3D 打印迷你贪吃蛇游戏机：
在数字娱乐高度发达的今天，我们常常怀念那些经典的复古游戏。其中，贪吃蛇游戏无疑是许多人童年的记忆。今天，我将带你走进一个有趣的 DIY 项目——3D 打印迷你贪吃蛇游戏机。这个项目不仅能够让你重温经典，还能让你亲手制作一个属于自己的便携式游戏机。让我们一起探索如何将 3D 打印技术和 Arduino 结合起来，打造一个迷你而功能完备的贪吃蛇游戏机。
项目简介
这个迷你贪吃蛇游戏机是由 CrazyScience 在 Instructables 上分享的。它是一个基于 Arduino 的便携式游戏机，内置经典的贪吃蛇游戏，通过一个摇杆控制器操作，还能发出复古的游戏音效。整个游戏机的外壳是通过 3D 打印制作的，小巧便携，可以通过 USB 供电，随时随地享受游戏的乐趣。
所需材料
在开始制作之前，我们需要准备以下材料和工具：
电子元件
- Arduino Nano：这是一个功能强大的微型控制器，适合用于各种小型项目。
- 摇杆模块：用于控制贪吃蛇的移动方向。
- 蜂鸣器：用于在游戏中发出音效，增加游戏的趣味性。
- OLED 显示模块：用于显示游戏画面，OLED 屏幕具有高对比度和低功耗的特点，非常适合这个项目。
- 跳线：用于连接各个电子元件。
- 小型面包板：方便搭建电路，无需焊接。
3D 打印材料
- PLA 耗材（黑色和白色）：用于打印游戏机的外壳。
- 3D 打印机：用于打印外壳部件。
软件工具
- Arduino IDE：用于编写和上传代码到 Arduino Nano。
- Ultimaker Cura 切片软件：用于将 3D 模型文件转换为打印机可以识别的 G-code 文件。
其他工具
- 热熔胶枪：用于固定电子元件和组装外壳。
- 螺丝刀（可选）：用于安装摇杆模块。
设计与 3D 打印
设计思路
这个项目的核心在于设计一个既小巧又实用的游戏机外壳。设计时，我考虑到了所有电子元件的尺寸，确保它们能够完美地嵌入外壳中。外壳分为上下两部分，底部用于放置 Arduino Nano 和其他电子元件，顶部则设计了专门的槽位来安装 OLED 显示屏和摇杆模块。
3D 打印过程
- 模型设计：使用 Tinkercad 软件设计了游戏机的外壳模型。Tinkercad 是一个非常易用的在线 3D 建模工具，适合初学者快速上手。你可以根据自己的需求调整模型的尺寸和形状，甚至可以添加一些个性化的装饰元素。
- 切片设置：将设计好的模型文件导出为 STL 格式，然后导入到 Ultimaker Cura 切片软件中。在切片软件中，你可以设置打印参数，如层高、填充密度等。建议使用默认的打印参数，以确保打印质量。
- 打印过程：将 PLA 耗材装入 3D 打印机，开始打印。整个打印过程大约需要 30-40 分钟，具体时间取决于你的打印机性能和设置的打印参数。打印完成后，检查模型是否有瑕疵，如有需要可以进行简单的清理。
如果你没有 3D 打印机，也可以使用硬纸板按照设计尺寸制作外壳，并用胶水固定，虽然效果可能没有 3D 打印的那么精致，但同样可以完成项目。
电路搭建与代码上传
电路连接
在搭建电路之前，我们需要先将代码上传到 Arduino Nano 开发板。以下是详细的连接步骤：
-
连接 OLED 显示屏与开发板：
- OLED 的 SCL 引脚连接到 Arduino Nano 的 A4 引脚。
- OLED 的 SDA 引脚连接到 Arduino Nano 的 A5 引脚。
- OLED 的 VCC 引脚连接到 Arduino Nano 的 5V 引脚。
- OLED 的 GND 引脚连接到 Arduino Nano 的 GND 引脚。
-
连接摇杆模块与开发板：
- 摇杆模块的 VRx 引脚连接到 Arduino Nano 的 A0 引脚。
- 摇杆模块的 VRy 引脚连接到 Arduino Nano 的 A1 引脚。
- 摇杆模块的 VCC 引脚连接到 Arduino Nano 的 5V 引脚。
- 摇杆模块的 GND 引脚连接到 Arduino Nano 的 GND 引脚。
-
连接蜂鸣器与开发板：
- 蜂鸣器的正极引脚连接到 Arduino Nano 的 D2 引脚。
- 蜂鸣器的负极引脚连接到 Arduino Nano 的 GND 引脚。
-
连接电源：
- 将 USB 数据线的一端连接到 Arduino Nano 的 USB 接口，另一端连接到电脑或其他 USB 电源设备。
代码上传
- 安装 Arduino IDE：从 Arduino 官方网站下载并安装 Arduino IDE。
- 安装 OLED 库：在 Arduino IDE 中，打开“草图”->“包含库”->“管理库”，搜索并安装以下库：
- Adafruit GFX Library
- Adafruit SSD1306 Library
- 上传代码：将提供的代码复制到 Arduino IDE 中，选择正确的开发板类型（Arduino Nano）和 COM 端口，然后点击“上传”按钮。
以下是代码示例（部分代码）：
#include <Wire.h>
#include <Adafruit_GFX.h>
#include <Adafruit_SSD1306.h>
#define SCREEN_WIDTH 128 // OLED显示屏幕的宽度，以像素为单位
#define SCREEN_HEIGHT 64 // OLED显示屏幕的高度，以像素为单位
// 定义OLED显示屏的复位引脚，如果不适用可以设置为 -1
#define OLED_RESET -1
Adafruit_SSD1306 display(SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT, &Wire, OLED_RESET);
// 游戏变量
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显示屏
if (!display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C)) {
Serial.println(F("SSD1306 allocation failed"));
for (;;);
}
display.clearDisplay();
display.setTextSize(1); // 设置文本大小
display.setTextColor(SSD1306_WHITE); // 设置文本颜色
display.setCursor(0, 10); // 设置文本起始位置
display.println(F("Snake Game")); // 显示文本
display.display(); // 将以上图形操作显示出来
delay(2000); // 等待2秒
// 初始化贪吃蛇和苹果的位置
snakeX[0] = 64; snakeY[0] = 32;
snakeX[1] = 56; snakeY[1] = 32;
snakeX[2] = 48; snakeY[2] = 32;
spawnApple();
}
void loop() {
// 游戏逻辑
moveSnake();
checkCollision();
displaySnake();
delay(200); // 控制游戏速度
}
void moveSnake() {
// 移动贪吃蛇
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; // 向右移动
case 1: snakeY[0] += 8; break; // 向下移动
case 2: snakeX[0] -= 8; break; // 向左移动
case 3: snakeY[0] -= 8; break; // 向上移动
}
// 检查是否吃到苹果
if (snakeX[0] == appleX && snakeY[0] == appleY) {
length++;
spawnApple();
}
}
void checkCollision() {
// 检查碰撞
for (int i = 1; i < length; i++) {
if (snakeX[0] == snakeX[i] && snakeY[0] == snakeY[i]) {
// 碰撞到自己，游戏结束
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() {
// 显示贪吃蛇
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() {
// 随机生成苹果
appleX = random(0, SCREEN_WIDTH / 8) * 8;
appleY = random(0, SCREEN_HEIGHT / 8) * 8;
}
最终组装
固定 Arduino Nano
- 粘贴 Arduino Nano：将 Arduino Nano 使用热熔胶固定在 3D 打印的底座上。确保 USB 接口朝向底座的开口，以便连接电源。
- 安装 OLED 显示屏：将 OLED 显示屏插入顶部外壳的槽位中，并使用热熔胶固定。
- 安装摇杆模块：将摇杆模块插入顶部外壳的槽位中，并使用热熔胶固定。
组装外壳
- 粘合上下外壳：使用热熔胶将顶部外壳和底座粘合在一起。注意不要使用过多的胶水，以免影响外壳的外观。
- 检查连接：确保所有电子元件的连接牢固，摇杆模块和 OLED 显示屏能够正常工作。
测试与使用
测试步骤
- 连接电源：将 USB 数据线的一端连接到 Arduino Nano 的 USB 接口，另一端连接到充电宝或其他 USB 电源设备。
- 启动游戏：按下摇杆模块的按钮，OLED 显示屏上应该显示贪吃蛇游戏的界面。使用摇杆模块控制贪吃蛇的移动方向，让贪吃蛇吃掉屏幕上的苹果。
- 游戏规则：当贪吃蛇吃到苹果时，蜂鸣器会发出“哔”的一声，同时贪吃蛇的长度会增加。如果贪吃蛇的头部撞到自己的身体，游戏结束，OLED 显示屏上会显示“Game Over”。
使用建议
- 便携性：由于游戏机可以通过 USB 供电，你可以将其连接到任何带有 USB 接口的设备上，如充电宝、电脑等，随时随地享受游戏。
- 个性化：你可以通过修改代码来改变游戏的难度、速度或显示效果。例如，你可以增加更多的水果类型、调整贪吃蛇的移动速度或添加新的音效。
- 扩展功能：你可以尝试添加更多的功能，如计分系统、多个游戏模式或与其他玩家对战的功能。
项目扩展
这个项目不仅是一个有趣的 DIY 项目，还可以根据你的需求进行扩展和定制。以下是一些扩展建议：
- 添加计分系统：通过修改代码，为游戏添加一个计分系统，记录玩家的得分，并在 OLED 显示屏上显示。
- 增加游戏难度：随着游戏的进行，逐渐增加贪吃蛇的移动速度，或者在屏幕上添加障碍物，增加游戏的挑战性。
- 添加更多游戏模式：除了经典的贪吃蛇模式，你还可以添加其他游戏模式，如“时间挑战模式”或“无尽模式”。
- 美化外壳：你可以使用喷漆或贴纸来美化 3D 打印的外壳，使其更加符合你的个人风格。
- 添加 LED 灯效：在游戏机的外壳上安装一些 LED 灯，通过 Arduino 编程控制 LED 的闪烁，为游戏增加更多的视觉效果。
总结
这个 3D 打印迷你贪吃蛇游戏机项目是一个非常有趣且实用的 DIY 项目，它不仅能够让你重温经典的游戏，还能让你亲手制作一个属于自己的便携式游戏机。通过这个项目，你可以学习到 3D 打印、电子电路搭建和 Arduino 编程的基础知识。更重要的是，你可以根据自己的需求对项目进行扩展和定制，让它成为你独一无二的桌面小玩具。
希望这篇文章能够激发你的创造力，让你动手制作属于自己的迷你贪吃蛇游戏机。如果你在制作过程中遇到任何问题，欢迎在评论区留言，我会尽力为你解答。如果你已经完成了这个项目，也欢迎在评论区分享你的作品，让我们一起交流和学习！
希望你喜欢这个项目，并在构建过程中找到乐趣！如果你有任何问题或需要帮助，欢迎在评论区交流。
作者：Svan.
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