Arduino Arcade Lego Oyun Kutusu: 19 Adım (Resimli)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:20

Çocuklarınız varsa, muhtemelen onlar için satın aldığınız Lego setlerinde yaşadığımız sorunlarla aynı sorunlarla karşılaşıyorsunuzdur. Toplanıp onlarla oynuyorlar ama bir süre sonra setler tek bir tuğla yığınına dönüşüyor. Çocuklar büyüyor ve siz bu yığınla ne yapacağınızı bilmiyorsunuz.

İstenmeyen Lego tuğlalarını geri dönüştürmeye karar verdik ve bir atari oyunu yarattık.

Bu adım adım kılavuz, oyunu tekrarlanabilir ve çok düşük maliyetli hale getirmek için birkaç aylık çalışmanın bir sonucudur. Hemen hemen herkes bu projeyi tekrarlayabilir! Kod, bağımlılıkları olmayacak şekilde yazılmıştır ve herhangi bir Arduino kartında derlenecektir. Ve tabii ki oyunlar çocuklarımız tarafından yoğun bir şekilde test edildi:-)

Bu oyunun daha önce yayınlanmış birçok oyundan farkı nedir?

Her şeyden önce, içinde yerleşik 5 oyun var:

• Hafıza Oyunu ("Simon-Says" benzeri, Touch Me oyununa benzer)
• Reaksiyon oyunu (Whack-a-Mole oyununa benzer)
• Yarışma/Yarışma oyunu (2-4 oyuncu için)
• Melodi Oyunu (Yeni yürümeye başlayan çocuklar ve daha küçük olanlar için Bas ve Oynat ücretsiz modu)
• Savaş oyunu (2-4 yetişkin için)

İkincisi, harika bir tasarıma sahip (bizim açımızdan) ve kolayca tekrar edilebilir.

Üçüncüsü, plastiği geri dönüştürmenize izin verdiği için dünya dostudur.

Bu kılavuzun sonunda, video formatını tercih etmeniz durumunda adım adım bir video da bulunmaktadır.

Adım 1: Parça Listesi

Bu projeyi beğendiyseniz ancak bir yığın istenmeyen Lego tuğlasına sahip değilseniz, en kolayı içinde 900 parça olan Lego Classic 10704 setini satın almak olacaktır.

Bu projeyi oluşturmak için ihtiyaç duyacağınız öğelerin listesi:

• 1 kg (2 lb) İstenmeyen Lego tuğlaları (veya Mega Bloks gibi başka bir markadan benzer tuğlalar)
• Lego (veya başka bir markanın benzeri) için 25 x 25 cm taban plakası. Lego tabanı 32 x 32 noktaya sahiptir. Eğer sahip değilseniz - taban maliyeti dahil yaklaşık 3$'dır. çevrimiçi satın alırsanız posta ücreti ("32 25 blok" arama terimi)
• 30 x 30 cm şeffaf pleksiglas parça (5 veya 6 mm kalınlığında)
• 4 x Büyük Arcade tarzı 60 mm basma düğmesi (Kırmızı, Yeşil, Mavi, Sarı'yı öneririm) (çevrimiçi mağazalar için arama terimi: "60 mm arcade düğmesi"). Her biri yaklaşık 2 $ olan bu yapının en pahalı bileşenidir.
• 2 x 16 mm yarıçaplı anlık basma düğmesi (Beyaz ve Siyahı öneririm) (arama terimi: "16 mm basma düğmesi")
• Güç Açma/Kapama basmalı anahtarı 27x21mm montaj boyutu (4 pimli şeffaf kırmızıyı öneririm) (arama terimi: "devre anahtarı 16a")
• Arduino Nano
• 1602 LCD ekran ve I2C bağlantı modülü
• 2 x 4ohm 5W hoparlör, 30 x 70 mm boyutunda (diğer küçük olanları kullanabilirsiniz ancak CAD çizimi 30x70mm için yapılmıştır)
• 8 x 6 cm prototip tahtası veya 830 pinli devre tahtası
• 2x18650 şarj edilebilir pil (bitmiş laptop pilinden geri dönüştürülebilir)
• Çift 18650 pil tutucu (arama terimi: "tutucu 2 x 18650")
• TP4056 şarj kontrolörü ve deşarj koruyucusu
• 5V yükseltici dönüştürücü (en küçük 500mA yeterli olacaktır)
• Küçük şeyler: bazı teller, Mini-USB kablosu veya diy fişi, PCB koparmada Mikro-USB soketi, M3 cıvata/somun/rondela, 4 x üst kapak vidası

• Dirençler:

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

Adım 2: Kutuyu Oluşturma

Bu, çocuklarınıza devredebileceğiniz projenin en kolay kısmıdır.

Lego 32x32 nokta taban plakasını alın ve geri dönüştürülmüş parçaları kullanarak duvarları döşeyin. Toplamda yaklaşık 9 katmanınız olmalıdır. Baz için açık gri renk seçtik, böylece rastgele renkli tuğla duvarlar ana odak noktası oldu.

Hiçbir kutu benzer olmayacak. Katmanları oluştururken yaratıcı olun. Küçük parçaları bile geri dönüştürün - harika görünüyorlar. Ayrıca düzensiz şekiller de güzel görünüyor. Arabalardan, kapılardan ve kutulardan pencereler, ön camlar ekleyin.

Kutunun en az bir tam boy Lego kapısı olmalıdır. Bu, basmalı anahtarı duvara monte etmek için gereklidir.

Adım 3: Üst Kapağın Yapılması

Üst kapak 5 veya 6 mm pleksiglastan (şeffaf akrilik levha) yapılmıştır. CAD çizimini indirin, USB belleğe koyun ve en yakın CNC mağazasına gidin - sizin için frezeleyecekler. CAD çizimi ayrıca basmalı anahtar montaj plakasını da içerir (resme bakın).

Üst plakayı biraz bitirmeniz gerekecek. Zımpara kağıdı ve tahta bir blok ile kenar eğimini yapın. Ayrıca hoparlörleri ve 1602 ekranı monte etmek için delikleri delin. 1602 ekranı ayrıca akrilik levhada LCD penceresinin yanında frezelenmiş küçük bir üçgen gerektirir (fotoğrafa bakın). Bunu döner alet (dremel) ve küçük bir freze ucu kullanarak yarım derinlikte yaptım.

Adım 4: Tüm Bileşenleri Üst Kapağa Ekleyin

Büyük 4 atari butonunu, 2 oyun değiştirme/seçme butonunu, 2 hoparlörü ve bir 1602 LCD+I2C modülünü takın. Her şey arkadaki M3 vidalar + M3 pullar ve somunlarla sabitlenmiştir.

Arcade düğmelerini takmadan önce - LED ışık tutucularını çıkarın. Onları biraz değiştirmeniz gerekecek - sonraki adıma bakın.

Adım 5: Arcade Düğmelerindeki LED'lerin Modifiye Edilmesi

Bu atari butonları 12V ile çalışacak şekilde tasarlanmıştır. Bu proje için varsayılan voltaj olan 5V ile çalışacaklar ancak çok loş olacaklar. Bu yüzden arcade düğmelerinden LED soketlerini çıkardım, LED tutucuları kaydırdım ve dirençli LED'leri çıkardım. 460ohm dirençlerin sökülmesi ve 100ohm ile değiştirilmesi gerekir. Bittiğinde, her şeyi geri topladım ve LED'leri tutucularla düğmelere yerleştirdim.

6. Adım: (isteğe bağlı) Kontrol Düğmesi Etiketleri

2 kontrol düğmesindeki etiketleri fark etmiş olabilirsiniz. Derlemenin ilk versiyonumuzda bunlara sahip değildi, ancak derlemeyi ikinci kez tekrarladığımda eklemeye karar verdim.

Her iki düğme de oyunun durumuna bağlı olarak birden fazla işleve sahiptir. Beyaz düğme, seçilen oyunu başlatır veya bazı oyunlar sırasında seçimi onaylar. Siyah düğme, seçilen oyunu değiştirir veya oyun sırasında çıkar.

Yuvarlak etiketler oluşturmak için ince bir alüminyum levhaya (maksimum 1 mm kalınlıkta), bir testere matkap ucuna, kademeli matkap ucuna ve harf zımbalarına ihtiyacınız vardır (resme bakın). İlk önce daire testereyi kullanarak daireyi kesin. Ardından kademeli uçla iç çapı büyütüyor ve ardından etiketler oluşturmak için harf zımbaları kullanıyorsunuz. Harfleri daha görünür hale getirmek için kalıcı bir siyah işaretleyici (keskin) kullanın.

Adım 7: Breakout Board'u Yapma

Burada iki seçeneğiniz var. Ya breadboard'u kullanmak ve Arduino'yu breadboard üzerinden kablolarla bağlamak ya da LCD panelin arkasına küçük bir ara yerleştirmek için.

İlk yapı için breadboard kullandık (resme bakın). İkinci yapı için, ara panosu oluşturmak için daha fazla zaman ayırmaya karar verdik. İşlevsellik değişmez, ancak daha az kablo vardır ve kopma LCD panelin altına gizlenmiştir.

Breakout board kullanmayı tercih ederseniz, 8x6 prototip panosunu alın ve resimde gösterildiği gibi kesin. Daha büyük kısım, koparma için kullanılacak ve güç kaynağı oluşturmak için daha küçük olacaktır.

Arduino Nano'yu bu proto kartına lehimleyin.

Adım 8: Bağlantıları Kablolama

Birkaç kablo hazırlayın ve kurulumunuzu, anahtarlarınızı ve bağlantılarınızı şemaya göre Nano'ya bağlayın.

Ethernet bükümlü çift kabloları kullanmaya başladığımdan beri - projelerim için kabloları nereden kaynaklayacağımı unuttum. Farklı renktedirler ve çok çekirdeklidirler, bu nedenle kolay kırılmazlar. Onlarla çalışırken dikkat etmeniz gereken tek şey, yalıtımı yakmamanız için lehimlemenin çok hızlı olması gerektiğidir.

İkinci resimde, hoparlörlere bağlantılar için 100ohm dirençlerin nasıl kablolandığına dikkat edin.

Bağlantılarla ilgili birkaç not:

• Siyah/Beyaz Kontrol Düğmeleri, Nano'da Dahili Pull-up dirençleri kullanıldığı için D2/3 pinlerinden doğrudan Toprak'a bağlanır.
• A4/5, I2C SDA/SCL pinlerine bağlanır. Bu, LCD I2C modülü için gereklidir.
• Bu pinler PWM etkin olduğundan hoparlörler D10/11'e bağlanmalıdır.
• Tüm Topraklama kablolarının daha kolay bağlanması için Toprak rayı olarak küçük bir bakır hat eklenmesi önerilir (bunlardan yaklaşık 5 tane olacaktır).

Adım 9: Düğmeleri Kablolama

Tüm Arcade Düğmeleri, bir dizi direnç aracılığıyla tek bir A1 pimine bağlanır. A1, Dahili Analog Pull-up olarak ayarlanmıştır. Bu, Arduino'nun düğmelere giden kablo sayısından tasarruf etmemize yardımcı olan az bilinen özelliklerinden biridir.

Böylece kurulum şu şekilde gerçekleşir: A1'den ilk düğmeye 1k direnç üzerinden. Düğme1'den düğme2'ye 10k. Düğme2'den düğme3'e 10k ve düğme3'ten düğme4'e 10k. "Kapat" durumundaki her düğme, Yere kısa devre yapar. LED'ler için her düğmede zaten Toprak olduğundan, her anahtarın ikinci pimi LED'den toprağa bağlanır. Kablolamayı anlamak için şemaya bakın.

Bu noktada Arduino Nano'ya bir Mini-USB kablosu takmak, taslağı yükledikten sonra oyunu oynamanıza izin vermelidir. Tek ihtiyacınız olan, oyunu taşınabilir hale getirmek için bir güç kaynağı.

Adım 10: Pillerin Takılması

Biten dizüstü bilgisayar pillerinden iki adet geri dönüştürülmüş 18650 hücre kullandım. Bunlar, daha yüksek yük uygulamaları için kullanmak istemediğim daha düşük kapasiteli olanlar (yaklaşık 600mAh). Cihaz gerçekten o kadar güç kullanmıyor, bu yüzden oyunu günlerce çalıştırmak için bu yeterli olmalı.

Piller, çift 18650 pil tutucusuna takılıdır ve güç kaynağına kolay bağlantı için bir konektör vardır.

11. Adım: USB Soket Genişleticiyi Yükleme

Oyun, ürün yazılımını sökmeden yeniden şarj edebilmeli ve yükseltebilmelidir. Bu yüzden Mikro-USB konektörünü gizlemek için bloklardan birini deldim.

USB'yi tuğla duvardan Arduino Nano'ya uzatmak için bir Mini-USB kablosu aldım ve USB-A ucunu (büyük USB konektörü) kestim ve kabloları çıkardım. Benim durumumda kırmızı/siyah güç ve beyaz/yeşil D+/- bağlantılarıydı.

D+/- Micro-USB çıkışına lehimlenmelidir. 5V ve toprak (kırmızı/siyah) güç kaynağından geçmelidir.

Nano, Mini-USB kullanıyorsa neden Mikro-USB çıkışı seçildi? Mikro-USB evimizin her yerinde olduğu için - telefonları ve diğer cihazları şarj etmek için kullanılıyor. Böylece oyunu şarj edebilecek ve ürün yazılımını telefon kablonuzla yükseltebileceksiniz:-)

Adım 12: Güç Kaynağını Yapmak

Daha küçük prototip kartını alıp üzerine TP4056 pil şarj cihazı ve koruma modülünü ve ayrıca 5V güçlendiriciyi lehimledim.

TP4056'ya giriş, Micro-USB soketinden yapılır. Akü kablosu, B+/- olarak işaretlenmiş TP4056 pinlerine bağlıdır. OUT+/- olarak işaretlenen pinler, basmalı anahtara girer. Basmalı anahtardan +/- bağlantıları 5V güçlendirici modülüne gider ve güçlendirici çıkışından soyulmuş USB kablosundan gelen kırmızı/siyah teller bağlanır.

Kablolamayı anlamak için şemaya bakın.

Adım 13: Mikro USB Çıkışını Epoksileyin

Lego tuğlasındaki Mikro-USB kopmasını düzeltmek için biraz epoksi kullandım. Sertleştikten sonra, soket cep telefonlarında bulunanlardan daha sağlam olacak, böylece çocuklar oyunu yeniden şarj edebilecek ve kırılmayacak.

Bu kısım için hızlı sertleşen epoksi kullanmanızı tavsiye ederim. Elinizde yoksa, reçineye biraz daha sertleştirici ekleyin ve bir süre bekletin.

Adım 14: Basmalı Anahtarı Takın, Güç Kablo Demetini Bağlayın

Bu anahtar çok büyük. 250V şebeke gerilimi için tasarlanmıştır. Ama yine de bu modeli kullandım çünkü harika görünüyor ve standart bir Lego City kapısına mükemmel şekilde uyuyor. Bu yüzden anahtarı montaj plakasına yerleştirdim ve ardından 2 vidayı kullanarak plakayı tuğla duvara sabitledim (duvarlar önceden delinmişti).

Ayrıca kablo demeti, Lego tuğlasına epoksi ile yapıştırılan Micro-USB çıkışının yanı sıra artık nihayet kurulabildi. Bileşenleri tabana takmak için bazı ek tuğlaların nasıl kullanıldığına dikkat edin.

Adım 15: Kapağı Kapatmak

Mini-USB kablosunu üst kapağa sabitlenen Arduino Nano'ya takın ve kapağı kapatın.

Duvarlarda önceden 4 delik açtım ve üst kısmı kutuya sabitlemek için 4 vida kullandım.

Adım 16: Kod

Oyunun ilk versiyonu benim tarafımdan yazılmıştır, ardından 4 yeni oyun daha ekleyen ve kodu mükemmel bir şekilde temizleyen arkadaşım Alex'in yeni 4 versiyonu geldi. Ayrıca sesler için Reyboz'un çalışmalarını kullandık - bu kod kullanılarak üretilen ses seviyesi, Arduino'nun Tone kitaplığı kullanılarak varsayılan olarak gelenlere kıyasla inanılmaz.

Belirtildiği gibi, kod, çocuklar tarafından yapılan kapsamlı QA testinden sonra aylarca optimize edildi ve şu anda 4. sürümü GitHub'a yükledik.

Kaynak Kodunun son sürümü:

Tek yapmanız gereken 1602 I2C LCD kütüphanesini (Arduino IDE kütüphane yöneticisi içinde mevcuttur) kurmak ve ardından kodumuzu yüklemek.

İlk önce button-calibration.ino dosyasını yükleyin ve her Arcade Düğmesinin ürettiği değerleri bir kağıda kaydedin. Bu komut dosyası ayrıca EEPROM'u siler, böylece en yüksek puanlar sıfırlanır.

Daha sonra Game-Settings.h'de kalibre ettiğiniz butonların değerlerini değiştirip ana Lego-Games-Box.ino dosyasını yükleyin ve oynamaya başlayabilirsiniz (yukarıda verilen şemaya göre her şeyi bağlamış olmanız şartıyla).

Not: Bu oyunu çocuklar için yapıyorsanız, lütfen Game-settings.h'deki String GameTitle = {"Hafıza Oyunu", "Reaksiyon Oyunu", "Turnuva Oyunu", "Melodi Oyunu", " bölümündeki son girişi kaldırın. Nükleer Savaş Oyunu"}; Bu son giriş, her oyuncunun düşman seçtiği ve çocuklar için fazla düşmanca olabileceği kurallara sahiptir.

Adım 17: Ayrıntılı Nasıl Yapılır Videosu

Talimatları okumak yerine videoyu izlemeyi daha kolay bulursanız, işte bu yapının video versiyonu.

Adım 18: Oyunun Kuralları

Şu anda uygulanan 5 oyun var. Bu kutu kullanılarak oluşturulabilecek oyunlar hakkında daha fazla fikriniz varsa - lütfen yorumlarda bize bildirin. Kuralları ve nasıl oynanacağını açıklayarak her oyunu kısaca gözden geçireceğim.

Lego Arcade Games Box'ı açmak için yandaki rocker'ı çevirin. Tüm oyunlara Mario nostaljik oyunun sesleri eşlik ediyor. Başlangıçta Mario oyununun başlangıç melodisini duymalısınız.

Başladıktan sonra, şimdi seçilmiş olan oyunu LCD ekranda göreceksiniz. Oyunu değiştirmek için siyah düğmeye basın.

Hangi oyunu oynamak istediğinize karar verdiğinizde, başlamak için Beyaz düğmeye basmanız yeterlidir.

Halihazırda çalışmakta olan oyundan çıkmak istiyorsanız - siyah düğmeye basmanız gerekir.

Başlangıçta kırmızı düğmeye basarak sesleri kapatabilirsiniz (gece modu).

Hafıza Oyunu ("Simon-Says" benzeri, Touch Me oyununa benzer)

Kurallar iyi bilinir ve basittir. Oyun size bir dizi nota/ışık gösterir ve bunu tekrarlamanız gerekir. Her seferinde diziye bir ton/ışık daha eklenir. Ne kadar uzun süre hayatta kalırsanız, hafızanız o kadar iyi olur. Çocukların ve yetişkinlerin kısa süreli hafızasını eğitmek için mükemmeldir.

Reaksiyon oyunu (Whack-a-Mole oyununa benzer)

Yanan her düğmeye basmak için yeterince hızlı olmanız gerekir. Ne kadar uzun süre oynarsanız, düğmeler o kadar hızlı yanar. Bu, çocukların ve yetişkinlerin eğitim tepkisi için harika.

Yarışma/Yarışma oyunu (2-4 oyuncu için)

Size 5 tur verilir. Sinyal verildikten sonra herkes düğmesine çok hızlı basmalıdır (Mario'dan Coin tune). Düğmeye ilk basan kişi raundu kazanır. Kazanç sayısı 5 tur sonunda hesaplanır ve kazanan açıklanır.

Melodi Oyunu (Yeni yürümeye başlayan çocuklar ve daha küçükler için Bas ve Oynat ücretsiz modu)

Bu, küçük çocuklar için mükemmeldir - bir düğmeye basıp basılı tuttuğunuzda değişen melodiler çalar. Çocuklarla yaptığımız ilk testten sonra, 1 yaşındaki küçüğümüzün gerçekten oynamak istediğini ancak NASIL'ı anlamadığını fark ettik. Bu oyunların kuralları - KURAL YOKTUR. Herhangi bir düğmeye basabilirsiniz ve sesler üretecektir.

Savaş oyunu (2-4 yetişkin için)

Bu oyun kutusunun ardışık versiyonlarını programlayan arkadaşım Alex, Trump/Kim krizi sırasında bu oyun için kimin daha büyük nükleer düğmeye sahip olduğu fikrini ortaya attı. Kuralların açıklanması için ayrı bir videoya ihtiyaç vardır (burada ve burada bulabilirsiniz) ancak kısaca, başlangıçta oyuncu sayısını siz seçersiniz ve her turda her kişi düşmanını seçer. Herkes düşmanını seçtikten sonra füzeler uçmaya başlar. Düşman olarak seçilen kişinin, kavşak füzesini göndermek ve ülkesini kurtarmak için düğmeye basması için birkaç dakikası vardır. Turlar sadece bir ülke kalana kadar devam eder.

Adım 19: Nihai Sonuç

Çocuklarımız için oyun kurmak için zaman harcayan 3 arkadaşız. Oyunu gerçekten çok seveceğinizi umuyoruz, bu talimatları kullanarak kendi sürümünüzü oluşturacaksınız. Herhangi bir sorunuz veya öneriniz varsa - lütfen bunları yorumlara gönderin.

Oyun Yaşamı Yarışmasında İkincilik Ödülü