描述

萬圣節(jié)快樂！今天我們本著萬圣節(jié)的精神，將學(xué)習(xí)一個(gè)教程來制作一個(gè)陌生人事物“幫助我”板。

您需要的零件：

• Arduino 或同等產(chǎn)品

• 發(fā)光二極管

• 硬紙板或刨花板

• 9V電池

• 金屬絲

• 夏普

• 電工膠帶

Elegoo Uno R3 完整入門套件非常適合此用途，因?yàn)樗?4 種不同的 LED 顏色。幸運(yùn)的是，我周圍還有一些其他顏色的 LED，這樣我就可以為項(xiàng)目添加更多變化。

原理圖

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為了使用更少的 I/O 引腳，我們將使用 5×5 矩陣。這將覆蓋字母 AY。對(duì)于 Z 它將有自己的引腳。通過查看上面的示意圖，您可以看到，為了打開一個(gè) LED，該行將變?yōu)楦唠娖?，而源將被設(shè)置為低電平。例如。要打開 A，PIN 2 將設(shè)置為高電平，而 Pin 8 將設(shè)置為低電平。這只會(huì)打開 A。將一個(gè) ROW 設(shè)置為高電平而將其他 ROWS 設(shè)置為 LOW 以及將一列設(shè)置為低電平而將其他列設(shè)置為 HIGH 的每種組合一次只會(huì)點(diǎn)亮一個(gè) LED。這使用 10 個(gè)引腳 + 1 來完成所有 26 個(gè)字母。與必須為每個(gè) LED 配備一個(gè) I/O 相比，這使用的 I/O 引腳要少得多。

接下來要決定的是源電阻（R1-R6）。由于有不同的 LED，因此會(huì)有不同的電壓降。LED 兩端的電壓范圍為 1.5V 至 3.5V。因?yàn)檫@應(yīng)該看起來很嚇人，所以我們并不真正關(guān)心某些 LED 可能看起來更亮而其他 LED 可能看起來更暗。我們唯一關(guān)心的是確保我們不超過 Arduino 引腳可以提供的最大電流 20mA。我最終為這個(gè)項(xiàng)目挑選了 250 歐姆的電阻器。這為我們提供了 (5V-1.5V)/250 Ohm 至 (5V-3.5V)/250Ohms 或 14mA – 6mA 的范圍。這沒關(guān)系，因?yàn)槲覀儾粫?huì)超過 I/O 引腳的最大 20mA 要求。

步驟1

現(xiàn)在我們有了要使用的電路，第一步是拿起硬紙板或硬紙板并布置字母表。確保事先在一張紙上試一試，這樣你才能得到正確的字母間距和大小

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第2步

接下來我們將在字母下方鉆孔。盡量讓這些間隔開，以便 LED 引線可以輕松插入孔中。

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步驟 3

鉆完所有孔后，就可以插入所有 LED 了。我選擇嘗試讓 LED 隨機(jī)。將它們?nèi)坎迦胂嗤臉O性方向，這樣更容易接線。我在左側(cè)插入了每個(gè)帶有長(zhǎng)引線的 LED。在查看原理圖時(shí)，這使得 LED 接線變得非常容易。

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第4步

現(xiàn)在是時(shí)候開始焊接了。您需要將電路板翻轉(zhuǎn)到背面。確保執(zhí)行此操作時(shí) LED 不會(huì)掉落。當(dāng)我將它翻轉(zhuǎn)到背面時(shí)，我通過將另一塊芯片板放在 LED 的頂部來做到這一點(diǎn)。

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步驟 5

現(xiàn)在繼續(xù)添加你的 Arduino，9V 電池并將所有東西連接到適當(dāng)?shù)囊_。還可以使用電工膠帶確保沒有短路。我把我的放在 LED 的引線和 Arduino 的背面。然后我使用電工膠帶將 9V 電池和 Arduino 固定到電路板背面。

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第 6 步 – 編碼

現(xiàn)在我們將開始編碼。您可以通過使用 digitalWrite() 進(jìn)行設(shè)置來測(cè)試您的電路和布線，并將所有行設(shè)置為低，除了一列，然后將所有列設(shè)置為高，除了一列，并確保相應(yīng)的 LED 為組合打開。

我們將不使用 digitalWrite()，而是直接進(jìn)入 ATMEGA 微型庫，通過將PORTD 和 PORTB設(shè)置為我們想要打開和關(guān)閉的數(shù)字 I/O來打開和關(guān)閉引腳。這將使編程更容易。PORTD 控制數(shù)字 I/O 引腳 0-7，而 PORTB 控制引腳 8-13。例如：如果您想打開引腳 7 并關(guān)閉所有其他引腳，只需設(shè)置 PORTD = 10000000。

首先，我們將創(chuàng)建一個(gè)結(jié)構(gòu)來定義每個(gè)字母的端口配置。

typedef struct // Create a structure to convert Binary of the PORTs for the corresponding Letter
{
  byte portd;
  byte portb;
}letter_data_t;

我們將命名為 letter_data_t 的結(jié)構(gòu)。接下來，我們將布置表格，根據(jù)我們連接的 5×5 矩陣將每個(gè)字母定義為一個(gè)端口。這將是 letter[] 數(shù)組。

const letter_data_t letter[] =
{
  {B00000100,B11111110}, //A
  {B00000100,B11111101}, //B
  {B00000100,B11111011}, //C
  {B00000100,B11110111}, //D
  {B00000100,B11101111}, //E
  {B00001000,B11111110}, //F
  {B00001000,B11111101}, //G
  {B00001000,B11111011}, //H
  {B00001000,B11110111}, //I
  {B00001000,B11101111}, //J
  {B00010000,B11111110}, //K
  {B00010000,B11111101}, //L
  {B00010000,B11111011}, //M
  {B00010000,B11110111}, //N
  {B00010000,B11101111}, //O
  {B00100000,B11111110}, //P
  {B00100000,B11111101}, //Q
  {B00100000,B11111011}, //R
  {B00100000,B11110111}, //S
  {B00100000,B11101111}, //T
  {B01000000,B11111110}, //U
  {B01000000,B11111101}, //V
  {B01000000,B11111011}, //W
  {B01000000,B11110111}, //X
  {B01000000,B11101111}, //Y
  {B10000000,B11111111}, //Z
  {B00000000,B00000000}  //26 = 0ff
};

現(xiàn)在已經(jīng)使用我們上面創(chuàng)建的結(jié)構(gòu)為每個(gè)字母建立了引用 PIN 輸出的表。

接下來我們將轉(zhuǎn)到代碼的設(shè)置部分。每個(gè)引腳都需要設(shè)置為輸出

void setup() {
  // Setup each pin used as an output 
  pinMode(2,OUTPUT);
  pinMode(3,OUTPUT);
  pinMode(4,OUTPUT);
  pinMode(5,OUTPUT);
  pinMode(6,OUTPUT);
  pinMode(7,OUTPUT);
  pinMode(8,OUTPUT);
  pinMode(9,OUTPUT);
  pinMode(10,OUTPUT);
  pinMode(11,OUTPUT);
  pinMode(12,OUTPUT);
}

現(xiàn)在已經(jīng)設(shè)置了代碼并創(chuàng)建了表，我們將設(shè)置一些函數(shù)。該程序的主要功能是 runHelpme() 函數(shù)。這將使董事會(huì)拼寫 HELP ME。這是我們?cè)噲D表明“顛倒”中的某個(gè)人可能正在嘗試聯(lián)系我們的嘗試。

void runHelpme()
{
  PORTD = letter['h'-'a'].portd;
  PORTB = letter['h'-'a'].portb;
  delay(1000);
  PORTD = letter['e'-'a'].portd;
  PORTB = letter['e'-'a'].portb;
  delay(1000);
  PORTD = letter['l'-'a'].portd;
  PORTB = letter['l'-'a'].portb;
  delay(1000);
  PORTD = letter['p'-'a'].portd;
  PORTB = letter['p'-'a'].portb;
  delay(1000);
  PORTD = letter[26].portd;
  PORTB = letter[26].portb;
  delay(1000);
  PORTD = letter['m'-'a'].portd;
  PORTB = letter['m'-'a'].portb;
  delay(1000);
  PORTD = letter['e'-'a'].portd;
  PORTB = letter['e'-'a'].portb;
  delay(1000);
  PORTD = letter[26].portd; //Turn off the LEDs
  PORTB = letter[26].portb; //Turn off the LEDs
  delay(1000);
  }

這使用了我們創(chuàng)建的結(jié)構(gòu)，并將減去我們想要的字母減去 'a' ，這是表中的第一個(gè)字母。這將通過給我們我們創(chuàng)建的表的想要的“字母”編號(hào)來實(shí)現(xiàn)。設(shè)置字母后，我們延遲一秒鐘，然后打開下一個(gè)字母。

下一個(gè)我們要寫的函數(shù)是一些花哨的函數(shù)，讓棋盤看起來有點(diǎn)怪異。第一個(gè) flair 函數(shù)將是一個(gè) runRandom() 函數(shù)，它將隨機(jī)選擇字母并將它們打開隨機(jī)次數(shù)。

void runRandom()
{
  for(int i = 0; i<=15; i++)
  {
    int x = random(0,25);
    PORTD = letter[x].portd;
    PORTB = letter[x].portb;
    delay(random(40,200));
    delay(random(40,200));
    delay(random(40,200));
  }
}

這將運(yùn)行 15 個(gè)隨機(jī)字母。我們將 x 設(shè)置為 0-25 之間的隨機(jī)數(shù)，它選擇 26 個(gè)字母之一，然后等待 40 毫秒到 200 毫秒之間的三個(gè)隨機(jī)時(shí)間。

我們要編寫的最后一個(gè)函數(shù)是 flickerRandom() 函數(shù)。這將閃爍一個(gè)隨機(jī)函數(shù)。我認(rèn)為這無疑增加了一個(gè)很好的感覺，即董事會(huì)正在發(fā)生一些奇怪的事情。

void flickerRandom()
{
  int x = random(0,25);
  for(int i = 0; i<=5; i++)
  {
    PORTD = letter[x].portd;
    PORTB = letter[x].portb;
    delay(random(40,500));
    PORTD = letter[26].portd;
    PORTB = letter[26].portb;
    delay(random(40,500));
  }
}

這將在 40 毫秒至 500 毫秒的閃爍時(shí)間之間的任何位置閃爍 5 個(gè)隨機(jī)字母。

現(xiàn)在所有的函數(shù)都寫好了，是時(shí)候把所有的主循環(huán)代碼放在一起了。

void loop() {
  flickerRandom();
  delay(2000);
  runHelpme();
  delay(2000);
  flickerRandom();
  flickerRandom();
  runRandom();
}

這將首先啟動(dòng)閃爍例程，延遲 2 秒，顯示我們的“幫助我”例程，等待 2 秒，再次連續(xù)閃爍 2 次，然后運(yùn)行隨機(jī)例程。這一切都表明陌生人的事情板肯定有一些奇怪的事情正在發(fā)生，如果你觀察得足夠近，有人可以看到它在說“幫助我”。很明顯，來自 UPSIDE DOWN 的人正試圖聯(lián)系我們！

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