Как устроены автоматы
Барабаны с символами вращаются и останавливаются в случайном порядке.
Любой проект проще и экономичнее выполнять, если изначально прямо ответить на вопрос для себя: для чего он нужен. С игровыми автоматами это принципиально — без исходной цели просто уйти в бесконечные доработки, дополнения и апгрейды, которые не приводят к финалу.
По этой причине перед тем как заказывать комплектующие, заказывать материалы и загружать эмуляторы игр, я сформулировал для себя ключевые требования к автомату.
Самое первое что я определил — формат использования. Не теоретический «концепт мечты», а предельно практичный вариант:
Мне хотелось устройство формата «пришли друзья — нажали старт — играем». Без всяких рассказов, руководств и подготовки.
Большие аркадные шкафы кажутся впечатляюще, но для квартиры это не всегда подходящий вариант. Сразу я отказался от концепции традиционного напольного автомата и остановился на настольный формат.
Базовые требования по физическим размерам оказались следующими:
Такое решение по умолчанию наложило ограничения по экрану, по корпусу и общий вес.
Еще один важный пункт — игры. Я сразу определил, что данный автомат собирается совсем не «для архива игр», а именно для практической игры.
Из этого появились понятные требования:
Оптимально под такой набор условий вписываются файтинги, beat ’em up, гонки и классические аркадные шутеры.
Комфорт от игры на 50 % зависят от кнопок и джойстиков. Можно собрать самый мощный железо и красивый экран, однако если кнопки «нечеткие», а джойстик имеет люфт — удовольствия не возникнет.
Если рассматривать как сделать игровой автомат, в этом случае базовый набор параметров выглядит следующим образом:
По количеству кнопок я рассматривал пару вариантов: 4 либо 6 кнопок на игрока. В конце концов я выбрал на 6 — это гибче и подходит играть без ограничений в игры-файтинги.
В этот момент я пока не понимал точных размеров устройства, но сразу понимал, какие моменты нужно обратить внимание:
Такие параметры трудно рассчитать «на глаз», из-за этого я сразу добавил шаг с прототипом, про который я расскажу далее.
Даже когда автомат стоит дома и применяется осторожно, он в любом случае должен оставаться простым с точки зрения обслуживания. Сразу были заложены несколько важных пунктов:
Когда все эти требования были записаны, прояснилось, куда именно стоит двигаться. Следующим шагом стало планирование и сборка первого прототипа.
После того как основные условия были определены, стало очевидно, что сразу делать «финальный» автомат — плохая идея. Без опыта легко ошибиться с размерами, углами и размещением элементов. Поэтому логичным шагом стало прототипирование.
На бумаге и в представлении все обычно кажется отлично. В реальности быстро становится понятно, что:
Прототип важен не ради внешнего вида, а для оценки удобства. Его задача — дать ответ на простой вопрос: удобно ли пользоваться.
Самый простой и дешевый вариант оценить компоновку — использовать бумагу и простые материалы. Я сделал:
Все это раскладывалось на столе в разных конфигурациях. Я пробовал менять дистанцию между участниками, наклон экрана, ширину панели и оценивал, как это ощущается в реальности.
Уже на этом этапе стало ясно, что часть идей изначальные идеи не работают на практике.
После бумажного этапа я решил для себя собрать простой контроллер для тестов. Без корпуса, без внешнего вида — только чтобы оценить чувство от контроллеров.
Для такой проверки потребовалось:
Я смонтировал элементы управления в эту коробку, подключил их к контроллеру и запустил разные игры на телевизоре. Этот этап принес намного больше понимания, чем любые теоретические расчеты.
Спустя нескольких вечеров тестов стали понятны детали, о которых раньше обычно не думаешь:
Этот этап сэкономил мне много времени и денег в будущем. Исправлять бумагу — почти бесплатно. Переделывать фанерный корпус — сложно и затратно.
После того как базовое расположение сложилась, я перенес все ее в цифровой формат. Это помогло:
На этой стадии внешний вид еще неоднократно корректировался, однако главное уже было ясно: устройство будет комфортным, компактным и рассчитанным на игру вдвоем.
Затем можно было перейти к выбору начинки и основного блока устройства.
Когда прояснилось, как устройство должно выглядеть и ощущаться физически, настал момент решить, с тем будет использоваться внутри. От выбора «мозга» напрямую зависит уровень сложности, стабильность работы и количество времени, который нужно будет потратить на настройку.
Изначально я оценивал несколько популярных вариантов:
Десктоп и ноутбук исключились почти сразу: эти варианты занимают много места, требуют больше питания и заметно усложняют конструкцию. Мне хотелось небольшое, простое в сборке и предсказуемое подход.
По итогу я выбрал именно Raspberry Pi. Не из-за того, что он «идеальный вариант», а из-за того, что он отлично подходил под мои требования:
Для классических аркадных и консольных игр прошлых лет производительности Raspberry Pi вполне достаточно.
С монитором все оказалось неоднозначно. Хотелось поймать баланс между размером, стоимостью и удобством.
Ключевые условия были такие:
Я не стремился за сверхвысоким разрешением — для ретро-игр оно просто не нужно.
В этом вопросе пытаться сэкономить не рекомендуется. Дешевые кнопки управления часто начинают работать некорректно, а плохие джойстики — иметь люфт уже спустя несколько недель.
Я отбирал элементы управления по таким критериям:
Лучше взять не самый дешевый вариант, но потом не разбирать автомат по мелким причинам.
Чтобы Raspberry Pi видел органы управления в виде обычный геймпад либо клавиатуру, применяются USB-энкодеры.
Это платы, к которым напрямую подсоединяются:
Дальше вся система одним кабелем подсоединяется к Raspberry Pi, и система определяет управление без ручной настройки.
Даже у компактных систем возникают нюансы:
Перегрев у Raspberry Pi не опасен в аркадных задачах, однако правильнее сразу предусмотреть вентиляционные отверстия либо малошумный вентилятор.
После того как все компоненты была выбрана и куплены, стало возможно переходить к следующему шагу — сборке пробной системы и конфигурации ПО.
Перед тем как встраивать электронику в корпус, я решил собрать все в максимально простом виде и убедиться, что все вообще работает по плану. Данный этап дает возможность выявить большую часть ошибок без риска повредить корпус либо переделывать заново готовую конструкцию.
Здесь не важен дизайн. Критична только работа системы.
Я выложил на поверхности:
Элементы управления временно были соединены без корпуса — просто ради проверки логики работы и удобства.
Для программной части я использовал готовую сборку с эмуляторами. Такой подход сильно экономит время: не требуется отдельно устанавливать каждый компонент и настраивать их по отдельности.
Последовательность действий выглядел примерно так:
После старта система сразу предлагает привязать кнопки — нужно лишь нажать их в нужной последовательности.
Этот этап — один из критичных этапов. Даже когда все собрано правильно, в реальности часто всплывают неприятные проблемы:
Я тестировал разные жанры и оценивал, удобно ли играть, не тянется ли рука к кнопкам и не задевают ли игроки локтями.
Сама система идет без игр, поэтому игры добавляются отдельно. Заранее собрал небольшой набор:
Критично на этом этапе не пытаться добавить «весь каталог». Небольшой набор игр помогает сконцентрироваться на проверке удобства, а не на выборе из сотен вариантов.
Без проблем, естественно, не получилось обойтись. Во время тестов прояснилось:
Все эти моменты удалось просто решить на этом этапе, поскольку ничего еще не встроено в конструкцию.
После пары вечеров тестов вся система стала стабильной и предсказуемой. Контроллеры работало ровно так, как ожидалось, игры стартовали оперативно, ничего не зависало и не требовало доработок.
Это показывало, что можно двигаться к наиболее сложному шагу — планированию и изготовлению корпуса.
Корпус автомата — это самая трудоемкая и наиболее «материальная» часть всей конструкции. Именно он определяет визуальный облик устройства, его вес, прочность и удобство использования. Промахи на этом этапе обходятся дороже всего, из-за этого к материалам я решил подойти особенно внимательно.
Перед тем как выбирать материалы, я зафиксировал базовые условия к конструкции:
Корпус должен был быть практичным, и не витринным объектом.
Самым первым и самым очевидным вариантом стала фанера. Это классический классический материал для игровых корпусов, и у него есть ряд понятных преимуществ:
Я выбирал фанеру толщиной от 10 до 15 мм. По итогу я остановился на среднем варианте — она дает достаточную жесткость, но не превращает корпус слишком тяжелый ящик.
Идея изготовить корпус из массива выглядит привлекательно, но на практике у такого решения много минусов:
Для начального проекта такой вариант слишком сложен и дорого.
Я также обдумывал идею частично использовать 3D-печать. Такой подход хорошо работает для:
Целиком делать на печати весь корпус не имеет смысла: это долго, дорого и не всегда достаточно жестко.
Геометрия непосредственно зависит от выбранного формата автомата. В данном случае это был компактный вариант, и потому:
Я сознательно старался не использовать сложных изогнутых форм — чем проще геометрия, тем проще производство и сборка.
Когда форма и материал стали понятны, я сделал базовые планы. Они не являлись окончательными, и неоднократно менялись в процессе, но давали понимание:
С этими чертежами уже можно было переходить к изготовлению корпуса и сборке конструкции.
Когда материалы был выбран и схемы готовы, стартовала самая физически ощутимая часть проекта — сборка конструкции. Именно здесь из отдельных элементов устройство начинает превращаться в реальный объект, и не абстрактную идею.
Все детали корпуса я предварительно подготовил по размерам. Это можно по-разному:
Я выбрал способе с ЧПУ-фрезером — в этом случае детали получаются более точными, а отверстия под кнопки и дисплей сразу совпадают чертежам. Однако это не обязателен, особенно когда автомат собирается в одном экземпляре.
Перед тем как что-то фиксировать и закреплять окончательно, я сделал «пробную» сборку деталей — без клея и без финального крепежа.
Такой подход позволил:
На этом этапе часто всплывают небольшие ошибки в размерах, и их проще исправить сейчас, чем потом после финальной сборки.
После пробной сборки конструкция был разобран и собирался уже окончательно.
Для крепления деталей я использовал:
При этом важно не переусердствовать с крепежом и оставить возможность при необходимости разобрать конструкцию позже.
Особого внимания заслуживает управляющая панель. На ней:
Я несколько раз проверял панель перед финальной фиксацией, чтобы убедиться, что пользоваться реально комфортно.
Дисплей фиксируется внутри корпуса так, чтобы:
В большинстве случаев достаточно обычных планок либо уголков.
Я заранее предусмотрел возможность доступа к внутренней части автомата. С этой целью задняя панель:
Это сильно упрощает обслуживание, замену кнопок управления и работу с электроникой.
После того как корпус был собран, можно было перейти к монтажу всей электроники и внутренней разводке проводов.
К этому моменту автомат уже смотрелся как законченное изделие, но без корректной программной настройки он оставался просто коробкой с кнопками. Моя цель была простой и понятной: подать питание и сразу попасть в меню игр, без меню и действий.
Я сразу исходил из того, что автоматом будут пользоваться не только я. Соответственно:
Фактически автомат должен вести себя как обычное устройство: включил питание — работает.
После окончательного монтажа всей электроники внутри я повторно прошел конфигурацию управления в системе. Это важно, потому что после укладки проводов иногда всплывают мелкие нюансы.
Я проверил:
Если этого не сделать некоторые игры может управляться «неправильно» или некомфортно.
Чем меньше элементов меню видит пользователь, тем лучше. Я убрал все лишнее:
В результате получился компактный набор проверенных игр, в которые реально хочется играть вдвоем.
Я настроил систему таким образом, чтобы:
Это особенно актуально, когда автомат используется разные люди или стоит в общем пространстве.
Перед тем как считать окончательно проект завершенным, я несколько вечеров подряд просто играл на автомате:
Именно в таком режиме проявляются мелочи, которые невозможно предусмотреть заранее: в одном месте неудобно дотягиваться до кнопки, в другом нужно другой порядок игр, а иногда — более быстрый возврат в меню.
К этому моменту устройство получился тем, чем я и задумывал изначально. Это уже устройство, которое не нуждается в объяснениях и функционирует стабильно.
Если подытожить весь процесс, то как сделать игровой автомат — это в первую очередь не столько про про электронику или фанеру, сколько грамотно продуманную цепочку шагов: от постановки задачи до финальных тестов в реальной эксплуатации.
Далее я расскажу о реальной эксплуатации, ошибках и выводах, которые появились в процессе использования автомата в жизни, а не в теории.
Барабаны с символами вращаются и останавливаются в случайном порядке.
Кнопки управления располагаются под экраном или на панели.
Некоторые модели оснащены сенсорным экраном.
Звуковые эффекты подчёркивают выигрышные комбинации.
Яркие огни усиливают эмоциональное восприятие процесса.
Первые автоматы появились в конце XIX века.
Со временем их заменили цифровые версии.
Автоматы остаются популярными благодаря простоте.
Каждый автомат предлагает уникальное оформление.
Темы варьируются от приключений до фантастики.
Многие автоматы используют популярных персонажей.
Качество графики отличается в зависимости от типа автомата.
Иногда используются трёхмерные анимации.