คอนโซลมือถือพร้อมคอนโทรลเลอร์และเซ็นเซอร์ไร้สาย (Arduino MEGA & UNO): 10 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:07

สิ่งที่ฉันใช้

- Arduino MEGA

- 2x Arduino UNO

- จอทัชสกรีน Adafruit 3.5 TFT 320x480 HXD8357D

- Buzzer

- ลำโพง 4Ohm 3W

- ไฟ LED 5 มม.

- เครื่องพิมพ์ Ultimaker 2+ พร้อมเส้นใย PLA สีดำ

- เครื่องตัดเลเซอร์พร้อมไม้ MDF

- พ่นสีดำ (สำหรับงานไม้)

- 3x nRF24L01+ เครื่องรับส่งสัญญาณไร้สาย

- ปุ่ม 2x 16 มม.

- 2x เพรสเชอร์เซนเซอร์

- ที่ใส่แบตเตอรี่ 3x 9V

- เขียงหั่นขนม

- หน้าจอ OLED I2C 2x 0.96''

- สายตัวผู้-ตัวเมีย

- บัดกรี

- ซุปเปอร์กลู

- โมดูลสัมผัสช่องเดียว 2x (สีแดง/สีน้ำเงิน)

ขั้นตอนที่ 1: ต่อสายหน้าจอ (สัมผัส)

ดังนั้นเราจะทำคอนโซลนี้แบบใช้มือถือ โดยมีคอนโทรลเลอร์ไร้สายสองตัว

ดังนั้นเราจะมีตัวเครื่องหลัก (ส่วนที่ใหญ่ที่สุดมีจอ LCD)

ยูนิตหลักจะทำงานด้วย Arduino MEGA

คอนโทรลเลอร์สองตัวที่แยกจากกันจะเรียกใช้ Arduino UNO แต่ละตัว

ต่อไปเราจะให้ Arduinos สื่อสารกันเพื่อส่งข้อมูลตัวควบคุม

เริ่มต้นด้วยการเดินสายหน้าจอ 320x480 ไปยังหน่วยหน้าจอหลักของคุณอย่างถูกต้อง (Arduino MEGA) เช่นเดียวกับในบทช่วยสอนนี้ (Adafruit มีบทช่วยสอนโดยละเอียดเกี่ยวกับการเดินสาย & รหัส)

สำหรับเสียง ฉันต่อสายออดและลำโพง 3W 4Ohm เพื่อแยกพินดิจิตอลและ GND

ด้วยโทนเสียง(พิน, ความถี่, ระยะเวลา); คุณสามารถสร้างเสียงโมโนโฟนิกพื้นฐานได้

ขั้นตอนที่ 2: ทำความคุ้นเคยกับห้องสมุด

หน้าจอ Adafruit 320x480 รองรับไลบรารี Adafruit_GFX และ Adafruit_TFTLCD ที่เกี่ยวข้อง

อ่านเอกสาร ฉันคิดว่ามันอธิบายได้ดีที่นั่น

ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณใส่การตั้งค่าที่ถูกต้องใน Arduino IDE:

เครื่องมือ -> บอร์ด -> Arduino/Genuino MEGA หรือ MEGA 2560

เครื่องมือ -> พอร์ต -> [พอร์ตที่มี ''Arduino MEGA'' อยู่ในนั้น]

ไลบรารีหน้าจอเฉพาะนี้รองรับฟอนต์แบบกำหนดเอง รูปร่างพื้นฐาน และสีที่หลากหลาย

สิ่งที่น่าสังเกตอาจเป็นเพราะอัตราการรีเฟรชต่ำเกินไปสำหรับแอนิเมชั่นที่ราบรื่น หากคุณต้องการอัปเดตหน้าจอทุกครั้งที่ขีด การวาดใหม่แต่ละพิกเซลจะช้าเกินไปและจะกะพริบ

ดังนั้น ฉันขอแนะนำให้ทำงานอย่างสร้างสรรค์ในเรื่องนี้ เช่นวิธีที่อุปกรณ์พกพารุ่นเก่าบางรุ่นจัดการกับแอนิเมชัน: ด้วยคีย์เฟรม น้อยมาก! และแทนที่จะวาดทุกอย่างใหม่ทุกวินาที หากคุณต้องการย้ายรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าไปทางซ้ายหรือขวา คุณสามารถลบรอยทางที่มันทิ้งไว้ แทนที่จะลบวัตถุทั้งหมดแล้ววาดใหม่

ตัวอย่างเช่น ฉันใช้การกะพริบของหน้าจอเป็นเอฟเฟกต์การกะพริบของตัวละครในลำดับบทนำ

จากไลบรารี Adafruit_GFX ฉันใช้ tft.fillRect(x, y, width, height, color); และ tft.print(ข้อความ); ฟังก์ชั่น.

การทดลองเป็นสิ่งสำคัญ

ขั้นตอนที่ 3: ออกแบบส่วนต่อประสานกราฟิกกับผู้ใช้ / เมนูหลัก

หลังจากได้รับความรู้ภายในห้องสมุดและทราบข้อจำกัด/พลังของห้องสมุดแล้ว คุณสามารถเริ่มออกแบบหน้าจอเมนูหลักได้

อีกครั้ง คิดเกี่ยวกับสี่เหลี่ยม อย่างน้อยนั่นคือสิ่งที่ฉันทำ

นี่คือรหัสของฉันสำหรับ UI

pastebin.com/ubggvcqK

คุณสามารถสร้างแถบเลื่อนสำหรับความสว่างของหน้าจอ เพื่อควบคุมหมุด "Lite" บนหน้าจอสัมผัส Adafruit ของคุณผ่านหมุดแบบอะนาล็อก

ขั้นตอนที่ 4: ต่อสายคอนโทรลเลอร์สองตัว

สำหรับส่วนคอนโทรลเลอร์นั้น จริงๆ แล้วขึ้นอยู่กับคุณว่าต้องการใช้เซ็นเซอร์ประเภทใด ขึ้นอยู่กับว่าคุณวางแผนจะสร้างเกมใด

โอเค สำหรับคอนโทรลเลอร์ ฉันตัดสินใจใช้:

- เซ็นเซอร์ความดัน

- หน้าจอ OLED

- โมดูลสัมผัสหนึ่งช่องสัญญาณซึ่งเปิดหรือปิด

- เซ็นเซอร์ท่าทางสัมผัส (RobotDyn APDS9960)

- nRFL01+ Transceiver (สำหรับการสื่อสารแบบไร้สาย)

- ปุ่มกด

หมายเหตุ: เซ็นเซอร์ท่าทางสัมผัสและ OLED ใช้การเชื่อมต่อ SCL / SDA ฉันใช้เวลาสักครู่กว่าจะรู้ว่า Arduino มีเพียงสองอย่างเท่านั้น: A4 และ A5 แต่คุณสามารถต่อขนานเหล่านี้เข้าด้วยกันบนเขียงหั่นขนมและจะทำงานได้ดี

ขั้นตอนที่ 5: เริ่มเดินสายการเชื่อมต่อไร้สาย

การเดินสายไฟโมดูล nRF24L01+ ทำให้ฉันต้องใช้เวลาพอสมควรในการทำให้มันทำงาน

ฉันต้องหันไปใช้ห้องสมุด TMRh20 RF24 หลังจากที่ไม่สามารถรับข้อมูลเซ็นเซอร์ที่ถูกต้องที่ส่งไปยังหน้าจอได้

เพื่อให้ Arduinos หลายตัวสามารถสื่อสารกันได้ เราต้องแน่ใจว่า UNO อย่างน้อยหนึ่งตัวได้รับพลังงานแล้ว เช่นเดียวกับ MEGA

ใช้คอนโซลอนุกรมของ MEGA เพื่อพิมพ์ผลลัพธ์ที่คุณได้รับจาก UNO และดูว่าใช้งานได้หรือไม่

นี่คือรหัส

ที่นี่คือห้องสมุด

ขั้นตอนที่ 6: ลุยเลย! ลองสิ่งต่าง ๆ

ส่วนสำคัญของกระบวนการพัฒนาของฉันคือการลองทำอะไรหลายๆ อย่าง!

คุณต้องการใช้ปุ่มประเภทใด

คุณใส่อะไรในคอนโทรลเลอร์ของคุณ?

มองไปรอบๆ ในเว็บไซต์ คุณจะพบส่วนประกอบมากมายนอกเหนือจากปุ่ม ''A/B'' หรือจอยสติ๊กแบบอะนาล็อกทั่วไป เป็นแรงบันดาลใจและกระตุ้นให้ลงมือทำ!

เมื่อคุณได้แนวคิดที่ชัดเจนและใช้งานได้แล้วว่าต้องการใส่อะไรในคอนโทรลเลอร์ ให้ต่อส่วนประกอบต่างๆ

คุณจะต้องใช้อินพุตดิจิตอลหรืออินพุตแบบอะนาล็อกทั้งนี้ขึ้นอยู่กับวิธีการทำงาน

หมายเหตุ: ส่วนประกอบบางอย่างอาจต้องใช้หมุด SCL / SDA เพื่อให้ทำงานได้อย่างถูกต้อง และถ้าคุณมีเซ็นเซอร์สองตัวหรือมากกว่าที่ต้องการเหมือนกัน คุณอาจจะได้รับการโจมตีเสียขวัญเหมือนฉัน แต่คุณไม่ต้องกังวล

คุณสามารถใส่ทั้งหมุด SDA และ SCL ของเซ็นเซอร์แบบอนุกรมต่อกันได้ โดยไปที่ A4 และ A5 และใช้งานได้

ขั้นตอนที่ 7: ออกแบบ

เมื่อคุณได้ไอเดียเจ๋งๆ สำหรับเซ็นเซอร์ที่ต้องการใช้แล้ว ให้ร่างแนวคิดสำหรับการออกแบบที่คุณชอบ

หลังจากนั้นเข้าสู่โปรแกรมการสร้างแบบจำลองเช่น Blender, Maya, Cinema 4D

ฉันใช้ Blender เพื่อสร้างโมเดล (คร่าวๆ)

เพื่อให้ได้การวัดที่ชัดเจนใน Blender คุณสามารถเปลี่ยนหน่วยของขนาดกริดเป็นมิลลิเมตร

หลังจากที่คุณสร้างแบบจำลองแล้ว ต้องแน่ใจว่าคุณไม่มีจุดยอดสองเท่า และคุณได้คำนวณค่าปกติของคุณใหม่แล้ว

ส่งออกไฟล์เป็น.stl หากคุณต้องการใช้เครื่องพิมพ์ 3 มิติอย่างฉัน

หมายเหตุ: ใน Blender คุณจะต้องตั้งค่ามาตราส่วนการส่งออกเป็น 0.1 หากคุณต้องการขนาดที่ถูกต้องใน Cura ในขั้นตอนถัดไป

ขั้นตอนที่ 8: การพิมพ์ 3D Enclosure

โมเดลนี้พิมพ์ด้วยเส้นพลาสติก PLA สีดำ 2.85 มม. บนเครื่องพิมพ์ Ultimaker 2+

ดาวน์โหลด CURA

โหลด. STL ของคุณลงใน Cura และมันจะแสดงให้คุณเห็นว่าต้องใช้เวลานานแค่ไหน

สำหรับเคสแบบใช้มือถือ อาจใช้เวลานานถึง 10 ชั่วโมงในการพิมพ์ ขึ้นอยู่กับขนาด

อย่างไรก็ตาม สำหรับโมเดลที่มีรายละเอียดต่ำ คุณสามารถเร่งกระบวนการได้ ซึ่งเป็นสิ่งที่ฉันทำ

นี่คือการตั้งค่าของฉัน:

ความสูงของชั้น: 0.2

ความหนาของผนัง: 0.8

ความหนาบน/ล่าง: 0.8

หัวฉีด: 0.4

อุณหภูมิ: 60 องศาเซลเซียส

การไหล: 100%

ปีก: ทุกที่ที่สัมผัสแผ่นสร้าง

เติมความหนาแน่น: 20%

ค่อยเป็นค่อยไป: 0

อุณหภูมิหัวฉีด: 220 C

ความเร็วในการพิมพ์: 120%

ขั้นตอนที่ 9: การบัดกรีและการสิ้นสุด

คุณมาไกลแล้ว

ขั้นตอนสุดท้ายคือการได้รับ perfboard / veroboard และแปลการเชื่อมต่อเขียงหั่นขนมของคุณให้เป็นส่วนหนึ่งของบอร์ดต้นแบบ

ตรวจสอบให้แน่ใจว่าอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์พอดีกับกล่องที่พิมพ์ และอาจตัดไม้ MDF บางส่วนเพื่อทำชิ้นส่วนที่ปุ่ม / อินพุตของคอนโทรลเลอร์ติดอยู่

ฉันใช้เครื่องตัดเลเซอร์สำหรับสิ่งนี้

สิ่งที่สำคัญที่สุดคือการทำตัวให้สนุก ลองทำสิ่งที่คุณไม่เคยทำมาก่อน และสนุกไปกับมัน!

หวังว่าบทช่วยสอนนี้จะชัดเจนเพียงพอ…มันเป็นโครงการที่ค่อนข้างยาก ซึ่งให้ผลลัพธ์ที่ยอดเยี่ยม!:)

ขั้นตอนที่ 10: ดูตัวอย่าง