Caseta O evadare în carantină (plictiseala): 7 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:42

Acest proiect a fost Proiectul meu personal de carantină Arduino. Am lucrat la el în mod constant în primele câteva săptămâni până la carantină, dar apoi am întâmpinat câteva probleme folosind servomotoare pe care nu le-am putut rezolva cu ușurință, așa că l-am pus deoparte pentru câteva săptămâni. Dar acum, când statul nostru începe să se deschidă din nou, am decis: Nu mai amânăm; este timpul să termin asta!

Zilnic sunt programator și consultant în baze de date, dar am o fascinație pentru escape rooms și puzzle-uri. Deși nu am niciun interes să construiesc proiecte Arduino care să îndeplinească nevoile care au fost deja abordate comercial (De ce aș construi o lumină de noapte cu senzor de lumină atunci când pot cumpăra una pentru câțiva dolari de la magazin?), Când am decis să-mi construiesc propria mea camera de evacuare pentru prieteni la sfârșitul anului trecut, învățarea de a folosi un Arduino în puzzle-uri personalizate de cameră de evacuare a devenit brusc ceva care mă interesa. Acestea fiind spuse, nu sunt deloc un inginer electric și învăț să lipesc și să folosesc corect componentele electrice a fost deseori o provocare! Mulțumesc lui Dumnezeu pentru multitudinea de exemple și documentație Arduino de pe internet!

Deci, cu aproximativ o săptămână înainte ca Carolina de Sud să fie închisă. Trăiam culoarele la magazinul local Goodwill și am dat peste un obiect din cutie de lemn cu rafturi și o ușă și câteva cârlige. Nu mi-a fost clar imediat pentru ce a fost proiectată cutia, dar m-am gândit că arduino ar putea să facă o recuzită bună în camera de evacuare de casă pe care o planificam pentru niște prieteni în viitorul apropiat. După ce am ajuns acasă, am recunoscut-o în cele din urmă pentru ceea ce era: o stație de încărcare / poștă / cheie supradimensionată. Într-o săptămână de la acea călătorie de cumpărături ni s-a spus să „rămânem acasă” și am mai aruncat o privire la cutie. M-am gândit că poate ar putea să devină mai mult decât am crezut inițial. M-am gândit că, cu toate părțile laterale și compartimentele separate, poate că ar putea fi transformat într-o casetă de puzzle în mai mulți pași care ar putea fi împărtășită prietenilor sau copiilor în timpul carantinei în locul unei camere de evacuare reale, cu contact strâns. Deoarece cutia în sine este în esență plăci aglomerate cu un finisaj frumos, am vrut să proiectez ceva care să necesite modificări minime ale cutiei, astfel încât să nu aibă nevoie de retușuri sau vopsea pentru a acoperi găurile sau zgârieturile. Prin urmare, aveam nevoie de puzzle-urile mele pentru a lucra cu arhitectura existentă a laturilor cutiei. De asemenea, am vrut să proiectez suficiente puzzle-uri pentru a simți că fiecare parte a cutiei este implicată în cel puțin un puzzle. Așa că m-am uitat la el timp de câteva zile și am făcut o brainstorming … În fiecare secțiune de mai jos voi împărtăși gândurile mele inițiale, planurile și soluțiile finale pentru diferitele părți ale cutiei. Ultima secțiune va însuma secvența de redare de la început la sfârșit și va furniza codul meu Arduino. În cele din urmă am reușit să strâng 8 puzzle-uri distincte pe cutie, care am simțit că este un număr decent pentru o cutie mică.

Sperăm că dacă acesta este tipul de lucru care vă interesează, notele și imaginile mele vă pot oferi câteva idei pentru a vă proiecta propriile.

Provizii

Diverse componente Arduino, inclusiv:

Placă ELEGOO MEGA 2560 R3 (off-brand Arduino Mega)

Încuietoare solonoidă de 6 volți

2 sau 3 senzori de hală fără blocare

3 becuri cu LED UV de 10 mm

2 lasere roșii

VISDOLL WS2801 Pixel LED String Lights (Adresabil individual)

3 comutatoare cu buton (12 / 17mm comutatoare impermeabile fără blocare)

HiLetgo MP3 Player Mini (DFPlayer)

Difuzor ieftin

6 fotorezistoare / rezistențe dependente de lumină 5 mm

Modulul releu Tolako 5 volți

Senzor digital de greutate a celulei de încărcare AuBreey 5 kg

Anker PowerCore Charger (pentru alimentarea luminilor și arduino)

Baterie de 9 volți (pentru alimentarea solonoidului)

Sârmă (după cum este necesar)

Adaptoare (după cum este necesar)

Sârme jumper (după cum este necesar)

Plăci PCB (după cum este necesar)

Diverse rezistențe (după cum este necesar)

Alte consumabile:

Încuietori mici combinate

Genti mici cu fermoar (care pot fi blocate cu încuietori deasupra)

Film plastic de diferite culori sau întuneric

Oglinzi mici de tip dentist, telescopice și pivotante

Șaibe și nuci

Stilou UV (cerneală invizibilă)

Jeton mic sau caracter folosit pentru a ține magnet (am folosit un recipient gol pentru balsam de buze în formă de vulpe)

Sfoară

Magneți de pământ rar

Hârtie

Resturi de țesături

Resturi de lemn

Pasul 1: Cârligele laterale ale cutiei

Cutia mea conținea o latură cu două cârlige. Aș fi putut să le îndepărtez complet, dar așa cum am menționat, cutia în sine era plăci aglomerate și încercam să o păstrez cât mai fără cicatrici. Deci, pentru ce ar putea fi folosite cârligele laterale? Răspunsul evident a fost să atârne ceva de la ei. Dar cum s-ar putea transforma agățatul în ele într-un puzzle? Am decis că ar putea fi un fel de puzzle de greutate. Inițial, am planificat să atașez fiecare cârlig la o cântare individuală, dar după ce am investigat senzorii de greutate și tensiune, mi-am dat seama că probabil nu aveam loc pentru doi senzori în cutie și doar folosirea unuia ar face programarea și lucrările electrice mult mai simple. Deci, deși știam că doar unul dintre cârlige ar funcționa efectiv, nu am vrut ca jucătorul să-și dea seama el însuși. Am planificat să realizez mai multe articole de diferite greutăți. Jucătorul ar trebui să folosească unele logici sau presupuneri pentru a afla cum să împartă în mod egal aceste obiecte între cele două cârlige. Ar fi fost frumos să ai personaje sau obiecte metalice drăguțe, dar greoaie, pe coliere, dar am mers pe un traseu ieftin și m-am mulțumit cu diverse șaibe și nuci pe sfoară. Fiecare buclă de sfori de hardware este marcată cu o greutate în grame. Jucătorul trebuie să împartă hardware-ul în două seturi uniforme și să atârne fiecare set pe un cârlig separat pentru a rezolva puzzle-ul. Senzorul de greutate pe care l-am folosit este un senzor de greutate celulă de încărcare HX711 de 5 kg. Intervalul său de greutate este probabil prea mare pentru muncă, dar funcționează suficient de bine atunci când este calibrat. Mi-a luat mult timp să-mi dau seama cum să pun senzorul de greutate în cutie, astfel încât un cârlig să poată trage senzorul și să poată înregistra greutatea. În cele din urmă, am venit cu configurația din imagine. Partea statică a senzorului este conectată la un bloc care este înșurubat în interiorul cutiei. Cealaltă parte a senzorului are un bloc mai mic atașat la partea superioară în care este înșurubat cârligul din exteriorul cutiei (până la capăt, prin partea cutiei). Acest lucru a necesitat utilizarea unui șurub mai lung și creșterea gaurii în care cârligul a fost înșurubat inițial strâns din exterior, astfel încât să se dea șurubul cârligului puțin, astfel încât tensiunea pe el să poată fi percepută de senzorul de greutate.

Din exterior, cârligul arată normal, dar se mișcă suficient pentru a pune presiune pe senzorul de greutate interior și pentru a da o citire exactă (atunci când este calibrată).

Pasul 2: Partea înaltă a buzunarului poștal

Pentru partea laterală a cutiei care conține un buzunar înalt de poștă, am trecut prin mai multe idei. În cele din urmă, am decis că vreau să folosesc lasere undeva pe cutie și aici au fost plasate în cele din urmă. Deoarece compartimentul înalt este introdus, am putut adăuga două lasere în partea de sus și două fotorezistoare pe partea stângă. Jucătorul trebuie să stabilească faptul că trebuie să găsească o modalitate (cu oglinzi) de a direcționa simultan un laser către fiecare senzor. În afară de a le oferi jucătorilor două oglinzi portabile, am vrut ca jucătorii să poată găsi o modalitate de a poziționa oglinzile individual, care nu necesită utilizarea ambelor mâini pentru a ține oglinzile. M-am gândit la ce ar putea funcționa pentru a face acest lucru pentru o lungă perioadă de timp. În cele din urmă mi-am dat seama că oglinzile pivotante ale dentistului ar putea face ceea ce îmi doream. M-am gândit că dacă arborii lor ar putea fi ținuți liniștiți, funcțiile lor de telescopare și pivotare ar putea fi folosite pentru a direcționa fasciculele laser către senzor în mod independent.

Am forat o bucată de lemn folosind un burghiu de-abia peste diametrul axului oglinzii într-o bucată de lemn pe care am pus-o în fundul buzunarului lateral. Astfel, oglinzile sunt susținute în poziție verticală în timp ce jucătorul își reglează capul pentru a orienta laserele.

Oglinzile mici, telescopice, au, de asemenea, avantajul de a fi suficient de scurte pentru a se potrivi orizontal sub partea de sus a buzunarului, deci nu este evident imediat că există oglinzi în lateral.

Pasul 3: Partea frontală a raftului cutiei

Partea din față a cutiei avea două rafturi înclinate. Știam că vreau să folosesc cele două rafturi pentru puzzle-uri diferite.

Am decis că un puzzle va folosi o lumină neagră pentru a ilumina cerneala invizibilă, UV, iar celălalt puzzle va folosi mai mulți senzori de lumină (fotorezistoare) la rând. După ce am experimentat un singur bec cu lumină UV care a venit de la capătul unui pix invizibil cu cerneală, am găsit fasciculul său de lumină nesatisfăcător. În schimb, am comandat becuri mai mari (10 mm) și am folosit trei dintre ele pentru a ilumina raftul superior pe care desenasem un design tradițional de puzzle tangram în cerneală UV. Am conectat fiecare lumină individual la un pin de ieșire Arduino cu un rezistor de 100K (cablat în serie ar fi necesitat mai mult de 5 volți cu care îmi furnizam Arduino). Necunoscut jucătorului, un senzor de sală (care detectează prezența unui magnet puternic) este conectat la un rezistor și lipit la cald de un anumit punct din spatele panoului din spate. Când luminile negre sunt aprinse, jucătorul trebuie să folosească piese de tangram din lemn cu care a fost furnizat pentru a finaliza designul tangramului. Piesa de tangram pătrat are în ea un magnet de pământ rar încorporat și, atunci când este plasat pe locul potrivit (deasupra), puzzle-ul este finalizat. În cele din urmă, am fost mulțumit de modul în care a apărut acest puzzle. Pentru raftul inferior, am avut ideea de a crea un puzzle care ar necesita un jucător să citească câteva indicii și, din acestea, să plaseze patru personaje în ordinea corectă de la stânga la dreapta. Am crezut că aș putea crea personaje (decupate cu Silhouette Cameo) care să aibă ferestre transparente de film în diferite nuanțe.

Necunoscând prea multe despre rezistențe fotorezistente, m-am gândit că dacă personajele ar fi plasate în ordinea corectă, filmele lor ar afecta în mod fiabil citirile luminii de pe fiecare dintre senzorii de lumină. Am găsit mai multe filme colorate din plastic și le-am testat pentru a determina care patru culori ale filmului erau cele mai distincte una de cealaltă. Dar această idee a funcționat mai bine în teorie decât în realitate.

Senzorii de lumină nu sunt în cele din urmă atât de fiabili și am constatat că cea mai mică diferență în unghiurile instalate a afectat foarte mult citirea pe care fiecare senzor a dat-o chiar dacă lumina care strălucea pe toți era exact aceeași. Acestea fiind spuse, eram hotărât să fac acest lucru și am găsit o modalitate de a comanda personajele și filmele lor peste senzori care 1) nu ar permite niciodată rezolvarea accidentală a puzzle-ului și 2) ar putea fi rezolvată în mod fiabil într-o cameră cu lumină suficientă de fiecare dată. Acești senzori de lumină sunt conectați exact la fel ca senzorii utilizați cu laserele de pe partea înaltă a poștei (cu un rezistor care împarte un picior nepozitiv la un pin negativ și de intrare). Există o mulțime de documentații despre cum să conectați aceste lucruri acolo.

Deoarece nu știam câtă lumină va exista atunci când jucătorii vor încerca acest puzzle, în loc să verific valorile specifice sau diferențele dintre măsurători, verific doar pentru a mă asigura că cel mai ușor film al meu are o citire mai mare decât următorul cel mai ușor film și că filmul a avut o lectură mai mare decât următoarea și așa mai departe.

Sunt prezentate indiciile mele de comandă, cu referințe Covid-19 pentru distracție. Un alt lucru pe care inițial îl așteptam cu nerăbdare să fac cu această cutie era să am niște compartimente ascunse deasupra rafturilor care se deschideau automat atunci când un jucător rezolva un puzzle pentru a-i oferi provizii pentru următorul puzzle. Există o cantitate semnificativă de spațiu deasupra fiecărui raft pentru a face acest lucru. Așa că am instalat două panouri cu balamale și am făcut unele experimente încercând să folosesc servomotoare mici pentru a împinge panourile, dar nu sunt inginer mecanic și pur și simplu nu am reușit să funcționeze bine. Am pus proiectul deoparte pentru câteva săptămâni, frustrat.

După câteva săptămâni, am decis să comand să duc la capăt acest proiect, cel mai bine era să renunț la ideea mutării ușilor. Pentru a rezolva problema livrării de provizii jucătorului, am venit cu o soluție mult mai simplă descrisă în Pasul de sus al cutiei de mai jos.

Pasul 4: partea de sus a cutiei

Partea superioară a cutiei are un capac care se deschide. Inițial, am planificat să blochez capacul și să-l deschid și să-l deschid doar când un puzzle a fost finalizat cu succes. Dar după deschiderea automată a compartimentelor secrete, ideea sa dovedit a fi prea dificilă pentru mine de implementat într-un timp rezonabil și mi-am dat seama că am nevoie de o soluție mai simplă. Am decis să păstrez topul deblocat și să-l folosesc doar pentru a stoca „proviziile” cu care jucătorul va fi premiat la finalizarea fiecărui puzzle. Dar cum aș putea limita jucătorii doar la proviziile pe care trebuiau să le primească atunci când au terminat fiecare puzzle? Răspunsul meu simplu a fost să am saci mici cu lacăt. De fiecare dată când un jucător rezolvă un puzzle care are o recompensă, se anunță combinația blocării corespunzătoare și jucătorul poate testa blocajele pentru a afla ce geantă poate deschide.

Aceasta a fost o soluție ușoară și a simplificat foarte mult mecanica cutiei fără a compromite prea mult distracția de rezolvare a puzzle-urilor. Și mi-a permis să termin cutia!

Pasul 5: partea din spate a cutiei

Mereu am crezut că ușa din spate a cutiei va deține „premiul” pentru rezolvarea tuturor puzzle-urilor cutiei. După cum sa dovedit, există totuși atât de multe fire și încărcătoare și alte componente electrice acolo, încât nu prea este loc pentru mult altceva. Pentru puzzle-ul de pe această parte, inițial m-am gândit că aș vrea să am o grilă de placaj care să se potrivească peste partea din spate a ușii, prin care un jeton cu un magnet în baza sa să-și facă drum în jurul unui labirint, dar nu am avut nici o cale de tăiere a unei rețele de lemn și am decis că un labirint pe o bucată de hârtie sau țesătură ar putea funcționa la fel de bine, chiar dacă nu arăta la fel de rece. Tocmai am făcut o cale simplă folosind vinil de fier pe o bucată de țesătură de in. Țesătura se atașează la ușă cu magneți (încastrate în spatele ușii). Jucătorul își mută jetonul (care conține un magnet în bază) de la „start” la „sfârșit” și în acest proces declanșează un senzor de sală pentru a finaliza cu succes puzzle-ul și a debloca blocarea solenoidului de pe ușă. (Pentru a face un pic mai dificil să „înșeli” la [sau să mergi direct la final], aveam de gând să adaug un al doilea senzor de sală undeva pe traseu, dar, din moment ce calea este oricum simplă, mi s-a părut a fi exagerat.) „Jetonul” meu este doar un container vechi de balsam de buze care se potrivește cu un magnet de pământ rar în baza sa.

Solenoidul este alimentat de o baterie de 9 volți și conectat la Arduino printr-un releu de 5 volți.

Deși puzzle-ul este simplu, sperăm că provocarea pentru unii jucători va fi că nu este evident imediat ce ar trebui făcut cu țesătura, simbolul și magneții atunci când se găsește în punga de aprovizionare.

Pasul 6: Lumini, butoane și sunete

Știam că vreau ca caseta de puzzle să aibă lumini și sunete. De asemenea, m-am gândit că, dacă aș avea butoane, aș avea mult mai multă flexibilitate cu puzzle-urile pe care le-aș putea crea. Decid să adaug butoanele și luminile din partea de sus a casetei pentru a le menține cât mai îngrijite posibil. Am forat 4 găuri pe fiecare parte. Luminile utilizate sunt 9 LED-uri adresabile individual, multicolore pe un singur șir. Au nevoie de energie suplimentară a bateriei din afara Arduino, dar sunt ușor de programat. Acesta a fost primul meu experiment cu butoanele Arduino. Butoanele necesită și rezistențe conectate la ele. Există o mulțime de documentație cu privire la butoane. Sunetul a fost furnizat de un player mp3 DFPlayer conectat la un singur difuzor ieftin pe care l-am scos dintr-un difuzor de andocare ieftin. Am avut unele probleme cu referirea fișierelor după nume sau chiar numere (vezi codul), dar în cele din urmă nu a fost prea greu să-mi dau seama cum să funcționeze. Cu trei lumini și 1 buton pe fiecare din cele trei laturi (stânga, dreapta și față), am încercat să vin cu idei pentru puzzle-uri. În cele din urmă, am decis un puzzle color, un puzzle luminos intermitent și un puzzle de ascultare a poveștii. Pentru puzzle-ul color, cele două lumini exterioare de pe fiecare parte sunt setate la culori primare. Lumina interioară este inițial stinsă. Jucătorul împinge butonul pentru a porni și schimba culoarea luminii la culoarea secundară corectă. De exemplu, dacă cele două din exterior sunt roșii și albastre, lumina interioară trebuie setată la Violet. Pentru puzzle-ul intermitent, am cele două lumini exterioare de fiecare parte a casetei care clipesc numărul de timp corespunzător poziției lor. De la stânga la dreapta, 1, 3, 4, 6, 7, 9. Lumina din mijloc de pe fiecare parte trebuie sincronizată cu poziția sa apăsând butonul de atâtea ori. În cele din urmă, puzzle-ul este câștigat de lumina din poziția 1 clipind o dată, lumina din poziția 2 clipind de două ori, până la lumină în poziția 9, clipind de 9 ori. Pentru puzzle-ul de ascultare, se citește o poveste înregistrată. Povestea conține cuvintele STÂNGA și DREAPTA de mai multe ori. Butoanele stânga și dreapta trebuie împinse în aceeași ordine ca povestea pentru a finaliza puzzle-ul. În plus, luminile și sunetul sunt folosite pentru a indica faptul că jucătorul a reușit cu succes anumite puzzle-uri, pentru a oferi jucătorului combinațiile pungilor de aprovizionare și pentru a-i anunța că a rezolvat întreaga cutie.

Pasul 7: secvența de redare și codul

Jocul de box este secvențial. Cele 8 puzzle-uri trebuie rezolvate în ordine. Și, deși există numeroase posibilități pentru ordonarea puzzle-urilor, cu asta am terminat: Caseta puzzle începe cu jucătorul (sau ghidul casetei, AKA me) apăsând simultan butoanele stânga și dreapta. Luminile puzzle-ului color sunt aprinse și jucătorul trebuie să stabilească faptul că trebuie să seteze luminile centrale pe fiecare din cele 3 laturi cu culoarea secundară corectă (portocaliu, verde, violet).

După setarea corectă a culorilor, laserele de peste buzunarul poștal sunt pornite, iar jucătorul trebuie să găsească oglinzile vizibile și să le folosească pentru a direcționa fasciculele laser către senzorii laser.

Apoi începe puzzle-ul luminilor intermitente. Jucătorul apasă butonul, astfel încât lumina din mijloc de pe fiecare parte să clipească de numărul corect de ori, iar la finalizare, 1) se citește un număr pentru combinația unuia dintre pungile de aprovizionare și 2) luminile UV sunt aprinse.

Prima pungă conține piesele de tangram din lemn. Jucătorul vede conturul iluminat cu UV al puzzle-ului tangram și completează forma cu piesele din lemn. Când piesa de sus este plasată, puzzle-ul este rezolvat și se redă un mesaj care îi spune jucătorului să apese butonul din față pentru a continua.

Când jucătorul apasă butonul din față, puzzle-ul începe povestea din stânga-dreapta. El poate relua din nou povestea apăsând din nou butonul din față. În cele din urmă își dă seama că trebuie să apese butoanele stânga sau dreapta de fiecare dată când povestea spune una dintre direcții.

După ce a finalizat corect secvența butoanelor STÂNGA-DREAPTA, se anunță un alt mesaj cu combinația unui alt sac de aprovizionare. De data aceasta punga conține bucle de sfoară ponderate. Numerele de pe bucle dau jucătorului indicii că trebuie să le împartă în grămezi egale. Când aceeași greutate este pusă pe fiecare cârlig (de fapt, este doar cârligul potrivit care măsoară, totuși), se anunță o altă combinație.

De data aceasta punga de aprovizionare conține personajele cu film colorat și indicii pentru a instrui jucătorul cum să comande personajele. Jucătorul le plasează în ordinea corectă și, în cele din urmă, se face anunțul pentru ultima combinație de saci de aprovizionare.

Ultima geantă conține țesătura de in cu linia de start-> sfârșit, 5 magneți mici și un simbol cu un magnet ascuns în bază. Jucătorul mută jetonul de la început până la sfârșit, iar ușa din spate este în cele din urmă deblocată și luminile și sunetele anunță că jucătorul este Marele Câștigător.

Cu atât de mulți senzori și ieșiri de intrare, aveam nevoie de mai mulți pini decât ar putea furniza Arduino Uno sau Nano. Ultimate am folosit un Mega off-brand. Am folosit o combinație de 1) lipire directă la senzori și fire pozitive și negative și 2) pini jumper împinse direct în Mega. Nu mi-a plăcut în mod deosebit cum se simt pinii în Mega (un fel de slăbit), așa că am folosit niște lipici fierbinți pentru a le oferi un pic mai mult sprijin. Și, deocamdată, funcționează și aștept cu nerăbdare ca mai mulți oameni să-l joace!

Anunțați-mă dacă aveți întrebări specifice despre consumabile sau metode pe care le-am folosit pentru a completa această casetă și voi face tot posibilul pentru a răspunde.

Dacă îți place ideea de a folosi un Arduino pentru a crea puzzle-uri de tip Escape Room, îți recomand să te abonezi la Playful Technology pe YouTube. Gazda, Alastair, este eroul meu Arduino!

Dacă vi s-a părut interesant sau util acest lucru, vă rog să mă votați la concursul Finalizați-l deja. Mulțumesc pentru lectură!