La gestione del tilt

Da un po' di tempo sto cercando di studiare una soluzione per gestire i colpi dati lateralmente e frontalmente al cassone, affinché interagiscano col gioco e in particolare con la traiettoria della palla.

Visual Pinball e Future Pinball permettono di gestire questi eventi in due maniere distinte:

• digitale: alla pressione di un tasto viene associata una spinta della palla verso la direzione assegnata. Più a lungo viene tenuto premuto il tasto, maggiore sarà la spinta inferta.
• analogico: l'inclinazione del tavolo viene associata agli assi X e Y di un joystick analogico. Più il joystick si discosta dalla posizione centrale, più il tavolo di gioco risulterà inclinato.

Molte delle soluzioni che vengono implementate prevedono una gestione digitale dell'evento: pulsanti laterali, sensori al mercurio, piombo originale del flipper modificato, sono tutte implementazioni che non permettono di modulare la spinta della palla.

I primi tentativi di gestire in maniera analogica tali eventi sono stati effettuati utilizzando vecchi joypad della Microsoft contenenti all'interno un accelerometro. Un sistema più pulito a questo punto può essere quello di utilizzare un accelerometro collegato ad una scheda come Arduino: questa simula un joystick collegato al computer e varia la posizione della leva in base ai valori degli assi X e Y restituiti dall'accelerometro.

I risultati sono stati più che buoni, migliorati solo dall'adozione di una nuova scheda, la Freescale FRDM-KL25Z, che integra al suo interno un accelerometro, rendendo quindi l'installazione all'interno del cabinato più compatta. Esattamente come l'Arduino Leonardo inoltre permette di simulare tastiera o mouse collegati al computer. Al momento dell'avvio il programma installato in memoria realizza un'autocalibrazione per stabilire la posizione di riposo, comunicando successivamente tutte le variazioni degli assi come modifiche della posizione del joystick.

L'installazione quindi è molto semplice e si limita ad un saldo montaggio della scheda sul fondo del cassone e al suo collegamento ad una delle prese USB del computer.

Lo shaker

Uno degli ultimi dispositivi che mancava sul mio flipper per rendere massima l'esperienza di gioco era uno shaker, ovvero un motore in grado di produrre vibrazioni all'interno del cabinato.

Alcuni flipper lo montavano di serie, come Earthshaker della Williams, altri permettono di installarlo opzionalmente, come tutte le nuove uscite della Stern. L'effetto che restituisce è una vera e propria vibrazione del cabinato che può essere associata a particolari eventi come esplosioni, distruzioni o terremoti esattamente come per tutti gli altri dispositivi.

Ho trovato il motore sul sito tedesco VPIN ad un prezzo interessante; non è specificato chiaramente nella descrizione del prodotto, ma immagino che il gestore del negozio virtuale acquisti i vari pezzi separatamente (motore, staffe, contrappesi) e monti il tutto prima di spedirlo.

Lo ho collocato dietro al cassetto delle monete, saldamente fissato al pannello inferiore con due viti, in maniera che sia più facile sentirlo da parte del giocatore.

Gestire il doppio audio con Visual Pinball

Nelle ultime versioni di Visual Pinball è possibile specificare il dispositivo audio da utilizzare per riprodurre i suoni del programma. Questa opzione permette di eseguire tali suoni in un dispositivo diverso da quello utilizzato invece per i suoni e le musiche riprodotti dalle ROM, dispositivo solitamente associato al subwoofer e alle due casse presenti nella testata.

All'atto pratico, questa nuova funzione permette di utilizzare due casse aggiuntive poste sotto al televisore per riprodurre i rumori meccanici del flipper (plunger, buche, collisioni, ecc...), aumentando il realismo della nostra creatura.

Dal momento che, come immagino, praticamente tutti stiamo utilizzando un cavo HDMI per  collegare il televisore del playfield al computer, vorrei ricordare che l'HDMI consente di trasportare anche l'audio oltre al video e che le schede grafiche con tale connettore aggiungono un dispositivo audio al computer apposta per riprodurre i suoni sul televisore. Possiamo quindi utilizzare le casse del televisore per il nostro scopo, magari riposizionandole in maniera che i suoni arrivino correttamente a destra e a sinistra. Ecco un paio di foto che mostrano come le ho fissate sul retro del televisore con del nastro biadesivo; dal momento che sto ancora realizzando delle prove non sono ancora state fissate definitivamente.

Per questioni di spazio e di lunghezza dei cavi le ho dovute collocare molto vicino al giocatore, praticamente all'altezza dei pulsanti dei flipper. Se l'effetto ottenuto per il plunger e la buca sono perfetti, i rumori degli oggetti posti in fondo alla tavola risultano troppo vicini: probabilmente occorre collocare le casse in una posizione più centrale.

Ecco un video in cui parto abbassando completamente l'audio della ROM per poi incrementarlo via via. Purtroppo non rende sufficientemente l'idea circa la direzionalità dell'audio, ma dimostra come i due dispositivi vengano pilotati separatamente.

L'utilizzo del motore

Mi sono finalmente deciso a montare un motorino all'interno del flipper, con lo scopo di simulare il rumore meccanico di quelli inseriti nei flipper reali. Ho recuperato uno dei motoriduttori a 12V che avevo provato ad utilizzare per la rotazione del monitor del cabinato arcade, fissandolo con due viti ad una delle barre su cui sono installati i contattori.

Il collegamento alla LedWiz è analogo a quello di tutti gli altri dispositivi: il positivo lo ricavo dalla linea comune mentre il negativo lo porto direttamente ad uno dei segnali pilotati dalla scheda. Per sicurezza anche qui come nei contattori ho collegato i due piedini del motore con un diodo per filtrare le correnti di ritorno.

Ho approfittato dell'intervento per inserire un connettore, in maniera da rendere la barra asportabile senza dover svitare tutti i contatti dalla scheda.

 

Una volta fatti i primi test di funzionamento e richiuso il cabinato ho condotto qualche prova col Visual Pinball, rimuovendo i suoni dalle tavole quando necessario. Il rumore prodotto non è eccessivo e si sente molto bene, soprattutto nei momenti di silenzio del gioco.

Le schede H-Bridge

Il circuito H-Bridge (in italiano si può trovare tradotto in Ponte H) risulta molto comodo per pilotare motori elettrici a corrente continua, anche passo passo. Modulando inoltre il segnale di ingresso in PWM è possibile variare la velocità di rotazione.

Per realizzare un circuito di tale genere ci si può affidare a circuiti integrati specializzati, come il L9110 o l'SN754410. L'effetto pratico è quello di pilotare motori che richiedono molta corrente tramite un segnale di pochi mA (fornito quindi ad esempio dalla Arduino o dalla LedWiz).

Si trovano su Ebay molte schede già pronte che assolvono a questa funzione: nel nostro progetto ci possono tornare utili per pilotare un motorino (che simula i rumori meccanici interni del flipper) oppure uno shaker (che simula invece scossoni o vibrazioni più intense ed era implementato in alcuni flipper, tipo Earthshaker della Williams). Il loro prezzo è molto contenuto, così come le loro dimensioni.

Il pannello dei LED

Un lavoro che è stato rimandato a lungo perché abbastanza complesso, soprattutto per il numero dei fili coinvolti, è il cablaggio del pannello dei LED. Lo avevo realizzato già qualche mese fa, come descritto in questo post, ma solo oggi mi sono deciso a metterlo in funzione.

La prima operazione è stata quella di fissare i LED alla barra metallica utilizzando colla a caldo, dopo aver spalmato la base del dissipatore con la pasta siliconica normalmente utilizzata per i dissipatori dei processori.

Tutti i cavi vengono portati nella parte posteriore del pannello dove sono state fissate le basette con le resistenze. 

Dalle resistenze partono tutti i cavi diretti verso la LedWiz; questi vengono collegati ad un connettore, in maniera tale da permettere una rimozione veloce del pannello in caso di necessità. I due faretti a LED sono stati fissati al pannello superiore, con un piccolo foro che porta i fili elettrici nella parte posteriore. Un ulteriore connettore collega questi faretti alla LedWiz e porta a tutto il pannello i 12V necessari per alimentare le luci.

A questo punto manca solo il fascio di fili che dal connettore arriva fino alle porte destinate della LedWiz.Un veloce test di tutti i collegamenti e il pannello viene montato sul flipper.

Per provare i flash ora non resta che caricare una tavola e iniziare a fare qualche partita. Ecco un video che mostra il funzionamento dei flash, degli strobo, dei lampeggianti e anche del knocker!

Il cablaggio della testata

Dopo tutti i vari test è giunto il momento di fissare in maniera definitiva strobo e lampeggianti e collegarli al flipper. Mentre per lo strobo ho utilizzato due viti per incastrarlo al legno in maniera analoga alle casse audio, per i lampeggianti ho fatto due fori da 1cm di diametro e ho utilizzato dei bulloni con rondelle e dadi. In entrambi i casi ho poi realizzato un foro di 3mm per far passare il cavo elettrico.

Tutti i dispositivi sono collegati ad una scheda relé che fornisce loro la corrente necessaria per essere utilizzati; questa scheda viene pilotata dalla LedWiz tramite 6 fili (due per l'alimentazione e 4 per i segnali). Le ventole sono invece collegate direttamente ai 12V utilizzando l'adattatore già costruito in precedenza.

Alla testata vengono portati sia i 12V che i 24V utilizzati dal knocker tramite un altro cavo.

Una volta richiuso il tutto la disposizione torna identica a quella delle prove, con la differenza che tutti i collegamenti ora sono passati all'interno e che i dispositivi sono saldamente fissati.

Anno nuovo, cuore nuovo

Il cuore del flipper ovviamente, ovvero il computer.

Adagiata su un pannello di legno di 52x40 cm, con a fianco l'alimentatore e l'hard disk SSD, la nuova scheda madre si lascia installare senza piega un Windows 7 64 bit ottimizzato che dopo ulteriori raffinamenti nella configurazione garantisce il boot in circa 4 secondi.

Il pannello viene poi montato nella parte posteriore del flipper, inclinato verticalmente in maniera da facilitare la sua installazione e garantire l'accesso alla scheda sia dallo sportello posteriore che dall'alto. A tenerlo fermo saranno due angolari a tre lati in basso e due angolari a L in alto; saldamente fissato grazie a bulloni con testa a farfalla, nella parte posteriore i dadi sono stati fissati agli angolari con colla a caldo. Ho collocato il pannello a circa 5 cm di distanza dal fondo in maniera tale da poter far passare comodamente tutti i cavi.

Le due ventole dello sportello sono state collegate direttamente alla scheda madre, che ne controlla la velocità, e provvedono ad espellere il calore prodotto dal processore e dalla scheda grafica. Le temperature non superano comunque quasi mai i 30 gradi, anche durante il gioco.