Как устроены автоматы
Барабаны с символами вращаются и останавливаются в случайном порядке.
Любой проект проще и выгоднее делать, в том случае если с самого начала четко ответить на ключевой вопрос: какая у него цель. С игровыми автоматами это особенно важно — без понятной задачи просто уйти в постоянные переделки, дополнения и улучшения, и все это не имеют конца.
Именно поэтому прежде чем заказывать запчасти, заказывать корпусные материалы и устанавливать программное обеспечение, я выделил для этого проекта основные требования к будущему устройству.
Начал я на что я обратил внимание — сценарий применения. Не воображаемый «идеальный автомат», а как можно более практичный вариант:
Мне нужен был вариант формата «зашли друзья — нажали кнопку — сразу играем». Без всяких рассказов, мануалов и подготовки.
Большие аркадные кабины визуально выглядят впечатляюще, при этом для комнаты это не всегда удобный вариант. Поэтому я отказался от мысли классического аркадного шкафа и предпочел компактный вариант.
Ключевые требования по физическим размерам выглядели так:
Такой подход сразу определило рамки на размер экрана, по корпусу и общий вес.
Важный следующий важный пункт — игры. Я сразу решил, что автомат создается не «для архива игр», а в первую очередь для практической игры.
Из этого возникли понятные требования:
Идеально под эти требования соответствуют файтинги, beat ’em up, аркадные гонки и старые добрые аркадные стрелялки.
Ощущения от устройства на 50 % определяются от кнопок и джойстиков. Можно поставить самый мощный ПК и красивый дисплей, при этом когда кнопки управления «плохие», а рычаг болтается — комфорта не получится.
Если вы искали как сделать игровой автомат, то минимальный набор условий будет выглядеть следующим образом:
Если говорить о кнопках я рассматривал два варианта: 4 или 6 кнопок на игрока. В результате я остановился на 6 — это гибче и позволяет удобно играть в файтинги.
На этом этапе у меня еще не было окончательных габаритов устройства, но уже понимал, какие детали необходимо продумать:
Все эти моменты почти невозможно определить «теоретически», из-за этого я сразу заложил фазу прототипа, о нем я расскажу далее.
Даже в случае если игровой автомат стоит дома и применяется аккуратно, он все равно должен оставаться удобен для обслуживания. Я изначально предусмотрел ряд обязательных условий:
После того как все пункты были зафиксированы, стало понятно, в каком направлении стоит двигаться. Следующей стадией было проектирование и создание первого прототипа.
После того как базовые требования были определены, стало понятно, что сразу собирать «окончательный» вариант — ошибочное решение. Без практики очень легко ошибиться в размерах, углами и размещением деталей. Из-за этого следующим шагом оказалось прототипирование.
На бумаге и на схеме все обычно выглядит отлично. В реальности же выясняется, что на самом деле:
Макет нужен не для эстетики, а для практической проверки. Его задача — ответить на простой вопрос: удобно ли пользоваться.
Наиболее дешевый и бюджетный вариант проверить компоновку — использовать бумагу и картон. Я подготовил:
Вся эта конструкция располагалось на поверхности в разных вариантах. Я менял расстояние между участниками, угол экрана, ширину панели и смотрел, как это чувствуется на практике.
Еще на стадии макета стало понятно, что некоторые идеи изначальные идеи не работают на практике.
После макета из бумаги я перешел сделать простой контроллер для тестов. Без корпуса, без дизайна — только чтобы оценить ощущения от управления.
Для сборки нужно было:
Я установил элементы управления в эту коробку, подключил все элементы к плате и протестировал разные игры на телевизоре. Такой тест дал намного больше понимания, чем теоретические расчеты.
После несколько вечеров проверок стали очевидны моменты, о таких вещах раньше не задумываешься:
Этот этап сохранил мне массу времени и денег в дальнейшем. Переделывать бумагу — недорого. Переделывать корпус — сложно и затратно.
После того как базовая компоновка прояснилась, я перенес все эту компоновку в цифровой формат. Это дало возможность:
На этом этапе дизайн еще неоднократно менялся, однако главное уже было ясно: устройство будет комфортным, небольшим и рассчитанным на двух игроков.
Затем стало возможным переходить к выбору начинки и основного блока устройства.
Когда прояснилось, как устройство должно выглядеть и чувствоваться в реальности, настал момент определиться, с тем будет использоваться внутри. От подбора «основного блока напрямую зависит уровень сложности, стабильность работы и объем времени, которое придется потратить на настройку.
Изначально я перебирал несколько распространенных решений:
Десктоп и ноутбук были отброшены почти сразу: эти варианты занимают большой объем, требуют больше энергии и усложняют сборку. Мне хотелось компактное, простое в сборке стабильное вариант.
В конечном итоге я остановился на Raspberry Pi. Не потому, что это «единственно правильный вариант», а из-за того, что он идеально подходил под мои требования:
Для аркадных и консольных игр прошлых лет производительности Raspberry Pi вполне хватает.
С экраном все оказалось неоднозначно. Хотелось подобрать баланс между размером, ценой и комфортом.
Основные требования сформировались такие:
Я сознательно не гнался за максимальным разрешением — для ретро-игр оно избыточно.
В этом вопросе экономить не имеет смысла. Бюджетные кнопки управления могут залипать, а плохие рычаги — иметь люфт буквально спустя несколько недель.
Я выбирал элементы управления по таким параметрам:
Проще сразу взять чуть дороже, чтобы потом не вскрывать корпус по мелким причинам.
Чтобы Raspberry Pi видел органы управления как стандартный геймпад либо клавиатуру, применяются USB-энкодеры.
Это компактные печатные платы, к которым напрямую подсоединяются:
Затем вся система через один кабель подсоединяется к Raspberry Pi, и система определяет контроллеры автоматически.
Даже у компактных решений есть особенности:
Перегрев для Raspberry Pi не является критичным при аркадной нагрузке, но правильнее сразу предусмотреть вентиляционные отверстия либо малошумный вентилятор.
После того как все компоненты была выбрана и куплены, можно было переходить к следующему этапу — сборке пробной системы и настройке ПО.
Перед тем как устанавливать электронику внутрь корпуса, я принял решение собрать систему в предельно упрощенном виде и проверить, что все работает корректно по плану. Этот этап позволяет выявить основные ошибки без риска повредить корпус либо переделывать готовую конструкцию.
Здесь не важен внешний вид. Важна исключительно работоспособность.
Я выложил на поверхности:
Элементы управления были подключены без корпуса — просто для проверки логики управления и ощущений.
Для софта я использовал готовый образ с эмуляторами. Этот способ существенно экономит время: не нужно вручную ставить каждый компонент и конфигурировать каждый отдельно.
Последовательность действий сводился примерно так:
После старта система сразу предлагает назначить кнопки — достаточно нажать кнопки по порядку.
Этот этап — самый критичных этапов. Даже если все подключено корректно, в реальности могут всплыть мелкие мелочи:
Я запускал разные жанры и проверял, насколько удобно управлять персонажем, не приходится ли тянуть руку к кнопкам и не мешают ли игроки друг другу.
Сама система поставляется без игр, и потому игры добавляются вручную. Я заранее подготовил небольшой набор:
Критично на этом этапе не стараться загрузить «все и сразу». Небольшой набор игр позволяет сосредоточиться на проверке удобства, и не на переборе из огромного списка.
Без них, разумеется, не обошлось. В процессе тестирования прояснилось:
Все эти моменты удалось просто решить на этом этапе, пока ничто еще не встроено в корпус.
Спустя пары вечеров тестирования система оказалась устойчивой и предсказуемой. Управление функционировало ровно так, как было задумано, игры стартовали оперативно, ничего не подвисало и не требовало доработок.
Это говорило о том, что теперь можно переходить к наиболее сложному шагу — планированию и сборке корпуса.
Корпус — это самая наиболее трудоемкая и самая «материальная» часть проекта. Именно он определяет визуальный облик автомата, его вес, жесткость и удобство использования. Ошибки на этом этапе стоят дороже всего, из-за этого к материалам я решил подойти отдельно.
Прежде чем выбирать материалы, я определил основные требования к конструкции:
Конструкция должен оставаться практичным, а не выставочным экспонатом.
Самым первым и логичным выбором оказалась фанерная плита. Это классический материал для аркадных корпусов, и у него имеется ряд понятных преимуществ:
Я рассматривал лист фанеры толщиной от 10 до 15 мм. В итоге я остановился на компромиссном решении — она дает достаточную жесткость, но не превращает корпус в неподъемный ящик.
Идея сделать корпус из массива дерева выглядит привлекательно, однако в реальности у нее есть ряд недостатков:
Для первого проекта такой вариант слишком сложен и дорого.
Также я обдумывал идею частично использовать 3D-печать. Этот способ подходит в случае:
Полностью делать на печати весь корпус не имеет смысла: это долго, затратно и часто не достаточно прочнo.
Геометрия напрямую зависела от формата устройства. В данном случае использовался компактный вариант, и потому:
Я старался не использовать замысловатых изогнутых форм — чем проще форма, тем легче изготовление и сборка.
После того как геометрия и материалы стали понятны, я подготовил первичные чертежи. Они не являлись окончательными, и неоднократно корректировались в процессе, но давали понимание:
С такими схемами уже можно было перейти к изготовлению корпуса и его сборке.
Когда материал были выбраны и чертежи были готовы, стартовала наиболее осязаемая часть проекта — сборка корпуса. Именно на этом этапе из набора деталей устройство превращается в реальный объект, а не абстрактную идею.
Все элементы конструкции я заранее распилил по заданным размерам. Сделать это можно по-разному:
Я остановился на способе с ЧПУ — так детали получаются более точными, и отверстия для кнопок и экран сразу совпадают чертежам. Однако это не обязательное условие, особенно когда автомат делается в единственном экземпляре.
Перед тем как что-либо склеивать или закреплять окончательно, я сделал «сухую» сборку — без клея и финишных креплений.
Это позволило:
На этом этапе часто всплывают небольшие ошибки в размерах, и такие ошибки проще исправить на этом этапе, чем потом после завершения окончательной сборки.
По завершении сухой сборки корпус разбирался и собран уже окончательно.
Для соединения элементов я применял:
При этом важно не переусердствовать с фиксацией и оставить возможность разобрать корпус в будущем.
Особого внимания заслуживает панель управления. На ней:
Я не раз проверял панель перед финальной фиксацией, чтобы убедиться, что играть действительно удобно.
Экран фиксируется внутри конструкции так, чтобы:
В большинстве случаев достаточно обычных планок или уголков.
Заранее заложил возможность доступа внутрь автомата. Для этого задняя стенка:
Такое решение заметно упрощает обслуживание системы, замену кнопок и работу с электроникой.
Когда корпус автомата был собран, можно было перейти к установке всей электроники и внутренней разводке проводов.
На этом этапе автомат уже смотрелся как законченное устройство, но без правильной программной настройки он оставался обычной коробкой с кнопками. Основная цель была простой и понятной: подать питание и сразу же оказаться в список игр, без экранов и действий.
С самого начала исходил что автоматом пользуются не только один человек. Соответственно:
Фактически автомат должен работать как бытовой прибор: включил — и оно работает.
После финального монтажа всей электроники я повторно прошел конфигурацию управления в системе. Это важно, так как после окончательной разводки часто всплывают мелкие нюансы.
Я проверил:
Без этого некоторые игры может управляться «неправильно» или просто неудобно.
Чем меньше элементов меню видит пользователь гость, тем лучше. Я убрал все лишнее:
В итоге остался компактный список проверенных проектов, в которые действительно хочется играть вдвоем.
Я настроил ПО так, чтобы:
Это особенно важно, когда устройство используют гостями либо установлен в общественном месте.
Перед тем как считать окончательно весь проект готовым, я пару вечеров подряд просто играл на устройстве:
Именно в таком режиме всплывают мелочи, которые невозможно предусмотреть заранее: где-то неудобно тянуться до кнопки, в другом хочется другой очередность игр, а где-то — быстрее выход в меню.
На этом этапе автомат получился тем, чем я его планировал изначально. Это уже устройство, который не нуждается в объяснениях и работает предсказуемо.
Если обобщить весь процесс, то как сделать игровой автомат — это не столько про электронику или материалы, сколько про грамотно продуманную цепочку шагов: от постановки задачи до финальных тестов в реальных условиях.
Далее я расскажу о практическом использовании, ошибках и выводах, которые появились в процессе использования устройства в жизни, а не в теории.
Барабаны с символами вращаются и останавливаются в случайном порядке.
Автоматы тестируются на соответствие стандартам честной игры.
Программное обеспечение проверяется аудиторами.
Сложность автоматов варьируется от простой до многоуровневой.
Некоторые автоматы рассчитаны на опытных игроков.
Качество графики отличается в зависимости от типа автомата.
Иногда используются трёхмерные анимации.
