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.

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!

Le schede relè

Già qualche mese fa avevo spiegato in questo post che per utilizzare correnti elevate, o tensioni differenti rispetto a quelle che utilizziamo per pilotare i componenti, occorre impiegare dei relè. Esistono schedine pensate apposta per l'Arduino che permettono di pilotare 2, 4 oppure 8 canali richiedendo poca corrente per l'attivazione; la maggior parte di queste monta inoltre degli optoisolatori per aumentare la protezione dai sovraccarichi.

Queste schede ci sono molto utili per gestire dispositivi particolari come strobo, lampeggianti, sirene, ventole o altro, che richiedono molta corrente per lavorare e che conviene quindi collegare direttamente all'alimentatore senza usare soluzioni alternative come IRF o ULN.

L'alimentazione delle ventole

Come già ho ainticipato in questo post, per il raffreddamento del cabinato utilizzerò quattro Aerocool Shark Fan. Queste ventole, come praticamente tutte, hanno un connettore a tre pin di quelli classici per il collegamento alla scheda madre, più un adattatore per permetterne il collegamento all'alimentatore del PC.

Per ottenere un unico punto di alimentazione di tutte le ventole ho realizzato questa piccola schedina che distribuisce i 12V necessari a tutte e quattro le ventole, senza richiedere adattatori o collegamenti in cascata.

I flash

La magia del flipper è una combinazione di suoni e luci che pochi altri giochi possono dare. Riuscire ad aggiungere effetti luminosi alla partita consente al giocatore di immedesimarsi maggiormente.

Per fare questo è mia intenzione utilizzare 5 LED RGB da 3x3W disposti allineati nella parte superiore, coperti da una capsula in plastica trasparente. I LED sono già forniti di un piccolo dissipatore, che probabilmente è più che sufficiente.

 

Le tensioni di lavoro variano tra i 2V e i 3,6V a seconda del colore, mentre l'assorbimento di corrente è intorno ai 350mA per canale; per collegarli ai 12V occorre quindi utilizzare delle resistenze. Utilizzando una millefori ho realizzato una schedina molto semplice che mi permette di tenerle vicine e ordinate e al tempo stesso di attaccare e staccare i fili senza dover fare saldature.

 

Poiché ognuna di queste schede pilota 6 canali, quindi due LED, posso disporle lateralmente avvitate direttamente sul legno di fondo vicino alle luci.

Il video seguente mostra uno di questi LED collegato alla scheda delle resistenze e poi alla scheda con TLC e ULN. Come si nota a seconda del flash che deve riprodurre è programmato per utilizzare un colore differente; ad aiutarlo ci sono sempre i due flash laterali e il LED da 10W utilizzato come strobo.