设计一款迷你贪吃蛇游戏机

大家好，欢迎回来。这里有一些有趣的东西。

在我们最新的项目中，游戏怀旧与现代创新相遇——迷你蛇游戏控制台。这个缩小的版本建立在我们之前的64x32 HUB75 RGB矩阵面板为基础的Snake游戏机，但现在，我们已经采取了这个概念，并将其缩小到一个真正的手持游戏设备。

我们的目标是创造一个小版本的原始Snake游戏控制台，可以运行类似版本的Snake游戏代码。虽然核心游戏逻辑保持不变，但需要进行一些修改，包括调整显示尺寸，调整蛇的大小以及引入关键增强功能。现在，这条蛇有了渐变的颜色，增加了更多的视觉吸引力，每当食物(红点)被吃掉时，它就会发出蜂鸣器驱动的哔哔声，这给游戏体验带来了更多的满足感。

如果蛇咬了自己，游戏结束序列就开始了，我们会看到一个游戏结束屏幕，显示所消耗的食物的总数。在游戏自动重新开始之前，游戏结束画面会持续5秒。

这款迷你控制台采用Waveshare的ESP32- s3 - lcd -1.69，这是一款基于ESP32 s3的设置，配有1.69英寸的ST7789V2显示屏，在不牺牲性能的情况下提供便携性。由于内置500毫安锂电池，你可以随时随地玩游戏。所有组件，包括ESP32板和定制按钮板，都安置在一个定制设计的外壳内，我们在Fusion 360中构建，然后使用Creality K10 Max进行3D打印。

本文探讨了这个Snake Game控制台的整个构建过程，以及如何通过几个简单的步骤重新构建它，所以让我们开始构建吧。

材料要求

这些是建筑中使用的材料：

•定制PCB(由PCBWAY提供)

•ESP32 S3 1.69寸显示屏(购于PCBWAY礼品店)

•按钮

•500mAh 3.7V 14500锂离子电池

•按钮开关

•M2螺丝

•连接电线

•热熔胶

•3D打印外壳

Snake游戏控制台项目和PICO Blasters

让我们先来看看贪吃蛇游戏机，这是一个紧凑的便携式系统，由树莓派PICO驱动，具有64x32 RGB矩阵面板和3d打印外壳。它运行的是一款经典的贪吃蛇游戏，你可以使用四个方向的按钮来引导蛇，追逐随机的红点来获得分数，并尽量避免撞到自己。另外，它有一个机载电池，所以你可以带着它去任何地方玩。

然后是camePICO Blaster，它采用了相同的硬件设置，并将其变成了一款快节奏的《太空入侵者》风格的射击游戏。有了额外的自定义控制板，改进的游戏机制和颜色编码的投射物，这款游戏完全是关于反应和策略的。

玩家驾驶一艘宇宙飞船，躲避攻击并使用两种类型的武器进行反击——速射子弹和强大的冲击波，它可以消灭沿途的一切(游戏邦注：为了保持趣味性，玩家需要设置冷却时间!)

这两款游戏都是从头开始编写的，真的很痛苦。大部分开发时间都花在了创造游戏逻辑上，而这两款设备的硬件部分也非常简单，并且在不到一天的时间内就准备好了。

对于Mini版本，我只移植了Snake Game。我们可以为该设备制作更多游戏，这将是我们未来项目的一个想法。

迷你版设计

在这个项目的设计中，我们首先将我们的ESP32显示器的3D模型导入到Fusion360中，同时导入我们的Button PCB with Buttons的Cad文件，以及电池和push switch的Cad文件。

接下来，我们将组件组织在一个合乎逻辑和实用的布局中，将开关PCB放置在显示器下方，将电池放置在显示器和开关PCB的后面，并将推开关放置在电池上方的背面。一旦一切都安排好了，我们就开始设计一个封装所有组件的外壳，并将它们无缝地统一起来。在美学上，我选择了一个方形的复古设计，让人想起上世纪90年代，从经典的诺基亚手机中汲取灵感——从它的外形上可以看到这些元素。

外壳已准备好并分为两部分：前外壳和盖子部分。前机箱容纳ESP32显示板和Switch PCB。ESP32显示器是压力安装在其位置;我们还包括安装孔，以防有人希望拧紧显示器适当与外壳。开关PCB用4颗M2螺钉固定到位。

盖子部分容纳电池和电源开关。

前外壳和盖子部分都用四个M2螺钉连接在一起，因为我们在前外壳上创建了四个螺钉凸台，在盖子上创建了四个孔，以滑动螺钉并将两者连接在一起。

对于3D打印，我们导出了两个部件的网格文件，并在我们的新Creality K10 max上使用0.4mm喷嘴和25%填充的白色Hyper PLA打印它们。

ESP32显示开发板

我们在我们的项目中使用ESP32-S3-LCD-1.69，因为它是一种低成本，高性能的MCU板，完全符合我们的需求。

配备了1.69英寸的电容式液晶显示屏，锂电池充电芯片，以及带有三轴加速度计和陀螺仪的六轴传感器，该板具有增强我们的Snake游戏机的功能。

它包括一个定时功能的RTC芯片，一个用于运动跟踪的QMI8658惯性测量单元(IMU)，以及一个用于长期电源管理的ETA6098锂电池充电芯片。

板载蜂鸣器提供音频反馈，而Type-C接口允许轻松的演示闪烁和日志打印。此外，BOOT和RST按钮简化了重置和固件下载，可定制的功能按钮支持多种输入方法，包括单、双和长按。

ST7789V2液晶控制器支持240 × RGB × 320分辨率，但其有效显示面积为240(H) × RGB × 280(V)。它支持RGB444、RGB565和RGB666颜色格式，我们的项目使用RGB565来获得最佳的视觉输出。

四线SPI接口确保高效的GPIO使用和快速的通信速度，而显示屏的圆角有助于其圆滑，紧凑的设计。

至于采购这个显示器，我们从PCBWAY的礼品店得到了它，这是一个电子市场，在那里你可以找到各种各样的电子设备和模块，他们的真实价格。

开关PCB设计

在这个项目中，我们重新使用了之前的贪吃蛇游戏控制台项目中的一个按钮板。该PCB具有四个按钮，每个连接到GND，以及四个输出引脚，将连接到ESP32的GPIO引脚。通过按下每个按钮，我们将GPIO引脚拉到GND，微控制器记录按钮状态的这种变化。

通过在适当的位置添加按钮并按正确的顺序连接走线，最终完成了电路板设计，之后我们导出了该PCB的Gerber Data并将其发送给PCBWAY进行样品。

开关PCB组件

按钮板的组装过程超级简单。我们首先从板的顶部放置按钮，然后我们用烙铁从底部焊接它们的焊盘。

贪吃蛇游戏代码

在继续汇编过程之前，让我们深入研究一下这个项目的代码。

让我们对这段代码进行深入分析，并从Include库和显示设置开始。

这些包括ESP32所需的库，还定义了保存在pin_config文件中的重要硬件引脚映射。

上面的部分设置SPI总线并初始化ST7789 LCD显示器。

接下来，我们为用户控件和蜂鸣器定义GPIO引脚。

接下来是游戏网格大小和单个单元大小。

这控制了网格中的食物放置边界。

这一部分定义了蛇的结构和运动、食物和游戏状态的必要变量。

现在是游戏逻辑功能，它包含两个主要部分;食物放置和碰撞检测。

这是食物放置功能，当食物被吃掉时随机分配一个新的位置。

这是检查蛇是否与自己碰撞的部分。

接下来是游戏重置和得分部分。

这部分在新回合开始时重置游戏状态。

本节更新LCD上的成绩显示。

现在是这个项目的声音效果部分，当食物被消耗时播放一个简短的哔哔声，当游戏结束时播放一段旋律。

当食物被吃掉时，它会发出短暂的哔哔声。

这个部分在比赛结束时播放一段旋律。

现在是游戏显示和图形部分，显示“游戏结束”屏幕并重置游戏。

初始化串行通信、显示和按钮引脚。

最后，我们得到了这段代码中最重要的部分，即游戏循环。这个部分处理移动、碰撞、食物消耗和游戏速度。

我们在附件中附加了pin_config.h文件，因此请确保它与主草图位于同一文件夹中。

布线过程

•首先将五根线连接到ESP32 Dev板的GPIO2、GPIO10、GPIO16、GPIO18和GND端子上。

•接下来，我们将地线连接到按钮板的GND端子。

•GPIO2线连接在交换板的左端子上。

•GPIO10连接右端。

•GPIO16连接Down端子。

•GPIO18连接Up端子。

电源组件

我们使用3.7V 500mAh 14500锂离子电池作为这个项目的电源。

他们通常没有点焊电线，迫使人们手动将电线焊接到电池端子上，这是一种可能导致火灾或爆炸的不良做法。这无疑会减少电池的寿命和容量，因此我们应该避免使用烙铁将电线直接焊接到锂电池的端子上。

•我们现在通过将电池的正极线连接到推开关的NC开始电源组装过程。

•我们在推开关的公共端子上再加一根电线。我们在电池正极之间加入了一个推开关，这样电池电源就可以通过这个开关关闭。

•接下来，我们将电池的正极和负极连接线连接到ESP32板上的电池连接器。

•通过这个连接，我们现在可以用锂离子电池为这个装置供电了。

总装

•最后的组装开始与ESP32显示器的安置在前面的外壳上，我们从前面推到位。

•接下来，我们从前外壳的内部传递开关PCB并将其放在前面。这将隐藏ESP32板和Switch PCB之间的连接线。

•然后使用四个M2螺钉将开关PCB固定在适当位置。

•我们现在安装锂电池在盖子部分和推开关在其正确的位置。

•使用热熔胶枪，我们将热熔胶涂在推开关和电池上，使它们固定在适当的位置。

•接下来，我们在GPIO端口上的显示器背面涂上热熔胶，在这里我们连接了开关板的电线，防止在组装过程中从ESP32走线拔出电线。

•机箱的两个部分现在已经定位在一起，用4颗M2螺钉将它们连接起来。

•我们的Snake游戏控制台迷你设备已经组装好了。

结果

这是这个小型构建的最终结果：迷你蛇游戏控制台，一个小型的手持游戏设备，以紧凑的形式将经典的蛇游戏带入生活。整个设计带有怀旧气息，有点像老款诺基亚6110，让人立刻回想起早期的手机游戏。

尽管它很小，但控制台运行流畅，具有响应式控制和由ESP32-S3-LCD-1.69驱动的充满活力的显示屏。渐变颜色的蛇，当你吃东西时的蜂鸣器，以及定制的按钮板，都让它感觉很精致，玩起来很有趣。在Fusion 360中设计的3d打印外壳使它具有坚固的结构，可以舒适地握在手中。

多亏了内置的500毫安锂离子电池，它是完全便携式的，让你随时随地玩游戏，而不需要恒定的电源。明亮的显示屏和流畅的游戏玩法使它与大版本一样吸引人，但现在它更方便携带。

对于下一个迭代，我想更多地关注游戏本身，这可以通过添加障碍(游戏邦注：如当蛇碰到墙壁时便会结束游戏)而进一步完善。当蛇变大时，它的速度会增加，这是我想在项目的下一个版本中添加的调整之一。此外，我相信如果我们在未来的项目中使用LiPo电池，以及带有SMD按钮的定制PCB，以增加PCB和电子产品的尺寸，我可以创造一个更好更小的身体。

本文编译自hackster.io