Портативная консоль с беспроводными контроллерами и датчиками (Arduino MEGA и UNO): 10 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:53

Что я использовал

- Ардуино МЕГА

- 2x Arduino UNO

- Adafruit 3,5-дюймовый TFT 320x480 сенсорный экран HXD8357D

- зуммер

- Динамик 4 Ом 3 Вт

- 5-миллиметровые светодиодные фонари

- Принтер Ultimaker 2+ с черной нитью PLA

- Лазерный резак по дереву МДФ

- Черная аэрозольная краска (для дерева)

- 3 беспроводных трансивера nRF24L01 +

- 2 кнопки 16 мм

- 2x датчика давления

- 3x держателя батареи 9В

- Макетная плата

- 2 экрана OLED I2C с диагональю 0,96 дюйма

- папа - мама провода

- паяльная станция

- Супер клей

- 2 одноканальных сенсорных модуля (КРАСНЫЙ / СИНИЙ)

Шаг 1. Подключите (сенсорный) экран

Итак, мы будем делать эту портативную консоль с двумя беспроводными контроллерами.

Поэтому у нас будет основной блок (самая большая часть с ЖК-экраном)

Основной блок будет работать с Arduino MEGA.

Каждый из двух отдельных контроллеров будет запускать Arduino UNO.

Позже мы заставим Arduinos связываться друг с другом для отправки данных контроллера.

Начните с правильного подключения экрана 320x480 к главному экрану (Arduino MEGA), как в этом руководстве. (У Adafruit есть отличное подробное руководство по подключению и коду).

Для звука я подключил зуммер и динамик 3 Вт, 4 Ом, чтобы разделить цифровые контакты и GND.

с тоном (пин, частота, длительность); Вы можете создавать базовые монофонические звуки.

Шаг 2. Ознакомьтесь с библиотеками

Экран Adafruit 320x480 поддерживает соответствующие библиотеки Adafruit_GFX и Adafruit_TFTLCD.

Прочтите документацию. Я думаю, что там это довольно хорошо объяснено.

Убедитесь, что вы установили правильные настройки в Arduino IDE:

Инструменты -> Плата -> Arduino / Genuino MEGA или MEGA 2560

Инструменты -> Порт -> [Порт с «Arduino MEGA» в нем]

Эта конкретная экранная библиотека поддерживает настраиваемые шрифты, основные формы и различные цвета.

Примечательно то, что частота обновления слишком мала для плавной анимации. Если вы хотите обновлять экран каждый тик, он будет слишком медленно обрабатывать перерисовку каждого пикселя, и он будет мерцать

Поэтому я бы посоветовал поработать над этим творчески, например, как некоторые из старых портативных компьютеров обрабатывали анимацию: с ключевыми кадрами. Меньше - больше! И вместо того, чтобы перерисовывать все каждую секунду, если вы хотите переместить прямоугольник влево или вправо, вы можете просто стереть след, который он оставляет, вместо того, чтобы стирать весь объект и перерисовывать его.

Например, я использовал мерцание экрана как эффект мигания для персонажа во вступительной последовательности.

Из библиотеки Adafruit_GFX я в основном использовал tft.fillRect (x, y, width, height, color); и tft.print (текст); функции.

Ключевым моментом является экспериментирование.

Шаг 3. Создайте графический интерфейс пользователя / главное меню

Изучив библиотеку и узнав ее ограничения / возможности, вы можете приступить к проектированию экрана главного меню.

Опять же, подумайте о прямоугольниках. По крайней мере, я так и сделал.

Вот мой код для пользовательского интерфейса

pastebin.com/ubggvcqK

Вы можете создать ползунки для яркости экрана, чтобы управлять выводом «Lite» на сенсорном экране Adafruit с помощью аналогового вывода.

Шаг 4: Подключите два контроллера

Что касается контроллера, то на самом деле вам решать, какие датчики вы хотите использовать, в зависимости от того, какую игру вы планируете сделать

Итак, для контроллеров я решил использовать:

- Датчик давления

- OLED-экран

- Одноканальный сенсорный модуль, который включается или выключается

- Датчик жестов (RobotDyn APDS9960)

- Трансивер nRFL01 + (для беспроводной связи)

- кнопка

Примечание. Датчик жестов и OLED-дисплей используют соединения SCL / SDA. Мне потребовалось время, чтобы понять, что в Arduino их всего два: A4 и A5. Но вы можете просто соединить их параллельно на макете, и все будет нормально

Шаг 5: Начните проводку беспроводного подключения

Подключение модулей nRF24L01 + заняло у меня некоторое время, чтобы заставить его работать.

Мне пришлось прибегнуть к библиотеке TMRh20 RF24 после того, как я не смог получить правильные данные датчика, передаваемые на экран.

Чтобы несколько Arduin могли взаимодействовать друг с другом, мы должны убедиться, что хотя бы один из UNO, как и MEGA, запитан.

Используйте последовательную консоль MEGA, чтобы распечатать результаты, полученные от UNO, и посмотреть, работает ли это.

Вот код

Вот библиотека

Шаг 6: Не бойтесь! Попробуйте разные вещи

Важнейшей частью моего процесса разработки было просто опробовать множество вещей!

Какие кнопки вы хотите использовать?

Что вы вставляете в свои контроллеры?

Посмотрите на веб-сайты, вы найдете множество компонентов, помимо обычных кнопок A / B или аналоговых джойстиков. Будьте вдохновлены и мотивированы попробовать!

Как только вы получите четкое и рабочее представление о том, что вы хотите вставить в контроллеры, подключите компоненты.

В зависимости от того, как они работают, вам нужно будет использовать цифровые входы или аналоговые входы.

ПРИМЕЧАНИЕ. Для правильной работы некоторых компонентов могут потребоваться контакты SCL / SDA. И если у вас есть два или более датчика, которым требуется одно и то же, вы, вероятно, получите паническую атаку, как я. Но не беспокойтесь

Вы можете соединить контакты SDA и SCL обоих датчиков последовательно друг с другом, войдя в A4 и A5, и это будет работать

Шаг 7: Дизайн

Как только у вас появится классная идея для датчиков, которые вы хотите использовать, набросайте несколько идей для дизайна, который вам нравится.

После этого займитесь некоторыми программами моделирования, такими как Blender, Maya, Cinema 4D.

Я использовал Blender для создания (грубой) модели.

Чтобы получить четкие измерения в Blender, вы можете изменить размер сетки на миллиметры.

После того, как вы создали модель, убедитесь, что у вас нет двойных вершин и вы пересчитали свои нормали.

Экспортируйте файл как.stl, если вы хотите использовать такой 3D-принтер, как я.

ПРИМЕЧАНИЕ: В Blender вам нужно будет установить масштаб экспорта на 0,1, если вы хотите точный размер в Cura на следующем шаге

Шаг 8: 3D-печать корпуса

Эта модель была напечатана с использованием нити Black PLA 2,85 мм на принтере Ultimaker 2+.

Скачать CURA

Загрузите свой. STL в Cura, и он покажет вам, сколько времени это займет.

Для портативного футляра печать может занять до 10 часов, в зависимости от размера.

Однако для моделей с низкой детализацией вы можете ускорить процесс, что я и сделал.

Вот мои настройки:

Высота слоя: 0,2

Толщина стенки: 0,8

Толщина верха / низа: 0,8

Сопло: 0,4

Температура: 60 градусов по Цельсию

Расход: 100%

Брим: где угодно, касаясь строительной пластины

Плотность заполнения: 20%

Постепенно: 0

Температура сопла: 220 C

Скорость печати: 120%

Шаг 9: пайка и доработка

Вы прошли долгий путь.

Последний шаг - приобрести перфокарт / вероплату и преобразовать ваши макетные соединения в часть макетной платы.

Убедитесь, что электроника помещается внутри печатных корпусов, и, возможно, вырежьте деревянный МДФ, чтобы сделать детали, через которые вставляются кнопки / входы контроллера.

Я использовал для этого лазерный резак.

Самое главное - пошалить, попробовать то, чего вы никогда не делали иначе, и повеселиться!

Надеюсь, этот урок был достаточно понятным … Это был довольно сложный проект, который дал отличный результат!:)

Шаг 10: предварительный просмотр