Arduino Arcade Lego Games Box: 19 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:56

اگر بچه دارید ، به احتمال زیاد با همان مشکلاتی روبرو می شوید که ما در مورد مجموعه های لگو خریداری کرده اید. آنها با آنها جمع می شوند و بازی می کنند اما بعد از مدتی مجموعه ها به یک توده آجر تبدیل می شوند. بچه ها بزرگ می شوند و شما نمی دانید با این توده چه کار کنید.

ما تصمیم گرفتیم آجرهای ناخواسته لگو را بازیافت کنیم و یک بازی آرکید ایجاد کردیم.

این راهنمای گام به گام نتیجه چندین ماه تلاش برای تکرار بازی و هزینه بسیار کم است. تقریباً هر کسی می تواند این پروژه را تکرار کند! کد به گونه ای نوشته شده است که وابستگی ندارد و بر روی هر برد Arduino کامپایل می شود. و البته بازی ها به شدت توسط بچه های ما آزمایش شده است:-)

تفاوت این بازی با بسیاری از بازیهای قبلی که قبلاً منتشر شده اند چگونه است؟

اول از همه ، 5 بازی در آن تعبیه شده است:

• بازی حافظه (شبیه "Simon-Says" ، شبیه به بازی Touch Me)
• بازی واکنش (شبیه بازی Whack-a-Mole)
• بازی مسابقه/مسابقه (برای 2-4 بازیکن)
• Melody Game (فشار و بازی حالت رایگان برای کودکان نوپا و کوچکتر)
• بازی جنگی (برای 2-4 بزرگسال)

ثانیاً ، از دیدگاه ما طراحی فوق العاده ای دارد و به راحتی قابل تکرار است.

و سوم ، این زمین دوست است زیرا به شما امکان می دهد پلاستیک را بازیافت کنید.

در پایان این راهنما همچنین یک فیلم مرحله به مرحله در صورت تمایل فرمت ویدیو وجود دارد.

مرحله 1: لیست قطعات

اگر از این پروژه خوشتان می آید اما انبوهی از آجرهای ناخواسته لگو ندارید ، ساده ترین کار این است که ست Lego Classic 10704 را با 900 قطعه داخل آن خریداری کنید.

در اینجا لیستی از مواردی است که برای ایجاد این پروژه نیاز دارید:

• 1 کیلوگرم (2 پوند) آجر لگو ناخواسته (یا آجرهای مشابه از مارک دیگر مانند مگا بلوکس)
• صفحه اصلی 25 * 25 سانتی متر برای لگو (یا مشابه مارک دیگر). پایه لگو دارای 32 x 32 نقطه است. اگر آن را ندارید - هزینه اصلی حدود 3 دلار است. هزینه خرید آنلاین (عبارت جستجو "32 25 بلوک")
• قطعه پلکسی گلاس 30 * 30 سانتی متر (ضخامت 5 یا 6 میلی متر)
• 4 عدد دکمه 60 میلی متری به سبک بازی بزرگ (توصیه می کنم قرمز ، سبز ، آبی ، زرد) (عبارت جستجو برای فروشگاه های آنلاین: "دکمه 60 میلی متری بازی"). آنها گرانترین جزء این ساختمان با هرکدام حدود 2 دلار هستند.
• 2 دکمه فشار لحظه ای شعاع 16 میلی متر (توصیه می کنم سفید و مشکی) (عبارت جستجو: "دکمه فشار 16 میلی متری")
• سوئیچ راک روشن/خاموش اندازه سوار 27x21mm (توصیه می کنم قرمز شفاف با 4 پین باشد) (عبارت جستجو: "rocker switch 16a")
• آردوینو نانو
• صفحه نمایش LCD 1602 و ماژول اتصال I2C
• 2 بلندگو 4 وات 5 وات ، اندازه 30 70 70 میلی متر (می توانید از هر نوع کوچک دیگری استفاده کنید اما طراحی CAD برای 30x70 میلی متر انجام می شود)
• نمونه اولیه 8 6 6 سانتی متر یا یک تخته نان 830 پین
• باتری های قابل شارژ 2x18650 (قابل بازیافت از باتری لپ تاپ مرده)
• نگهدارنده دو باتری 18650 (عبارت جستجو: "دارنده 2 x 18650")
• کنترل کننده شارژ TP4056 و محافظ تخلیه
• مبدل افزایش 5 ولت (کوچکترین 500 میلی آمپر انجام می شود)
• موارد کوچک: برخی از سیم ها ، کابل مینی USB یا دوشاخه ، سوکت میکرو USB روی شکست PCB ، پیچ و مهره M3/مهره/واشر ، 4 پیچ پیچ روی جلد

• مقاومت ها:

  • 6 100 100 اهم
  • 1 x 1k
  • 3 10 10 هزار

مرحله 2: ساخت جعبه

این ساده ترین بخش پروژه است که می توانید به فرزندان خود واگذار کنید.

صفحه پایه Lego 32x32 را بردارید و دیوارها را با استفاده از قطعات بازیافتی قرار دهید. در کل باید حدود 9 لایه داشته باشید. ما رنگ خاکستری روشن را برای پایه انتخاب کردیم تا دیوارهای آجری با رنگ تصادفی تمرکز اصلی باشند.

هیچ جعبه ای مشابه نخواهد بود. وقتی لایه ها را می سازید خلاق باشید. حتی قطعات کوچک را بازیافت کنید - آنها زیبا به نظر می رسند. همچنین اشکال نامنظم نیز زیبا به نظر می رسند. پنجره ها ، شیشه های جلو اتومبیل ، درها و جعبه ها را اضافه کنید.

جعبه باید حداقل یک درب لگو با اندازه کامل داشته باشد. این مورد برای نصب سوئیچ راکر در دیوار مورد نیاز است.

مرحله 3: ساخت جلد بالا

روکش بالا از پلکسی گلاس 5 یا 6 میلی متری (ورق اکریلیک شفاف) ساخته شده است. نقشه CAD را بارگیری کنید ، روی USB قرار دهید و فقط به نزدیکترین فروشگاه CNC بروید - آنها آن را برای شما آسیاب می کنند. نقاشی CAD همچنین شامل صفحه نصب سوئیچ راک است (عکس را ببینید).

شما باید مقداری از سطح بالای صفحه را انجام دهید. لبه را با کاغذ ماسه ای و یک بلوک چوبی مورب کنید. همچنین سوراخ هایی برای نصب بلندگوها و صفحه نمایش 1602 ایجاد کنید. صفحه 1602 همچنین به یک مثلث کوچک آسیاب شده در کنار پنجره LCD در ورق اکریلیک نیاز دارد (عکس را ببینید). من این کار را با عمق نصف با استفاده از ابزار چرخشی (dremel) و یک روتر کوچک انجام دادم.

مرحله 4: همه اجزا را به جلد بالا اضافه کنید

4 دکمه بزرگ بازی ، 2 دکمه تغییر/انتخاب بازی ، 2 بلندگو و یک ماژول 1602 LCD + I2C را نصب کنید. همه چیز با پیچ M3 + واشر M3 و مهره در پشت ثابت می شود.

قبل از نصب دکمه های بازی - نگهدارنده های چراغ LED را بردارید. شما باید کمی آنها را اصلاح کنید - مرحله بعدی را ببینید.

مرحله 5: تغییر LED ها در دکمه های بازی

این دکمه های بازی برای کار با ولتاژ 12 ولت طراحی شده اند. آنها با ولتاژ 5 ولت کار می کنند که ولتاژ پیش فرض این پروژه است اما بسیار کم نور خواهند بود. بنابراین ، سوکت های LED را از دکمه های بازی خارج کردم ، نگهدارنده های LED را بیرون کشیدم و LED ها را با مقاومت حذف کردم. مقاومت های 460 اهم نیاز به جداسازی و جایگزینی با 100 اهم دارند. پس از اتمام کار ، همه چیز را جمع آوری کردم و LED ها را با نگهدارنده در دکمه ها نصب کردم.

مرحله 6: (اختیاری) برچسب های دکمه کنترل

ممکن است به برچسب های روی 2 دکمه کنترل توجه کرده باشید. اولین نسخه ما از بیلد آنها را نداشت اما وقتی بار دوم را تکرار کردم تصمیم گرفتم آنها را اضافه کنم.

هر دو دکمه بسته به وضعیت بازی عملکردهای متعددی دارند. دکمه سفید بازی انتخابی را شروع می کند یا انتخاب را در برخی از بازی ها تأیید می کند. دکمه سیاه بازی انتخاب شده را تغییر می دهد یا در طول بازی خارج می شود.

برای ایجاد برچسب های گرد به یک ورق آلومینیومی نازک (حداکثر 1 میلی متر ضخامت) ، یک مته سوراخ دار ، یک مته پله ای و مشت های حروف نیاز دارید (تصویر را ببینید). ابتدا دایره را با استفاده از اره سوراخ برش دهید. سپس قطر داخلی را با بیت پلکانی بزرگ کرده و سپس از مشت های حروف برای ایجاد برچسب استفاده می کنید. برای نمایان شدن بیشتر حروف ، از یک نشانگر سیاه دائمی (شارپی) استفاده کنید.

مرحله 7: ساخت تخته شکست

شما در اینجا دو گزینه دارید. یا از تخته نان و سیم آردوینو با کابل در نانبرد استفاده کنید یا یک برک آوت کوچک در پشت صفحه LCD نصب کنید.

برای اولین ساخت ما از تخته نان استفاده کردیم (تصویر را ببینید). برای ساخت دوم تصمیم گرفتیم زمان بیشتری را برای ایجاد برد شکستن اختصاص دهیم. عملکرد تغییر نمی کند ، اما سیم های کمتری وجود دارد و شکست در زیر پنل LCD پنهان می شود.

اگر تصمیم دارید با برد بریکت بروید ، نمونه اولیه برد 8x6 را بردارید و آن را مانند تصویر برش دهید. بخش بزرگتری برای شکست و کوچکتر برای ایجاد منبع تغذیه استفاده می شود.

آردوینو نانو را روی این تخته اولیه لحیم کنید.

مرحله 8: سیم کشی اتصالات

برخی از کابل ها را آماده کرده و تنظیمات ، کلیدها و اتصالات خود را مطابق نمودار سیم کشی کنید.

از زمانی که شروع به استفاده از کابل های جفت پیچ خورده اترنت کردم - سردرد را فراموش کرده ام که سیم های پروژه هایم را از کجا تهیه کنم. رنگ آنها متفاوت است و چند هسته ای هستند بنابراین به راحتی نمی شکنند. هنگام کار با آنها تنها چیزی که باید به آن توجه کنید این است که لحیم کاری باید بسیار سریع باشد تا عایق را نسوزانید.

در عکس دوم به نحوه اتصال مقاومت 100 اهم برای اتصال به بلندگو توجه کنید.

چند نکته در مورد اتصالات:

• دکمه های کنترل سیاه/سفید از پایه های D2/3 مستقیماً به Ground متصل می شوند زیرا از مقاومت های کششی داخلی در نانو استفاده می شود.
• A4/5 به پین های I2C SDA/SCL متصل هستند. این مورد برای ماژول LCD I2C مورد نیاز است.
• بلندگوها باید به D10/11 متصل باشند زیرا این پین ها PWM فعال هستند.
• توصیه می شود یک خط مسی کوچک را به عنوان راه آهن زمینی برای اتصال آسانتر همه سیمهای زمینی اضافه کنید (حدود 5 عدد از آنها وجود خواهد داشت).

مرحله 9: سیم کشی دکمه ها

همه دکمه های بازی از طریق یک سری مقاومت به یک پین A1 متصل می شوند. A1 به عنوان Pull-up داخلی آنالوگ تنظیم شده است. این یکی از آن ویژگیهای اندک شناخته شده آردوینو است که به ما کمک کرد تا در سیمهای خروجی به دکمه ها صرفه جویی کنیم.

بنابراین تنظیمات به شرح زیر است: از A1 تا دکمه اول از طریق مقاومت 1k. از button1 تا button2 تا 10k. از button2 تا button3 تا 10k و از button3 تا button4 تا 10k. هر دکمه در "بستن" شورت حالت به زمین. از آنجا که در حال حاضر Ground در هر دکمه برای LED ها وجود دارد ، پین دوم هر سوئیچ از LED به زمین متصل می شود. برای درک سیم کشی ، به نمودار نگاه کنید.

در آنجا ، اتصال کابل Mini-USB به Arduino Nano باید به شما اجازه دهد بعد از بارگذاری طرح ، بازی را انجام دهید. تنها چیزی که نیاز دارید یک منبع تغذیه است تا بازی قابل حمل شود.

مرحله 10: نصب باتری ها

من از دو باتری بازیافتی 18650 از باتری های لپ تاپ مرده استفاده کردم. اینها دارای ظرفیت کمتری (حدود 600 میلی آمپر ساعت) هستند که نمی خواستم از آنها برای برنامه های بار بیشتر استفاده کنم. دستگاه واقعاً از این مقدار قدرت استفاده نمی کند ، بنابراین باید برای اجرای بازی برای روزها کافی باشد.

باتری ها در یک نگهدارنده دو باتری 18650 نصب شده اند و یک اتصال دهنده برای اتصال آسان به منبع تغذیه وجود دارد.

مرحله 11: نصب USB Socket Extender

بازی باید قادر به شارژ و ارتقاء سیستم عامل بدون جداسازی قطعات باشد. بنابراین یکی از بلوک ها را برای مخفی کردن اتصال Micro-USB حفاری کردم.

برای گسترش USB از دیوار آجری به آردوینو نانو ، من یک کابل Mini-USB برداشتم و انتهای USB-A (کانکتور بزرگ USB) را جدا کردم و سیم ها را از بین بردم. در مورد من ، قرمز/مشکی قدرت و سفید/سبز اتصالات D +/- بودند.

D +/- باید روی بریکت Micro-USB لحیم شود. 5 ولت و زمین (قرمز/مشکی) باید از منبع تغذیه عبور کنند.

چرا در صورتی که نانو از Mini-USB استفاده می کند ، راه اندازی Micro-USB انتخاب شد؟ فقط به این دلیل که Micro-USB در همه جای خانواده ما وجود دارد-برای شارژ تلفن و سایر دستگاه ها استفاده می شود. بنابراین می توانید بازی را شارژ کرده و سیستم عامل را با کابل تلفن خود ارتقا دهید:-)

مرحله 12: تهیه منبع تغذیه

من برد اولیه نمونه کوچکتر را برداشتم و دقیقاً شارژر باتری TP4056 و ماژول محافظ و همچنین تقویت کننده 5V را روی آن لحیم کردم.

ورودی TP4056 از سوکت Micro-USB انجام می شود. کابل باتری به پین های TP4056 متصل شده است که به عنوان B +/- مشخص شده اند. پین هایی که با OUT +/- علامت گذاری شده اند به سوئیچ راک می روند. از سوئیچ راک ، اتصالات +/- وارد ماژول تقویت کننده 5 ولت شده و از خروجی تقویت کننده ، سیمهای قرمز/مشکی کابل USB جدا شده متصل می شوند.

برای درک سیم کشی به نمودار توجه کنید.

مرحله 13: اپوکسی Micro USB Breakout

من برای رفع خرابی Micro-USB در آجر لگو از مقداری اپوکسی استفاده کردم. پس از بهبود ، سوکت محکم تر از آنهایی است که در تلفن های همراه یافت می شود ، بنابراین بچه ها می توانند بازی را دوباره شارژ کنند و خراب نشود.

من توصیه می کنم از اپوکسی سریع درمان برای این قسمت استفاده کنید. اگر آن را ندارید ، کمی سخت کننده را به رزین اضافه کنید و بگذارید مدتی بماند.

مرحله 14: سوئیچ راکر را نصب کنید ، Power Harness را وصل کنید

این سوئیچ عظیم است. این برای ولتاژ اصلی 250 ولت طراحی شده است. اما من هنوز از این مدل استفاده کردم زیرا عالی به نظر می رسد و کاملاً در درب استاندارد Lego City جا می گیرد. بنابراین سوئیچ را وارد صفحه نصب کردم و سپس صفحه را با استفاده از 2 پیچ (دیوارها از قبل حفاری شده بود) روی دیوار آجری ثابت کردم.

همچنین می توان مهار را در نهایت و همچنین Micro-USB که در آجر Lego اپوکسی شد نصب کرد. توجه داشته باشید که چگونه از آجرهای اضافی برای اتصال اجزا به پایه استفاده شده است.

مرحله 15: بستن درب

کابل Mini-USB را در آردوینو نانو که روی جلد ثابت است قرار دهید و درب آن را ببندید.

من 4 سوراخ روی دیوارها پیش انداختم و از 4 پیچ برای نصب قسمت بالای آن به جعبه استفاده کردم.

مرحله 16: کد

اولین نسخه بازی توسط من نوشته شده است و 4 نسخه جدید از دوست من الکس وجود دارد که 4 بازی دیگر اضافه کرده و کد را به طور کامل تمیز کرده است. ما همچنین از کار Reyboz برای صداها استفاده کردیم - سطح صدای تولید شده با استفاده از این کد در مقایسه با آنچه به طور پیش فرض با استفاده از کتابخانه Tone آردوینو تولید می شود شگفت انگیز است.

همانطور که گفته شد ، کد ماه ها پس از آزمایش گسترده QA توسط بچه ها بهینه شده است و در حال حاضر ما نسخه 4 را در GitHub بارگذاری کرده ایم.

آخرین نسخه کد منبع:

تنها کاری که باید انجام دهید این است که کتابخانه LCD 1602 I2C (موجود در مدیریت کتابخانه Arduino IDE) را نصب کرده و سپس کد ما را بارگذاری کنید.

ابتدا دکمه calibration.ino را بارگذاری کرده و مقادیری را که هر Arcade Button تولید می کند روی کاغذ ثبت کنید. این اسکریپت همچنین EEPROM را پاک می کند تا نمرات بالا بازنشانی شوند.

پس از آن شما در Game-Settings.h مقادیر دکمه هایی را که کالیبره کرده اید تغییر داده و فایل اصلی Lego-Games-Box.ino را بارگذاری کرده و می توانید بازی را شروع کنید (به شرطی که همه چیز را مطابق طرح کلی که در بالا ذکر شد متصل کنید).

توجه: اگر این بازی را برای بچه ها تهیه می کنید ، لطفاً در Game-settings.h آخرین ورودی را از String GameTitle حذف کنید = {"بازی حافظه" ، "بازی واکنش" ، "بازی مسابقات" ، "بازی ملودی" ، " بازی جنگ هسته ای "}؛ این آخرین ورودی دارای قوانینی است که در آن هر بازیکن دشمنان خود را انتخاب می کند و ممکن است برای بچه ها بسیار خصمانه باشد.

مرحله 17: نحوه انجام دقیق ویدئو

در صورتی که تماشای ویدیو به جای خواندن دستورالعمل ها برای شما آسان تر شده است ، در اینجا نسخه ویدئویی این بیلد وجود دارد.

مرحله 18: قوانین بازی

در حال حاضر 5 بازی اجرا شده است. اگر ایده های بیشتری در مورد بازی هایی دارید که می توانید با استفاده از این جعبه ایجاد کنید - لطفاً در نظرات به ما اطلاع دهید. من به طور مختصر در مورد هر بازی قوانین و نحوه بازی را توضیح می دهم.

سوئیچ راکر را بچرخانید تا Lego Arcade Games Box روشن شود. همه بازی ها با صداهای بازی نوستالژیک ماریو همراه هستند. در هنگام راه اندازی باید ملودی راه اندازی بازی ماریو را بشنوید.

پس از شروع ، بازی را که اکنون انتخاب شده است روی صفحه LCD مشاهده خواهید کرد. برای تغییر بازی ، دکمه سیاه را فشار دهید.

هنگامی که تصمیم گرفتید کدام بازی را می خواهید بازی کنید ، کافی است برای شروع روی دکمه سفید ضربه بزنید.

اگر می خواهید از بازی در حال اجرا خارج شوید - باید دکمه سیاه را فشار دهید.

هنگام راه اندازی می توانید با فشار دادن دکمه قرمز صداها را خاموش کنید (حالت شب).

بازی حافظه (شبیه "Simon-Says" ، شبیه به بازی Touch Me)

قوانین به خوبی شناخته شده و ساده هستند. بازی دنباله ای از یادداشت ها/چراغ ها را به شما نشان می دهد و باید آن را تکرار کنید. هر بار یک تن/نور دیگر به دنباله اضافه می شود. هرچه بیشتر زنده بمانید ، حافظه شما بهتر است. این برای آموزش حافظه کوتاه مدت کودکان و بزرگسالان عالی است.

بازی واکنش (شبیه بازی Whack-a-Mole)

باید آنقدر سریع باشید که به هر دکمه ای که روشن می شود ضربه بزنید. هرچه بیشتر بازی کنید ، دکمه ها سریعتر روشن می شوند. این مورد برای واکنش تربیتی کودکان و بزرگسالان عالی است.

بازی مسابقه/مسابقه (برای 2-4 بازیکن)

به شما 5 دور داده می شود. هر کس باید دکمه او را به سرعت بعد از دریافت سیگنال (ضربه کوین از ماریو) بکشد. هرکسی که ابتدا دکمه را بزند برنده می شود. تعداد بردها در پایان 5 دور محاسبه و برنده اعلام می شود.

Melody Game (فشار و بازی حالت رایگان برای کودکان نوپا و کوچکتر)

این یکی برای کودکان نوپا عالی است - هنگامی که یک دکمه را فشار می دهید و نگه می دارید آهنگ های متناوب پخش می کند. پس از آزمایش اولیه با بچه ها متوجه شدیم که کوچکتر ما که 1 ساله بود واقعاً می خواهد بازی کند اما چگونه نمی فهمد. قوانین این بازی عبارتند از - بدون قاعده. شما می توانید هر دکمه ای را فشار دهید تا صدا تولید شود.

بازی جنگی (برای 2-4 بزرگسال)

دوست من الکس ، که نسخه های بعدی این جعبه بازی ها را برنامه ریزی کرد ، در مورد بحران ترامپ/کیم ایده این بازی را مطرح کرد که چه کسی دکمه هسته ای بزرگتری دارد. قوانین برای توضیح نیاز به یک فیلم جداگانه دارند (شما می توانید آن را اینجا و اینجا بیابید) اما به طور خلاصه ، تعداد بازیکنان را در ابتدا انتخاب می کنید و در هر دور هر نفر دشمن خود را انتخاب می کند. هنگامی که هر کس دشمن خود را انتخاب کرد ، موشک ها شروع به پرواز می کنند. کسی که به عنوان دشمن انتخاب شده است چند لحظه فرصت دارد تا دکمه ارسال موشک تقاطع را نجات دهد و کشور خود را نجات دهد. دورها ادامه می یابد تا تنها یک کشور باقی بماند.

مرحله 19: نتیجه نهایی

ما 3 دوست هستیم که وقت گذاشتیم تا بازی را برای بچه هایمان بسازیم. ما واقعاً امیدواریم که بازی را آنقدر دوست داشته باشید که با استفاده از این دستورالعمل ها نسخه شخصی خود را بسازید. اگر س questionsال یا پیشنهادی دارید - لطفاً آنها را در نظرات ارسال کنید.

جایزه دوم در مسابقه بازی زندگی