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基于Arduino的贪吃蛇游戏机

news 2025/5/13 11:11:32

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。
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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。
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电路搭建与代码上传

电路连接

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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     -1Adafruit_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

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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

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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。