Как устроены автоматы
Барабаны с символами вращаются и останавливаются в случайном порядке.
Каждый проект проще и выгоднее запускать, в том случае если с самого начала прямо ответить на вопрос для себя: для чего он нужен. С игровыми автоматами это особенно важно — без исходной цели легко уйти в непрерывные изменения, пересборки и улучшения, и все это не приводят к финалу.
Поэтому перед тем как заказывать запчасти, заказывать заготовки и подбирать программное обеспечение, я определил для этого проекта ключевые требования к будущему автомату.
Начал я на что я обратил внимание — формат использования. Не абстрактный «аркадный автомат мечты», а наиболее приземленный вариант:
Мне хотелось формат в формате «собрались люди — нажали старт — сразу играем». Без всяких объяснений, мануалов и подготовки.
Классические аркадные корпуса выглядят эффектно, однако для комнаты это не всегда удобный вариант. Из-за этого я исключил от варианта классического корпуса и выбрал компактный вариант.
Главные условия по размерам оказались следующими:
Такой подход естественным образом определило рамки на размер экрана, глубину корпуса и общий вес.
Важный следующий важный пункт — игры. Сразу было решено, что вариант планируется совсем не «для коллекции ромов», а прежде всего для живой игры.
Поэтому сформировались понятные требования:
Оптимально под эти требования вписываются файтинги, beat ’em up, гонки и традиционные аркадные шутеры.
Комфорт от игры в большой степени зависят от элементов управления. Можно установить топовый ПК и качественный дисплей, в то же время когда кнопки «нечеткие», а рычаг имеет люфт — нормальной игры не будет.
Если подбирать как сделать игровой автомат, в этом случае минимальный список параметров будет выглядеть следующим образом:
По количеству кнопок я анализировал два варианта: 4 либо 6 кнопок на игрока. По итогу я предпочел на 6 — это практичнее и позволяет комфортно играть в файтинги.
На этом этапе я пока не понимал точных размеров корпуса, но сразу понимал, какие моменты необходимо продумать:
Подобные детали почти невозможно определить «на глаз», в результате я сразу добавил шаг с прототипом, про который будет рассказано далее.
Даже в случае если игровой автомат находится дома и используется осторожно, он все равно должен оставаться удобным в обслуживании. Сразу были заложены набор ключевых требований:
После того как все пункты были сформулированы, прояснилось, куда именно двигаться дальше. Следующим шагом стало планирование и создание начального прототипа.
Когда базовые требования были сформулированы, стало понятно, что изготавливать «финальный» корпус — плохая идея. Без предварительной проверки очень легко ошибиться в размерах, наклонами и размещением элементов. Из-за этого логичным шагом стало прототипирование.
В голове и на схеме все обычно выглядит отлично. В реальности же выясняется, что:
Макет необходим не ради внешнего вида, а для проверки эргономики. Его задача — ответить на простой вопрос: удобно ли реально играть.
Наиболее дешевый и дешевый способ проверить расположение — взять бумагу и простые материалы. Я вырезал:
Вся эта конструкция располагалось на столе в разных вариантах. Я менял дистанцию между игроками, наклон экрана, ширину панели и оценивал, как это ощущается в реальности.
Уже тогда стало ясно, что некоторые идеи из головы просто не работают.
После картонного этапа я решил подготовить базовый контроллер для тестов. Без полноценного корпуса, без дизайна — исключительно чтобы проверить чувство от контроллеров.
Для этого нужно было:
Я закрепил элементы управления в коробку, соединил их к плате и протестировал разные игры на экране. Это дал больше ясности, чем любые любые схемы.
После несколько вечеров проверок стали понятны вещи, о таких вещах раньше не задумываешься:
Данный этап сохранил мне массу времени и средств на следующих этапах. Исправлять бумагу — дешево. Переделывать корпус — сложно и затратно.
После того как базовое расположение прояснилась, я перенес ее в трехмерную модель. Это помогло:
На этой стадии внешний вид еще много раз корректировался, при этом ключевое стало понятно: автомат будет комфортным, небольшим и ориентированным на двух игроков.
После этого стало возможным переходить к подбору электроники и «мозга» автомата.
Когда прояснилось, как устройство должно выглядеть и чувствоваться физически, настал момент решить, что именно будет внутри. От выбора «мозга» напрямую зависит сложность сборки, стабильность работы и объем времени, который нужно будет потратить на конфигурацию.
В начале я оценивал ряд популярных вариантов:
ПК и ноутбук исключились сразу же: эти варианты занимают большой объем, требуют больше питания и усложняют сборку. Мне хотелось небольшое, простое в сборке стабильное вариант.
По итогу я остановился на Raspberry Pi. Не из-за того, что он «идеальный вариант», а потому, что он хорошо подходил под мои требования:
Для классических аркадных и старых консольных игр прошлых лет производительности Raspberry Pi вполне достаточно.
С выбором экрана все было не таким простым. Хотелось подобрать баланс между размером, стоимостью и комфортом.
Основные требования были такие:
Я не стремился за высоким разрешением — для классических игр оно не нужно.
На этом этапе экономить деньги не имеет смысла. Дешевые кнопки управления могут залипать, а некачественные рычаги — люфтить буквально через пару недель.
Я подбирал компоненты по таким критериям:
Лучше взять чуть дороже, но потом не вскрывать корпус по мелким причинам.
Для того чтобы Raspberry Pi видел кнопки и джойстики в виде стандартный геймпад либо клавиатуру, используются USB-энкодеры.
Это печатные платы, к которым напрямую подключаются:
Затем вся система одним кабелем подсоединяется к плате, после чего система распознает управление без ручной настройки.
Даже у компактных решений возникают особенности:
Перегрев для Raspberry Pi не критичен для аркадных игр, но разумнее сразу предусмотреть отверстия вентиляции либо тихий вентилятор.
Когда все компоненты были подобраны и куплены, можно было переходить к следующему этапу — сборке тестовой системы и настройке программной части.
Прежде чем устанавливать компоненты в корпус, я принял решение собрать все в максимально упрощенном виде и убедиться, что все работает корректно по плану. Данный этап дает возможность выявить большую часть ошибок без риска испортить корпус или переделывать готовый корпус.
На этом этапе не важен дизайн. Важна исключительно работа системы.
Я выложил на поверхности:
Кнопки и джойстики временно были соединены вне корпуса — просто ради проверки логики управления и ощущений.
Для программной части я использовал готовый образ с эмуляторами игр. Этот способ сильно экономит время: не нужно вручную ставить каждый компонент и конфигурировать их по отдельности.
Последовательность действий сводился к следующему:
После загрузки система автоматически предлагает назначить кнопки — достаточно нажать кнопки в нужной последовательности.
Это — один из критичных моментов. Даже если все собрано правильно, на практике часто всплывают неприятные мелочи:
Я тестировал разные жанры и проверял, насколько удобно играть, не тянется ли рука к кнопкам и не задевают ли игроки друг другу.
Базовая система поставляется без игр, поэтому ROM-файлы загружаются вручную. Заранее подготовил небольшой набор:
Важно здесь не пытаться загрузить «весь каталог». Небольшой набор игр помогает сконцентрироваться на проверке удобства, и не на переборе из огромного списка.
Без сложностей, разумеется, не обошлось. В процессе тестирования прояснилось:
Все эти проблемы было легко устранить именно сейчас, поскольку ничто еще не встроено в корпус.
Спустя нескольких вечера тестов вся система оказалась стабильной и предсказуемой. Управление работало так, как было задумано, проекты стартовали оперативно, ничто не зависало и не требовало доработок.
Это показывало, что теперь пора двигаться к самому трудоемкому шагу — планированию и сборке корпуса.
Корпус автомата — это самая трудоемкая и наиболее «осязаемая» часть проекта. Именно корпус определяет внешний вид устройства, а также его массу, жесткость и удобство эксплуатации. Промахи на этой стадии обходятся дороже всего, из-за этого к выбору материалов я решил подойти отдельно.
Перед тем как подбирать материал, я зафиксировал ключевые требования к конструкции:
Конструкция должен был быть практичным, а не витринным экспонатом.
Первым и логичным выбором стала фанерная плита. Это классический материал для аркадных корпусов, и у фанеры имеется набор понятных преимуществ:
Я выбирал лист фанеры с толщиной 10–15 мм. По итогу остановился на среднем варианте — она дает достаточную жесткость, и не делает корпус в неподъемный ящик.
Мысль изготовить корпус из массива дерева выглядит заманчиво, однако в реальности у такого решения есть ряд минусов:
Для начального проекта такой вариант неоправданно сложно и затратно.
Я также рассматривал идею частично использовать 3D-печать. Этот способ подходит для:
Целиком печатать весь корпус нецелесообразно: долго, дорого и часто не достаточно прочнo.
Форма непосредственно зависела от формата автомата. В данном случае это был компактный вариант, и потому:
Я сознательно старался избегать замысловатых криволинейных форм — чем проще форма, тем легче изготовление и сборка.
Когда форма и материалы были выбраны, я сделал первичные планы. Они не были окончательными, и пару раз менялись по ходу дела, однако позволяли понять:
С этими чертежами стало возможным переходить к изготовлению корпуса и его сборке.
Когда материал были выбраны и чертежи были готовы, стартовала самая осязаемая часть проекта — сборка конструкции. Именно здесь из отдельных элементов устройство превращается в физический объект, а не идею на бумаге.
Все элементы конструкции я предварительно подготовил по размерам. Сделать это можно разными способами:
Я остановился на способе с ЧПУ — в этом случае элементы выходят точнее, а отверстия для кнопок и экран сразу соответствуют чертежам. Однако это не обязателен, особенно когда автомат делается в одном экземпляре.
Прежде чем что-то склеивать или закреплять окончательно, я выполнил «пробную» сборку — без клея и без финального крепежа.
Это позволило:
На этом этапе обычно всплывают небольшие ошибки в размерах, и такие ошибки легче поправить сейчас, чем потом после завершения финальной сборки.
После сухой сборки корпус был разобран и собирался в финальном виде.
Для соединения деталей я использовал:
Важно не переборщить с крепежом и сохранить возможность разобрать корпус конструкцию в будущем.
Отдельного внимания требует управляющая панель. На ней:
Я не раз примерял панель до окончательного крепления, чтобы убедиться, что играть действительно удобно.
Дисплей крепится внутри корпуса так, чтобы:
В большинстве случаев достаточно простых деревянных планок либо уголков.
Заранее заложил доступ внутрь корпуса. Для этого задняя стенка:
Это сильно упрощает обслуживание, смену кнопок и работу с начинкой.
После того как корпус оказался собран, можно было переходить к монтажу всей электроники и внутренней разводке проводов.
К этому моменту устройство уже выглядел как законченное изделие, но без правильной настройки ПО он был обычной коробкой с кнопками управления. Основная цель была простой: подать питание и сразу же оказаться в меню игр, без лишних меню и шагов.
С самого начала исходил что автоматом пользуются не только один человек. Соответственно:
Фактически устройство должен вести себя как обычное устройство: включил питание — работает.
После завершения окончательного монтажа всей электроники я заново прошел конфигурацию управления в системе. Это важно, потому что после разводки часто появляются небольшие нюансы.
Я проверил:
Если этого не сделать часть игр может управляться «зеркально» либо просто неудобно.
Чем меньше всего элементов меню видит гость, тем удобнее. Я убрал все лишнее:
В итоге остался компактный набор проверенных проектов, в которые реально хочется играть вдвоем.
Я настроил ПО так, чтобы:
Это особенно важно, когда автомат используется гостями либо установлен в общем пространстве.
Прежде чем считать окончательно весь проект готовым, я пару вечеров просто играл на устройстве:
Именно так всплывают мелкие детали, которые сложно учесть заранее: в одном месте некомфортно тянуться до кнопки, где-то нужно изменить очередность игр, а иногда — быстрее выход в меню.
К этому моменту устройство стал ровно тем, чем я его планировал изначально. Это уже устройство, который не нуждается объяснений и функционирует предсказуемо.
Если обобщить весь процесс, то как сделать игровой автомат — это в первую очередь не столько электронику или материалы, сколько про продуманную последовательность шагов: от идеи до финальных тестов в реальной эксплуатации.
В следующем разделе я опишу о практическом использовании, ошибках и выводах, которые появились в процессе использования автомата на практике, а не в теории.
Барабаны с символами вращаются и останавливаются в случайном порядке.
Каждое вращение запускается генератором случайных чисел.
Игрок не может предсказать результат следующего спина.
Музыка усиливает атмосферу игры.
Звуки вовлекают игрока в процесс.
Таблица выплат показывает значения комбинаций.
Информация доступна через меню.
