Panel przycisków Arduino LED, który napędza animacje przetwarzania: 36 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:31

WhatThis button pad jest wykonany przy użyciu płytki drukowanej i innych komponentów wyprodukowanych przez Sparkfun. Jest napędzany przez Arduino Mega. Każdy przycisk jest ładny, miękki i satysfakcjonujący w naciśnięciu, a wewnątrz ma diodę LED RGB! Używałem go do sterowania animacjami, które zakodowałem w Processing. Panel przycisków wysyła wiadomość po każdym naciśnięciu przycisku, informując, który to był przycisk. Przetwarzanie odbiera te komunikaty i zmienia zmienne w szkicu w zależności od tego, co zostało naciśnięte.

Dlaczego

Diody są fajne. Przyciski fajnie się naciska. Animowane wzory geometryczne są ładne. Chciałem połączyć wszystkie trzy. Zabrałem ten projekt na imprezę, wyświetlałem wizualizacje na ścianie i pozwalałem ludziom bawić się przyciskami. Może być również używany przez VJ w bardziej performatywny sposób, podobnie jak kontroler midi, ale bardziej DIY.

Jak

Ten projekt składa się z czterech głównych części.

Załączony film na Youtube daje dobry wgląd w to, jak łączy się ze sobą podkładka z przyciskami. Ta instrukcja obejmuje to, a także kod Arduino i przetwarzania - (dodatkowe filmy są w przygotowaniu)

1. Składanie podkładki z guzikami - Rozpoczyna się w kroku 1

   Wiąże się to z przygotowaniem komponentów i przylutowaniem ich do PCB

2. Kod Arduino - zaczyna się w kroku 10

   W tym celu potrzebujemy zrozumienia skanowania matrycy, o czym opowiem.

3. Kod przetwarzania - zaczyna się w kroku 24

   Możliwości są tu nieskończone, opowiem o jednym przykładzie, który zrobiłem do tej pory.

4. Skłonienie Arduino do wysyłania wiadomości do Przetwarzania - Krok 16 do wysyłania, Krok 30-31 do odbierania

   To jest ładne i proste, wysyła wiadomość przez połączenie szeregowe.

Poziom

Staram się pisać moje tutoriale w taki sposób, aby ktoś bez żadnej wiedzy mógł przynajmniej podążać za nimi. Pomocne może okazać się obejrzenie najpierw kilku samouczków wprowadzających na temat przetwarzania. Zacznę od kanału YouTube Daniela Shiffmana.

Kod

Cały kod (Arduino i Processing) znajduje się na moim githubie tutaj.

Kredyty

Nauczyłem się wielu z tego samouczka https://learn.sparkfun.com/tutorials/button-pad-ho… i większość kodu Arduino pochodzi z tego, chociaż zmodyfikowałem go, aby działał nieco inaczej niż którykolwiek z przykładów.

Krok 1: Składniki

• 16 x 5mm diody LED RGB (nie adresowalne, tylko zwykłe zwykłe katody)
• 16 diod 1N4148
• Podkładka silikonowa
• Płytka z przyciskami
• Arduino Mega
• Kable rozruchowe

(Istnieje też wiele rzeczy, które możesz uzyskać od Sparkfun, aby pomieścić całość nieco bardziej zgrabnie, ale tego nie zrobiłem)

Krok 2: Przygotuj diody

Zegnij każdą diodę, a następnie przepchnij ją przez płytkę drukowaną.

Nogi wystają po stronie guzika, czego nie chcemy. Więc wyjmij ponownie diodę i skróć nogi. (Możesz mieć nożyce, które pozwolą ci odciąć nogi równo z deską, gdy jeszcze tam jest, co ułatwi ci życie, ale miałem tylko normalne nożyczki, więc musiałem je wyciągnąć, aby je odpowiednio krótko skrócić.)

Bardzo ważne jest, aby zgiąć nogi i przepchnąć je przez płytkę drukowaną przed ich skróceniem. Jeśli najpierw je skrócisz, nie będziesz w stanie wygiąć ich do kształtu.

Zrób 16 takich małych rzeczy podobnych do mrówek.

Krok 3: Przylutuj diody do płytki

Umieść każdą z diod z powrotem na płytce. Ważne jest, aby sprawdzić orientację diody. Po jednej stronie ma czarną linię, która pokrywa się z linią na płytce drukowanej. (Zobacz zdjęcie)

Umieszczenie diod na miejscu jest trochę kłopotliwe, dlatego powiedziałem, że jeśli masz nożyce, które pozwolą ci przeciąć nogi bez ich zdejmowania, ułatwią ci to życie. Nie miałem tego, więc użyłem pęsety, aby umieścić je z powrotem, co trochę pomogło.

Przylutuj każdą z diod na miejsce.

Krok 4: Przygotuj diody LED

Wciśnij diody LED przez płytkę, a następnie odetnij nogi. Podobnie jak z diodami; ważne jest, aby najpierw przepchnąć nogi przez deskę, aby rozłożyć je pod właściwym kątem, przed przycięciem nóg.

Jest trochę prób i błędów przy docinaniu nóg na odpowiednią długość. Jeśli zrobisz je za długie, będą wystawać, ale za krótkie i trudno będzie przywrócić diodę LED.

Przygotuj 16 takich małych, amputowanych kolesi.

Krok 5: Przylutuj diody LED do płyty

Wsuń wszystkie diody z powrotem do płytki.

Tutaj znowu ważna jest orientacja. Jedna strona diod LED ma płaską krawędź, która powinna pokrywać się z płaską krawędzią okręgu na schemacie PCB. (Zobacz zdjęcie)

Sprawdź, czy diody LED są wystarczająco mocno wciśnięte, kładąc silikonową podkładkę na płytce i sprawdzając, czy nie przeszkadzają w naciskaniu przycisków.

Przylutuj diody LED do płytki.

Uwaga: Od tego czasu zwrócono mi uwagę, że skoro nie ma większego znaczenia, czy kawałek nóżek wystaje z tyłu, można po prostu przepchnąć diody LED, przylutować je z tyłu, a następnie odciąć nóżki.

Krok 6: Uporządkuj wystarczającą ilość kabli połączeniowych

Porozmawiajmy trochę o tablicy. Tablica jest podzielona na 4 kolumny i 4 rzędy diod/przycisków.

Każda z kolumn wymaga 2 podłączeń, jedno do masy diody LED i jedno do masy przycisku. Każdy z rzędów wymaga 4 podłączeń, ponieważ potrzebujemy osobnego podłączenia dla kanałów czerwonego, zielonego i niebieskiego oraz podłączenia dla przycisk input. Oto kolory kabli i numery pinów, które wybrałem dla każdego z tych połączeń.

Wiersz	Do czego to służy	Kolor kabla	Kod PIN	Etykieta PCB
Rząd 1	czerwony	czerwony	22	CZERWONY1
	Zielony	Zielony	23	ZIELONY1
	Niebieski	Niebieski	30	NIEBIESKI1
	Wejście przycisku	Żółty	31	PRZEŁĄCZNIK1
Rząd 2	czerwony	czerwony	24	CZERWONY 2
	Zielony	Zielony	25	ZIELONY2
	Niebieski	Niebieski	32	NIEBIESKI2
	Wejście przycisku	Żółty	33	PRZEŁĄCZNIK2
Rząd 3	czerwony	czerwony	26	CZERWONY3
	Zielony	Zielony	27	ZIELONY3
	Niebieski	Niebieski	34	NIEBIESKI3
	Wejście przycisku	Żółty	35	PRZEŁĄCZNIK3
Rząd 4	czerwony	czerwony	28	CZERWONY4
	Zielony	Zielony	29	ZIELONY4
	Niebieski	Niebieski	36	NIEBIESKI4
	Wejście przycisku	Żółty	37	PRZEŁĄCZNIK4

Kolumna	Do czego to służy	Kolor kabla	Kod PIN	Etykieta PCB
Kol 1	uziemienie LED	biały	38	LED-GND-1
	Przycisk uziemienia	Czarny	39	SWT-GND-1
Kol 2	uziemienie LED	biały	40	LED-GND-2
	Przycisk uziemienia	Czarny	41	SWT-GND2
Kol 3	uziemienie LED	biały	42	LED-GND-3
	Przycisk uziemienia	Czarny	43	SWT-GND3
Kol 4	uziemienie LED	biały	44	LED-GND4
	Przycisk uziemienia	Czarny	45	SWT-GND4

Krok 7: Przygotuj kable rozruchowe

Każdy kabel połączeniowy wymaga jednego męskiego końca i jednego końca pozbawionego kilku milimetrów drutu. Lubię używać jakiegoś pojemnika do przechwytywania kawałków drutu, ponieważ w przeciwnym razie kończą w moim mieszkaniu i są prawdopodobnie gorsze niż brokat.

Krok 8: Przylutuj kable rozruchowe do płyty i podłącz je

Użyj wykresu z kilku kroków wstecz, aby przylutować kable do właściwych miejsc na płytce drukowanej i podłączyć do odpowiednich pinów Arduino.

Krok 9: Gotowe

Poświęć chwilę, aby uroczyście nacisnąć niektóre (jeszcze niedziałające) przyciski, a następnie przejdźmy do kodu!

Krok 10: Schemat

To jest schemat PCB i rzeczy, które do niej przylutowaliśmy.

Każde z szarych pól reprezentuje jedno z kombinacji przycisków / diod LED. Jeśli wygląda to na bardzo skomplikowane (zrobiło to, gdy zobaczyłem to po raz pierwszy), nie martw się, zamierzam to zepsuć.

Jeśli chcesz sam przejrzeć kod, jest on na moim githubie tutaj.

Krok 11: Tylko przyciski

Diody LED i przyciski są właściwie oddzielone od siebie (poza tym, że są podłączone do Arduino), więc najpierw spójrzmy na przyciski.

Każde szare pudełko zawiera jeden przycisk i diodę (te, które przylutowaliśmy - za chwilę wyjaśnię ich przeznaczenie).

Uwaga: jestem pewien, że jest to bardzo oczywiste dla niektórych osób, ale nie byłem tego pewien, kiedy po raz pierwszy zacząłem to rozgryźć, więc powiem to! Wiersze (na zielono) i kolumny (na niebiesko) nie są połączone, są po prostu ułożone jeden na drugim. Rzeczy są połączone tylko tam, gdzie jest mała czarna kropka. Zamknięcie jednego z przełączników powoduje jednak utworzenie połączenia między wierszem a kolumną.

Krok 12: Skonfiguruj szpilki przycisków

W przypadku przycisków użyjemy kolumn jako danych wyjściowych, a wierszy jako danych wejściowych.

Będziemy mogli sprawdzić, czy przycisk jest wciśnięty, ponieważ jeśli istnieje połączenie między wierszem a kolumną, napięcie z wyjścia osiągnie wejście. Na początek w setup() wysyłamy wysokie napięcie do wszystkich kolumn. Ustawiamy wiersze tak, aby były podciągane, co oznacza, że domyślnie również czytają wysokie.

Krok 13: Skanowanie

W pętli funkcja o nazwie scan() przechodzi przez jedną kolumnę na raz i ustawia jej napięcie na niskie.

Następnie sprawdza każdy wiersz połączenia przycisków, aby sprawdzić, czy któryś z nich ma niski odczyt.

Jeśli wiersz przycisku jest niski, oznacza to, że przycisk, który łączy ten wiersz i kolumnę, został naciśnięty.

Krok 14: Nie wszystkie naciśnięcia przycisków są równe

Jeśli przycisk zostanie wciśnięty szybko i mocno to przeniesienie napięcia z kolumny na rząd będzie ładne i czyste.

Jeśli jednak zostanie wciśnięty trochę wolno lub chytrze, napięcie może nieco drgać, dopóki nie będzie dobrego połączenia między padem przycisków a stykami na płytce drukowanej.

Oznacza to, że naciśnięcie przycisku, o którym człowiek myśli, że jest tylko jednym, może być interpretowane przez arduino jako kilka oddzielnych naciśnięć.