لعبة رأس السنة DIY: مشروع RISC-V و WS2812B

ملخص سريع

لقد أطلق مطور مشروعًا لإنشاء لعبة رأس السنة مخصصة باستخدام متحكمات دقيقة تم الحصول عليها في عام 2019. يركز المشروع على استخدام المتحكم الدقيق CH32V003F4P6 وأضواء WS2812B القابلة للعنونة لبناء جهاز احتفالي. تم التعامل مع تصميم الأجهزة وتطوير البرامج الثابتة باستخدام أدوات برمجية محددة قدمها مصنعو المكونات.

يتميز الجهاز الناتج بتصميم دائرة بسيط يعتمد على معمارية RISC-V. يتم التغذية الكهربائية خارجيًا عند 5 فولت، ويشمل النظام خيارات اتصال قياسية للبرمجة والطاقة. يخدم هذا المبادرة كتطبيق عملي للمكونات الإلكترونية الخاملة.

أصول المشروع والمكونات

بدأ المشروع مع قرار استخدام مخزون من 50 متحكمًا دقيقًا تم شراؤه في عام 2019. حصل المطور على وحدات CH32V003F4P6 هذه بتكلفة 11 روبلاً لكل وحدة. كان الدافع وراء المشروع هو إنشاء لعبة رأس السنة والتجربة مع أضواء WS2812B القابلة للعنونة.

تتضمن المكونات الأساسية المختارة للبناء:

• متحكم دقيق CH32V003F4P6 (معمارية RISC-V)
• أضواء WS2812B القابلة للعنونة
• موصل طاقة
• موصل برمجة
• مكثفات مزودة بالطاقة

تم تصميم الجهاز للعمل على مورد طاقة خارجي مصنف عند 5 فولت. وفرت إضافة أضواء WS2812B فرصة لاختبار وظائفها في تطبيق عملي.

تصميم الأجهزة 🛠️

تم تصميم الرسم التخطيطي ولوح الدوائر المطبوعة (PCB) للجهاز باستخدام KiCad 9.0، وهو برنامج CAD مجاني. يُوصف الدائرة الناتجة على أنها بسيطة بما فيه الكفاية، تقترب من البدائية. يعتمد التصميم بشكل كبير على تكامل الم-controller الدقيق CH32V003F4P6 الذي يعمل كوحدة معالجة مركزية.

تتضمن ميزات الأجهزة الرئيسية:

• تصميم بسيط: تتجنب الدائرة المكونات المعقدة لضمان الموثوقية.
• تنظيم الطاقة: تم وضع مكثفات متعددة بالقرب من موصل الطاقة لاستقرار دخل 5 فولت.
• الاتصال: تم تضمين موصلات مخصصة لكل من مدخل الطاقة وصولاً للبرمجة.

يضمن هذا النهج أن الجهاز سهل التجميع وحل المشكلات مع الحفاظ على الوظائف اللازمة لمشروع العطلة.

البرمجيات والبرامج الثابتة 💻

تم تطوير البرامج الثابتة للمتحكم الدقيق باستخدام MounRiver Studio II. يُعد بيئة التطوير المتكاملة (IDE) هذه مقدمة بشكل خاص من قبل Nanjing Qinheng Microelectronics، مصنع شريحة CH32V003F4P6. يضمن استخدام سلسلة الأدوات الموصى بها من المصنع التوافق والأداء الأمثل لمعمارية RISC-V.

يقوم المنطق البرمجي بتشغيل أضواء WS2812B لإنشاء التأثيرات المرئية المطلوبة ليلة رأس السنة. تسمح بيئة التطوير بالبرمجة والتألق (flashing) بكفاءة للمتحكم الدقيق، مما يبسّط الانتقال من تصميم الأجهزة إلى الجهاز الوظيفي.

الخاتمة

يُظهر هذا المشروع الاستخدام الفعال للمكونات القديمة لإنشاء جهاز حديث احتفالي. من خلال الاستفادة من الم-controller الدقيق CH32V003F4P6 وأضواء WS2812B، بنى المطور بنجاح لعبة رأس السنة وظيفية. إن استخدام KiCad 9.0 للتصميم و MounRiver Studio II للبرامج الثابتة يسلط الضوء على سهولة الوصول إلى أدوات احترافية لهواة الإلكترونيات.

يذكرنا المشروع أنه يمكن الاستفيد بشكل جيد من المكونات التي تم شراؤها قبل سنوات بالطرق الإبداعية. مع مورد طاقة بسيط بـ 5 فولت ودائرة أساسية، يمكن تحقيق تأثيرات عطلة معقدة باستخدام متحكمات دقيقة حديثة من نوع RISC-V.