Arduino Arcade Lego оюндарынын кутусу: 19 кадам (сүрөттөр менен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:41

Эгерде сизде балдарыңыз болсо, анда сиз алар үчүн сатып алган Lego комплекттериндей эле көйгөйлөргө туш болуп жатсаңыз керек. Алар чогулуп, алар менен ойношот, бирок бир аздан кийин комплекттер бир эле үйүлгөн кышка айланат. Балдар чоңоюшат жана бул үймөк менен эмне кылууну билбейсиңер.

Биз керексиз Lego кыштарын кайра иштетүүнү чечтик жана аркада оюнун түздүк.

Бул кадам кадамы - бул оюнду кайталануучу жана абдан арзан кылуу үчүн бир нече ай иштөөнүн натыйжасы. Бул долбоорду дээрлик эч ким кайталай албайт! Код эч кандай көз карандылыкка ээ болбогондой жазылган жана ар кандай Arduino тактасында түзүлөт. Жана албетте оюндар биздин балдар тарабынан интенсивдүү түрдө текшерилген:-)

Бул оюндун буга чейин басылып чыккан башка оюндардан эмнеси менен айырмаланат?

Биринчиден, анын ичинде 5 оюн бар:

• Эстутум оюну ("Simon-Says" сыяктуу, Touch Me оюнуна окшош)
• Реакция оюну (Whack-a-Mole оюнуна окшош)
• Конкурс/Конкурс оюну (2-4 оюнчу үчүн)
• Мелодия оюну (кичинекейлер жана кичүүлөр үчүн акысыз режимди басуу жана ойнотуу)
• Согуш оюну (2-4 чоңдор үчүн)

Экинчиден, анын улуу дизайны бар (биздин көз карашта) жана оңой эле кайталанышы мүмкүн.

Үчүнчүдөн, бул пластикти кайра иштетүүгө мүмкүндүк бергендиктен, жерге ылайыктуу.

Бул колдонмонун аягында, эгер сиз видео форматын жактырсаңыз, этап-этабы менен видео бар.

1 -кадам: Бөлүктөрдүн тизмеси

Эгер сизге бул долбоор жакса, бирок керексиз Lego кирпичтери жок болсо, эң оңой Lego Classic 10704 топтомун 900 даана менен сатып алуу болмок.

Бул жерде бул долбоорду түзүү үчүн керек болгон нерселердин тизмеси:

• 1кг (2лб) керексиз Lego кирпичтери (же Mega Bloks сыяктуу башка бренддин кирпичтери)
• Lego үчүн 25 х 25 см базалык табак (же башка брендден окшош). Lego базасында 32 х 32 чекит бар. Эгер сизде жок болсо - базанын баасы болжол менен $ 3 турат. почта, эгер сиз онлайн сатып алсаңыз ("32 25 блок" деген термин)
• 30 x 30 см тунук плексигласс кесим (калыңдыгы 5 же 6 мм)
• 4 х чоң аркада стилиндеги 60 мм баскычтар (мен кызыл, жашыл, көк, сары түстөрдү сунуштайм) (интернет дүкөндөр үчүн издөө мөөнөтү: "60 мм аркада баскычы"). Алар бул курулуштун эң кымбат компоненти, ар бири 2 доллардын тегерегинде.
• 2 x 16 мм радиустагы баскыч баскычы (мен Ак жана Кара сунуштайм) (издөө мөөнөтү: "16мм баскыч")
• Power On/Off рокер которгучунун өлчөмү 27x21mm (мен 4 казык менен тунук кызылды сунуштайм) (издөө мөөнөтү: "рокер которгуч 16а")
• Arduino Nano
• 1602 ЖК дисплейи жана I2C туташуу модулу
• 2 х 4ohm 5W динамиктери, өлчөмү 30 x 70 мм (сиз башка кичинекейлерди колдонсоңуз болот, бирок CAD чиймеси 30х70мм үчүн жасалган)
• 8 х 6 см прототип тактасы же 830 пин пин
• 2x18650 кайра заряддалуучу батареялар (өлгөн ноутбуктун батареясынан кайра иштетүүгө болот)
• Кош 18650 батарея кармагыч (издөө мөөнөтү: "2 x 18650 кармагыч")
• TP4056 заряд контролеру жана разряд коргоочу
• 5V жогорулатуучу конвертер (эң кичинекей 500мА кылат)
• Чакан нерселер: кээ бир зымдар, Мини-USB кабели же DIY сайгычы, ПХБдагы микро-USB розеткасы, M3 болттор/гайкалар/шайбалар, 4 х үстүнкү капкак бурамалары

• Резисторлор:

  • 6 x 100 Ом
  • 1 x 1k
  • 3 x 10k

2 -кадам: кутуну куруу

Бул сиздин балдарыңызга тапшыра турган долбоордун эң оңой бөлүгү.

Lego 32x32 чекитин алып, кайра иштетилген бөлүктөрдү колдонуп дубалдарды коюңуз. Сиз жалпысынан 9 катмардан турушуңуз керек. Биз негиз үчүн ачык боз түстү тандап алдык.

Эч бир куту окшош болбойт. Катмарларды курууда чыгармачыл болуңуз. Кичинекей бөлүктөрдү да кайра иштетүү - алар сонун көрүнөт. Ошондой эле туура эмес формалар абдан жакшы көрүнөт. Машиналардын терезелерин, айнектерин, эшиктерин жана кутучаларын кошуңуз.

Коробкада жок дегенде бир толук көлөмдүү Lego эшиги болушу керек. Бул дубалга рокерди орнотуу үчүн керек.

3 -кадам: Жогорку мукабаны жасоо

Үстүнкү капкагы 5 же 6 мм плексигладан (тунук акрил барактан) жасалган. CAD чиймесин түшүрүп, USB таякчасына коюп, жакынкы CNC дүкөнүнө барыңыз - алар сиз үчүн тегирмен жасашат. CAD чиймеси рокерди алмаштыруучу пластинаны да камтыйт (сүрөттү караңыз).

Сиз үстүнкү плитаны бир аз бүтүрүшүңүз керек болот. Кум кагаз жана жыгач блок менен четин кыйшайтыңыз. Ошондой эле динамиктерди жана 1602 дисплейди орнотуу үчүн тешиктерди бургулаңыз. 1602 дисплейи акрил баракта ЖК терезенин капталында тегирменге тартылган кичинекей үч бурчтукту талап кылат (сүрөттү караңыз). Мен муну жарым тереңдикте айлануучу куралды (dremel) жана кичине роутерди колдонуп жасадым.

4 -кадам: Бардык компоненттерди жогорку мукабага кошуңуз

Чоң 4 аркада баскычтарын, 2 оюнду алмаштыруу/тандоо баскычтарын, 2 спикерди жана 1602 LCD + I2C модулун орнотуңуз. Баары M3 бурамалары + М3 шайбалары жана жаңгактары менен артта.

Аркада баскычтарын орнотуудан мурун - LED жарык кармагычтарын алып салыңыз. Сиз аларды бир аз өзгөртүшүңүз керек - кийинки кадамды караңыз.

5 -кадам: Аркада баскычтарындагы LEDди өзгөртүү

Бул аркада баскычтары 12В иштөө үчүн иштелип чыккан. Алар 5В менен иштешет, бул бул долбоор үчүн демейки чыңалуу, бирок алар өтө күңүрт болот. Ошентип, мен LED розеткаларын аркада баскычтарынан алып салдым, LED кармагычтарын жылдырдым жана резисторлор менен диоддорду алып салдым. 460Ohm резисторлорун өчүрүп, 100ohm менен алмаштыруу керек. Бүткөндөн кийин, мен баарын кайра чогултуп, баскычтарына кармагычтары бар диоддорду орноттум.

6 -кадам: (милдеттүү эмес) Control Button Labels

Сиз 2 көзөмөл баскычындагы этикеткаларды байкагандырсыз. Биздин биринчи версиябызда алар жок болчу, бирок мен аларды экинчи жолу кайталаганда кошууну чечтим.

Эки баскыч тең оюндун абалына жараша бир нече функцияга ээ. Ак баскыч тандалган оюнду баштайт же кээ бир оюндар учурунда тандоону ырастайт. Кара баскыч тандалган оюнду өзгөртөт же оюн учурунда чыгат.

Тегерек этикеткаларды түзүү үчүн сизге жука алюминий барагы (калыңдыгы 1 мм), тешүүчү бургу, баскычтуу тешкич жана тамга менен сокку керек (сүрөттү караңыз). Адегенде тешик-ара менен тегеректи кесип саласыз. Андан кийин баскычтын жардамы менен ички диаметриңизди чоңойтуп, анан этикеткаларды түзүү үчүн тамгалык соккуларды колдоносуз. Тамгаларды көрүнүктүү кылуу үчүн туруктуу кара маркерди колдонуңуз (sharpie).

7 -кадам: Breakout Board түзүү

Бул жерде сизде эки вариант бар. Же панелди колдонуп же Arduino'ну кабель менен кабатта колдонуңуз же ЖК панелинин артына кичинекей үзүлүүнү орнотуңуз.

Биринчи курулуш үчүн биз нан тактасын колдондук (сүрөттү караңыз). Экинчи курулуш үчүн биз көбүрөөк убакыт коротууну чечтик. Функционалдык өзгөрбөйт, бирок азыраак зымдар бар жана үзүлүү ЖК панелинин астында жашырылган.

Эгерде сиз сынык тактасы менен барууну чечсеңиз, 8x6 прототип тактасын алып, сүрөттө көрсөтүлгөндөй кесип алыңыз. Чоңураак бөлүгү үзүлүш үчүн колдонулат, ал эми кичине бөлүгү электр менен камсыздоону түзүү үчүн колдонулат.

Solder Arduino Nano бул прото тактасына.

8 -кадам: Байланыштарды өткөрүү

Диаграммага ылайык, бир нече кабелдерди даярдап, орнотууңузду, өчүргүчтөрүңүздү жана Наного туташууңузду өткөрүңүз.

Мен Ethernet буралган жуп кабелин колдоно баштагандан бери - мен башымдын оорусун унутуп калдым, долбоорлорумдун зымдарын кайдан алууну. Алар ар кандай түстө жана көп кырдуу болгондуктан оңой сынбайт. Алар менен иштөөдө кам көрүү керек болгон жалгыз нерсе, изоляцияны күйгүзбөө үчүн ширетүү абдан тез болушу керек.

Экинчи сүрөттө 100ohm резисторлору динамиктерге туташуу үчүн кантип зымдалганына көңүл буруңуз.

Байланыштар жөнүндө бир нече эскертүү:

• Кара/Ак контролдоо баскычтары D2/3 төөнөгүчтөрүнөн жерге түз туташат, анткени Нанодо Ички тартуу резисторлору колдонулат.
• A4/5 I2C SDA/SCL казыктарына туташкан. Бул LCD I2C модулу үчүн керек.
• Динамиктер D10/11ге туташтырылышы керек, анткени бул казыктар PWM иштетилген.
• Жердин бардык зымдарын оңой туташтыруу үчүн жер темир жолу катары кичинекей жез линиясын кошуу сунушталат (алардын 5 тегерегинде болот).

9 -кадам: Баскычтарды зымга өткөрүү

Бардык Аркада баскычтары бир каршылаштар аркылуу A1 пинге туташкан. A1 Ички аналогдук тартуу катары орнотулган. Бул Ардуинонун белгисиз өзгөчөлүктөрүнүн бири, ал бизге баскычтарга чыгып жаткан зымдардын санын үнөмдөөгө жардам берди.

Ошентип, орнотуу төмөнкүдөй жүрөт: A1ден 1к резистор аркылуу биринчи баскычка чейин. 1ден 2 -баскычка чейин 10к аркылуу. 2 -баскычтан 3 -баскычка чейин 10к жана 3 -баскычтан 4 -баскычка чейин 10к. "Жабуу" штатындагы ар бир баскыч Жерге кыска. LEDдын ар бир баскычында Жер бар болгондуктан, ар бир которгучтун экинчи пини LEDдан жерге туташтырылган. Зымдарды түшүнүү үчүн диаграмманы караңыз.

Бул учурда, Mini-USB кабелин Arduino Nanoго туташтыруу эскизди жүктөгөндөн кийин оюнду ойноого мүмкүндүк бериши керек. Оюнду портативдүү кылуу үчүн сизге керектүү нерселердин бардыгы - электр менен камсыздоо.

10 -кадам: Батареяларды орнотуу

Мен өлгөн ноутбуктун батареяларынан 18650 кайра иштетилген эки клетканы колдондум. Бул кубаттуулугу төмөн (600 мАчтын тегерегинде), мен аларды көбүрөөк жүктөө үчүн колдонууну каалаган эмесмин. Түзмөк анчалык көп күчтү колдонбойт, андыктан бул оюнду бир нече күн иштетүү үчүн жетиштүү болушу керек.

Батареялар кош 18650 батарейка кармагычка орнотулган жана электр булагына оңой туташуу үчүн туташтыргычы бар.

11 -кадам: USB Socket Extender орнотуу

Оюн микробдорду демонтаж кылбастан толуктап жана жаңырта алышы керек. Ошентип, мен Micro-USB туташтыргычын жашыруу үчүн блоктордун бирин бургуладым.

USBди кирпич дубалдан Arduino Nanoго узартуу үчүн мен Mini-USB кабелин алып, USB-A учун (чоң USB туташтыргычы) кесип, зымдарды сыйрып алдым. Менин учурда, кызыл/кара күч жана ак/жашыл D +/- байланыштары болгон.

D +/- Микро-USB үзүлүшүнө ширетилиши керек. 5V жана жерге (кызыл/кара) электр менен камсыз кылуу аркылуу өтүшү керек.

Нано Mini-USB колдонгон болсо, эмне үчүн Micro-USB үзүлүшү тандалып алынган? Ошентип, оюнду кубаттап, телефонуңуздун кабелин орнотуп алсаңыз болот:-)

12 -кадам: Электр энергиясын берүү

Мен кичинекей прототип тактасын алып, анын үстүнө TP4056 батарейкасын жана коргоо модулун, ошондой эле 5V күчөткүчүн коштум.

TP4056га киргизүү Micro-USB розеткасынан өтөт. Батарея кабели TP4056 казыктарына B +/- деп белгиленген. OUT +/- деп белгиленген казыктар рокер которгучка кирип кетет. Рокердик которгучтан +/- туташуулары 5В күчөткүч модулуна кирет, ал эми кошумча USB кабелинен кызыл/кара зымдар туташкан.

Зымдарды түшүнүү үчүн диаграмманы карап көрүңүз.

13 -кадам: Epoxy Micro USB Breakout

Мен Lego кышындагы Micro-USB үзүлүшүн оңдоо үчүн эпоксиден колдондум. Ал айыккандан кийин, розетка уюлдук телефондорго караганда бышык болот, андыктан балдар оюнду кайра кубаттай алышат жана ал сынбайт.

Бул бөлүккө тез айыгуучу эпоксиден колдонууну сунуштайм. Эгерде сизде жок болсо, анда чайырга катуулаткычты дагы кошуп, бир аз отуруп коюңуз.

14 -кадам: Рокер которгучун орнотуңуз, Күчтү туташтырыңыз

Бул которуу чоң. Ал 250В электр чыңалуусу үчүн иштелип чыккан. Бирок мен дагы деле бул моделди колдондум, анткени ал сонун көрүнөт жана Lego City стандарттык эшигине эң сонун дал келет. Ошентип, мен которгучту монтаж табагына киргиздим, андан кийин 2 бураманын жардамы менен кирпич дубалга табакты бекиттим (дубалдар алдын ала бургуланган).

Лего кирпичине эпоксидделген микро-USB үзүлүшү сыяктуу эле, акырында орнотуу мүмкүн. Кээ бир кошумча кирпичтердин базага туташуу үчүн кандайча колдонулганын байкаңыз.

15 -кадам: Капкактын жабылышы

Mini-USB кабелин үстүнкү капкакка бекитилген Arduino Nanoго салып, капкагын жабыңыз.

Дубалдардагы 4 тешикти алдын ала тешип, үстүн кутуга бекитүү үчүн 4 бураманы колдондум.

16 -кадам: Кодекс

Оюндун биринчи версиясын мен жазганмын, андан кийин досум Алекстин жаңы 4 версиясы дагы 4 оюнду кошуп, кодду кемчиликсиз кылып тазалады. Биз дагы Reybozдун чыгармаларын үндөр үчүн колдондук - бул коддун жардамы менен чыгарылган үндүн деңгээли Arduino Tone китепканасынын жардамы менен демейки келгенге салыштырмалуу таң калыштуу.

Жогоруда айтылгандай, код бир нече ай бою оптималдаштырылган жана балдар QA тесттеринен өткөн жана учурда GitHubга 4 версиясын жүктөп бердик.

Булак кодунун акыркы версиясы:

Сизге 1602 I2C LCD китепканасын орнотуу керек (Arduino IDE китепканасынын менеджеринде жеткиликтүү), андан кийин биздин кодду жүктөө.

Алгач сиз calibration.ino баскычын жүктөп, аркада баскычы чыгарган баалуулуктарды кагазга жаздырасыз. Бул скрипт EEPROMду да өчүрөт, андыктан жогорку упайлар калыбына келтирилет.

Андан кийин сиз Game-Settings.h бөлүмүндө калибрлеген баскычтардын маанилерин өзгөртүп, Lego-Games-Box.ino негизги файлын жүктөйсүз жана ойной баштасаңыз болот (эгер сиз баарын жогоруда берилген схемага ылайык туташтырсаңыз).

Эскертүү: эгер сиз бул оюнду балдар үчүн жасап жатсаңыз, анда Game-settings.h бөлүмүнөн String GameTitle = {"Эстутум оюну", "Реакция оюну", "Турнир оюну", "Мелодия оюну", "акыркы жазууну алып салыңыз. Ядролук согуш оюну "}; Бул акыркы жазууда эрежелер бар, анда ар бир оюнчу душмандарды тандайт жана балдар үчүн өтө душман болушу мүмкүн.

17-кадам: Толугураак видео

Көрсөтмөлөрдү окуунун ордуна видеону көрүү оңой болсо, бул түзүмдүн видео версиясы.

18 -кадам: Оюндун эрежелери

Учурда 5 оюн ишке ашты. Эгерде сизде бул кутучанын жардамы менен түзүлө турган оюндар жөнүндө көбүрөөк ойлоруңуз болсо - комментарийлерде бизге билдириңиз. Мен эрежелерди жана кантип ойноо керектигин түшүндүрүп, ар бир оюнга кыскача токтолом.

Lego Arcade Games Box'ту күйгүзүү үчүн капталдагы рокерди которгула. Бардык оюндар Марио ностальгикалык оюнунун үндөрү менен коштолот. Стартапта сиз Марио оюндун стартап обонун угушуңуз керек.

Башталгандан кийин, ЖК дисплейинде азыр тандалган оюнду көрөсүз. Оюнду өзгөртүү үчүн, кара баскычты басыңыз.

Кайсы оюнду ойногонуңузду чечкенде, баштоо үчүн Ак баскычты басыңыз.

Эгерде сиз иштеп жаткан оюндан чыгууну кааласаңыз - кара кнопканы басуу керек.

Ишке киргенде кызыл баскычты басып үндөрдү өчүрө аласыз (түнкү режим).

Эстутум оюну ("Simon-Says" сыяктуу, Touch Me оюнуна окшош)

Эрежелер жакшы белгилүү жана жөнөкөй. Оюн сизге эскертүүлөрдүн/жарыктардын тизмегин көрсөтөт жана аны кайталашыңыз керек. Ар бир жолу кезекке дагы бир обон/жарык кошулат. Канчалык узак жашасаңыз, эс тутумуңуз ошончолук жакшы болот. Балдар менен чоңдордун кыска мөөнөттүү эс тутумун үйрөтүү үчүн эң сонун.

Реакция оюну (Whack-a-Mole оюнуна окшош)

Сиз күйгөн ар бир баскычты басуу үчүн жетишерлик ылдам болушуңуз керек. Канчалык көп ойносоңуз, баскычтар ошончолук тез күйөт. Бул балдардын жана чоңдордун реакциясын үйрөтүү үчүн эң сонун.

Конкурс/Конкурс оюну (2-4 оюнчу үчүн)

Сизге 5 раунд берилет. Сигнал берилгенден кийин ар ким өзүнүн баскычын чындап тез басышы керек (Мариодон Монетанын обону). Ким биринчи баскычты басса, ал раундда жеңүүчү болот. Утуштардын саны 5 раунддун аягында эсептелип, жеңүүчү аталат.

Мелодия оюну (кичинекейлер жана кичүүлөр үчүн акысыз режимди басуу жана ойнотуу)

Бул кичинекей балдар үчүн эң сонун - бул баскычты басып, кармап турганыңызда кезектешип обондорду ойнойт. Балдар менен алгачкы текшерүүдөн кийин биз кичинекейибиздин 1 жашында чындап ойногусу келгенин, бирок КАНТИПТИ түшүнбөгөнүн түшүндүк. Бул оюндун эрежелери - ЭРЕЖЕСИЗ. Сиз каалаган баскычты бассаңыз болот, ал үндөрдү чыгарат.

Согуш оюну (2-4 чоңдор үчүн)

Бул оюндар кутусунун кийинки версияларын программалаган менин досум Алекс бул оюндун идеясын Трамп/Ким кризиси учурунда чоң ядролук баскыч кимде бар экени менен ойлоп тапкан. Эрежелерге түшүндүрмө берүү үчүн өзүнчө видео керек (аны бул жерден жана бул жерден таба аласыз), бирок кыскача айтканда, сиз оюнчулардын санын башында жана ар бир раундда ар бир адам өзүнүн душманы тандайт. Ар ким өзүнүн/душманын тандап алгандан кийин, ракеталар учуп баштайт. Душман катары тандалып алынган кишиге кесилиш ракетасын жөнөтүү үчүн баскычын басып, өлкөсүн сактап калууга бир нече мүнөт бар. Раунддар бир гана өлкө калганга чейин уланат.

19 -кадам: Акыркы жыйынтык

Биз 3 доспуз, алар биздин балдар үчүн оюнду курууга убакыт бөлүштү. Оюн сизге ушунчалык жагат деп үмүттөнөбүз, бул нускамаларды колдонуу менен өзүңүздүн версияңызды түзөсүз. Эгерде сизде кандайдыр бир суроолор же сунуштар болсо - аларды комментарийге жазыңыз.

Оюн жашоосу сынагынын экинчи сыйлыгы