Как устроены автоматы
Барабаны с символами вращаются и останавливаются в случайном порядке.
Любой проект легче и дешевле реализовывать, в том случае если на старте сразу ответить на ключевой вопрос: для чего он нужен. Для игровых автоматов это принципиально — без четкой постановки задачи просто уйти в постоянные доработки, апгрейды и апгрейды, что никогда не заканчиваются.
В результате перед тем, как покупать детали, заказывать заготовки и скачивать игровые системы, я определил лично для себя основные требования к автомату.
Отправной точкой что я определил — вариант использования. Не воображаемый «концепт мечты», а наиболее приземленный вариант:
Мне хотелось вариант в формате «зашли друзья — включили — идет игра». Без пояснений, мануалов и обучения.
Полноразмерные аркадные корпуса смотрятся эффектно, при этом для жилого пространства это далеко не самый подходящий вариант. Поэтому я исключил от варианта стандартного автомата на полу и выбрал для себя уменьшенный формат.
Основные требования по габаритам корпуса были такие:
Такое решение естественным образом определило рамки на размер экрана, по корпусу и вес конструкции.
Далее был ключевой пункт — игры. Я сразу для себя решил, что автомат делается не «для списка ромов», а в первую очередь для реальной игры.
Отсюда определились конкретные требования:
Лучше всего под эти требования вписываются файтинги, beat ’em up, гонки и старые добрые аркадные стрелялки.
Впечатления от устройства в большой степени зависят от кнопок и джойстиков. Можно поставить самый мощный компьютер и красивый дисплей, но когда кнопки «мягкие», а джойстик управления нечеткий — удовольствия не возникнет.
Если подбирать как сделать игровой автомат, в этом случае базовый набор требований будет выглядеть следующим образом:
По числу кнопок я оценивал два варианта: 4 или 6 кнопок на игрока. В конце концов я предпочел на 6 — это более универсально и позволяет играть без ограничений в игры-файтинги.
На данной стадии у меня еще не было окончательных габаритов корпуса, но сразу понимал, какие моменты важно учитывать:
Все эти вещи трудно рассчитать «теоретически», из-за этого я изначально включил этап прототипирования, про который пойдет речь дальше.
Даже если устройство используется дома и применяется аккуратно, он все равно должен быть простым в обслуживании. Я сразу заложил ряд важных пунктов:
После того как все условия были записаны, стало ясно, в каком направлении стоит двигаться. Дальнейшим шагом стало планирование и изготовление начального прототипа.
Когда базовые требования были сформулированы, было ясно, что собирать «финальный» вариант — ошибочное решение. Без практики просто допустить ошибку в размерах, наклонами и расположением деталей. В результате дальнейшим этапом стало создание прототипа.
В теории и на схеме все почти всегда выглядит безупречно. В реальности часто оказывается, что:
Макет важен не для эстетики, а для практической проверки. Главная задача прототипа — ответить на простой вопрос: удобно ли пользоваться.
Самый простой и дешевый вариант проверить расположение — взять бумагу и картон. Я сделал:
Вся эта конструкция располагалось на поверхности в разных конфигурациях. Я пробовал менять дистанцию между участниками, угол экрана, ширину панели управления и смотрел, как это чувствуется на практике.
Уже тогда стало понятно, что некоторые идеи изначальные идеи оказываются неудобными.
После бумажного этапа я решил для себя сделать черновой контроллер для тестов. Без корпуса, без внешнего вида — только чтобы проверить впечатления от контроллеров.
Для этого нужно было:
Я закрепил элементы управления в эту коробку, соединил их к контроллеру и протестировал пару игр на телевизоре. Это дало намного больше понимания, чем любые схемы.
Спустя несколько вечеров тестирования стали очевидны вещи, о таких вещах раньше не задумываешься:
Этот этап сэкономил мне кучу времени и бюджета в дальнейшем. Исправлять картон — недорого. Переделывать фанерный корпус — сложно и затратно.
Когда основная компоновка стала понятна, я перенес эту компоновку в цифровой формат. Это позволило:
На этом этапе внешний вид еще много раз корректировался, однако ключевое стало понятно: устройство будет удобным, небольшим и ориентированным на двух игроков.
Затем можно было переходить к подбору электроники и «мозга» устройства.
После того как прояснилось, каким образом автомат должен выглядеть и чувствоваться в реальности, настал момент решить, что именно будет использоваться внутри. От выбора «основного блока напрямую зависит сложность сборки, надежность и объем времени, который нужно будет потратить на запуск.
В начале я оценивал ряд популярных вариантов:
ПК и ноутбук исключились сразу же: эти варианты занимают слишком большой объем, потребляют больше питания и усложняют сборку. Я хотел компактное, простое в сборке и предсказуемое вариант.
По итогу я остановился на Raspberry Pi. Не из-за того, что это «единственно правильный вариант», а потому что он идеально подходил под мои требования:
Для классических аркадных и консольных игр прошлых лет производительности Raspberry Pi более чем достаточно.
С выбором экрана все было не таким простым. Хотелось подобрать баланс между диагональю, стоимостью и комфортом.
Ключевые условия были такие:
Я не гнался за максимальным разрешением экрана — для ретро-игр оно просто не требуется.
На этом этапе экономить точно не стоит. Дешевые кнопки управления могут залипать, а плохие рычаги — люфтить буквально спустя несколько недель.
Я подбирал компоненты по таким параметрам:
Разумнее выбрать чуть дороже, чтобы потом не вскрывать автомат по пустякам.
Для того чтобы Raspberry Pi видел органы управления как обычный геймпад или клавиатуру, используются USB-энкодеры.
Это платы, к которым напрямую подключаются:
Затем вся система через один кабель подсоединяется к плате, и система распознает контроллеры автоматически.
Даже при компактных решений есть нюансы:
Перегрев у Raspberry Pi не критичен при аркадной нагрузке, но лучше сразу предусмотреть отверстия вентиляции или малошумный вентилятор.
Когда все компоненты была выбрана и куплены, можно было перейти к следующему этапу — к сборке пробной системы и конфигурации программной части.
Перед тем как устанавливать электронику в корпус, я решил собрать систему в предельно упрощенном виде и убедиться, что система работает корректно так, как задумано. Этот этап дает возможность поймать большую часть ошибок без риска повредить корпус либо переделывать заново готовую конструкцию.
На этом этапе не имеет значения дизайн. Критична только работа системы.
Я разложил на поверхности:
Элементы управления были подключены вне корпуса — исключительно для проверки логики работы и удобства.
Для программной части я выбрал готовый образ с эмуляторами. Такой подход сильно экономит время: не требуется вручную ставить каждый эмулятор и конфигурировать их по отдельности.
Процесс выглядел примерно так:
После загрузки ПО автоматически предлагает назначить кнопки — достаточно нажать их в нужной последовательности.
Это — один из самых важных этапов. Даже когда все собрано корректно, на практике часто всплывают неприятные мелочи:
Я тестировал разные жанры и оценивал, насколько удобно управлять персонажем, не приходится ли тянуть рука к кнопкам и не задевают ли игроки друг другу.
Базовая система поставляется без игр, поэтому ROM-файлы загружаются отдельно. Я заранее подготовил ограниченный набор:
Критично на этом этапе не пытаться загрузить «весь каталог». Ограниченный список игр позволяет сосредоточиться на тестировании удобства, и не на выборе из огромного списка.
Без них, конечно, не обошлось. Во время тестирования прояснилось:
Все эти проблемы было легко решить именно сейчас, поскольку ничего не встроено в корпус.
После нескольких вечеров тестов вся система оказалась устойчивой и понятной. Управление функционировало так, как было задумано, проекты стартовали быстро, ничего не зависало и не просило доработок.
Это означало, что теперь пора переходить к наиболее сложному этапу — проектированию и изготовлению корпусной части.
Корпус — это наиболее трудоемкая и самая «осязаемая» часть проекта. Именно корпус задает визуальный облик автомата, а также его вес, прочность и удобство эксплуатации. Ошибки на этом этапе стоят максимально дорого, поэтому к выбору материалов я решил подойти отдельно.
Перед тем как подбирать материалы, я зафиксировал основные требования к корпусу:
Конструкция должен был быть практичным, и не витринным экспонатом.
Первым и самым очевидным выбором оказалась фанерная плита. Это классический материал для аркадных корпусов, и у него имеется набор понятных преимуществ:
Я рассматривал фанеру толщиной 10–15 мм. По итогу я остановился на среднем варианте — она дает достаточную прочность, и не делает автомат в неподъемный объект.
Мысль изготовить конструкцию из массива выглядит привлекательно, но на практике у такого решения есть ряд недостатков:
Для первого проекта такой вариант неоправданно сложен и затратно.
Также я рассматривал идею частично использовать 3D-печать. Такой подход хорошо работает в случае:
Целиком печатать корпус не имеет смысла: это долго, затратно и часто не достаточно прочнo.
Геометрия непосредственно зависела от формата устройства. В данном случае использовался компактный формат, и потому:
Я старался не использовать замысловатых криволинейных форм — чем проще геометрия, тем легче изготовление и сборка.
Когда геометрия и материал стали понятны, я составил базовые планы. Они не являлись окончательными, и при этом несколько раз корректировались в процессе, но позволяли понять:
С этими чертежами стало возможным переходить к производству корпусных деталей и его сборке.
После того как материалы были выбраны и чертежи были готовы, стартовала наиболее физически ощутимая часть проекта — сборка конструкции. Именно на этом этапе из отдельных элементов автомат начинает превращаться в физический объект, а не абстрактную идею.
Все элементы корпуса я заранее распилил по размерам. Это можно разными способами:
Я выбрал варианте с ЧПУ — так детали получаются точнее, и отверстия для кнопок и дисплей сразу совпадают с проектом. Однако такой способ не обязательное условие, особенно если устройство собирается в одном экземпляре.
Прежде чем что-либо склеивать или закреплять окончательно, я выполнил «пробную» сборку деталей — без клея и финишных креплений.
Это позволило:
На этом этапе обычно всплывают мелкие ошибки в размерах, и их легче поправить сейчас, чем потом после финальной сборки.
После сухой сборки корпус разбирался и собирался в финальном виде.
Для соединения элементов я использовал:
При этом важно не переусердствовать с крепежом и оставить возможность при необходимости разобрать корпус корпус в будущем.
Особого внимания требует панель управления. На ней:
Я несколько раз примерял панель управления перед окончательного крепления, чтобы убедиться, что пользоваться реально комфортно.
Дисплей крепится внутри конструкции так, чтобы:
Чаще всего хватает простых планок или уголков.
Заранее предусмотрел доступ внутрь корпуса. Для этого задняя панель:
Такое решение заметно упрощает обслуживание, смену кнопок и любые работы с электроникой.
После того как корпус автомата был собран, можно было перейти к монтажу всей электроники и внутренней разводке.
К этому моменту автомат уже выглядел как законченное изделие, однако без правильной настройки ПО он оставался просто коробкой с кнопками управления. Основная цель была простой и понятной: включить питание и сразу попасть в список игр, без меню и шагов.
Я сразу исходил из того, что устройством пользуются не только я. Соответственно:
По сути устройство должен работать как обычное устройство: включил питание — работает.
После финального монтажа всей электроники я повторно прошел конфигурацию управления в ПО. Это необходимо, так как после окончательной укладки проводов часто всплывают мелкие нюансы.
Я проверил:
Если этого не сделать часть игр будут управляться «неправильно» или некомфортно.
Чем меньше элементов меню видит пользователь, тем лучше. Я исключил все лишнее:
В итоге получился небольшой набор проверенных проектов, в которые действительно хочется играть вдвоем.
Я настроил ПО так, чтобы:
Такой подход особенно важно, когда устройство используется гостями или стоит в общественном месте.
Прежде чем считать проект готовым, я несколько вечеров подряд просто играл на автомате:
Именно так проявляются мелочи, которые невозможно предусмотреть заранее: в одном месте неудобно тянуться к кнопке, где-то хочется другой порядок игр, а где-то — более быстрый выход к списку игр.
К этому моменту устройство получился тем, чем я и планировал изначально. Это устройство, который не требует в объяснениях и работает предсказуемо.
Если подытожить всю работу, то как сделать игровой автомат — это в первую очередь не столько про электронику или материалы, сколько продуманную цепочку шагов: от постановки задачи до финальных проверок в реальной эксплуатации.
Далее я расскажу о практическом использовании, ошибках и выводах, которые возникли после использования автомата на практике, а не в теоретических условиях.
Барабаны с символами вращаются и останавливаются в случайном порядке.
Первые автоматы появились в конце XIX века.
Со временем их заменили цифровые версии.
