Dot Jump Game (sense fer servir Arduino): 6 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:13

Visió general

Hola! Sóc Shivansh, estudiant de l'IIIT-Hyderabad. Estic aquí amb el meu primer instructable, que és un joc inspirat en el joc Dinosaur Jump de Google Chrome. El joc és senzill: salteu pels obstacles entrants per aconseguir un punt. Si xoqueu, perdreu i la puntuació es restablirà.

La característica més destacada d’aquest projecte és que no s’utilitza cap Arduino ni cap altre microcontrolador. Es deriva exclusivament de components elèctrics bàsics i implica la implementació de màquines d'estat finit (FSM) amb l'ajut de diagrames lògics, etc.

T’interessa? Comencem.

Requisits previs:

• Coneixement bàsic sobre components elèctrics com resistències, condensadors, circuits integrats (CI).
• Coneixements bàsics de Logic Gates (AND, OR, NOT, etc.)
• Coneixements sobre el funcionament de Flip-Flop, comptador, multiplexor, etc.

NOTA: Els requisits previs esmentats anteriorment són per entendre tot el funcionament del projecte. Aquell que no en tingui un coneixement profund també pot construir el projecte seguint els passos de la instrucció.

Pas 1: desenvolupar el model de treball

La primera tasca és crear un model de treball per al projecte. Només així podrem decidir els materials necessaris per al projecte. Tot el projecte es pot dividir en tres parts.

Primera part: generació d’obstacles

En primer lloc, hem de generar obstacles aleatoris perquè el punt pugui saltar. Els obstacles també tindran la forma d’un pols de punt que es desplaça d’un extrem a l’altre de la matriu LED.

Per generar obstacles, fem servir dos circuits de temporitzador (diagrames de circuits adjunts), un amb alta freqüència (temporitzador HF) i un altre amb baixa freqüència (temporitzador LF). La part "aleatorietat" és gestionada pel temporitzador HF la sortida del qual es veu a cada vora ascendent del temporitzador LF (que es pren com a entrada CLK). La instrucció de generació d’obstacles és l’estat del temporitzador HF a cada vora ascendent del temporitzador LF (1 -> Generar obstacle | 0 -> No generar obstacle). El temporitzador HF es REINICIA a cada "SALT" per garantir la generació aleatòria d'obstacles. La sortida del temporitzador HF es dóna com a entrada D a un flip flop D (per emmagatzemar instruccions per al cicle següent) amb entrada CLK com a sortida temporitzadora LF.

Un cop s’hagi publicat la instrucció binària per a la generació d’obstacles, hem de generar el “pols d’obstacles” al LED Array. Ho fem amb l'ajut d'un comptador de 4 bits la sortida del qual es dóna a un demultiplexor 4x16 (DeMUX). La sortida del DeMUX faria brillar els 16 LED respectius.

Part 2: El SALT

Per a l'acció JUMP, prendrem l'entrada de botó com a instrucció. Un cop donada la instrucció, l’indicador LED de l’objecte en línia deixa de brillar i s’encén un altre LED per sobre, que significa un salt.

Part 3: Resultat

El resultat serà com: Si l’objecte falla, RESTABLEIX el joc; en cas contrari, incrementeu la puntuació.

La col·lisió es pot expressar com AND de tots dos, el senyal d'obstacle i el senyal d'objecte per a la posició terrestre de l'obstacle. Si no es produeix una col·lisió, s'incrementa el comptador de punts que es mostra en un parell de pantalles de 7 segments.

Pas 2: Recopilació de components

Els components necessaris són els següents:

• PCB x 1, tauler de pa x 3
• LEDs: verd (31), vermell (1), BiColor: vermell + verd (1)
• Polsador x 2
• Pantalla de 7 segments x 2
• IC 555 x 3 [per a circuits temporitzadors]
• IC 7474 x 1 (D FlipFlop)
• IC 7490 x 2 (comptador de dècades) [per mostrar la puntuació]
• IC 7447 x 2 (descodificador BCD a 7 segments) [per mostrar la puntuació]
• IC 4029 x 1 (comptador de 4 bits) [per a visualització d'obstacles]
• IC 74154 x 1 (DeMUX) [per a visualització d'obstacles]
• IC 7400 x 3 (NO porta)
• IC 7404 x 1 (porta NAND)
• IC 7408 x 1 (porta AND)
• Preses IC
• Font de tensió (5V)

Eines necessàries:

• Soldador
• Tallador de filferro

Pas 3: Generació d’obstacles: part A

En primer lloc, hem de configurar els circuits del temporitzador per generar senyal de generació d’obstacles (ALT / BAIX).

El circuit s’instal·larà d’acord amb la teoria comentada anteriorment. El diagrama del circuit per al mateix s’adjunta més amunt. El circuit s’implementa en una taula de treball (tot i que també es pot implementar en un PCB) de la següent manera:

• Col·loqueu els dos 555 ICs i el Flip Flop D (IC 7474) a través del divisor de la taula amb un espai lliure (4-5 columnes) entremig.
• Connecteu la fila superior de la taula amb el terminal positiu de la font de tensió i la fila inferior amb el terminal negatiu.
• Feu més connexions seguint l’esquema del circuit. Després de les connexions necessàries, el circuit tindria un aspecte similar a la imatge adjunta a dalt.

NOTA: Els valors de les resistències R1 i R2 i de la capacitat C es calculen utilitzant les equacions següents:

T = 0,694 x (R1 + 2 * R2) * C

on es requereix T Període de temps.

D = 0,694 x [(R1 + R2) / T] * 100

on D és el cicle de treball, és a dir, la relació entre el temps d’activació i el temps total.

En aquest projecte, per al temporitzador d’alta freqüència, T = 0,5 seg i per al temporitzador de baixa freqüència, T = 2 seg.

Pas 4: Generació d’obstacles: part B

Ara que sabem quan s'ha de generar l'obstacle, ara hem de mostrar-lo. Utilitzarem un comptador de 4 bits, un Demultiplexer, un temporitzador i una matriu de 16 LED. Per què 16? Això es deu al fet que maparem la sortida de 4 bits del comptador als 16 LED mitjançant el demultiplexador. Vol dir que el comptador comptarà de 0 a 15 i que el demultiplexor encendrà el LED amb aquest índex.

El paper del temporitzador és regular la velocitat del recompte, és a dir, la velocitat del moviment dels obstacles. L'obstacle canviarà una posició en un període de temps del temporitzador. Podeu jugar amb diferents valors de R1, R2 i C utilitzant les equacions del pas anterior per obtenir velocitats diferents.

Per a la matriu de LED, soldeu 16 LED de manera lineal amb una base comuna. El terminal positiu de cada LED es connectarà al DeMUX (després d’invertir amb la porta NOT, ja que el DeMUX dóna una sortida BAIXA).

El diagrama del circuit per al mateix s’adjunta més amunt.

Pas 5: el salt i el resultat

El següent és l'acció de salt. Per mostrar un salt, només cal que col·loqueu un LED de diferent color per sobre de la matriu, el poseu a terra i connecteu el terminal + ve a un botó. Connecteu l'altre extrem del polsador a la font de tensió.

A més, preneu un altre polsador, situat al costat de l’anterior i connecteu un dels seus terminals a + 5V. L’altre terminal va a una porta NAND (IC 7404) amb l’altra entrada de la porta NAND com a entrada al LED just a sota del LED JUMP (és a dir, el LED objecte). La sortida de la porta NAND va a RESET (PIN 2 i 3 dels dos comptadors BCD) del comptador de puntuació. Amb això, el que fem és restablir la puntuació si es dóna tant el senyal del LED OBJECTE (en posició base) com el senyal OBSTACLE alhora, és a dir, l'objecte i l'obstacle van xocar.

Feu una disposició per assegurar-vos que els dos botons polsadors estiguin premuts. Podeu utilitzar una moneda i enganxar-hi els dos botons.

Per configurar el comptador de puntuacions, seguiu el diagrama de circuits adjunt a dalt (font de la imatge: www.iamtechnical.com).

NOTA: Connecteu els pins 2 i 3 a la sortida de la porta NAND perquè restableixi la puntuació en cas de col·lisió amb l'obstacle

Pas 6: Feliç joc

Això és. Ja heu acabat amb el vostre projecte. Podeu afegir-hi acabats perquè quedi bé. El descans està bé.

GAUDEIX.. !!