Quiz-O-Tron 3000: Arduino frågesport tävlande lockout system (5 / 8 steg)

Steg 5: Dissekera hjärnor

Som jag nämnde tidigare genomförs frågesport-O-Tron 3000 hjärnor med en Arduino shield och en Arduino Uno microcontroller utvecklingsplattform. Skölden innehåller gränssnitt och kontroll kretsar som ansluter till de fyra stora knapp rutorna och Arduino Uno innehåller programvara och input/output stift att göra allt att fungera. Hjärnans sköld är uppdelat i två huvuddelar: knappen Växla ingång kretsar och de LED strömkretsarna kontroll. Här är en uppdelning av vad varje huvuddelen av hjärnans Arduino shield gör.

Switch ingång kretsar (en för varje knapp) består av ett inre motstånd som ansluter en Arduino input stift till + 5 volt. Det samma ingångsstiftet kopplas sedan till marken via växeln lätt knappen som är normalt öppen. Arduino programvaran läser spänning tillståndet för denna ingångsstift som är hög (+ 5V) tills knappen är intryckt och sedan staten ändras till låg (marken/0V). Detta är hur programmet Arduino vet att en knapp trycks ner och kan sedan utföra den programmerade Svaren på denna händelse.

En gång Arduino sinnena att en knapp har tryckts vi vill vidta följande åtgärder: 1) ljus vinnare ledde på konsolen översiktskontrollen medan blinkande lysdioderna på utlösande button box, 2) lockout de andra knapparna i 5 sekunder innan du återställer standardinställningarna för nästa fråga.

Eftersom vi har en krets som blinkar lysdioderna i knappens låda, allt vi behöver göra är skicka ström på LED-kretskortet för att aktivera lamporna. Detta görs med de kontroll strömkretsarna (en per knapp) som är under kontroll av en av den Arduino utgångsstift. Arduino programvaran kontrollerar delstaten utgångsstiftet, oavsett om det är hög (+ 5V) eller låg (0V). Utgångsstiftet Arduino är ansluten till en transistor via ett motstånd.

I den här konfigurationen blir transistorn en elektronisk switch som styr flödet av makten från skölden till lysdioderna. När programvaran Arduino ändrar status för utgångsstiftet till hög kan transistorn makt att flöda till en av lamporna på MCC och LED styrelse i rutan tillhörande stora knappen. Transistorn gör detta genom att fylla den strömkrets anslutning till marken. Den positiva DC-spänningen för LED power styrkretsen kommer från den "Vin" pin av Arduino. Om vi driver QT3K med 9 volts DC via Arduinos strömkontakt få vi perfekt spänningen skickas till våra blinkande lysdiod krets. Programvaran sedan väntar fem sekunder innan du ändrar den utgångsstiftet staten låg således stänga transistorn och döda befogenhet att lysdioderna.

Vi använder transistorer för att styra power till externa apparater eftersom Arduino utgångsstift begränsas till 5 volt vid maximalt 40 milliampere. Transistorerna kan vi styra enheter som kräver högre spänningar och att dra högre strömmar. Transistorer används i detta projekt kan hantera upp till 600 ma. Detta möjliggör mycket mer variation i typer av enheter som vi kan styra med Arduino.

Den första bilden visar Schematiskt diagram knappen input och LED power kontrollkretsar som genomförs på Arduino shield. Här kretsar upprepas för varje knapp med var och en att vara ansluten till en annan uppsättning Arduino indata och utdata stift.

Quiz-O-Tron 3000 översiktskontrollen konsolen finns möjlighet att rapportera vilken knapp trycktes. Detta görs med 4 lysdioder monterade på översiktskontrollen konsolen. Dessa LED-lampor drivs av samma krets som är driver blinkande LED styrelsen i rutan stora knappen. Du kan se dessa lysdioder i den andra bilden som visar avslutade översiktskontrollen konsolen.

Lysdioderna är ordnade i samma mönster som DB-9 kontakterna på konsolen som är när anslutningen görs till rutorna stora knappen. Den röda knappen bredvid lysdioderna används för att återställa Arduino. Den är ansluten till området "reset switch" på Adafruit Proto Shield. Detta är praktiskt om du vill snabbt rensa lysdioderna från blinkande och förbereda knapparna för nästa fråga.

Fallet för konsolen översiktskontrollen behövde hus Arduino, sköld, DB-9 kopplingar, lysdioder och reset switch. Jag använde ett projekt fall av ABS plast med en flyttbar aluminium panel. Jag drog en mall för toppen av fallet med layouten för DB-9 kontakterna, lysdioder och reset-knappen. Jag kollade mallen för passform och såg till att den Arduino och sköld skulle klara DB-9 kopplingar när monterad på panelen flyttbara. När jag var säker på min mall brukade jag se-igenom maskeringstejp helt täcka och säkra papper mallen till toppen av fallet. Jag sedan använde detta som en guide för min Dremel roterande verktyg som jag förberett för hårdvara för att monteras där.

Dremel verktyg gjort snabba arbete i fallet med en borr och lite skärande. Jag använde då ett skärande hjul för att skära fyrkantiga skårorna på baksidan av fallet som exponerar Arduino USB port och externa strömkontakt. Varje sänktes från den öppna sidan av fallet (när panelen aluminium togs bort) genom två parallella snitt från öppningen. Jag gjorde det utrymme som skiljer de två snitten bredden på varje tillhörande jack. Jag gjorde en linje mellan de två snitten på lämpliga "toppen" av varje öppning jag skapade. Tång användes för att bryta av två bitar av plast på poäng raderna att skapa hål som skulle utsätta dessa kontakter. En hand fil användes sedan till torget och neaten varje öppning.

Jag använde även Dremel roterande verktyg för att borra fyra hål för fästen i panelen aluminium för att hålla den Arduino och sköld säkert på plats. Den tredje bilden visar undersidan av översiktskontrollen konsolen där du kan se positionen för Arduino monteringsdetaljer. Den vidare foto ger dig en titt inuti MCC. Och den femte Visa Arduino monterad på projektpanelen box aluminium.