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Arduino-Projekt | E-Hacks Voice-Controller für Pong

Die Mutter aller Videospiele bekommt ein Update: Max schnappt sich Papas Old-School-Game „Pong“ und pimpt es mit einem coolen Trick zum lautstarken Tüftler-Spaß. Ohren zu und durchgedaddelt: retro hat Hochsaison – auch bei unserem Lieblingsnerd! Wie es genau geht, verrät Max dir im Film oder in der folgenden Anleitung. 

Du stehst mehr auf Tetris oder Breakout? Funktioniert mit diesem E-Hack genauso! Alles was du brauchst, sind die entsprechenden Bauteile wie z. B. ein paar Knöpfe oder ein Joystick-Modul, die du einfach auf der eingebauten Steckplatine hinzufügen kannst. Und durch die Plastikhülle ist dein Projekt perfekt geschützt und transportabel! Anleitungen dazu findest du im Internet!


Hinweis:

Bei diesem Tutorial musst du auch Lötarbeiten durchführen. Falls du darin noch nicht fit bist, lass es dir am besten von jemand der sich auskennt zeigen, oder schau dir vorher ein Tutorial an. 
 

Arbeitsmittel

Voice-Conroller wird von Elektroniker zusammengeschraubt

Folgende Materialien und Werkzeuge solltest du dir für diesen E-Hack besorgen. Die Teile bekommst du online oder im Fachhandel. Achte darauf, dass die Spezifikationen deiner Bauteile zueinander passen. Wenn du dich nicht auskennst, dann lasse dich vom Händler deiner Wahl beraten. Es gibt je nach Verfügbarkeit oft auch alternativ verwendbare Bauteile oder Bausätze zu unterschiedlichen Preisen.

Material

  • 1 x Arduino Uno rev3
  • 2 x Adafruit Electret Microphone Amplifier - MAX9814 mit Auto Gain Control
  • 1 x 12 Volt Netzteil mit Stecker min. 3 Amp.
  • 1 x Widerstand 1k Ohm
  • 1 x Widerstand 470 Ohm
  • 1 x Stereo-Kabel mit Audio-Chinch-Stecker ( rot/weiß)
  • 1 x Video-Kabel Chinch-Stecker (gelb)
  • 1x Steckbrett
  • 2 x Plastikbecher z.B. Joghurt-Becher
  • 1 x Flachbandkabel 8-adrig / Rastermaß.: 2.5 mm / 8 x 0.23 mm
  • 1 x Gehäuse, z.B. Videokassetten-Hülle / ca. L x B x H: 20 cm x 10 cm x 3.5 cm
  • 1 x Taster zum Einbauen - 2 Pol
  • 1 x Kabelverschraubung M20 / Durchmesser min. 20mm
  • 4 x rote Steckverbinder
  • 6 x schwarze Steckverbinder
  • 6 x weiße Steckverbinder
  • 1 x gelber Steckverbinder
  • 1 x USB-Kabel mit Typ-A-Stecker auf Typ-B-Stecker

Optional:

  • 1 x Scart-Adapter auf Audio- und Video-Chinch für das Spielen auf einem TV-Gerät

Werkzeug

  • Lötkolben

  • Lötzinn

  • doppelseitiges Schaumstoff-Klebeband

  • Schwarzes Klebeband/Gaffer-Tape

  • Bohrer/Senkbohrer mit verschiedenen Durchmessern

  • Akkuschrauber

  • Schrumpfschlauch, Durchmesser max. 4 mm

  • Abisolierzange

  • Flachzange

DIY-Anleitung

Sicherheit & Haftungsausschluss

Nutzungsbedingungen

Pong-Controller von ArGe Medien im ZVEH GbR ist lizenziert unter einer Creative Commons Namensnennung - Nicht-kommerziell - Weitergabe unter gleichen Bedingungen 4.0 International Lizenz.Über diese Lizenz hinausgehende Erlaubnisse können Sie unter www.e-zubis.de erhalten.

Zwei Elektro-Nerds beim Voice-Pong spielen

Es geht los: Zuerst bohrst du mit dem Stufen-Senkbohrer Löcher in das Gehäuse. Diese werden später für die Kabelverschraubung und den Taster gebraucht. Beachte entsprechend deren Durchmesser!

Stereo-Kabel für den Stimmen-Controller

Nun schneidest du einen Stecker des Video-Kabels ab, so dass es ca. 50 cm Länge hat. Dann isolierst du die innere und äußere Ader ab. Jetzt nimmst du dir den gelben Steckverbinder vor, schneidest an einer Seite den Stecker ab, isolierst das Ende und verlötest es dann mit der inneren Ader des Video-Kabels. Danach den Stecker eines schwarzen Steckverbinders abschneiden und mit der äußeren Ader des Video-Kabels verlöten. Zum Schluss isolierst du beide Lötstellen mit einem Schrumpfschlauch.

Gleiches Spiel mit dem Audio-Kabel: Auch dieses schneidest du auf 50 cm inklusive der beiden Stecker zu und isolierst jeweils die inneren und äußeren Adern der beiden Kabel. Jetzt verdrehst du zunächst die beiden äußeren Adern miteinander, dann die beiden inneren Adern. Schneide nun den Stecker eines schwarzen Steckverbinders ab und verlöte ihn mit der äußeren Ader. Danach den Stecker eines weißen Steckverbinders abschneiden und mit der inneren Ader verlöten. Zuerst beide Adern einzeln mit einem Schrumpfschlauch isolieren und danach über beide isolierte Adern einen weiteren Schrumpfschlauch ziehen, um die Verbindung zum Kabel zu sichern.

Nun geht’s an den Taster: Dafür schneidest du bei einem weiteren schwarzen und einem weißen Steckverbinder den Stecker ab, isolierst ab und verlötest ihn jeweils mit einem Pin des Tasters. Die Reihenfolge ist dabei egal!

Elektro-Nerd Max klebt den Arduino Uno ins Gehäuse

Es wird spannend: In das vorbereitete Gehäuse klebst du jetzt mit doppelseitigem Klebeband den Arduino Uno und das Steckbrett.

Steckbrett verbinden für Game-Controller

Mit Steckverbindern schließt du das Steckbrett an den Arduino an. Und zwar so, dass man ( + ) und ( - ) auf der Seitenleiste des Steckbretts zur Verfügung hat: Mit einem schwarzen Steckverbinder verbindest du den GND PIN des Arduinos und die ( - ) Leiste des Steckbretts, mit einem roten Steckverbinder den 5V PIN und die ( + ) Leiste.

Von außen steckst du nun die Kabelverschraubung in das Gehäuse und verschraubst es von innen mit der dazugehörigen Mutter. Den Taster mit den Steckverbindern ebenfalls von außen in das Gehäuse stecken und verschrauben. Jetzt den schwarzen Steckverbinder des Tasters auf die ( - ) Leiste des Steckbretts stecken und den weißen Steckverbinder auf PIN 2 des Arduino.

Video-Kabel mit Arduino verbinden

Jetzt schiebst du das Video-Kabel mit den Steckverbindern voran durch die Kabelverschraubung. Den schwarzen Steckverbinder des Videokabels steckst Du auf die ( - ) Leiste des Steckbretts, den gelben Steckverbinder bringst du so wie im Bild an.

Von dem gelben Steckverbinder aus einen 470 Ohm Widerstand nach links und einen 1K Ohm Widerstand nach rechts stecken. Jetzt den linken 470 Ohm Widerstand und den Arduino PIN 7 mit einem weißen Steckverbinder zusammenbringen, dann den rechten 1K Ohm Widerstand und den Arduino PIN 9 mit einem weiteren weißen Steckverbinder verbinden.

Videokabel verbinden
Stereo-Kabel verbinden

Jetzt fehlt noch das Audio-Kabel. Wie das Video-Kabel schiebst du dieses mit den Steckverbindern voran durch die Kabelverschraubung. Jetzt den schwarzen Steckverbinder auf die ( - ) Leiste stecken und den weißen Steckverbinder auf den Arduino PIN 11 stecken. Genau wie im Bild zu sehen.

Du stehst kurz davor, dein neues Retro-Game zu starten! Als nächstes baust du die Mikrofon-Module wie in der Hersteller-Anleitung zusammen. Gut aufpassen: Der VDD-PIN muss mit dem GAIN PIN verbunden sein, so dass das Mikrofon-Modul für die AUTO-GAIN Option verbunden ist.

Mikrofon-Module für den Audio-Controller

Als nächstes zweimal drei Adern des Flachband-Kabels abtrennen und die drei Adern jeweils auf beiden Seiten abisolieren. Auf der einen Seite der Flachbandkabel von links nach rechts jeweils einen weißen, einen roten und einen schwarzen Steckverbinder anlöten. Was als nächstes kommt, ahnst du sicher schon:

Isoliere jede einzelne Lötstelle mit einem Schrumpfschlauch! 


Was passiert jetzt mit den übrigen Enden? Das andere Ende der rechten Ader mit dem schwarzen Steckverbinder auf den GND PIN des Mikrofon-Moduls löten. Das andere Ende der mittleren Ader mit dem roten Steckverbinder auf den VDD PIN des Mikrofon-Moduls löten. Als letztes das andere Ende der linken Ader mit dem weißen Steckverbinder auf den OUT PIN des Mikrofon-Moduls löten.

Audio-Controller wird an Becher angebracht

Damit du die Audio-Controller später ohne Störgeräusche benutzen kannst, baust du die Mikrofon-Module in die beiden Plastikbecher. Sie garantieren den ungestörten Sound-„Genuss“! Dafür in die Mitte der Plastikbecher-Böden ein Loch bohren, das groß genug ist um je ein Mikrofon auf einem Modul hineinzustecken. Damit diese nicht herausfallen, kannst du sie mit schwarzem Klebeband fixieren.

Jetzt verbindest du die Audio-Controller mit dem Arduino: Als erstes schiebst du die Steckverbinder beider Controller durch die Verschraubung. Dann steckst du die schwarzen Steckverbinder auf die ( - ) Leiste des Steckbretts und die roten Steckverbinder auf die ( + ) Leiste. Den weißen Steckverbinder des ersten Controllers steckst du auf den PIN A1 des Arduinos, den weißen Steckverbinder des zweiten Controllers auf den PIN A2.

Audio Controller wird mit Arduino verbunden
Arduino wird programmiert

Bereit zu zocken? Gleich kann’s losgehen! Um den Arduino im nächsten Schritt zu programmieren, benötigst du das USB-Kabel, welches du dafür auf den Arduino steckst. Wenn die Programmierung abgeschlossen ist, kannst du das Kabel wieder entfernen.

Als letztes wird das Netzteil für das Arduino-Pong eingebaut, damit es später auch ohne Verbindung zum PC über das USB-Kabel mit Strom versorgt wird. Dafür den Stecker des Netzteils durch die Kabelverschraubung schieben und in den Arduino stecken.

Netzteil anbringen
Netzteil wird angeschlossen

Um den Arduino UNO zu programmieren, lädst du die Arduino IDE herunter und installierst die TV-OUT Library von Git-Hub:

https://github.com/pkendall64/arduino-tvout

Achso – wie noch mal genau?

Weitere Infos dazu, wie du den Arduino programmierst und die Librarys installierst, findest du auf der Arduino Webseite. 

Zuletzt den Arduino Code in die Arduino IDE kopieren und auf den Arduino UNO laden.

Um dein Arduino-Pong zu spielen, musst du das Spiel mit einem Monitor verbinden. Wenn du einen Röhren-Monitor verwenden möchtest, brauchst du noch einen SCART-Adapter zum Anschließen. Du startest das Spiel, indem du den Taster betätigst. Steuern kannst du es über die Lautstärke, die du auf die Mikrofone in den Bechern gibst.

Happy Screaming!

Fertiges Voice-Pong-Game

Elektronik Grundwissen

Bei diesem E-Hack lernst Du, was der integrierte Schaltkreis – auch integrierte Schaltung oder IC (integrated circuit) genannt – ist.

Bei einem IC handelt es sich um eine elektronische Schaltung, die auf einem dünnen, nur ein paar Millimeter großen Plättchen aus Halbleiter-Material angebracht ist. Das Plättchen – der Chip – ist meist zum Schutz und zur einfacheren Kontaktierung in einem um ein Vielfaches größeren Chipgehäuse eingekapselt. 

Ein IC enthält typischerweise eine Kombination von zahlreichen miteinander elektrisch verbundenen elektronischen Halbleiterbauelementen wie Transistoren, Dioden und weiteren aktiven und passiven Bauelementen.

Das ursprüngliche Pong-Spiel (Tennis) basierte auf einem solchen IC.

General Instrument stellte später für Konsolen den IC AY-3-8500 her, heute als „Pong-on-a- Chip“ weltbekannt. Bei diesem Projekt wird der IC des Arduinos mit dem Code bespielt, welcher die Revolution der Videospiele einläutete.

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