Arduino arkādes Lego spēļu kaste: 19 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:57

Ja jums ir bērni, jūs, iespējams, saskaraties ar tādām pašām problēmām kā mēs ar tiem iegādātajiem Lego komplektiem. Viņi saliek un spēlē ar viņiem, bet pēc kāda laika komplekti pārvēršas vienā ķieģeļu kaudzē. Bērni aug, un jūs nezināt, ko darīt ar šo kaudzi.

Mēs nolēmām pārstrādāt nevēlamos Lego klucīšus un izveidojām arkādes spēli.

Šis soli pa solim sniegtais ceļvedis ir vairāku mēnešu darba rezultāts, lai padarītu spēli atkārtojamu un par ļoti zemām izmaksām. Gandrīz ikviens varētu atkārtot šo projektu! Kods ir uzrakstīts tā, lai tam nebūtu atkarību, un tas tiks apkopots uz jebkuras Arduino plates. Un, protams, spēles ir intensīvi pārbaudījuši mūsu bērni:-)

Ar ko šī spēle atšķiras no daudzām citām, kas tika publicētas iepriekš?

Pirmkārt, tajā ir iebūvētas 5 spēles:

• Atmiņas spēle (līdzīgi kā "Saimons saka", līdzīga spēlei Touch Me)
• Reakcijas spēle (līdzīga Whack-a-Mole spēlei)
• Konkursa/sacensību spēle (2-4 spēlētājiem)
• Melodijas spēle (Push and Play bezmaksas režīms maziem bērniem un mazākiem)
• Kara spēle (2-4 pieaugušajiem)

Otrkārt, tam ir lielisks dizains (no mūsu viedokļa), un to var viegli atkārtot.

Un, treškārt, tas ir draudzīgs zemei, jo tas ļauj pārstrādāt plastmasu.

Šīs rokasgrāmatas beigās ir arī soli pa solim video, ja vēlaties video formātu.

1. darbība: detaļu saraksts

Ja jums patīk šis projekts, bet jums nav kaudzes nevēlamu Lego klucīšu, vienkāršākais būtu iegādāties Lego Classic 10704 komplektu ar 900 gabaliem iekšā.

Šeit ir objektu saraksts, kas jums būs nepieciešams, lai izveidotu šo projektu:

• 1 kg (2 mārciņas) nevēlamu Lego klucīšu (vai līdzīgu ķieģeļu no cita zīmola, piemēram, Mega Bloks)
• 25 x 25 cm pamatplāksne Lego (vai līdzīgam no cita zīmola). Lego bāzē ir 32 x 32 punkti. Ja jums tas nav - bāzes cena ir aptuveni 3 USD, ieskaitot. pasta izdevumi, pērkot tiešsaistē (meklēšanas vienums "32 25 bloki")
• 30 x 30 cm caurspīdīgs plexiglass gabals (5 vai 6 mm biezs)
• 4 x lielas arkādes stila 60 mm spiedpogas (iesaku sarkanu, zaļu, zilu, dzeltenu) (interneta veikalu meklēšanas vienums: "60 mm arkādes poga"). Tās ir visdārgākā šīs konstrukcijas sastāvdaļa, katra par aptuveni 2 USD.
• 2 x īslaicīga spiedpoga 16 mm rādiusā (es iesaku baltu un melnu) (meklēšanas vienums: "16 mm spiedpoga")
• Ieslēgšanas/izslēgšanas sviras slēdzis 27x21mm stiprinājuma izmērs (es ieteiktu caurspīdīgu sarkanu krāsu ar 4 tapām) (meklēšanas vienums: "šūpoles slēdzis 16a")
• Arduino Nano
• 1602 LCD displejs un I2C savienojuma modulis
• 2 x 4ohm 5W skaļruņi, izmērs 30 x 70 mm (varat izmantot citus mazos skaļruņus, bet CAD zīmējums tiek veikts 30x70 mm)
• 8 x 6 cm prototipa dēlis vai 830 pin maizes dēlis
• 2x18650 uzlādējamas baterijas (var pārstrādāt no klēpjdatora izlādējušās baterijas)
• Dubults 18650 akumulatora turētājs (meklēšanas vienums: "turētājs 2 x 18650")
• TP4056 uzlādes kontrolieris un izlādes aizsargs
• 5V pastiprinātājs (derēs vismazākais 500 mA)
• Nelieli sīkumi: daži vadi, Mini-USB kabelis vai diy spraudnis, Micro-USB ligzda uz PCB sadalījuma, M3 skrūves/uzgriežņi/paplāksnes, 4 x augšējā vāka skrūves

• Rezistori:

  • 6 x 100 omi
  • 1 x 1k
  • 3 x 10k

2. darbība: kastes izveide

Šī ir vieglākā projekta daļa, kuru varat uzticēt saviem bērniem.

Paņemiet Lego 32x32 punktu pamatplāksni un novietojiet sienas, izmantojot pārstrādātās detaļas. Kopumā jums vajadzētu būt apmēram 9 slāņiem. Pamatnei izvēlējāmies gaiši pelēku krāsu, lai galvenā uzmanība tiktu pievērsta nejaušās krāsas ķieģeļu sienām.

Neviena kaste nebūs līdzīga. Veidojot slāņus, esiet radošs. Pārstrādājiet pat sīkas detaļas - tās izskatās foršas. Arī neregulāras formas izskatās jauki. Pievienojiet logus, automašīnu priekšējos stiklus, durvis un kastes.

Kastē jābūt vismaz vienām pilna izmēra Lego durvīm. Tas ir nepieciešams, lai uzstādītu svirslēdzi sienā.

3. darbība: augšējā vāka izgatavošana

Augšējais vāks ir izgatavots no 5 vai 6 mm organiskā stikla (caurspīdīga akrila loksne). Lejupielādējiet CAD zīmējumu, ievietojiet to USB zibatmiņā un dodieties uz tuvāko CNC veikalu - viņi to frēzēs jūsu vietā. CAD rasējumā ir iekļauta arī svirslēga stiprinājuma plāksne (skat. Attēlu).

Jums būs jāveic augšējās plāksnes apdare. Veiciet malu slīpumu ar smilšpapīru un koka bloku. Izurbiet arī caurumus skaļruņu un 1602 displeja uzstādīšanai. 1602 displejam ir nepieciešams arī mazs trijstūris, kas izfrēzēts LCD loga malā akrila loksnē (skat. Fotoattēlu). Es to izdarīju līdz pusei dziļumā, izmantojot rotējošo instrumentu (dremel) un nelielu maršrutētāja uzgali.

4. darbība: pievienojiet visus komponentus augšējam vākam

Uzstādiet lielās 4 arkādes pogas, 2 spēļu maiņas/izvēles pogas, 2 skaļruņus un 1602 LCD + I2C moduli. Viss ir fiksēts ar M3 skrūvēm + M3 paplāksnēm un uzgriežņiem aizmugurē.

Pirms arkādes pogu uzstādīšanas - noņemiet LED gaismas turētājus. Jums tie būs nedaudz jāmaina - skatiet nākamo soli.

5. darbība: LED modifikācija arkādes pogās

Šīs arkādes pogas ir paredzētas darbam ar 12 V spriegumu. Viņi strādās ar 5 V, kas ir šī projekta noklusējuma spriegums, taču tie būs pārāk blāvi. Tāpēc es noņēmu LED ligzdas no arkādes pogām, izbīdīju LED turētājus un noņēmu gaismas diodes ar rezistoriem. 460 omu rezistorus nepieciešams atlocīt un aizstāt ar 100 omiem. Kad tas ir izdarīts, es visu saliku atpakaļ un pogās uzstādīju gaismas diodes ar turētājiem.

6. darbība: (pēc izvēles) vadības pogas etiķetes

Jūs, iespējams, pamanījāt etiķetes uz 2 vadības pogām. Mūsu pirmajā būvējuma versijā tās nebija, bet es nolēmu tās pievienot, kad atkārtoju veidošanu otro reizi.

Abām pogām ir vairākas funkcijas atkarībā no spēles stāvokļa. Baltā poga sāk izvēlēto spēli vai apstiprina izvēli dažu spēļu laikā. Melnā poga maina izvēlēto spēli vai iziet spēles laikā.

Lai izveidotu apaļas etiķetes, jums ir nepieciešama plāna alumīnija loksne (ne vairāk kā 1 mm bieza), urbjmašīna ar urbjmašīnu, pakāpjveida urbis un burtu perforatori (skatīt attēlu). Vispirms jūs sagriežat apli, izmantojot caurumu zāģi. Pēc tam palieliniet iekšējo diametru ar pakāpenisko uzgali un pēc tam izmantojiet burtu perforatorus, lai izveidotu etiķetes. Lai burti būtu redzamāki, izmantojiet pastāvīgu melnu marķieri (asus).

7. darbība: izlaušanas dēļa izveide

Šeit jums ir divas iespējas. Vai nu izmantot maizes dēli un vadu Arduino ar kabeļiem, izmantojot maizes dēli, vai arī uzstādīt nelielu pārtraukumu LCD paneļa aizmugurē.

Pirmajai konstrukcijai mēs izmantojām maizes dēli (skatīt attēlu). Otrajai būvei mēs nolēmām pavadīt vairāk laika, lai izveidotu izlaušanas dēli. Funkcionalitāte nemainās, taču ir mazāk vadu, un sadalījums ir paslēpts zem LCD paneļa.

Ja izvēlaties izmantot sadalīšanas dēli, paņemiet 8x6 prototipa dēli un sagrieziet to, kā parādīts attēlā. Lielāka daļa tiks izmantota pārtraukumam, bet mazāka - barošanas avota izveidei.

Lodējiet Arduino Nano uz šīs proto plates.

8. solis: savienojumu savienošana

Sagatavojiet dažus kabeļus un pievienojiet iestatījumus, slēdžus un savienojumus ar Nano saskaņā ar diagrammu.

Kopš es sāku izmantot Ethernet vītā pāra kabeļus - es aizmirsu par galvassāpēm, kur iegūt vadus saviem projektiem. Tās ir dažādas krāsas un daudzkodolu, tāpēc tās viegli nesalauž. Vienīgais, kas jums jārūpējas, strādājot ar viņiem, ir tas, ka lodēšanai ir jābūt ļoti ātrai, lai neizdegtu izolāciju.

Otrajā attēlā ievērojiet, kā savienojumi ar skaļruņiem ir savienoti ar 100 omu rezistoriem.

Dažas piezīmes par savienojumiem:

• Melnās/baltās vadības pogas ir pieslēgtas no tapām D2/3 tieši pie zemes, jo Nano izmanto iekšējos pievilkšanas rezistorus.
• A4/5 ir savienoti ar I2C SDA/SCL tapām. Tas ir nepieciešams LCD I2C modulim.
• Skaļruņiem jābūt savienotiem ar D10/11, jo šīm tapām ir iespējota PWM.
• Ieteicams pievienot nelielu vara līniju kā zemējuma sliedi, lai vieglāk savienotu visus zemes vadus (būs aptuveni 5).

9. solis: pogu pieslēgšana

Visas arkādes pogas ir savienotas ar vienu tapu A1, izmantojot virkni rezistoru. A1 ir iestatīts kā iekšējā analogā pievilkšana. Šī ir viena no tām mazpazīstamajām Arduino funkcijām, kas mums palīdzēja ietaupīt uz vadu skaitu, kas iziet uz pogām.

Tātad iestatīšana notiek šādi: no A1 līdz pirmajai pogai caur 1k rezistoru. No pogas 1 līdz pogai 2 līdz 10 tūkstošiem. No pogas2 līdz pogai3 līdz 10k un no pogas3 līdz pogai4 līdz 10k. Katra poga, kas atrodas uz "aizvērt", saīsina zemi. Tā kā uz katras gaismas diodes pogas jau ir zemējums, katra slēdža otrā tapa ir savienota ar zemi no gaismas diodes. Lai saprastu elektroinstalāciju, apskatiet diagrammu.

Tajā brīdī, pievienojot mini-USB kabeli Arduino Nano, pēc skices augšupielādes varēsiet spēlēt spēli. Viss, kas jums nepieciešams, ir barošanas avots, lai padarītu spēli pārnēsājamu.

10. solis: Bateriju uzstādīšana

Es izmantoju divas pārstrādātas 18650 šūnas no mirušām klēpjdatora baterijām. Tās ir mazākas jaudas (aptuveni 600 mAh), kuras es negribēju izmantot lietojumprogrammām ar lielāku slodzi. Ierīce īsti neizmanto tik daudz enerģijas, tāpēc ar to vajadzētu pietikt, lai spēli palaistu vairākas dienas.

Baterijas ir ievietotas dubultā 18650 bateriju turētājā, un ir savienotājs ērtai piestiprināšanai pie barošanas avota.

11. solis: USB ligzdas paplašinātāja uzstādīšana

Spēlei vajadzētu būt iespējai uzlādēt un atjaunināt programmaparatūru bez izjaukšanas. Tāpēc es urbju vienu no blokiem, lai paslēptu Micro-USB savienotāju.

Lai pagarinātu USB no ķieģeļu sienas līdz Arduino Nano, es paņēmu Mini-USB kabeli un nogriezu USB-A galu (lielo USB savienotāju) un noņemu vadus. Manā gadījumā sarkanais/melnais bija jauda un balts/zaļš bija D +/- savienojumi.

D +/- ir jāpielodē pie Micro-USB sadalītāja. 5V un zemei (sarkanai/melnai) ir jāiet caur barošanas avotu.

Kāpēc tika izvēlēts Micro-USB sadalījums, ja Nano izmanto Mini-USB? Vienkārši tāpēc, ka Micro-USB ir visur mūsu mājsaimniecībās-tas tiek izmantots tālruņu un citu ierīču uzlādēšanai. Tātad ar tālruņa kabeli varēsiet uzlādēt spēli un atjaunināt programmaparatūru:-)

12. solis: barošanas avota izgatavošana

Es paņēmu mazāko prototipa dēli un uz tā lodēju TP4056 akumulatora lādētāju un aizsardzības moduli, kā arī 5V pastiprinātāju.

Ievadīšana TP4056 notiek no Micro-USB ligzdas. Akumulatora kabelis ir piestiprināts pie TP4056 tapām, kas apzīmētas kā B +/-. Adatas, kas apzīmētas kā OUT +/-, nonāk svirslēdzī. No svirslēdža +/- savienojumi nonāk 5V pastiprinātāja modulī, un no pastiprinātāja izejas tiek pievienoti sarkanie/melnie vadi no atdalītā USB kabeļa.

Apskatiet diagrammu, lai saprastu elektroinstalāciju.

13. solis: epoksīda pieslēgšana Micro USB pārtraukumam

Es izmantoju kādu epoksīdu, lai labotu Micro-USB pārtraukumu Lego klucī. Pēc izārstēšanas kontaktligzda būs izturīgāka nekā mobilo tālruņu kontaktligzda, tāpēc bērni varēs uzlādēt spēli un tā nesadalīsies.

Šai daļai iesaku izmantot ātri cietējošu epoksīdu. Ja jums tas nav, pievienojiet sveķiem nedaudz vairāk cietinātāja un ļaujiet tam kādu laiku sēdēt.

14. darbība: uzstādiet svirslēdzi, pievienojiet strāvas vadu

Šis slēdzis ir milzīgs. Tas ir paredzēts 250 V tīkla spriegumam. Bet es joprojām izmantoju šo modeli, jo tas izskatās lieliski un lieliski iekļaujas standarta Lego City durvīs. Tāpēc es ievietoju slēdzi montāžas plāksnē un pēc tam piestiprināju plāksni pie ķieģeļu sienas, izmantojot 2 skrūves (sienas bija iepriekš urbtas).

Arī drošības jostas tagad varēja beidzot uzstādīt, kā arī Micro-USB pārtraukums, kas tika epoksizēts Lego klucī. Ievērojiet, kā tika izmantoti daži papildu ķieģeļi, lai sastāvdaļas piestiprinātu pie pamatnes.

15. solis: vāka aizvēršana

ievietojiet Mini-USB kabeli Arduino Nano, kas ir piestiprināts pie augšējā vāka, un aizveriet vāku.

Es iepriekš urbju 4 caurumus sienās un izmantoju 4 skrūves, lai piestiprinātu augšpusi pie kastes.

16. darbība: kods

Es esmu uzrakstījis spēles pirmo versiju, kam sekoja jaunas 4 versijas no mana drauga Aleksa, kurš pievienoja vēl 4 spēles un iztīrīja kodu līdz pilnībai. Skaņām mēs izmantojām arī Reyboz darbu - skaņas līmenis, kas radīts, izmantojot šo kodu, ir pārsteidzošs, salīdzinot ar to, kas nāk pēc noklusējuma, izmantojot Arduino toņu bibliotēku.

Kā jau minēts, kods ir optimizēts mēnešiem ilgi pēc tam, kad bērni ir veikuši plašu kvalitātes nodrošināšanas pārbaudi, un pašlaik mēs esam augšupielādējuši 4. versiju vietnē GitHub.

Jaunākā avota koda versija:

Viss, kas jums jādara, ir instalēt 1602 I2C LCD bibliotēku (pieejama Arduino IDE bibliotēkas pārvaldniekā) un pēc tam augšupielādēt mūsu kodu.

Vispirms augšupielādējiet pogu-calibration.ino un ierakstiet uz papīra lapas katra Arcade Button radītās vērtības. Šis skripts arī izdzēsīs EEPROM, lai tiktu atiestatīti labākie rezultāti.

Pēc tam jūs maināt Game-Settings.h to kalibrēto pogu vērtības un augšupielādējat galveno Lego-Games-Box.ino failu, un jūs varat sākt spēlēt (ar nosacījumu, ka viss ir pievienots saskaņā ar iepriekš sniegto shēmu).

Piezīme: ja veidojat šo spēli bērniem, lūdzu, noņemiet to sadaļā Game-settings.h. Pēdējais ieraksts no String GameTitle = {"Atmiņas spēle", "Reakcijas spēle", "Turnīra spēle", "Melodijas spēle", " Kodolkara spēle "}; Šajā pēdējā ierakstā ir noteikumi, kuros katrs spēlētājs izvēlas ienaidniekus un var būt pārāk naidīgs bērniem.

17. darbība: detalizēts pamācības video

Ja jums ir vieglāk skatīties videoklipu, nevis lasīt instrukcijas, šeit ir šīs būves video versija.

18. solis: spēles noteikumi

Pašlaik ir ieviestas 5 spēles. Ja jums ir vairāk ideju par spēlēm, kuras varētu izveidot, izmantojot šo lodziņu - lūdzu, informējiet mūs komentāros. Es īsi apskatīšu katru spēli, izskaidrojot noteikumus un to, kā spēlēt.

Pagrieziet svirslēdzi sānos, lai ieslēgtu Lego Arcade Games Box. Visas spēles papildina Mario nostalģiskās spēles skaņas. Palaišanas laikā jums vajadzētu dzirdēt Mario spēles starta melodiju.

Kad esat sācis, LCD displejā redzēsit spēli, kas tagad ir izvēlēta. Lai mainītu spēli, nospiediet melno pogu.

Kad esat izlēmis, kuru spēli vēlaties spēlēt, vienkārši nospiediet balto pogu, lai sāktu.

Ja vēlaties iziet no spēles, kas jau darbojas, nospiediet melno pogu.

Iedarbināšanas laikā jūs varat izslēgt skaņas (nakts režīms), nospiežot sarkano pogu.

Atmiņas spēle (līdzīgi kā "Saimons saka", līdzīga spēlei Touch Me)

Noteikumi ir labi zināmi un vienkārši. Spēle parāda piezīmju/gaismu secību, un jums tas ir jāatkārto. Katru reizi secībai tiek pievienots vēl viens tonis/gaisma. Jo ilgāk jūs izdzīvojat, jo labāka ir jūsu atmiņa. Tas ir lieliski piemērots bērnu un pieaugušo īstermiņa atmiņas apmācībai.

Reakcijas spēle (līdzīga Whack-a-Mole spēlei)

Jums jābūt pietiekami ātram, lai nospiestu katru iedegto pogu. Jo ilgāk spēlējat, jo ātrāk iedegas pogas. Šis ir lieliski piemērots bērnu un pieaugušo reakcijas reakcijai.

Konkursa/sacensību spēle (2-4 spēlētājiem)

Jums tiek dotas 5 kārtas. Ikvienam ir ļoti ātri jānospiež poga pēc signāla saņemšanas (Monētu melodija no Mario). Tas, kurš pirmais nospiež pogu, uzvar raundā. Uzvaru skaits tiek aprēķināts pēc 5 kārtām un tiek paziņots uzvarētājs.

Melodijas spēle (Push and Play bezmaksas režīms maziem bērniem un mazākiem)

Šis ir lieliski piemērots maziem bērniem - tas nospiež un tur nospiestu pogu, atskaņojot pārmaiņus. Pēc sākotnējās pārbaudes ar bērniem mēs sapratām, ka mūsu mazākais, kurš bija 1 gadu vecs, patiešām vēlas spēlēt, bet nesaprot, KĀ. Šīs spēles noteikumi ir - NAV NOTEIKUMU. Jūs varat nospiest jebkuru pogu, un tas radīs skaņas.

Kara spēle (2-4 pieaugušajiem)

Mans draugs Alekss, kurš ieprogrammēja šīs spēļu kastes secīgās versijas, Trampa/Kima krīzes laikā nāca klajā ar ideju par šo spēli par to, kuram ir lielāka kodolieroču poga. Noteikumiem ir nepieciešams atsevišķs video skaidrojums (to var atrast šeit un šeit), bet īsumā jūs izvēlaties spēlētāju skaitu sākumā un katras kārtas laikā katrs izvēlas savu ienaidnieku. Kad visi ir izvēlējušies savu ienaidnieku, raķetes sāk lidot. Tam, kurš izraudzīts par ienaidnieku, ir daži mirkļi, lai nospiestu pogu, lai nosūtītu krustojuma raķeti un glābtu savu valsti. Kārta turpinās, līdz paliek tikai viena valsts.

19. solis: gala rezultāts

Mēs esam 3 draugi, kuri pavadīja laiku, lai izveidotu spēli mūsu bērniem. Mēs patiešām ceram, ka spēle jums patiks tik ļoti, ka jūs izveidosit savu versiju, izmantojot šos norādījumus. Ja jums ir kādi jautājumi vai ieteikumi - lūdzu, ievietojiet tos komentāros.

Spēles dzīves konkursa otrā balva