A Quarantine Escape (the Boredom) Box: 7 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:26

Dette projekt har været mit personlige Arduino Quarantine Project. Jeg arbejdede støt på det i de første flere uger i karantæne, men så stødte jeg på nogle problemer med at bruge servomotorer, som jeg ikke let kunne løse, så jeg lagde det til side i et par uger. Men nu hvor vores stat begyndte at åbne op igen, besluttede jeg mig: Ikke mere udsætte; det er på tide, at jeg er færdig med dette!

Jeg er computerprogrammerer og databasekonsulent om dagen, men jeg har en fascination af flugtrum og gåder. Selvom jeg ikke har nogen interesse i at bygge Arduino -projekter, der opfylder behov, der allerede er blevet behandlet kommercielt (hvorfor skulle jeg bygge et lyssensor natlys, når jeg kunne købe et for et par dollars i butikken?), Da jeg besluttede at bygge mit eget hjemmelavet flugtrum til venner sidst i fjor, at lære at bruge en Arduino i brugerdefinerede flugtrumspuslespil blev pludselig noget, jeg var interesseret i. Når det er sagt, er jeg slet ikke en elektrisk ingeniør og lærer at lodde og bruge elektriske komponenter korrekt har ofte været en udfordring! Gudskelov for overflod af Arduino eksempler og dokumentation på internettet!

Så cirka en uge før South Carolina blev spærret. Jeg trollede i gangene i min lokale Goodwill -butik, og jeg stødte på en trækasse med hylder og en dør og nogle kroge. Det var ikke umiddelbart klart for mig, hvad boksen var designet til, men jeg tænkte, at med en Arduino i, kunne det måske være en god rekvisit i det hjemmelavede flugtrum, som jeg planlagde for nogle venner i den nærmeste fremtid. Efter at jeg fik det hjem, genkendte jeg det endelig for hvad det var: en overdimensioneret opladnings- / mail- / nøglestation. Inden for en uge efter den shoppingtur fik vi besked på at "blive hjemme", og jeg kiggede endnu en gang på kassen. Jeg tænkte, at det måske kunne blive mere, end jeg oprindeligt havde troet. Jeg tænkte med alle sider og separate rum, måske kunne det blive til en flertrinspuslekasse, der kunne deles med venner eller børn under karantæne i stedet for et egentligt, tæt kontakt-flugtrum. Da selve kassen i bund og grund er spånplader med en smuk finish, ønskede jeg at designe noget, der krævede minimale ændringer af kassen, så den ikke skulle bruge touch-ups eller maling til at dække huller eller ridser. Derfor havde jeg brug for mine gåder for at arbejde med den eksisterende arkitektur på boksens sider. Jeg ville også designe nok gåder til at føle, at hver side af kassen var involveret i mindst et puslespil. Så jeg kiggede på det i et par dage og brainstormede … I hvert afsnit nedenfor vil jeg dele mine indledende tanker, planer og ultimative løsninger til de forskellige sider af kassen. Det sidste afsnit vil opsummere begyndelsen til slutningen af afspilningssekvensen og give min Arduino -kode. I sidste ende var jeg i stand til at presse 8 forskellige gåder på kassen, hvilket jeg følte var et anstændigt antal for en lille æske.

Forhåbentlig, hvis det er den type ting, du er interesseret i, kan mine noter og billeder give dig nogle ideer til at designe dine egne.

Forbrugsvarer

Forskellige Arduino -komponenter, herunder:

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

6 volt solonoidlås

2 eller 3 ikke-låsende hallsensorer

3 10 mm UV LED pærer

2 røde lasere

VISDOLL WS2801 Pixel LED-strengelys (kan adresseres individuelt)

3 trykknapkontakter (12/17 mm vandtætte låsekontakter)

HiLetgo mp3 -afspiller Mini (DFPlayer)

Billig højttaler

6 fotoresistorer / lysafhængige modstande 5 mm

Tolako 5 Volt relæmodul

AuBreey Digital vejecellevægtssensor 5 kg

Anker PowerCore oplader (til strømlys og arduino)

9 Volt batteri (til at drive solonoid)

Tråd (efter behov)

Adaptere (efter behov)

Jumper Wires (efter behov)

Printkort (efter behov)

Forskellige modstande (efter behov)

Andre forsyninger:

Små kombinationslåse

Små lynlåsposer (der kan låses med låse ovenover)

Plastfilm i forskellige farver eller mørker

Små tandlæge-type, teleskopiske og drejelige spejle

Skiver og nødder

UV (usynlig blæk) pen

Lille symbol eller tegn, der bruges til at holde magnet (jeg brugte en tom læbepomadebeholder formet som en ræv)

Garn

Sjældne jordartsmagneter

Papir

Stofskrot

Trærester

Trin 1: Krogens side af kassen

Min kasse indeholdt en side med to kroge. Jeg kunne have fjernet dem helt, men som nævnt var selve æsken spånplade, og jeg forsøgte at holde den så ar-fri som muligt. Så hvad kunne kroge på siden bruges til? Det oplagte svar var at hænge noget fra dem. Men hvordan kunne det hænge noget fra dem blive til et puslespil? Jeg besluttede, at det kunne være en slags vægtpuslespil. Oprindeligt planlagde jeg at fastgøre hver krog til en individuel skala, men efter at have undersøgt vægt- og belastningssensorer indså jeg, at jeg sandsynligvis ikke havde plads til to sensorer i kassen, og bare at bruge en ville gøre programmering og elektrisk arbejde meget enklere. Så selvom jeg vidste, at kun en af krogene faktisk ville fungere, ville jeg ikke have, at spilleren skulle indse det selv. Jeg planlagde at lave flere ting i forskellige vægte. Spilleren skulle bruge en vis logik eller gætteværk for at finde ud af, hvordan disse ting skal fordeles jævnt mellem de to kroge. Det ville have været rart at have søde men vægtige små metalfigurer eller genstande på halskæder, men jeg gik en billig vej og nøjede mig med forskellige skiver og nødder på garn. Hver garnsløjfe af hardware er markeret med en vægt i gram. Spilleren skal opdele hardwaren i to lige sæt og hænge hvert sæt på en separat krog for at løse puslespillet. Vægtføleren, jeg brugte, er en 5 kg HX711 vejecellevægtssensor. Dens vægtinterval er sandsynligvis virkelig for stort til jobbet, men det fungerer godt nok, når det er kalibreret. Det tog mig et godt stykke tid at finde ud af, hvordan jeg satte vægtsensoren i kassen, så en krog kunne trække i sensoren, og den kunne registrere vægt. Endelig kom jeg frem til den afbildede konfiguration. Den statiske side af sensoren er forbundet med en blok, der er skruet ind i boksens inderside. Den anden side af sensoren har en mindre blok fastgjort til toppen, som krogen fra boksens yderside er skruet fast i (hele vejen igennem boksesiden). Dette krævede at bruge en længere skrue og gøre hullet, som krogen oprindeligt blev skruet stramt i udefra, meget større for at give krogen en lille give, så belastningen på den kunne mærkes af vægtsensoren.

Udefra ser krogen normal ud, men den bevæger sig nok til at lægge noget pres på den indvendige vægtsensor og give en nøjagtig aflæsning (når den er kalibreret).

Trin 2: Den høje postlomme på kassen

Til siden af kassen, der indeholder en høj postlomme, gennemgik jeg en række ideer. Endelig besluttede jeg, at jeg ville bruge lasere et sted på kassen, og det var her, de endelig blev placeret. Da det høje rum er indsat, kunne jeg tilføje to lasere øverst og to fotoresistorer på venstre side. Spilleren skal bestemme, at han skal finde en måde (med spejle) til at rette en laser mod hver sensor samtidigt. Bortset fra bare at give spillerne to håndholdte spejle, ville jeg have, at spillerne kunne finde en måde at placere spejle individuelt, som ikke krævede at bruge begge hænder til at holde spejlene. Jeg tænkte på, hvad der kunne fungere for at gøre dette i lang tid. Endelig indså jeg, at drejelige tandlægespejle måske ville gøre, hvad jeg ville. Jeg tænkte, at hvis deres aksler kunne holdes stille, kunne deres teleskop- og drejefunktioner bruges til at styre laserstrålerne mod sensoren uafhængigt.

Jeg borede et stykke træ ved hjælp af et bor lige knap over spejlskaftets diameter i et skrotstykke, som jeg lagde i bunden af sidelommen. Spejlene understøttes således opretstående, mens spilleren justerer hovedet for at målrette laserne.

De små teleskoperende spejle har også den fordel, at de er korte nok til at passe vandret under lommens top, så det er ikke umiddelbart tydeligt, at der er spejle i siden.

Trin 3: Den forreste hyldeside af kassen

På forsiden af kassen var der to skrå hylder. Jeg vidste, at jeg ville bruge de to hylder til forskellige gåder.

Jeg besluttede, at det ene puslespil ville bruge et sort lys til at belyse usynligt UV -blæk, og det andet puslespil ville bruge flere lyssensorer (fotoresistorer) i træk. Efter at have eksperimenteret med en enkelt UV -pære, der kom fra enden af en usynlig blækpen, fandt jeg dens lysstråle utilfredsstillende. I stedet bestilte jeg større pærer (10 mm) og brugte tre af dem til at belyse den øverste hylde, hvorpå jeg havde tegnet et traditionelt tangrampuslespil i UV -blæk. Jeg tilsluttede hvert lys individuelt til en Arduino -udgangsstift med en 100K modstand (seriekoblet ville have krævet mere end de 5 volt, jeg forsynede min Arduino med). Ukendt for spilleren, en hall sensor (som registrerer tilstedeværelsen af en stærk magnet) er forbundet til en modstand og varmlimet til et bestemt sted bag bagpanelet. Når de sorte lys er tændt, skal spilleren bruge tangramstykker af træ, han har fået leveret til at fuldføre tangramdesignet. Det firkantede tangram -stykke har en indlejret sjælden jordmagnet i sig, og når det er placeret på det rigtige sted (på toppen), er puslespillet færdigt. I sidste ende var jeg glad for, hvordan dette puslespil blev. Til den nederste hylde havde jeg ideen om at lave et puslespil, der ville kræve, at en spiller læste nogle spor og fra dem placerede fire tegn i den rigtige rækkefølge fra venstre mod højre. Jeg troede, at jeg kunne skabe tegn (skåret ud med min Silhouette Cameo), der havde gennemsigtige filmvinduer i forskellige nuancer.

Da jeg ikke vidste for meget om fotoresistorer, tænkte jeg, at hvis tegnene var placeret i den rigtige rækkefølge, ville deres film pålideligt påvirke lysaflæsningerne på hver af lyssensorerne. Jeg fandt flere forskellige farvede plastfilm, og jeg testede dem for at afgøre, hvilke fire filmfarver der var mest forskellige fra hinanden. Men denne idé fungerede bedre i teorien end i virkeligheden.

Lyssensorer er i sidste ende ikke så pålidelige, og jeg fandt ud af, at den mindste forskel i installerede vinkler også i høj grad påvirkede den aflæsning, hver sensor gav, selvom lyset, der skinnede på dem alle, var nøjagtig det samme. Når det er sagt, var jeg fast besluttet på at få dette til at fungere, og jeg fandt en måde at bestille karaktererne og deres film over sensorerne, der 1) aldrig ville tillade, at gåden blev løst ved et uheld og 2) pålideligt kunne løses i et rum med tilstrækkeligt lys hver gang. Disse lyssensorer er forbundet nøjagtig på samme måde som sensorerne, der bruges med laserne på den høje postside (med en modstand, der deler det ikke-positive ene ben til en negativ og input-pin). Der er masser af dokumentation om, hvordan man kabler disse ting derude.

Fordi jeg ikke vidste, hvor meget lys der ville være, når spillerne forsøgte dette puslespil, i stedet for at tjekke for specifikke værdier eller forskelle mellem målinger, tjekker jeg bare for at sikre, at min letteste film havde en højere læsning end den næste letteste film, og det film havde en højere læsning end den næste, og så videre.

Mine bestillingsspor, med covid-19-referencer for sjov, er afbilledet. En anden ting, jeg oprindeligt havde glædet mig til at gøre med denne boks, var at have nogle skjulte rum over hylderne, der automatisk ville åbne, når en spiller løste et puslespil for at give ham forsyninger til det næste puslespil. Der er en betydelig mængde plads over hver hylde til at gøre dette. Så jeg installerede to hængsler paneler og eksperimenterede med at prøve at bruge små servomotorer til at skubbe panelerne op, men jeg er ingen mekanisk ingeniør, og jeg kunne bare ikke få det til at fungere godt. Jeg lagde projektet til side i et par uger i frustration.

Efter et par uger besluttede jeg, at jeg bestilte at bringe dette projekt til ende, det var bedst at skrotte tanken om at flytte døre. For at løse spørgsmålet om at skaffe forsyninger til spilleren, kom jeg med en meget enkel løsning beskrevet i The Top of the Box Step nedenfor.

Trin 4: Øverst på kassen

Toppen af kassen har et låg, der åbnes. Oprindeligt planlagde jeg at låse låget og kun få låget til at låse op og åbne, når et puslespil blev gennemført med succes. Men efter at min auto-åbning af hemmelige rum viste sig at være for vanskelig for mig at implementere på rimelig tid, og jeg indså, at jeg havde brug for en mere enkel løsning. Jeg besluttede at beholde toppen ulåst og bare bruge den til at gemme de “forsyninger”, som spilleren ville blive belønnet med, når de færdiggjorde hvert puslespil. Men hvordan kunne jeg begrænse spillerne til kun de forsyninger, de skulle modtage, når de gennemførte hvert puslespil? Mit enkle svar var at have små poser med hængelåse. Hver gang en spiller løser et puslespil, der har en belønning, annonceres kombinationen af den tilhørende lås, og spilleren kan teste låsene for at finde ud af, hvilken pose han kan åbne.

Dette var en let løsning, og det forenklede i høj grad kassens mekanik uden at gå på kompromis med sjovløsningen for sjov for meget. Og det gjorde det muligt for mig endelig at få kassen færdig! Ultimate toppen af kassen endte også med at gemme en hel del elektriske komponenter fra lysene, knapperne og laserne.

Trin 5: Bagdørssiden af kassen

Jeg har altid troet, at bagdøren i kassen ville indeholde "præmien" for at løse alle æsternes gåder. Som det viste sig, er der dog SÅ mange ledninger og opladere og andre elektriske komponenter derinde, at der ikke er meget plads til meget andet. Til puslespillet på denne side tænkte jeg i første omgang, at jeg gerne ville have et krydsfinergitter, der passede over bagsiden af døren, hvorigennem et tegn med en magnet i bunden ville komme rundt i en labyrint, men jeg havde ingen måde af at skære et trægitter, og jeg besluttede, at en labyrint på et stykke papir eller stof kunne fungere lige så godt, selvom det ikke var så sejt. Til sidst lavede jeg ikke engang en egentlig labyrint. Jeg lavede lige en simpel sti ved hjælp af jern-på-vinyl på et stykke linnedstof. Stoffet fastgøres til døren med magneter (forsænket på bagsiden af døren). Spilleren flytter sit token (indeholdende en magnet i basen) fra "start" til "ende" og udløser i processen en hallsensor til med succes at færdiggøre puslespillet og låse magnetlåsen på døren op. (For at gøre det lidt vanskeligere at "snyde" ved [eller gå direkte til slutningen], skulle jeg tilføje en anden hall -sensor et sted på ruten, men da stien alligevel er så enkel, virkede det som overkill.) Mit "token" er bare en gammel læbepomadebeholder, der passer til en sjælden jordmagnet i bunden.

Magnetventilen drives af et 9 volt batteri og tilsluttes Arduino via et 5 volt relæ.

Selvom puslespillet er enkelt, er udfordringen for nogle spillere forhåbentlig, at det ikke umiddelbart er tydeligt, hvad der skal gøres med stoffet, token og magneter, når de findes i forsyningsposen.

Trin 6: Lys, knapper og lyde

Jeg vidste, at jeg ville have puslespilleboksen med lys og lyde. Jeg tænkte også, at hvis jeg havde knapper, ville jeg have meget mere fleksibilitet med de gåder, jeg kunne lave. Jeg beslutter mig for at tilføje knapper og lys omkring toppen af kassen for at holde det så pænt som muligt. Jeg borede 4 huller på hver side. De anvendte lamper er 9 individuelt adresserbare, flerfarvede lysdioder på en enkelt streng. De kræver ekstra batteristrøm udefra Arduino, men de er nemme at programmere. Dette var mit første eksperiment med Arduino -knapper. Knapperne krævede modstande også forbundet til dem. Der er masser af dokumentation vedrørende knapper derude. Lyden blev leveret af en DFPlayer mp3 -afspiller tilsluttet en billig enkelt højttaler, som jeg tog ud af en billig dockinghøjttaler. Jeg havde nogle problemer med at referere filerne til navne eller endda med tal (se kode), men i sidste ende var det ikke for svært at finde ud af, hvordan det skulle fungere. Med tre lamper og 1 knap på hver af tre sider (venstre, højre og forside) forsøgte jeg at komme med ideer til gåder. Endelig besluttede jeg mig for et farvepuslespil, et puslespil med blinkende lys og et puslespil med lyttehistorie. For farvepuslespillet er de to udvendige lys på hver side indstillet til primære farver. Det indre lys er i første omgang slukket. Spilleren trykker på knappen for at tænde og ændre lysets farve til den korrekte sekundære farve. For eksempel, hvis de to ydre er røde og blå, skal det indre lys indstilles til lilla. For det blinkende puslespil har jeg de to yderlys på hver side af boksen blinket det antal tid, der svarer til deres position. Fra venstre mod højre, 1, 3, 4, 6, 7, 9. Mellemlyset på hver side skal synkroniseres med sin position ved at trykke på knappen så mange gange. I sidste ende vinder puslespillet ved at lyset ved position 1 blinker én gang, lys i position 2 blinker to gange, helt op til lyset ved position 9 blinker 9 gange. Til lyttepuslespillet læses en indspillet historie op. Historien indeholder ordene VENSTRE og HØJRE flere gange. Venstre og højre knapper skal skubbes i samme rækkefølge som historien for at fuldføre puslespillet. Derudover bruges lys og lyd begge til at angive, at spilleren med succes har gennemført visse gåder, for at give spilleren kombinationerne til forsyningsposerne og for at lade ham vide, at han har løst hele kassen.

Trin 7: Spillesekvensen og koden

Boksspillet er sekventielt. De 8 gåder skal løses i rækkefølge. Og selvom der er mange muligheder for at bestille gåderne, er det her, hvad jeg afsluttede med: Puslespilleboksen starter ved, at spilleren (eller boksguiden, AKA mig) trykker på venstre og højre knap samtidigt. Farvepuslespillerne lyser, og spilleren skal bestemme, at han skal indstille midterlysene på hver af de 3 sider med den korrekte sekundære farve (orange, grøn, lilla).

Efter at have indstillet farverne korrekt, tændes laserne over postlommen, og spilleren skal finde spejlene uden for synet og bruge dem til at lede laserstrålerne mod lasersensorerne.

Derefter starter puslespillet med blinkende lys. Spilleren skubber på knappen, så det midterste lys på hver side blinker det korrekte antal gange, og efter afslutning aflæses 1) et tal for kombinationen af en af forsyningsposerne og 2) UV -lysene lyser.

Den første taske indeholder tangramstykker af træ. Spilleren ser den UV-belyste kontur af tangram-puslespillet og fuldender formen med træbrikkerne. Når den øverste brik er placeret, er puslespillet løst, og en meddelelse spiller grundlæggende om, at spilleren skal trykke på den forreste knap for at fortsætte.

Når spilleren trykker på den forreste knap, starter puslespillet VENSTRE-HØJRE historien. Han kan afspille historien igen ved at trykke på den forreste knap igen. Til sidst indser han, at han skal trykke på venstre eller højre knap, hver gang historien siger en af retningerne.

Når han har udført VENSTRE-HØJRE-knapsekvensen korrekt, annonceres en anden meddelelse med kombinationen af en anden forsyningspose. Denne gang indeholder posen de vægtede garnsløjfer. Tallene på sløjferne giver spilleren tip om, at han har brug for at dele dem i lige bunker. Når den samme vægt lægges på hver krog (faktisk er det bare den rigtige krog, der måler), annonceres en anden kombination.

Denne gang indeholder forsyningsposen tegnene med farvet film og spor til at instruere spilleren i, hvordan man bestiller karaktererne. Spilleren placerer dem i den korrekte rækkefølge, og til sidst offentliggøres meddelelsen om den sidste kombination af forsyningsposer.

Den sidste taske indeholder linnedstoffet med start-> slutlinje, 5 små magneter og et tegn med en magnet skjult i bunden. Spilleren flytter brikken fra start til slut, og bagdøren låses endelig op, og lys og lyde meddeler, at spilleren er den store vinder.

Med så mange indgangssensorer og udgange havde jeg brug for flere ben, end Arduino Uno eller Nano kunne levere. Ultimate brugte jeg en Mega uden for mærket. Jeg brugte en kombination af 1) lodning direkte til sensorer og positive og negative ledninger og 2) jumper pins skubbet direkte ind i Mega. Jeg kunne ikke specielt lide, hvordan jumperpinnene føles i Mega (lidt løs), så jeg brugte lidt varm lim til at give dem lidt mere støtte. Og i øjeblikket virker det, og jeg glæder mig til at få flere til at spille det!

Lad mig vide, hvis du har specifikke spørgsmål om forbrugsvarer eller metoder, jeg brugte til at udfylde denne boks, og jeg vil gøre mit bedste for at svare.

Hvis du kan lide tanken om at bruge en Arduino til at oprette Escape Room -type gåder, anbefaler jeg at abonnere på Playful Technology på YouTube. Værten, Alastair, er min Arduino -helt!

Hvis du overhovedet synes, at dette var interessant eller nyttigt, kan du stemme på mig i konkurrencen Afslut det allerede. Tak fordi du læste!