Pulsantiera LED Arduino che guida l'elaborazione delle animazioni: 36 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:03

CosaQuesta pulsantiera è realizzata utilizzando un PCB e altri componenti prodotti da Sparkfun. È pilotato da un Arduino Mega. Ogni pulsante è bello, morbido e soddisfacente da premere, e ha un LED RGB all'interno! Lo sto usando per controllare le animazioni che ho codificato in Processing. La pulsantiera invia un messaggio ogni volta che viene premuto un pulsante, dicendo quale pulsante era. L'elaborazione riceve questi messaggi e modifica le variabili nello schizzo a seconda di ciò che è stato premuto.

Come mai

I LED sono fantastici. I pulsanti sono divertenti da premere. I motivi geometrici animati sono carini. Volevo unire tutti e tre. Ho portato questo progetto a una festa, ho proiettato le immagini sul muro e ho lasciato che le persone giocassero con i pulsanti. Potrebbe anche essere utilizzato da un VJ in modo più performativo, molto simile a un controller midi ma più fai-da-te.

Come

Ci sono quattro parti principali di questo progetto.

Il video Youtube allegato dà una buona occhiata a come va insieme la pulsantiera. Questo Instructable copre quello così come il codice Arduino e Processing - (ulteriori video per quelli sono in lavorazione)

1. Mettere insieme la pulsantiera - Inizia dal passaggio 1

   Ciò comporta la preparazione dei componenti e la loro saldatura al PCB

2. Il codice Arduino: inizia dal passaggio 10

   Per questo, abbiamo bisogno di una comprensione della scansione a matrice, di cui parlerò.

3. Il codice di elaborazione - Inizia nel passaggio 24

   Ci sono infinite possibilità qui, parlerò di un esempio che ho fatto finora.

4. Far sì che Arduino invii messaggi a Processing - Passaggio 16 per l'invio, Passaggio 30-31 per la ricezione

   Questo è carino e semplice, invia il messaggio tramite una connessione seriale.

Livello

Cerco di scrivere i miei tutorial in modo tale che almeno qualcuno senza alcuna conoscenza possa seguirlo. Potrebbe essere utile guardare prima alcuni tutorial introduttivi sull'elaborazione. Inizierei con il canale YouTube di Daniel Shiffman.

Codice

Tutto il codice (Arduino e Processing) è sul mio github qui.

Titoli di coda

Ho imparato un sacco da questo tutorial https://learn.sparkfun.com/tutorials/button-pad-ho… e gran parte del codice Arduino proviene da lì, anche se l'ho modificato per funzionare in modo leggermente diverso da uno qualsiasi degli esempi lì.

Passaggio 1: i componenti

• 16 LED RGB da 5 mm (non indirizzabili, solo normali a catodo comune)
• 16 x 1N4148 diodi
• Tastierino in silicone
• PCB della pulsantiera
• Arduino Mega
• Cavi jumper

(C'è anche un sacco di cose che puoi ottenere da Sparkfun per ospitare il tutto in modo un po' più ordinato, ma non l'ho fatto)

Passaggio 2: preparare i diodi

Piegare ciascun diodo e poi spingerlo attraverso il PCB.

Le gambe sporgono dal lato del bottone, cosa che non vogliamo. Quindi togli di nuovo il diodo e taglia le gambe corte. (Potresti avere delle cesoie che ti permetteranno di tagliare le gambe a filo con la tavola mentre è ancora lì dentro, il che ti renderà la vita più facile, ma avevo solo forbici normali, quindi ho dovuto tirarle fuori per tagliarle abbastanza corte.)

È molto importante piegare le gambe e spingerle attraverso il PCB prima di tagliarle. Se li tagli prima, non sarai in grado di piegarli in forma.

Crea 16 di questi piccoli oggetti simili a formiche.

Passaggio 3: saldare i diodi sulla scheda

Riposizionare ciascuno dei diodi nella scheda. È importante controllare l'orientamento del diodo. Ha una linea nera su un lato che si allinea con la linea sul PCB. (Vedi immagine)

Mettere i diodi in posizione è un po' complicato, motivo per cui ho detto che se hai delle cesoie che ti permetteranno di tagliare le gambe a filo senza rimuoverle, ti renderà la vita più facile. Non ce l'avevo, quindi ho usato delle pinzette per rimetterli dentro, il che mi ha aiutato un po'.

Saldare ciascuno dei diodi in posizione.

Passaggio 4: preparare i LED

Spingi i LED attraverso la scheda e poi taglia le gambe. Proprio come con i diodi; è importante spingere prima le gambe attraverso la tavola, per farle allargare agli angoli corretti, prima di tagliare le gambe.

C'è un po' di tentativi ed errori nel tagliare le gambe alla giusta lunghezza. Se li fai troppo lunghi, risulteranno sporgenti, ma troppo corti ed è difficile far rientrare il LED.

Prepara 16 di questi piccoli amputati.

Passaggio 5: saldare i LED sulla scheda

Reinserire tutti i LED nella scheda.

L'orientamento è di nuovo importante qui. Un lato dei LED ha un bordo piatto e questo dovrebbe allinearsi con il bordo piatto del cerchio sul diagramma del PCB. (Vedi immagine)

Verifica se i LED sono spinti abbastanza lontano mettendo il pad in silicone sulla scheda e controllando che non interferiscano con i pulsanti premuti.

Saldare i LED sulla scheda.

Nota: da allora mi è stato fatto notare che dal momento che non importa molto se una parte delle gambe sporge sul retro, puoi semplicemente spingere i LED, saldarli sul retro e quindi tagliare le gambe.

Passaggio 6: sistemare abbastanza cavi jumper

Parliamo un po' della scheda. La scheda è organizzata in 4 colonne e 4 righe di LED/pulsanti.

Ognuna delle colonne richiede 2 collegamenti, uno per la massa del LED e uno per la massa del pulsante. Ciascuna delle righe richiede 4 collegamenti, perché abbiamo bisogno di un collegamento separato per i canali rosso, verde e blu, nonché un collegamento per il input del pulsante. Ecco i colori dei cavi e i numeri dei pin che ho selezionato per ciascuna di queste connessioni.

Riga	A cosa serve	Colore del cavo	Codice PIN	Etichetta PCB
Riga 1	rosso	rosso	22	ROSSO1
	Verde	Verde	23	VERDE1
	Blu	Blu	30	BLU1
	Ingresso pulsante	Giallo	31	INTERRUTTORE1
Riga 2	rosso	rosso	24	ROSSO2
	Verde	Verde	25	VERDE2
	Blu	Blu	32	BLU2
	Ingresso pulsante	Giallo	33	INTERRUTTORE2
Riga 3	rosso	rosso	26	ROSSO3
	Verde	Verde	27	VERDE3
	Blu	Blu	34	BLU3
	Ingresso pulsante	Giallo	35	INTERRUTTORE3
Riga 4	rosso	rosso	28	ROSSO4
	Verde	Verde	29	VERDE4
	Blu	Blu	36	BLU4
	Ingresso pulsante	Giallo	37	INTERRUTTORE4

Colonna	A cosa serve	Colore del cavo	Codice PIN	Etichetta PCB
Col 1	LED a terra	bianco	38	LED-GND-1
	Pulsante terra	Nero	39	SWT-GND-1
Col 2	LED a terra	bianco	40	LED-GND-2
	Pulsante terra	Nero	41	SWT-GND2
Col 3	LED a terra	bianco	42	LED-GND-3
	Pulsante terra	Nero	43	SWT-GND3
Col 4	LED a terra	bianco	44	LED-GND4
	Pulsante terra	Nero	45	SWT-GND4

Passaggio 7: preparare i cavi jumper

Ogni cavo jumper necessita di un'estremità maschio e di un'estremità privata di pochi mm di filo. Mi piace usare un qualche tipo di contenitore per catturare i pezzi di filo spelati, altrimenti finiscono per tutto il mio appartamento e forse è peggio dei brillantini.

Passaggio 8: saldare i cavi jumper alla scheda e collegarli

Usa il grafico di un paio di passaggi indietro per saldare i cavi nei punti corretti sul PCB e collegarli ai pin corretti su Arduino.

Passaggio 9: costruzione completata

Prenditi un piccolo momento per premere celebrativamente alcuni pulsanti (non ancora funzionanti) e poi passiamo a un po' di codice!

Passaggio 10: schematico

Questo è uno schema del PCB e delle cose che gli abbiamo saldato.

Le caselle grigie rappresentano ciascuna una delle combinazioni di pulsanti / LED. Se questo sembra super complicato (a me è successo la prima volta che l'ho visto), non preoccuparti, lo scomporrò.

Se vuoi solo guardare il codice da solo, è sul mio github qui.

Passaggio 11: solo i pulsanti

I LED e i pulsanti sono in realtà separati l'uno dall'altro (a parte il fatto che sono tutti collegati ad Arduino), quindi diamo un'occhiata prima ai pulsanti.

Ogni scatola grigia contiene un pulsante e un diodo (quelli su cui abbiamo saldato - ti spiegherò lo scopo tra un po').

Nota: sono sicuro che questo sia super ovvio per alcune persone, ma non ne ero sicuro quando ho iniziato a capirlo, quindi lo dirò! Le righe (in verde) e le colonne (in blu) non sono collegate, sono semplicemente sovrapposte. Le cose sono collegate solo dove c'è un piccolo punto nero. La chiusura di uno dei pulsanti, tuttavia, crea una connessione tra la riga e la colonna.

Passaggio 12: impostare i pin dei pulsanti

Per i pulsanti, utilizzeremo le colonne come output e le righe come input.

Saremo in grado di controllare se viene premuto un pulsante perché se c'è una connessione tra una riga e una colonna, la tensione dall'uscita raggiungerà l'ingresso. Per iniziare, in setup() emettiamo un'alta tensione su tutte le colonne. Impostiamo le righe come input di pull-up, il che significa che per impostazione predefinita leggono anche in alto.

Passaggio 13: scansione

Nel ciclo, una funzione chiamata scan() passa attraverso una colonna alla volta e imposta la sua tensione su un valore basso.

Quindi esamina ogni riga di connessione del pulsante, per vedere se qualcuno di loro sta leggendo in basso.

Se una riga di pulsante ha un valore basso, significa che il pulsante che collega quella riga e quella colonna è stato premuto.

Passaggio 14: non tutte le pressioni dei pulsanti sono uguali

Se il pulsante viene premuto rapidamente e con fermezza, il trasferimento di tensione dalla colonna alla riga sarà piacevole e pulito.

Tuttavia, se viene premuto un po' lentamente o in modo irregolare, la tensione potrebbe oscillare un po' fino a quando non ci sarà una buona connessione tra la pulsantiera e i contatti sul PCB.

Ciò significa che una pressione di un pulsante che un essere umano pensa sia solo una, potrebbe essere interpretata dall'arduino come diverse pressioni separate.