Arduino Arcade Lego Games Box: 19 Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:14

Kung mayroon kang mga anak, malamang na nahaharap ka sa parehong mga isyu tulad ng ginawa namin sa mga Lego set na iyong binili para sa kanila. Nagtitipon at naglalaro sila sa kanila ngunit ilang sandali ay nagbago ang mga hanay sa isang solong tumpok ng mga brick. Lumalaki ang mga bata at hindi mo alam kung ano ang gagawin sa pile na ito.

Napagpasyahan naming i-recycle ang mga hindi ginustong Lego brick at lumikha ng isang arcade game.

Ang gabay na hakbang-hakbang na ito ay isang resulta ng maraming buwan na pagtatrabaho upang maulit ang laro at napakababang gastos. Medyo maraming maaaring ulitin ang proyektong ito! Ang code ay nakasulat sa isang paraan na wala itong mga dependency at isusulat sa anumang lupon ng Arduino. At syempre ang mga laro ay masidhing nasubukan ng aming mga anak:-)

Paano naiiba ang larong ito sa marami pang iba na na-publish dati?

Una sa lahat, mayroong 5 mga laro na nakapaloob dito:

• Memory Game ("Simon-Says" -like, katulad ng Touch Me game)
• Laro ng reaksyon (katulad ng laro ng Whack-a-Mole)
• Laro ng Paligsahan / Kompetisyon (para sa 2-4 na manlalaro)
• Melody Game (Push and Play free mode para sa mga bata at mas maliliit)
• Laro sa giyera (para sa 2-4 na matatanda)

Pangalawa, mayroon itong mahusay na disenyo (mula sa aming pananaw) at maaaring madaling ulitin.

At pangatlo, ito ay palakaibigan sa lupa sapagkat pinapayagan kang mag-recycle ng plastik.

Sa pagtatapos ng gabay na ito mayroon ding isang sunud-sunod na video kung sakaling mas gusto mo ang format ng video.

Hakbang 1: Listahan ng Mga Bahagi

Kung gusto mo ang proyektong ito ngunit walang isang tumpok ng mga hindi ginustong Lego brick, ang pinakamadali ay bumili ng Lego Classic 10704 na itinakda sa 900 piraso sa loob.

Narito ang listahan ng mga item na kakailanganin mo upang likhain ang proyektong ito:

• 1kg (2lb) ng mga hindi ginustong Lego brick (o mga katulad na brick mula sa isa pang tatak tulad ng Mega Bloks)
• 25 x 25 cm base plate para sa Lego (o katulad mula sa ibang tatak). Ang base ng Lego ay may 32 x 32 na tuldok. Kung wala ka - ang batayan ay nagkakahalaga ng humigit-kumulang 3 $ incl. selyo kung bumili ka online (term ng paghahanap na "32 25 blocks")
• 30 x 30 cm transparent na piraso ng plexiglass (5 o 6mm makapal)
• 4 x Big Arcade-style na 60mm push button (inirerekumenda ko ang Pula, berde, Asul, Dilaw) (termino para sa paghahanap para sa mga online store: "60mm arcade button"). Ang mga ito ang pinakamahal na bahagi ng pagbuo na ito ng humigit-kumulang na 2 $ bawat isa.
• 2 x Momentary push button 16mm radius (Inirerekumenda ko ang White at Black) (termino para sa paghahanap: "16mm push button")
• Power On / Off rocker switch 27x21mm laki ng pag-mount (Inirerekumenda ko ang transparent na pula na may 4 na pin) (termino para sa paghahanap: "rocker switch 16a")
• Arduino Nano
• 1602 LCD display at I2C module ng koneksyon
• 2 x 4ohm 5W speaker, laki 30 x 70 mm (maaari mong gamitin ang anumang iba pang maliliit ngunit ang pagguhit ng CAD ay tapos na para sa 30x70mm)
• 8 x 6 cm prototype board o isang 830 pin na pisara
• 2x18650 rechargeable na mga baterya (maaaring i-recycle mula sa patay na baterya ng laptop)
• Dobleng may hawak ng baterya ng 18650 (termino para sa paghahanap: "may-ari 2 x 18650")
• TP4056 charge controller at naglalabas na protektor
• 5V step-up converter (pinakamaliit na 500mA ang gagawin)
• Maliit na bagay: ilang mga wire, Mini-USB cable o diy plug, Micro-USB socket sa breakout ng PCB, M3 bolts / nuts / washers, 4 x top cover screws

• Mga lumalaban:

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

Hakbang 2: Pagbuo ng Kahon

Ito ang pinakamadaling bahagi ng proyekto na maaari mong italaga sa iyong mga anak.

Kunin ang baso ng Lego 32x32 point at ilatag ang mga dingding gamit ang mga na-recycle na bahagi. Dapat ay mayroon kang humigit-kumulang na 9 mga layer sa kabuuan. Pinili namin ang light grey na kulay para sa base upang ang mga random na kulay na brick wall ay ang pangunahing pokus.

Walang kahon na magiging katulad. Maging malikhain kapag binubuo mo ang mga layer. I-recycle kahit ang maliliit na bahagi - cool silang tingnan. Gayundin ang mga hindi regular na mga hugis ay mukhang maganda rin. Magdagdag ng mga bintana, windscreens mula sa mga kotse, pintuan at kahon.

Ang kahon ay dapat mayroong kahit isang buong sukat na pintuan ng Lego. Kailangan ito upang mai-install ang rocker switch sa dingding.

Hakbang 3: Paggawa ng Nangungunang Cover

Ang tuktok na takip ay ginawa mula sa 5 o 6 mm plexiglas (transparent acrylic sheet). I-download ang pagguhit ng CAD, ilagay ito sa USB stick at pumunta lamang sa pinakamalapit na tindahan ng CNC - iikot nila ito para sa iyo. Kasama rin sa pagguhit ng CAD ang rocker switch mounting plate (tingnan ang larawan).

Kakailanganin mong gawin ang ilang pagtatapos ng tuktok na plato. Gawin ang gilid ng beveling gamit ang buhangin na papel at isang kahoy na bloke. Mag-drill din ng mga butas upang mai-mount ang mga speaker at ang 1602 display. Ang display ng 1602 ay nangangailangan din ng isang maliit na tatsulok na galingan sa gilid ng window ng LCD sa acrylic sheet (tingnan ang larawan). Ginawa ko ito sa kalahating lalim gamit ang umiinog na tool (dremel) at isang maliit na router bit.

Hakbang 4: Idagdag ang Lahat ng Mga Bahagi sa Nangungunang Cover

I-install ang malaking 4 na mga pindutan ng arcade, 2 pagbabago ng laro / pumili ng mga pindutan, 2 speaker at isang 1602 LCD + I2C module. Ang lahat ay naayos na may M3 screws + M3 washers at nut sa likuran.

Bago mo mai-install ang mga pindutan ng arcade - alisin ang mga may hawak ng LED light. Kakailanganin mong i-mod ang mga ito nang kaunti - tingnan ang susunod na hakbang.

Hakbang 5: Modding ng mga LED sa Arcade Buttons

Ang mga arcade button na ito ay idinisenyo upang mapatakbo sa 12V. Gagana ang mga ito sa 5V na kung saan ay ang default na boltahe para sa proyektong ito ngunit sila ay masyadong malabo. Kaya tinanggal ko ang mga LED socket mula sa mga arcade button, inilusod ang mga may hawak ng LED at tinanggal ang mga LED na may resistors. Ang 460ohm resistors ay kailangang mamingaw at mapalitan ng 100ohm. Kapag tapos na, natipon ko ang lahat pabalik at na-install ang mga LED na may mga may hawak sa mga pindutan.

Hakbang 6: (opsyonal) Mga Label ng Control Button

Maaaring napansin mo ang mga label sa 2 control button. Ang aming unang bersyon ng pagbuo ay wala ang mga ito ngunit nagpasya akong idagdag ang mga ito nang ulitin ko ang pagbuo sa pangalawang pagkakataon.

Ang parehong mga pindutan ay may maraming mga pag-andar depende sa estado ng laro. Sinisimulan ng puting pindutan ang napiling laro o kinukumpirma ang pagpipilian sa panahon ng ilan sa mga laro. Binabago ng itim na pindutan ang napiling laro o paglabas sa panahon ng laro.

Upang lumikha ng mga bilog na label kailangan mo ng isang manipis na sheet ng aluminyo (max na 1mm makapal), isang hole-saw drill bit, stepped drill bit at mga pagsuntok sa liham (tingnan ang larawan). Una mong gupitin ang bilog gamit ang hole-saw. Pagkatapos ay palakihin mo ang panloob na lapad ng stepped bit at pagkatapos ay gumagamit ka ng mga suntok sa sulat upang lumikha ng mga label. Upang gawing mas nakikita ang mga titik, gumamit ng isang permanenteng itim na marker (Sharpie).

Hakbang 7: Paggawa ng Breakout Board

Mayroon kang dalawang pagpipilian dito. Alinman upang magamit ang breadboard at wire Arduino na may mga cable kahit na ang breadboard o upang mag-install ng isang maliit na breakout sa likod ng LCD panel.

Para sa unang pagbuo na ginamit namin ang breadboard (tingnan ang larawan). Para sa pangalawang pagbuo nagpasya kaming gumugol ng mas maraming oras upang lumikha ng breakout board. Ang pag-andar ay hindi nagbabago, ngunit may mas kaunting mga wire at ang breakout ay nakatago sa ilalim ng LCD panel.

Kung pipiliin mong sumama sa breakout board, kunin ang 8x6 prototype board at gupitin ito tulad ng ipinakita sa larawan. Mas malaking bahagi ang gagamitin para sa breakout at mas maliit para sa paglikha ng power supply.

Si Solder Arduino Nano ay nasa board ng proto na ito.

Hakbang 8: Mga kable ng Mga Koneksyon

Maghanda ng ilang mga kable at i-wire ang iyong pag-setup, switch at koneksyon sa Nano ayon sa diagram.

Mula pa nang magsimula akong gumamit ng mga twisted pair cable ng Ethernet - Nakalimutan ko ang tungkol sa sakit ng ulo kung saan magmumula ang mga wire para sa aking mga proyekto. Ang mga ito ay magkakaibang kulay at multicore kaya't hindi sila madaling masira. Ang tanging bagay na kailangan mong alagaan kapag nagtatrabaho sa kanila ay ang paghihinang na kailangang maging napakabilis upang hindi mo masunog ang pagkakabukod.

Pansinin sa pangalawang larawan kung paano ang mga 100ohm resistors ay wired para sa mga koneksyon sa mga nagsasalita.

Ilang tala sa mga koneksyon:

• Ang mga Pindutan ng Itim / Puti na Kontrol ay konektado mula sa mga pin na D2 / 3 nang direkta sa Ground dahil ang panloob na resistors na Pull-up ay ginagamit sa Nano.
• Ang A4 / 5 ay konektado sa mga pin ng I2C SDA / SCL. Kailangan ito para sa module na LCD I2C.
• Ang mga nagsasalita ay dapat na konektado sa D10 / 11 sapagkat ang mga pin na ito ay pinagana ang PWM.
• Inirerekumenda na magdagdag ng isang maliit na linya ng tanso bilang isang Ground rail para sa mas madaling koneksyon ng lahat ng mga wire sa Ground (magkakaroon ng 5 sa kanila).

Hakbang 9: Mga kable ng Mga Pindutan

Ang lahat ng mga Arcade Buttons ay konektado sa isang solong A1 pin sa pamamagitan ng isang serye ng resistors. Ang A1 ay naka-set up bilang Panloob na Analog Pull-up. Ito ay isa sa mga hindi kilalang tampok ng Arduino na makakatulong sa amin upang makatipid sa bilang ng mga wire na lalabas sa mga pindutan.

Kaya't ang pag-setup ay napupunta tulad ng sumusunod: mula sa A1 hanggang sa unang pindutan sa pamamagitan ng 1k risistor. Mula sa button1 hanggang button2 hanggang 10k. Mula sa button2 hanggang button3 hanggang 10k at mula button3 hanggang button4 hanggang 10k. Ang bawat pindutan sa "isara" na mga shorts ng estado sa Ground. Dahil mayroon nang Ground sa bawat pindutan para sa LED, ang pangalawang pin ng bawat switch ay konektado sa lupa mula sa LED. Tingnan ang diagram upang maunawaan ang mga kable.

Sa puntong ito, ang pag-plug ng isang Mini-USB cable sa Arduino Nano ay dapat payagan kang maglaro matapos ang pag-upload ng sketch. Ang kailangan mo lang ay isang supply ng kuryente upang gawing portable ang laro.

Hakbang 10: Pag-install ng Mga Baterya

Gumamit ako ng dalawang recycled na 18650 na mga cell mula sa patay na mga baterya ng laptop. Ito ang mga mas mababang kapasidad (sa paligid ng 600mAh) na hindi ko nais na gamitin para sa mas mataas na mga application ng pag-load. Hindi talaga ginagamit ng aparato ang gaanong lakas kaya't ito ay dapat sapat upang patakbuhin ang laro sa loob ng maraming araw.

Ang mga baterya ay naka-install sa isang dobleng may-ari ng 18650 na baterya at mayroong isang konektor para sa madaling pagkakabit sa suplay ng kuryente.

Hakbang 11: Pag-install ng USB Socket Extender

Ang laro ay dapat na makapag-recharge at mag-upgrade ng firmware nang walang pag-disassemble. Kaya't drill ko ang isa sa mga bloke upang maitago ang Micro-USB konektor.

Upang mapalawak ang USB mula sa pader ng ladrilyo hanggang sa Arduino Nano, kumuha ako ng isang Mini-USB cable at pinutol ang dulo ng USB-A (ang malaking konektor ng USB) at hinubaran ang mga wire. Sa aking kaso, ang pula / itim ay kapangyarihan at puti / berde ay mga koneksyon ng D +/-.

Ang D +/- ay kailangang solder sa breakout ng Micro-USB. Ang 5V at lupa (pula / itim) ay kailangang dumaan sa suplay ng kuryente.

Bakit napili ang breakout ng Micro-USB kung ang Nano ay gumagamit ng Mini-USB? Dahil lamang sa ang Micro-USB ay nasa lahat ng dako ng aming mga sambahayan - ginagamit ito upang singilin ang mga telepono at iba pang mga aparato. Kaya mong singilin ang laro at mai-upgrade ang firmware gamit ang iyong telepono cable:-)

Hakbang 12: Paggawa ng Power Supply

Kinuha ko ang mas maliit na board ng prototype at na-solder pakanan dito ang TP4056 na charger ng baterya at module ng proteksyon at pati na rin ang 5V booster.

Ang pag-input sa TP4056 ay mula sa socket ng Micro-USB. Ang kable ng baterya ay nakakabit sa mga TP4056 na pin na minarkahang B +/-. Ang mga pin na minarkahang OUT +/- ay papunta sa switch ng rocker. Mula sa rocker switch ang +/- mga koneksyon ay pumunta sa module ng 5V booster at mula sa output ng booster ang pula / itim na mga wire mula sa hinubad na USB cable ay konektado.

Tingnan ang diagram upang maunawaan ang mga kable.

Hakbang 13: Epoxy ang Micro USB Breakout

Gumamit ako ng ilang epoxy upang ayusin ang Micro-USB breakout sa Lego brick. Matapos itong magpagaling, ang socket ay magiging mas matatag kaysa sa mga matatagpuan sa mga cell phone upang ma-recharge ng mga bata ang laro at hindi ito masisira.

Inirerekumenda kong gumamit ng epoxy ng mabilis na lunas para sa bahaging ito. Kung wala ka nito, magdagdag ng kaunti pang hardener upang ma-resin at hayaan itong umupo sandali.

Hakbang 14: I-install ang Rocker Switch, Ikonekta ang Power Harness

Ang switch na ito ay napakalaking. Ito ay dinisenyo para sa boltahe ng 250V mains. Ngunit ginamit ko pa rin ang modelong ito dahil mukhang mahusay at ganap na umaangkop sa isang pamantayan sa Lego City door. Kaya't ipinasok ko ang switch sa mounting plate at pagkatapos ay naayos ang plato sa brick wall gamit ang 2 Turnilyo (ang mga pader ay paunang na-drill).

Gayundin ang harness ay maaari na ring mai-install sa wakas pati na rin ang Micro-USB breakout na na-epox sa brick ng Lego. Pansinin kung paano ginamit ang ilang karagdagang mga brick upang ikabit ang mga bahagi sa base.

Hakbang 15: Pagsara sa Lid

ipasok ang Mini-USB cable sa Arduino Nano na naayos sa tuktok na takip at isara ang takip.

Nag-predrill ako ng 4 na butas sa mga dingding at gumamit ng 4 na turnilyo upang ayusin ang tuktok sa kahon.

Hakbang 16: Ang Code

Ang unang bersyon ng laro ay isinulat sa akin na sinundan ng mga bagong 4 na bersyon mula sa aking kaibigan na si Alex na nagdagdag ng 4 pang mga laro at nalinis ang code sa pagiging perpekto. Ginamit din namin ang gawain ni Reyboz para sa mga tunog - ang antas ng tunog na ginawa gamit ang code na ito ay kamangha-manghang paghahambing sa kung ano ang dumating sa pamamagitan ng default gamit ang Tone library ng Arduino.

Tulad ng nabanggit, ang code ay na-optimize para sa buwan pagkatapos ng malawak na pagsubok ng QA ng mga bata at kasalukuyang na-upload namin ang bersyon 4 sa GitHub.

Pinakabagong bersyon ng Source Code:

Ang kailangan mo lang gawin ay i-install ang 1602 I2C LCD library (magagamit sa loob ng Arduino IDE library manager) at pagkatapos ay i-upload ang aming code.

Una mong i-upload ang button-calibration.ino at gumawa ng isang tala sa isang piraso ng papel ng mga halagang nililikha ng bawat Button ng Arcade. Tatanggalin din ng script na ito ang EEPROM upang ang mga nangungunang marka ay na-reset.

Pagkatapos nito ay binago mo ang sa Mga Setting ng Laro. H ang mga halaga ng mga pindutan na iyong na-calibrate at na-upload ang pangunahing file na Lego-Games-Box.ino at maaari kang magsimulang maglaro (sa koneksyon ay konektado mo ang lahat alinsunod sa eskematiko na ibinigay sa itaas).

Tandaan: kung ginagawa mo ang larong ito para sa mga bata, mangyaring alisin sa Game-setting.h ang huling entry mula sa String GameTitle = {"Memory Game", "Reaction Game", "Tournament Game", "Melody Game", " Laro sa Digmaang Nuclear "}; Ang huling entry na ito ay may mga panuntunan kung saan ang bawat manlalaro ay pipili ng mga kalaban at maaaring maging sobrang poot para sa mga bata.

Hakbang 17: Detalyadong How-To Video

Kung sakaling mas madali mong mapanood ang video sa halip na basahin ang mga tagubilin, narito ang bersyon ng video ng pagbuo na ito.

Hakbang 18: Mga Panuntunan ng Laro

Sa kasalukuyan mayroong 5 mga laro na ipinatupad. Kung mayroon kang higit pang mga ideya sa mga laro na maaaring malikha gamit ang kahon na ito - mangyaring ipaalam sa amin sa mga komento. Madali kong pupunta sa bawat laro na nagpapaliwanag ng mga patakaran at kung paano laruin.

I-flip ang rocker switch sa gilid upang i-on ang Lego Arcade Games Box. Lahat ng mga laro ay sinamahan ng mga tunog mula sa Mario nostalgic game. Sa startup dapat mong marinig ang startup melody ng laro ng Mario.

Kapag nagsimula na, makikita mo sa LCD ang pagpapakita ng laro na napili ngayon. Upang baguhin ang laro, pindutin ang itim na pindutan.

Kapag nagpasya kung aling laro ang nais mong i-play, pindutin lamang ang pindutan ng White upang magsimula.

Kung nais mong lumabas sa laro na tumatakbo na - kailangan mong pindutin ang itim na pindutan.

Sa pagsisimula maaari mong patayin ang mga tunog (night mode) sa pamamagitan ng pagpindot sa pulang pindutan.

Memory Game ("Simon-Says" -like, katulad ng Touch Me game)

Ang mga patakaran ay kilalang kilala at simple. Ipinapakita sa iyo ng laro ang isang pagkakasunud-sunod ng mga tala / ilaw at kailangan mong ulitin ito. Sa bawat oras na ang isa pang tono / ilaw ay idinagdag sa pagkakasunud-sunod. Kung mas matagal ka nang mabuhay, mas mabuti ang iyong memorya. Mahusay ito para sa pagsasanay ng panandaliang memorya ng mga bata at matatanda.

Laro ng reaksyon (katulad ng laro ng Whack-a-Mole)

Kailangan mong maging sapat na mabilis upang ma-hit ang bawat pindutan na nag-iilaw. Ang mas matagal mong patugtog ay mas mabilis ang pag-iilaw ng mga pindutan. Ang isang ito ay mahusay para sa reaksyon ng pagsasanay ng mga bata at matatanda.

Laro ng Paligsahan / Kompetisyon (para sa 2-4 na manlalaro)

Bibigyan ka ng 5 bilog. Ang bawat tao'y kailangang pindutin ang kanyang pindutan nang napakabilis matapos ang signal ay ibinigay (Coin tune mula sa Mario). Sinumang tumama sa pindutan ay nanalo muna sa pag-ikot. Ang bilang ng mga panalo ay kinakalkula sa pagtatapos ng 5 mga pag-ikot at ang nagwagi ay inihayag.

Melody Game (Push and Play free mode para sa mga bata at mas maliliit)

Ang isang ito ay mahusay para sa mga sanggol - nagpe-play ito ng mga alternatibong himno kapag pinindot mo ang isang pindutan. Matapos ang paunang pagsubok sa mga bata napagtanto namin na ang aming mas maliit na 1 taong gulang ay talagang nais na maglaro ngunit hindi maintindihan PAANO. Ang mga patakaran ng mga larong ito ay - WALANG RULES. Maaari mong pindutin ang anumang pindutan at ito ay gumagawa ng mga tunog.

Laro sa giyera (para sa 2-4 na matatanda)

Ang aking kaibigan na si Alex, na nag-program ng mga kinahinatnan na bersyon ng kahon ng mga larong ito ay nagmula sa ideya para sa larong ito sa panahon ng krisis sa Trump / Kim tungkol sa kung sino ang mayroong mas malaking pindutang nukleyar. Ang mga patakaran ay nangangailangan ng isang hiwalay na video para sa paliwanag (maaari mo itong makita dito at dito) ngunit sa maikling salita, pipiliin mo ang bilang ng mga manlalaro sa simula at sa bawat pag-ikot pipiliin ng bawat tao ang kanyang kalaban. Kapag napili na ng lahat ang kanyang kalaban, nagsisimulang lumipad ang mga misil. Ang napili bilang isang kaaway ay may ilang sandali upang maabot ang pindutan upang maipadala ang intersection missile at i-save ang kanyang bansa. Patuloy ang pag-ikot hanggang sa may natitirang isang bansa lamang.

Hakbang 19: Pangwakas na Resulta

Kami ay 3 kaibigan na gumugol ng oras upang buuin ang laro para sa aming mga anak. Inaasahan namin na magugustuhan mo ang laro kaya't magtatayo ka ng iyong sariling bersyon gamit ang mga tagubiling ito. Kung mayroon kang anumang mga katanungan o mungkahi - mangyaring i-post ang mga ito sa mga komento.

Pangalawang Gantimpala sa Game Life Contest