ארגז משחקים לגו ארדואינו ארקייד: 19 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:16

אם יש לך ילדים, סביר להניח שאתה מתמודד עם אותן בעיות כמונו עם ערכות הלגו שקנית להם. הם מתאספים ומשחקים איתם אך לאחר זמן מה הסטים הופכים לערימת לבנים אחת. הילדים גדלים ואתם לא יודעים מה לעשות עם הערימה הזו.

החלטנו למחזר את לבני הלגו הלא רצויות ויצרנו משחק ארקייד.

מדריך זה צעד אחר צעד הוא תוצאה של מספר חודשי עבודה בכדי להפוך את המשחק לחוזר בעלות נמוכה מאוד. כמעט כל אחד יכול לחזור על הפרויקט הזה! הקוד נכתב בצורה כזו שאין לו תלות והוא יתאסף על כל לוח ארדואינו. וכמובן שהמשחקים נבדקו באינטנסיביות על ידי הילדים שלנו:-)

במה המשחק הזה שונה מרבים אחרים שפורסמו בעבר?

קודם כל, ישנם 5 משחקים מובנים בתוכו:

• משחק זיכרון ("שמעון-אומר", בדומה למשחק Touch Me)
• משחק תגובה (בדומה למשחק Whack-a-Mole)
• משחק תחרות/תחרות (ל 2-4 שחקנים)
• משחק מנגינה (מצב לחיצה ולשחק בחינם לפעוטות וקטנים יותר)
• משחק מלחמה (ל 2-4 מבוגרים)

שנית, יש לו עיצוב נהדר (מנקודת המבט שלנו) וניתן לחזור עליו בקלות.

ושלישית, הוא ידידותי לאדמה מכיוון שהוא מאפשר לך למחזר את הפלסטיק.

בסוף מדריך זה יש גם סרטון צעד אחר צעד למקרה שאתה מעדיף את פורמט הווידאו.

שלב 1: רשימת חלקים

אם אתה אוהב את הפרויקט הזה אבל אין לך ערימת לבני לגו לא רצויות, הכי קל יהיה לקנות סט לגו קלאסי 10704 עם 900 חלקים בפנים.

להלן רשימת הפריטים הדרושים לך כדי ליצור פרויקט זה:

• 1 ק"ג לבני לגו לא רצויות (או לבנים דומות של מותג אחר כגון מגה בלוקס)
• צלחת בסיס 25 על 25 ס"מ ללגו (או דומה ממותג אחר). בסיס הלגו כולל 32 x 32 נקודות. אם אין לך את זה - הבסיס עולה בסביבות 3 $ כולל. דמי משלוח אם אתה קונה באינטרנט (מונח חיפוש "32 25 בלוקים")
• 30 x 30 ס"מ פיסת פרספקס שקופה (עובי 5 או 6 מ"מ)
• 4 x כפתורי לחיצה גדולים בסגנון ארקייד 60 מ"מ (אני ממליץ על אדום, ירוק, כחול, צהוב) (מונח חיפוש לחנויות מקוונות: "כפתור ארקייד 60 מ"מ"). הם המרכיב היקר ביותר במבנה זה בסביבות 2 $ כל אחד.
• 2 x כפתור לחיצה רגעי ברדיוס 16 מ"מ (אני ממליץ על לבן ושחור) (מונח חיפוש: "כפתור לחיצה 16 מ"מ")
• מתג נדנדה הפעלה/כיבוי 27x21 מ"מ (אני ממליץ על אדום שקוף עם 4 סיכות) (מונח חיפוש: "מתג נדנדה 16a")
• ארדואינו ננו
• 1602 צג LCD ומודול חיבור I2C
• 2 x 4ohm 5W רמקולים, בגודל 30 x 70 מ"מ (ניתן להשתמש בכל קטנים אחרים אך ציור ה- CAD נעשה בגודל 30x70 מ"מ)
• לוח אב טיפוס בגודל 8 x 6 ס"מ או לוח לחם 830 פינים
• 2x18650 סוללות נטענות (ניתנות למיחזור מתוך סוללת המחשב הנייד המת)
• מחזיק סוללה כפול 18650 (מונח חיפוש: "מחזיק 2 x 18650")
• בקר טעינה ומגן פריקה TP4056
• ממיר שלב 5V (500mA הקטן ביותר יעשה)
• דברים קטנים: כמה חוטים, כבל מיני USB או תקע DIY, שקע מיקרו USB על פריצת PCB, ברגים/אגוזים/מכונות M3, 4 ברגים מכסה עליון

• נגדים:

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

שלב 2: בניית הקופסה

זהו החלק הקל ביותר בפרויקט שתוכל להאציל לילדים שלך.

קח את לוח הבסיס של לגו 32x32 והנח את הקירות בעזרת החלקים הממוחזרים. סך הכל אמורות להיות לך 9 שכבות. בחרנו בצבע אפור בהיר לבסיס כך שקירות הלבנים בצבע אקראי הם המוקד העיקרי.

אף קופסה לא תהיה דומה. היו יצירתיים כשאתם בונים את השכבות. למחזר אפילו חלקים קטנים - הם נראים מגניבים. גם צורות לא סדירות נראות נחמדות מדי. הוסף חלונות, שמשות ממכוניות, דלתות וקופסאות.

על הקופסה להיות בעלת דלת לגו אחת בגודל מלא לפחות. זה נחוץ כדי להתקין את מתג הנדנדה בקיר.

שלב 3: הכנת הכריכה העליונה

הכריכה העליונה עשויה פרספקס 5 או 6 מ מ (יריעה אקרילית שקופה). הורד את ציור ה- CAD, שים אותו על מקל USB ופנה לחנות ה- CNC הקרובה ביותר - הם יטחנו אותו עבורך. ציור CAD כולל גם את לוחית ההרכבה של מתג נדנדה (ראה תמונה).

יהיה עליך לסיים את הצלחת העליונה. האם הקצה משופע עם נייר החול ובלוק עץ. כמו כן, נקדח את החורים להתקנת הרמקולים ותצוגת 1602. צג 1602 דורש גם משולש קטן שנטחן בצד חלון ה- LCD בגיליון האקרילי (ראו תמונה). עשיתי זאת בחצי עומק בעזרת הכלי הסיבובי (dremel) ובביט נתב קטן.

שלב 4: הוסף את כל הרכיבים לכריכה העליונה

התקן את 4 כפתורי הארקייד הגדולים, 2 כפתורי שינוי/בחירת משחק, 2 רמקולים ומודול LCD + I2C 1602. הכל קבוע בעזרת ברגי M3 + מכונות כביסה ואגוזים M3 מאחור.

לפני התקנת כפתורי ארקייד - הסר את מחזיקי הנורית LED. יהיה עליך לשנות אותם מעט - עיין בשלב הבא.

שלב 5: שינוי הלדים בכפתורי ארקייד

כפתורי ארקייד אלה מיועדים לפעול על 12V. הם יעבדו עם 5V שהוא מתח ברירת המחדל לפרויקט זה אך הם יהיו עמומים מדי. אז הסרתי את שקעי ה- LED מכפתורי ארקייד, החלקתי החוצה את מחזיקי הלדים והסרתי את הנורות עם נגדים. יש להסיר את נגדי 460ohm ולהחליפם ב- 100ohm. לאחר סיום הרכבתי הכל בחזרה והתקנתי את הלדים עם מחזיקים בכפתורים.

שלב 6: (אופציונלי) תוויות לחצן שליטה

אולי שמת לב לתוויות שעל 2 כפתורי הבקרה. לגרסה הראשונה שלנו של המבנה לא היו אותם אבל החלטתי להוסיף אותם כשחזרתי על הבנייה בפעם השנייה.

לשני הכפתורים יש מספר פונקציות בהתאם למצב המשחק. כפתור לבן מפעיל את המשחק שנבחר או מאשר את הבחירה במהלך חלק מהמשחקים. כפתור שחור משנה את המשחק או היציאות שנבחרו במהלך המשחק.

כדי ליצור תוויות עגולות צריך גיליון אלומיניום דק (בעובי 1 מ מ לכל היותר), מקדח חור, מקדחה מדורגת וחבטות אותיות (ראו תמונה). ראשית חותכים את העיגול בעזרת מסור חור. לאחר מכן אתה מגדיל את הקוטר הפנימי עם הסיביה המדורגת ולאחר מכן אתה משתמש באגרופי אותיות ליצירת תוויות. כדי להפוך את האותיות לגלויות יותר, השתמש בטוש שחור קבוע (שארפי).

שלב 7: יצירת לוח הפריצה

יש לך כאן שתי אפשרויות. או להשתמש בלוח הלחם ובחוט Arduino עם כבלים על פני לוח הלחם או להתקנת פריצה קטנה בחלק האחורי של לוח ה- LCD.

לבנייה הראשונה השתמשנו בלוח הלחם (ראו תמונה). לבנייה השנייה החלטנו להקדיש יותר זמן ליצירת לוח פריצה. הפונקציונליות לא משתנה, אך יש פחות חוטים והפריצה מוסתרת מתחת ללוח ה- LCD.

אם תבחר ללכת עם לוח הפריצה, קח את לוח האב טיפוס 8x6 וחתך אותו כמו שמוצג בתמונה. חלק גדול יותר ישמש לפריצה וקטן יותר ליצירת אספקת חשמל.

הלחמה Arduino Nano על לוח פרוטו זה.

שלב 8: חיווט החיבורים

הכינו כמה כבלים וחברו את ההתקנה, המתגים והחיבורים שלכם ל- Nano בהתאם לתרשים.

מאז שהתחלתי להשתמש בכבלי זוג מעוותים באת'רנט - שכחתי מכאבי הראש מאיפה למקם את החוטים לפרויקטים שלי. הם בצבע שונה ורב ליבה כך שהם לא נשברים בקלות. הדבר היחיד שאתה צריך לדאוג לו בעבודה איתם הוא שהלחמה צריכה להיות מהירה מאוד כדי שלא תשרוף את הבידוד.

שימו לב בתמונה השנייה כיצד נגדי ה 100 אוהם מחוברים לחיבורים לרמקולים.

כמה הערות על חיבורים:

• לחצני הבקרה בשחור/לבן מחוברים מהפינים D2/3 ישירות לקרקע מכיוון שנגדי משיכה פנימיים משמשים בננו.
• A4/5 מחוברים לסיכות I2C SDA/SCL. זה נחוץ עבור מודול LCD I2C.
• רמקולים חייבים להיות מחוברים ל- D10/11 מכיוון שהסיכות הללו מופעלות ב- PWM.
• מומלץ להוסיף קו נחושת קטן כמעקה קרקע לחיבור קל יותר של כל חוטי הקרקע (יהיו כ -5 כאלה).

שלב 9: חיווט הכפתורים

כל לחצני ארקייד מחוברים לסיכה אחת A1 באמצעות סדרת נגדים. A1 מוגדר כ- Pull-up אנלוגי פנימי. זו אחת התכונות הלא ידועות של Arduino שעזרו לנו לחסוך במספר החוטים היוצאים לכפתורים.

אז ההתקנה מתנהלת כדלקמן: מ- A1 לכפתור הראשון דרך הנגד 1k. מכפתור 1 לכפתור 2 עד 10k. מכפתור 2 לכפתור 3 עד 10k ומכפתור 3 לכפתור 4 עד 10k. כל כפתור במכנסיים קצרים של "סגור" לקרקע. מכיוון שכבר יש קרקע על כל כפתור עבור נוריות הלדים, הסיכה השנייה של כל מתג מחוברת לקרקע מהנורית. תסתכל על התרשים כדי להבין את החיווט.

בשלב זה, חיבור כבל מיני USB ל- Arduino Nano אמור לאפשר לך לשחק את המשחק לאחר העלאת המערכון. כל מה שאתה צריך זה ספק כוח כדי להפוך את המשחק לנייד.

שלב 10: התקנת הסוללות

השתמשתי בשני 18650 תאים ממוחזרים מסוללות המחשב הנייד המת. אלה הם בעלי קיבולת נמוכה יותר (בסביבות 600mAh) שלא רציתי להשתמש בהם ליישומי עומס גבוה יותר. המכשיר לא ממש משתמש בכוח רב כל כך ולכן זה אמור להספיק להפעלת המשחק במשך ימים.

הסוללות מותקנות במחזיק סוללות כפול 18650 ויש מחבר לחיבור קל לאספקת החשמל.

שלב 11: התקנת הארכת שקע USB

המשחק אמור להיות מסוגל לטעון ולשדרג קושחה ללא פירוק. אז קידחתי את אחד הבלוקים כדי להסתיר את מחבר ה- Micro-USB.

כדי להאריך את ה- USB מקיר הלבנים אל הארדואינו ננו, לקחתי כבל מיני USB וחתכתי את קצה ה- USB-A (מחבר ה- USB הגדול) והפשטתי את החוטים. במקרה שלי, האדום/השחור היה כוח ולבן/ירוק היו חיבורי D +/-.

D +/- צריך להיות מולחם על התפרצות ה- Micro-USB. 5V והארקה (אדום/שחור) צריכים לעבור דרך אספקת חשמל.

מדוע נבחרה הפריצה של ה- Micro-USB אם ה- Nano משתמש ב- Mini-USB? פשוט כי מיקרו USB נמצא בכל מקום במשק הבית שלנו-הוא משמש לטעינת טלפונים והתקנים אחרים. כך שתוכל לטעון את המשחק ולשדרג את הקושחה באמצעות כבל הטלפון שלך:-)

שלב 12: יצירת ספק הכוח

לקחתי את לוח האב טיפוס הקטן יותר והלחמתי עליו את מטען הסוללות ומודול ההגנה TP4056 וגם את מגבר 5V.

הכניסה ל- TP4056 עוברת משקע ה- Micro-USB. כבל הסוללה מחובר לסיכות TP4056 המסומנות כ- B +/-. סיכות המסומנות כ- OUT +/- נכנסות למתג הנדנדה. ממתג הנדנדה חיבורי +/- נכנסים למודול ההגברה של 5V ומפלט המגבר החוטים האדומים/שחורים מכבל ה- USB המופשט מחוברים.

תסתכל על התרשים כדי להבין את החיווט.

שלב 13: אפוקסי הפריצה למיקרו USB

השתמשתי באפוקסי כלשהו כדי לתקן את התפרצות המיקרו-USB בלבני לגו. לאחר שהוא יירפא, השקע יהיה יציב יותר מאלו המצויים בטלפונים סלולריים, כך שהילדים יוכלו להטעין את המשחק מחדש והוא לא יישבר.

אני ממליץ להשתמש באפוקסי לריפוי מהיר לחלק זה. אם אין לך את זה, הוסף עוד קצת מהמרכך לשרף ותן לו לשבת קצת.

שלב 14: התקן את מתג הנדנדה, חבר את רתמת החשמל

המתג הזה הוא מסיבי. הוא מיועד למתח רשת 250V. אבל עדיין השתמשתי בדגם הזה מכיוון שהוא נראה נהדר ומתאים בצורה מושלמת לדלת לגו סיטי סטנדרטית. אז הכנסתי את המתג ללוח ההרכבה ואז תיקנתי את הצלחת על קיר הלבנים באמצעות 2 הברגים (הקירות נקדחו מראש).

כעת ניתן להתקין את הרתמה סופית, כמו גם את התפרצות המיקרו- USB שהוחלפה באבני הלגו. שימו לב כיצד שימשו כמה לבנים נוספות לחיבור הרכיבים לבסיס.

שלב 15: סגירת המכסה

הכנס את כבל ה- Mini-USB לתוך ה- Arduino Nano המחובר לכריכה העליונה וסגור את המכסה.

קידחתי 4 חורים בקירות והשתמשתי ב -4 ברגים כדי לתקן את החלק העליון לקופסה.

שלב 16: הקוד

הגרסה הראשונה של המשחק נכתבה על ידי ואחריו 4 גרסאות חדשות מחבר שלי אלכס שהוסיף עוד 4 משחקים וניקה את הקוד לשלמות. השתמשנו גם בעבודתו של רייבוז לצלילים - רמת הצליל המופק באמצעות הקוד הזה מדהימה בהשוואה למה שמגיע כברירת מחדל באמצעות ספריית הטון של Arduino.

כאמור, הקוד עבר אופטימיזציה במשך חודשים לאחר בדיקות QA מקיפות על ידי הילדים וכיום העלינו את גרסה 4 ל- GitHub.

הגרסה האחרונה של קוד המקור:

כל שעליך לעשות הוא להתקין 1602 I2C ספריית LCD (זמין במנהל הספרייה Arduino IDE) ולאחר מכן להעלות את הקוד שלנו.

ראשית אתה מעלה את הכפתור calibration.ino ועושה רישום על פיסת נייר של הערכים שכל לחצן ארקייד מייצר. סקריפט זה גם ימחק את EEPROM כך שהציונים המובילים יתאפסו.

לאחר מכן אתה משנה ב- Game-Settings.h את ערכי הלחצנים שכיול ומעלה את הקובץ הראשי של Lego-Games-Box.ino ותוכל להתחיל לשחק (בתנאי שחיברת הכל בהתאם לסכימה שניתנה למעלה).

הערה: אם אתה מכין את המשחק הזה לילדים, אנא הסר ב- Game-settings.h את הערך האחרון מ- String GameTitle = {"משחק זיכרון", "משחק תגובה", "משחק טורניר", "משחק מלודיה", " משחק מלחמה גרעינית "}; לערך האחרון הזה יש כללים שבהם כל שחקן בוחר אויבים ועלול להיות עוין מדי לילדים.

שלב 17: סרטון הדרכה מפורט

אם יהיה לך קל יותר לצפות בסרטון במקום לקרוא הוראות, להלן גרסת הווידאו של מבנה זה.

שלב 18: חוקי המשחק

כרגע מיושמים 5 משחקים. אם יש לך רעיונות נוספים על משחקים שניתן ליצור באמצעות תיבה זו - אנא יידע אותנו בתגובות. אעבור בקצרה על כל משחק ואסביר את החוקים וכיצד לשחק.

הפעל את מתג הנדנדה בצד כדי להפעיל את Lego Arcade Games Box. כל המשחקים מלווים בצלילים מהמשחק הנוסטלגי של מריו. בעת ההפעלה אתה צריך לשמוע את מנגינת ההפעלה של משחק מריו.

לאחר שתתחיל, תראה על צג ה- LCD את המשחק שנבחר כעת. כדי לשנות את המשחק, לחץ על הכפתור השחור.

כשהחלטת איזה משחק אתה רוצה לשחק, פשוט לחץ על הלחצן הלבן כדי להתחיל.

אם ברצונך לצאת מהמשחק שכבר פועל - עליך ללחוץ על הכפתור השחור.

בעת ההפעלה אתה יכול לכבות את הצלילים (מצב לילה) על ידי לחיצה על הכפתור האדום.

משחק זיכרון ("שמעון-אומר", בדומה למשחק Touch Me)

החוקים ידועים ופשוטים. המשחק מראה לך רצף של הערות/אורות ואתה צריך לחזור על זה. בכל פעם נוסף צליל/אור אחד לרצף. ככל שאתה שורד זמן רב יותר, כך הזיכרון שלך טוב יותר. הוא מצוין לאימון הזיכרון לטווח קצר של ילדים ומבוגרים.

משחק תגובה (בדומה למשחק Whack-a-Mole)

אתה צריך להיות מהיר מספיק כדי ללחוץ על כל כפתור שמדליק. ככל שאתה משחק יותר כך הכפתורים מאירים מהר יותר. זה נהדר לתגובת אימון של ילדים ומבוגרים.

משחק תחרות/תחרות (ל 2-4 שחקנים)

ניתנים לך 5 סיבובים. כל אחד צריך ללחוץ על הכפתור שלו ממש מהר לאחר מתן האות (מנגינת מטבע ממריו). מי שפוגע בכפתור ראשון מנצח בסיבוב. מספר הזכיות מחושב בתום 5 מחזורים והזוכה יוכרז.

משחק מלודיה (מצב חינמי לדחוף ולשחק לפעוטות וקטנים יותר)

זה מצוין לפעוטות - הוא מנגן מנגינות לסירוגין כאשר אתה לוחץ לחיצה ארוכה על כפתור. לאחר בדיקה ראשונית עם ילדים הבנו שהקטן שלנו שהיה בן שנה באמת רוצה לשחק אבל לא מבין איך. חוקי המשחקים האלה הם - אין כללים. אתה יכול ללחוץ על כל כפתור וזה יפיק צלילים.

משחק מלחמה (ל 2-4 מבוגרים)

חבר שלי אלכס, שתכנת גרסאות עוקבות של תיבת המשחקים הזו העלה את הרעיון למשחק הזה במהלך משבר טראמפ/קים לגבי מי יש לו את הכפתור הגרעיני הגדול יותר. הכללים זקוקים לסרטון נפרד להסבר (אתה יכול למצוא אותו כאן וכאן) אבל בקצרה, אתה בוחר את מספר השחקנים בהתחלה ובמהלך כל סיבוב כל אדם בוחר את האויב שלו. ברגע שכולם בחרו באויב שלו, הטילים מתחילים לעוף. למי שנבחר כאויב יש כמה רגעים ללחוץ על הכפתור כדי לשלוח את טיל הצומת ולהציל את ארצו. הסיבובים נמשכים עד שנותרה רק מדינה אחת.

שלב 19: תוצאה סופית

אנחנו 3 חברים שהקדשנו את הזמן לבניית המשחק לילדים שלנו. אנו באמת מקווים שתאהבו את המשחק עד כדי כך שתבנו גרסה משלכם באמצעות הוראות אלה. אם יש לך שאלות או הצעות - אנא פרסם אותן בתגובות.

פרס שני בתחרות חיי המשחק