Detector Minecraft Creeper: 6 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:39

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Sobre: Eu fui um desenvolvedor de software minha vida toda, estudei ciência da computação com foco em gráficos 3D na faculdade, fui um artista de efeitos para a Dreamworks Animation e ensinei tecnologia para crianças e adultos aqui … Mais sobre allwinedesigns »

Por alguns anos, ajudei o Children's Museum of Bozeman a desenvolver um currículo para o STEAMlab. Eu estava sempre procurando maneiras divertidas de envolver as crianças com eletrônica e programação. O Minecraft é uma maneira fácil de atrair as crianças e há muitos recursos para usá-lo de maneiras divertidas e educacionais. Combinar o Minecraft e a eletrônica foi complicado, no entanto. Para ajudar a integrar os projetos do Arduino com o Minecraft, acabei desenvolvendo meu próprio mod do Minecraft chamado SerialCraft. A ideia era que você pudesse conectar qualquer dispositivo que usasse comunicação serial e enviar e receber mensagens do Minecraft usando meu mod. A maioria dos Arduinos são capazes de comunicação serial via USB, então é simples conectar um circuito e enviar alguns dados pela conexão serial. Eu criei kits de controladores que as crianças poderiam montar e programar para controlar seus personagens, disparar e responder aos sinais de Redstone, e para piscar LEDs para alertá-los de certos eventos, como vida baixa ou quando um rastejador está próximo. Este Instructable concentra-se na funcionalidade de alerta de trepadeira e dá um passo adiante usando Adafruit Neopixels e uma caixa de acrílico e madeira compensada cortada a laser. O Detector de trepadeira usa um stick NeoPixel de 8 LED para fornecer informações valiosas sobre o trepadeira mais próximo. Quando todos os LEDs estão apagados, significa que não há trepadeiras em 32 blocos. Quando todos os LEDs estão acesos (eles também estarão piscando), você está dentro do raio de detonação de 3 blocos da trepadeira (o raio em que a trepadeira irá parar, acender seu fusível e explodir). Qualquer coisa intermediária pode fornecer uma estimativa da distância que uma trepadeira está de você. Quando 4 dos 8 LEDs estão acesos, você está a cerca de 16 quarteirões de uma trepadeira, que é o intervalo em que se uma trepadeira o vir, ela atacará. Os LEDs começarão a piscar quando você estiver dentro do raio de explosão da trepadeira (7 blocos). É também o raio do qual se você sair, a trepadeira parará seu fusível e continuará a vir atrás de você. Com esse conhecimento, você deve ser capaz de evitar quaisquer ataques inesperados de trepadeiras ou caçar quaisquer trepadeiras próximas!

Neste Instructable, vamos passar por cima de tudo que você precisa para criar seu próprio Creeper Detector e como instalar e usar o mod SerialCraft que permite a interface do Minecraft com seus projetos Arduino. Se você gostar, considere votar no Minecraft Contest e no Epilog Challenge. Vamos começar!

Etapa 1: O que você precisa

Fiz o meu melhor para criar um link para os produtos exatos que usei, mas às vezes encontro a coisa mais próxima que posso na Amazon. Às vezes, é melhor comprar alguns itens em sua loja de eletrônicos ou ferragens local para evitar a compra de grandes quantidades online.

- Usei um stick NeoPixel RGBW de 8 LED, mas não usei o LED branco (W), então um stick NeoPixel RGBW de 8 LED serve. Você pode substituí-lo por qualquer produto RGB ou RGBW NeoPixel, mas há considerações de energia que discutiremos na próxima etapa e alterações de código que apontarei quando chegarmos aqui. Você pode escolher um que não exija solda, mas mostrarei como soldei os fios no bastão.

- Um microcontrolador e seu cabo USB correspondente. Eu usei o RedBoard do SparkFun, que é um clone do Arduino Uno. Ele usa um conector USB Mini B (não sei por que é tão caro na Amazon, você pode obtê-lo diretamente do SparkFun aqui, ou ir para uma alternativa na Amazon, como este). Estaremos usando uma biblioteca Arduino para simplificar a codificação, mas ela usa apenas comunicação serial básica, então a biblioteca provavelmente pode ser portada para funcionar em qualquer microcontrolador que possa fazer serial USB. Quase qualquer Arduino serve. Certifique-se de que tem USB Serial (a maioria tem, mas alguns não, como o Trinket original).

- Fios, ferro de soldar e solda (descascadores de fios e uma terceira mão também são úteis). Estaremos soldando os fios ao stick NeoPixel para que ele possa ser conectado a um Arduino. Isso pode ser desnecessário se você escolher um produto NeoPixel que já tem fios conectados ou um microcontrolador que vem com NeoPixels a bordo (como o Circuit Playground Express, para o qual incluí o código em uma etapa futura). O fator de forma do stick de 8 LED é o que eu projetei para o invólucro do meu Creeper Detector, então você terá que fazer modificações ou ficar sem o invólucro se for para um fator de forma diferente.

- Materiais de fechamento. Usei acrílico fosco de 1/8 ", acrílico transparente de 1/8" e compensado de 1/8 "que cortei a laser e parafusos e porcas M3 para prendê-los juntos. Eu também usei alguns parafusos de madeira # 2 x 1/4 "para prender o bastão NeoPixel ao gabinete. O gabinete é desnecessário, mas certamente adiciona um toque extra de trepadeira. Meu gabinete foi projetado para abrigar apenas os NeoPixels, não o microcontrolador. Se você deseja que seja totalmente independente, será necessário fazer modificações!

- Uma conta Minecraft, Minecraft Forge 1.7.10 e SerialCraft (o mod e a biblioteca Arduino). O Creeper Detector depende do mod SerialCraft, que só funciona no Minecraft 1.7.10 com Minecraft Forge. Discutiremos como fazer o download e como configurá-los em etapas futuras.

- O IDE do Arduino ou uma conta no Arduino Create e o plugin Arduino Create (recomendo usar o Arduino Create, pois você poderá ir diretamente para o meu esboço do Arduino Create e compilá-lo e carregá-lo de lá).

Etapa 2: o circuito

O circuito é bem simples, apenas 3 fios, o stick NeoPixel e um Arduino. Todos os Adafruit NeoPixels têm seu próprio controlador, que permite que um único fio de dados controle qualquer número de LEDs encadeados. Eu o conectei ao pino 12 no meu Arduino.

Os outros dois fios são para alimentação e aterramento. Para alimentar os NeoPixels, precisaremos de uma fonte de alimentação de 5V. Precisamos ter certeza de que nossa fonte de energia é capaz de fornecer corrente suficiente, no entanto. Cada NeoPixel pode consumir até 60mA (80mA com LEDs RGBW) com brilho total. Com 8 LEDs, isso significa que nossa corrente máxima é 480mA (640mA com LEDs RGBW). O Arduino leva ~ 40mA apenas para ligar. À primeira vista, parece que precisaremos usar uma fonte de alimentação externa. O USB permite um máximo de 500mA que poderíamos exceder se definirmos todos os nossos LEDs para o máximo (480 + 40 = 520 com LEDs RGB ou 640 + 40 = 680 com LEDs RGBW). Felizmente, nunca precisaremos colocar os LEDs em seu brilho total (brilho total é muito ofuscante), então estaremos seguros usando o trilho de 5V de nosso Arduino, conectado via USB. Na verdade, usar a cor verde que selecionei usará apenas ~ 7-8mA máx. Por LED para um consumo de corrente total de ~ 100mA máx., Bem abaixo do máximo de 500mA imposto pelo USB.

Então, tudo o que precisamos fazer é conectar o pino DIN do stick NeoPixel ao pino 12 (quase qualquer pino funcionará, mas este é o que eu usei), o pino de 5V no stick NeoPixel a 5V no Arduino, e um pino GND no NeoPixel stick para GND no Arduino. Primeiro, precisamos soldar nossos fios ao bastão do NeoPixel.

Corte os conectores de uma extremidade dos fios e descasque as pontas. Estanhe cada um deles (aplique solda em cada uma das pontas). Em seguida, coloque um pouco de solda em cada uma das pastilhas. Toque cuidadosamente em cada almofada com o ferro de soldar, coloque a ponta do fio correspondente na almofada e remova o ferro.

Etapa 3: O Código

ATUALIZAÇÃO (2018-02-19): Postei um novo esboço do Arduino no repositório GitHub que inclui todas as alterações necessárias para que o Creeper Detector funcione no Circuit Playground Express (não funciona com o gabinete, mas tem tudo os LEDs e alguns sensores embutidos na placa, portanto, nenhuma solda necessária). Inclui algumas funcionalidades extras vinculadas a seus botões e botão deslizante!

Para o código completo, você pode acessar meu esboço do Arduino Create ou o repositório GitHub. Siga as instruções aqui se não tiver certeza de como compilar e fazer upload do código. Se você optar por usar o IDE do Arduino, precisará instalar a biblioteca SerialCraft Arduino. Siga as etapas em "Importando um Zip" aqui para fazer isso. Se você usar o Arduino Create Web Editor, poderá ir diretamente para o meu esboço assim que estiver configurado e poderá evitar a necessidade de instalar a biblioteca SerialCraft.

Vou repassar o que o código está fazendo abaixo.

As primeiras duas linhas incluem bibliotecas. A primeira, SerialCraft.h, é uma biblioteca que escrevi que permite uma comunicação fácil com o mod SerialCraft. Vou guiá-lo pelos recursos que uso abaixo, mas você pode verificar exemplos e alguma documentação que precisa de algum trabalho em seu repositório GitHub. A segunda biblioteca é a biblioteca NeoPixel da Adafruit e fornece uma API para ajustar os LEDs nas tiras NeoPixel.

#incluir

#incluir

As linhas 4-17 são constantes que podem mudar com base em sua configuração. Se você usou uma tira NeoPixel com um número diferente de pixels ou se conectou seus NeoPixels a um pino diferente, você precisará fazer alterações nos dois primeiros define, NUMLEDS e PIN. Você precisará alterar LED_TYPE para o tipo que possui, tente alterar NEO_GRBW para NEO_RGB ou NEO_RGBW se estiver tendo problemas. Você pode alterar BLOCKS_PER_LED se quiser ajustar o intervalo de detecção de trepadeiras.

// Altere essas variáveis para corresponder à sua configuração

// número de LEDs em sua faixa #define NUMLEDS 8 // pino que o pino de dados do LED está conectado a #define PIN 12 // número de blocos que cada LED representa #define BLOCKS_PER_LED 4 // O tipo de faixa de LED que você tem (se seus LEDs não estão ficando verdes, então você precisará alterar a ordem do GRBW) #define LED_TYPE (NEO_GRBW + NEO_KHZ800) // END variables

As linhas 19-27 definem alguns valores que usaremos mais tarde. DETONATE_DIST é a distância no Minecraft que uma trepadeira irá parar de se mover, acender seu estopim e explodir. SAFE_DIST é o raio de explosão de uma trepadeira. Alterar esses valores afetará o comportamento dos LEDs, mas recomendo mantê-los como estão, pois refletem os comportamentos no Minecraft. MAX_DIST é a distância máxima que rastrearemos os rastejadores, que é baseada no número de LEDs que nossa faixa NeoPixel possui e na constante BLOCKS_PER_LED que definimos acima.

// Estes são os valores que serão usados em nossos cálculos para o brilho do LED

// a trepadeira de distância começará a detonar #define DETONATE_DIST 3 // distância estamos seguros de uma explosão de trepadeira (você sofrerá danos se estiver a esta distância) #define SAFE_DIST 7 // distância máxima que rastreamos uma trepadeira #define MAX_DIST (NUMLEDS * BLOCKS_PER_LED)

As linhas 29-36 definem algumas variáveis que usaremos em todo o programa. A variável sc é um objeto SerialCraft que fornece uma interface fácil de usar para se comunicar com o mod SerialCraft Minecraft. Você verá como o usamos abaixo. dist é uma variável que definiremos como a distância para a trepadeira mais próxima quando recebermos a mensagem de distância da trepadeira do mod SerialCraft. strip é um objeto Adafruit_NeoPixel que fornece métodos para controlar as tiras NeoPixel.

// Este é o objeto SerialCraft para comunicação com o mod SerialCraft Minecraft

SerialCraft sc; // distância da trepadeira int dist = 100; // Inicializar uma faixa de LEDs, você pode precisar alterar a terceira faixa Adafruit_NeoPixel = Adafruit_NeoPixel (NUMLEDS, PIN, LED_TYPE);

As linhas 38-47 são nossa função de configuração. Todos os scripts do Arduino devem ter um. Ele é executado uma vez quando o Arduino é ligado, portanto, é um ótimo lugar para inicializar variáveis. Chamamos o método setup () em nosso objeto SerialCraft para inicializar a porta serial com a mesma taxa de baud que está configurada no mod SerialCraft (115200). Em seguida, chamamos o método registerCreeperDistanceCallback para que possamos responder às mensagens de distância da trepadeira enviadas para nós pelo mod SerialCraft. Chamaremos periodicamente o método sc.loop () um pouco mais adiante. No método de loop, ele verifica se recebemos alguma mensagem do mod SerialCraft ou acionamos qualquer evento, como pressionar um botão, e chama a função correspondente que registramos para tratá-lo. Tudo o que estamos fazendo é procurar a distância da trepadeira mais próxima, então é a única função que estamos registrando. Você verá abaixo que tudo o que fazemos nessa função é definir nossa variável dist, que usaremos ao atualizar os LEDs. Finalmente, inicializamos nossa faixa de LED e desligamos todos os LEDs usando strip.begin () e strip.show ().

void setup () {// inicializar SerialCraft sc.setup (); // registra um callback de distância de creeper para receber a distância para o creeper mais próximo sc.registerCreeperDistanceCallback (creeper); // inicializa a faixa de LED.begin (); strip.show (); }

As linhas 49-80 definem a função de loop. A função de loop é onde toda a mágica acontece. A função de loop é chamada repetidamente. Sempre que a função de loop termina de ser executada, ela simplesmente começa do início novamente. Nele, usamos a variável dist e nossas constantes no topo do arquivo para determinar qual deve ser o estado de cada LED.

No topo da função de loop, definimos algumas variáveis.

// varia de 0 quando> = MAX_DIST de distância do raio de detonação da trepadeira a NUMLEDS * BLOCKS_PER_LED quando no topo da trepadeira

int blocksFromCreeperToMax = constrain (MAX_DIST + DETONATE_DIST-dist, 0, MAX_DIST); int curLED = blocksFromCreeperToMax / BLOCKS_PER_LED; // varia de 0 a NUMLEDS-1 int curLEDLevel = (blocksFromCreeperToMax% BLOCKS_PER_LED + 1); // varia de 1 a BLOCKS_PER_LED

Como estamos acendendo os LEDs com base em quão perto estamos de uma trepadeira, precisamos inverter de forma eficaz nossa variável de distância. Definimos blocksFromCreeperToMax para representar o número de blocos que a trepadeira está a partir da distância máxima que desejamos rastrear. Quando estamos no topo da trepadeira (ou melhor, menor ou igual a DETONATE_DIST longe da trepadeira), blocksFromCreeperToMax será MAX_DIST. Quando estamos além de MAX_DIST de uma trepadeira, blocksFromCreeperToMax será 0. Esta variável será útil quando acendermos nossos LEDs, pois quanto maior, mais LEDs acendemos.

curLED é o LED mais aceso na parte superior. Cada 4 blocos que movemos em direção a uma trepadeira acenderá um LED adicional (esse número pode ser alterado no topo do arquivo com a variável BLOCKS_PER_LED). Ajustamos o brilho do LED superior para que possamos ver as mudanças na distância até um único bloco. curLEDLevel é uma variável que usaremos para calcular essas alterações de brilho. Ele varia de 1 a 4 (ou qualquer que seja o BLOCKS_PER_LED definido como).

Usaremos essas variáveis ao fazer o loop em cada LED:

for (uint16_t i = 0; i <strip.numPixels (); i ++) {if (i <= curLED) {// mais brilhante quando dentro do raio de detonação da trepadeira, desligado quando a trepadeira está NUMLEDS * BLOCKS_PER_LED afastado float intensidade = (float) blocksFromCreeperToMax / MAX_DIST; if (i == curLED) {// último LED aceso // torna o último LED mais brilhante conforme nos aproximamos do próximo LED float lastIntensity = (float) curLEDLevel / BLOCKS_PER_LED; intensidade * = lastIntensity; } if (dist <SAFE_DIST) {intensidade * = (millis () / 75)% 2; } intensidade = pow (intensidade, 2,2); // curva de gama, faz com que o brilho do LED pareça linear aos nossos olhos quando o valor do brilho realmente não é strip.setPixelColor (i, strip. Color (10 * intensidade, 70 * intensidade, 10 * intensidade, 0)); } else {strip.setPixelColor (i, strip. Color (0, 0, 0, 0)); }}

Se o LED atual que estamos atualizando for menor ou igual à variável curLED, sabemos que ele deve estar ligado e precisamos calcular seu brilho. Caso contrário, desligue-o. Usamos uma variável de intensidade que terá um valor entre 0 e 1 para representar o brilho do nosso LED. Ao definir a cor final do LED, vamos multiplicar a intensidade pela cor (10, 70, 10), uma cor verde. Usamos a variável blocksFromCreeperToMax para obter uma porcentagem dividindo por MAX_DIST, de modo que os LEDs ficarão mais brilhantes quando estivermos perto de uma trepadeira. Se estivermos calculando o brilho de curLED, então alteramos seu brilho para cada bloco de distância que a trepadeira está de você até a configuração BLOCKS_PER_LED. Esta é uma mudança sutil, mas pode ser usada para ver se uma trepadeira está se aproximando ou se afastando com uma granulação mais fina do que os 4 blocos necessários para um LED extra acender. Em seguida, verificamos se estamos dentro do raio de explosão da trepadeira e piscamos se estivermos. A expressão (milis () / 75)% 2 será avaliada repetidamente como 0 por 75 milissegundos e, em seguida, 1 por 75 milissegundos, portanto, multiplicar nossa intensidade por essa expressão fará com que os LEDs pisquem.

A alteração final na intensidade (intensidade = pow (intensidade, 2,2)), é um ajuste chamado correção de gama. Os olhos humanos percebem a luz de uma forma não linear. Podemos ver mais gradações de luz fraca do que de luz brilhante, então, quando diminuímos o brilho de uma luz brilhante, diminuímos mais do que quando a luz está fraca para parecer que estamos diminuindo em uma escala linear moda ao olho humano. Um efeito colateral dessa mudança é que acabamos usando menos energia porque nossos pixels acabam tendo mais gradações na faixa mais fraca (energia mais baixa) do que na faixa mais brilhante (energia mais alta).

As duas últimas linhas de nossa função de loop atualizam os LEDs para os valores que acabamos de definir e, em seguida, chama quaisquer manipuladores que precisam ser chamados pelo SerialCraft (neste caso, a função de distância rastejante, se recebemos quaisquer mensagens de distância rastejante do mod SerialCraft).

strip.show ();

sc.loop ();

As últimas linhas de nosso script são a função de trepadeira, onde armazenamos a distância até a trepadeira mais próxima quando o mod SerialCraft nos envia uma mensagem com essa informação.

trepadeira vazia (int d) {dist = d; }

Agora você só precisa compilar e fazer upload do código!

Etapa 4: Gabinete

Eu corto a laser todas as peças do meu gabinete, que consiste em uma trepadeira de acrílico fosco, uma trepadeira de acrílico transparente, 6 peças de madeira compensada, com um orifício retangular do tamanho das trepadeiras de acrílico e orifícios nos cantos para prendedores e 1 peça de madeira compensada para a parte traseira que tem orifícios de fixação e um orifício maior para os fios saírem. Desconecte os fios do stick NeoPixel para que possamos montá-lo em nosso gabinete. Os dois arquivos PDF abaixo podem ser usados para cortar a laser todas as peças que descrevi.

O bastão NeoPixel é montado na parte traseira do compensado usando os parafusos de madeira nº 2 e espaçadores de náilon. As trepadeiras de acrílico são presas em duas das peças de madeira compensada com orifícios quadrados. Antes de fazer isso, lembre-se de qual cor de fio corresponde a qual almofada da haste.

As trepadeiras de acrílico são dimensionadas 1 centésimo de polegada maiores do que os orifícios para fornecer um ajuste muito confortável com a madeira compensada. Usei a alça dos desencapadores de fio para colocar pressão em cada canto e trabalhei ao redor de toda a trepadeira para obter um ajuste uniforme. Como alternativa, o PDF acrílico a laser inclui uma trepadeira gravada em uma peça do tamanho da face inteira do gabinete com orifícios de fixação para que você possa evitar um ajuste apertado com a trepadeira de acrílico menor.

O acrílico fosco distribui a luz dos LEDs individuais e o acrílico transparente mostra melhor a gravação da trepadeira, de modo que ambos combinados parecem melhores para mim do que individualmente. Quando as trepadeiras estiverem no lugar, empilhe todas as peças de madeira compensada e prenda-as com os parafusos de máquina M3 e as porcas. Em seguida, reconecte os fios a 5 V, GND e pino 12.

Etapa 5: Minecraft Forge e o Mod SerialCraft

Comece criando uma conta do Minecraft, depois baixe e instale o cliente Minecraft.

Você precisará do Minecraft Forge para a versão 1.7.10 para poder instalar o mod SerialCraft. Vá para a página de download do 1.7.10 Minecraft Forge. O site do Minecraft Forge tem muitos anúncios que procuram fazer com que você clique no item errado e o leve a outro lugar. Siga as imagens acima para garantir que você está no caminho certo! Você deve clicar no botão Instalador na versão 1.7.10 recomendada (ou a mais recente, não tenho certeza da diferença). Você será levado a uma página com um banner no topo da página que diz "O conteúdo abaixo deste cabeçalho é um anúncio. Após a contagem regressiva, clique no botão Ignorar à direita para iniciar o download do Forge." Aguarde a contagem regressiva e clique no botão Ignorar para iniciar o download.

Clique duas vezes no instalador após concluir o download. Deixe os padrões marcados (Instalar cliente e o caminho padrão que ele especifica) e clique em OK. Ele irá instalar o Minecraft Forge. Quando terminar, você poderá iniciar o Minecraft Launcher, mas haverá uma opção extra para selecionar a versão 1.7.10 do Forge (veja a imagem acima).

Agora precisamos instalar o mod SerialCraft no diretório de mods. Baixe a versão mais recente do mod SerialCraft aqui. Você também precisará da biblioteca jssc. Descompacte os dois arquivos, o que deve deixar você com dois arquivos.jar. Você precisará colocar esses arquivos em sua pasta de mods. No Windows, você deve conseguir ir para Executar no menu Iniciar e inserir% appdata% \. Minecraft / mods antes de clicar em Executar. Em um Mac, você pode navegar até Home / Library / Application Support / minecraft / mods. Solte os dois arquivos.jar na pasta que você acabou de abrir. Agora execute o Minecraft e inicie a versão 1.7.10 do Forge. Você deve conseguir clicar em Mods e ver o SerialCraft listado no lado esquerdo.

Etapa 6: Usando o Mod SerialCraft

Agora que instalou o mod SerialCraft, você precisará entrar em um mundo e começar a usá-lo. Crie um novo mundo ou abra um dos seus mundos salvos (se quiser jogar em um mapa multijogador, você precisará garantir que o servidor e todos os clientes que se conectam a ele tenham o mod SerialCraft instalado). Certifique-se de que o Creeper Detector esteja conectado ao computador e pressione a tecla K. Deve abrir uma caixa de diálogo como a imagem acima (no Windows, em vez de /dev/tty.usbserial … deve ser algo como COM1). Se nada for mostrado, certifique-se de conectar o Detector de Creeper. Clique no botão Conectar e pressione Escape. Se seu código foi compilado e carregado corretamente, seu Creeper Detector deve estar pronto para uso! Se um Creeper estiver dentro de 32 blocos, ele deve acender. Caçada feliz!

Se você gostou deste Instructable, considere votar nele no Minecraft Contest e no Epliog Challenge!

Segundo prêmio no Minecraft Challenge 2018