Как устроены автоматы
Барабаны с символами вращаются и останавливаются в случайном порядке.
Практически любой проект проще и дешевле выполнять, в том случае если изначально прямо ответить на базовый вопрос: зачем он вообще нужен. С игровыми автоматами это крайне важно — без ясной цели несложно уйти в постоянные переделки, апгрейды и обновления, которые могут длиться вечно.
По этой причине перед тем как покупать комплектующие, приобретать заготовки и загружать программное обеспечение, я сформулировал лично для себя ключевые требования к автомату.
Первое что я определил — сценарий применения. Не теоретический «концепт мечты», а предельно бытовой вариант:
Я хотел получить формат формата «пришли гости — нажали одну кнопку — начали играть». Без всяких рассказов, руководств и обучения пользователей.
Классические аркадные автоматы выглядят круто, но для жилого пространства это не самый разумный вариант. Сразу я отказался от мысли стандартного напольного автомата и предпочел уменьшенный формат.
Основные требования по габаритам корпуса оказались следующими:
Такой подход по умолчанию наложило ограничения по экрану, глубину корпуса и массу устройства.
Далее был ключевой пункт — сами игры. Сразу было решено, что проект планируется совсем не «для коллекции ромов», а в первую очередь для использования.
Из этого определились понятные требования:
Оптимально под эти требования соответствуют игры-файтинги, beat ’em up, аркадные гонки и традиционные аркадные шутеры.
Ощущения от устройства примерно наполовину складываются от контроллеров. Можно поставить очень мощный железо и красивый экран, в то же время если кнопки «плохие», а джойстик люфтит — комфорта не будет.
Если оценивать как сделать игровой автомат, в этом случае необходимый набор условий можно описать следующим образом:
По количеству кнопок я рассматривал пару вариантов: 4 или 6 кнопок на игрока. В конце концов решил ориентироваться шесть кнопок — это более универсально и дает возможность удобно играть в файтинги.
На данной стадии я еще не знал окончательных габаритов устройства, но уже понимал, какие моменты необходимо продумать:
Такие параметры сложно просчитать «визуально», из-за этого я сразу заложил стадию прототипирования, о нем пойдет речь дальше.
Даже если автомат стоит дома и применяется бережно, он все равно со временем должен быть удобным для обслуживания. Я изначально предусмотрел ряд обязательных моментов:
После того как все условия были зафиксированы, стало понятно, в какую сторону стоит двигаться. Дальнейшим шагом стало планирование и сборка начального прототипа.
После того как базовые требования стали понятны, стало очевидно, что делать «финальный» автомат — плохая идея. Без практики просто допустить ошибку в размерах, наклонами и расположением деталей. В результате дальнейшим этапом оказалось прототипирование.
В голове и на схеме все почти всегда кажется отлично. Фактически часто оказывается, что:
Прототип нужен не для красоты, а для оценки удобства. Цель прототипа — ответить на вопрос: удобно ли реально играть.
Самый доступный и бюджетный способ проверить компоновку — использовать картон и картон. Я подготовил:
Все это раскладывалось на столе в разных вариантах. Я менял дистанцию между игроками, угол экрана, ширину панели управления и смотрел, как это ощущается в реальности.
Уже тогда стало понятно, что некоторые идеи изначальные идеи не работают на практике.
После макета из бумаги я решил собрать примитивный контроллер для тестов. Без внешнего корпуса, без дизайна — исключительно чтобы проверить впечатления от кнопок и джойстиков.
Для этого нужно было:
Я установил элементы управления в эту коробку, соединил их к контроллеру и протестировал пару игр на экране. Это принес больше ясности, чем любые чертежи.
После нескольких вечеров тестирования прояснились моменты, о которых раньше не задумываешься:
Этот шаг сохранил мне массу времени и средств в дальнейшем. Исправлять картон — недорого. Переделывать корпус — больно и дорого.
После того как базовая компоновка стала понятна, я перенес ее в трехмерную модель. Это помогло:
На этом этапе внешний вид еще неоднократно менялся, но ключевое стало понятно: автомат будет удобным, компактным и ориентированным на игру вдвоем.
После этого стало возможным перейти к выбору электроники и основного блока устройства.
После того как прояснилось, каким образом устройство должно выглядеть и ощущаться физически, настал момент определиться, с тем будет использоваться внутри. От выбора «платформы напрямую зависит уровень сложности, стабильность работы и количество времени, которое придется потратить на запуск.
В начале я рассматривал ряд распространенных решений:
ПК и ноутбук отпали сразу же: эти варианты занимают большой объем, потребляют больше питания и усложняют конструкцию. Мне хотелось компактное, простое стабильное решение.
По итогу я выбрал именно Raspberry Pi. Не потому что он «единственно правильный вариант», а за счет того, что он хорошо подходил под текущие цели:
Для аркадных и консольных игр старых поколений его мощности более чем достаточно.
С выбором экрана все вышло неоднозначно. Хотелось подобрать баланс между размером, ценой и комфортом.
Ключевые условия сформировались такие:
Я не стремился за высоким разрешением — для старых игр оно избыточно.
Здесь экономить деньги не рекомендуется. Бюджетные кнопки управления могут работать некорректно, а плохие джойстики — люфтить буквально через пару недель.
Я подбирал элементы управления по таким параметрам:
Проще сразу взять чуть дороже, но потом не вскрывать корпус по мелким причинам.
Чтобы Raspberry Pi распознавал органы управления в виде обычный геймпад или клавиатуру, применяются USB-энкодеры.
Это небольшие печатные платы, к которым подключаются:
Дальше все это одним кабелем подключается к плате, и система распознает управление автоматически.
Даже при компактных систем есть моменты:
Перегрев для Raspberry Pi не опасен в аркадных задачах, но лучше сразу предусмотреть отверстия вентиляции или малошумный вентилятор.
Когда все компоненты были подобраны и куплены, стало возможно переходить к следующему шагу — к сборке пробной системы и настройке программной части.
Перед тем как встраивать компоненты внутрь корпуса, я принял решение собрать все в предельно упрощенном виде и проверить, что система вообще работает так, как задумано. Данный этап дает возможность поймать основные ошибки без риска повредить корпус либо переделывать заново готовый корпус.
Здесь не важен внешний вид. Важна только работоспособность.
Я подготовил на поверхности:
Кнопки и джойстики были соединены без корпуса — просто ради проверки логики управления и ощущений.
Для софта я выбрал готовую сборку с эмуляторами игр. Этот способ сильно экономит время: не нужно вручную ставить каждый компонент и конфигурировать их по отдельности.
Последовательность действий выглядел примерно так:
После старта система сразу предлагает привязать кнопки — нужно лишь нажать кнопки по порядку.
Этот этап — один из самых важных моментов. Даже если все подключено корректно, в реальности могут всплыть неприятные проблемы:
Я тестировал разные типы игр и проверял, удобно ли управлять персонажем, не тянется ли рука к кнопкам и не мешают ли игроки локтями.
Базовая система поставляется без игр, поэтому игры загружаются отдельно. Я заранее собрал небольшой набор:
Критично на этом этапе не пытаться добавить «весь каталог». Небольшой набор игр позволяет сосредоточиться на проверке эргономики, и не на переборе из огромного списка.
Без сложностей, конечно, не получилось обойтись. Во время тестов выяснилось:
Все эти проблемы было легко устранить именно сейчас, пока ничто не встроено в корпус.
После пары вечера тестов система оказалась стабильной и предсказуемой. Управление работало так, как ожидалось, игры запускались быстро, ничто не подвисало и не требовало дополнительных настроек.
Это говорило о том, что теперь пора двигаться к самому сложному этапу — планированию и изготовлению корпусной части.
Корпус — это самая трудоемкая и самая «материальная» часть всей конструкции. Именно корпус задает визуальный облик устройства, его вес, жесткость и удобство использования. Промахи на этой стадии обходятся дороже всего, из-за этого к выбору материалов я подошел отдельно.
Прежде чем выбирать материал, я зафиксировал ключевые требования к конструкции:
Конструкция должен был быть утилитарным, а не витринным объектом.
Первым и самым очевидным вариантом стала фанера. Это выбор для аркадных корпусов, и у него есть ряд понятных плюсов:
Я рассматривал фанеру толщиной 10–15 мм. По итогу я остановился на компромиссном решении — она обеспечивает достаточную жесткость, и не делает автомат в неподъемный ящик.
Идея изготовить корпус из массива дерева смотрится заманчиво, но в реальности у нее есть ряд минусов:
Для начального проекта это неоправданно сложно и затратно.
Также я рассматривал идею использовать частично 3D-печать. Этот способ подходит для:
Полностью печатать корпус нецелесообразно: долго, затратно и часто не достаточно прочнo.
Геометрия напрямую зависела от формата автомата. В данном случае это был компактный вариант, и потому:
Я старался избегать замысловатых криволинейных форм — чем проще форма, тем проще производство и сборка.
После того как форма и материалы были выбраны, я составил основные схемы. Эти чертежи не являлись идеальными, и при этом пару раз менялись по ходу дела, однако давали понимание:
С такими схемами стало возможным переходить к производству корпуса и сборке конструкции.
Когда материалы были выбраны и схемы были готовы, началась самая осязаемая часть проекта — сборка конструкции. Именно на этом этапе из набора деталей автомат превращается в реальный объект, а не абстрактную идею.
Все детали конструкции я предварительно распилил по заданным размерам. Это можно разными способами:
Я выбрал способе с ЧПУ-фрезером — в этом случае элементы выходят более точными, а отверстия под кнопки и дисплей сразу соответствуют с проектом. Но это не обязательное условие, особенно когда автомат делается в одном экземпляре.
Прежде чем что-либо фиксировать или закручивать намертво, я сделал «сухую» сборку — без использования клея и финишных креплений.
Это позволило:
На этом этапе обычно проявляются небольшие ошибки по размерам, и такие ошибки легче поправить на этом этапе, чем после финальной сборки.
После сухой подгонки корпус разбирался и собран в финальном виде.
Для крепления элементов я использовал:
Важно не переборщить с крепежом и оставить возможность при необходимости разобрать корпус в будущем.
Отдельного внимания заслуживает управляющая панель. На ней:
Я не раз примерял панель управления до окончательного крепления, чтобы, что пользоваться действительно удобно.
Экран фиксируется внутри конструкции таким образом, чтобы:
Чаще всего хватает обычных деревянных планок либо уголков.
Я заранее предусмотрел доступ к внутренней части автомата. Для этого задняя панель:
Это сильно упрощает обслуживание системы, замену кнопок и любые работы с электроникой.
Когда корпус был собран, стало возможно переходить к установке электроники и внутренней разводке.
На этом этапе устройство уже смотрелся как готовое изделие, но без правильной программной настройки он оставался просто коробкой с кнопками. Моя цель была простой и понятной: включить питание и сразу оказаться в список игр, без лишних меню и шагов.
С самого начала предполагал что автоматом пользуются не только я. Значит:
По сути устройство должен работать как бытовой прибор: включил — и оно работает.
После финального монтажа всей электроники внутри я повторно выполнил конфигурацию управления в ПО. Это необходимо, так как после укладки проводов иногда всплывают небольшие нюансы.
Я проверил:
Без этого часть игр может управляться «неправильно» либо просто неудобно.
Чем меньше пунктов меню видит пользователь пользователь, тем лучше. Я исключил все лишнее:
В итоге получился компактный набор проверенных игр, в которые реально хочется играть вдвоем.
Я сделал настройку ПО таким образом, чтобы:
Такой подход особенно важно, когда устройство используют гостями либо стоит в общественном месте.
Перед тем как считать окончательно проект завершенным, я несколько вечеров подряд просто играл на автомате:
Именно так всплывают мелкие детали, которые невозможно учесть заранее: в одном месте неудобно дотягиваться до кнопки, где-то нужно изменить очередность игр, а иногда — более быстрый выход в меню.
На этом этапе устройство получился тем, чем я и планировал в самом начале. Это устройство, которое не нуждается объяснений и работает стабильно.
Если подытожить всю работу, то как сделать игровой автомат — это не столько про про электронику или фанеру, сколько продуманную последовательность шагов: от идеи до финальных тестов в реальных условиях.
В следующем разделе я расскажу о практическом использовании, ошибках и выводах, которые появились после использования автомата на практике, а не в теории.
Барабаны с символами вращаются и останавливаются в случайном порядке.
Звуковые эффекты подчёркивают выигрышные комбинации.
Яркие огни усиливают эмоциональное восприятие процесса.
Игровой процесс может меняться во время сессии.
Иногда открываются новые уровни по мере игры.
Сложность автоматов варьируется от простой до многоуровневой.
Некоторые автоматы рассчитаны на опытных игроков.
Музыка усиливает атмосферу игры.
Звуки вовлекают игрока в процесс.
