Arduino Arcade Lego ойындарының қорабы: 19 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:26

Егер сіздің балаларыңыз болса, сіз олар үшін сатып алған Lego жиынтықтарындағыдай мәселелерге тап болуыңыз мүмкін. Олар жиналып, олармен ойнайды, бірақ біраз уақыттан кейін жиынтықтар бір кірпіш үйіндіге айналады. Балалар өседі, сіз бұл үймен не істеу керектігін білмейсіз.

Біз қажет емес Lego кірпішін қайта өңдеуге шешім қабылдадық және аркада ойынын құрдық.

Бұл қадамдық нұсқаулық - бұл ойынның қайталануы және өте төмен бағасы үшін бірнеше айлық жұмыстың нәтижесі. Бұл жобаны кез келген адам қайталай алады! Код ешқандай тәуелділіктер болмайтындай етіп жазылған және кез келген Arduino тақтасында құрастырылады. Әрине, ойындарды біздің балалар қарқынды түрде тексерді:-)

Бұл ойынның бұрын шығарылған басқа ойындардан айырмашылығы неде?

Ең алдымен, оған 5 ойын кіреді:

• Есте сақтау ойыны («Саймон-айтады» тәрізді, Touch Me ойынына ұқсас)
• Реакция ойыны (Whack-a-Mole ойынына ұқсас)
• Жарыс/Жарыс ойыны (2-4 ойыншыға арналған)
• Әуенді ойын (кішкентай және кіші балаларға арналған Push and Play тегін режимі)
• Соғыс ойыны (2-4 ересектер үшін)

Екіншіден, оның керемет дизайны бар (біздің көзқарасымыз бойынша) және оны оңай қайталауға болады.

Үшіншіден, бұл пластикті қайта өңдеуге мүмкіндік беретіндіктен, ол жерге қолайлы.

Бұл нұсқаулықтың соңында, егер сіз бейне форматын қаласаңыз, қадамдық бейне бар.

1 -қадам: бөлшектер тізімі

Егер сізге бұл жоба ұнайтын болса, бірақ қажет емес кірпіш кірпіштеріңіз жоқ болса, ішіндегі 900 дана Lego Classic 10704 жиынтығын сатып алу оңай болады.

Бұл жобаны құру үшін сізге қажет элементтер тізімі:

• 1кг (2лб) қажетсіз лего кірпіштері (немесе басқа брендтің ұқсас кірпіштері, мысалы, Mega Bloks)
• Lego (немесе басқа брендтен ұқсас) үшін 25 х 25 см негізді тақта. Lego негізі 32 x 32 нүктеден тұрады. Егер сізде жоқ болса - базаның бағасы шамамен $ 3 құрайды. егер сіз онлайн сатып алсаңыз, пошта («32 25 блок» іздеу термині)
• 30 x 30 см мөлдір плексиглас бөлігі (қалыңдығы 5 немесе 6 мм)
• 4 x 60 мм үлкен аркада стиліндегі түймелер (мен қызыл, жасыл, көк, сары) ұсынамын (интернет-дүкендердің іздеу термині: «60 мм аркада түймесі»). Олар бұл құрылыстың ең қымбат компоненті, әрқайсысы шамамен 2 доллар.
• 2 x 16 мм радиусы бар бірден басу түймесі (мен ақ пен қара ұсынамын) (іздеу термині: «16 мм басу түймесі»)
• Қуатты қосу/өшіру рокері 27x21 мм орнату өлшемі (мен 4 түйреуішті мөлдір қызыл түспен ұсынамын) (іздеу термині: «16а рокер қосқышы»)
• Ардуино Нано
• 1602 СКД дисплейі мен I2C қосылу модулі
• Өлшемі 30 х 70 мм болатын 2х 4 Ом 5 Вт динамиктер (сіз кез келген басқа шағын дыбысты қолдана аласыз, бірақ АЖЖ сызбасы 30х70 мм үшін жасалған)
• 8 x 6 см прототип тақтасы немесе 830 істікшелі тақта
• 2х18650 қайта зарядталатын батареялар (ноутбуктың өлі батареясынан қайта өңдеуге болады)
• Қос 18650 батарея ұстағыш (іздеу термині: «2 x 18650 ұстағыш»)
• TP4056 заряд реттегіші және разрядтан қорғау
• 5В күшейткіш түрлендіргіші (ең кіші 500мА болады)
• Кішкене заттар: кейбір сымдар, мини-USB кабелі немесе диапозон, ПХД үзілісіндегі Micro-USB ұясы, M3 болттар/жаңғақтар/шайбалар, 4 x жоғарғы қақпақ бұрандалары

• Резисторлар:

  • 6 x 100 Ом
  • 1 x 1k
  • 3х10к

2 -қадам: қорапты құру

Бұл сіздің балаларыңызға тапсыруға болатын жобаның ең оңай бөлігі.

Lego 32x32 нүктелік тақтайшасын алыңыз және қайта өңделген бөлшектерді қолданып қабырғаларды қойыңыз. Сізде барлығы 9 қабат болуы керек. Кездейсоқ түсті кірпіштен жасалған қабырғалар басты назарда болу үшін біз негізге ашық сұр түсті таңдадық.

Ешқандай қорап ұқсас болмайды. Қабаттарды жасаған кезде шығармашылықпен айналысыңыз. Кішкене бөлшектерді де қайта өңдеңіз - олар керемет көрінеді. Сонымен қатар, дұрыс емес пішіндер жақсы көрінеді. Автокөліктерден, есіктер мен қораптардан терезелер, әйнектер қосыңыз.

Қорапта кемінде бір толық өлшемді Lego есігі болуы керек. Бұл қабырғаға рокер қосқышты орнату үшін қажет.

3 -қадам: жоғарғы қақпақты жасау

Жоғарғы қақпақ 5 немесе 6 мм плексигладан жасалған (мөлдір акрилді парақ). АЖЖ сызбасын жүктеп алыңыз, оны USB таяқшасына салыңыз және жақын жердегі CNC дүкеніне барыңыз - олар сізге оны тегістейді. АЖЖ суреті сонымен қатар рокер -қосқышты бекіту тақтасын қамтиды (суретті қараңыз).

Үстіңгі тақтайшаны әрлеу керек. Құм қағазбен және ағаш блокпен жиекті қиғаш етіп жасаңыз. Сондай -ақ, динамиктер мен 1602 дисплейін орнату үшін тесіктер бұрғылаңыз. 1602 дисплейі сонымен қатар акрил парағында СКД терезесінің бүйірінде фрезерленген кішкене үшбұрышты қажет етеді (суретті қараңыз). Мен мұны айналдыру құралы (дремель) мен кіші маршрутизатордың көмегімен жартылай тереңдікте жасадым.

4 -қадам: Барлық компоненттерді жоғарғы мұқабаға қосыңыз

Үлкен 4 аркада түймесін, 2 ойын ауыстыру/таңдау түймесін, 2 динамикті және 1602 LCD + I2C модулін орнатыңыз. Барлығы M3 бұранда + М3 шайбалары мен жаңғақтармен бекітілген.

Аркада түймелерін орнатпас бұрын - жарық диодты жарық ұстағыштарды алып тастаңыз. Сіз оларды аздап өзгертуіңіз керек - келесі қадамды қараңыз.

5 -қадам: Аркада түймелеріндегі светодиодтарды өзгерту

Бұл аркада түймелері 12В кернеуде жұмыс істеуге арналған. Олар 5В -пен жұмыс істейді, бұл жоба үшін әдепкі кернеу, бірақ олар тым күңгірт болады. Сондықтан мен жарықдиодты розеткаларды аркадалық түймелерден алып тастадым, жарық диодты ұстағыштарды сырғытып, резисторлары бар светодиодтарды алып тастадым. 460 Ом резисторларды сөндіріп, 100 Омға ауыстыру қажет. Аяқтағаннан кейін мен бәрін қайтадан жинадым және түймелерге ұстағыштары бар светодиодтарды орнаттым.

6 -қадам: (міндетті емес) Басқару түймелерінің жапсырмалары

Сіз 2 басқару түймесіндегі белгілерді байқаған боларсыз. Біздің құрастырудың бірінші нұсқасында олар жоқ, бірақ мен құрылысты екінші рет қайталаған кезде оларды қосуды шештім.

Екі батырманың да ойын күйіне байланысты бірнеше функциялары бар. Ақ түйме таңдалған ойынды бастайды немесе кейбір ойындар кезінде таңдауды растайды. Қара түйме таңдалған ойынды өзгертеді немесе ойын кезінде шығады.

Дөңгелек жапсырмалар жасау үшін сізге алюминийден жасалған жұқа табақ (қалыңдығы 1 мм), саңылаулы бұрғылау ұшы, сатылы бұрғылау ұшы және әріптік соққылар қажет (суретті қараңыз). Алдымен тесікті арамен пайдаланып шеңберді кесіңіз. Содан кейін сіз ішкі диаметрді қадамдық битпен үлкейтесіз, содан кейін жапсырмалар жасау үшін әріптік соққыларды қолданасыз. Әріптерді көрнекті ету үшін тұрақты қара маркерді пайдаланыңыз.

7 -қадам: Үзіліс тақтасын құру

Мұнда сізде екі нұсқа бар. Нан тақтасын қолданыңыз немесе Arduino -ны кабельмен, тақтаға салыңыз немесе СКД панелінің артына кішкене үзіліс орнатыңыз.

Бірінші құрылыста біз тақтаны қолдандық (суретті қараңыз). Екінші құрылыс үшін біз бөлу тақтасын жасауға көбірек уақыт бөлуді шештік. Функционалдылық өзгермейді, бірақ сымдар аз, ал үзіліс СКД панелінің астында жасырылған.

Егер сіз сынғыш тақтаймен жүруді шешсеңіз, 8x6 прототип тақтасын алыңыз және оны суретте көрсетілгендей кесіңіз. Үлкен бөлігі үзіліс үшін пайдаланылады, ал кіші бөлігі электрмен жабдықтау үшін қолданылады.

Ардуино Нано дәнекерлейді.

8 -қадам: Қосылымдарды қосу

Диаграммаға сәйкес бірнеше кабельдерді дайындап, конфигурацияңызды, қосқыштарыңызды және наноға қосылуды қосыңыз.

Мен Ethernet бұралған жұп кабельдерді қолдана бастағаннан бері - мен жобаларымның сымдарын қайдан алу керектігін ұмытып кеттім. Олар әр түрлі түсті және көп түсті, сондықтан олар оңай сынбайды. Олармен жұмыс істеу кезінде назар аудару керек жалғыз нәрсе - оқшаулауды күйдірмеу үшін дәнекерлеу өте жылдам болуы керек.

Екінші суретте динамиктерге қосылу үшін 100 Ом резисторлар қалай қосылғанын біліңіз.

Қосылымдар туралы бірнеше ескертулер:

• Қара/ақ түсті басқару түймелері D2/3 түйреуіштерінен жерге тікелей қосылады, себебі нанода ішкі тартқыш резисторлар қолданылады.
• A4/5 I2C SDA/SCL түйреуіштеріне қосылған. Бұл LCD I2C модулі үшін қажет.
• Динамиктер D10/11 қосылуы керек, себебі бұл түйреуіштер PWM қосылған.
• Жерге қосылатын сымдардың барлығын оңай қосу үшін жер үсті рельсі ретінде кішкене мыс желісін қосу ұсынылады (олардың шамамен 5 -і болады).

9 -қадам: түймелерді қосу

Барлық аркада түймелері резисторлар сериясы арқылы бір A1 түйреуішіне қосылады. A1 ішкі аналогты тарту ретінде орнатылады. Бұл батырмаларға шығатын сымдарды үнемдеуге көмектесетін Arduino-ның белгілі емес ерекшеліктерінің бірі.

Осылайша, орнату келесідей: A1 -ден бірінші түймеге дейін 1k резистор арқылы. 1 -түймеден 2 -түймені 10 -ға дейін. 2 -түймеден 3 -тен 10 -ға дейінгі түйме мен 3 -түймеден 4 -тен 10 -ға дейінгі түйме. «Жабу» күйінің әрбір түймесі жерге тұйықталады. Жарықдиодты шамдардың әр түймесінде жерге тұйықтау болғандықтан, әр қосқыштың екінші түйреуіші светодиодтан жерге қосылады. Сымды түсіну үшін диаграмманы қараңыз.

Бұл жағдайда Arduino Nano-ға Mini-USB кабелін қосу эскизді жүктегеннен кейін ойынды ойнауға мүмкіндік береді. Ойынды портативті ету үшін сізге тек қуат көзі қажет.

10 -қадам: Батареяларды орнату

Мен ноутбуктың өлі батареяларынан 18650 екі қайта өңделген ұяшықты қолдандым. Бұл сыйымдылығы төмен (шамамен 600 мАч), мен оны жоғары жүктеме үшін қолданғым келмеді. Құрылғы онша көп қуатты пайдаланбайды, сондықтан бұл бірнеше күн бойы ойынды жүргізу үшін жеткілікті болуы керек.

Батареялар қос 18650 батарея ұстағышына орнатылған және қуат көзіне оңай қосылатын қосқыш бар.

11 -қадам: USB розетка кеңейткішін орнату

Ойын микробағдарламаны бөлшектеместен қайта зарядтауға және жаңартуға қабілетті болуы керек. Сондықтан мен micro-USB коннекторын жасыру үшін блоктардың бірін бұрғыладым.

Кірпіш қабырғадағы USB-ді Arduino Nano-ға дейін ұзарту үшін мен Mini-USB кабелін алып, USB-A ұшын (үлкен USB қосқышы) кесіп алып, сымдарды алып тастадым. Менің жағдайда, қызыл/қара- қуат, ал ақ/жасыл- D +/- байланыстары.

D +/- микро-USB ажыратқышына дәнекерлеу қажет. 5В және жерге қосылған (қызыл/қара) қуат көзінен өтуі керек.

Нано Mini-USB қолданатын болса, неге Micro-USB үзілісі таңдалды? Micro-USB үй шаруашылығында барлық жерде болғандықтан-ол телефондар мен басқа құрылғыларды зарядтауға арналған. Осылайша сіз ойынды зарядтай аласыз және микробағдарламаны телефон кабелі арқылы жаңарта аласыз:-)

12 -қадам: Қуат көзін құру

Мен кішірек прототип тақтасын алып, оған TP4056 зарядтау құрылғысы мен қорғаныс модулін, сонымен қатар 5В күшейткішті дәнекерледім.

TP4056-ге кіріс Micro-USB ұясынан түседі. Батарея кабелі B +/- деп белгіленген TP4056 түйреуіштеріне бекітілген. OUT +/- деп белгіленген түйреуіштер қосқышқа түседі. Рокер-қосқыштан +/- қосылымдары 5В күшейткіш модуліне түседі, ал күшейткіштен USB кабелінің қызыл/қара сымдары қосылады.

Сымдарды түсіну үшін диаграмманы қараңыз.

13 -қадам: Эпоксидті микро USB үзілісі

Мен Lego кірпішіндегі Micro-USB үзілуін түзету үшін эпоксидті қолдандым. Емдегеннен кейін ұяшық ұялы телефондарға қарағанда берік болады, сондықтан балалар ойынды қайта зарядтай алады және ол бұзылмайды.

Мен бұл бөлікке тез емделетін эпоксидті қолдануды ұсынамын. Егер сізде жоқ болса, шайырға аздап қатайтқыш қосыңыз және оны біраз уақытқа қалдырыңыз.

14 -қадам: Рокер қосқышын орнатыңыз, қуат қосқышын қосыңыз

Бұл қосқыш жаппай. Ол 250В кернеуге арналған. Бірақ мен бұл модельді әлі де қолдандым, себебі ол керемет көрінеді және Lego City стандартты есігіне өте жақсы сәйкес келеді. Сондықтан мен қосқышты бекіту тақтасына кірістірдім, содан кейін тақтаны кірпіш қабырғаға 2 бұранданың көмегімен бекіттім (қабырғалар алдын ала бұрғыланды).

Лего кірпішіне эпоксидтендірілген қосалқы құрылғыны ақырында орнатуға болады. Компоненттерді негізге бекіту үшін қосымша кірпіштің қалай қолданылғанын біліңіз.

15 -қадам: қақпақты жабу

Mini-USB кабелін жоғарғы қақпаққа бекітілген Arduino Nano-ға салыңыз және қақпақты жабыңыз.

Мен қабырғаға 4 тесікті алдын ала тесіп, үстіңгі жағын қорапқа бекіту үшін 4 бұранда қолдандым.

16 -қадам: Кодекс

Ойынның бірінші нұсқасын мен жаздым, содан кейін менің досым Алексаның 4 жаңа нұсқасы пайда болды, ол тағы 4 ойын қосып, кодты жетілдірді. Біз сондай -ақ дыбыстар үшін Reyboz жұмысын қолдандық - бұл кодты қолдана отырып шығарылатын дыбыс деңгейі Arduino -ның Tone кітапханасының көмегімен әдепкі бойынша келетін дыбыстармен салыстырғанда керемет.

Жоғарыда айтылғандай, балалар бірнеше рет QA тестілеуінен кейін оңтайландырылды және қазіргі уақытта біз GitHub -қа 4 нұсқасын жүктедік.

Бастапқы кодтың соңғы нұсқасы:

Сізге 1602 I2C LCD кітапханасын орнату (Arduino IDE кітапхана менеджерінде бар), содан кейін біздің кодты жүктеу жеткілікті.

Алдымен сіз calibration.ino батырмасын жүктеп, Аркада батырмасы шығаратын мәндерді қағазға жазасыз. Бұл сценарий EEPROM -ды өшіреді, осылайша жоғарғы ұпайлар қалпына келтіріледі.

Осыдан кейін сіз Game-Settings.h бөлімінде сіз калибрлеген түймелердің мәнін өзгертесіз және Lego-Games-Box.ino негізгі файлын жүктейсіз және сіз ойнауды бастай аласыз (егер сіз бәрін жоғарыда берілген схемаға сәйкес қоссаңыз).

Ескерту: егер сіз бұл ойынды балаларға арналған болсаңыз, Game-settings.h ішінен String GameTitle = {«Есте сақтау ойыны», «Реакция ойыны», «Турнир ойыны», «Әуезді ойын», «соңғы жазбасын алып тастаңыз.» Ядролық соғыс ойыны «}; Бұл соңғы жазбада әр ойыншы дұшпандарды таңдайтын және балаларға тым дұшпан болатын ережелер бар.

17-қадам: Толығырақ бейне

Егер сіз нұсқаулықты оқудың орнына бейнені қарауды жеңіл деп тапсаңыз, онда бұл құрылыстың бейне нұсқасы.

18 -қадам: Ойын ережелері

Қазіргі уақытта 5 ойын бар. Егер сізде осы ұяшықтың көмегімен жасалатын ойындар туралы көбірек идеялар болса - түсініктемелерде бізге хабарлаңыз. Мен әр ойынға қысқаша тоқталып, ережелер мен қалай ойнау керектігін түсіндіремін.

Lego Arcade Games Box қосылу үшін рокер қосқышын аударыңыз. Барлық ойындар Марио ностальгиялық ойынының дыбыстарымен бірге жүреді. Бастау кезінде сіз Марио ойынының стартап әуенін естуіңіз керек.

Басталғаннан кейін сіз СКД дисплейінде қазір таңдалған ойынды көресіз. Ойынды өзгерту үшін қара түймені басыңыз.

Сіз қай ойынды ойнағыңыз келетінін шешкен кезде, бастау үшін ақ батырманы басыңыз.

Егер сіз ойнап жатқан ойыннан шыққыңыз келсе - қара түймені басу керек.

Іске қосылған кезде қызыл түймені басу арқылы дыбыстарды өшіруге болады (түнгі режим).

Есте сақтау ойыны («Саймон-Сайс» тәрізді, Touch Me ойынына ұқсас)

Ережелер белгілі және қарапайым. Ойын сізге ескертулер/шамдар тізбегін көрсетеді және сіз оны қайталауыңыз керек. Әр рет ретке тағы бір үн/жарық қосылады. Неғұрлым ұзақ өмір сүрсеңіз, есте сақтау қабілеті соғұрлым жақсы болады, бұл балалар мен ересектердің қысқа мерзімді есте сақтауын дамытуға арналған.

Реакция ойыны (Whack-a-Mole ойынына ұқсас)

Сіз жанып тұрған әр түймені басу үшін жеткілікті жылдам болуыңыз керек. Сіз неғұрлым ұзақ ойнайтын болсаңыз, батырмалар тезірек жанады. Бұл ересектер мен балалардың реакциясын дамытуға өте ыңғайлы.

Жарыс/Жарыс ойыны (2-4 ойыншыға арналған)

Сізге 5 тур беріледі. Сигнал берілгеннен кейін әркім өз батырмасын тез басуы керек (Марионың монетасы). Кім бірінші түймені басса, ол раундта жеңеді. Жеңістер саны 5 турдың соңында есептеледі және жеңімпаз анықталады.

Әуенді ойын (кішкентай және кіші балаларға арналған Push and Play тегін режимі)

Бұл нәрестелер үшін өте жақсы - ол батырманы басып тұрғанда ауыспалы әуендерді ойнайды. Балалармен жүргізілген алғашқы тестілеуден кейін біз 1 жастағы кішкентайымыздың шынымен де ойнағысы келетінін, бірақ ҚАЛАЙ екенін түсінбейтінін түсіндік. Бұл ойындардың ережелері - ЕРЕЖЕ жоқ. Сіз кез келген түймені бассаңыз болады, ол дыбыс шығарады.

Соғыс ойыны (2-4 ересектер үшін)

Бұл ойын қорапшасының кейінгі нұсқаларын бағдарламалаған менің досым Алекс бұл ойынның идеясын Трамп/Ким дағдарысы кезінде ойлап тапты, онда үлкен ядролық түйме бар. Түсіндіру үшін ережелерге бөлек бейне қажет (сіз оны мұнда және осы жерден таба аласыз), бірақ қысқаша айтқанда, сіз ойыншылардың санын таңдайсыз және әр раундта әр адам өз жауын таңдайды. Әркім өз жауын таңдағаннан кейін, зымырандар ұшуға кіріседі. Жау ретінде таңдалған адамға қиылысатын зымыранды жіберу және өз елін құтқару түймесін басу үшін бірнеше минут қажет. Турлар бір ел қалғанға дейін жалғасады.

19 -қадам: Қорытынды нәтиже

Біз 3 доспыз, балаларымызға ойын құруға уақыт бөлдік. Біз сізге ойын ұнайтынына сенімдіміз, сондықтан сіз осы нұсқауларды қолдана отырып, өзіңіздің жеке нұсқаңызды құрасыз. Егер сізде сұрақтар мен ұсыныстар болса - оларды түсініктемелерде жазыңыз.

«Ойын өмірі» байқауының екінші жүлдесі