печатную плату, прежде чем обрезать их. Если вы сначала их коротко обрежете, вы не сможете придать им форму.

Сделайте 16 таких маленьких муравьедов.

Шаг 3: припаяйте диоды к плате

Вставьте каждый из диодов обратно в плату. Важно проверить ориентацию диода. С одной стороны у него есть черная линия, которая совпадает с линией на печатной плате. (См. Изображение)

Установить диоды на место довольно сложно, поэтому я сказал, что если у вас есть ножницы, которые позволят вам обрезать ножки заподлицо, не снимая их, это облегчит вашу жизнь. У меня этого не было, поэтому я использовал пинцет, чтобы снова вставить их, что немного помогло.

Припаяйте каждый из диодов на место.

Шаг 4: Подготовьте светодиоды

Протолкните светодиоды через плату, а затем отрежьте ножки. Как и с диодами; Важно сначала протолкнуть ножки через доску, чтобы они разложились под правильным углом, прежде чем разрезать ножки.

Чтобы обрезать ноги до нужной длины, нужно использовать метод проб и ошибок. Если вы сделаете их слишком длинными, они будут торчать, но если вы сделаете их слишком короткими, вернуть светодиод обратно будет сложно.

Приготовьте 16 таких маленьких ампутированных парней.

Шаг 5: Припаяйте светодиоды к плате

Вставьте все светодиоды обратно в плату.

Здесь снова важна ориентация. Одна сторона светодиодов имеет плоский край, который должен совпадать с плоским краем круга на схеме печатной платы. (См. Изображение)

Убедитесь, что светодиоды вставлены достаточно далеко, поместив силиконовую прокладку на плату и убедившись, что они не мешают нажатию кнопок.

Припаиваем светодиоды к плате.

Примечание: с тех пор мне указали, что, поскольку не имеет большого значения, если немного ножек торчит сзади, вы можете просто протолкнуть светодиоды, припаять их сзади, а затем отрезать ножки..

Шаг 6: отсортируйте достаточное количество соединительных кабелей

Поговорим немного о плате. Плата разбита на 4 столбца и 4 ряда светодиодов / кнопок.

Для каждой из колонок требуется 2 соединения, одно для заземления светодиода и одно для заземления кнопки. Для каждой из строк требуется 4 соединения, потому что нам нужно отдельное соединение для красного, зеленого и синего каналов, а также соединение для Кнопка ввода. Вот цвета кабелей и номера контактов, которые я выбрал для каждого из этих подключений.

Ряд	Для чего это	Цвет кабеля	Пин код	Этикетка на печатной плате
Ряд 1	красный	красный	22	КРАСНЫЙ1
	Зеленый	Зеленый	23	ЗЕЛЕНЫЙ1
	Синий	Синий	30	СИНИЙ1
	Ввод кнопки	Желтый	31	ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ1
Ряд 2	красный	красный	24	КРАСНЫЙ2
	Зеленый	Зеленый	25	ЗЕЛЕНЫЙ2
	Синий	Синий	32	СИНИЙ2
	Ввод кнопки	Желтый	33	ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ2
Ряд 3	красный	красный	26	КРАСНЫЙ3
	Зеленый	Зеленый	27	ЗЕЛЕНЫЙ3
	Синий	Синий	34	СИНИЙ3
	Ввод кнопки	Желтый	35	ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ 3
Ряд 4	красный	красный	28	КРАСНЫЙ4
	Зеленый	Зеленый	29	ЗЕЛЕНЫЙ4
	Синий	Синий	36	СИНИЙ4
	Ввод кнопки	Желтый	37	ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ4

Столбец	Для чего это	Цвет кабеля	Пин код	Этикетка на печатной плате
Столбец 1	LED земля	белый	38	LED-GND-1
	Кнопка заземления	Чернить	39	SWT-GND-1
Столбец 2	LED земля	белый	40	LED-GND-2
	Кнопка заземления	Чернить	41	SWT-GND2
Столбец 3	LED земля	белый	42	LED-GND-3
	Кнопка заземления	Чернить	43	SWT-GND3
Col 4	LED земля	белый	44	Светодиод-GND4
	Кнопка заземления	Чернить	45	SWT-GND4

Шаг 7: Подготовьте соединительные кабели

Каждому соединительному кабелю нужен один охватываемый конец и один конец, на котором отсутствует проволока толщиной несколько миллиметров. Мне нравится использовать какой-нибудь контейнер для захвата отрезанных кусочков проводов, иначе они окажутся по всей моей квартире, и это, возможно, хуже, чем блестки.

Шаг 8: припаяйте перемычки к плате и подключите их

Используйте таблицу, полученную на пару шагов назад, чтобы припаять кабели к нужным местам на печатной плате и подключить к правильным контактам на Arduino.

Шаг 9: сборка готова

Найдите минутку, чтобы торжественно нажать несколько (пока еще нефункциональных) кнопок, а затем давайте перейдем к коду!

Шаг 10: Схема

Это схема печатной платы и того, что мы к ней припаяли.

Серые квадраты представляют собой одну из комбинаций кнопок и светодиодов. Если это выглядит очень сложным (так было со мной, когда я впервые увидел это), не волнуйтесь, я сломаю его.

Если вы просто хотите самостоятельно просмотреть код, его можно найти здесь на моем гитхабе.

Шаг 11: только кнопки

Светодиоды и кнопки фактически отделены друг от друга (кроме того, что все они подключены к Arduino), поэтому давайте сначала посмотрим на кнопки.

Каждая серая коробка содержит одну кнопку и диод (те, которые мы припаяли - я объясню их назначение чуть позже).

Примечание: я уверен, что для некоторых это совершенно очевидно, но я не был в этом уверен, когда впервые начал разбираться в этом, поэтому скажу! Строки (зеленые) и столбцы (синие) не связаны, они просто наложены друг на друга. Вещи связаны только там, где есть маленькая черная точка. Однако закрытие одного из кнопочных переключателей создает соединение между строкой и столбцом.

Шаг 12: Установите контакты кнопок

Для кнопок мы собираемся использовать столбцы как выходы, а строки как входы.

Мы сможем проверить, нажата ли кнопка, потому что, если есть соединение между строкой и столбцом, тогда напряжение с выхода достигнет входа. Для начала в setup () мы выводим высокое напряжение на все столбцы. Мы устанавливаем строки как подтягивающие входы, что означает, что по умолчанию они также читаются высоко.

Шаг 13: сканирование

В цикле функция под названием scan () проходит по одному столбцу за раз и устанавливает низкое напряжение.

Затем он просматривает каждую строку подключения кнопок, чтобы увидеть, не низкий ли уровень какой-либо из них.

Если строка кнопок имеет низкий уровень, это означает, что кнопка, соединяющая эту строку и столбец, была нажата.

Шаг 14: не все нажатия кнопок одинаковы

Если нажать кнопку быстро и сильно, то передача напряжения от столбца к строке будет приятной и чистой.

Однако, если он нажимается немного медленно или неустойчиво, то напряжение может немного колебаться, пока не появится хорошее соединение между кнопочной панелью и контактами на печатной плате.

Это означает, что нажатие кнопки, которое человек считает одним, может интерпретироваться Arduino как несколько отдельных нажатий.