在這個有趣的項目中，我們將學習如何使用Arduino制作嗡嗡聲有線游戲。您可以在入門工具包（入門工具包中有什么？）和房屋周圍找到許多所需的零件。該項目使用Arduino，盡管您幾乎可以使用周圍的任何微控制器（以下是5美元的微控制器之間的比較，以獲取一些啟發(fā)）。

查看最終結(jié)果-它甚至可以播放音樂：

您需要什么

以下是完成此項目所需的核心部分：

1 x Arduino UNO或類似產(chǎn)品。

1 x金屬衣架。

2 x 220歐姆電阻。

1 x面包板。

1 x壓電蜂鳴器。

2 x鱷魚夾。

各種熱縮管。

公對公連接線。

以下是一些可選部件增強構(gòu)造：

1 x附加壓電蜂鳴器。

1 x定位桿。

1 x四個七段式顯示器。

1 x 220歐姆電阻。

1 x瞬時按鈕。

公對母連接線。

木板（用于保護箱）。

各種木螺釘。

只要有足夠的引腳，幾乎所有的Arduino都可以使用。如果不確定您的需求，請查看此購買指南。

構(gòu)建計劃

雖然這可能看起來很復(fù)雜，這實際上是一個非常簡單的項目。我將從基本游戲開始，然后添加其他組件以增加復(fù)雜性。您可以根據(jù)自己的需要選擇“選擇”。

核心機制由線形和手柄上的環(huán)組成。玩家必須引導(dǎo)整個路線的循環(huán)，而不能使兩個方向接觸。如果兩者接觸，則電路完成，并且蜂鳴器響起。當然也可以不使用微控制器來構(gòu)建該電路，但是這樣做的樂趣何在（以及還能聽到Monty Python的“ Flying Circus”主題曲）？

課程 strong》

這是玩家指導(dǎo)自己的回合的形狀。這是整個游戲的基礎(chǔ)，所以做得好！我選擇先降一小點，然后再進行一次大的爬升。將金屬衣架彎曲成所需的形狀。黃銅線或銅管也可以正常工作，盡管衣架可能是最便宜的。

您可能需要戴手套，用鉗子或錘子才能使事情變得完美。用斷線鉗剪掉多余的部分。留下兩個垂直的立柱以推入基座。為了安全起見，您想歸檔切割端。最后，切開兩根熱縮管，并如下放置在末端：

這將使回路與過程絕緣，從而提供一個起點/末端或安全區(qū)域。另外，如果您沒有熱縮管，也可以用膠帶甚至是吸管。

現(xiàn)在將電纜連接到課程的一端。您在這里有兩個選擇：可以焊接，也可以使用鱷魚夾。鱷魚夾是較容易的選擇，但焊接是更可靠和長期的選擇。確保首先用砂紙“弄粗”衣架表面，并使用大量助焊劑。 （以前從來沒有焊接過？請學習這里的方法。）

根據(jù)下一步在底座上鉆的孔的大小，您可能需要先將電纜穿過安裝孔。使用兩根絞在一起的電線會提高耐用性：

使用電鉆來做這有很大幫助：

基礎(chǔ)

是時候創(chuàng)建基礎(chǔ)了。這用于將航線保持在直立位置，并提供將電子設(shè)備固定到的位置。我使用了一些松木碎片，盡管您可以使用房子周圍的任何物品，甚至可以用紙板箱。

將三塊切成“ n”形。只需將這三部分擰（或膠）在一起。切記先在側(cè)板上鉆一個導(dǎo)向孔，以防止側(cè)板裂開。您可能需要沉頭螺釘（特別是如果要填充然后上漆），因此我強烈建議使用沉頭鉆頭。如果您沒有沉頭工具或鉆孔，則可以使用較大直徑的鉆頭。

鉆兩個孔，其距離應(yīng)足夠遠，以便安裝過程的末端。 ink孔下面的東西，準備粘貼。

手柄

現(xiàn)在是時候制作回路/控制器了。在一端扭曲一小部分衣架，以形成帶有小金屬手柄的環(huán)。確保銼平切割邊緣，然后在必要時用膠帶/泡沫覆蓋。

這將形成電路的另一半-當此循環(huán)接觸到當然它將完成電路（就像一個開關(guān)）。將另一根線焊接（或使用鱷魚夾）到其底部，與之前在該過程中所做的完全相同。

為實際手柄切去一小段銷釘。該金屬環(huán)將插入該手柄中。如果沒有銷釘，則可以使用皮帶或圓盤砂光機將一塊方形的軟木修圓（也可以使用砂紙，但這會花費很長時間）。

鉆一個洞這個手柄。它必須足夠大以適合金屬環(huán)和導(dǎo)線穿過：

盡管很棘手，但這可以在立柱鉆機上完成。 Alathe可以完美地完成這項工作：

是的，我很清楚這是金屬車床（對于感興趣的人，這是Boley制表車床，來自1930年代。我認為這是3C，但是如果您對此有所了解，我希望能收到您的來信。）

您還可以使用去除中心的圓珠筆。

最后，使用熱膠將電纜和回路固定到手柄中。熱膠會提供牢固的（但不是永久性的）固定裝置，因此非常適合。

完成

將導(dǎo)線束插入底座的孔中。不要忘了先添加回路/控制器。再次使用熱熔膠，通過如下方式填充底座底部的沉孔，將路線固定到底座上：

電路 》

這是完整的電路。您不必如此復(fù)雜—在分解每個部分時請繼續(xù)閱讀。

首先，將兩個壓電元件連接到數(shù)字引腳10和11極性無關(guān)緊要：

您不必使用兩個壓電體-我這樣做的唯一原因是在出現(xiàn)以下情況時會發(fā)出更大的嗡嗡聲電線接觸。將一側(cè)連接到數(shù)字引腳，另一側(cè)接地。

現(xiàn)在插入金屬層并處理：

同樣，它不會無論這兩個連接方式如何。電路的這一部分就像按鈕或開關(guān)一樣，當循環(huán)觸碰到路線時，玩家將完成電路。確保同時包括兩個電阻。

一個電阻將電路接地（稱為下拉電阻），以確保其不會“浮空”（這使Arduino能夠檢測到電路的變化）。另一個電阻器保護Arduino。當兩個部分接觸時，+ 5V進入數(shù)字引腳。如果不存在此電阻，則可能會出現(xiàn)短路故障–如果幸運的話，您的計算機將斷開USB插座的連接，以吸收過多的電流。

連接信號線（紫色，如圖所示）連接到數(shù)字引腳9。

下一步，將按鈕連接到數(shù)字引腳2：

最后，連接七段式LED顯示屏：

該特殊型號來自Seeed。它使用TM1637驅(qū)動四個顯示器-這意味著僅需要兩個數(shù)字引腳。將 GND 連接到Arduino地面，將 VCC 連接到Arduino + 5V。將 D10 連接到Arduino數(shù)字引腳13，將 CLK 連接到數(shù)字引腳12。

代碼

要使該項目正常工作將需要兩個附加文件。第一個稱為pitches.h。該文件僅將音符名稱映射到其壓電值。例如，您可以簡單地說“ NOTE_C3”而不是“ 31”，這使編寫樂曲變得容易得多。這是在公共領(lǐng)域，可以在Arduino網(wǎng)站上找到。按照說明創(chuàng)建一個名為pitches.h的新文件（或者，將代碼粘貼到現(xiàn)有腳本中。）

接下來，您需要一種方法來實際在壓電板上彈奏音符/旋律。 Anthony DiGirolamo在Github上撰寫的要點包含您需要的代碼。復(fù)制“ void buzz”和“}}”之間的所有內(nèi)容并將其粘貼到您的主文件中。作為參考，這里是：

void buzz（int targetPin， long frequency， long length） {

/* Buzzer example function by Rob Faludi

http://www.faludi.com

https://gist.github.com/AnthonyDiGirolamo/1405180

*/

long delayValue = 1000000/frequency/2; // calculate the delay value between transitions

//// 1 second‘s worth of microseconds， divided by the frequency， then split in half since

//// there are two phases to each cycle

long numCycles = frequency * length/ 1000; // calculate the number of cycles for proper timing

//// multiply frequency， which is really cycles per second， by the number of seconds to

//// get the total number of cycles to produce

for （long i=0; i 《 numCycles; i++）{ // for the calculated length of time.。.

digitalWrite（targetPin，HIGH）; // write the buzzer pin high to push out the diaphragm

delayMicroseconds（delayValue）; // wait for the calculated delay value

digitalWrite（targetPin，LOW）; // write the buzzer pin low to pull back the diaphragm

delayMicroseconds（delayValue）; // wait again for the calculated delay value

}

}

您需要的最后一個庫是控制七段顯示-如果您不使用它，則可以跳過此步驟。該庫名為 TM1637 ，由創(chuàng)建驅(qū)動板的同一家公司Seeed創(chuàng)建。

在Arduino IDE中，轉(zhuǎn)到“管理庫”（ Sketch 》 包含庫》 管理庫）。這將調(diào)出庫管理器。等待幾秒鐘進行更新，然后在右上方的搜索框“ TM1637”中搜索。將找到兩個庫-您需要“ TM1637”而不是“ TM1637Display”。選擇，然后單擊“安裝”。

此庫的最后一項任務(wù)-它尚未完成！就目前而言，該庫只能顯示數(shù)字0–9和字母A–F。如果這涵蓋了您要顯示的所有內(nèi)容，則可以跳過此步驟。如果不是，則需要修改代碼。放松！這聽起來并不那么困難，并且如果您可以使用Arduino IDE編寫代碼，則可以執(zhí)行此操作。

首先，打開您的庫文件夾。這將在您的Arduino文件夾中。在Mac OS X上，該文件位于/Users/Joe/Documents/Arduino/Libraries中。打開名為 TM1637 的文件夾。您將需要編輯名為TM1637.cpp的文件-您可以放心地忽略擴展名為.h的其他文件。在您喜歡的文本編輯器（對我來說，這是Sublime Text 3），記事本或Arduino IDE中打開此文件。

從此修改第三行代碼：

static int8_t TubeTab［］ = {0x3f，0x06，0x5b，0x4f，

0x66，0x6d，0x7d，0x07，

0x7f，0x6f，0x77，0x7c，

0x39，0x5e，0x79，0x71};//0~9，A，b，C，d，E，F(xiàn)

為此：

static int8_t TubeTab［］ = {

/* defaults */

0x3f， // 0

0x06， // 1

0x5b， // 2

0x4f， // 3

0x66， // 4

0x6d， // 5

0x7d， // 6

0x07， // 7

0x7f， // 8

0x6f， // 9

0x77， // A -- 10

0x7c， // b -- 11

0x39， // C -- 12

0x5e， // d -- 13

0x79， // E -- 14

0x71， // F -- 15

/* additional */

0x174， // h -- 16

0x176， // H -- 17

0x138， // L -- 18

0x15， // M -- 19

0x137， // n -- 20

0x73， // P -- 21

0x67， // q -- 22

0x131， // r -- 23

0x78， // t -- 24

0x240 // - 25

};

您現(xiàn)在可以保存并關(guān)閉此文件。在每個元素之后，注釋描述了這是什么字符。注釋的下一部分是元素的索引。

是時候編寫實際的代碼了。首先，包括前面提到的兩個庫：

#include

#include

現(xiàn)在創(chuàng)建顯示對象：

TM1637 *_display = new TM1637（12， 13）;

不要擔心，如果您不了解語法-此行告訴Arduino，將針腳12和13連接到七段顯示器，并進行適當配置。

這首歌存儲在melody和tempo。這些包含所有音符和音樂的音符持續(xù)時間。如果您想更改音樂，請修改這些數(shù)組（盡管它不如粘貼音符值那么簡單，定時是音樂中非常重要的一部分）。 songState變量僅存儲最后播放的音符的位置。這樣可以確保從頭到尾播放旋律，而不是前后不停跳動：

int songState = 0;

int melody［］ = {

NOTE_F4，。..}

int tempo［］ = {

8，。..}

請注意，我已經(jīng)刪除了數(shù)組的內(nèi)容，有關(guān)完整代碼，請參見下文

此代碼是非阻塞的-這意味著Arduino可以同時執(zhí)行多個任務(wù)。請查看此說明以獲取更多信息。計時器的設(shè)置方法如下：

unsigned long previousMillis1 = 0;

const long interval1 = 1500;

變量previousMillis1將在以后的階段進行更新以存儲當前時間。 interval1變量存儲兩次代碼執(zhí)行之間的等待時間-在這種情況下為1.5秒。它定義為const，這意味著它是恒定的并且永遠不會改變-這允許Arduino進一步優(yōu)化代碼。

在setup（）函數(shù)中，有一些事情繼續(xù)。首先，設(shè)置輸入和輸出。這是必須要做的，因此Arduino知道每個引腳都連接了什么：

pinMode（9， INPUT）; // setup circuit

pinMode（10， OUTPUT）; // setup buzzer 1

pinMode（11， OUTPUT）; // setup buzzer 2

pinMode（2， INPUT）; // setup button

現(xiàn)在顯示器需要配置：

_display-》set（5）; // set brightness

_display-》point（false）; // remove colon

_display-》init（）; // start display

方法set，point和init全部包含在_display對象中。代替點，使用指針（“-》”）訪問它們。再次，不必擔心語法（盡管，如果您想了解更多，請查閱C ++指針）。

主循環(huán)有兩種游戲模式：挑戰(zhàn)和免費游戲。免費游戲允許玩家無限次地玩游戲。挑戰(zhàn)模式使用showCountdown方法將計時器設(shè)置為20秒。它使用按鈕來啟動和停止計時器。當前，更改游戲模式的唯一方法是手動編輯名為mode的變量。看看是否可以添加另一個按鈕來執(zhí)行此操作并適當?shù)匦薷拇a。

buzz方法將播放為其提供的注釋。與sing結(jié)合使用。唱歌方法會遍歷每個音符并進行演奏。定期調(diào)用此方法，盡管僅在自上次演奏以來經(jīng)過了足夠的時間后才會演奏下一個音符。一旦歌曲到達結(jié)尾，它將把歌曲重置為1節(jié)（songState = 14）。您可以將其設(shè)置為零以從頭開始播放歌曲，但是這樣做的原因是跳過介紹。簡介會在Arduino通電后播放一次，然后不再播放。

showFree和showPlay方法只需將單詞“ FrEE”和“ PLAY”寫入”顯示。注意，當所有其他字符均為大寫時，free中的“ r”如何變?yōu)樾?。這是七段顯示器的局限之一。它們不能顯示字母表中的每個字母，并且它們可以顯示的某些字符必須是大小寫混合的。

toggleFreePlay方法在“ FREE”和“ PLAY”之間閃爍顯示。再次，它以非阻塞方式進行此操作。

另一個有用的方法是showNumber。這樣會在顯示屏的中間兩個字符中寫入一個數(shù)字，如下所示：

顯示屏不夠智能，無法知道如何顯示大數(shù)字，它必須明確告知該怎么做。此方法使用一些簡單的邏輯在每個字符上顯示適當?shù)臄?shù)字。

最后使用的方法稱為showCountdown。這將在20處開始計數(shù)，并每秒減少1。如果該值達到零，它會嗡嗡響三聲，表明時間已用完。

所有代碼都放在這里：

#include // include display library

#include // include pitches

TM1637 *_display = new TM1637（12， 13）; // create display object， 12 = CLK （clock）， 13 = D10 （data）

// music

int songState = 0;

int melody［］ = {

NOTE_F4， NOTE_E4， NOTE_D4， NOTE_CS4，

NOTE_C4， NOTE_B3， NOTE_AS3， NOTE_A3，

NOTE_G3， NOTE_A3， NOTE_AS3， NOTE_A3，

NOTE_G3， NOTE_C4， 0，

NOTE_C4， NOTE_A3， NOTE_A3， NOTE_A3，

NOTE_GS3， NOTE_A3， NOTE_F4， NOTE_C4，

NOTE_C4， NOTE_A3， NOTE_AS3， NOTE_AS3，

NOTE_AS3， NOTE_C4， NOTE_D4， 0，

NOTE_AS3， NOTE_G3， NOTE_G3， NOTE_G3，

NOTE_FS3， NOTE_G3， NOTE_E4， NOTE_D4，

NOTE_D4， NOTE_AS3， NOTE_A3， NOTE_A3，

NOTE_A3， NOTE_AS3， NOTE_C4， 0，

NOTE_C4， NOTE_A3， NOTE_A3， NOTE_A3，

NOTE_GS3， NOTE_A3， NOTE_A4， NOTE_F4，

NOTE_F4， NOTE_C4， NOTE_B3， NOTE_G4，

NOTE_G4， NOTE_G4， NOTE_G4， 0，

NOTE_G4， NOTE_E4， NOTE_G4， NOTE_G4，

NOTE_FS4， NOTE_G4， NOTE_D4， NOTE_G4，

NOTE_G4， NOTE_FS4， NOTE_G4， NOTE_C4，

NOTE_B3， NOTE_C4， NOTE_B3， NOTE_C4， 0

};

int tempo［］ = {

8， 16， 8， 16，

8， 16， 8， 16，

16， 16， 16， 8，

16， 8， 3，

12， 16， 16， 16，

8， 16， 8， 16，

8， 16， 8， 16，

8， 16， 4， 12，

12， 16， 16， 16，

8， 16， 8， 16，

8， 16， 8， 16，

8， 16， 4， 12，

12， 16， 16， 16，

8， 16， 8， 16，

8， 16， 8， 16，

8， 16， 4， 16，

12， 17， 17， 17，

8， 12， 17， 17，

17， 8， 16， 8，

16， 8， 16， 8， 1

};

// non blocking setup

// free play

unsigned long previousMillis1 = 0; // time words last changed

const long interval1 = 1500; // interval between changing

// music

unsigned long previousMillis2 = 0; // time last changed

const long interval2 = 100; // interval between notes

int displayStatus = 0; // keep track of what’s displayed

int mode = 0; // keep track of game mode -- change to 0 or 1 for different modes

bool countdown = false;

unsigned long previousMillis3 = 0; // time last changed

const long interval3 = 1000; // interval between countdown

int count = 20; // challenge mode timer

void setup（） {

// put your setup code here， to run once：

pinMode（9， INPUT）; // setup circuit

pinMode（10， OUTPUT）; // setup buzzer 1

pinMode（11， OUTPUT）; // setup buzzer 2

pinMode（2， INPUT）; // setup button

_display-》set（5）; // set brightness

_display-》point（false）; // remove colon

_display-》init（）; // start display

}

void loop（） {

// put your main code here， to run repeatedly：

if（mode == 0） {

// challenge mode

if（digitalRead（2） == HIGH） {

delay（25）;

if（digitalRead（2） == HIGH） {

countdown = true; // stop the countdown

}

else {

countdown = false; // stop the countdown

}

}

if（countdown） {

showCountdown（）; // advance countdown

}

}

else {

// free play

toggleFreePlay（）;

}

if（digitalRead（10） == HIGH） {

delay（25）;

if（digitalRead（10） == HIGH） {

while（digitalRead（10） == HIGH） {

buzz（11， NOTE_B0， 1000/24）;

}

}

}

else

sing（）;

}

void showCountdown（） {

// countdown the time remaining

unsigned long currentMillis = millis（）; // current time

if （currentMillis - previousMillis3 》= interval3） {

previousMillis3 = currentMillis;

--count;

showNumber（count）;

if（count == 0） {

// game over

countdown = false;

count = 20;

// reset countdown

// buzz 3 times

buzz（11， NOTE_B0， 1000/24）;

delay（100）;

buzz（11， NOTE_B0， 1000/24）;

delay（100）;

buzz（11， NOTE_B0， 1000/24）;

}

}

}

void showNumber（int number） {

// show numbers （maximum 99） on display

_display-》display（0， 25）; // write - to segment 1

_display-》display（3， 25）; // write - to segment 4

// write number to middle of display

if（number == 10）

{

_display-》display（1，1）;

_display-》display（2，0）;

}

else if（number 》 9）

{

_display-》display（1，1）;

int newVal = number - 10;

_display-》display（2， newVal）;

}

else

{

_display-》display（1，0）;

_display-》display（2，number）;

}

}

void toggleFreePlay（） {

// scroll between words without blocking

unsigned long currentMillis = millis（）; // current time

if （currentMillis - previousMillis1 》= interval1） {

previousMillis1 = currentMillis;

if（displayStatus == 1）

showPlay（）;

else

showFree（）;

}

}

void showPlay（） {

// write “PLAY” to the display

_display-》display（0， 21）; // write P to segment 1

_display-》display（1， 18）; // write L to segment 2

_display-》display（2， 10）; // write A to segment 3

_display-》display（3， 4）; // write Y to segment 4

displayStatus = 2;

}

void showFree（） {

// write “Free” to the display

_display-》display（0， 15）; // write F to segment 1

_display-》display（1， 23）; // write r to segment 2

_display-》display（2， 14）; // write E to segment 3

_display-》display（3， 14）; // write E to segment 4

displayStatus = 1;

}

void buzz（int targetPin， long frequency， long length） {

/* Buzzer example function by Rob Faludi

http://www.faludi.com

https://gist.github.com/AnthonyDiGirolamo/1405180

*/

long delayValue = 1000000/frequency/2; // calculate the delay value between transitions

//// 1 second‘s worth of microseconds， divided by the frequency， then split in half since

//// there are two phases to each cycle

long numCycles = frequency * length/ 1000; // calculate the number of cycles for proper timing

//// multiply frequency， which is really cycles per second， by the number of seconds to

//// get the total number of cycles to produce

for （long i=0; i 《 numCycles; i++）{ // for the calculated length of time.。.

digitalWrite（targetPin，HIGH）; // write the buzzer pin high to push out the diaphragm

delayMicroseconds（delayValue）; // wait for the calculated delay value

digitalWrite（targetPin，LOW）; // write the buzzer pin low to pull back the diaphragm

delayMicroseconds（delayValue）; // wait again for the calculated delay value

}

}

void sing（） {

// play the song in a non blocking way

unsigned long currentMillis = millis（）;

if （currentMillis - previousMillis2 》= interval2） {

previousMillis2 = currentMillis;

int noteDuration = 1000 / tempo［songState］;

buzz（10， melody［songState］， noteDuration）;

int pauseBetweenNotes = noteDuration;

delay（pauseBetweenNotes）;

// stop the tone playing：

buzz（10， 0， noteDuration）;

++songState;

// start song again if finished

if（songState 》 79） {

songState = 14; // skip intro

}

}

}

保存將該文件作為“ buzzwire”（文件》另存為），然后將其上傳到您的開發(fā)板上（文件》上傳）。如果您不確定如何上傳Arduino，或者該代碼看起來有些嚇人，請查看我們的《 Arduino入門指南》。一切都很好，您現(xiàn)在應(yīng)該擁有自己的嗡嗡聲有線游戲-很棒！

責任編輯：wv