Mit einem Steckbrett können Sie Schaltkreise erstellen, ohne etwas löten zu müssen. Es ist ein großartiges Werkzeug zum Experimentieren mit Elektronik, kann aber ein wenig einschüchternd sein. Das Erstellen eines Projekts kann Ihnen helfen, beim Lernen motiviert zu bleiben.
Es gibt viele einfache Spiele, mit denen Sie großartige Projekte für Anfänger erstellen können Raspberry Pi. Eines der einfachen Spiele, mit denen Sie beginnen können, ist Simon. Simons Spiel ist Memory-Spiel Dabei blinken eine Reihe von Lichtern in zufälliger Reihenfolge und der Spieler muss sich die Reihenfolge merken. Je weiter der Spieler voranschreitet, desto länger wird die Sequenz.
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Erforderliche Komponenten
Um loszulegen, benötigen Sie folgende Dinge:
- Raspberry Pi-Gerät.
- Die microSD-Karte wurde auf das Betriebssystem geflasht Raspbian OS auf ihr.
- 4 x LED-Leuchten in verschiedenen Farben.
- 4 x elektrische Widerstände (alles von 220 Ohm bis 1 Kilo Ohm).
- 4 x Knöpfe.
- 1 x Steckbrett.
- Patchkabel, um alles zu verbinden.
Sie können für dieses Projekt jedes Raspberry Pi-Modell verwenden, aber die Pi Zero-Modelle lassen sich ohne etwas Löten nicht einfach an Steckbretter anschließen. Unabhängig davon, welches Modell Sie verwenden, benötigen Sie außerdem ein Netzteil, einen Monitor, eine Tastatur und eine Maus.
Wenn Sie noch nie einen Raspberry Pi eingerichtet haben, erfahren Sie in diesem Tutorial, wie Sie alles vorbereiten Anfängerleitfaden für Raspberry Pi.
In diesem Tutorial schreiben Sie Python-Code. Sie können zum Schreiben einen beliebigen Texteditor verwenden, ein Code-Editor ist jedoch möglicherweise einfacher. Viele davon sind bereits auf dem Raspberry Pi OS installiert und Thonny ist so konzipiert, dass es auch für Anfänger einfach zu bedienen ist. Was auch immer Sie verwenden, Sie müssen in der Lage sein, den Code zu speichern und auszuführen, um diesem Tutorial folgen zu können.
Erste Schritte mit dem Steckbrett
Der Raspberry Pi verfügt über zwei Reihen von GPIO-Pins (General Purpose Input/Output). Über diese Pins können Sie verschiedene externe Komponenten an den Raspberry Pi anschließen. Einige Pins senden Informationen, andere liefern Strom und wieder andere erden Ihre elektronischen Geräte.
Wir beginnen damit, unserem Steckbrett eine LED hinzuzufügen.
Beginnen Sie damit, den GPIO-Pin mit Ihrem Board zu verbinden. Dabei spielt es keine Rolle, welcher Pin, solange es sich um einen GPIO-Pin und nicht um einen Power-Pin oder Masse-Pin handelt. Oben sehen Sie ein Diagramm der GPIO-Pins, das Ihnen bei der Entscheidung hilft, welchen Pin Sie verwenden möchten. Dieses Tutorial verwendet Pin-ID 18, auch GPIO 24 genannt.
Der Pin versorgt das Steckbrett mit Strom und ermöglicht dem Raspberry Pi die Kommunikation mit den Komponenten auf dem Board. Verbinden Sie dann Pin 6 am Pi mit der Erdungsleitung des Steckbretts. Dadurch wird die Platine geerdet und es können elektrische Schaltkreise erstellt werden.
Die vom Raspberry kommende Leistung ist zu hoch, um die LED direkt anzuschließen. Durch die Verwendung eines Widerstands wird die Leistung reduziert und ein Durchbrennen der LED verhindert. Verbinden Sie eine Seite des Widerstands mit derselben Leitung, mit der der GPIO-Pin verbunden ist, und das Ende mit der anderen Seite der Platine. Platzieren Sie dann die positive Seite der LED nach dem Widerstand. Der Minuspol der LED kann direkt mit der Minusseite verbunden werden. Das Endergebnis sollte wie in der Grafik oben aussehen. Überprüfen Sie Ihre Verkabelung sorgfältig und schalten Sie den Pi ein. Die Lampe sollte aufleuchten.
Jetzt haben Sie mit Ihrem Raspberry Pi eine Schaltung erstellt, die Sie per Code steuern können.
Verwenden Sie Python-Code, um LEDs zu steuern
Dieses Tutorial führt Sie Schritt für Schritt durch den Code. Wenn Sie jedoch jemals zum endgültigen Code zurückkehren möchten, finden Sie ihn unter Pastebin.
Im Moment wird die LED mit Strom versorgt, aber wir möchten steuern, wann sie ein- und ausgeschaltet wird. Der folgende Python-Code ermöglicht es uns, mit dem Board zu sprechen.
import RPi.GPIO as GPIO GPIO.setmode(GPIO.BOARD) GPIO.setwarnings(False) red = 18 GPIO.setup(red, GPIO.OUT) GPIO.output(red, GPIO.LOW)
Mit den ersten paar Zeilen wird alles vorbereitet. Die Raspberry Pi GPIO-Bibliothek wird importiert. Wo es uns erlaubt asGPIO Beziehen Sie sich auf die Variable RPi.GPIO als GPIO, um etwas Tipparbeit zu sparen. Der GPIO-Pin-Modus ist auf EIN konfiguriert TAFEL. Sie müssen diese Einstellung nicht verwenden, es kann jedoch einfacher sein, sich auf die Pins in ihrer Reihenfolge in GPIO-Zeilen zu beziehen.
Schließlich setzen wir Warnungen auf „false“. Dadurch werden unnötige Warnungen verhindert.
Die letzten drei Leitungen steuern die LED. Die rote LED ist mit dem GPIO-Pin 18 verbunden. Anstatt sie sich zu merken, speichert sie die Variable rot markiert Stelle. Danach erzählt er GPIO.setup Unser Programm sendet die Informationen an den roten Pin. Schließlich setzen wir GPIO.output auf den roten Pin niedrig. Wenn Sie dieses Programm ausführen, erlischt das Licht. Um es wieder einzuschalten, schalten Sie um GPIO.LOW إلى GPIO.HIGH , und führen Sie das Programm erneut aus.
Speichern Sie den Code und klicken Sie auf تشغيل Um es in Aktion zu sehen. Wenn im Code-Editor keine Schaltfläche „Ausführen“ vorhanden ist, speichern Sie ihn unter einem beliebigen Namen (myfilename) und führen Sie den Befehl aus Python meinDateiname.py Im Terminalfenster. Sie müssen zuerst in dasselbe Verzeichnis wie die neue Python-Datei wechseln.
Fügen Sie mehr als eine LED hinzu
Um das Simon-Spiel zu erstellen, benötigen wir vier Lampen unterschiedlicher Farbe. Die gleichen Schritte, die Sie zum Einrichten der roten LED durchgeführt haben, können auch zum Einrichten der anderen drei verwendet werden. Ihre Verkabelung sollte wie im folgenden Diagramm aussehen:
Ihr Code sollte so aussehen:
import RPi.GPIO as GPIO GPIO.setmode(GPIO.BOARD) GPIO.setwarnings(False) red = 18 yellow = 22 green = 24 blue = 26 GPIO.setup(red, GPIO.OUT) GPIO.setup(yellow, GPIO.OUT) GPIO.setup(green, GPIO.OUT) GPIO.setup(blue, GPIO.OUT) GPIO.output(red, GPIO.HIGH) GPIO.output(yellow, GPIO.HIGH) GPIO.output(green, GPIO.HIGH) GPIO.output(blue, GPIO.HIGH)
Nachdem Sie die LEDs getestet haben, passen Sie sie an GPIO.Ausgabe على GPIO.LOW Um jede LED wieder auszuschalten.
Obwohl die Farbe der von Ihnen verwendeten Drähte keine Rolle spielt, versuchen Sie, Farben zu verwenden, die eine Bedeutung haben, damit Sie die Platine leichter lesen können. Beispielsweise wird für die Erdungsverkabelung häufig schwarzes Kabel verwendet. In dieser Schaltung möchten Sie möglicherweise die Farbe des Kabels an die Farbe des LED-Lichts anpassen.
Kontrollleuchten mit Tasten
Fügen Sie zunächst eine Schaltfläche zu Ihrem Panel hinzu. Der Knopf muss sowohl mit dem Erdungsanschluss als auch mit dem GPIO-Pin verbunden werden. Der Stromkreis sollte so aussehen:
Damit die Taste die LED steuert, müssen wir unserem Code etwas Code hinzufügen. Die Tasteneinstellung ähnelt der LED-Einstellung, außer dass der GPIO-Pin als Eingang und nicht als Ausgang eingestellt ist. Dieser Code richtet auch den internen Pull-up-Widerstand auf dem Pi ein, der notwendig ist, damit sich die Taste richtig verhält.
GPIO.setup(32, GPIO.IN, pull_up_down=GPIO.PUD_UP)
Jetzt brauchen wir Code, der prüft, ob die Taste gedrückt wurde oder nicht.
Spiel = True solange Spiel: redButtonState = GPIO.input(32) falls redButtonState == 0: GPIO.output(red, GPIO.HIGH) time.sleep(1) GPIO.output(red, GPIO.LOW)
Wir möchten, dass unser Programm ständig prüft, ob die Taste gedrückt wird, daher muss der Wiederholungsbefehl verwendet werden und gleichzeitig die. Da die Iteration niemals falsch sein wird, läuft der Code weiter und überprüft die Schaltfläche, bis wir das Programm manuell beenden, indem wir die Stopp-Schaltfläche drücken oder eine Tastenkombination verwenden Ctrl + C.
Um es einfacher zu machen, auf die Eingabe zu verweisen, die der GPIO-Pin an uns sendet, speichern wir diese Informationen in der Variablen redButtonState. Wenn sich unsere Tasteneingabe auf 0 ändert, wissen wir, dass die Taste gedrückt wurde.
Wenn die Taste gedrückt wird, leuchtet die rote LED auf. Dann erlischt nach einer Sekunde die LED. Um diese Dauer zu addieren, verwenden wir die Funktion Zeit.Schlaf (1). Damit dies funktioniert, müssen Sie die Zeitbibliothek importieren, die sich über Ihrem Code befindet.
Sobald eine Taste ausgelöst wird, können Sie drei weitere hinzufügen, eine für jede LED. Ihr Code sollte so aussehen:
import random import time import RPi.GPIO as GPIO GPIO.setmode (GPIO.BOARD) GPIO.setwarnings(False) red = 18 yellow = 22 green = 24 blue = 26 GPIO.setup(red, GPIO.OUT) GPIO.setup(yellow, GPIO.OUT) GPIO.setup(green, GPIO.OUT) GPIO.setup(blue, GPIO.OUT) GPIO.setup(32, GPIO.IN, pull_up_down=GPIO.PUD_UP) GPIO.setup(36, GPIO.IN, pull_up_down=GPIO.PUD_UP) GPIO.setup(38, GPIO.IN, pull_up_down=GPIO.PUD_UP) GPIO.setup(40, GPIO.IN, pull_up_down=GPIO.PUD_UP) game = True while game: redButtonState = GPIO.input(32) if Wenn der Zustand des roten Knopfes 0 ist: GPIO.output(rot, GPIO.HIGH) time.sleep(1) GPIO.output(rot, GPIO.LOW) Zustand des gelben Knopfes = GPIO.input(36) Wenn der Zustand des gelben Knopfes 0 ist: GPIO.output(gelb, GPIO.HIGH) GPIO.input(40) Wenn der Zustand des blauen Knopfes 0 ist: GPIO.output(blau, GPIO.HIGH) time.sleep(1) GPIO.output(blau, GPIO.LOW)
Ihr Steckbrett sollte wie in dieser Abbildung aussehen:
Alle elektronischen Geräte sind jetzt bereit. Wenn Sie Probleme haben, überprüfen Sie Ihren Code auf Fehler. Denken Sie daran, dass Sie den vollständigen Code unter herunterladen können Pastebin Falls du stecken bleibst!
Erstelle das Spiel
Dieses Projekt hat wirklich alle Grundlagen abgedeckt, die Sie wissen müssen, um mit der Verwendung eines Steckbretts zu beginnen. Aber wenn Sie diese Fähigkeiten in ein Spiel verwandeln, werden Sie wirklich zeigen, was Sie können!
Im Spiel Simon sieht der Spieler eine Reihe blinkender Lichter und muss sich das Muster merken. Startet problemlos mit nur einem Licht. Jedes Level fügt dem Muster ein zufälliges Licht hinzu, um das Spiel schwieriger zu machen.
Erstellen Sie das Muster
Dieser Schritt ist ziemlich einfach. Ein Array enthält unser Lichtmuster (Anleitungen). Ein zweites Array speichert die GPIO-Pins für unsere LEDs (Beleuchtung). Bei jeder Wiederholung des Spiels wird am Ende des Mustersatzes ein neues zufälliges Licht hinzugefügt. Wir werden die Funktion verwenden zufällig. randint() Wählen Sie eine Zahl zwischen 0 und 3, die 4 LEDs darstellt.
Muster = [] Lichter = [rot, gelb, grün, blau] solange Spiel: Muster.append(random.randint(0,3))
Als nächstes müssen wir das Licht einschalten, um das Muster anzuzeigen.
while game: pattern.append(random.randint(0,3)) for x in pattern: GPIO.output(lights[x], GPIO.HIGH) time.sleep(1) GPIO.output(lights[x], GPIO.LOW) time.sleep(0.5)
Es ist wichtig, zwischen zwei Lichtern anzuhalten. So lässt sich leicht erkennen, ob in einem Muster nacheinander dasselbe Licht verwendet wird.
Holen Sie sich Spielereingaben
Als nächstes muss das Spiel warten, bis der Spieler die Anordnung der Lichter errät. Das Programm muss jedes Licht im Muster scannen und warten, bis der Spieler die Taste drückt. Dies erfordert verschachtelte Iterationen:
for time.sleep(1) GPIO.output(red, GPIO.LOW) if yellowButtonState == 0: GPIO.output(yellow, GPIO.HIGH) waitingForInput = False time.sleep(1) GPIO.output(yellow, GPIO.LOW) if greenButtonState == 0: GPIO.output(green, GPIO.HIGH) waitingForInput = False time.sleep(1) GPIO.output(green, GPIO.LOW) if blueButtonState == 0: GPIO.output(blue, GPIO.HIGH) waitingForInput = False time.sleep(1) GPIO.output(blue, GPIO.LOW)
Der größte Teil des obigen Codes verwendet den Code, den wir zum Testen der Schaltflächen geschrieben haben.
Überprüfen Sie die Spielereingabe
Von hier aus kann sehr einfach überprüft werden, ob der Spieler das richtige Muster eingegeben hat. Jedes Mal, wenn er eine Taste drückt, kann das Spiel prüfen, ob es sich um die richtige Taste handelt. Fügen Sie dazu eine Anweisung hinzu if Andere für jeden Tasteneintrag:
Wenn redButtonState == 0: GPIO.output(red, GPIO.HIGH) waitingForInput = False Wenn x != 0: game = False time.sleep(1) GPIO.output(red, GPIO.LOW)
Variable x Der Wiederholung für Er hat die folgende Lichtnummer. Die rote LED befindet sich an der ersten Position, also an der Zahl 0. Wenn der Spieler die rote LED-Taste drückt, während wir eine 0 in unserem Muster haben, hat er oder sie Recht! Wenn nicht, verliert er das Spiel. Dadurch wird die Variable erstellt Spiel على falsch Um die Spielschleife zu stoppen und das Programm zu beenden.
Glückwunsch! Ich habe ein Spiel von Grund auf erstellt!
Durch das Erstellen eines Spiels wird diesem Projekt mehr Code hinzugefügt als nur das Hinzufügen von LEDs und Tasten. Die Arbeit an einem Abschlussprojekt, das Sie Ihren Freunden und Ihrer Familie zeigen können, kann Ihnen dabei helfen, motiviert zu bleiben.
Dieses Spiel ist ziemlich einfach. Fordern Sie sich selbst heraus, das grundlegende Design zu verbessern. Vielleicht könnten die Lichter blinken, wenn der Spieler verliert. Vielleicht möchten Sie sich selbst herausfordern, dem Spiel Sounds hinzuzufügen. Ihrer Fantasie sind keine Grenzen gesetzt!
Nun, Ihre Fantasie und welche Geräte Sie verwenden müssen. Jetzt können Sie es ansehen Die besten Projekte zum Erstellen eines Smart-TV mit Raspberry Pi
