Okvir za bijeg iz karantene (dosada): 7 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:33

Ovaj projekt je bio moj osobni projekt karantene Arduino. Neprestano sam radio na tome prvih nekoliko tjedana u karanteni, ali onda sam naišao na neke probleme s servo motorima koje nisam mogao lako riješiti, pa sam ga odložio na nekoliko tjedana. No, sad kad se naša država ponovno počela otvarati, odlučio sam: Nema više odgađanja; vrijeme je da ovo završim!

Ja sam računalni programer i konzultant baze podataka danju, ali fasciniraju me sobe za bijeg i zagonetke. Iako nemam interes za izgradnju Arduino projekata koji ispunjavaju potrebe koje su već komercijalno riješene (zašto bih sagradio noćno svjetlo sa senzorom svjetlosti kad ga mogu kupiti za par dolara u trgovini?), Kad sam odlučio izgraditi vlastiti domaća soba za bijeg za prijatelje krajem prošle godine, učenje korištenja Arduina u prilagođenim zagonetkama sobe za bijeg odjednom je postalo nešto što me zanimalo. To znači da ja uopće nisam inženjer elektrotehnike i da učim lemiti i pravilno koristiti električne komponente često je bio izazov! Hvala dragom Bogu na mnoštvu Arduino primjera i dokumentacije na internetu!

Tako otprilike tjedan dana prije nego što je Južna Karolina zatvorena. Šetao sam prolazima u svojoj lokalnoj trgovini dobre volje i naišao na predmet od drvene kutije s policama, vratima i nekim kukama. Nije mi odmah bilo jasno za što je kutija namijenjena, ali pomislio sam da bi s Arduinom u njoj mogao biti dobar rekvizit u domaćoj sobi za bijeg koju sam planirao za neke prijatelje u bliskoj budućnosti. No, nakon što sam ga donio kući, napokon sam ga prepoznao po onome što je bio: pretjerano velika stanica za punjenje / poštu / ključ. U roku od tjedan dana od tog izleta u kupovinu rečeno nam je da "ostanemo kod kuće", a ja sam još jednom pogledao kutiju. Mislio sam da bi možda moglo postati više nego što sam isprva mislio. Pomislio sam sa svih strana i s odvojenim pretincima da se možda može pretvoriti u slagalicu s više koraka koju bi mogli podijeliti s prijateljima ili djecom tijekom karantene umjesto stvarne sobe za bijeg s bliskim kontaktom. Budući da je sama kutija u osnovi iverica s lijepim završetkom, htio sam dizajnirati nešto što zahtijeva minimalne izmjene na kutiji kako joj ne bi bili potrebni popravci ili boje za prekrivanje rupa ili ogrebotina. Stoga su mi bile potrebne moje zagonetke za rad s postojećom arhitekturom stranica kutije. Također sam želio osmisliti dovoljno zagonetki da se čini da je svaka strana kutije uključena u barem jednu zagonetku. Pa sam ga gledao nekoliko dana i razmišljao … U svakom donjem odjeljku podijelit ću svoje početne misli, planove i krajnja rješenja za različite strane kutije. Posljednji odjeljak će zbrojiti početak i kraj reprodukcije i pružiti moj Arduino kod. Na kraju sam uspio ugurati 8 različitih zagonetki na kutiju, što sam smatrao pristojnim brojem za malu kutiju.

Nadajmo se da ako vas ovo zanima, moje bilješke i slike mogle bi vam dati neke ideje za osmišljavanje vlastitog.

Pribor

Razne Arduino komponente, uključujući:

ELEGOO MEGA 2560 R3 ploča (van marke Arduino Mega)

Solovoidna brava od 6 volti

2 ili 3 senzora Hall-a koji se ne zatvaraju

3 LED LED žarulje od 10 mm

2 crvena lasera

VISDOLL WS2801 Pixel LED svjetla za nizove (pojedinačno adresabilna)

3 prekidača na gumb (vodootporni prekidači bez zaključavanja 12/17 mm)

HiLetgo mp3 player Mini (DFPlayer)

Jeftin zvučnik

6 fotootpornika / otpornici ovisni o svjetlosti 5 mm

Tolako 5 voltni relejni modul

AuBreey digitalni senzor težine ćelije opterećenja 5 kg

Anker PowerCore punjač (za napajanje svjetla i arduina)

9 -voltna baterija (za napajanje solonoida)

Žica (po potrebi)

Adapteri (po potrebi)

Kratkospojne žice (po potrebi)

PCB ploče (po potrebi)

Razni otpornici (po potrebi)

Ostale potrepštine:

Male kombinirane brave

Male torbe s patentnim zatvaračem (koje se mogu zaključati s bravama iznad)

Plastična folija različitih boja ili tami

Mala zubarska, teleskopska i zakretna ogledala

Podloške i matice

UV olovka (nevidljiva tinta)

Mali žeton ili znak koji se koristi za držanje magneta (koristio sam prazan spremnik s balzamom za usne u obliku lisice)

Konopac

Magneti rijetke zemlje

Papir

Otpad od tkanine

Drvni otpatci

Korak 1: Kuke sa strane kutije

Moja kutija sadržavala je stranu s dvije kuke. Mogao sam ih potpuno ukloniti, ali kao što je spomenuto, sama kutija je bila iverica i pokušavao sam je zadržati što je moguće manje bez ožiljaka. Pa za što bi se mogle koristiti kuke sa strane? Očigledan odgovor bio je objesiti im nešto. Ali kako se vješanje nečega od njih moglo pretvoriti u zagonetku? Odlučio sam da bi to mogla biti neka vrsta zagonetke s težinom. U početku sam planirao svaku udicu pričvrstiti na pojedinačnu vagu, ali nakon što sam ispitao senzore težine i naprezanja, shvatio sam da vjerojatno nemam mjesta za dva senzora u kutiji, a samo pomoću jednog programski i električni rad bit će znatno pojednostavljen. Pa iako sam znao da će samo jedna udica zapravo raditi, nisam želio da igrač to sam shvati. Planirao sam izraditi nekoliko predmeta različite težine. Igrač bi se morao poslužiti logikom ili nagađanjem kako bi shvatio kako te stavke ravnomjerno podijeliti između dvije udice. Bilo bi lijepo imati slatke, ali teške male metalne likove ili predmete na ogrlicama, ali otišao sam jeftinom rutom i zadovoljio se raznim podloškama i maticama na kanapu. Svaka hardverska petlja uzice označena je utegom u gramima. Igrač mora podijeliti hardver u dva jednaka seta i objesiti svaki set na zasebnu kuku kako bi riješio zagonetku. Senzor težine koji sam koristio je 5 kg HX711 osjetnik težine ćelije opterećenja. Njegov raspon težine vjerojatno je zaista prevelik za posao, ali radi dovoljno dobro kad je umjeren. Trebalo mi je dosta vremena da smislim kako staviti senzor težine u kutiju tako da jedna kuka može povući senzor i registrirati težinu. Konačno sam došao do prikazane konfiguracije. Statička strana senzora spojena je na blok koji je uvijen u unutrašnjost kutije. Druga strana senzora ima manji blok pričvršćen na vrh u koji je uvrnuta kuka s vanjske strane kutije (do kraja kroz kutiju). Za to je bilo potrebno upotrijebiti duži vijak i učiniti rupu u koju je kuka u početku čvrsto pričvršćena s vanjske strane znatno uvećati kako bi vijak udice malo dao tako da senzor za težinu može osjetiti naprezanje.

Izvana kuka izgleda normalno, ali se pomiče dovoljno da pritisne unutarnji osjetnik težine i daje točna očitanja (kad je umjerena).

Korak 2: Visoka džepna strana kutije za poštu

Za stranu kutije s visokim džepom za poštu prošao sam kroz brojne ideje. Konačno sam odlučio da želim koristiti lasere negdje na kutiji, i tu su konačno postavljeni. Budući da je visoki pretinac umetnut, uspio sam dodati dva lasera na vrhu i dva fotootpornika s lijeve strane. Igrač mora utvrditi da mora pronaći način (s ogledalima) za istovremeno usmjeravanje lasera prema svakom senzoru. Osim što sam igračima samo dao dva ručna ogledala, želio sam da igrači mogu pronaći način individualnog postavljanja ogledala koji ne zahtijevaju korištenje obje ruke za držanje ogledala. Dugo sam razmišljao o tome što bi moglo pomoći da se to učini. Konačno sam shvatio da bi zakretna zubarska ogledala mogla učiniti ono što želim. Mislio sam da ako se njihova osovina može držati mirno, njihove teleskopske i zakretne funkcije mogu se koristiti za neovisno usmjeravanje laserskih zraka prema senzoru.

Izbušio sam komad drva bušilicom jedva preko promjera zrcalne osovine u komad drveta koji sam stavio na dno bočnog džepa. Tako su ogledala poduprta uspravno dok igrač namješta glave kako bi usmjerio lasere.

Mala, teleskopska ogledala također imaju prednost što su dovoljno kratka da stanu vodoravno ispod vrha džepa, pa nije odmah očito da se sa strane nalaze ogledala.

Korak 3: Prednja strana kutije s policama

Prednja strana kutije imala je dvije nagnute police. Znao sam da želim koristiti dvije police za različite zagonetke.

Odlučio sam da će jedna zagonetka koristiti crno svjetlo za osvjetljavanje nevidljive, UV tinte, a druga zagonetka će koristiti nekoliko svjetlosnih senzora (fotootpornike) u nizu. Nakon eksperimentiranja s jednom UV žaruljom koja je dolazila s kraja nevidljive olovke s tintom, otkrio sam da njezin snop svjetla nije zadovoljavajući. Umjesto toga, naručio sam veće žarulje (10 mm) i upotrijebio tri od njih za osvjetljavanje gornje police na kojoj sam nacrtao tradicionalnu tangram zagonetku u UV tinti. Ožičio sam svako svjetlo pojedinačno na Arduino izlazni pin sa 100K otpornikom (za serijsko ožičenje bilo bi potrebno više od 5 volti kojima sam napajao svoj Arduino). Igraču nepoznato, hal senzor (koji osjeća prisutnost jakog magneta) ožičen je na otpornik i vruće zalijepljen na određeno mjesto iza stražnje ploče. Kad su crna svjetla upaljena, igrač mora upotrijebiti drvene komade tangrama koji su mu isporučeni kako bi dovršio dizajn tangrama. Kvadratni komad tangrama ima ugrađeni magnet rijetke zemlje u sebi, a kada se postavi na pravo mjesto (na vrh), zagonetka je dovršena. Na kraju, bio sam zadovoljan kako je ova zagonetka ispala. Za donju policu sam imao ideju o stvaranju zagonetke koja bi od igrača zahtijevala da pročita neke tragove i da s njih postavi četiri znaka u ispravnom redoslijedu slijeva nadesno. Mislio sam da mogu stvoriti likove (izrezane mojim Silhouette Cameom) koji će u sebi imati prozirne prozore različitih nijansi.

Ne znajući previše o fotootpornicima, mislio sam da će, ako se likovi postave ispravnim redoslijedom, njihovi filmovi pouzdano utjecati na očitanja svjetla na svakom od svjetlosnih senzora. Pronašao sam nekoliko plastičnih filmova različitih boja i testirao sam ih kako bih utvrdio koje se četiri boje filma međusobno najviše razlikuju. Ali ta je ideja bolje funkcionirala u teoriji nego u stvarnosti.

Senzori svjetla u konačnici nisu toliko pouzdani i otkrio sam da je i najmanja razlika u instaliranim kutovima također uvelike utjecala na očitavanje koje je dao svaki senzor, čak i ako je svjetlo koje ih obasjava bilo potpuno isto. S obzirom na to, bio sam odlučan u namjeri da ovo uspije i pronašao sam način da naručim likove i njihove filmove preko senzora koji 1) nikada ne bi dopustili da se zagonetka riješi slučajno i 2) mogli bi se pouzdano riješiti u prostoriji s dovoljno svjetla svaki put. Ovi svjetlosni senzori ožičeni su na isti način kao i senzori koji se koriste s laserima na visokoj poštanskoj strani (s otpornikom koji odvaja jednu pozitivnu nogu do negativnog i ulaznog pina). Postoji dosta dokumentacije o tome kako povezati ove stvari.

Budući da nisam znao koliko će svjetla biti okolo kad igrači pokušaju ovu zagonetku, umjesto da provjeravam određene vrijednosti ili razlike između mjerenja, samo provjeravam da li je moj najlakši film imao veće čitanje od sljedećeg najlakšeg filma, i to film je imao veće čitanje od sljedećeg, i tako dalje.

Na slici su moji tragovi naručivanja, s referencama na Covid-19 za zabavu. Još jedna stvar koju sam u početku radovao učiniti s ovom kutijom bila je imati neke skrivene pretince iznad polica koji bi se automatski otvarali kada bi igrač riješio zagonetku kako bi mu pružio zalihe za sljedeću zagonetku. Iznad svake police postoji značajna količina prostora za to. Zato sam instalirao dvije ploče sa šarkama i eksperimentirao pokušavajući upotrijebiti male servo motore za otvaranje panela, ali ja nisam inženjer strojarstva i jednostavno nisam uspio dobro funkcionirati. Frustrirano sam ostavio projekt na stranu nekoliko tjedana.

Nakon nekoliko tjedana odlučio sam da naručim ovaj projekt privesti kraju, najbolje je bilo odbaciti ideju o premještanju vrata. Kako bih riješio pitanje opskrbe playera, smislio sam vrlo jednostavno rješenje opisano u donjem koraku The Top of the Box.

Korak 4: Vrh kutije

Vrh kutije ima poklopac koji se otvara. U početku sam planirao zaključati poklopac i otvoriti ga tek kad se neka zagonetka uspješno završi. No, nakon što se moja ideja o tajnim odjeljcima za automatsko otvaranje pokazala preteškom za implementaciju u razumnom roku, i shvatio sam da mi treba jednostavnije rješenje. Odlučio sam držati gornji dio otključanim i samo ga koristiti za spremanje "zaliha" s kojima će igrač biti nagrađen pri dovršavanju svake zagonetke. Ali kako sam mogao ograničiti igrače samo na zalihe koje su trebali dobiti kad su ispunili svaku zagonetku? Moj jednostavan odgovor bio je imati male torbe s lokotima. Svaki put kada igrač riješi zagonetku koja ima nagradu, najavljuje se kombinacija odgovarajuće brave i igrač može testirati brave kako bi shvatio koju vrećicu može otvoriti.

Ovo je bilo jednostavno rješenje i uvelike je pojednostavilo mehaniku kutije bez previše ugrožavanja zabave u rješavanju zagonetki. I to mi je omogućilo da konačno dovršim kutiju! Ultimate vrh kutije također je na kraju pohranio priličnu količinu električnih komponenti sa svjetla, gumba i lasera.

Korak 5: Stražnja strana kutije

Uvijek sam mislio da će stražnja vrata kutije držati "nagradu" za rješavanje svih zagonetki kutije. Međutim, pokazalo se da tamo ima toliko žica i punjača i drugih električnih komponenti da nema mnogo mjesta za bilo što drugo. Za zagonetku s ove strane, u početku sam mislio da bih volio imati rešetku od šperploče koja bi stajala preko stražnje strane vrata kroz koju bi se žeton s magnetom u podnožju probijao kroz labirint, ali nisam imao načina rezanja drvene rešetke i odlučio sam da bi labirint na komadu papira ili tkanine mogao funkcionirati jednako dobro čak i ako ne izgleda tako cool. Na kraju nisam čak napravio ni pravi labirint. Upravo sam napravio jednostavan put koristeći vinil sa željezom na komadu lanene tkanine. Tkanina se magnetima pričvršćuje na vrata (uvučena u stražnju stranu vrata). Igrač pomiče svoj žeton (koji sadrži magnet u podnožju) od "početka" do "kraja" i pritom pokreće hodnikov senzor kako bi uspješno dovršio zagonetku i otključao solenoidnu bravu na vratima. (Kako bih malo otežao "varanje" na [ili išli izravno do kraja], namjeravao sam dodati drugi senzor Hall -a negdje na ruti, ali budući da je put ionako tako jednostavan, činilo se da je to pretjerano.) Moj "token" je samo stara posuda s balzamom za usne koja u svoju bazu stavi magnet rijetke zemlje.

Solenoid se napaja baterijom od 9 volti i spojen je na Arduino putem releja od 5 volti.

Iako je zagonetka jednostavna, nadamo se da će izazov za neke igrače biti to što nije odmah očito što bi trebalo učiniti s tkaninom, žetonom i magnetima kada se nađu u vrećici s zalihama.

Korak 6: Svjetla, gumbi i zvukovi

Znao sam da želim da kutija slagalica ima svjetla i zvukove. Također sam mislio da bih, da imam gumbe, imao puno više fleksibilnosti sa zagonetkama koje bih mogao stvoriti. Odlučio sam dodati gumbe i svjetla oko vrha kutije kako bi bilo što urednije. Izbušio sam 4 rupe sa svake strane. Korištena svjetla su 9 pojedinačno adresiranih, raznobojnih LED dioda na jednom nizu. Zahtijevaju dodatnu snagu baterije izvan Arduina, ali ih je lako programirati. Ovo je bio moj prvi eksperiment s Arduino gumbima. Gumbi su zahtijevali i otpornike spojene na njih. Postoji mnogo dokumentacije o gumbima. Zvuk je osigurao DFPlayer mp3 player priključen na jeftini pojedinačni zvučnik koji sam izvadio iz jeftinog zvučnika za priključivanje. Imao sam nekih problema s referenciranjem datoteka prema imenima ili čak brojevima (vidi kôd), ali na kraju nije bilo teško shvatiti kako to natjerati na rad. S tri svjetla i jednim gumbom na svakoj od tri strane (lijevo, desno i sprijeda) pokušao sam doći do ideja za zagonetke. Konačno sam se odlučio za zagonetku u boji, svjetlucavu svjetlosnu zagonetku i zagonetku priče o slušanju. Za slagalicu u boji, dva vanjska svjetla sa svake strane postavljena su na primarne boje. Unutarnje svjetlo je u početku isključeno. Uređaj pritisne gumb za uključivanje i promjenu boje svjetla u ispravnu sekundarnu boju. Na primjer, ako su dvije vanjske strane crvena i plava, unutarnje svjetlo mora biti postavljeno na ljubičasto. Za zagonetku koja treperi, dva vanjska svjetla sa svake strane kutije trepere onoliko vremena koliko odgovara njihovom položaju. S lijeva na desno, 1, 3, 4, 6, 7, 9. Srednje svjetlo sa svake strane mora se sinkronizirati sa svojim položajem pritiskom na gumb toliko puta. Na kraju zagonetku osvaja svjetlo na poziciji 1 koje treperi jednom, svjetlo na položaju 2 trepće dvaput, sve do svjetla na položaju 9 trepćući 9 puta. Za slaganje zagonetke čita se snimljena priča. Priča sadrži riječi LIJEVO i DESNO više puta. Lijevi i desni gumb moraju se pritisnuti istim redoslijedom kao i priča kako bi se zagonetka dovršila. Osim toga, i svjetla i zvuk koriste se za označavanje da je igrač uspješno riješio određene zagonetke, za davanje igrača kombinacijama u vrećice za opskrbu i davanje do znanja da je riješio cijelu kutiju.

Korak 7: Slijed i kôd reprodukcije

Igra s kutijama je uzastopna. 8 zagonetki morate riješiti redom. Iako postoje brojne mogućnosti za naručivanje zagonetki, s ovim sam završio: Okvir s zagonetkama pokreće igrač (ili vodič kroz kutiju, ZVAN JA) koji istovremeno pritisne lijevu i desnu tipku. Svjetla slagalice u boji su osvijetljena i igrač mora utvrditi da mora postaviti središnja svjetla na svakoj od tri strane ispravnom sekundarnom bojom (narančasta, zelena, ljubičasta).

Nakon ispravnog postavljanja boja, laseri preko džepa za poštu se uključuju, a igrač mora pronaći ogledala izvan vidokruga i upotrijebiti ih za usmjeravanje laserskih zraka na laserske senzore.

Zatim počinje zagonetka trepćućih svjetala. Igrač pritisne gumb tako da srednje svjetlo sa svake strane treperi točan broj puta, a po završetku, 1) čita se broj za kombinaciju jedne od vrećica za napajanje i 2) UV svjetla svijetle.

Prva vrećica sadrži drvene komade tangrama. Igrač vidi obris tanng slagalice osvijetljen UV zrakama i dopunjuje oblik drvenim komadima. Kad se gornji dio postavi, zagonetka je riješena, a u osnovi se reproducira poruka koja kaže igraču da pritisne prednju tipku za nastavak.

Kad igrač pritisne tu prednju tipku, zagonetka započinje priču LIJEVO-DESNO. On može ponoviti priču ponovnim pritiskom na prednju tipku. Na kraju shvati da mora pritisnuti lijevu ili desnu tipku svaki put kad priča kaže jedan od smjerova.

Kad je ispravno dovršio niz gumba LIJEVO-DESNO, najavljuje se druga poruka s kombinacijom druge vrećice za opskrbu. Ovaj put vrećica sadrži ponderirane petlje. Brojevi na petljama daju igraču natuknice da ih treba podijeliti na jednake hrpe. Kad se na svaku udicu stavi ista težina (zapravo to je samo prava udica koja mjeri), najavljuje se druga kombinacija.

Ovaj put vrećica s zalihama sadrži likove s filmom u boji i tragove kako bi uputili igrača kako da naruči likove. Igrač ih postavlja ispravnim redoslijedom i na kraju se objavljuje posljednja kombinacija torbe s opskrbom.

Posljednja vrećica sadrži lanenu tkaninu s početnom> završnom linijom, 5 sićušnih magneta i žeton s magnetom skrivenim u podnožju. Igrač pomiče žeton od početka do kraja, a stražnja vrata se konačno otključavaju, a svjetla i zvukovi objavljuju da je igrač veliki pobjednik.

S toliko ulaznih senzora i izlaza, trebalo mi je više pinova nego što Arduino Uno ili Nano mogu pružiti. Ultimate sam koristio off-brand Mega. Koristio sam kombinaciju 1) lemljenja izravno na senzore i pozitivnih i negativnih žica i 2) igle za kratkospojnike gurnute izravno u Megu. Nije mi se posebno svidjelo kako se igle za skakače osjećaju u Mega -i (nekako labavo) pa sam upotrijebio malo vrućeg ljepila kako bih im pružio malo više podrške. I zasad radi, i radujem se što će to više ljudi svirati!

Javite mi ako imate bilo kakvih posebnih pitanja o zalihama ili metodama koje sam upotrijebio za ispunjavanje ove kutije, a ja ću se potruditi odgovoriti.

Ako vam se sviđa ideja korištenja Arduina za izradu zagonetki tipa Escape Room, preporučujem da se pretplatite na Playful Technology na YouTubeu. Domaćin, Alastair, moj je Arduino heroj!

Ako vam se ovo učinilo zanimljivim ili korisnim, glasajte za mene na natječaju Završi već. Hvala na čitanju!