Осу! Пернетақта: 8 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:22

Мен жақында осу атты ырғақты ойын ойнай бастадым! мен коммерциялық мини пернетақтаның бейнесін көргеннен кейін мен оны өзім жасау қызықты жоба болар деп ойладым. Көп ұзамай мен оны бірінші жобам ретінде нұсқаулықтарға қою жақсы болар еді деп шештім.

Егер сіз бұл жобаны соңғы нұсқаулыққа дейін қайталағыңыз келсе, онда менің қонағым болыңыз, бірақ мен жасаған кейбір шешімдер ең төмен бағаға немесе ең жақсы сапаға негізделмеген. Кейбір компоненттер менде жатқызылғандықтан ғана таңдалады. Егер сіз оны шеше алсаңыз, мен сіздің жобаңызды реттеуге кепілдік беремін.

Ескерту 1: SMD компоненттері (шағын электроника) қолданылады, сондықтан егер сіз бұл жобаны қайталасаңыз, дәнекерлеу дағдылары қажет. Мүмкін, дәнекерлеуге оңай нұсқасы қосылады, бірақ бұл саңылаулар саңылаулармен қаптамада болмайды

2 -ескерту: Мен кодты бірнеше рет жаңарттым және қазір 3ish нұсқасына дейін жетемін. Мен барлық кодты желіде қалдырамын, бірақ мен сізге соңғы нұсқаны қолдануды ұсынамын. Қазіргі уақытта оның функционалдығы жоқ, бірақ ол ең жақсы жұмыс істейтін болуы керек.

1 -қадам: материалдар мен түсініктемелер

Жобаны қалай жасайтыныңызға байланысты сізге әр түрлі компоненттер қажет болуы мүмкін, бірақ бұл компоненттер мен қолданған компоненттер. Егер сізде уақыт болса және ақшаны үнемдегіңіз келсе, aliexpress -ке тапсырыс беріңіз және ПХД -ге тапсырыс бермеңіз.

1 Arduino pro micro + USB кабелі

3 Kailh BOX қызыл қосқыштары

3 10к резистор (0805 SMD)

3 100nF конденсатор (0805 SMD)

4 APA102 rgb жарық диоды (5050 SMD)

3 пернелер тіркесімі

1 Осы жобада берілген баспа платасы (ПХД)

Бұл жобада 3D басылған 1 қап

Мен неге Arduino pro micro қолданамын?

Uno (Atmega328) сияқты көптеген arduino тақталарында USB байланысы үшін жергілікті қолдау жоқ. Иә, сіз оларды USB арқылы оңай бағдарламалай аласыз және менің ойымша, уақытша шешімдер бар, бірақ мен USB байланысына қатысты қарапайым болғанды ұнатамын және шешімдердің жауап беретінін білмеймін. Бұл тақталар USB байланысын қамтамасыз ету үшін сыртқы чипті пайдаланады, ал Arduino pro micro (Atmega32U4) орнатылған.

Қосқыштар

Сіз қолдана алатын көптеген механикалық қосқыштар бар. Kailh немесе Cherry MX -тен сызықты, жанасатын немесе түйреуіш. Сізге ұнайтынын таңдаңыз. Мен Kailh қосқыштарын қолдандым, себебі олар Ailexpress -те арзан болды. Егер сіз ПХД қолдануды таңдасаңыз, сізге Kailh BOX қосқыштары қажет болады. Түс сезімді анықтайды.

Электронды компоненттер

Бұл тарауда олар туралы көп нәрсе түсіндіруге болмайды, бірақ егер сіз ПХД қолданбасаңыз, мен дәнекерлеуді жеңілдету үшін тесіктердің қарапайым компоненттерін ұсынар едім. Өкінішке орай, қолданылатын светодиодтар шұңқырлы пакеттерде жоқ. Егер сіз дәнекерлеу дағдыларына сенімді болмасаңыз, SMD пакеттерінде сымдарды қолдануды ұсынбаймын. ПХД -дағы SMD үшін «жетілдірілген» дәнекерлеу дағдылары теңестіріледі.

Тұрғын үй

Мен бұл жобада тұрғын үймен қамтамасыз етемін, бірақ дәл қазір ол дұрыс емес. Бұрандаларды бекіту үшін модификациялар қажет, светодиодтардың саңылаулары оңтайлы емес, ардуино ашық және USB сымға сәйкес келуі үшін оның бір бөлігін кесіп алу қажет. Болашақта жаңа тұрғын үй қосылуы мүмкін. Егер сізде 3D принтері болса, оны басып шығарыңыз, бірақ егер сіз жобалық қорапты пайдаланбасаңыз, бұл қате қапты басып шығаруға тырыспаңыз.

2 -қадам: Схема

Бұл жобаның схемасы өте қарапайым, бірақ мен оны іске асыруды білмейтін адамдарға қызығушылық білдіретін компоненттерді түсіндіргім келеді.

Arduino қосылымдарын қосыңыз

Коммутаторлар 0, 2 және 3 Arduino түйреуіштеріне қосылған, себебі бұл түйреуіштерді сыртқы үзіліс ретінде пайдалануға болады. Бұл код бөлімінде толығырақ түсіндіріледі.

Жою схемасы

Схеманың сол жағында 3 рет көшірілетін схема орналасқан. Бұл схема коммутаторды өшіру үшін қолданылады. Дебингтің не екенін білу үшін коммутатордың секіруін түсіну керек, оны түсіну қиын емес.

Алғашқы суретті салу үшін алдымен осы модельдеуге қараңыз (қосқышты тез басып, төмендегі сигналды қараңыз)

Коммутаторды басқанда немесе босатқанда, ол секіреді және сіздің сигнал бірнеше миллисекундқа жоғары және төмен ауысады. Arduino шынымен де жылдам және қысқа уақыт ішінде жоғары және төмен оқитын. Бағдарлама жоғары немесе төмен оқылған сайын пернені басуды жібереді немесе босатады, сондықтан әр басқан сайын компьютерге бірнеше рет басылады. Ырғақты ойын үшін өте қолайлы емес.

Бұл шығудың схемасы сигналдың құлау жиегін баяулатады. Arduino -ға берілетін сигнал секіру кезінде тез өзгере алмайды, сондықтан ол бір басу ретінде оқылады. Келесі нақты баспасөзде баяулайды деп уайымдамаңыз, себебі ол болады.

Озат:

Atmaga32U4 0,2 Вкц - 0,1 В = 0,9 вольттегі цифрлық төмен мәнді оқиды. Конденсатордың кернеуі оның разрядындағы кез келген уақытта Vcc * e^(-t/RC). Егер сіз коммутатордың басқа шығу уақытын өлшесеңіз, резистор мен конденсатордың мәндерін есептей аласыз.

формула формасы

Жарық диодтары

Rgb светодиодтары - APA102 светодиодтары, олар сағаттар мен деректер желісінің көмегімен жеке адрестеледі. Оларды жұмыс істеу үшін сыртқы компоненттер қажет емес. Көптеген светодиодтар үшін 5 вольт пен жерге параллель конденсаторды қолдану керек, бірақ тек 4 светодиод қажет емес.

3 -қадам: тақтаның дизайны

ПХД JLCPCB -де жасалған. Мен оларға демеушілік жасамаймын, бірақ арзан прототиптер үшін олар керемет ПХД жасайды. 2 доллар үшін сіз сол тақтайдан 10 аласыз, бірақ мен үшін жеткізу шамамен 11 доллар болды. Егер сіз rgb жарықтандыруды қажет етпесеңіз және біреуін жасауды жоспарламасаңыз, пернетақтаны ПХД жоқ жасауды қарастырған жөн.

Тақтаның дизайны өте қарапайым болды. Маған тек коммутаторлар үшін компонент қосу керек болды, бірақ мен бірнеше бейнені көргеннен кейін өзімді ұстадым. Мен түсінген жалғыз кемшілік - тесіктердің орналасуы ажыратқыштарға сәл жақын.

ПХД -ге тапсырыс беру үшін https://jlcpcb.com/ өтіңіз және 2 қабатты опцияны таңдаңыз. Ол сізден Gerber файлын сұрайды. «.zip» файлын жүктеп алып, оны терезеге сүйреңіз. Оны ашудың қажеті жоқ. Параметрлер жақсы болуы керек және сіз тапсырысты аяқтай аласыз.

4 -қадам: Корпустың дизайны мен құрастыру бойынша кеңестер

Дизайн

Бұрын айтқанымдай, менің дизайнымда кемшіліктер бар, бірақ егер қаласаңыз, оны басып шығара аласыз. Дизайн Fusion 360 -та жасалған. Бұл 3D модельдеудің ақысыз бағдарламасы, мен өнертапқыштар мен қатты жұмыс тәжірибесімен жұмыс істеу өте оңай болды. Корпустың бұрыштарындағы шеңберлер баспа бетінен қабыршақтанудың алдын алуға арналған.

Егер сіз өзіңіздің жеке ісіңізді жасасаңыз, бір ғана нәрсе маңызды. Сіздің қосқыштарыңыз мықтап орналастырылып, қозғалмауы керек. Мен Kailh BOX қосқыштарын қолдансаңыз, оны өзіңіздің дизайныңыз үшін қолдануға болатын өлшемдері бар шаршы кесінділердің суреттерін ұсындым.

Ассамблея

Енді сізде жинауға қажетті барлық компоненттер бар. Коммутаторлар дәнекерленгендіктен, бұл бірінші нұсқаны жинауға тапсырыс бар.

1. SMD компоненттерін дәнекерлеу. бұл резисторлар, конденсаторлар және жарық диодтары.

2. Arduino pro micro дәнекерлеу.

3. Дәнекерлеу алдында 3 қосқышты 3D басып шығарылған қаптамаға салыңыз. Қосқыштарды дәнекерлегеннен кейін қақпақты алу мүмкін емес. Коммутаторлардың түсін өшіру ұсынылмайды және оларды бұзуы мүмкін.

4. Енді ажыратқыштарды орнына дәнекерлеңіз. Мұны мүмкіндігінше тезірек жасаңыз, себебі пластикалық қосқыштар оларды ерітіп, бұзуы мүмкін немесе олардың басу санын күрт азайтады.

5. Жиналған қаптаманы 3D басып шығарылған қапқа салыңыз және таспамен бекітіңіз немесе егер олар пернелердің қақпағына кедергі жасамаса болттарды қолданыңыз.

6. Түймешіктерді қосқыштарға қойыңыз, сіз аяқтадыңыз.

Ұсыныстар

Кодты жүктегеннен кейін arduino жарықдиодты сөндіріңіз немесе жасырыңыз. Егер сіздің кодыңыз жүктелмесе, жарық диодтары жақсы, бірақ дайын өнім ретінде қарау жақсы емес. Білікті және ұшты пинцет қажет.

Сондай -ақ, төменгі жағындағы кейбір тұтқалар сырғанауға қарсы және rgb жарығының өтуіне мүмкіндік береді.

5 -қадам: V1 коды (аппараттық шығарылым)

Бұл жобаның коды жаңадан бастаушыларға жарамайды, сондықтан егер сіз тек arduino -да бағдарламалай бастасаңыз, онда бұл код сізді біраз қорқытуы мүмкін. Дегенмен, мен не болып жатқанын мүмкіндігінше түсіндіруге тырысамын. Кейбір нәрселер кейінірек осы мәтінде түсіндірілген, сондықтан сұрақтарыңыз болса, алдымен бәрін оқып шығыңыз.

Код жүктелуде

Алдымен барлық 3 «.ino» файлдарын жүктеп алып, оларды бір қалтаға салыңыз. Егер сізде Arduino IDE болмаса, оны arduino ресми сайтынан ақысыз жүктеп алыңыз.

Arduino -ны компьютерге қосыңыз және «OSU_Keyboard_code_V1.ino» ашыңыз. Құралдар тақтасында «Arduino/Genuino Micro» таңдаңыз. Сондай -ақ, Құралдарда COM портын таңдаңыз. Кейде бұл кодты Arduino -ға жүктеу үшін экранның сол жақ жоғарғы жағындағы көрсеткіні нұқыңыз және ол сол жақта аяқталғанын хабарлайды.

OSU_Keyboard_code_V1

Соның ішінде және анықтау

Алдымен пернетақта кітапханасын қосу керек. Бұл Arduino пернетақтасы ретінде пайдалануға мүмкіндік береді.

Содан кейін мен кейбір мәндерді анықтаймын. Анықтама айнымалыға ұқсас, бірақ олар бағдарлама жұмыс істеп тұрған кезде өзгере алмайды. Алғашқы 9 пернетақта таңбасына, arduino пин нөміріне және порт биттеріне арналған.

Содан кейін жарықдиодты деректер мен сағаттың порт биттері.

Сондай -ақ, жарық диодтарының бұрышы үшін шамдардың саны анықталады.

Орнату

Кодтың бұл бөлігі arduino қосылған кезде ғана орындалады.

Алдымен жарықдиодты сағаттар мен деректер түйреуіштері шығыс ретінде, ал ажыратқыш түйреуіштер кіріс ретінде орнатылады. Бұл pinMode () жетілдірілген нұсқасы. Егер сізді қызықтыратын болса, «тікелей портпен жұмыс жасауды» іздеңіз.

Keyboard.begin () usb қосылымын пернетақта ретінде іске қосады.

Келесі 3 үзіліс коммутаторға қосылады. Коммутаторда өзгеріс анықталған сайын шағын бағдарлама орындалады. Бұл шағын бағдарлама әрі қарай жасалатын болады.

Цикл

Бұл бөлік arduino қосылған кезде үздіксіз қайталанады.

Мен оны тек жарық диодтардың түсін өзгерту және жаңарту үшін қолданамын.

Үзілістер

Бұл жерде коммутатор түйреуіштерінде өзгеріс анықталған кезде ғана орындалатын шағын бағдарламалар жасалады. Олар ұқсас, олар қандай түйреуішке жауап береді.

Алдымен ол түйменің басылғанын немесе босатылғанын тексереді және пернетақтаның дұрыс командасын жібереді.

Жарық диоды (басқа тәртіпте түсіндірілген)

Егер сіз светодиодтардың қалай басқарылатынын білгіңіз келсе, APA102 мәліметтер кестесін қарауыңыз керек.

OneBit

Бұл тағы да цифрлық жазудың тікелей порт манипуляциясы.

Алдымен ол 0 немесе 1 жіберу керектігін тексереді және сәйкесінше деректерді төмен немесе жоғары тартады. Содан кейін ол сағатты жоғары жоғары жазады және қайтадан төменге жазады.

OneByte

Бұл «for» циклімен oneBit 8 рет қайталанады. Ол байтты бірінші битті оқиды және оның мәнін oneBit функциясына береді және келесі 7 бит үшін де солай жасайды.

LedData

Бұл бір LED үшін қажетті деректерді беру үшін oneByte 4 рет қайталанады. Бірінші байт xxxxx орнына 111xxxxx және 5 биттік жарықтық мәнінен басталады. Жарықтықты 0 -ден 31 -ге дейін орнатуға болады (2^5 = 32 деңгей).

Келесі 3 байт көк, жасыл және қызыл мәндерге арналған. Әр түс үшін бір байт.

ColorWheelThisLed

Бұл функция ledData деп аталады, ол дөңгелектегі бұрышқа байланысты rgb түстерін береді.

16 биттік мән - бұл 60 градус тең қашықтықтағы 6 секциядағы дивиденд. Суреттерді қарау сізге жақсы түсінуге көмектеседі.

(8 биттік нұсқа да ұсынылған, бірақ ол тым жыпылықтағандықтан түсіндірілген)

StartEndFrame

Светодиодқа жаңа түстерді жібергіңіз келген кезде және светодиодтардың нақты түсін жаңартқыңыз келген сайын, бастапқы кадрды қолдану қажет.

Мен тек бастапқы кадрды қолданамын, себебі соңғы кадр қажет емес. Бастапқы кадр - 0 байттың 4 байты. Соңындағы кадр - 255 (11111111) 4 байт.

6 -қадам: V2 коды (таймермен бағдарламалық қамтамасыз етуді жою)

Біраз уақыт ойнағаннан кейін мен аппараттық құралдарды шығаруда екі рет түрту проблемаларын байқадым. Бұл басқа резисторлармен немесе конденсаторлармен бекітілуі мүмкін, бірақ түймелер мен қақпақ алынбайды, сондықтан мен бағдарламалық жасақтаманы өшіру жақсы шешім болар еді деп ойладым. Бағдарламалық жасақтаманы жою аппараттық құралдарды жою кезінде орындалуы немесе орындалмауы керек. Менің қазіргі қондырғымда мен қақпақты алып тастамаймын, сондықтан мен резисторлар мен конденсаторларды орнында қалдырдым.

Мен кодты алдыңғы нұсқадағыдай кеңінен түсіндірмеймін, себебі түсіндіру сәл қиын.

Негізінде кодтың көпшілігі бірдей жұмыс істейді және жетекші код өзгеріссіз қалады. Сыртқы үзілістер енді arduino функцияларын пайдаланбайды. Енді ол таза С кодында жұмыс істейді. Ал енді бағдарламалық қамтамасыз етудің үзілуі қосылды. Бұл үшін мен AVR таймерлерін пайдаланып, серпіліс тоқтағанша белгілі бір уақыт күтудеміз. Таймерлер үзіліске негізделгендіктен, құлдырау уақытына циклде болып жатқан ештеңе әсер етпейді.

Мен ойлап табатын жалғыз кемшілік - arduino кешігу функцияларын енді қолдануға болмайды. Өйткені кешіктіру функциялары Таймер 0 -ді қолданады, ал бұл бағдарлама таймерден шығу үшін 0 -ді қолданады.

Суретте сіз кодтың қалай жұмыс істейтінін көре аласыз. Жад биті таймер жұмыс істеп тұрғанын көрсетеді. Түймені басудың соңында кірістің төмен болуы бейнеленбеген. Бұл жағдайда түйме босатылған кезде тек пернені басу жіберіледі. Бұл дегеніміз, кілт компьютерге қатысты болады. Бұл сирек кездесетін жағдай үшін таймердің мерзімі біткен кезде чек алдын ала жасалады. Егер таймердің соңында түйме басылмаса, пернені босату пәрмені жіберіледі.

7 -қадам: V3 коды (тік есептегіші бар бағдарламалық қамтамасыз етуді жою) (ұсынылады) (жарық диоды жоқ)

Бұл кодта резисторларды түсірудің қажеті жоқ нұсқасы бар. Әр түймені кіріс пен GROUND қосқаныңызға көз жеткізіңіз! Жиналмалы тартқыш қолданылады

Мен сондай -ақ V2 кодында кейбір тіркелмеген басуларды көрдім. Менің ойымша, код таймермен және сыртқы үзіліспен тым күрделі болды, мен кейбір ерекшеліктерді жіберіп алдым. Осы себепті мен Интернеттен бағдарламалық жасақтаманы жою әдістерін іздеуден бас тарттым.

(шынымды айтсам, бұл жобаның кем дегенде жартысы осы кезде түймені жоюға айналды)

Біраз ізденістен кейін мен мына жазбаны кездестірдім:

www.compuphase.com/electronics/debouncing….

Шынымды айтсам, бұл қалай жұмыс істейтінін толық түсіну үшін маған біраз уақыт қажет болды. Бұл бірнеше күрделі манипуляцияларды қамтиды, бірақ мен оны мүмкіндігінше жеңілдетуге тырысамын. Бірақ менің түсініктемелерім постқа қосымша болады, сондықтан сіз кем дегенде «тік есептегіштерді», «аннотацияланған іске асыруды» және «кідірісті азайтуды» оқуыңыз керек.

Менің түсініктеме

Мен қосқан уақыт диаграммасы (WaveDrom -да жасалған) бұл бит математиканы түсінуді қиындатуы керек. Назар аударыңыз, кескінде 2 есептегіш бит бар, бірақ менің кодымда 3 бар. Бұл ұзағырақ шығу уақытын білдіреді.

Мәнге бір бит

Тік есептегішті енгізумен қатар, бір уақытта бірнеше түймешіктерді қатар шығаруға болады. Барлық мәндер байт (uint8_t) түріне жатады және 8 биттен тұрады. Біз бұл байттардың қандай құндылығы бар екеніне алаңдамаймыз, керісінше бізді биттер қызықтырады. Шығарылатын әрбір түймешік әр байттың бір битін ғана пайдаланады. Бірінші түйме әр байттың бірінші битін ғана пайдаланады, екінші түйме екінші битті және т.

Барлығы бір уақытта

Бит -математиканы қолдана отырып, бұл түйіспелерді жоюды қатар жүргізуге болады. Бит математика өте күрделі болғанымен, бұл процессор үшін өте тиімді.

Деректердің 8 биттік түрімен 8 түйме үшін осылай жасауға болады. Үлкен деректер түрлерін қолдану бірден көп қарыз алуға мүмкіндік береді.

Дебунга

Шығу тәртібі таймер үзілісімен әр 1 миллисекундта орындалады.

түйме басылған кезде, күйі жойылған мемлекет күйі бірден төмендейді, бұл түймені басуды білдіреді. Шығаруды анықтау үшін түйме ұзақ уақыт бойы жоғары болуы керек, бұл оның белгілі бір уақыт бойы серпілмегенін көрсетеді. Toggle батырманың өзгеруін көрсету үшін қолданылады. Есептегіш биттер …. үшін қолданылады. серпіліс болмағанын санау.

Delta кіріс пен жойылған күй арасындағы айырмашылықты көрсетеді. Айырмашылық болған кезде ғана есептегіш есептеледі. серпіліс анықталған кезде есептегіш қалпына келтіріледі (дельта 0).

8 -қадам: Нәтиже

Егер бәрі ойдағыдай болса, енді Osu ойнауға арналған жұмыс пернетақтасы болуы керек! қосулы. Мен жеке күтуді мүлде байқамадым. Егер жасасаңыз, маған хабарлаңыз. Сондай -ақ, сұрақтар туындаса, кез келген нәрсені қоюға болады.

V2 туралы алдыңғы айтылған сөздер уәде емес, сондықтан бұл жобаны кейінге қалдырмаңыз, себебі сіз V2 күткіңіз келеді.

Сізге пернетақта ұнайды деп сенемін!

Осу! аты -жөні: Thomazzz3

Ақаулық себебін іздеу және түзету

Егер сіз пернетақтада қиындықтар бар деп ойласаңыз, алдымен мәтіндік редакторды ашып, әр пернені бір рет басыңыз.

Бір немесе бірнеше кілт жұмыс істемейді ме?

Дәнекерлеу кезінде қосқышты ішкі жағынан бұзуыңыз мүмкін. Егер сізде мультиметр болса, оны үзіліссіз/дыбыстық сигналға қосыңыз, Arduino қосылмаған кезде оны қосқышқа параллель қойып, пернені басыңыз. Бұл дыбыстық сигнал беруі керек.

Сіз енгізген таңбалар Osu -да конфигурацияланған пернелерге сәйкес келуі керек! ?

Алғашқы 3 #Defines -те arduino кодындағы таңбаларды өзгертіңіз ('' қажет емес!).

Немесе Осуыңызды өзгертіңіз! конфигурацияланған пернелерді пайдалану параметрлері.

Бір немесе бірнеше кілт бірнеше рет қайталанады ма?

Шығару схемасы сіздің қосқыштарыңыз үшін жұмыс істемейді немесе дұрыс дәнекерленген емес. Дәнекерлеу қосылыстарын тексеріңіз. Егер бұл әлі де орын алса, 1uF конденсатордың мәнін қолданып көріңіз. Бұл ПХД пайдаланушылары үшін өте қиын болады.

Егер сізде светодиодтармен проблемалар туындаса

Жарық диодтары жыпылықтай ма?

Дәнекерлеу байланысы үзілуі мүмкін. Егер сіз ПХД -ны қолдансаңыз, дәнекерлеуге арналған қаңылтырдың баспа бетінде шынымен ағып жатқанын растаңыз.

Светодиодтардың ешқайсысы жұмыс істемейді ме, әлде жарықдиодтардың белгілі бір санынан жұмысын тоқтатады ма?

Алғашқы жарық диодының коннекторлары арасындағы қысқа тұйықтарды тексеріңіз (жолдарды қадағалаңыз) және Arduino шығысындағы жақсы жалғанған калайдың бар -жоғын тексеріңіз. Егер дұрыс және әлі де ақау расталса, сізге бірінші жарық диодты ауыстыру қажет болуы мүмкін.

Егер бұл түзетілсе, оны қажет болған жағдайда келесі жарық диодты шамалар үшін қайталаңыз.