Puzzle basato sul colore: 6 passaggi

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

Ehilà!

Per un progetto scolastico chiamato "If This Then That" ho dovuto costruire un oggetto interattivo usando Arduino. Ho deciso di costruire un puzzle a colori con un semplice sistema di feedback.

Cosa fa (in breve):

1. Determina il colore dell'oggetto sopra il sensore di colore.
2. Controlla se quel colore corrisponde alla soluzione corretta.
3. O solleva il segno "sei morto" o no, a seconda del tempo in cui il puzzle è stato risolto o meno.

Quindi potresti pensare che questo puzzle sia facile da risolvere?

Bene, per qualcuno che sa come funziona in qualche modo lo è, anche se puoi cambiare la soluzione! Ma non preoccuparti, a qualcuno che non ha idea di come funzioni sembra una magia. Nella mia esperienza molte persone pensavano che il puzzle riguardasse il peso, non il colore. E, per non dimenticare, sei il padrone del puzzle, quanti indizi dare dipende da te.

Come (vorrei) usarlo:

Vorrei usare questo puzzle come parte interattiva della mia campagna D&D.

Passaggio 1: materiali

Avrai bisogno delle seguenti cose prima di poter iniziare a costruire:

Generalmente:

Un cervello (creativo) per inventare un puzzle

Roba da Arduino:

• Arduino Uno
• tagliere
• Un servomotore
• (TCS3200) Sensore di colore
• 7x cavi jumper maschio - femmina (preferibilmente tutti i colori diversi, altamente raccomandato)
• 11x cavi per ponticelli maschio - maschio
• powerbank (nel caso tu voglia che funzioni senza il tuo computer/laptop)

Involucro:

• Una scatola (scarpe) con coperchio (su cui costruire il puzzle)
• un paio di pezzi di cartone (per fare le pareti, pilastro in mezzo e segno sei morto)
• Blocchi di legno, (almeno) un lato deve essere più grande del sensore di colore.
• vernice: nero, rosso, blu e verde (ed eventuali colori aggiuntivi se lo desideri*)
• Foglio A4 di carta bianca
• Forbici
• Un pennarello nero
• Nastro biadesivo resistente
• Una matita
• Colla istantanea
• Spelucchino o coltello Stanley

* piccola nota a margine sui colori: inizialmente ho usato anche il viola ma il sensore non riusciva a distinguere rosso e viola quindi l'ho omesso. Tieni presente che anche altri colori potrebbero non funzionare così bene (ma potrebbero, non ho provato). Il mio sensore era economico, un sensore più preciso può probabilmente distinguere più colori.

Passaggio 2: il puzzle

La parte più importante di questo progetto è avere un buon puzzle per spezzare il cervello.

Come puoi vedere nella prima immagine (quella con l'introduzione), ho dipinto rune norrene sui miei blocchi (su ogni lato tranne che sul fondo). Hanno a che fare con il puzzle. Ho quindi incollato una semplice domanda sul caso: "La vera ricchezza è…?".

Ho usato l'immagine sopra per tradurre le rune. Ho anche dato le traduzioni alle persone che hanno provato il mio puzzle.

La soluzione al puzzle:

La vera ricchezza è la felicità!

Quindi ciò che il giocatore deve fare è sostituire il tesoro (blocco con il simbolo della ricchezza) con il blocco con il simbolo della felicità su di esso.

Sentiti libero di usare il mio puzzle, ma ti incoraggerei a inventare il tuo.

Passaggio 3: il cablaggio

Il cablaggio è abbastanza semplice poiché ci sono solo 2 componenti (e l'arduino). Nella descrizione uso il numero minimo di fili, se vuoi usarne di più sentiti libero di farlo. (Ho usato più fili sulla foto)

Arduino alla breadboard: (Usa 2 cavi maschio - maschio)

1. collega il pin 5V al lato + della breadboard.
2. collega uno dei pin di terra al lato - della breadboard.

Il servo: (Usa 3 cavi maschio - maschio)

il servo ha tre fili: alimentazione, massa e segnale.

1. L'alimentazione è in genere un filo rosso, collega questo filo al lato + della breadboard.
2. La terra è in genere un filo nero o marrone, collega questo filo al lato - della breadboard.
3. Il segnale è in genere un filo giallo o arancione, collega questo filo a una riga orizzontale sulla breadboard.*

Il sensore di colore: (usa 7 cavi maschio - femmina)

1. VCC: collega questo cavo al lato + della breadboard (questa è alimentazione).
2. GND: collega questo filo al lato - della breadboard (questo è il terreno).
3. S0: collega questo cavo a una riga orizzontale sulla breadboard.*
4. S1: collega questo cavo a una riga orizzontale sulla breadboard.*
5. S2: collega questo cavo a una riga orizzontale sulla breadboard.*
6. S3: collega questo cavo a una riga orizzontale sulla breadboard.*
7. OUT: collega questo cavo a una riga orizzontale sulla breadboard.*

* Non ti sto dicendo esattamente dove appuntarlo sulla breadboard perché è più facile capire da solo cosa è meglio in combinazione con la tua build.

Breadboard per Arduino: **(Usa 6 cavi maschio - maschio)

È intelligente vedere se tutto funziona prima di inserirlo nella custodia, tieni presente che per farlo è necessario estrarre questi cavi e rimontarli in un secondo momento. Assicurati di ricordare o annotare quale cavo è collegato a cosa.

1. collega la riga che hai collegato al pin del segnale del servo al pin 9 di Arduino.
2. collega la riga che hai collegato al pin S0 del sensore di colore al pin 4 di Arduino.
3. collega la riga che hai collegato al pin S1 del sensore di colore al pin 5 di Arduino.
4. collega la riga che hai collegato al pin S2 del sensore di colore al pin 6 di Arduino.
5. collega la riga che hai collegato al pin S3 del sensore di colore al pin 7 di Arduino.
6. collega la riga che hai collegato al pin OUT del sensore di colore al pin 8 di Arduino.

** le righe a cui mi riferisco sopra qui sono quelle sulla tua breadboard.

Passaggio 4: il codice

In allegato qui troverai il codice necessario per eseguire questo progetto. I commenti nel codice dovrebbero essere chiari su ciò che fa. Se desideri informazioni più approfondite su come funziona il sensore di colore (perché se vuoi comprendere appieno il codice) ti consiglio di controllare questo tutorial "Come funziona il sensore?" sezione.

Anche se non ci sei ancora, ci sono un paio di cose che devi regolare nel codice:

• Regola le variabili.
• Modifica le istruzioni if per adattarle al tuo indovinello (se necessario).

È utile creare il pilastro e dipingere i blocchi dal passaggio successivo prima di regolare le variabili in modo da non doverlo ripetere.

Regola le variabili:

Se hai costruito correttamente il cablaggio, il codice dovrebbe funzionare, prendi un pezzo di carta, una penna e i blocchi (dipinti).*

1. Commenta temporaneamente la funzione void checkRiddle fuori dal codice. (quindi quella parte non viene eseguita)
2. Carica il codice sul tuo Arduino.
3. Apri il monitor seriale, inizierà a funzionare e ti mostrerà R= … G= … B= … (e alcune altre cose, non contano ora)
4. Tieni un blocco colorato proprio di fronte al sensore (il più vicino possibile al tuo progetto finale) per un paio di secondi.
5. Mentre lo tieni ancora davanti al sensore, spegni il tuo Arduino. (tiralo fuori dalla porta usb)
6. Annotare i valori esterni (massimo e minimo) misurati dal sensore di colore su ciascun colore (R, G e B).
7. Scegli i due valori che variano di meno (ad esempio R e B).**
8. Conta +10 sul valore più alto e -10 sul valore più basso in modo che al sensore siano ammessi piccoli errori.
9. Ora sostituisci i valori nel codice con quelli che hai ora. (Un commento dice quali valori dovresti sostituire)
10. Se stai usando un colore diverso dal mio, cambia anche serial.print.
11. Ora ricarica il codice sul tuo Arduino usando i valori appena misurati.
12. Verifica se il monitor seriale stampa bene il colore che hai appena inserito nel codice tenendo lo stesso blocco colorato davanti ad esso. Assicurati che sia coerente finché lo tieni davanti al sensore.
13. Se no::(controlla i valori, vedi se è necessario aumentare l'intervallo. Se sì::) il codice ora riconosce questo colore.
14. Ora ripeti questo processo (passaggio 4 - 13) fino a quando tutti i colori che desideri utilizzare sono integrati nel codice.
15. Non dimenticare di decommentare la funzione void checkRiddle!

* vai prima al passaggio "il caso" se non li hai ancora dipinti.

** puoi essere più preciso se vuoi usando tutti e 3 (R, G e B) ma per questo progetto non è necessario.

Adatta le istruzioni if al tuo indovinello: (solo se vuoi cambiare la soluzione)

Passaggio 5: il caso e la verniciatura dei blocchi

Il caso è una parte un po' complicata ma non è difficile da realizzare, si tratta principalmente di avere le misure corrette. Non sto dando le mie misure perché (molto probabilmente) non stiamo usando materiali delle stesse dimensioni.

Dipingere i blocchi:

Dipingi i blocchi nei colori che desideri utilizzare. Consiglio rosso, verde e blu perché è più facile distinguere quelli con il sensore.

Se non stai creando il tuo puzzle, dipingi anche sulle rune.

Il pilastro:

Il pilastro serve a nascondere (parzialmente) il sensore di colore e i cavi ad esso collegati. Per determinare le misure del pilastro è necessario misurare i lati del sensore di colore e determinare l'altezza che si desidera che sia il pilastro (quello che si vedi nella foto è alto 3 cm). Quindi disegnalo su un cartone e ritaglialo, puoi dipingerli se vuoi.

Attacca i fili al sensore PRIMA di inserirlo nel pilastro, non sarai più in grado di raggiungere i pin.

Ho utilizzato il nastro biadesivo per fissare il sensore all'interno del pilastro. Puoi vederlo nella terza foto.

Assicurarsi che i led sul sensore siano all'interno del pilastro (non oltre il bordo), i blocchi dovranno appoggiarvi successivamente.

Il segno "sei morto":

Taglia un pezzo di cartone e scrivici sopra "sei morto". Come puoi vedere nella prima foto, ho attaccato una foto di un uomo arrabbiato con la spada dall'altra parte. Assicurati che il cartello abbia un'aletta sul fondo. Usa l'aletta per fissare il segno al servo.

Creazione della stanza:

1. Dipingi la scatola che hai scelto per la custodia. (Qualsiasi colore ti piace, ho usato il nero)
2. Disegna la forma della stanza sul fondo della scatola per determinare la lunghezza delle pareti. (Misura le linee con un righello).
3. Determina l'altezza che vuoi che abbiano le pareti. Le pareti nel mio esempio sono alte 5 centimetri.
4. Ora hai le dimensioni delle tue pareti, disegnale sul cartone e ritagliale.
5. Dipingi le pareti. (li ho dipinti di nero)
6. Incolla le pareti sulla scatola, sulle linee che hai disegnato prima.

Ora hai preparato la stanza.

Fori per i cavi e il segno:

Devi fare due fori nella scatola, uno per i cavi e uno per il segno "sei morto". e stai attento! i fori non possono essere rimossi una volta che ci sono.

fai un buco sotto il punto in cui vuoi che vada il sensore di colore. Fai il buco il più piccolo possibile ma evita la tensione sui cavi, non vuoi che si allentino.

Il foro per il cartello "sei morto" deve essere un po' più spesso del cartone che stai usando, in modo che possa fuoriuscire senza colpire la custodia. La lunghezza del foro dipende da quanto è grande il segno. Usa un coltello Stanley o uno spelucchino per fare il buco.

Ora usa il nastro biadesivo per attaccare il servomotore al lato della scatola.

Passaggio 6: domande?

Quindi ora dovresti essere in grado di costruire un fantastico puzzle basato sui colori con Arduino. Se hai domande, assicurati di chiedere!

Divertiti a costruire!