Arduino Arcade Lego Games Box: 19 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:24

Nëse keni fëmijë, ka të ngjarë të përballeni me të njëjtat çështje si ne me setet Lego që keni blerë për ta. Ata mblidhen dhe luajnë me ta, por pas një kohe grupet shndërrohen në një grumbull të vetëm me tulla. Fëmijët rriten dhe ju nuk dini çfarë të bëni me këtë grumbull.

Ne vendosëm të riciklojmë tullat e padëshiruara Lego dhe krijuam një lojë arcade.

Ky udhëzues hap pas hapi është rezultat i punës disa mujore për ta bërë lojën të përsëritshme dhe me kosto shumë të ulët. Pothuajse kushdo mund ta përsëriste këtë projekt! Kodi është shkruar në atë mënyrë që të mos ketë varësi dhe do të përpilohet në çdo bord Arduino. Dhe sigurisht që lojërat janë testuar intensivisht nga fëmijët tanë:-)

Si ndryshon kjo lojë nga shumë të tjera që janë botuar më parë?

Para së gjithash, janë 5 lojëra të ndërtuara në të:

• Lojë kujtese ("Simon-thotë", e ngjashme me lojën Touch Me)
• Lojë reagimi (e ngjashme me lojën Whack-a-Mole)
• Lojë Konkursi/Konkursi (për 2-4 lojtarë)
• Lojë Melody (Shtyjeni dhe luani modalitetin falas për fëmijët e vegjël dhe më të vegjël)
• Lojë lufte (për 2-4 të rritur)

Së dyti, ai ka një dizajn të mrekullueshëm (nga perspektiva jonë) dhe mund të përsëritet lehtësisht.

Dhe së treti, është miqësore me tokën sepse ju lejon të ricikloni plastikën.

Në fund të këtij udhëzuesi ka edhe një video hap pas hapi në rast se preferoni formatin e videos.

Hapi 1: Lista e Pjesëve

Nëse ju pëlqen ky projekt, por nuk keni një grumbull tulla të padëshiruara Lego, më e lehtë do të ishte të blini setin Lego Classic 10704 me 900 copë brenda.

Këtu është lista e artikujve që do t'ju nevojiten për të krijuar këtë projekt:

• 1 kg (2lb) tulla Lego të padëshiruara (ose tulla të ngjashme nga një markë tjetër si Mega Bloks)
• Pllakë bazë 25 x 25 cm për Lego (ose e ngjashme nga një markë tjetër). Baza Lego ka 32 x 32 pika. Nëse nuk e keni atë - baza kushton rreth 3 $ përfshirë. postare nëse blini në internet (termi i kërkimit "32 25 blloqe")
• Copë pleksiglasi 30 x 30 cm transparent (5 ose 6 mm e trashë)
• 4 x butona të mëdhenj të stilit Arcade 60mm (rekomandoj të kuqe, jeshile, blu, të verdhë) (termi i kërkimit për dyqanet në internet: "Butoni 60mm arcade"). Ata janë përbërësi më i shtrenjtë i këtij ndërtimi me rreth 2 dollarë secila.
• 2 x Shtypës i çastit rreze 16mm (rekomandoj Bardhë dhe Zi) (termi i kërkimit: "Shtypës butoni 16mm")
• Ndërprerësi i ndezjes/fikjes i çelësit 27x21mm madhësia e montimit (rekomandoj të kuqe transparente me 4 kunja) (termi i kërkimit: "çelës rokeri 16a")
• Arduino Nano
• Ekrani LCD 1602 dhe moduli i lidhjes I2C
• 2 altoparlantë 4 x 4ohm 5W, madhësia 30 x 70 mm (mund të përdorni çdo të vogël tjetër, por vizatimi CAD bëhet për 30x70mm)
• Prototip bordi 8 x 6 cm ose një dërrasë buke me 830 kunja
• 2x18650 bateri të rimbushshme (mund të riciklohen nga bateria e laptopit të vdekur)
• Mbajtës i dyfishtë i baterisë 18650 (termi i kërkimit: "mbajtës 2 x 18650")
• Kontrolluesi i ngarkimit TP4056 dhe mbrojtësi i shkarkimit
• Konvertuesi i rritjes 5V (më i vogli 500mA do të bëjë)
• Gjëra të vogla: disa tela, kabllo Mini-USB ose prizë diy, prizë Micro-USB në daljen e PCB, bulona/arra/rondele M3, 4 vida të kapakut të sipërm

• Rezistentët:

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

Hapi 2: Ndërtimi i Kutisë

Kjo është pjesa më e lehtë e projektit që mund t'u delegoni fëmijëve tuaj.

Merrni pllakën bazë Lego 32x32 dhe vendosni muret duke përdorur pjesët e ricikluara. Ju duhet të keni rreth 9 shtresa në total. Ne zgjodhëm ngjyrën gri të lehtë për bazën në mënyrë që muret me tulla me ngjyrë të rastësishme të jenë fokusi kryesor.

Asnjë kuti nuk do të jetë e ngjashme. Jini krijues kur ndërtoni shtresat. Ricikloni edhe pjesë të vogla - ato duken të lezetshme. Gjithashtu format e parregullta duken gjithashtu bukur. Shtoni dritare, xhamat nga veturat, dyert dhe kutitë.

Kutia duhet të ketë të paktën një derë Lego me madhësi të plotë. Kjo është e nevojshme për të instaluar ndërprerësin në mur.

Hapi 3: Bërja e kapakut të sipërm

Mbulesa e sipërme është bërë nga pleksiglas 5 ose 6 mm (fletë akrilike transparente). Shkarkoni vizatimin CAD, vendoseni në shkopin USB dhe thjesht shkoni në dyqanin më të afërt CNC - ata do ta bluajnë atë për ju. Vizatimi CAD gjithashtu përfshin pllakën e montimit të ndërprerësit (shiko figurën).

Ju do të duhet të bëni disa përfundime të pllakës së sipërme. Bëni skajin e skajit me letrën e rërës dhe një bllok druri. Gjithashtu shponi vrimat për të montuar altoparlantët dhe ekranin 1602. Ekrani 1602 gjithashtu kërkon një trekëndësh të vogël të bluar në anën e dritares LCD në fletën akrilike (shiko foton). Unë e bëra këtë në gjysmë thellësi duke përdorur mjetin rrotullues (dremel) dhe një bit të vogël të ruterit.

Hapi 4: Shtoni të gjithë përbërësit në kapakun e sipërm

Instaloni 4 butonat e mëdhenj të arkadës, 2 butona për ndryshimin/përzgjedhjen e lojës, 2 altoparlantë dhe një modul 1602 LCD + I2C. Gjithçka është e fiksuar me vida M3 + rondele M3 dhe arra në pjesën e pasme.

Para se të instaloni butonat e arkadës - hiqni mbajtësit e dritës LED. Ju do të keni nevojë t'i modifikoni ato pak - shihni hapin tjetër.

Hapi 5: Modifikimi i LED -ve në butonat Arcade

Këto butona arcade janë krijuar për të punuar në 12V. Ata do të punojnë me 5V që është tensioni i paracaktuar për këtë projekt, por ato do të jenë shumë të zbehta. Kështu që hoqa prizat LED nga butonat e arkadës, rrëshqita nga mbajtëset LED dhe hoqa LED me rezistorë. Rezistencat 460ohm duhet të shkrihen dhe zëvendësohen me 100ohm. Pasi mbarova, mblodha gjithçka dhe instalova LED -et me mbajtëset në butona.

Hapi 6: (opsional) Etiketat e Butonit të Kontrollit

Ju mund të keni vënë re etiketat në 2 butonat e kontrollit. Versioni ynë i parë i ndërtimit nuk i kishte ato, por vendosa t'i shtoj kur e përsërita ndërtimin për herë të dytë.

Të dy butonat kanë funksione të shumta në varësi të gjendjes së lojës. Butoni i bardhë fillon lojën e zgjedhur ose konfirmon përzgjedhjen gjatë disa prej lojërave. Butoni i zi ndryshon lojën e zgjedhur ose del gjatë lojës.

Për të krijuar etiketa të rrumbullakëta keni nevojë për një fletë të hollë alumini (maksimumi 1mm e trashë), një stërvitje me sharrë vrimë, stërvitje me shkallë dhe grushta shkronjash (shiko figurën). Së pari ju prerë rrethin duke përdorur vrima-sharrë. Pastaj zmadhoni diametrin e brendshëm me bitin e shkallëzuar dhe më pas përdorni grushta shkronjash për të krijuar etiketa. Për t'i bërë shkronjat më të dukshme, përdorni një shënues të zi të përhershëm (mprehtësi).

Hapi 7: Krijimi i Bordit të Breakout

Këtu keni dy mundësi. Ose të përdorni bordin e bukës dhe të lidhni Arduino me kabllo përmes bordit të bukës ose të instaloni një dalje të vogël në pjesën e pasme të panelit LCD.

Për ndërtimin e parë ne përdorëm dërrasën e bukës (shiko figurën). Për ndërtimin e dytë ne vendosëm të kalonim më shumë kohë për të krijuar bordin e shpërthimit. Funksionaliteti nuk ndryshon, por ka më pak tela dhe prishja është e fshehur nën panelin LCD.

Nëse vendosni të shkoni me tabelën e shpërthimit, merrni bordin prototip 8x6 dhe prerë atë siç tregohet në foto. Pjesa më e madhe do të përdoret për shpërthimin dhe më e vogla për krijimin e furnizimit me energji elektrike.

Ngjiteni Arduino Nano në këtë bord proto.

Hapi 8: Instalimi i lidhjeve

Përgatitni disa kabllo dhe lidhni konfigurimin, çelsat dhe lidhjet tuaja me Nano sipas diagramit.

Që kur fillova të përdor kabllot e palëve të përdredhura Ethernet - harrova dhimbjen e kokës ku të buroja telat për projektet e mia. Ato janë me ngjyra të ndryshme dhe janë shumëfishe, kështu që nuk prishen lehtë. E vetmja gjë për të cilën duhet të kujdeseni kur punoni me ta është se bashkimi duhet të jetë shumë i shpejtë në mënyrë që të mos digjni izolimin.

Vini re në foton e dytë se si janë lidhur tela rezistorët 100ohm për lidhjet me altoparlantët.

Disa shënime për lidhjet:

• Butonat e Kontrollit Zi/Bardhë janë të lidhur nga kunjat D2/3 drejtpërdrejt në Tokë, sepse në Nano përdoren rezistorë tërheqës të brendshëm.
• A4/5 janë të lidhura me kunjat I2C SDA/SCL. Kjo është e nevojshme për modulin LCD I2C.
• Altoparlantët duhet të jenë të lidhur me D10/11 sepse këto kunja janë të aktivizuara me PWM.
• Rekomandohet të shtoni një linjë të vogël bakri si një hekurudhë tokësore për lidhje më të lehtë të të gjitha telave të Tokës (do të ketë rreth 5 prej tyre).

Hapi 9: Instalimi i butonave

Të gjithë butonat Arcade janë të lidhur me një kunj të vetëm A1 përmes një serie rezistencash. A1 është konfiguruar si Tërheqje Analog e Brendshme. Kjo është një nga ato veçoritë pak të njohura të Arduino që na ndihmoi të kursejmë numrin e telave që dalin te butonat.

Pra, konfigurimi shkon si më poshtë: nga A1 në butonin e parë përmes rezistencës 1k. Nga butoni 1 tek butoni 2 deri në 10k. Nga butoni2 në butonin3 deri në 10k dhe nga butoni3 në butonin4 deri në 10k. Çdo buton në "mbyll" pantallona të shkurtra shtetërore në Tokë. Meqenëse tashmë ka Ground në secilën buton për LED, kunja e dytë e secilit ndërprerës është e lidhur me tokën nga LED. Hidhini një sy diagramit për të kuptuar instalimet elektrike.

Në atë pikë, lidhja e një kablli Mini-USB në Arduino Nano duhet t'ju lejojë të luani lojën pasi të keni ngarkuar skicën. E tëra që ju nevojitet është një furnizim me energji elektrike për ta bërë lojën të lëvizshme.

Hapi 10: Instalimi i baterive

Kam përdorur dy qeliza të ricikluara 18650 nga bateritë e laptopit të vdekur. Këto janë ato me kapacitet më të ulët (rreth 600mAh) që nuk doja t'i përdorja për aplikacione me ngarkesë më të lartë. Pajisja nuk përdor aq shumë energji, kështu që kjo duhet të jetë e mjaftueshme për të drejtuar lojën për ditë të tëra.

Bateritë janë instaluar në një mbajtës të dyfishtë të baterisë 18650 dhe ka një lidhës për ngjitje të lehtë në furnizimin me energji elektrike.

Hapi 11: Instalimi i USB Socket Extender

Loja duhet të jetë në gjendje të rimbushë dhe azhurnojë firmware pa çmontimin. Kështu që unë shpova një nga blloqet për të fshehur lidhësin Micro-USB.

Për të zgjatur USB-në nga muri me tulla në Arduino Nano, mora një kabllo Mini-USB dhe hoqa fundin USB-A (lidhësi i madh USB) dhe i hoqa telat. Në rastin tim, e kuqja/e zeza ishin fuqi dhe e bardha/jeshilja ishin lidhjet D +/-.

D +/- duhet të ngjitet në ndarjen Micro-USB. 5V dhe toka (e kuqe/e zezë) duhet të kalojnë përmes furnizimit me energji elektrike.

Pse u zgjodh ndarja Micro-USB nëse Nano përdor Mini-USB? Thjesht sepse Micro-USB është kudo në familjet tona-përdoret për të karikuar telefona dhe pajisje të tjera. Kështu që ju do të jeni në gjendje të ngarkoni lojën dhe të azhurnoni firmware-in me kabllon e telefonit tuaj:-)

Hapi 12: Krijimi i furnizimit me energji elektrike

Mora bordin më të vogël prototip dhe ngjita menjëherë mbi të ngarkuesin e baterisë TP4056 dhe modulin e mbrojtjes dhe gjithashtu përforcuesin 5V.

Hyrja në TP4056 shkon nga priza Micro-USB. Kablloja e baterisë është e bashkangjitur në kunjat TP4056 të shënuar si B +/-. Kunjat e shënuar si OUT +/- po futen në çelësin e lëkundjes. Nga ndërprerësi lidhës lidhjet +/- shkojnë në modulin përforcues 5V dhe nga dalja përforcuese telat e kuq/të zi nga kabllo USB të zhveshur janë të lidhur.

Hidhini një sy diagramit për të kuptuar instalimet elektrike.

Hapi 13: Epoxy Micro USB Breakout

Kam përdorur disa epoksi për të rregulluar prishjen Micro-USB në tullën Lego. Pasi të shërohet, priza do të jetë më e fortë se ato që gjenden në telefonat celularë, kështu që fëmijët do të jenë në gjendje të rimbushin lojën dhe nuk do të prishet.

Unë rekomandoj që të përdorni epoksi me shërim të shpejtë për këtë pjesë. Nëse nuk e keni, shtoni pak më shumë ngurtësuesin në rrëshirë dhe lëreni të qëndrojë për pak kohë.

Hapi 14: Instaloni çelësin Rocker, lidhni kordonin e energjisë

Ky kalim është masiv. Designedshtë projektuar për tensionin e rrjetit 250V. Por unë ende e përdor këtë model sepse duket e mrekullueshme dhe përshtatet në mënyrë perfekte në një derë standarde të Lego City. Kështu që unë futa çelësin në pllakën e montimit dhe pastaj e fiksova pllakën në mur me tulla duke përdorur 2 vida (muret u shpuan paraprakisht).

Gjithashtu parzmore tani mund të instalohet përfundimisht, si dhe ndarja Micro-USB që u epoxied në tullën Lego. Vini re se si u përdorën disa tulla shtesë për të bashkuar përbërësit në bazë.

Hapi 15: Mbyllja e kapakut

futni kabllon Mini-USB në Arduino Nano që është fiksuar në kapakun e sipërm dhe mbyllni kapakun.

Kam shpuar 4 vrima në mure dhe kam përdorur 4 vida për të fiksuar pjesën e sipërme në kuti.

Hapi 16: Kodi

Versioni i parë i lojës është shkruar nga unë i ndjekur nga 4 versione të reja nga miku im Alex i cili shtoi 4 lojëra të tjera dhe pastroi kodin në përsosmëri. Ne gjithashtu përdorëm punën e Reyboz për tingujt - niveli i tingullit të prodhuar duke përdorur këtë kod është i mahnitshëm në krahasim me atë që vjen si parazgjedhje duke përdorur bibliotekën Tone të Arduino.

Siç u përmend, kodi është optimizuar për muaj pas testimit të gjerë të cilësisë nga fëmijët dhe aktualisht ne kemi ngarkuar versionin 4 në GitHub.

Versioni i fundit i Kodit Burimor:

E tëra çfarë ju duhet të bëni është të instaloni bibliotekën 1602 I2C LCD (e disponueshme brenda menaxherit të bibliotekës Arduino IDE) dhe pastaj të ngarkoni kodin tonë.

Së pari ju ngarkoni butonin-calibration.ino dhe bëni një regjistrim në një copë letër të vlerave që prodhon çdo buton Arcade. Ky skenar gjithashtu do të fshijë EEPROM në mënyrë që rezultatet kryesore të rivendosen.

Pas kësaj ju ndryshoni në Game-Settings.h vlerat e butonave që keni kalibruar dhe ngarkoni skedarin kryesor Lego-Games-Box.ino dhe mund të filloni të luani (me kusht që të keni lidhur gjithçka sipas skemës që u dha më lart).

Shënim: nëse po e bëni këtë lojë për fëmijë, ju lutemi hiqni në Game-settings.h hyrjen e fundit nga String GameTitle = {"Lojë e kujtesës", "Lojë reagimi", "Lojë turneu", "Lojë melodie", " Lojë e Luftës Bërthamore "}; Kjo hyrje e fundit ka rregulla ku secili lojtar zgjedh armiqtë dhe mund të jetë shumë armiqësor për fëmijët.

Hapi 17: Video të hollësishme si

Në rast se e keni më të lehtë të shikoni videon në vend që të lexoni udhëzimet, këtu është versioni video i kësaj strukture.

Hapi 18: Rregullat e lojës

Aktualisht janë 5 lojëra të zbatuara. Nëse keni më shumë ide mbi lojërat që mund të krijohen duke përdorur këtë kuti - ju lutemi na tregoni në komentet. Unë do të kaloj shkurtimisht në secilën lojë duke shpjeguar rregullat dhe mënyrën e lojës.

Rrokullisni çelësin roker në anën për të aktivizuar Lego Arcade Games Box. Të gjitha lojërat shoqërohen me tingujt nga loja nostalgjike Mario. Në fillimin duhet të dëgjoni melodinë e fillimit të lojës Mario.

Pasi të filloni, do të shihni në ekranin LCD lojën e zgjedhur tani. Për të ndryshuar lojën, shtypni butonin e zi.

Kur të vendosni se cilën lojë dëshironi të luani, thjesht shtypni butonin White për të filluar.

Nëse dëshironi të dilni nga loja që tashmë po funksionon - duhet të shtypni butonin e zi.

Në fillimin mund t'i fikni tingujt (modaliteti i natës) duke shtypur butonin e kuq.

Lojë kujtese ("Simon-thotë", e ngjashme me lojën Touch Me)

Rregullat janë të njohura dhe të thjeshta. Loja ju tregon një sekuencë shënimesh/dritash dhe ju duhet ta përsërisni. Sa herë që një ton/dritë tjetër i shtohet sekuencës. Sa më gjatë të mbijetoni, aq më i mirë është kujtesa juaj. Excellentshtë e shkëlqyeshme për stërvitjen e kujtesës afatshkurtër të fëmijëve dhe të rriturve.

Lojë reagimi (e ngjashme me lojën Whack-a-Mole)

Duhet të jeni mjaft të shpejtë për të goditur çdo buton që ndizet. Sa më gjatë të luani aq më shpejt ndriçojnë butonat. Ky është i shkëlqyeshëm për reagimin e trajnimit të fëmijëve dhe të rriturve.

Lojë Konkursi/Konkursi (për 2-4 lojtarë)

Ju jepen 5 raunde. Gjithkush duhet të godasë butonin e tij me të vërtetë shpejt pasi sinjali është dhënë (Monedhë e monedhës nga Mario). Kushdo që godet butonin së pari fiton raundin. Numri i fitoreve llogaritet në fund të 5 raundeve dhe shpallet fituesi.

Lojë Melody (Shtyjeni dhe luani modalitetin falas për fëmijët e vegjël dhe më të vegjël)

Kjo është e shkëlqyeshme për të vegjlit - luan meloditë alternative kur shtypni dhe mbani një buton. Pas testimit fillestar me fëmijët kuptuam se më i vogli ynë që ishte 1 vjeç vërtet dëshiron të luajë, por nuk e kupton SI. Rregullat e këtyre lojërave janë - JO RREGULL. Mund të godisni çdo buton dhe ai do të prodhojë tinguj.

Lojë lufte (për 2-4 të rritur)

Miku im Alex, i cili programoi versionet e mëvonshme të kësaj kutie të lojërave doli me idenë për këtë lojë gjatë krizës Trump/Kim se kush ka butonin më të madh bërthamor. Rregullat kanë nevojë për një video të veçantë për shpjegim (mund ta gjeni këtu dhe këtu), por me pak fjalë, ju zgjidhni numrin e lojtarëve në fillim dhe gjatë çdo raundi secili person zgjedh armikun e tij. Pasi secili zgjodhi armikun e tij/saj, raketat fillojnë të fluturojnë. Ai që është zgjedhur si armik ka pak çaste për të goditur butonin për të dërguar raketën e kryqëzimit dhe për të shpëtuar vendin e tij/saj. Raundet vazhdojnë derisa të mbetet vetëm një vend.

Hapi 19: Rezultati Përfundimtar

Ne jemi 3 shokë që kaluam kohën për të ndërtuar lojën për fëmijët tanë. Ne me të vërtetë shpresojmë se ju do ta pëlqeni lojën aq shumë sa të krijoni versionin tuaj duke përdorur këto udhëzime. Nëse keni ndonjë pyetje ose sugjerim - ju lutemi postojini ato në komente.

Çmimi i dytë në Game Life Contest