Arduino LED Button Pad ที่ขับเคลื่อนการประมวลผลแอนิเมชั่น: 36 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:06

แผ่นรองปุ่ม WhatThis ทำขึ้นโดยใช้ PCB และส่วนประกอบอื่นๆ ที่ผลิตโดย Sparkfun ขับเคลื่อนโดย Arduino Mega แต่ละปุ่มนั้นดี นุ่ม และน่ากด และมีไฟ LED RGB อยู่ข้างใน! ฉันใช้มันเพื่อควบคุมแอนิเมชั่นที่ฉันเขียนโค้ดในการประมวลผล แป้นกดจะส่งข้อความทุกครั้งที่มีการกดปุ่ม โดยระบุว่าเป็นปุ่มใด การประมวลผลจะได้รับข้อความเหล่านี้และเปลี่ยนแปลงตัวแปรในภาพร่างขึ้นอยู่กับสิ่งที่กด

ทำไม

ไฟ LED เย็น ปุ่มสนุกที่จะผลักดัน ลวดลายเรขาคณิตที่เคลื่อนไหวได้ดี ฉันต้องการรวมทั้งสามเข้าด้วยกัน ฉันนำโปรเจ็กต์นี้ไปงานปาร์ตี้ ฉายภาพบนกำแพง และปล่อยให้ผู้คนเล่นกับปุ่มต่างๆ วีเจยังสามารถนำมาใช้ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น เหมือนกับตัวควบคุม midi แต่ทำ DIY มากกว่า

ยังไง

โครงการนี้มีสี่ส่วนหลัก

วิดีโอ Youtube ที่แนบมาช่วยให้เห็นว่าแผงปุ่มเข้ากันได้อย่างไร คำแนะนำนี้ครอบคลุมถึงสิ่งนั้นรวมถึงรหัส Arduino และการประมวลผล - (วิดีโอเพิ่มเติมสำหรับผู้ที่อยู่ในผลงาน)

1. การวางแผงปุ่มเข้าด้วยกัน - เริ่มในขั้นตอนที่ 1

   สิ่งนี้เกี่ยวข้องกับการเตรียมส่วนประกอบและบัดกรีให้กับ PCB

2. รหัส Arduino - เริ่มในขั้นตอนที่ 10

   สำหรับสิ่งนี้ เราต้องการความเข้าใจเกี่ยวกับการสแกนเมทริกซ์ ซึ่งฉันจะอธิบายให้ฟัง

3. รหัสการประมวลผล - เริ่มในขั้นตอนที่ 24

   มีความเป็นไปได้ไม่รู้จบที่นี่ ฉันจะพูดถึงตัวอย่างหนึ่งที่ฉันได้ทำไปแล้ว

4. ให้ Arduino ส่งข้อความไปยังการประมวลผล - ขั้นตอนที่ 16 สำหรับการส่ง ขั้นตอนที่ 30-31 สำหรับการรับ

   นี่เป็นสิ่งที่ดีและเรียบง่าย โดยจะส่งข้อความผ่านการเชื่อมต่อแบบอนุกรม

ระดับ

ฉันพยายามเขียนบทช่วยสอนของฉันในลักษณะที่คนที่ไม่มีความรู้เลย อย่างน้อยก็สามารถทำตามได้ คุณอาจพบว่ามีประโยชน์ในการดูบทแนะนำเบื้องต้นเกี่ยวกับการประมวลผลก่อน ฉันจะเริ่มต้นด้วยช่อง YouTube ของ Daniel Shiffman

รหัส

รหัสทั้งหมด (Arduino และการประมวลผล) อยู่ใน GitHub ของฉันที่นี่

เครดิต

ฉันเรียนรู้หลายอย่างจากบทช่วยสอนนี้ https://learn.sparkfun.com/tutorials/button-pad-ho… และโค้ด Arduino ส่วนใหญ่มาจากที่นั่น แม้ว่าฉันจะแก้ไขเพื่อให้ทำงานแตกต่างไปจากตัวอย่างเล็กน้อยที่นั่นเล็กน้อย.

ขั้นตอนที่ 1: ส่วนประกอบ

• ไฟ LED RGB ขนาด 16 x 5 มม. (ไม่ใช่แบบระบุตำแหน่งได้ แต่เป็นแบบแคโทดทั่วไป)
• ไดโอด 16 x 1N4148
• แผ่นซิลิโคนปุ่ม
• แผ่นปุ่ม PCB
• Arduino Mega
• สายจัมเปอร์

(นอกจากนี้ยังมีสิ่งต่างๆ มากมายที่คุณจะได้รับจาก Sparkfun เพื่อทำให้ทุกอย่างเรียบร้อยยิ่งขึ้น แต่ฉันยังไม่ได้ทำสิ่งนี้)

ขั้นตอนที่ 2: เตรียมไดโอด

งอไดโอดแต่ละตัวแล้วดันผ่าน PCB

ขายื่นออกมาที่ด้านกระดุม ซึ่งเราไม่ต้องการ เลยเอาไดโอดออกอีกครั้งแล้วตัดขาให้สั้น (คุณอาจมีเศษเล็กเศษน้อยที่จะช่วยให้คุณตัดขากับกระดานในขณะที่ยังอยู่ในนั้นซึ่งจะทำให้ชีวิตของคุณง่ายขึ้น แต่ฉันมีกรรไกรธรรมดาเท่านั้นจึงต้องดึงออกเพื่อตัดให้สั้นพอ)

เป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งที่จะต้องงอขาและดันผ่าน PCB ก่อนที่คุณจะตัดให้สั้น หากคุณตัดให้สั้นก่อน คุณจะไม่สามารถดัดให้เป็นรูปร่างได้

ทำของที่คล้ายมดตัวเล็กจำนวน 16 ชิ้น

ขั้นตอนที่ 3: ประสานไดโอดเข้ากับบอร์ด

วางไดโอดแต่ละตัวกลับเข้าไปในบอร์ด สิ่งสำคัญคือต้องตรวจสอบทิศทางของไดโอด มีเส้นสีดำด้านหนึ่งซึ่งตรงกับเส้นบน PCB (ดูภาพ)

การนำไดโอดเข้าที่เป็นเรื่องยุ่งยาก ฉันจึงบอกว่าถ้าคุณมีสนิปที่จะช่วยให้คุณตัดขาโดยไม่ต้องถอดออก มันจะทำให้ชีวิตของคุณง่ายขึ้น ฉันไม่มีสิ่งนั้นดังนั้นฉันจึงใช้แหนบเพื่อใส่กลับเข้าไปซึ่งช่วยได้เล็กน้อย

ประสานไดโอดแต่ละตัวเข้าที่

ขั้นตอนที่ 4: เตรียมไฟ LED

ดันไฟ LED ผ่านกระดานแล้วตัดขาออก เช่นเดียวกับไดโอด สิ่งสำคัญคือต้องผลักขาผ่านกระดานก่อนเพื่อให้กระจายไปยังมุมที่ถูกต้องก่อนที่จะตัดขา

มีการลองผิดลองถูกเล็กน้อยในการตัดขาให้ได้ความยาวที่เหมาะสม หากคุณทำให้ยาวเกินไป พวกเขาจะโผล่ออกมา แต่สั้นเกินไป และยากที่จะนำ LED กลับเข้าไป

เตรียมเด็กที่ถูกตัดขา 16 ตัวเหล่านี้

ขั้นตอนที่ 5: ประสานไฟ LED เข้ากับบอร์ด

ดันไฟ LED ทั้งหมดกลับเข้าไปในบอร์ด

การปฐมนิเทศมีความสำคัญอีกครั้งที่นี่ ด้านหนึ่งของไฟ LED มีขอบแบน และควรอยู่ในแนวเดียวกับขอบแบนของวงกลมบนแผนภาพ PCB (ดูภาพ)

ดูว่าไฟ LED ถูกผลักเข้าไปไกลพอหรือไม่โดยวางแผ่นซิลิโคนไว้บนบอร์ดและตรวจสอบว่าไม่รบกวนการกดปุ่ม

ประสาน LEDs เข้ากับบอร์ด

หมายเหตุ: ตั้งแต่นั้นมาฉันก็ชี้ให้เห็นแล้วว่า ไม่สำคัญหรอกว่าถ้าขาข้างหนึ่งยื่นออกมาทางด้านหลัง คุณก็เพียงแค่ดันไฟ LED ผ่าน บัดกรีที่ด้านหลัง แล้วตัดขาออก.

ขั้นตอนที่ 6: แยกสายจัมเปอร์เพียงพอ

มาว่ากันเรื่องบอร์ดกันหน่อย บอร์ดนี้จัดเป็น 4 คอลัมน์ และ 4 แถวของไฟ LED/ปุ่ม

แต่ละคอลัมน์ต้องมีการเชื่อมต่อ 2 อัน อันหนึ่งสำหรับกราวด์ LED และอีกอันสำหรับกราวด์ของปุ่ม แต่ละแถวต้องมีการเชื่อมต่อ 4 อัน เพราะเราต้องการการเชื่อมต่อแยกต่างหากสำหรับช่องสีแดง สีเขียว และสีน้ำเงิน เช่นเดียวกับการเชื่อมต่อสำหรับ ปุ่มอินพุต นี่คือสีสายเคเบิลและหมายเลขพินที่ฉันเลือกสำหรับการเชื่อมต่อแต่ละรายการ

แถว	มีไว้เพื่ออะไร	สีสายเคเบิล	หมายเลขพิน	ฉลาก PCB
แถว 1	สีแดง	สีแดง	22	RED1
	เขียว	เขียว	23	GREEN1
	สีฟ้า	สีฟ้า	30	BLUE1
	อินพุตปุ่ม	สีเหลือง	31	SWITCH1
แถว 2	สีแดง	สีแดง	24	RED2
	เขียว	เขียว	25	GREEN2
	สีฟ้า	สีฟ้า	32	BLUE2
	อินพุตปุ่ม	สีเหลือง	33	SWITCH2
แถว 3	สีแดง	สีแดง	26	RED3
	เขียว	เขียว	27	GREEN3
	สีฟ้า	สีฟ้า	34	BLUE3
	อินพุตปุ่ม	สีเหลือง	35	SWITCH3
แถวที่ 4	สีแดง	สีแดง	28	RED4
	เขียว	เขียว	29	GREEN4
	สีฟ้า	สีฟ้า	36	BLUE4
	อินพุตปุ่ม	สีเหลือง	37	SWITCH4

คอลัมน์	มีไว้เพื่ออะไร	สีสายเคเบิล	หมายเลขพิน	ฉลาก PCB
โคล 1	พื้นดิน LED	สีขาว	38	LED-GND-1
	ปุ่มกราวด์	สีดำ	39	SWT-GND-1
พ.อ.2	พื้นดิน LED	สีขาว	40	LED-GND-2
	ปุ่มกราวด์	สีดำ	41	SWT-GND2
พ.ต.3	พื้นดิน LED	สีขาว	42	LED-GND-3
	ปุ่มกราวด์	สีดำ	43	SWT-GND3
พ.อ.4	พื้นดิน LED	สีขาว	44	LED-GND4
	ปุ่มกราวด์	สีดำ	45	SWT-GND4

ขั้นตอนที่ 7: เตรียมสายจัมเปอร์

สายจัมเปอร์แต่ละสายต้องการปลายตัวผู้หนึ่งตัว และปลายอีกข้างหนึ่งที่ดึงลวดขนาดไม่กี่มม. ฉันชอบที่จะใช้ภาชนะบางชนิดในการจับเศษลวดที่ลอกออก มิฉะนั้น มันก็จะจบลงที่แฟลตของฉัน และอาจแย่กว่ากลิตเตอร์เสียอีก

ขั้นตอนที่ 8: ประสานสายจัมเปอร์เข้ากับบอร์ดแล้วเสียบเข้า

ใช้แผนภูมิจากสองขั้นตอนย้อนกลับเพื่อให้สายเคเบิลบัดกรีไปยังตำแหน่งที่ถูกต้องบน PCB และเสียบเข้ากับหมุดที่ถูกต้องบน Arduino

ขั้นตอนที่ 9: สร้างเสร็จแล้ว

ใช้เวลาสักครู่เพื่อเฉลิมฉลองการกดปุ่ม (ที่ยังใช้งานไม่ได้) แล้วมาเริ่มกันเลย!

ขั้นตอนที่ 10: แผนผัง

นี่คือแผนผังของ PCB และสิ่งต่างๆ ที่เราบัดกรีเข้าไป

กล่องสีเทาแต่ละกล่องแสดงถึงหนึ่งในปุ่ม / คอมโบ LED หากสิ่งนี้ดูซับซ้อนมาก (มันเกิดขึ้นกับฉันในครั้งแรกที่ฉันเห็น) ก็ไม่ต้องกังวลฉันจะทำลายมันลง

หากคุณต้องการดูโค้ดด้วยตัวเอง ให้ไปที่ github ของฉันที่นี่

ขั้นตอนที่ 11: แค่ปุ่ม

ไฟ LED และปุ่มต่างๆ แยกจากกัน (นอกเหนือจากที่เชื่อมต่อกับ Arduino) ให้ดูที่ปุ่มก่อน

กล่องสีเทาแต่ละกล่องประกอบด้วยปุ่มหนึ่งปุ่มและไดโอด (ปุ่มที่เราบัดกรี - ฉันจะอธิบายจุดประสงค์ของปุ่มเหล่านั้นในอีกสักครู่)

หมายเหตุ: ฉันแน่ใจว่าสิ่งนี้ชัดเจนมากสำหรับบางคน แต่ฉันไม่แน่ใจในครั้งแรกที่เริ่มหาสิ่งนี้ ดังนั้นฉันจะพูดมันออกไป! แถว (สีเขียว) และคอลัมน์ (สีน้ำเงิน) ไม่ได้เชื่อมต่อกัน พวกมันแค่วางทับกัน สิ่งของเชื่อมต่อกันเฉพาะเมื่อมีจุดสีดำเล็กๆ การปิดสวิตช์ปุ่มใดปุ่มหนึ่งจะสร้างการเชื่อมต่อระหว่างแถวและคอลัมน์

ขั้นตอนที่ 12: ตั้งค่าหมุดปุ่ม

สำหรับปุ่ม เราจะใช้คอลัมน์เป็นเอาต์พุต และแถวเป็นอินพุต

เราจะสามารถตรวจสอบว่ามีการกดปุ่มหรือไม่ เพราะหากมีการเชื่อมต่อระหว่างแถวกับคอลัมน์ แรงดันไฟฟ้าจากเอาต์พุตจะไปถึงอินพุต ในการเริ่มต้น ในการตั้งค่า () เราส่งแรงดันสูงไปยังคอลัมน์ทั้งหมด เราตั้งค่าแถวที่จะดึงข้อมูลเข้าซึ่งหมายความว่าโดยค่าเริ่มต้นพวกเขาจะอ่านสูง

ขั้นตอนที่ 13: การสแกน

ในลูป ฟังก์ชันที่เรียกว่า scan() จะผ่านทีละคอลัมน์และตั้งค่าแรงดันไฟฟ้าให้ต่ำ

จากนั้นจะดูที่แถวเชื่อมต่อปุ่มแต่ละแถว เพื่อดูว่าแถวใดแถวหนึ่งกำลังอ่านต่ำ

หากแถวปุ่มอ่านค่าต่ำ แสดงว่าปุ่มที่เชื่อมต่อแถวและคอลัมน์นั้นถูกผลัก

ขั้นตอนที่ 14: การกดปุ่มทั้งหมดไม่ได้ถูกสร้างขึ้นอย่างเท่าเทียมกัน

หากกดปุ่มอย่างรวดเร็วและแน่นหนา การถ่ายโอนแรงดันไฟฟ้าจากคอลัมน์ไปยังแถวก็จะดีและสะอาด

อย่างไรก็ตาม หากมีการผลักช้าหรือสั่นเล็กน้อย แรงดันไฟฟ้าอาจกระวนกระวายเล็กน้อยจนกว่าจะมีการเชื่อมต่อที่ดีระหว่างแป้นกดและหน้าสัมผัสบน PCB

ซึ่งหมายความว่าการกดปุ่มที่มนุษย์คิดว่าเป็นเพียงปุ่มเดียว อาจตีความโดย Arduino ว่าเป็นการกดแยกกันหลายครั้ง