Как устроены автоматы
Барабаны с символами вращаются и останавливаются в случайном порядке.
Любой проект легче и дешевле запускать, если на старте честно ответить на базовый вопрос: в чем его смысл. В случае игровых автоматов это особенно важно — без понятной задачи несложно уйти в бесконечные правки, дополнения и апгрейды, и все это не имеют конца.
Поэтому до того как подбирать детали, приобретать заготовки и устанавливать игровые системы, я определил для этого проекта основные требования к автомату.
Самое первое на что я обратил внимание — вариант использования. Не теоретический «идеальный автомат», а максимально приземленный вариант:
Мне хотелось формат в формате «пришли гости — нажали кнопку — сразу играем». Без всяких рассказов, инструкций и обучения пользователей.
Стандартные аркадные автоматы визуально выглядят стильно, в то же время для жилого пространства это не всегда практичный вариант. Поэтому я отказался от идеи стандартного корпуса и остановился на более компактный формат.
Базовые требования по физическим размерам выглядели так:
Это естественным образом определило рамки на размер экрана, глубину корпуса и массу устройства.
Далее был принципиальный момент — игровой контент. Я сразу определил, что данный проект делается не «для списка ромов», а для использования.
Из этого появились понятные требования:
Наиболее удачно под эти требования вписываются файтинги, beat ’em up, гонки и старые добрые аркадные шутеры.
Комфорт от автомата в большой степени складываются от контроллеров. Можно использовать топовый компьютер и качественный экран, однако если кнопки управления «нечеткие», а джойстик управления люфтит — удовольствия не получится.
Если оценивать как сделать игровой автомат, в этом случае минимальный список критериев можно описать следующим образом:
Если говорить о кнопках я выбирал два варианта: 4 либо 6 на игрока. В конце концов я выбрал на 6 — это более универсально и позволяет играть без ограничений в игры-файтинги.
На данной стадии я еще не знал конкретных размеров корпуса, но уже осознавал, на что необходимо продумать:
Такие параметры сложно просчитать «теоретически», поэтому я изначально включил фазу прототипа, про который я расскажу далее.
Даже когда устройство используется дома и эксплуатируется бережно, он все равно со временем должен оставаться удобным для обслуживания. Я сразу заложил ряд обязательных моментов:
Когда все пункты были сформулированы, прояснилось, в каком направлении нужно идти. Дальнейшим шагом было планирование и изготовление первого макета.
После того как базовые требования были сформулированы, было ясно, что изготавливать «окончательный» корпус — неудачная идея. Без практики легко ошибиться с размерами, наклонами и расположением деталей. Из-за этого логичным шагом оказалось прототипирование.
В теории и на схеме все почти всегда кажется идеально. Фактически быстро становится понятно, что на самом деле:
Макет необходим не для эстетики, а для проверки эргономики. Цель прототипа — дать ответ на простой вопрос: удобно ли реально играть.
Наиболее дешевый и бюджетный вариант оценить компоновку — взять картон и картон. Я подготовил:
Все это располагалось на столе в разных вариантах. Я пробовал менять дистанцию между игроками, наклон экрана, ширину панели управления и смотрел, как это чувствуется в реальности.
Уже на этом этапе стало понятно, что некоторые идеи изначальные идеи оказываются неудобными.
После макета из бумаги я перешел подготовить простой тестовый контроллер. Без полноценного корпуса, без оформления — только чтобы почувствовать ощущения от управления.
Для этого потребовалось:
Я смонтировал кнопки и джойстики в коробку, подключил их к плате и запустил несколько игр на телевизоре. Этот этап принес намного больше понимания, чем любые схемы.
После пару вечеров тестирования стали очевидны моменты, о таких вещах обычно не думаешь:
Этот этап сохранил для меня кучу времени и средств в дальнейшем. Переделывать бумагу — недорого. Переделывать корпус — дорого и неприятно.
После того как базовое расположение стала понятна, я перенес все эту компоновку в трехмерную модель. Это дало возможность:
На этой стадии внешний вид еще неоднократно дорабатывался, но ключевое уже было ясно: устройство будет удобным, небольшим и рассчитанным на двух игроков.
После этого можно было переходить к подбору начинки и «мозга» автомата.
После того как стало понятно, как автомат должен выглядеть и ощущаться физически, настал момент решить, что именно будет использоваться внутри. От выбора «основного блока напрямую зависит уровень сложности, стабильность работы и количество времени, который нужно будет потратить на запуск.
Изначально я оценивал пару распространенных решений:
Десктоп и ноутбук отпали на раннем этапе: эти варианты занимают слишком много места, потребляют больше энергии и заметно усложняют сборку. Я хотел компактное, простое и предсказуемое подход.
В итоге я остановился именно Raspberry Pi. Не потому что он «единственно правильный вариант», а из-за того, что он хорошо подходил под мои требования:
Для классических аркадных и консольных игр старых поколений производительности Raspberry Pi вполне хватает.
С выбором экрана все было не так очевидно. Было желание поймать баланс между размером, ценой и удобством.
Основные требования сформировались такие:
Я не гнался за максимальным разрешением экрана — для ретро-игр оно просто не требуется.
В этом вопросе экономить деньги не рекомендуется. Бюджетные кнопки могут залипать, а некачественные джойстики — иметь люфт уже спустя несколько недель.
Я выбирал элементы управления по таким критериям:
Лучше взять не самый дешевый вариант, чтобы потом не вскрывать автомат по мелким причинам.
Чтобы Raspberry Pi распознавал кнопки и джойстики в виде обычный геймпад либо клавиатуру, применяются USB-энкодеры.
Это небольшие печатные платы, к которым подсоединяются:
Дальше все это через один кабель подсоединяется к Raspberry Pi, и система распознает управление автоматически.
Даже при компактных решений возникают моменты:
Перегрев для Raspberry Pi не опасен для аркадных игр, но правильнее сразу предусмотреть вентиляционные отверстия либо малошумный вентилятор.
После того как вся электроника была выбрана и закуплена, стало возможно перейти к следующему этапу — сборке тестовой системы и настройке программной части.
Прежде чем встраивать электронику внутрь корпуса, я решил собрать все в предельно упрощенном виде и убедиться, что все работает корректно так, как задумано. Этот этап дает возможность выявить большую часть ошибок без риска повредить корпус либо переделывать готовую конструкцию.
Здесь не важен дизайн. Критична исключительно работа системы.
Я выложил на поверхности:
Кнопки и джойстики были подключены вне корпуса — просто ради проверки логики работы и удобства.
Для софта я использовал готовую сборку с эмуляторами. Этот способ сильно экономит время: не нужно вручную ставить каждый компонент и конфигурировать их по отдельности.
Процесс выглядел примерно так:
После загрузки система автоматически предлагает привязать кнопки — нужно лишь нажать их в нужной последовательности.
Этот этап — самый критичных моментов. Даже если все подключено корректно, на практике часто всплывают мелкие мелочи:
Я запускал разные типы игр и оценивал, удобно ли играть, не тянется ли рука к кнопкам и не задевают ли игроки локтями.
Базовая система поставляется без контента, и потому игры загружаются отдельно. Заранее собрал небольшой набор:
Критично здесь не пытаться загрузить «весь каталог». Ограниченный список игр позволяет сконцентрироваться на проверке удобства, а не на выборе из сотен вариантов.
Без проблем, конечно, не обошлось. В процессе тестов стало ясно:
Все эти проблемы было легко исправить на этом этапе, пока ничто не встроено в корпус.
После нескольких вечеров тестирования система оказалась стабильной и предсказуемой. Управление функционировало ровно так, как ожидалось, проекты запускались оперативно, ничто не зависало и не требовало дополнительных настроек.
Это показывало, что теперь пора двигаться к наиболее сложному этапу — планированию и сборке корпуса.
Корпус — это наиболее трудоемкая и наиболее «материальная» часть проекта. Именно он определяет визуальный облик автомата, его массу, жесткость и удобство эксплуатации. Ошибки на этой стадии обходятся максимально дорого, из-за этого к материалам я подошел отдельно.
Прежде чем выбирать материал, я сформулировал ключевые требования к корпусу:
Конструкция должен оставаться утилитарным, и не витринным экспонатом.
Самым первым и логичным вариантом оказалась фанерная плита. Это выбор для игровых автоматов, и у фанеры имеется набор понятных плюсов:
Я выбирал лист фанеры толщиной от 10 до 15 мм. В итоге я остановился на среднем варианте — такая толщина обеспечивает достаточную прочность, но не превращает автомат слишком тяжелый ящик.
Мысль изготовить конструкцию из массива дерева выглядит заманчиво, однако на практике у нее много минусов:
Для первого проекта это слишком сложно и дорого.
Я также обдумывал идею использовать частично 3D-печать. Этот способ хорошо работает для:
Полностью печатать весь корпус не имеет смысла: долго, дорого и не всегда достаточно жестко.
Геометрия напрямую зависела от выбранного формата устройства. В данном случае это был компактный вариант, и потому:
Я старался не использовать сложных криволинейных форм — чем проще форма, тем проще производство и монтаж.
Когда геометрия и материал стали понятны, я составил основные планы. Эти чертежи не являлись идеальными, и пару раз корректировались в процессе, однако помогали увидеть:
С такими схемами уже можно было перейти к производству корпуса и сборке конструкции.
После того как материал были выбраны и схемы были готовы, началась самая физически ощутимая часть всей работы — сборка корпуса. Именно на этом этапе из отдельных элементов автомат превращается в физический объект, и не абстрактную идею.
Все детали конструкции я предварительно распилил по размерам. Это возможно по-разному:
Я остановился на способе с ЧПУ — так детали получаются более точными, и отверстия под кнопки и экран сразу совпадают чертежам. Но это не обязателен, особенно если автомат делается в единственном экземпляре.
Перед тем как что-либо склеивать и закреплять окончательно, я выполнил «сухую» сборку деталей — без клея и финишных креплений.
Такой подход позволил:
На этой стадии часто проявляются мелкие ошибки в размерах, и их легче поправить сейчас, чем после финальной сборки.
После сухой подгонки корпус был разобран и собран уже окончательно.
Для соединения деталей я применял:
Важно не переборщить с крепежом и оставить возможность разобрать конструкцию в будущем.
Отдельного внимания требует панель управления. На ней:
Я не раз примерял панель управления перед финальной фиксацией, чтобы, что пользоваться действительно удобно.
Дисплей фиксируется внутри конструкции так, чтобы:
В большинстве случаев достаточно обычных деревянных планок либо металлических уголков.
Заранее заложил доступ внутрь автомата. Для этого задняя панель:
Это сильно упрощает обслуживание, замену кнопок и любые работы с начинкой.
Когда корпус был собран, можно было перейти к монтажу электроники и внутренней разводке.
На этом этапе устройство уже смотрелся как законченное изделие, но без корректной программной настройки он был просто коробкой с кнопками управления. Основная цель была простой: подать питание и сразу же попасть в список игр, без лишних меню и действий.
Я сразу предполагал что автоматом будут пользоваться не только один человек. Значит:
По сути автомат должен работать как обычное устройство: включил питание — и оно работает.
После финального монтажа электроники я повторно прошел конфигурацию управления в ПО. Это необходимо, потому что после укладки проводов иногда всплывают мелкие нюансы.
Я проверил:
Без этого некоторые игры будут управляться «неправильно» или некомфортно.
Чем меньше всего элементов меню видит пользователь пользователь, тем удобнее. Я убрал все лишнее:
В итоге получился небольшой набор проверенных проектов, в которые реально хочется играть вдвоем.
Я настроил ПО так, чтобы:
Это особенно актуально, когда автомат используется гостями либо стоит в общем пространстве.
Прежде чем считать весь проект готовым, я несколько вечеров просто играл на автомате:
Именно в таком режиме всплывают мелкие детали, которые невозможно предусмотреть заранее: в одном месте неудобно дотягиваться к кнопке, в другом нужно изменить порядок игр, а где-то — более быстрый возврат к списку игр.
К этому моменту автомат получился тем, чем я его планировал в самом начале. Это девайс, которое не требует объяснений и функционирует предсказуемо.
Если подытожить всю работу, то как сделать игровой автомат — это не столько про электронику или фанеру, сколько про продуманную цепочку шагов: от постановки задачи до финальных проверок в реальных условиях.
Далее я опишу о реальной эксплуатации, ошибках и выводах, которые появились после использования устройства на практике, а не в теории.
Барабаны с символами вращаются и останавливаются в случайном порядке.
Первые автоматы появились в конце XIX века.
Со временем их заменили цифровые версии.
Темы варьируются от приключений до фантастики.
Многие автоматы используют популярных персонажей.
Качество графики отличается в зависимости от типа автомата.
Иногда используются трёхмерные анимации.
Таблица выплат показывает значения комбинаций.
Информация доступна через меню.
