👩‍✈️ 🐻 🈹 脑系统 ➖ 🕴🏾 👇🏼

最近，各种类型的智力游戏越来越流行：“什么？在哪什么时候？”，“ Melotrek”，“脑环”。但是对于某些类型的游戏，您将离不开可以控制游戏进程的特殊系统。在这里，作为课程项目的一部分，他们决定尝试建立自己的大脑系统。

在此之前，我们从未遇到过Arduino或某种硬件，但在研究大学中的朋友和熟人如何轻松组装设备后，我们想尝试做自己的事情。由于我们离这个话题还很远，因此领导者提出了组装大脑系统的建议，称这对我们来说是一个好的开始。令人惊讶的是，这发生了。

首先，我们确定了目标：大脑系统应发出音频信号，指示问题回合时间的开始，并发出信号指示问题回合时间的结束，并且还应向主机发出信号，告知玩家玩家准备好给出答案了。如果一个玩家按下一个按钮，则其余按钮将被阻止。还应该有选择游戏模式的能力。

所需组件

Arduino纳米
讲者
LED 8个
4 . 2
DIP-
:
8 . – 100 ( )
6 . – 10 ( )
6 . – 1
4 . – 470 DIP ( )
5 . – ( )
– 6 . 1
Ethernet- 4 .
RJ-45 — 4.

值得一提的是，系统可以分为3个模块：主模块，播放器按钮（4个）和连接电缆。系统包含4个播放器按钮。如果播放器设法比其他播放器更早按下，则其按钮上的LED会亮起。

远程主机。如果玩家按下遥控器上的按钮，则与玩家按钮对应的二极管将在主机上点亮。该模块选择游戏模式。演示者有两个“开始”和“重置”按钮。根据游戏的不同，这些按钮会打开并重置计时器。

Arduino信号来自按钮。如果按下该按钮，则该按钮和主机遥控器上的二极管将点亮，并且声音信号将打开。这是主要概念。

按钮和主控台通过以太网电缆连接。一个按钮接地，一个逻辑单元和一个用于打开和关闭LED的信号，一个按钮从该按钮到达主模块，按下该按钮。

开发开始

我们从最简单的开始。包含二极管的电路组装在试验板上。一切正常！我们继续前进。我们连接了Arduino和按钮，当按下按钮时，二极管点亮。在这里，我们面临着按钮不停摇动的问题。

在按钮中，您需要消除信号的颤动，否则系统会认为该按钮已被按下多次。对于玩家的按钮来说，这并不是很吓人，我们仍然会抓住第一按，但是在领先的开始按钮上，您必须摆脱反弹，因为在脑环中，您需要知道按下开始的次数。为此，按钮电路中包括施密特触发器，电容器和电阻器。您可以在此处阅读有关弹跳的信息。

按钮和主模块均使用LED。但是5V对他们来说太高了。因此，为了防止二极管燃烧，将电阻器串联连接。您可以在此处计算电阻器的电阻。由于所有LED都相同，因此我们需要8个100欧姆的电阻。

使用DIP-SWITCH选择游戏模式：

脑环
什么啊在哪什么时候
拼字游戏四重奏，三驾马车，自己开发的游戏（这些游戏的系统相同）

软件部分

懒惰是成功的关键。

在电路开发的同时，编写了代码。很明显，应该通过中断来处理按钮的按下。减去大约2个外部中断INT0和INT1，我们很沮丧，因为对于多达6个按钮，两个中断是不够的，您将不得不增加通过寄存器的位深度。自从我们第一次接触到硬件以来，一切就已经存在了，对我们而言，一切都是复杂而难以理解的。总的来说，我们对这一事实并不满意。不相信我们的问题无法以其他任何方式解决，我们遇到了Pin Change Interrupt Requests，这对我们的项目是完美的。没有寄存器！

您可以在这里熟悉打扰。

在我们的大脑系统中，“设置”和“重置”按钮对应于引脚D8和D9，而用户按钮对应于A0-A3。因此，对于每个使用的中断组，我们仅定义了两个中断处理程序。

ISR（PCINT0_vect）-主按钮。
ISR（PCINT1_vect）-用于自定义按钮。

可以为每个组和每个引脚分别定义中断。这是通过控制寄存器和掩码来完成的，其中必须设置相应的值。有关设置和解决中断的更多信息，请参见此处。

中断处理程序逐个查询销，以确定按下了哪个按钮。这种情况是这些中断的局限之一。大脑系统必须响应按钮的按下，因此将引脚值与中断处理程序中的HIGH电平（即按钮已被按下）进行比较。

配置中断

ISR(PCINT0_vect) {
	noInterrupts();
	isPushed = false;
	if (digitalRead(ADMIN_BUTTON_SET) == HIGH ) {	
		gameMode->Set();
		Timer1.attachInterrupt(TimerInterrupt);
		gameMode->SetFalseStart(false);
	}
	if (digitalRead(ADMIN_BUTTON_RESET) == HIGH) {
		Timer1.stop();
		gameMode->Reset();
		gameMode->SetFalseStart(true);
	}
	interrupts();
}

ISR(PCINT1_vect){
	noInterrupts();	
	if (isPushed == false){
		for (int i = 0; i < ARRAY_SIZE(ARRAY_USER_BUTTON); i++){
			if (digitalRead(ARRAY_USER_BUTTON[i]) == HIGH){
				isPushed = gameMode->UserButtonPushed(ARRAY_LED[i]);
			}
		}		
	}	
	interrupts();
}

所有代码都在这里。

安装方式

我们是第一次看到烙铁，所以我们从传统二极管开始。我们焊接了-二极管着火了！然后将按钮焊接起来。由于主模块仍位于试验板上，因此很难检查所有操作是否正确完成。

主按钮，二极管，游戏模式开关已焊接。在此过程中，我们意识到可以通过一个施密特触发器来实现。然后应将其传输到主模块，通过网络电缆将按钮的输出连接至主模块，并将其输出的信号馈入Arduino。

总的来说，主机已经准备就绪。但是他仍然没有与球员的按钮联系在一起。我们将路由器的本机板作为主机的基础，其中使用RJ-45连接器是有利的。尽管我们对此感到有些遗憾，但因为在第二轮切割电路板和焊接触点并不是一种愉快的体验。但是一切顺利。

我们将白色橙色导体用于逻辑1传输，将橙色用于逻辑0传输，将白绿色信号传输至二极管，将绿色按钮信号传输。尽管您可以使用任何电缆，但主要是检查使用的电缆，因为有多种压接选项。

现在，主模块和按钮已连接，系统几乎已准备就绪，但是面包板上没有一个错误。如果该按钮未连接到主模块，则系统认为该按钮已被按下。在互联网上，我们找到了一个解决方案-上拉电阻。

为了使主模块中的“ no”信号到达Arduino（根本没有连接按钮），您需要在每个按钮输出上放置一个下拉电阻（从10 kOhm起）。开路时，不希望有的电流将流经电阻器到达地面，当由于电阻器的高电阻而闭合时，信号将进入输入触点。

解决此问题后，它起作用了。

游戏模式功能

脑环的特征。如果尚未按下开始，则系统将按钮按下定义为错误的开始。如果是第一次按下启动按钮，则系统将等待20秒以使按钮被按下，一段时间后，系统将发出警报。如果在此期间，团队仍然知道正确的答案并按下按钮，则相应的信号将响起，然后计时器停止计时。按照规则，如果答案不正确，其他团队也应该能够回答。为此，在第二次按下启动按钮后，计时器将启动10秒钟。重置按钮可重置系统，在阅读下一个问题之前，请按下该按钮。

特点是什么？在哪什么时候

按开始后，会发出声音信号。50秒和60秒后会发出声音信号。在其他游戏中，仅捕获玩家的按钮。得益于使用Arduino的便利，您可以实现其他游戏：更改计时器，启用错误启动等。这可以通过添加适当的代码来实现。

结论

它行得通，感谢上帝。由于这是我们的第一次硬件体验，因此我们对结果感到满意。不仅因为所有工作都在面包板上连接，而且还因为它是完全组装的设备。具有功能，播放器和演示者的成熟的大脑系统已经发布。作为系统的改进，您可以为扬声器添加输出，以便您可以参加大型锦标赛。
至于Arduino开发板，工作起来既轻松又愉快。在Internet上，有足够的信息和简单的教程来讲述有用且有趣的部分的组装，这对于一个不知情的人来说并非最简单。这很可能会变成一种爱好。

Oksana Kozlova和Marina Bardiyan参与了该项目。

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