Arduino Bingo Machine with DIY A4-Size 7-Segment Displays

组件和用品

钉板

宁波制胜 Handycraft2 板用于 7 段显示器和 1 用于记分板

砧板

用于记分板的塑料砧板灰色

数字 LED 灯条 5 m WS2811，带 5050 个 LED

许多供应商和品牌

5m/roll DC5V ws2812b 300led 可单独寻址 60leds/m 5050 RGB

许多供应商和制造商

音频线

用于计分板和7段显示器之间的连接

砧板半透明塑料

用于七段显示器的字体

砧板柔性灰色

用于记分板的封面

Arduino UNO

电阻 221 ohm

读取 220 欧姆

电容器

100 uF

大按钮开关

瞬间

小按钮（通用）

线性调节器 (7805)

必要的工具和机器

常用工具和测试设备

很多DIY项目所需的普通工具

关于这个项目

走在ACTION商店时，我发现了一个价格可以接受的数字LED旅行（包括12V电源适配器，甚至包括一个带红外遥控器的控制器）。我决定购买一个并开始与它们一起玩，目的是在我的情况下使用 Arduino Uno 控制 LED 灯条。

尽管在包装或 LED 灯条本身上没有指定任何地方，但很快我发现这是一种带三个 5050 LED 段的灯条，每 3 个 LED 有一个 WS2811 驱动器。

我将条带连接到 Arduino Uno，以使用 Adafruit NeoPixel 库和一些示例代码（如 RGBW strandtest）对其进行试验。

我开始进行一些头脑风暴，并产生了使用这些行程制作 A4 尺寸 7 段显示器的想法。如上所示，七部分条带可以完成这项工作，另外还有一个用于显示小数点。这使其有效地分为 8 个段，这些段仅由 Arduino 的一个输出引脚控制，并由 ACTION 包中已包含的 12 V 适配器供电。

但是，只有一个 7 段显示器可以做什么？

我决定制作其中的 2 个并将它们用于创建 宾果机 按下按钮后显示 1 到 75 之间的随机数。

第 1 步：制作 7 段显示

显示器的整个制作过程是一个很长的故事，我可以在单独的教程中进行描述。短版制作如下：

两种 A4 尺寸的显示器均采用传统方法和材料制成。使用激光切割机和 3D 打印机时，整个过程会有所不同，而且可能更简单。你在互联网上找到了很好的例子，例如YouTube (https://learn.adafruit.com/ninja-timer-giant-7-segment-display/overview)，您甚至可以购买现成的。

我发现自己制作它们是一种挑战和乐趣..

对于 LED 灯条，我使用了 3 个 LED 的 16 个部分，每个部分都是从 ACTION 的 WS2811 LED 灯条上切下的。

这些段通过焊接线连接到条带的 +12V、GND 和 Do 和 Di。您可以在互联网上找到许多有关如何正确执行此操作的教程。

对于房屋，我使用了当地 ACTION 商店提供的现成且价格合理的 Peg Board。

外壳的新正面由宜家的白色半透明砧板材料制成。

使用模板从电路板顶部的涂漆层（黑色底漆）中切割出部分。

使用便宜的音频电缆（也来自 ACTION）将 7 段显示器通过 220 欧姆电阻器连接到 Arduino，只需 3 条线（12V、GND 和数据输入）。

我修改了外壳，以便轻松插入音频连接器。

第 2 步：制作记分板

我还决定创建一个记分牌显示器，显示生成的随机数，一个用于生成新数字的按钮和一个用于结束和开始新一轮的“宾果游戏按钮”。

记分板使用与外壳相同的 ACTION 钉板制成（如上所述）。盖板由深灰色砧板（同样来自 ACTION）制成，上面钻有孔。顶盖由宜家砧板制成。两层之间是照片纸上的印刷品和保护性透明箔。

在里面，贴在砧板背面的是 5 节 15 个 WS2812 LED，每节加上 3 * 8 个 LED 灯条部分，用于照亮“BINGO”这个词。

第 3 步：制作软件

使用 Arduino 和无焊面包板完成了对 LED 灯条和 7 段显示器进行编码和播放的初步实验。

一个大的瞬时按钮连接到 GND 和 Uno 的数字 IO 引脚 2。按下按钮开始生成新的随机数。在短暂的“灯光秀 1”之后，随机数显示在两个 7 段显示器上。

在七段显示器上创建数字所用的表格如下：

为了帮助构建 Arduino Sketch，我在 ClickCharts 的帮助下制作了一些简单的流程图，一个非商业用途的免费版本（一旦你习惯了一些固有的限制，就可以正常工作）

生成的数字存储在名为 SCORE[] 的数组中，该数组由 75 个位置组成，填充为“0”或“1”。如果生成的新数已经存在，则自动生成一个新的随机数。

新号码在记分牌上亮起（有 75 个号码），同时新号码显示在 7 段显示器上

记分牌一直显示生成的所有随机数，直到获得有效的宾果游戏为止。名为“BINGO”的按钮将以简短的“BingoLightShow”结束回合

此后SCORE数组清零，可以开始新一轮。

也可以通过拨动电源开关（断开 12V 电源）来启动新一轮，这将重置 Arduino 并重新启动程序。

第 4 步：电子产品

12V、2A充电器为整个宾果机供电。

Arduino 电源插孔上的 12V 输入已修改为启用电源切换（开 - 关）。

用于记分牌的 99 个 LED (75 + 24) 的 5 V 电源通过 7805 电压调节器（几乎可以处理 WS2812 LED 灯条汲取的电流）从 12V 输入电源获得；建议安装散热器或电源版本（在更新中，我可能会添加一个功率晶体管来处理主要由记分板内的 99 个 WS2812 LED 消耗的所需 5V 电源。我以这种方式为 Arduino 绘制了草图记分牌的电力需求适中。

Fritzing 图中的布局如下所示：

请注意，宾果记分板上的 7 段 LED 部分 (12V) 以及照亮数字 1 -75 的 LED 灯条均由来自 Uno 的同一个输出引脚 (6) 控制。

由 Pierre Pennings 开发和制作（2018 年 11 月）。

代码

BINGO_Machine_rev04.ino

BINGO_Machine_rev04.inoArduino

带有 Arduino Uno 和 2 个 A4 尺寸 7 段显示器和电子记分板的宾果机草图由 WS2811 LED 灯条制成的尺寸 7 段显示器由 12V 供电（3 个 LED 对和 1 个控制芯片）由 3 个 LED 组成的每个段仅用一个控制地址寻址每个显示器有 7 个段加上一个小数点 (DP) 数字在 2 个显示器上显示的数字从 1 到 75，就像在普通的宾果游戏中一样一个瞬时按钮连接到 GND 和 ARDUINO UNO 的数字 IO 引脚 6 按下按钮开始生成新的随机数短时间后“Light Show 1”随机数显示在两个 7 段显示器上生成的数字也存储在名为 SCORE[] 的数组中，该数组由 75 个位置组成，填充为“0”或“1” 如果生成的新数字已经准备好存在，自动一个新的随机数ber 生成包括 ARDUINO UNO 本身在内的所有电子设备都内置在一个单独的记分板显示器中 75 个数字由一个 WS2812B 控制器芯片点亮，每个芯片带有一个 SMD5050 LED（由 5 V 供电）记分板显示所有生成的随机数，直到获得有效的 BINGO 一个名为“BINGO”的按钮将以简短的“BingoLightShow”结束回合此后清除 SCORE 阵列并可以开始新回合也可以通过切换电源开关（断开12V 电源），这将重置 ARDUINO 并重新启动程序 12V、2A 充电器为整个 BINGO 机器供电 ARDUINO 电源插孔上的 12 V 输入已修改为启用电源开关（开 - 关） 5 V 电源用于记分板的 99 个 LED (75 + 24) 通过 7805 稳压器（几乎可以处理 WS2812 LED 灯条吸收的电流）从 12V 输入电源获得；建议安装散热器或电源版本此代码根据 GPL3+ 许可证获得许可。*/#include const int NewnumberButton =2; // 数字 IO 引脚 2 连接到具有常开触点的 Newnumber 按钮// 引脚 2 将被内置上拉电阻驱动以使其正常为高电平 // 开关会将引脚暂时拉到地。 // 在高 -> 低转换时按下按钮，程序将生成一个新的 Number.const int BingoButton =4; // 数字 IO 引脚 4 通过常开触点连接到 BINGO 按钮 // 引脚 4 将通过内置上拉电阻驱动使其常为高电平 // BINGO 按钮会将引脚拉到地/ / 在高 -> 低转换时按下 BINGO 按钮，Lightshow 将开始，此后程序将结束。const int LedPin =6; // 数字 IO 引脚 6 通过 220 欧姆电阻连接到 WS 2811 LED 灯条的数据输入 (DI)int Newnumber =1;int Bingo =1;int SCORE[76];int count =0;long randNumber;int NUMBER =0;int NW_NUMBER =0;int TENSNUMBER =0;int UNITNUMBER =0;#define NUM_LEDS 99 // 前 16 个用于控制 (WS 2811) 2 位 7 段显示器中的 LED //（两次两个显示器上的 8 段）；数字 0 -7 用于 UNIT 编号// 数字 8 - 15 用于 TENS 编号（数字 7 和 15 是每个数字的 DP）// 用于在记分板显示器上显示数字并控制（WS2812）LED使用地址 16 到 99 // 24 个 LED 用于为字母 BINGO 提供背光，75 个 LED 用于记分板以显示生成的 BINGO 数字；// 所有 LED 将仅用一根电线控制！从 LED_PIN 6 // 事实上，通过两个 220 欧姆电阻器从同一个 LedPin 6 控制（并行）两种不同类型的 LED 灯条#define BRIGHTNESS 250 // 将 LED 的亮度设置为最大（255） Adafruit_NeoPixel strip =Adafruit_NeoPixel(NUM_LEDS, LedPin, NEO_GRB + NEO_KHZ800);/*二维数组，用NUMBER进行分段分配，每个NUMBER有自己的一列----- ---------------------------------- 8 0 13 9 5 1 14 6 12 10 4 2 11 15 3 7 Digit 2 Digit 1 Tens 单位 7 和 15 表示小数点 (DP) */// 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 字节 SEGMENTarray [8][10] ={ {1,0,1,1,0 ,1,1,1,1,1,}, //segment 0 or 8 {1,1,1,1,1,0,0,1,1,1,}, //segment 1 or 9 {1 ,1,0,1,1,1,1,1,1,1,}, //segment 2 or 10 {1,0,1,1,0,1,1,0,1,1,}, //segment 3 or 11 {1,0,1,0,0,0,1,0,1,0,}, //segment 4 or 12 {1,0,0,0,1,1,1, 0,1,1,}, //segment 5 or 13 {0,0,1,1,1,1,1,0,1,1,}, //segment 6 or 14 {0,0,0, 0,0,0,0,0,0,0,}, //segment 7 or 15 };byte color_scheme[] ={ 50, 100, 200, 100, 150, 250, 150, 200, 50, 200, 250, 100, 250, 50, 150, 0, 100, 200, 50, 150, 250, 100, 200, 0, 150, 0, 0, 0, 020 250, 50, 200, 0, 100, 250, 50, 150, 0, 250, 0, 0};//////////////////////// /////////////////////// 后面的设置代码将在“开机”或 RESETvoid setup() { Serial.开始（9600）； pinMode（LEDPin，输出）； // 将 LedPin 6 初始化为输出： pinMode(NewnumberButton, INPUT_PULLUP); // 将按钮引脚 2 初始化为输入： pinMode(BingoButton, INPUT_PULLUP); // 将宾果按钮引脚 4 初始化为输入：strip.setBrightness(BRIGHTNESS); strip.begin(); // 将所有 LED 初始化为“关闭” strip.show(); for (int t =16; t <24; t++) { strip.setPixelColor(t, 0, 0, 250); // 开机后在记分板上用蓝色字符显示BINGO这个词strip.show(); // 注意 WS2812 LED 灯条的颜色顺序是 R,G,B } for (count =0; count <76; count++) { // 将数组中的所有数据 SCORE 设为 0（数组位置从 0 开始到 75；不使用零位） SCORE[count] =0； } /*for (int n =0; n <10; n++) // 此代码可用于测试两个 7 段显示器上 0 - 9 的所有数字（未测试 2 个 DP）{ for ( int s =0; s <8; s++) { int z =SEGMENTarray [s][n]; int i =0 + s; int j =8 + s; strip.setPixelColor(i, z*250, 0, z*50); strip.setPixelColor(j, z*250, 0, z*50);带.show(); Serial.print("["); Serial.print(n); Serial.print("]"); Serial.print("["); Serial.print(s); Serial.print("] =");Serial.print(z); Serial.print(" "); } 延迟（1500）； Serial.println(); }*/}//////////////////////////////////////////// ///// 接下来的循环代码将重复运行，直到“断电”或 RESETvoid loop() { Newnumber =digitalRead(NewnumberButton); if (Newnumber ==LOW) // 不需要短延迟来消除按钮的弹跳效果，因为一开始 LOW 循环继续 { randomSeed(millis());做 { GENERATENEWNUMBER (75); // 在 1 到 75 之间生成一个 NW_NUMBER } // 如果 NW_NUMBER 已经存在：再次生成一个 NW_NUMBER while (NW_NUMBER ==SCORE[NW_NUMBER] * NW_NUMBER);得分[NW_NUMBER] =1; // 在数组中的 NW_NUMBER 位置放一个 1 NUMBER =NW_NUMBER; TENSNUMBER =int (NUMBER / 10); // 计算 NW_NUMBER 的十进制值和单位值 UNITNUMBER =NW_NUMBER - (10 * TENSNUMBER);清除显示（）；灯光秀 1 (4, 100); //启动lightshow1 CLEARDISPLAY(); //打印编号序列(); // 将生成的 NW_NUMBER 打印到串口监视器并显示 SCORE 数组 DISPLAYNUMBER (TENSNUMBER, UNITNUMBER) 的新内容；显示分数 (); } else { Bingo =digitalRead(BingoButton);如果（宾果游戏==低）延迟（3000）； // 延迟 3 秒以消除弹跳效果和意外按下按钮，因为 if (Bingo ==LOW) { BINGOLIGHTSHOW (); for (count =0; count <76; count++) // 将数组 SCORE 中的所有数据重新归为 0，可以开始新的 BINGO 回合 { SCORE[count] =0; } } }////////////////// 循环结束////////////////////////// /////////////////////////////////////////////////// ///////////////////////////////// 以下遵循从loopvoid LIGHTSHOW1 ( int 持续时间, uint8_t 等待) {for (int t =16; t <24; t++) { strip.setPixelColor(t, 0, 0, 0); // 在设置时关闭带有蓝色字符的 BINGO Leds strip.show(); } for (int k =0; k

定制零件和外壳

tekening_gaten_patron_puntjes_xgW76A8Jmw.svg用作显示器正面的模板

示意图

bingo_sketch_66WRdQITE2.fzz

HID Prox RFID 到 Arduino DIY 基于 Arduino 的脉冲感应金属探测器

制造工艺

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