Arduino-лабиринт для шарика: картонная настольная игра с джойстиком

Компоненты и материалы

• Arduino UNO (любая плата) — 1 шт.
• Сервоприводы SG90 (9g) — 2 шт. (ось X и Y)
• Джойстик-модуль (аналоговый) — 1 шт.
• Макетная плата + перемычки
• Картон 3 мм, клей-пистолет, нож, линейка, карандаш
• Стальной шарик (5-8 мм) — 1 шт.
• 2 винта/гайки M3×12 (крепление рычагов серв)

Идея и дизайн

Классическая игра «Лабиринт» (BRIO, 1946): наклоняем поле, водим шарик к финишу, не уронив в дыры. Здесь поле наклоняют два сервопривода по осям X и Y, управляемые джойстиком. Корпус и лабиринт — из картона, собираются за час.

Чертежи и раскрой (см. раздел CAD)

1. Основание: квадрат 20×20 см.
2. Боковые стенки: 2 трапеции 14×16 см. В одной — прямоугольное окно под серво X, в другой — отверстие 3 мм под вал.
3. Внутренние ребры: 4 планки 14×4 см. В одной — окно под серво Y, в другой — отверстие под вал.
4. Поле лабиринта: 12×12 см (напечатать шаблон, наклеить на картон, вырезать стены 1.5×12 см и наклеить по контуру).
5. Рычаги: серво-рога приклеены к планкам с отверстиями под валы.

Схема подключения

• Серво X (ось крен) → D8 (жёлтый), Серво Y (ось дифференга) → D9.
• Джойстик: VRx → A0, VRy → A1, VCC/GND → 5V/GND.
• Сервопитание: красный/коричневый на шину макетки, оттуда на 5V/GND Arduino (для SG90 допустимо, лучше — отдельный 5V источник).

Скетч

Библиотека Servo.h. Джойстик считывается через map(0..1023 → 0..12), мёртвая зона ±3. Сервы сглаженно поворачиваются на ±20° от центра (90°). Задержка 100×(7-значение) даёт плавность.

#include 
Servo myServoX, myServoY;
int ServoXPin=8, ServoYPin=9;
int ServoXHome=90, ServoYHome=90;
int ServoXPos=103, ServoYPos=135; // стартовые углы (подстроить под сборку)
int XAxlePin=A0, YAxlePin=A1;
int range=12, center=range/2, threshold=range/4;

void setup() {
  myServoX.attach(ServoXPin); myServoY.attach(ServoYPin);
  myServoX.write(ServoXHome); myServoY.write(ServoYHome);
  Serial.begin(9600);
}

int readAxis(int pin) {
  int reading = analogRead(pin);
  reading = map(reading, 0, 1023, 0, range);
  int distance = reading - center;
  if (abs(distance) < threshold) distance = 0;
  return distance;
}

void loop() {
  int x = readAxis(XAxlePin);
  int y = readAxis(YAxlePin);
  if (x > 0) { ServoXPos++; myServoX.write(ServoXPos); delay(100*(7-x)); }
  if (x < 0) { ServoXPos--; myServoX.write(ServoXPos); delay(100*(7+x)); }
  if (y > 0) { ServoYPos++; myServoY.write(ServoYPos); delay(100*(7-y)); }
  if (y < 0) { ServoYPos--; myServoY.write(ServoYPos); delay(100*(7+y)); }
  // Лимиты ±20°
  ServoXPos = constrain(ServoXPos, ServoXHome-20, ServoXHome+20);
  ServoYPos = constrain(ServoYPos, ServoYHome-20, ServoYHome+20);
  delay(10);
}

Идеи для улучшения

• Добавить датчики в финишной зоне → звук/свет победы.
• Сделать сменные карты лабиринта (магниты/слоты).
• Использовать более мощные сервы (MG90S) и внешний BEC 5V/2A.
• Добавить Bluetooth-модуль для управления с телефона.