LED RACER

Courses de lumières sur guirlande de LED

Difficulté

Expert Expert

Durée

6 hour(s) heure(s)

Disciplines scientifiques

Arduino, Informatique, Electricité

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Introduction

Le led racer est inspiré du projet OPENLEDRACE.

Il s'agit d'un boitier, mais aussi d'une diversité de manettes, qui constituent le véritable intérêt d'expérimentation du jeu !

de 2 à 4 joueurs

• Matériel et outils

Carte arduino micro-controleur

Pour accéder aux fiches qui présentent des montage aller dans la catégorie:arduino.

Un super outil pour la bidouille électro-technique !

Arduino est un circuit imprimé qualifié de libre et open-source (les plans sont consultables et tout le monde peut fabriquer une copie exacte de l'Arduino, contrairement à la plupart des objets manufacturés de notre environnement comme les machines à laver, les téléphones, les ordinateurs). Seuls le nom et le logo sont réservés.

Sur Arduino se trouve un microcontrôleur (calculateur) qui peut être programmé pour analyser et produire des signaux électriques.

En gros, on y branche des capteurs, le programme de l'Arduino traite les informations données par le capteur et déclenche des actions (comme allumer ou éteindre, augmenter, diminuer...).

Il peut être utilisé pour effectuer des tâches très diverses comme la charge de batteries, la domotique (le contrôle des appareils domestiques (éclairage, chauffage...), le pilotage d'un robot, etc.

Arduino peut être utilisé pour construire des objets interactifs indépendants (prototypage rapide), ou bien peut être connecté à un ordinateur pour communiquer avec ses logiciels. Plusieurs versions

Il existe plusieurs versions de l'Arduino officiel, plus des versions réalisées par d'autres constructeurs.

Sur wikidébrouillard, nous utiliserons en général l'Arduino Uno.

Carte arduino micro-controleur

Ruban de Led - WS2812B

Ruban de LED constitué d’une succession de LED RGB adressables, c’est à dire que l’on peut définir la luminosité et la couleur de chaque LED indépendamment

Ruban de Led - WS2812B

Bouton poussoir

Un bouton (ou bouton poussoir) est un coupe-circuit mécanique (un interrupteur).

Bouton poussoir

Batterie 18650

Batterie de 3,7V

Batterie 18650

Câble Dupont

Les câbles de connexion servent à créer rapidement des liaisons électriques sur des platines de prototypage sans avoir besoin de faire des soudures.

Câble Dupont

Interrupteur à bascule

Pour ouvrir ou fermer un circuit électrique.

Interrupteur à bascule

Bois

Planche en bois. Image de wikipedia Cleonard1973 / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

Bois

Câble USB - micro-USB

Le terme anglais Universal Serial Bus ou USB (en français bus universel en série) est une norme relative à un bus informatique en série qui sert à connecter des périphériques informatiques à un ordinateur ou à tout type d'appareil prévu à cet effet (tablette, smartphone, etc.).

Câble USB - micro-USB

Étape 1 - Rassembler le matériel et les outils

Matériel (en gras, les éléments essentiels au fonctionnement du jeu)

- 1 carte Arduino ( uno, ano, pro mini...)

- 1 cable de connection USB (Selon le modèle arduino)

- Guirlande de led WS2812 (5m)

- 1 source d'alimentation (batterie, cable USB dénudé...) pour alimenter le jeu sans passer par la carte (Au risque de casser le port à force de manipulations)

- 2, 3 ou 4 boutons d'arcade

- 1 interrupteur

- Cables (type dupont ou de récupération...)

- 1 Boîte pour mettre en forme notre console (récupération; bois; découpe laser...)

Option :

- Utiliser des embouts de branchements pour les boutons.

(embouts DC par exemple, permettant de récupérer des cables de vieux chargeurs)

Outils

- 1 fer à souder

- Etain

- Pistolet à colle

Étape 2 - Découvrir le circuit, le fonctionnement et les vigilances

Image 1

Voici le shéma du circuit, il indique sur quels sorties/branchements les différents objets doivent être branchés. Pensez à utiliser des couleurs pour vous repérez:

Le rouge est le plus souvent dédié au 5V (le +)

Le Noir/marron/blanc au GND (Le -)

Les couleurs aux entrées numériques ( une information qui passe)

Si vous êtes assez aguéris, ce shéma peut vous suffire. Le reste du tutoriel essaye de donner un maximum de conseils :)

Image 2

Ce cable de connection femelle vous l'obtenez avec l'achat de votre guirlande.

Il peut être présent en bonus ou à découper au bout de la guirlande. (découpez bien le femelle!)

Image 3

Notre alimentation doit sortir de la boite. Je déconseille d'alimenter directement par la prise USB de l'arduino à l'usage. Risque de casser le branchement à force d'usage (sauf à coller le cable à la boite par exemple). Mais surtout, vous ne pourrez pas ajouter d'interrupteur comme sur le shéma. Je vous recommande donc :

- Une batterie à pile ou de type 18650 ( comme sur le shéma)

- Un vieux cable USB, assez long, que vous aurez dénudé (Cables rouge et noir)

Image 3

De même à l'usage, brancher les boutons directement à la carte est risqué ( mais toujours possible; pensez à coller les cables à la boite, ou faire un noeud) . Les participants tirent dessus, et risque de casser le branchement. Aussi, vous pouvez utiliser des "prises". Le branchement reste le même, et s'agissant de bouton, peut importe de quel coté vous branchez!

Image 4

Et Voici l'interieur de notre exemple. Donc beaucoup de cables qui se baladent. Il est important d'estimer la longueur des cables en fonction de l'emplacement de vos différents items.

Étape 3 - Préparer ma boite

Votre boite doit pouvoir s'ouvrir et idéalement, vous devez pouvoir continer à y accéder facilement, pour refaire une soudure par exemple (Maintenance).

Préparer ma boite, ça veut dire avoir une petite idée, d'où chaque items va se retrouver. Alors on prend son crayon et on pose ses marques pour:

• Là où sort le cable femelle guirlande
• Là où sortent les cables ou prises des boutons
• Là où sort l'interrupteur d'allumage
• Là où sort le cable d'alimentation

Mais aussi à l'intérieur:

• Où fixer la carte arduino ( Possible avec colle ou vis ou punaises
• Où fixer la batterie si nécessaire
• Où fixer le haut-parleur

La boite parait convenir, on y va alors !

On fait les trous et les encoches.

A défaut, voici aussi un plan découpe laser  : )

Étape 4 - Construire le circuit

Pensez aux couleurs des cables, ça aide pour s'y retrouver

Tout d'abord, voici un petit rappel de comment on soude ! Bien utile !

Certains items devant sortir de la boite, ne soudez pas tout tout de suite.

Exemple : Vous soudez le bouton à la carte, avec un long cable. Hors le trou de votre boite permet de faire sortir les cables...mais il n'a pas la taille d'un bouton. Votre bouton est donc coincer dans la boite, et il faut dessouder! Patience et préparation!

Avant de tout fixer ( colle...etc), testez donc le jeu !

Go Code !

Étape 5 - Uploader le code

Le logiciel permettant de téléverser le code est disponible en ligne. Je vous le conseil largement. Aucun problème de compatibilité, plus simple à utiliser que le logiciel sur bureau. Il faut simplement un compte.

https://create.arduino.cc/editor

Le code contient une partie aisément modifiable avec les paramètres principaux.

// Branchements

#define MAXLED 300 // Nombre de leds (300 = 5m )

#define PIN_LED A0 // Guirlande _ R 500 ohms sur le branchement PIN WS2812 and WS2813

#define PIN_P1 2 // J1 Rouge

#define PIN_P2 3 // J2 Vert

#define PIN_P3 4 // J3 Bleu

#define PIN_P4 5 // J4 Bleu

#define PIN_AUDIO 10 // Pin pour haut parler, ajouter Condensateur 2UF

// Paramètre de jeu

byte loop_max=5; //Nombre de tours

float ACEL=0.2; // Acceleration

float kf=0.015; // Frottement

float kg=0.003; // Gravité

Fichier:LED RACER led race 4 joueurs ino 300leds.ino

Étape 6 - Mettre en boite (et tester à nouveau)

Étape 7 - Fabriquer des manettes

Étape 8 - Jouer !

Comment ça marche ?

Observations : que voit-on ?

Il s'agit d'une course de leds. La guirlande allume les voyants de démarrage, le son accompagne le démarrage. Les joueurs sont prêts.

Ceux qui appuyent le plus vite, qui mitraillent , avance plus vite! Le tout se joue en 5 tours, puis la guirlande s'allume de la couleur du joueur vainqueur !

Mise en garde : qu'est-ce qui pourrait faire rater l'expérience ?

Si ça ne marche pas  :

• Dans le logiciel Arduino, sélectionner la bonne carte dans l'onglet dédié.
• Vérifiez bien les soudures et les branchements.

Vous aimerez aussi

Pour faire un point sur la soudure : Initiation à la soudure

Une autre vision de la construction : Boîte à sons

Une autre construction avec arduino : D1-Pong

Éléments pédagogiques

Objectifs pédagogiques

Mettre en pratique la soudure

Construire un circuit électronique avec une dizaine d'éléments différents

Découvrir un code arduino de manière ludique : le lire, le comprendre, le modifier

Parcourir les banques de sons. Aborder les notions de libertés intellectuelles.

Utiliser une découpeuse laser

Pistes pour animer l'expérience

L'objet peut être utiliser comme démonstration de ce que l'on peut faire en électronique, dans un fablab.

Il peut être présenter déjà construit pour essayer de la refaire : quels éléments utilisés ? quel code ? quels étapes ?

Cette construction peut être un objectif de réalisation d'un mini-stage.

Sources et ressources

https://create.arduino.cc/projecthub/gbarbarov/open-led-race-a0331a

Dernière modification 27/02/2023 par user:ZAB.

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