Arduino Arcade Lego Games Box: 19 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:02

Jos sinulla on lapsia, sinulla on todennäköisesti samat ongelmat kuin meillä heille ostetuilla Lego -sarjoilla. He kokoontuvat ja leikkivät heidän kanssaan, mutta jonkin ajan kuluttua sarjat muuttuvat yhdeksi tiilikasaksi. Lapset kasvavat, etkä tiedä mitä tehdä tämän kasan kanssa.

Päätimme kierrättää ei -toivotut Lego -palikat ja loimme arcade -pelin.

Tämä vaiheittainen opas on tulos useiden kuukausien työstä pelin toistamisen ja erittäin alhaisten kustannusten eteen. Melkein kuka tahansa voisi toistaa tämän projektin! Koodi on kirjoitettu siten, että sillä ei ole riippuvuuksia ja se kootaan mille tahansa Arduino -levylle. Ja tietysti lapset ovat testanneet pelejä intensiivisesti:-)

Miten tämä peli eroaa monista muista aikaisemmin julkaistuista peleistä?

Ensinnäkin siihen on rakennettu 5 peliä:

• Muistipeli ("Simon-Says" -mainen, samanlainen kuin Touch Me -peli)
• Reaktiopeli (samanlainen kuin Whack-a-Mole-peli)
• Kilpailu-/kilpailupeli (2-4 pelaajalle)
• Melody Game (Push and Play ilmainen tila pikkulapsille ja pienemmille)
• Sotapeli (2-4 aikuiselle)

Toiseksi sillä on loistava muotoilu (meidän näkökulmastamme) ja se voidaan helposti toistaa.

Ja kolmanneksi se on ympäristöystävällinen, koska sen avulla voit kierrättää muovin.

Tämän oppaan lopussa on myös vaiheittainen video, jos haluat videomuodon.

Vaihe 1: Osaluettelo

Jos pidät tästä projektista, mutta sinulla ei ole kasa ei -toivottuja Lego -palikoita, helpoin olisi ostaa Lego Classic 10704 -sarja, jossa on 900 kappaletta.

Tässä on luettelo kohteista, joita tarvitset tämän projektin luomiseen:

• 1 kg (2 paunaa) ei -toivottuja Lego -palikoita (tai vastaavia palikoita toiselta merkiltä, kuten Mega Bloksilta)
• 25 x 25 cm pohjalevy Legolle (tai vastaavalle toiselta merkiltä). Lego -tukikohdassa on 32 x 32 pistettä. Jos sinulla ei ole sitä - pohja maksaa noin 3 dollaria sis. postikulut, jos ostat verkossa (hakutermi "32 25 korttelia")
• 30 x 30 cm läpinäkyvä pleksilasi (5 tai 6 mm paksu)
• 4 x Suuria Arcade-tyylisiä 60 mm: n painikkeita (suosittelen punaista, vihreää, sinistä, keltaista) (hakusana verkkokaupoille: "60 mm: n arcade-painike"). Ne ovat tämän rakenteen kallein komponentti, noin 2 dollaria.
• 2 x hetkellinen painike 16 mm: n säteellä (suosittelen valkoista ja mustaa) (hakusana: "16 mm: n painike")
• Virtakytkin 27x21 mm asennuskoko (suosittelen läpinäkyvää punaista ja 4 nastaa) (hakusana: "keinukytkin 16a")
• Arduino Nano
• 1602 LCD -näyttö ja I2C -liitäntämoduuli
• 2 x 4 ohmin 5 W: n kaiutinta, koko 30 x 70 mm (voit käyttää muita pieniä kaiuttimia, mutta CAD -piirustus on tehty 30 x 70 mm: n kokoiseksi)
• 8 x 6 cm: n prototyyppilevy tai 830 -nastainen leipälauta
• 2x18650 ladattavaa akkua (voidaan kierrättää kannettavan tietokoneen akusta)
• Kaksinkertainen 18650 -paristopidike (hakusana: "pidike 2 x 18650")
• TP4056 lataussäädin ja purkaussuoja
• 5 V: n tehomuunnin (pienin 500 mA riittää)
• Pieniä juttuja: joitain johtoja, Mini-USB-kaapeli tai diy-pistoke, Micro-USB-liitäntä piirilevyssä, M3-pultit/mutterit/aluslaatat, 4 x kannen ruuvia

• Vastukset:

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

Vaihe 2: Laatikon rakentaminen

Tämä on helpoin osa projektia, jonka voit siirtää lapsillesi.

Ota Lego 32x32 pisteen pohjalevy ja aseta seinät kierrätetyistä osista. Sinulla pitäisi olla yhteensä noin 9 kerrosta. Valitsimme pohjan vaaleanharmaan värin niin, että satunnaisväriset tiiliseinät ovat pääpaino.

Mikään laatikko ei ole samanlainen. Ole luova, kun rakennat tasoja. Kierrätä pienetkin osat - ne näyttävät siisteiltä. Myös epäsäännölliset muodot näyttävät hyvältä. Lisää ikkunoita, autojen tuulilasit, ovet ja laatikot.

Laatikossa on oltava vähintään yksi täysikokoinen Lego-ovi. Tätä tarvitaan keinukytkimen asentamiseksi seinään.

Vaihe 3: Yläkannen tekeminen

Yläkansi on valmistettu 5 tai 6 mm plexiglasista (läpinäkyvä akryylilevy). Lataa CAD -piirustus, laita se USB -tikulle ja mene vain lähimpään CNC -kauppaan - he jauhavat sen puolestasi. CAD -piirustus sisältää myös keinukytkimen asennuslevyn (katso kuva).

Sinun on tehtävä pintalevyn viimeistely. Tee reunojen viisto hiekkapaperilla ja puupalikalla. Poraa myös reiät kaiuttimien ja 1602 -näytön kiinnittämiseksi. 1602 -näyttö vaatii myös pienen kolmion, joka on hiottu LCD -ikkunan sivulle akryylilevyyn (katso kuva). Tein tämän puoleen syvyyteen käyttämällä pyörivää työkalua (dremel) ja pientä jyrsinterää.

Vaihe 4: Lisää kaikki komponentit yläkanteen

Asenna isot 4 pelihallipainiketta, 2 pelinvaihto-/valintapainiketta, 2 kaiutinta ja 1602 LCD + I2C -moduuli. Kaikki kiinnitetään M3 -ruuveilla + M3 -aluslevyillä ja muttereilla takana.

Ennen arcade -painikkeiden asentamista - irrota LED -valopidikkeet. Sinun on muokattava niitä hieman - katso seuraava vaihe.

Vaihe 5: Arcade -painikkeiden merkkivalojen muokkaaminen

Nämä arcade -painikkeet on suunniteltu toimimaan 12 V: n jännitteellä. Ne toimivat 5 V: n jännitteellä, joka on tämän projektin oletusjännite, mutta ne ovat liian himmeitä. Joten poistin LED -pistorasiat arcade -painikkeista, liu'utin LED -pidikkeet pois ja poistin LEDit vastuksilla. 460 ohmin vastukset on irrotettava ja vaihdettava 100 ohmiin. Kun olen tehnyt, kokoin kaiken takaisin ja asensin LEDit pidikkeineen painikkeisiin.

Vaihe 6: (valinnainen) Ohjauspainikkeiden tarrat

Olet ehkä huomannut kahden ohjauspainikkeen tarrat. Ensimmäisessä versiossamme ei ollut niitä, mutta päätin lisätä ne, kun toistin rakenteen toisen kerran.

Molemmilla painikkeilla on useita toimintoja pelitilasta riippuen. Valkoinen painike käynnistää valitun pelin tai vahvistaa valinnan joidenkin pelien aikana. Musta painike muuttaa valitun pelin tai poistuu pelin aikana.

Pyöreiden tarrojen luomiseen tarvitset ohuen alumiinilevyn (enintään 1 mm paksu), reikäsahaporanterän, porrastetun poranterän ja kirjainreiät (katso kuva). Leikkaa ensin ympyrä reikäsahalla. Sitten suurennat sisähalkaisijaa porrastetulla terällä ja käytät sitten kirjaimia rei'itysten avulla. Jotta kirjaimet näkyvät paremmin, käytä pysyvää mustaa merkkiä (terävä).

Vaihe 7: Breakout Boardin tekeminen

Tässä on kaksi vaihtoehtoa. Käytä joko leipälevyä ja lankaa Arduinoa kaapeleilla leipälevyn kautta tai asenna pieni katkos LCD -paneelin takaosaan.

Ensimmäisessä rakennuksessa käytimme leipälautaa (katso kuva). Toista rakennetta varten päätimme käyttää enemmän aikaa katkaisulaudan luomiseen. Toiminnot eivät muutu, mutta johtoja on vähemmän ja katkos on piilotettu nestekidenäytön alle.

Jos päätät käyttää katkaisulautaa, ota 8x6 -prototyyppilevy ja leikkaa se kuvan osoittamalla tavalla. Suurempaa osaa käytetään katkaisuun ja pienempää virtalähteen luomiseen.

Juotos Arduino Nano tälle proto -levylle.

Vaihe 8: Liitäntöjen kytkentä

Valmistele joitain kaapeleita ja kytke asetukset, kytkimet ja liitännät Nanoon kaavion mukaisesti.

Siitä lähtien, kun aloitin Ethernet -kierrettyjen parikaapelien käytön - unohdin päänsärky, mistä hankin johdot projektilleni. Ne ovat erivärisiä ja monisäikeisiä, joten ne eivät rikkoudu helposti. Ainoa asia, josta sinun on huolehdittava työskennellessäsi heidän kanssaan, on se, että juottamisen on oltava erittäin nopeaa, jotta et polta eristettä.

Huomaa toisessa kuvassa, kuinka 100 ohmin vastukset on kytketty kaiuttimien liitäntöihin.

Muutama huomautus liitännöistä:

• Musta/valkoinen ohjauspainike on kytketty nastoista D2/3 suoraan maahan, koska sisäisiä vetovastusvastuksia käytetään nanossa.
• A4/5 on liitetty I2C SDA/SCL -nastoihin. Tätä tarvitaan LCD I2C -moduulille.
• Kaiuttimet on kytkettävä D10/11 -laitteeseen, koska nämä nastat ovat PWM -käytössä.
• On suositeltavaa lisätä pieni kuparijohto maadoituskiskoon kaikkien maadoitusjohtojen helpompaa yhdistämistä varten (niitä tulee olemaan noin 5).

Vaihe 9: Painikkeiden kytkentä

Kaikki arcade -painikkeet on kytketty yhteen nastaan A1 vastuksen sarjan kautta. A1 on määritetty sisäiseksi analogiseksi vedoksi. Tämä on yksi niistä vähän tunnetuista Arduinon ominaisuuksista, jotka auttoivat meitä säästämään painikkeisiin menevien johtojen määrää.

Joten asennus menee seuraavasti: A1: stä ensimmäiseen painikkeeseen 1 k: n vastuksen kautta. Painikkeesta 1 painikkeeseen 2–10 000. Painikkeesta 2 painikkeeseen 3–10 000 ja painikkeesta 3 painikkeeseen 4–10 000. Jokainen "sulje" -tilan painike on oikosulussa maahan. Koska LED -merkkivalojen jokaisessa painikkeessa on jo maadoitus, jokaisen kytkimen toinen nasta on kytketty maadoitukseen LED -valosta. Katso kaavio ymmärtääksesi johdot.

Tässä vaiheessa, kun liität Mini-USB-kaapelin Arduino Nano -laitteeseen, voit pelata peliä luonnoksen lataamisen jälkeen. Tarvitset vain virtalähteen, jotta pelistä tulee kannettava.

Vaihe 10: Paristojen asentaminen

Käytin kahta kierrätettyä 18650 kennoa kuolleista kannettavista paristoista. Nämä ovat pienempiä kapasiteettia (noin 600 mAh), joita en halunnut käyttää korkeamman kuormituksen sovelluksiin. Laite ei todellakaan käytä niin paljon virtaa, joten sen pitäisi riittää pelaamaan peliä päiviä.

Akut on asennettu kaksoisparistokoteloon 18650, ja virtalähteeseen on helppo liittää liitin.

Vaihe 11: USB -pistorasian laajentimen asentaminen

Pelin pitäisi pystyä lataamaan ja päivittämään laiteohjelmistoa ilman purkamista. Joten porasin yhden lohkon piilottaakseen Micro-USB-liittimen.

Laajentaaksesi USB: n tiiliseinästä Arduino Nanoon, otin Mini-USB-kaapelin ja katkaisin USB-A-pään (iso USB-liitin) ja irrotin johdot. Minun tapauksessani punainen/musta oli virtaa ja valkoinen/vihreä D +/- -liitäntöjä.

D +/- on juotettava Micro-USB-katkaisuun. 5 V: n ja maadoituksen (punainen/musta) on läpäistävä virtalähde.

Miksi Micro-USB-katkaisu valittiin, jos Nano käyttää Mini-USB: tä? Yksinkertaisesti siksi, että Micro-USB on kaikkialla kotitalouksissamme-sitä käytetään puhelimien ja muiden laitteiden lataamiseen. Joten voit ladata pelin ja päivittää laiteohjelmiston puhelinkaapelilla:-)

Vaihe 12: Virtalähteen tekeminen

Otin pienemmän prototyyppikortin ja juotin sen päälle TP4056 -akun laturin ja suojausmoduulin sekä myös 5 V: n tehostimen.

Tulo TP4056: een menee Micro-USB-liitännästä. Akkukaapeli on kiinnitetty TP4056-nastoihin, joissa on merkintä B +/-. OUT +/- merkityt nastat menevät keinukytkimeen. Keinukytkimestä +/- liitännät menevät 5V tehostinmoduuliin ja tehostinlähdöstä punaiset/mustat johdot irrotetusta USB-kaapelista on kytketty.

Katso kaaviota ymmärtääksesi johdot.

Vaihe 13: Epoxy Micro USB Breakout

Käytin jonkin verran epoksiä korjaamaan Lego-palikkeen Micro-USB-katkeamisen. Kovettumisen jälkeen pistorasia on tukevampi kuin matkapuhelimissa, joten lapset voivat ladata pelin uudelleen eikä se rikkoudu.

Suosittelen käyttämään tässä osassa nopeasti kovettua epoksia. Jos sinulla ei ole sitä, lisää hieman kovetetta hartsiin ja anna sen seistä jonkin aikaa.

Vaihe 14: Asenna keinukytkin, kytke virtajohtosarja

Tämä kytkin on massiivinen. Se on suunniteltu 250 V verkkojännitteelle. Mutta käytin silti tätä mallia, koska se näyttää hyvältä ja sopii täydellisesti Lego Cityn vakio -oveen. Joten asetin kytkimen asennuslevyyn ja kiinnitin sitten levyn tiiliseinään kahdella ruuvilla (seinät esiporattiin).

Myös valjaat voitaisiin nyt asentaa lopullisesti ja Lego-tiiliin epoksoitu Micro-USB-katkaisu.

Vaihe 15: Kannen sulkeminen

liitä Mini-USB-kaapeli Arduino Nano -laitteeseen, joka on kiinnitetty yläkanteen, ja sulje kansi.

Porasin seiniin 4 reikää ja kiinnitin yläosan laatikkoon 4 ruuvilla.

Vaihe 16: Koodi

Olen kirjoittanut pelin ensimmäisen version ja sen jälkeen ystäväni Alexin 4 uutta versiota, jotka lisäsivät vielä 4 peliä ja puhdistivat koodin täydelliseksi. Käytimme myös Reybozin työtä ääniin - tällä koodilla tuotetun äänen taso on hämmästyttävä verrattuna siihen, mitä oletusarvoisesti käytetään Arduinon äänikirjaston avulla.

Kuten mainittiin, koodi on optimoitu kuukausia sen jälkeen, kun lapset ovat tehneet laajan laadunvarmistustestauksen, ja tällä hetkellä olemme ladanneet version 4 GitHubiin.

Lähdekoodin uusin versio:

Sinun tarvitsee vain asentaa 1602 I2C LCD -kirjasto (saatavana Arduino IDE -kirjastonhallinnassa) ja ladata sitten koodimme.

Lataa ensin painike-calibration.ino ja tallenna paperille paperiarkki, jonka arvot kukin Arcade-painike tuottaa. Tämä skripti poistaa myös EEPROMin, jotta huipputulokset nollataan.

Tämän jälkeen voit muuttaa Game-Settings.h-kohdassa kalibroitujen painikkeiden arvoja ja ladata Lego-Games-Box.ino-päätiedoston ja voit aloittaa pelaamisen (edellyttäen, että olet yhdistänyt kaiken yllä olevan kaavion mukaisesti).

Huomautus: jos teet tämän pelin lapsille, poista Game-settings.h-sivustosta. H. String GameTitle = {"Muistipeli", "Reaktiopeli", "Tournament Game", "Melody Game", " Ydinsodapeli "}; Tässä viimeisessä merkinnässä on säännöt, joissa jokainen pelaaja valitsee viholliset ja saattaa olla liian vihamielinen lapsille.

Vaihe 17: Yksityiskohtainen ohjevideo

Jos videon katsominen on helpompaa kuin ohjeiden lukeminen, tässä on tämän rakenteen videoversio.

Vaihe 18: Pelisäännöt

Tällä hetkellä käytössä on 5 peliä. Jos sinulla on enemmän ideoita peleistä, jotka voitaisiin luoda tämän laatikon avulla - kerro meille kommenteissa. Käyn lyhyesti läpi kunkin pelin selittäen säännöt ja kuinka pelata.

Käynnistä Lego Arcade Games Box kääntämällä sivussa olevaa keinukytkintä. Käynnistyksen yhteydessä sinun pitäisi kuulla Mario -pelin käynnistysmelodia.

Kun olet aloittanut, LCD -näytössä näkyy nyt valittu peli. Jos haluat muuttaa peliä, paina mustaa painiketta.

Kun olet päättänyt, mitä peliä haluat pelata, paina vain valkoista painiketta aloittaaksesi.

Jos haluat poistua jo käynnissä olevasta pelistä - sinun on painettava mustaa painiketta.

Käynnistyksen aikana voit sammuttaa äänet (yötila) painamalla punaista painiketta.

Muistipeli ("Simon-Says" -mainen, samanlainen kuin Touch Me -peli)

Säännöt ovat tuttuja ja yksinkertaisia. Peli näyttää muistiinpanot/valot ja sinun täytyy toistaa se. Joka kerta yksi sävy/valo lisätään sarjaan. Mitä pidempään selviät, sitä parempi muisti on. Se sopii erinomaisesti lasten ja aikuisten lyhyen aikavälin muistin harjoitteluun.

Reaktiopeli (samanlainen kuin Whack-a-Mole-peli)

Sinun on oltava riittävän nopea, jotta voit painaa jokaista syttyvää painiketta. Mitä kauemmin pelaat, sitä nopeammin painikkeet syttyvät. Tämä on loistava lasten ja aikuisten reaktion harjoitteluun.

Kilpailu-/kilpailupeli (2-4 pelaajalle)

Sinulle annetaan 5 kierrosta. Kaikkien on painettava nappiaan todella nopeasti signaalin antamisen jälkeen (Coin tune from Mario). Se, joka painaa nappia ensimmäisenä, voittaa kierroksen. Voittojen määrä lasketaan 5 kierroksen lopussa ja voittaja julkistetaan.

Melody Game (Push and Play ilmainen tila pikkulapsille ja pienemmille)

Tämä on erinomainen pikkulapsille - se soittaa vuorottelevia kappaleita, kun pidät painiketta painettuna. Ensimmäisten testien jälkeen lasten kanssa tajusimme, että pienempi, joka oli 1 -vuotias, todella haluaa leikkiä, mutta ei ymmärrä MITEN. Tämän pelin säännöt ovat - EI SÄÄNNÖT. Voit painaa mitä tahansa painiketta ja se tuottaa ääniä.

Sotapeli (2-4 aikuiselle)

Ystäväni Alex, joka ohjelmoi tästä pelilaatikosta seuraavat versiot, keksi tämän pelin idean Trump/Kim -kriisin aikana siitä, kenellä on isompi ydinpainike. Säännöt tarvitsevat erillisen videon selitykselle (löydät sen täältä ja täältä), mutta pähkinänkuoressa valitset pelaajien määrän alussa ja jokaisen kierroksen aikana jokainen valitsee vihollisensa. Kun jokainen on valinnut vihollisensa, ohjukset alkavat lentää. Vihollisena valitulla on hetki aikaa painaa painiketta lähettääkseen risteysohjuksen ja pelastaakseen maansa. Kierrokset jatkuvat, kunnes jäljellä on vain yksi maa.

Vaihe 19: Lopputulos

Olemme kolme ystävää, jotka käyttivät aikaa rakentaakseen pelin lapsille. Toivomme todella, että pidät pelistä niin paljon, että rakennat oman version käyttämällä näitä ohjeita. Jos sinulla on kysymyksiä tai ehdotuksia - lähetä ne kommentteihin.

Toinen palkinto Game Life -kilpailussa