基于Arduino的貪吃蛇游戲機

3D 打印迷你貪吃蛇游戲機：

在數字娛樂高度發(fā)達的今天，我們常常懷念那些經典的復古游戲。其中，貪吃蛇游戲無疑是許多人童年的記憶。今天，我將帶你走進一個有趣的 DIY 項目——3D 打印迷你貪吃蛇游戲機。這個項目不僅能夠讓你重溫經典，還能讓你親手制作一個屬于自己的便攜式游戲機。讓我們一起探索如何將 3D 打印技術和 Arduino 結合起來，打造一個迷你而功能完備的貪吃蛇游戲機。

項目簡介

這個迷你貪吃蛇游戲機是由 CrazyScience 在 Instructables 上分享的。它是一個基于 Arduino 的便攜式游戲機，內置經典的貪吃蛇游戲，通過一個搖桿控制器操作，還能發(fā)出復古的游戲音效。整個游戲機的外殼是通過 3D 打印制作的，小巧便攜，可以通過 USB 供電，隨時隨地享受游戲的樂趣。

所需材料

在開始制作之前，我們需要準備以下材料和工具：

電子元件

• Arduino Nano：這是一個功能強大的微型控制器，適合用于各種小型項目。
• 搖桿模塊：用于控制貪吃蛇的移動方向。
• 蜂鳴器：用于在游戲中發(fā)出音效，增加游戲的趣味性。
• OLED 顯示模塊：用于顯示游戲畫面，OLED 屏幕具有高對比度和低功耗的特點，非常適合這個項目。
• 跳線：用于連接各個電子元件。
• 小型面包板：方便搭建電路，無需焊接。
  
  
  
  

3D 打印材料

• PLA 耗材（黑色和白色）：用于打印游戲機的外殼。
• 3D 打印機：用于打印外殼部件。

軟件工具

• Arduino IDE：用于編寫和上傳代碼到 Arduino Nano。
• Ultimaker Cura 切片軟件：用于將 3D 模型文件轉換為打印機可以識別的 G-code 文件。

其他工具

• 熱熔膠槍：用于固定電子元件和組裝外殼。
• 螺絲刀（可選）：用于安裝搖桿模塊。

設計與 3D 打印

設計思路

這個項目的核心在于設計一個既小巧又實用的游戲機外殼。設計時，我考慮到了所有電子元件的尺寸，確保它們能夠完美地嵌入外殼中。外殼分為上下兩部分，底部用于放置 Arduino Nano 和其他電子元件，頂部則設計了專門的槽位來安裝 OLED 顯示屏和搖桿模塊。

3D 打印過程

1. 模型設計：使用 Tinkercad 軟件設計了游戲機的外殼模型。Tinkercad 是一個非常易用的在線 3D 建模工具，適合初學者快速上手。你可以根據自己的需求調整模型的尺寸和形狀，甚至可以添加一些個性化的裝飾元素。
2. 切片設置：將設計好的模型文件導出為 STL 格式，然后導入到 Ultimaker Cura 切片軟件中。在切片軟件中，你可以設置打印參數，如層高、填充密度等。建議使用默認的打印參數，以確保打印質量。
3. 打印過程：將 PLA 耗材裝入 3D 打印機，開始打印。整個打印過程大約需要 30-40 分鐘，具體時間取決于你的打印機性能和設置的打印參數。打印完成后，檢查模型是否有瑕疵，如有需要可以進行簡單的清理。

如果你沒有 3D 打印機，也可以使用硬紙板按照設計尺寸制作外殼，并用膠水固定，雖然效果可能沒有 3D 打印的那么精致，但同樣可以完成項目。

電路搭建與代碼上傳

電路連接

在搭建電路之前，我們需要先將代碼上傳到 Arduino Nano 開發(fā)板。以下是詳細的連接步驟：

1. 連接 OLED 顯示屏與開發(fā)板：
   • OLED 的 SCL 引腳連接到 Arduino Nano 的 A4 引腳。
   • OLED 的 SDA 引腳連接到 Arduino Nano 的 A5 引腳。
   • OLED 的 VCC 引腳連接到 Arduino Nano 的 5V 引腳。
   • OLED 的 GND 引腳連接到 Arduino Nano 的 GND 引腳。
2. 連接搖桿模塊與開發(fā)板：
   • 搖桿模塊的 VRx 引腳連接到 Arduino Nano 的 A0 引腳。
   • 搖桿模塊的 VRy 引腳連接到 Arduino Nano 的 A1 引腳。
   • 搖桿模塊的 VCC 引腳連接到 Arduino Nano 的 5V 引腳。
   • 搖桿模塊的 GND 引腳連接到 Arduino Nano 的 GND 引腳。
3. 連接蜂鳴器與開發(fā)板：
   • 蜂鳴器的正極引腳連接到 Arduino Nano 的 D2 引腳。
   • 蜂鳴器的負極引腳連接到 Arduino Nano 的 GND 引腳。
4. 連接電源：
   • 將 USB 數據線的一端連接到 Arduino Nano 的 USB 接口，另一端連接到電腦或其他 USB 電源設備。

代碼上傳

1. 安裝 Arduino IDE：從 Arduino 官方網站下載并安裝 Arduino IDE。
2. 安裝 OLED 庫：在 Arduino IDE 中，打開“草圖”->“包含庫”->“管理庫”，搜索并安裝以下庫：
   • Adafruit GFX Library
   • Adafruit SSD1306 Library
3. 上傳代碼：將提供的代碼復制到 Arduino IDE 中，選擇正確的開發(fā)板類型（Arduino Nano）和 COM 端口，然后點擊“上傳”按鈕。

以下是代碼示例（部分代碼）：

#include <Wire.h>
#include <Adafruit_GFX.h>
#include <Adafruit_SSD1306.h>

#define SCREEN_WIDTH 128 // OLED顯示屏幕的寬度，以像素為單位
#define SCREEN_HEIGHT 64 // OLED顯示屏幕的高度，以像素為單位

// 定義OLED顯示屏的復位引腳，如果不適用可以設置為 -1
#define OLED_RESET     -1

Adafruit_SSD1306 display(SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT, &Wire, OLED_RESET);

// 游戲變量
int snakeX[20], snakeY[20];
int appleX, appleY;
int direction = 0; // 0: 向右，1: 向下，2: 向左，3: 向上
int length = 3;

void setup() {
  // 初始化OLED顯示屏
  if (!display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C)) {
    Serial.println(F("SSD1306 allocation failed"));
    for (;;);
  }
  display.clearDisplay();
  display.setTextSize(1);                      // 設置文本大小
  display.setTextColor(SSD1306_WHITE);          // 設置文本顏色
  display.setCursor(0, 10);                    // 設置文本起始位置
  display.println(F("Snake Game"));            // 顯示文本
  display.display();                           // 將以上圖形操作顯示出來
  delay(2000);                                 // 等待2秒

  // 初始化貪吃蛇和蘋果的位置
  snakeX[0] = 64; snakeY[0] = 32;
  snakeX[1] = 56; snakeY[1] = 32;
  snakeX[2] = 48; snakeY[2] = 32;
  spawnApple();
}

void loop() {
  // 游戲邏輯
  moveSnake();
  checkCollision();
  displaySnake();
  delay(200); // 控制游戲速度
}

void moveSnake() {
  // 移動貪吃蛇
  for (int i = length - 1; i > 0; i--) {
    snakeX[i] = snakeX[i - 1];
    snakeY[i] = snakeY[i - 1];
  }
  switch (direction) {
    case 0: snakeX[0] += 8; break; // 向右移動
    case 1: snakeY[0] += 8; break; // 向下移動
    case 2: snakeX[0] -= 8; break; // 向左移動
    case 3: snakeY[0] -= 8; break; // 向上移動
  }
  // 檢查是否吃到蘋果
  if (snakeX[0] == appleX && snakeY[0] == appleY) {
    length++;
    spawnApple();
  }
}

void checkCollision() {
  // 檢查碰撞
  for (int i = 1; i < length; i++) {
    if (snakeX[0] == snakeX[i] && snakeY[0] == snakeY[i]) {
      // 碰撞到自己，游戲結束
      display.clearDisplay();
      display.setTextSize(2);
      display.setTextColor(SSD1306_WHITE);
      display.setCursor(10, 20);
      display.println(F("Game Over!"));
      display.display();
      while (1); // 停止程序
    }
  }
}

void displaySnake() {
  // 顯示貪吃蛇
  display.clearDisplay();
  for (int i = 0; i < length; i++) {
    display.fillRect(snakeX[i], snakeY[i], 8, 8, SSD1306_WHITE);
  }
  display.fillRect(appleX, appleY, 8, 8, SSD1306_RED);
  display.display();
}

void spawnApple() {
  // 隨機生成蘋果
  appleX = random(0, SCREEN_WIDTH / 8) * 8;
  appleY = random(0, SCREEN_HEIGHT / 8) * 8;
}

最終組裝

固定 Arduino Nano

1. 粘貼 Arduino Nano：將 Arduino Nano 使用熱熔膠固定在 3D 打印的底座上。確保 USB 接口朝向底座的開口，以便連接電源。
2. 安裝 OLED 顯示屏：將 OLED 顯示屏插入頂部外殼的槽位中，并使用熱熔膠固定。
3. 安裝搖桿模塊：將搖桿模塊插入頂部外殼的槽位中，并使用熱熔膠固定。

組裝外殼

1. 粘合上下外殼：使用熱熔膠將頂部外殼和底座粘合在一起。注意不要使用過多的膠水，以免影響外殼的外觀。
2. 檢查連接：確保所有電子元件的連接牢固，搖桿模塊和 OLED 顯示屏能夠正常工作。

測試與使用

測試步驟

1. 連接電源：將 USB 數據線的一端連接到 Arduino Nano 的 USB 接口，另一端連接到充電寶或其他 USB 電源設備。
2. 啟動游戲：按下搖桿模塊的按鈕，OLED 顯示屏上應該顯示貪吃蛇游戲的界面。使用搖桿模塊控制貪吃蛇的移動方向，讓貪吃蛇吃掉屏幕上的蘋果。
3. 游戲規(guī)則：當貪吃蛇吃到蘋果時，蜂鳴器會發(fā)出“嗶”的一聲，同時貪吃蛇的長度會增加。如果貪吃蛇的頭部撞到自己的身體，游戲結束，OLED 顯示屏上會顯示“Game Over”。

使用建議

• 便攜性：由于游戲機可以通過 USB 供電，你可以將其連接到任何帶有 USB 接口的設備上，如充電寶、電腦等，隨時隨地享受游戲。
• 個性化：你可以通過修改代碼來改變游戲的難度、速度或顯示效果。例如，你可以增加更多的水果類型、調整貪吃蛇的移動速度或添加新的音效。
• 擴展功能：你可以嘗試添加更多的功能，如計分系統、多個游戲模式或與其他玩家對戰(zhàn)的功能。

項目擴展

這個項目不僅是一個有趣的 DIY 項目，還可以根據你的需求進行擴展和定制。以下是一些擴展建議：

1. 添加計分系統：通過修改代碼，為游戲添加一個計分系統，記錄玩家的得分，并在 OLED 顯示屏上顯示。
2. 增加游戲難度：隨著游戲的進行，逐漸增加貪吃蛇的移動速度，或者在屏幕上添加障礙物，增加游戲的挑戰(zhàn)性。
3. 添加更多游戲模式：除了經典的貪吃蛇模式，你還可以添加其他游戲模式，如“時間挑戰(zhàn)模式”或“無盡模式”。
4. 美化外殼：你可以使用噴漆或貼紙來美化 3D 打印的外殼，使其更加符合你的個人風格。
5. 添加 LED 燈效：在游戲機的外殼上安裝一些 LED 燈，通過 Arduino 編程控制 LED 的閃爍，為游戲增加更多的視覺效果。

總結

這個 3D 打印迷你貪吃蛇游戲機項目是一個非常有趣且實用的 DIY 項目，它不僅能夠讓你重溫經典的游戲，還能讓你親手制作一個屬于自己的便攜式游戲機。通過這個項目，你可以學習到 3D 打印、電子電路搭建和 Arduino 編程的基礎知識。更重要的是，你可以根據自己的需求對項目進行擴展和定制，讓它成為你獨一無二的桌面小玩具。

希望這篇文章能夠激發(fā)你的創(chuàng)造力，讓你動手制作屬于自己的迷你貪吃蛇游戲機。如果你在制作過程中遇到任何問題，歡迎在評論區(qū)留言，我會盡力為你解答。如果你已經完成了這個項目，也歡迎在評論區(qū)分享你的作品，讓我們一起交流和學習！

希望你喜歡這個項目，并在構建過程中找到樂趣！如果你有任何問題或需要幫助，歡迎在評論區(qū)交流。

作者：Svan.

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