MAKE 全纪录:“囚徒困境”抢答器

0.序言

本作品是和几名工业设计专业的同学在十一月一起做的一个 workshop 产物,有相关的 Arduino 课程。
主要的分工,我来写代码,调试程序,排布器件。工业设计的同学做了模型和实体。
这篇文章是我稍带演绎的一篇纪录~
成品做出来好漂亮,大家都是心灵手巧的人啊~

1.理念和需求

workshop 的主题是做一个儿童向的互动玩具,用于抢答情景。我觉得这个情景不局限于自身,在以下场景中:

“谁去拿快递?”
“谁叫外卖?”
“谁来埋单?”

需求如下:

  1. 抢答场景:定然有两个按键输入。用于比谁更快速
  2. 输出的指示: 有一个输出的灯光指示,用于给予开始抢答的信号。
  3. 输出的指示: 有若干计分灯光,用于计分。这部分和工设联动,设计成了一个灯光爬山的效果。
  4. 胜利条件: 谁抢到山顶的“灯”谁就胜利!
  5. 输入: 用于resetstart

2.作品设计

2.1 外观设计

外观是一座山,模拟两个人攀比登峰,谁先到山顶,谁便胜利。手工制作实体,和输入按键。可以看到我排的led灯在山的两侧

2.2 硬件设计

主控当然选用 Arduino,因为 workshop要求就是用它来当主控。

输入我选用了3端入口,为了节省不太富裕的io口。一个用于 startreset,另外两个是抢答端。

输出的话依赖灯光。选用了4+4+1的设计,正好用足了所有的io口。因为没必要加外部元件用于专门的灯光管理。索性直接用 Arduino 驱动。

另外说一句,pullup 功能可以自带拉高点评。因此输入端不需要人工布线拉高电平。

2.3 逻辑设计:

红灯用于指示抢答。

状态1:所有 led 跑马灯,等待红色按钮输入开始信号。

状态2:开始抢答,红灯亮起。若干秒后熄灭,开始按钮抢答输入

状态3:成功抢答的一端判断为胜利。计数加1,蓝灯或绿灯亮起。亮满4个最终胜利

状态4:重新循环状态1

2.4 代码

/*
 趴会儿Project项目集 http://steinslab.xyz/archives/752
 No.002 
 详见http://steinslab.xyz/archives/1008
  囚徒困境抢答器-《命运女神的抉择》
 SPtuan@steinslab.xyz
*/

int A[4]={10,11,12,13};
int B[4]={6,7,8,9};
int info = 5;
int Ain = 4;
int Bin = 3;
int Cin = 2;
volatile int flag=0;
int Aflag=0,Bflag=0,ix=0,jx=0;
    int Atemp=Aflag;
    int Btemp=Bflag;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  for(ix=0;ix<4;ix++)
  {
      pinMode(A[ix],OUTPUT);
      digitalWrite(A[ix],LOW);
      pinMode(B[ix],OUTPUT);
      digitalWrite(B[ix],LOW);
    }
  pinMode(Ain,INPUT_PULLUP);
  pinMode(Bin,INPUT_PULLUP);
  pinMode(Cin,INPUT_PULLUP);
  pinMode(info,OUTPUT);
  digitalWrite(info,LOW);
  attachInterrupt(0,signal0,RISING);
}

void signal0()
{
  if(flag==0) flag = 1;
}

void wait()
{
    digitalWrite(info,HIGH);
    delay(3000);
    digitalWrite(info,LOW);
}

void display0()
{
    digitalWrite(B[Bflag-1],HIGH);
    digitalWrite(A[Aflag-1],HIGH);
}

void display1()
{
    if(Aflag==4)
    {
      for(ix=0;ix<3;ix++)
      {
        for(jx=0;jx<4;jx++)
        {
            digitalWrite(A[jx],HIGH);
             digitalWrite(B[jx],LOW);           
          } 
         delay(500); 
         for(jx=0;jx<4;jx++)
        {
            digitalWrite(A[jx],LOW);
          } 
         delay(500); 
        }   
       }

    else if(Bflag==4)
    {
      for(ix=0;ix<3;ix++)
      {
        for(jx=0;jx<4;jx++)
        {
            digitalWrite(B[jx],HIGH);
           digitalWrite(A[jx],LOW); 
          } 
         delay(500); 
         for(jx=0;jx<4;jx++)
        {
            digitalWrite(B[jx],LOW);
          } 
         delay(500); 
        }   
       }
  }
void loop() {
    Atemp=Aflag=Btemp=Bflag=0;
  do
  { for(ix=0;ix<4;ix++)
     {
        digitalWrite(A[ix],HIGH);
        digitalWrite(B[ix],HIGH);
        delay(300);
        if(flag==1) break;
       }
    for(ix=0;ix<4;ix++)
     {
        digitalWrite(A[ix],LOW);
        digitalWrite(B[ix],LOW);
        delay(300);
        if(flag==1) break;

   
       }
  }while(flag==0);
   for(ix=0;ix<4;ix++)
     {
        digitalWrite(A[ix],LOW);
        digitalWrite(B[ix],LOW);
   
       }
    delay(1000);
  do
  {
      do{
          wait();
          Atemp=Aflag;
          Btemp=Bflag;
          do{
              if(digitalRead(Ain)==LOW)
              {
                  delay(20);
                  if(digitalRead(Ain)==LOW) Aflag++;
                  Serial.print("Aflag");
                  while(digitalRead(Ain)==LOW);          
                }
              else if(digitalRead(Bin)==LOW)
                {
                    delay(20);
                    if(digitalRead(Bin)==LOW) Bflag++;  
                    Serial.print("Bflag");
                    while(digitalRead(Bin)==LOW);          
                } 
          }while((Atemp==Aflag)&&(Btemp==Bflag));
           display0();
       if(Bflag<4)    digitalWrite(B[3],LOW);
       if(Aflag<4)    digitalWrite(A[3],LOW);
   
      }while((Aflag!=4)&&(Bflag!=4));
     display1();
     flag = 0;
    }while(flag==1);
}

注:后来我也思考了一下。这个代码还是有相当的改进余地的。
对于抢答按钮的输入,使用了循环扫描的方法,势必会有一个优先级的问题,一旦一个持续按下,就会触发 bug 必赢。
可以改用中断,套用几个 flag 变量,综合判断真正在抢答器结束后按击的人。或者提前按下的人直接判负。

3 展示

3.1 成果


我和小崔在原形上就玩得不亦乐乎……生生玩了一晚上……
作品最后外观是相当漂亮的~

工设同学做的项目记录总是非常漂亮的,下面是制作过程若干图片。

固定 LED。

在面包板上调试LED。

制作抢答按钮。

连接导线。

在纸板上布线,固定。

将LED迁移到了做好的纸板上。

纯手工剪纸技艺,做最后的装饰。

大功告成!

项目地址:http://maker.quwj.com/project/13
作者:SPtuan

坐沙发

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