7セグもどきで電子サイコロ

これは CPS Lab Advent Calendar 2018 15日目の記事です．
14日目の記事は Labmartの顔認証を実装してみる - aj1m0nの日記 ．
16日目の記事は Visual Studio Code でも TeX がしたい - たこつぼ．

概要

LEDで作った7セグで 電子サイコロ(0 ~ 9)を作成した．

Q.なぜ7セグを使わないの？

A.

この 巨大7セグ を 2個ほど 焼いたためです．

当初予定ではコイツを使って電子サイコロを作る予定でしたが，
壊れてしまった以上どうしようもなかったため，ラボに転がっていたLEDで代用し事なきを得ました．

巨大7セグについては後日改めて書きます．

使用したもの

• Arduino UNO R3 : 1台

• LED(適当) : 7個
  抵抗入りLED(25個パック) - 赤色 を使用．

• ゲームスイッチ(赤)
  ｶﾁｶﾁしたかったのでゲームスイッチを選定．こだわりが無ければどんなスイッチでもOK．
  強いて言えばオルタネイト動作スイッチの方が記述は楽です(今回は度外視)．
  参考: スイッチの動作方式と接点の構成 - 通販モノタロウ

• ブレッドボード用ダイナミックスピーカー
  賑やかし．無くても良い．

7セグもどきのLED配線

赤い番号の書いてある側と記載した番号のデジタルピンを接続，GはGND接続．
＊「2」なら，「2」の箇所と導通しているラインからデジタル2番ピンへ接続している．

また，

• ゲームスイッチ: 常開端子をデジタル13番ピン，共通端子をGNDに接続

• スピーカー: デジタル11番ピン，GNDに接続

として配線した．

デモ

7セグ(?) で電子サイコロ #Arduino pic.twitter.com/Hcr2RCqPRT

— Rone Loreto (@Rone_Loreto) 2018年12月15日

動作フロー

抽選
↓ ボタンを押す
番号の表示
↓ ボタンを離す
抽選
↓
… 以下，繰り返し

ソース

7seg_fake.ino

#define speakerPin 11
#define rollTone  349
#define stopTone  523

int number;
int buttonState;
unsigned long duration = 0;
unsigned long interval = 50;

void zero(){
  digitalWrite(2,HIGH);
  digitalWrite(3,HIGH);
  digitalWrite(4,HIGH);
  digitalWrite(5,HIGH);
  digitalWrite(6,HIGH);
  digitalWrite(7,HIGH);
  digitalWrite(8,LOW);
}

void one(){
  digitalWrite(2,LOW);
  digitalWrite(3,HIGH);
  digitalWrite(4,HIGH);
  digitalWrite(5,LOW);
  digitalWrite(6,LOW);
  digitalWrite(7,LOW);
  digitalWrite(8,LOW);
}

void two(){
  digitalWrite(2,HIGH);
  digitalWrite(3,HIGH);
  digitalWrite(4,LOW);
  digitalWrite(5,HIGH);
  digitalWrite(6,HIGH);
  digitalWrite(7,LOW);
  digitalWrite(8,HIGH);
}

void three(){
  digitalWrite(2,HIGH);
  digitalWrite(3,HIGH);
  digitalWrite(4,HIGH);
  digitalWrite(5,HIGH);
  digitalWrite(6,LOW);
  digitalWrite(7,LOW);
  digitalWrite(8,HIGH);
}

void four(){
  digitalWrite(2,LOW);
  digitalWrite(3,HIGH);
  digitalWrite(4,HIGH);
  digitalWrite(5,LOW);
  digitalWrite(6,LOW);
  digitalWrite(7,HIGH);
  digitalWrite(8,HIGH);
}

void five(){
  digitalWrite(2,HIGH);
  digitalWrite(3,LOW);
  digitalWrite(4,HIGH);
  digitalWrite(5,HIGH);
  digitalWrite(6,LOW);
  digitalWrite(7,HIGH);
  digitalWrite(8,HIGH);
}

void six(){
  digitalWrite(2,HIGH);
  digitalWrite(3,LOW);
  digitalWrite(4,HIGH);
  digitalWrite(5,HIGH);
  digitalWrite(6,HIGH);
  digitalWrite(7,HIGH);
  digitalWrite(8,HIGH);
}

void seven(){
  digitalWrite(2,HIGH);
  digitalWrite(3,HIGH);
  digitalWrite(4,HIGH);
  digitalWrite(5,LOW);
  digitalWrite(6,LOW);
  digitalWrite(7,HIGH);
  digitalWrite(8,LOW);
}

void eight(){
  digitalWrite(2,HIGH);
  digitalWrite(3,HIGH);
  digitalWrite(4,HIGH);
  digitalWrite(5,HIGH);
  digitalWrite(6,HIGH);
  digitalWrite(7,HIGH);
  digitalWrite(8,HIGH);
}

void nine(){
  digitalWrite(2,HIGH);
  digitalWrite(3,HIGH);
  digitalWrite(4,HIGH);
  digitalWrite(5,HIGH);
  digitalWrite(6,LOW);
  digitalWrite(7,HIGH);
  digitalWrite(8,HIGH);
}

void diceRoll(){
  switch(number){
    case 0:
      zero();
      number = 1;
      break;

    case 1:
      one();
      number = 2;
      break;

    case 2:
      two();
      number = 3;
      break;

    case 3:
      three();
      number = 4;
      break;

    case 4:
      four();
      number = 5;
      break;

    case 5:
      five();
      number = 6;
      break;

    case 6:
      six();
      number = 7;
      break;

    case 7:
      seven();
      number = 8;
      break;

    case 8:
      eight();
      number = 9;
      break;

    case 9:
      nine();
      number = 0;
      break;
  }
  tone(speakerPin,rollTone,20);  
}

void setup(){
  // LED
  pinMode(2,OUTPUT);
  pinMode(3,OUTPUT);
  pinMode(4,OUTPUT);
  pinMode(5,OUTPUT);
  pinMode(6,OUTPUT);
  pinMode(7,OUTPUT);
  pinMode(8,OUTPUT);

  // button
  pinMode(13, INPUT);
  buttonState = 0;
}

void loop(){
  switch(buttonState) {
    case 0:
      // check buttonState
      if (digitalRead(13) == HIGH) {
        buttonState = 1;
      }
      break;
      
    case 1:
      // dice Roll
      if ((unsigned long)(millis() - duration) >= interval) {
        duration = millis();
        diceRoll();
        if (digitalRead(13) == LOW) {
          tone(speakerPin,stopTone,50);  
          buttonState = 0;
          break;
        }
      }
      break;
  }
}

＊補足: 数字遷移は50msで行なっている．

今後の予定

• ゲームスイッチ操作による状態遷移の調整

  • 現状ではボタンを押している間しか数字が止まらない．
  • 折角c接点のスイッチを用いているので，スタート・ストップがスムーズに連続で行なえる様に改修したい．

• 巨大7セグへの対応

  • 本来行なう予定だったことなので後日．

• 2桁バージョンの作成

  • 現状の構成・ソースでは桁数増加に対応するのが大変なので，変化させやすいように改修したい．