Arduino Arcade Lego Games Box: 19 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:42

Ha gyerekei vannak, valószínűleg ugyanazokkal a problémákkal szembesül, mint mi a számukra vásárolt Lego készletekkel. Összeállnak és játszanak velük, de egy idő után a készletek egyetlen téglahalmá alakulnak. A gyerekek felnőnek, és nem tud mit kezdeni ezzel a halommal.

Úgy döntöttünk, hogy újrahasznosítjuk a nem kívánt Lego kockákat, és arcade játékot készítettünk.

Ez a lépésről lépésre szóló útmutató több hónapos munka eredménye, hogy a játék megismételhető és nagyon alacsony költségű legyen. Ezt a projektet szinte bárki megismételheti! A kódot úgy írták le, hogy ne legyenek függőségei, és minden Arduino táblára lefordítható legyen. És persze a játékokat intenzíven tesztelték a gyerekeink:-)

Miben különbözik ez a játék a többitől, amelyeket korábban publikáltak?

Először is, 5 játék van beépítve:

• Memóriajáték ("Simon-Says" -szerű, hasonló a Touch Me játékhoz)
• Reakciós játék (hasonló a Whack-a-Mole játékhoz)
• Verseny-/versenyjáték (2-4 játékos számára)
• Dallamjáték (Push and Play ingyenes mód kisgyermekek és kisebbek számára)
• Háborús játék (2-4 felnőtt számára)

Másodszor, nagyszerű kialakítású (a mi szemszögünkből), és könnyen megismételhető.

Harmadszor pedig földbarát, mert lehetővé teszi a műanyag újrahasznosítását.

Az útmutató végén található egy lépésről lépésre készült videó is, ha a videó formátumot választja.

1. lépés: Alkatrészlista

Ha tetszik ez a projekt, de nincs halom nem kívánt Lego tégla, akkor a legegyszerűbb az lenne, ha megvásárolná a Lego Classic 10704 szettet, benne 900 darabbal.

Itt található a projekt létrehozásához szükséges elemek listája:

• 1 kg (2 font) nem kívánt Lego kockák (vagy hasonló tégla más márkától, például Mega Bloks)
• 25 x 25 cm -es alaplemez Lego -hoz (vagy más márkájúhoz). A Lego alap 32 x 32 pontot tartalmaz. Ha nincs meg, az alap ára körülbelül 3 dollár, beleértve az árat is. postaköltség, ha online vásárol (keresési kifejezés "32 25 blokk")
• 30 x 30 cm átlátszó plexi darab (5 vagy 6 mm vastag)
• 4 db nagy árkád stílusú 60 mm-es nyomógomb (piros, zöld, kék, sárga) (az online áruházak keresési kifejezése: "60 mm-es arcade gomb"). Ezek az építés legdrágább alkotóelemei, körülbelül 2 dollárért.
• 2 x pillanatnyi nyomógomb 16 mm sugarú (fehér és fekete) (keresési kifejezés: "16 mm nyomógomb")
• Be/Ki billenőkapcsoló 27x21 mm -es szerelési méret (én átlátszó piros színt javaslok, 4 tűvel) (keresési kifejezés: "16a billenőkapcsoló")
• Arduino Nano
• 1602 LCD kijelző és I2C csatlakozási modul
• 2 x 4 ohmos 5 W -os hangszóró, mérete 30 x 70 mm (bármilyen más kicsi is használható, de a CAD rajz 30x70 mm -es méretben készült)
• 8 x 6 cm -es prototípus tábla vagy 830 tűs kenyeretábla
• 2x18650 újratölthető akkumulátor (a laptop lemerült akkumulátorából újrahasznosítható)
• Dupla 18650 elemtartó (keresési kifejezés: "tartó 2 x 18650")
• TP4056 töltésszabályozó és kisülésvédő
• 5V-os fokozatos átalakító (a legkisebb 500mA megteszi)
• Apró dolgok: néhány vezeték, Mini-USB-kábel vagy barkácscsatlakozó, Micro-USB-csatlakozó a NYÁK-bontásban, M3-as csavarok/anyák/alátétek, 4 db felső fedélcsavar

• Ellenállások:

  • 6 x 100 ohm
  • 1 x 1 k
  • 3 x 10 ezer

2. lépés: A doboz felépítése

Ez a projekt legegyszerűbb része, amelyet átruházhat a gyerekeire.

Fogja meg a Lego 32x32 pontos alaplapját, és fektesse le a falakat az újrahasznosított alkatrészek felhasználásával. Összesen körülbelül 9 rétegnek kell lennie. Az alaphoz világos szürke színt választottunk, hogy a véletlenszerű téglafalak legyenek a fő hangsúly.

Egyetlen doboz sem lesz hasonló. Légy kreatív a rétegek építésekor. Használja újra a kis alkatrészeket is - jól néznek ki. A szabálytalan formák is jól néznek ki. Adjon hozzá ablakokat, szélvédőket az autókból, ajtókat és dobozokat.

A doboznak legalább egy teljes méretű Lego-ajtóval kell rendelkeznie. Erre a billenőkapcsoló falba történő beépítéséhez van szükség.

3. lépés: A felső borítás elkészítése

A felső borítás 5 vagy 6 mm -es plexiből készül (átlátszó akril lemez). Töltse le a CAD rajzot, tegye az USB -meghajtóra, és menjen a legközelebbi CNC -boltba - ők megmarják az Ön számára. A CAD rajz tartalmazza a billenőkapcsoló rögzítőlapját is (lásd a képen).

El kell végeznie a felső lemez befejezését. A széleit ferdítse le a csiszolópapírral és egy fából készült tömbgel. Fúrjon lyukakat a hangszórók és a 1602 kijelző rögzítéséhez is. Az 1602 -es kijelzőhöz egy kis háromszög is szükséges, amelyet az akrillap LCD -képernyőjének oldalán kell megmarni (lásd a fotót). Ezt félmélységben a forgószerszám (dremel) és egy kis marófej segítségével végeztem.

4. lépés: Helyezze az összes alkatrészt a felső borítóba

Telepítse a nagy 4 árkádgombot, 2 játékváltó/kiválasztó gombot, 2 hangszórót és egy 1602 LCD + I2C modult. Mindent M3 csavarokkal + M3 alátétekkel és anyákkal rögzítenek.

Az arcade gombok telepítése előtt - távolítsa el a LED -fénytartókat. Kicsit módosítania kell őket - lásd a következő lépést.

5. lépés: A LED -ek módosítása az Arcade gombokban

Ezeket az árkádgombokat 12 V -os működésre tervezték. 5 V -al fognak működni, ami a projekt alapértelmezett feszültsége, de túl halványak lesznek. Így eltávolítottam a LED -foglalatokat az arcade gombokról, kicsúsztattam a LED -tartókat, és eltávolítottam a LED -eket ellenállásokkal. A 460ohmos ellenállásokat ki kell forrasztani, és 100ohm -ra kell cserélni. Miután elkészült, mindent összeszereltem, és a LED -eket a tartókkal a gombokba telepítettem.

6. lépés: (opcionális) Vezérlőgomb -címkék

Lehet, hogy észrevette a címkéket a 2 vezérlőgombon. A build első verziójában nem voltak ilyenek, de úgy döntöttem, hogy hozzáadom őket, amikor másodszor megismételtem a buildet.

Mindkét gomb több funkcióval is rendelkezik, a játék állapotától függően. A fehér gomb elindítja a kiválasztott játékot, vagy megerősíti a választást néhány játék során. A fekete gomb megváltoztatja a kiválasztott játékot, vagy kilép a játék során.

A kerek címkék létrehozásához vékony (max. 1 mm vastag) alumínium lemezre, lyukfűrészes fúróra, lépcsős fúrófejre és betűlyukasztásra van szükség (lásd a képen). Először lyukfűrésszel vágja le a kört. Ezután a lépcsős bit segítségével megnöveli a belső átmérőt, majd betűlyukasztással címkéket készít. A betűk láthatóbbá tételéhez használjon állandó fekete jelzőt (éles).

7. lépés: A Breakout Board készítése

Itt két lehetősége van. Vagy használja a kenyértáblát és az Arduino -t kábelekkel a kenyérsütő deszkán keresztül, vagy telepítsen egy kis törést az LCD -panel hátuljára.

Az első felépítéshez a kenyérlapot használtuk (lásd a képet). A második felépítésnél úgy döntöttünk, hogy több időt szánunk a kitörő tábla létrehozására. A funkcionalitás nem változik, de kevesebb vezeték van, és a törés az LCD panel alatt van elrejtve.

Ha a kitörőtábla mellett dönt, vegye a 8x6 -os prototípus táblát, és vágja le a képen látható módon. A nagyobb részt a kitöréshez, kisebbet pedig a tápegység létrehozásához fogjuk használni.

Forrasztja az Arduino Nano -t erre a proto táblára.

8. lépés: A csatlakozók bekötése

Készítsen elő néhány kábelt, és kösse be a beállításokat, kapcsolókat és csatlakozásokat a Nano -hoz az ábra szerint.

Azóta, hogy elkezdtem használni az Ethernet sodrott érpárú kábeleket - elfelejtettem a fejfájást, honnan szerezzem be a vezetékeket a projektjeimhez. Különböző színűek és többmagosak, így nem törnek könnyen. Az egyetlen dolog, amire ügyelnie kell, amikor velük dolgozik, hogy a forrasztásnak nagyon gyorsnak kell lennie, hogy ne égesse el a szigetelést.

Figyelje meg a második képen, hogyan vannak bekötve a 100 ohmos ellenállások a hangszórókhoz való csatlakoztatáshoz.

Néhány megjegyzés a csatlakozásokról:

• A fekete/fehér vezérlőgombok a D2/3 érintkezőkből közvetlenül a földhöz vannak csatlakoztatva, mivel a belső felhúzó ellenállásokat Nano-ban használják.
• Az A4/5 csatlakozik az I2C SDA/SCL csapokhoz. Erre az LCD I2C modulnál van szükség.
• A hangszórókat csatlakoztatni kell a D10/11 -hez, mert ezek a tűk PWM engedélyezve vannak.
• Ajánlott egy kis rézvezetéket földelő sínként hozzáadni az összes földelő vezeték könnyebb csatlakoztatásához (körülbelül 5 darab lesz).

9. lépés: A gombok bekötése

Az összes árkádgomb egyetlen ellenállás A1 -hez csatlakozik egy sor ellenálláson keresztül. Az A1 belső analóg felhúzásként van beállítva. Ez az egyik olyan kevéssé ismert funkciója az Arduino-nak, amely segített megtakarítani a gombokra kihelyezett vezetékek számát.

Tehát a beállítás a következőképpen zajlik: A1 -től az első gombig 1k ellenálláson keresztül. Az 1 -es gombból a 2 -esig 10 ezer között. A 2 -es gombból a 3 -as és 10 000 k közötti, a 3 -as gombtól a 4 -es és 10 000 közötti értékig. A "bezárás" állapot minden gombja rövidre zárja a talajt. Mivel a LED -ek mindegyik gombján már van földelés, minden kapcsoló második csapja a LED -hez csatlakozik a földhöz. Vessen egy pillantást a diagramra, hogy megértse a kábelezést.

Ezen a ponton, ha egy Mini-USB kábelt csatlakoztat az Arduino Nano-hoz, lehetővé kell tennie a játékot a vázlat feltöltése után. Csak egy tápegységre van szüksége a játék hordozhatóvá tételéhez.

10. lépés: Az elemek behelyezése

Két újrahasznosított 18650 cellát használtam a lemerült laptop akkumulátorokból. Ezek kisebb kapacitásúak (körülbelül 600 mAh), amelyeket nem akartam nagyobb terhelésű alkalmazásokhoz használni. A készülék valójában nem használ annyi energiát, ezért ennek elegendőnek kell lennie a játék napokig történő futtatásához.

Az elemeket egy dupla 18650 elemtartóba helyezték, és van egy csatlakozó a tápegységhez való könnyű csatlakoztatáshoz.

11. lépés: Az USB -aljzat bővítő telepítése

A játéknak képesnek kell lennie a firmware újratöltésére és frissítésére szétszerelés nélkül. Tehát fúrtam az egyik blokkot, hogy elrejtsem a Micro-USB csatlakozót.

Az USB téglafalról az Arduino Nano-ra való kiterjesztéséhez vettem egy Mini-USB-kábelt, és levágtam az USB-A végét (a nagy USB-csatlakozót), és levettem a vezetékeket. Az én esetemben a piros/fekete teljesítmény, a fehér/zöld pedig D +/- kapcsolatok.

A D +/- forrasztandó a Micro-USB megszakítóba. Az 5 V -os feszültségnek és a földelésnek (piros/fekete) áramellátáson kell keresztülmennie.

Miért választották a Micro-USB megszakítást, ha a Nano Mini-USB-t használ? Egyszerűen azért, mert a Micro-USB mindenhol megtalálható a háztartásainkban-telefonok és más eszközök töltésére szolgál. Így feltöltheti a játékot és frissítheti a firmware-t a telefonkábellel:-)

12. lépés: A tápegység elkészítése

Fogtam a kisebb prototípus táblát, és ráforrasztottam a TP4056 akkumulátortöltőt és védőmodult, valamint az 5V -os erősítőt.

A TP4056 bemenet a Micro-USB aljzatból származik. Az akkumulátorkábel a TP4056 B +/- jelű csapjaihoz van rögzítve. Az OUT +/- jelű csapok a billenőkapcsolóba kerülnek. A billenőkapcsolóból a +/- csatlakozók az 5V-os erősítőmodulba mennek, és az erősítő kimenetről a lecsupaszított USB-kábel piros/fekete vezetékei csatlakoznak.

Nézze meg a diagramot, hogy megértse a kábelezést.

13. lépés: Epoxy a Micro USB Breakout

Némi epoxival rögzítettem a Micro-USB törést a Lego téglában. Miután meggyógyult, az aljzat szilárdabb lesz, mint a mobiltelefonokban található, így a gyerekek képesek lesznek feltölteni a játékot, és nem fog eltörni.

Javaslom, hogy ehhez a részhez gyorsan kötő epoxidot használjon. Ha nincs, adjon hozzá még egy kis keményítőt a gyantához, és hagyja egy ideig állni.

14. lépés: Szerelje be a billenőkapcsolót, csatlakoztassa a hálózati kábelköteget

Ez a kapcsoló hatalmas. 250V hálózati feszültségre tervezték. De továbbra is ezt a modellt használtam, mert remekül néz ki, és tökéletesen illeszkedik egy szabványos Lego City ajtóhoz. Így behelyeztem a kapcsolót a szerelőlapba, majd a lemezt a téglafalra rögzítettem a 2 csavar segítségével (a falakat előre fúrták).

A kábelköteget most végre fel lehetett szerelni, valamint a Lego téglába epoxizált Micro-USB-megszakítót. Figyelje meg, hogyan használtak további téglákat az alkatrészek rögzítéséhez az alaphoz.

15. lépés: Zárja le a fedelet

dugja be a Mini-USB kábelt az Arduino Nano készülékbe, amely a felső fedélhez van rögzítve, és zárja le a fedelet.

4 lyukat fúrtam a falakba, és 4 csavarral rögzítettem a tetejét a dobozhoz.

16. lépés: A kód

A játék első verzióját én írtam, majd Alex barátom új 4 verziója, aki további 4 játékot adott hozzá, és tökéletesre tisztította a kódot. A hangokhoz a Reyboz munkáját is felhasználtuk - a kód használatával előállított hangszint elképesztő ahhoz képest, ami alapértelmezés szerint az Arduino Tone könyvtárát használja.

Amint már említettük, a kódot hónapok óta optimalizálták, miután a gyerekek kiterjedt minőségellenőrzést végeztek, és jelenleg a 4. verziót töltöttük fel a GitHub -ra.

A forráskód legújabb verziója:

Mindössze annyit kell tennie, hogy telepíti az 1602 I2C LCD könyvtárat (elérhető az Arduino IDE könyvtárkezelőben), majd feltölti a kódunkat.

Először töltse fel a calibration.ino gombot, és rögzítse egy papírlapra az Arcade Button által előállított értékeket. Ez a szkript törli az EEPROM -ot is, így a legjobb pontszámok visszaállnak.

Ezt követően módosíthatja a Game-Settings.h menüben a kalibrált gombok értékeit, és feltöltheti a Lego-Games-Box.ino főfájlt, és elkezdheti a játékot (feltéve, hogy mindent a fent leírt vázlat szerint csatlakoztatott).

Megjegyzés: ha ezt a játékot gyerekeknek szánja, kérjük, távolítsa el a Game-settings.h-ból. H. A String GameTitle = {"Memóriajáték", "Reakciójáték", "Versenyjáték", "Dallamjáték", "utolsó bejegyzése Nukleáris háborús játék "}; Ez az utolsó bejegyzés olyan szabályokat tartalmaz, amelyek szerint minden játékos kiválaszt ellenségeket, és túlságosan ellenséges lehet a gyerekek számára.

17. lépés: Részletes útmutató

Ha az utasítások olvasása helyett könnyebb megnézni a videót, itt van ennek a verziónak a videó verziója.

18. lépés: Játékszabályok

Jelenleg 5 játék van megvalósítva. Ha további ötletei vannak a doboz használatával létrehozható játékokkal kapcsolatban - kérjük, ossza meg velünk a megjegyzésekben. Röviden átnézem az egyes játékokat, elmagyarázva a szabályokat és a játékmódot.

Fordítsa el az oldalsó billenőkapcsolót a Lego Arcade Games Box bekapcsolásához. Minden játékhoz a Mario nosztalgikus játék hangjai társulnak. Indításkor hallani kell a Mario játék indítási dallamát.

A kezdés után az LCD -kijelzőn megjelenik a kiválasztott játék. A játék megváltoztatásához nyomja meg a fekete gombot.

Amikor eldöntötte, hogy melyik játékot szeretné játszani, csak nyomja meg a Fehér gombot a kezdéshez.

Ha ki akar lépni a már futó játékból - nyomja meg a fekete gombot.

Indításkor kikapcsolhatja a hangokat (éjszakai üzemmód) a piros gomb megnyomásával.

Memóriajáték ("Simon-Says" -szerű, hasonló a Touch Me játékhoz)

A szabályok jól ismertek és egyszerűek. A játék megmutatja a jegyzetek/fények sorozatát, és meg kell ismételni. Minden alkalommal, amikor egy újabb hangot/fényt ad hozzá a sorozathoz. Minél tovább éli túl, annál jobb a memóriája. Kiválóan alkalmas a gyermekek és felnőttek rövid távú memóriájának edzésére.

Reakciós játék (hasonló a Whack-a-Mole játékhoz)

Elég gyorsnak kell lennie ahhoz, hogy megnyomjon minden felgyulladó gombot. Minél tovább játszik, annál gyorsabban világítanak a gombok. Ez nagyszerű a gyerekek és a felnőttek reakcióreakciójához.

Verseny-/versenyjáték (2-4 játékos számára)

5 kört kapsz. A jelzés után mindenkinek nagyon gyorsan meg kell nyomnia a gombját (Mario érmehangolása). Aki először nyomja meg a gombot, megnyeri a kört. A győzelmek számát 5 forduló végén számítják ki, és kihirdetik a győztest.

Dallamjáték (Push and Play ingyenes mód kisgyermekek és kisebbek számára)

Ez a kisgyermekek számára kiváló - váltakozó dallamokat játszik le, amikor megnyomja és lenyomja a gombot. A gyerekekkel végzett első teszt után rájöttünk, hogy a kisebbikünk, aki 1 éves volt, nagyon szeretne játszani, de nem érti, HOGYAN. Ennek a játéknak a szabályai a következők: NINCS SZABÁLY. Bármelyik gombot megnyomhatja, és hangokat ad ki.

Háborús játék (2-4 felnőtt számára)

Alex barátom, aki ennek a játékdoboznak a következő verzióit programozta, a Trump/Kim válság idején kitalálta a játék ötletét, hogy kié a nagyobb atomgomb. A szabályok magyarázathoz külön videót igényelnek (itt és itt megtalálható), de dióhéjban a játékosok számát választod ki az elején, és minden kör során mindenki kiválasztja az ellenségét. Miután mindenki kiválasztotta az ellenségét, a rakéták repülni kezdenek. Annak, akit ellenségnek választottak, van néhány pillanata, hogy megnyomja a gombot, hogy elküldje a kereszteződési rakétát, és megmentse országát. A fordulók addig folytatódnak, amíg már csak egy ország van hátra.

19. lépés: Végeredmény

Három barátunk vagyunk, akik időt szántak arra, hogy felépítsék a játékot gyermekeink számára. Nagyon reméljük, hogy annyira fog tetszeni a játék, hogy saját verzióját készítheti el ezen utasítások alapján. Ha bármilyen kérdése vagy javaslata van - kérjük, tegye közzé a megjegyzésekben.

Második díj a Game Life versenyen