Karanténní útěk (nuda): 7 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:20

Tento projekt byl mým osobním projektem karantény Arduino. Pracoval jsem na tom stabilně prvních několik týdnů v karanténě, ale pak jsem narazil na nějaké problémy pomocí servomotorů, které jsem nemohl snadno vyřešit, a tak jsem to na několik týdnů odložil. Ale teď, když se náš stát začíná znovu otevírat, rozhodl jsem se: Už žádné otálení; je čas to dokončit!

Ve dne jsem počítačový programátor a databázový poradce, ale fascinují mě únikové místnosti a hádanky. I když nemám zájem stavět projekty Arduino, které splňují potřeby, které již byly komerčně řešeny (Proč bych stavěl noční světlo se světelným senzorem, když si ho můžu koupit za pár dolarů v obchodě?), Když jsem se rozhodl postavit vlastní domácí úniková místnost pro přátele koncem minulého roku, naučit se používat Arduino ve vlastních hádankách únikové místnosti se najednou stalo něčím, co mě zajímalo. To znamená, že nejsem vůbec elektrotechnik a učím se správně pájet a používat elektrické součástky byla často výzva! Díky bohu za nepřeberné množství příkladů a dokumentace Arduino na internetu!

Takže asi týden předtím, než byla Jižní Karolína uzamčena. Trolloval jsem uličkami v místním obchodě Goodwill a narazil jsem na dřevěný box s policemi a dveřmi a několika háčky. Nebylo mi hned jasné, k čemu byl box navržen, ale myslel jsem si, že v něm bude Arduino, že by to mohla být dobrá rekvizita v domácí únikové místnosti, kterou jsem v blízké budoucnosti plánoval pro některé přátele. Poté, co jsem to dostal domů, jsem to konečně poznal podle toho, co to bylo: nadměrná nabíjecí / poštovní / klíčová stanice. Do týdne po této nákupní cestě nám bylo řečeno, abychom „zůstali doma“, a znovu jsem se podíval na krabici. Říkal jsem si, že by to možná mohlo být více, než jsem si původně myslel. Říkal jsem si, že se všemi stranami a oddělenými přihrádkami by to mohlo být přeměněno na vícestupňové logické pole, které by bylo možné sdílet s přáteli nebo dětmi během karantény namísto skutečné únikové místnosti v těsném kontaktu. Vzhledem k tomu, že samotná krabice je v podstatě dřevotřísková deska s pěkným povrchem, chtěl jsem navrhnout něco, co vyžadovalo minimální úpravy krabice, aby k zakrytí děr nebo škrábanců nepotřebovala opravy ani barvy. Proto jsem potřeboval, aby moje hádanky fungovaly se stávající architekturou stran krabice. Také jsem chtěl navrhnout dostatek hádanek, abych měl pocit, že každá strana krabice byla zapojena alespoň do jedné hádanky. Tak jsem se na to pár dní díval a brainstormingoval … V každé níže uvedené sekci budu sdílet své počáteční myšlenky, plány a konečná řešení pro různé strany krabice. Poslední část shrne sekvenci přehrávání od začátku do konce a poskytne můj kód Arduino. Nakonec jsem byl schopen vtěsnat do krabice 8 různých hádanek, což jsem považoval za slušné číslo pro malou krabičku.

Naštěstí, pokud je to typ věci, která vás zajímá, moje poznámky a obrázky vám mohou poskytnout nějaké nápady pro navrhování vašich vlastních.

Zásoby

Různé komponenty Arduino včetně:

Deska ELEGOO MEGA 2560 R3 (mimo značku Arduino Mega)

6voltová západka Solonoid

2 nebo 3 Hallovy senzory bez západky

3 10mm UV LED žárovky

2 červené lasery

VISDOLL WS2801 Pixel LED String Lights (individuálně adresovatelné)

3 tlačítkové spínače (12/17 mm vodotěsné bezzámkové spínače)

HiLetgo mp3 přehrávač Mini (DFPlayer)

Levný reproduktor

6 fotorezistorů / odpory závislé na světle 5 mm

5voltový reléový modul Tolako

Digitální snímač hmotnosti snímače AuBreey 5 kg

Nabíječka Anker PowerCore (k napájení světel a arduina)

9voltová baterie (k napájení solonoid)

Drát (podle potřeby)

Adaptéry (podle potřeby)

Propojovací vodiče (podle potřeby)

Desky plošných spojů (podle potřeby)

Různé odpory (podle potřeby)

Další zásoby:

Malé kombinační zámky

Malé sáčky na zip (které lze zamknout zámky výše)

Plastová fólie různých barev nebo tmavostí

Malá zubařská, teleskopická a výkyvná zrcátka

Podložky a matice

Pero UV (neviditelný inkoust)

Malý žeton nebo znak používaný k držení magnetu (použil jsem prázdnou nádobku na balzám na rty ve tvaru lišky)

Motouz

Magnety ze vzácných zemin

Papír

Šrot z látky

Odpadky ze dřeva

Krok 1: Strana háčků v krabici

Moje krabice obsahovala stranu se dvěma háčky. Mohl jsem je úplně odstranit, ale jak už bylo zmíněno, samotná krabice byla z dřevotřískových desek a snažil jsem se ji udržet co nejméně jizvou. K čemu tedy mohly být háčky na boku použity? Zjevnou odpovědí bylo něco jim pověsit. Ale jak by se z nich dalo něco pověsit, proměnit se v hádanku? Rozhodl jsem se, že by to mohla být nějaká logická váha. Původně jsem plánoval připevnit každý háček k jednotlivému měřítku, ale po prozkoumání snímačů hmotnosti a napětí jsem si uvědomil, že pravděpodobně nemám místo pro dva senzory v krabici a pouhé použití jednoho by značně zjednodušilo programování a elektrickou práci. Takže i když jsem věděl, že ve skutečnosti bude fungovat jen jeden z háčků, nechtěl jsem, aby si to hráč uvědomil sám. Plánoval jsem vyrobit několik předmětů různé hmotnosti. Hráč by musel použít nějakou logiku nebo hádání, aby zjistil, jak tyto položky rovnoměrně rozdělit mezi dva háčky. Bylo by hezké mít roztomilé, ale vážné malé kovové postavičky nebo předměty na náhrdelnících, ale šel jsem levnou cestou a spokojil jsem se s různými podložkami a ořechy na provázku. Každá smyčka hardwaru motouzu je označena hmotností v gramech. Hráč musí rozdělit hardware na dvě sudé sady a každou sadu zavěsit na samostatný háček, aby vyřešil hádanku. Senzor hmotnosti, který jsem použil, je 5 kg snímač hmotnosti zátěžové buňky HX711. Jeho hmotnostní rozsah je pro tuto práci pravděpodobně opravdu příliš velký, ale při kalibraci funguje dostatečně dobře. Trvalo mi dlouho, než jsem přišel na to, jak vložit snímač hmotnosti do krabice, aby jeden háček mohl zatáhnout za senzor a mohl zaregistrovat hmotnost. Nakonec jsem přišel s vyobrazenou konfigurací. Statická strana snímače je připojena k bloku, který je zašroubován do vnitřní části krabice. Na druhé straně senzoru je k jeho horní části připevněn menší blok, do kterého je zašroubován háček z vnější strany krabice (po celé straně krabice). To vyžadovalo použití delšího šroubu a zvětšení otvoru, do kterého byl háček zpočátku pevně zašroubován zvenčí, mnohem větší, aby šroub háčku trochu dával, takže čidlo hmotnosti mohlo cítit napětí na něm.

Zvenku vypadá hák normálně, ale pohybuje se natolik, aby vyvíjel určitý tlak na vnitřní snímač hmotnosti a poskytoval přesné údaje (při kalibraci).

Krok 2: Vysoká boční kapsa schránky

Na straně krabice obsahující vysokou poštovní kapsu jsem prošel řadou nápadů. Nakonec jsem se rozhodl, že chci někde na krabici použít lasery, a tady byly nakonec umístěny. Vzhledem k tomu, že vysoký oddíl je vložený, mohl jsem přidat dva lasery nahoře a dva fotorezistory na levé straně. Hráč musí určit, že musí najít způsob (se zrcadly), kterým by byl laser nasměrován na každý senzor současně. Kromě toho, že jsem hráčům dal pouze dvě ruční zrcátka, chtěl jsem, aby hráči našli způsob, jak umístit zrcátka jednotlivě, což nevyžaduje použití obou rukou k držení zrcátek. Dlouho jsem přemýšlel, co by k tomu mohlo fungovat. Nakonec jsem si uvědomil, že výkyvná zubařská zrcátka by mohla dělat, co jsem chtěl. Myslel jsem, že pokud by jejich hřídele mohly být nehybné, jejich teleskopické a otočné funkce by mohly být použity k nezávislému směrování laserových paprsků na senzor.

Do kusu dřeva, který jsem vložil do spodní části boční kapsy, jsem pomocí vrtáku vyvrtal kousek dřeva sotva přes průměr zrcadlové hřídele. Zrcadla jsou tedy podepřena vzpřímeně, zatímco hráč nastavuje hlavy tak, aby mířily lasery.

Malá, teleskopická zrcátka mají také tu výhodu, že jsou dostatečně krátká, aby se vešly vodorovně pod horní část kapsy, takže není okamžitě zřejmé, že na boku jsou zrcátka.

Krok 3: Přední odložená strana krabice

Přední část krabice měla dvě šikmé police. Věděl jsem, že chci použít dvě police pro různé hádanky.

Rozhodl jsem se, že jedna hádanka bude používat černé světlo k osvětlení neviditelného UV inkoustu a druhá hádanka bude používat několik světelných senzorů (fotorezistorů) za sebou. Po experimentování s jedinou žárovkou UV světla, která pocházela z konce neviditelného inkoustového pera, jsem shledal jeho světelný paprsek nevyhovujícím. Místo toho jsem si objednal větší žárovky (10 mm) a pomocí tří z nich jsem osvětlil horní polici, na kterou jsem nakreslil tradiční tangramový logický design ultrafialovým inkoustem. Každé světlo jsem zapojil jednotlivě na výstupní kolík Arduino se 100K odporem (zapojené do série by vyžadovalo více než 5 voltů, kterými jsem dodával své Arduino). Neznámý pro hráče, Hallovo čidlo (které snímá přítomnost silného magnetu) je připojeno k odporu a za horka přilepeno na konkrétní místo za zadním panelem. Když se rozsvítí černá světla, hráč musí k dokončení návrhu tangramu použít dřevěné kousky tangramu, které mu byly dodány. Čtvercový kus tangramu má v sobě zabudovaný magnet vzácných zemin, a když je umístěn na správné místo (nahoře), je hádanka dokončena. Nakonec mě potěšilo, jak tato hádanka dopadla. U spodní police jsem měl nápad vytvořit puzzle, které by vyžadovalo, aby hráč přečetl nějaké stopy a z nich umístil čtyři postavy ve správném pořadí zleva doprava. Myslel jsem, že bych mohl vytvořit postavy (vystřižené pomocí mého Silhouette Cameo), které v sobě měly průhledná filmová okna různých odstínů.

Protože jsem o fotorezistorech příliš nevěděl, myslel jsem si, že pokud budou postavy umístěny ve správném pořadí, jejich filmy spolehlivě ovlivní odečty světla na každém ze světelných senzorů. Našel jsem několik různých barevných plastových fólií a otestoval jsem je, abych určil, které čtyři barvy filmu jsou od sebe nejvíce odlišné. Ale tato myšlenka fungovala lépe teoreticky než ve skutečnosti.

Světelné senzory nejsou v konečném důsledku tak spolehlivé a zjistil jsem, že sebemenší rozdíl v instalovaných úhlech také výrazně ovlivnil čtení každého senzoru, i když světlo, které na ně svítí, bylo úplně stejné. To bylo řečeno, byl jsem odhodlán tuto práci udělat a našel jsem způsob, jak objednat postavy a jejich filmy přes senzory, které by 1) nikdy nedovolily hádanku vyřešit náhodně a 2) mohly být spolehlivě vyřešeny v místnosti vždy s dostatkem světla. Tyto světelné senzory jsou zapojeny přesně stejným způsobem jako senzory používané s lasery na straně s vysokou poštou (s odporem, který odděluje kladnou jednu nohu na záporný a vstupní kolík). Existuje spousta dokumentace, jak tyto věci propojit.

Protože jsem nevěděl, kolik světla bude kolem, když se hráči pokusili tuto hádanku, místo kontroly konkrétních hodnot nebo rozdílů mezi měřeními jsem se jen ujistil, že můj nejlehčí film má vyšší čtení než další nejlehčí film, a že film měl vyšší četbu než další a tak dále.

Na obrázku jsou moje vodítka pro objednávání s referencemi na Covid-19 pro zábavu. Další věc, na kterou jsem se původně těšil, že udělám s touto krabicí, bylo mít nějaké skryté přihrádky nad policemi, které se automaticky otevřely, když hráč vyřešil hádanku, aby mu poskytl zásoby pro další hádanku. K tomu je nad každou poličkou značné množství prostoru. Nainstaloval jsem tedy dva závěsy a pokusil jsem se pomocí malých servomotorů otevřít panely, ale nejsem strojní inženýr a jen jsem nemohl dobře fungovat. Frustraci jsem projekt na několik týdnů odložil.

Po několika týdnech jsem se rozhodl, že nařídím tento projekt ukončit, bylo nejlepší zrušit myšlenku pohyblivých dveří. Abych vyřešil problém se zásobováním přehrávače, přišel jsem na velmi jednoduché řešení popsané níže v části The Top of the Box.

Krok 4: Horní část krabice

V horní části krabice je víko, které se otevírá. Původně jsem plánoval zamknout víko a odemknout a otevřít víko až po úspěšném dokončení hádanky. Ale poté, co se moje myšlenka automatického otevírání tajných oddílů ukázala být příliš obtížnou na implementaci v rozumném čase, a já jsem si uvědomil, že potřebuji jednodušší řešení. Rozhodl jsem se ponechat horní část odemčenou a použít ji pouze k uložení „zásob“, kterými bude hráč odměněn při plnění každé logické hry. Ale jak bych mohl omezit hráče pouze na zásoby, které měli dostat, když dokončili každou hádanku? Moje jednoduchá odpověď byla mít malé tašky s visacími zámky. Pokaždé, když hráč vyřeší hádanku s odměnou, oznámí se kombinace příslušného zámku a hráč může zámky vyzkoušet, aby zjistil, který pytel může otevřít.

Bylo to snadné řešení a výrazně to zjednodušilo mechaniku krabice, aniž by byla příliš ohrožena zábava při řešení hádanek. A to mi umožnilo konečně dokončit krabici! Konečně horní část krabice také skončila uložením velkého množství elektrických komponentů ze světel, tlačítek a laserů.

Krok 5: Zadní dvířka krabice

Vždy jsem si myslel, že zadní dveře krabice budou obsahovat „cenu“za vyřešení všech hádanek v krabici. Jak se však ukázalo, je tam tolik vodičů, nabíječek a dalších elektrických součástek, že na mnoho dalšího není moc prostoru. Pokud jde o hádanku na této straně, zpočátku jsem si myslel, že bych chtěl mít překližkovou mřížku, která by se hodila přes zadní část dveří, skrz kterou by se token s magnetem ve své základně dostal kolem bludiště, ale neměl jsem možnost řezání dřevěné mřížky, a rozhodl jsem se, že bludiště na kusu papíru nebo látky může fungovat stejně dobře, i když nevypadá tak cool. Nakonec jsem ani nevytvořil skutečné bludiště. Právě jsem udělal jednoduchou cestu pomocí nažehlovacího vinylu na kus lněné látky. Látka se připevňuje ke dveřím pomocí magnetů (zapuštěných do zadní části dveří). Hráč přesune svůj žeton (obsahující magnet v základně) ze „začátku“na „konec“a v tomto procesu spustí halový senzor, který úspěšně dokončí hádanku a odemkne elektromagnetický zámek na dveřích. (Aby bylo trochu obtížnější „podvádět“na [nebo jít přímo na konec], chystal jsem se přidat někde na trase druhý halový senzor, ale protože cesta je každopádně tak jednoduchá, vypadalo to jako přehnané.) Můj „token“je jen starý kontejner na balzám na rty, který do své základny vešel magnet vzácné zeminy.

Solenoid je napájen 9voltovou baterií a připojen k Arduinu pomocí 5voltového relé.

Ačkoli je hádanka jednoduchá, pro některé hráče bude pravděpodobně výzvou, že není okamžitě zřejmé, co by se mělo dělat s látkou, žetonem a magnety, když se nacházejí v zásobní tašce.

Krok 6: Světla, tlačítka a zvuky

Věděl jsem, že chci, aby logická skříňka měla světla a zvuky. Také jsem si myslel, že kdybych měl tlačítka, měl bych mnohem větší flexibilitu s hádankami, které bych mohl vytvořit. Rozhodl jsem se přidat tlačítka a světla kolem horní části krabice, aby byla co nejčistší. Vyvrtal jsem 4 otvory na každé straně. Použitá světla jsou 9 jednotlivě adresovatelných vícebarevných LED na jednom řetězci. Vyžadují další napájení z baterie mimo Arduino, ale snadno se programují. Toto byl můj první experiment s tlačítky Arduino. Tlačítka vyžadovala také odpory připojené k nim. Existuje spousta dokumentace týkající se tlačítek. O zvuk se postaral mp3 přehrávač DFPlayer napojený na levný jediný reproduktor, který jsem vytáhl z levného dokovacího reproduktoru. Měl jsem nějaké problémy s odkazováním na soubory podle jmen nebo dokonce čísel (viz kód), ale nakonec nebylo příliš těžké zjistit, jak to funguje. Se třemi světly a 1 tlačítkem na každé ze tří stran (vlevo, vpravo a vpředu) jsem se pokusil přijít s nápady na hádanky. Nakonec jsem se rozhodl pro barevné puzzle, blikající světelné puzzle a puzzle pro poslech. U barevného puzzle jsou dvě vnější světla na každé straně nastavena na primární barvy. Vnitřní světlo je zpočátku vypnuté. Hráč stisknutím tlačítka zapne a změní barvu světla na správnou sekundární barvu. Pokud jsou například dva venku Červený a Modrý, musí být vnitřní světlo nastaveno na Fialová. Pro blikající hádanku mám dvě vnější světla na každé straně pole blikající čas odpovídající jejich poloze. Zleva doprava, 1, 3, 4, 6, 7, 9. Prostřední světlo na každé straně musí být synchronizováno s jeho polohou tolikrát, kolikrát stisknete jeho tlačítko. Nakonec hádanku vyhraje světlo v poloze 1, které jednou blikne, světlo v poloze 2 dvakrát blikne, až do světla v poloze 9 zabliká 9krát. Při poslechu je přečten zaznamenaný příběh. Příběh několikrát obsahuje slova VLEVO a VPRAVO. K dokončení hádanky je třeba stisknout levé a pravé tlačítko ve stejném pořadí jako příběh. Kromě toho se světla a zvuk používají k označení, že hráč úspěšně dokončil určité hádanky, aby hráč dostal kombinace do zásobních tašek a aby mu oznámil, že vyřešil celou krabici.

Krok 7: Sekvence a kód hry

Hra v boxu je sekvenční. 8 hádanek musí být vyřešeno v pořádku. A přestože existuje mnoho možností pro objednávání hádanek, tím jsem skončil: Puzzle box se spustí tak, že hráč (nebo průvodce boxu, AKA já) stiskne současně levé a pravé tlačítko. Světla barevných hádanek se rozsvítí a hráč musí určit, že potřebuje nastavit středová světla na každé ze 3 stran správnou sekundární barvou (oranžová, zelená, fialová).

Po správném nastavení barev se lasery nad poštovní kapsou zapnou a hráč musí najít mimo zorná zrcátka a použít je k nasměrování laserových paprsků na laserové senzory.

Poté začne puzzle s blikajícími světly. Hráč stiskne tlačítko tak, aby prostřední světlo na každé straně blikalo správným počtem opakování, a po dokončení 1) se načte číslo pro kombinaci jednoho ze zásobních sáčků a 2) se rozsvítí UV světla.

První sáček obsahuje dřevěné kousky tangramu. Hráč uvidí obrys tangramového puzzle osvětlený UV zářením a doplní tvar dřevěnými dílky. Když je umístěn horní díl, je hádanka vyřešena a hraje se v podstatě zpráva, která říká hráči, aby pokračoval stisknutím tlačítka vpředu.

Když hráč stiskne toto přední tlačítko, puzzle spustí příběh VLEVO-VPRAVO. Může příběh znovu přehrát opětovným stisknutím předního tlačítka. Nakonec si uvědomí, že musí stisknout levé nebo pravé tlačítko pokaždé, když příběh říká jeden ze směrů.

Když správně dokončí sekvenci tlačítek VLEVO-VPRAVO, je oznámena další zpráva s kombinací dalšího zásobovacího vaku. Tentokrát pytel obsahuje vážené smyčky motouzu. Čísla na smyčkách dávají hráči rady, že je potřebuje rozdělit na stejné hromádky. Když je na každý háček vložena stejná hmotnost (ve skutečnosti je to jen správný háček, který měří), je oznámena další kombinace.

Tentokrát zásobovací taška obsahuje postavy s barevným filmem a vodítka, která hráče poučí, jak si má postavy objednat. Hráč je umístí ve správném pořadí a nakonec dojde k oznámení o poslední kombinaci zásobovacího vaku.

Poslední taška obsahuje plátěnou tkaninu s počáteční-> koncovou čarou, 5 malých magnetů a žeton s magnetem skrytým v základně. Hráč pohybuje žetonem od začátku do konce a zadní dveře se konečně odemknou a světla a zvuky oznamují, že hráč je velkým vítězem.

S tolika vstupními senzory a výstupy jsem potřeboval více pinů, než by mohl poskytnout Arduino Uno nebo Nano. Nakonec jsem použil značkovou značku Mega. Použil jsem kombinaci 1) pájení přímo na senzory a kladné a záporné vodiče a 2) propojovací kolíky zasunuté přímo do Mega. Moc se mi nelíbilo, jak se v Mega cítí propojovací kolíky (trochu volné), a tak jsem použil trochu horkého lepidla, abych jim poskytl trochu větší oporu. A prozatím to funguje a těším se, že si to zahraje více lidí!

Dejte mi vědět, pokud máte nějaké konkrétní dotazy týkající se spotřebního materiálu nebo metod, které jsem použil k vyplnění tohoto pole, a já se pokusím odpovědět.

Pokud se vám líbí myšlenka používat Arduino k vytváření hádanek typu Escape Room, doporučuji přihlásit se k odběru Hravé technologie na YouTube. Hostitel Alastair je můj hrdina Arduina!

Pokud vás to vůbec zaujalo nebo pomohlo, hlasujte pro mě v soutěži Dokonči to již. Děkuji za přečtení!