Motoduino - simulatore di Moto con Arduino

Progetti realizzati o in fase di realizzazione, Plans e layout per cabinati,bartop e weecade
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Barito
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Motoduino - simulatore di Moto con Arduino

Messaggio da Barito » 17/08/2016, 0:43

Oh, i nomi dei progetti non sono il mio forte, lo sappiamo. Mettetevela via [ph34r.GIF.png]

Ora, se anche voi come me siete appassionati di videogiochi di moto (classici come Hang On, ma anche molto recenti) uno dei vostri sogni bagnati potrebbe essere questo cabinato qui...
HO.jpg
oppure questo qui...
SHO.jpg
Dico "sogno" proprio perchè dalle nostre parti questi cabinati sono pressochè introvabili e forse, non si sono nemmeno mai visti.

Recentemente un amico e frequentatore di questo forum (Marino) mi ha reso partecipe di alcuni suoi "recuperi" e, fra questi, c'erano due motorette che hanno acceso una lucina nella mia testolina: "Ci vojo fae un simulatoe!!" [love.gif]

In brevissimo tempo, una delle motorette era nel mio garage! (e qui devo ringraziare un sacco Marino che mell'ha portata pure a casa!).
IMG-20160812-WA0005.jpg
IMG_20160813_102943.jpg
Eccola qui, in tutto il suo splendore: una motoretta del cabinato "Suzuka 8 Hours", gioco tanto brutto quando comune in Italia... vien buono per noi [yes.gif]

Non essendo di mio interesse restaurare il cabinato di un gioco orrrrrendo, non ho avuto patemi d'animo nel riassegnare alla motoretta una nuova destinazione d'uso: farne un controller per giocare alla miglior simulazione di moto di sempre, quel Superbike 2001 che "alcuni" nostri connazionali han sfornato la bellezza di 15 (QUINDICI) anni fa.

Ma veniamo subito alla lista di cose da fare:

1) smontare la moto per capire come sia fatta e cosa sia recuperabile;
2) definire il pinout dell'unico connettore della moto;
3) scrivere uno sketch arduino preliminare;
4) eseguire un test preliminare con il gioco;
5) sostituire i componenti difettosi;
6) ripulire bene le plastiche;
7) fare le dovute modifiche hardware;
8) rimontare tutto;
9) migliorare lo sketch negli anni a venire (chi programma sa benissimo che il divertimento sta al 80% li...).

Smontaggio della moto
la motoretta si smonta molto facilmente (anche se in due si va meglio, vero Marino?) [flowers.gif]
Ci sono praticamente 3 plastiche (il serbatoio e le due carene) e una sessantina (!!) di viti... ecco alcune fasi
IMG_20160813_104349.jpg
SAM_2497.JPG
Hardware

Da un punto di vista hardware la moto è di una banalità disarmante: un potenziometro per il freno, uno per l'acceleratore (entrambi sotto il cruscotto)...
SAM_2493.JPG
un potenziometro posizionato nel vano sotto il codino per registrare i movimenti oscillatori della moto ...
SAM_2496.JPG
una cassa acustica sotto il serbatoio ...
IMG_20160813_104404.jpg
... e due file di sei led in serie per lo STOP, attivabile tramite un micro posto vicino alla leva del freno (alimentazione 12V)... nient'altro [surprice.gif]
SAM_2528.JPG
Degno di nota il sistema di oscillazione della moto, costituito da un paio di grossi cuscinetti; di fronte a loro il sistema di blocco/limite di oscillazione destro/sinistro; davanti a tutto una sospensione in gomma "Rosta", responsabile della resistenza alla oscillazione della moto [weight_lift.gif] .
SAM_2508.JPG
SAM_2532.JPG
Dopo attenta analisi [book6.gif] sono risultati difettosi un paio di potenziometri e la cassa audio; la cassa l'ho sostituita con una classica cassa 8 Ohm 8W da cab (credo di averla recuperata da un cab Virtua Striker in demolizione anni fa...).

Il pinout del connettore che esce dalla moto per comunicare con la scheda gioco contenuta nel mobile del cab originale è il seguente
S8H pinout.png
Nota che i due pin della cassa ("speaker +" e "speaker -") potrebbero essere invertiti (stupidamente nelle mie note non ho segnato la polarità).
Per non modificare il connettore della moto, ho tagliato i fili del connettore che entrava nel cabinato; in questo modo la moto può essere ricollegata ad un cab originale in qualsiasi momento.

Hardware aggiuntivo

L'hardware aggiuntivo è costituito da un mini amplificatore cinese da 5 euro comprato mesi fa per "progetti futuri"...
SAM_2537.JPG
... una scheda Arduino Leonardo (clone in questo caso, ma comprate l'originale per supportare il progetto "Arduino" se possibile)
SAM_2539.JPG
... e un paio di pulsanti per le marce ... si perchè il gioco "suzuka 8 hours" manco le marce manuali c'aveva ... [thumbdown.gif]
SAM_2564.JPG
Ecco come ho organizzato l'hardware aggiuntivo sotto il coperchio della base di appoggio della moto; è parecchio affollato da montato (l'area disponibile è parecchio inferiore alla superficie del coperchio), ma dopo qualche invocazione mirata dell'Altissimo sono riuscito a chiuderlo
SAM_2556.JPG
Ho fatto un foro per far uscire l'alberino del potenziometro dell'amplificatore in modo da poter modulare il volume agilmente
SAM_2558.JPG
Per far girare il giochillo ho usato un vecchio PC che stava marcendo in soffitta: un Pentium 4 1.8 Ghz, 1 Gb di RAM, con scheda video Matrox serie 400 con 32 Mb di memoria... archeologia. Abbassando un po' la profondità di campo e la risuoluzione, gira bene. Eventualmente, con un Pentium 4 2.6 GHz e una scheda video da 256 Mb lo fai girare quasi al massimo... Il bello di recuperare vecchi videogiochi dimenticati, ma di grande "valore".

Software

Il software è costituito da un semplice sketch Arduino. Essendo un gioco per PC, oltre a controllare i due pulsanti del cambio e i tre potenziometri è bene prevedere una qualche combinazione di tasti per INVIO ed ESC.
Inoltre, avendo questo gioco molte visuali, prevedere anche una combinazione per ciclare fra le visuali è buona cosa.
Non ultimo, avendo il gioco la necessità di un mouse per navigare i vari menu, lo sketch sfrutterà anche la libreria "mouse.h"; l'idea è di muovere il mouse a destra/sinistra facendo oscillare la moto, e su/giù con i due pulsanti delle marce.

Ma veniamo a noi...

Codice: Seleziona tutto

/* 
 Interfaccia per motoretta Suzuka 8 Hours - Arduino 
 Questo codice è testato su una moto/controller originale NAMCO.
 L'Hardware include 3 potenziometri da 5K Ohm (acceleratore, freno,
 sterzo); consulta il manuale per ulteriori dettagli.
 Lo sketch è studiato per il gioco Superbike 2001 di Milestone.
 NOTA: questo sketch funziona solo con Arduino Leonardo e
 Arduino Micro.
 NOTA: compatibile con libreria joystick V1, non compatibile 
 con libreria joystick V2.
 Reminder: Input analogici restituiscono un valore da 0 a 1023.
           La libreria joystick vuole valori da -127 a 127.
           Se non si seleziona "Arduino Leonardo" la libreria 
           restituisce errori in fase di compilazione.
 by barito 
 2016-08-14
*/

#include <Joystick.h>
#include <Mouse.h>
#include <Keyboard.h>

//COSTANTI
//definiamo i pin d'ingresso
const int brakePin = A0;
const int steerPin = A1;
const int throttlePin = A2;
const int shiftUpPin = 4;
const int shiftDwnPin = 2;

//altre costanti
//const byte steerDeadZone = 20;
const byte delayTime = 30;
long debounceShiftUp = 0;
long debounceShiftDwn = 0;

//VARIABILI
//definiamo le variabili di stato/valore
int throttleValue;
int scaledThrottleValue; //no byte o non prende valori negativi!!!
int steerValue;
int scaledSteerValue;
int brakeValue;
int scaledBrakeValue;

byte viewCount=0;

boolean statoPrecShiftUp = HIGH;
boolean statoActShiftUp = HIGH; 
boolean statoPrecShiftDwn = HIGH;
boolean statoActShiftDwn = HIGH; 

void setup() {

pinMode(shiftUpPin, INPUT_PULLUP);
pinMode(shiftDwnPin, INPUT_PULLUP);

Joystick.begin();
Mouse.begin();
Keyboard.begin();
}

void loop() {
  
  throttleValue = analogRead(throttlePin);
  scaledThrottleValue = map(throttleValue, 1000, 170, 0, 127);
  steerValue = analogRead(steerPin);
  scaledSteerValue = map(steerValue, 923, 100, -127, 127);
  brakeValue = analogRead(brakePin);
  scaledBrakeValue = map(brakeValue, 850, 580, 0, 127);
  statoActShiftUp = digitalRead(shiftUpPin);
  statoActShiftDwn = digitalRead(shiftDwnPin);
  
 //ANALOG
  //estremi sterzo
 if(scaledSteerValue<-127){scaledSteerValue=-127;}
 else if(scaledSteerValue>127){scaledSteerValue=127;}
 //deadzone
 //else if(scaledSteerValue>-steerDeadZone && scaledSteerValue<steerDeadZone)
 //{scaledSteerValue=0;}
 //estremi freno
 if(scaledBrakeValue<0){scaledBrakeValue=0;}
 else if(scaledBrakeValue>127){scaledBrakeValue=127;}  
 //estremi acceleratore
 if(scaledThrottleValue<0){scaledThrottleValue=0;}
 else if(scaledThrottleValue>127){scaledThrottleValue=127;}
 //set posizione sterzo
 Joystick.setXAxis(scaledSteerValue);
 //set posizione acceleratore
 Joystick.setYAxis(scaledThrottleValue);
 //set posizione freno
 Joystick.setZAxis(scaledBrakeValue);
 
 //MOUSE: navigazione menu
 //movimento "destra/sinistra" oscillando la moto
 //movimento "su" premendo marcia SU
 //movimento "giù" premendo marcia GIU'
 if(statoActShiftUp == LOW){Mouse.move(0, -1, 0);}
 else if(statoActShiftDwn == LOW){Mouse.move(0, 1, 0);}
 if(steerValue > 610) {Mouse.move(-1, 0, 0);}
 else if(steerValue < 410) {Mouse.move(1, 0, 0);}

 //Pulsanti (Marce)
 if (millis() - debounceShiftUp > delayTime && statoActShiftUp !=  statoPrecShiftUp){
      debounceShiftUp=millis();
      Joystick.setButton(0, !statoActShiftUp);
      statoPrecShiftUp = statoActShiftUp;}
 if (millis() - debounceShiftDwn > delayTime && statoActShiftDwn !=  statoPrecShiftDwn){
      debounceShiftDwn=millis();
      Joystick.setButton(1, !statoActShiftDwn);
      statoPrecShiftDwn = statoActShiftDwn;}

 //TASTIERA
 //se accelero e freno... 
 if(throttleValue > 1000 && brakeValue < 600){
  //... e tengo premuto marcia SU + GIU', spengo 
   if(statoActShiftDwn == LOW && statoActShiftUp == LOW){
    shutDown();}
  //...e tengo premuto marcia SU, mando INVIO/ENTER
   else if(statoActShiftUp == LOW){
    Keyboard.press(176);
    Mouse.press(MOUSE_LEFT);
    delay(40);
    Keyboard.release(176);
    Mouse.release(MOUSE_LEFT);
    delay(300);}
  //... e tengo premuto marcia GIU',cambio visuale (F5, F6, F7, F8)
   else if(statoActShiftDwn == LOW){
    viewManagement();}
 }
 //se tengo premuto marcia giù + marcia su, mando ESC
 else if(statoActShiftUp == LOW && statoActShiftDwn == LOW){
  Keyboard.press(177);
  delay(40);
  Keyboard.release(177);
  delay(300);}

} // loop end

void viewManagement(){
  viewCount++;
  if(viewCount > 3){
    viewCount=0;
    Keyboard.press(198);
    delay(40);
    Keyboard.release(198);
    delay(300);}
  else if(viewCount == 1){
    Keyboard.press(199);
    delay(40);
    Keyboard.release(199);
    delay(300);}
  else if(viewCount == 2){
    Keyboard.press(200);
    delay(40);
    Keyboard.release(200);
    delay(300);}
  else if(viewCount == 3){
    Keyboard.press(201);
    delay(40);
    Keyboard.release(201);
    delay(300);}
}

void shutDown(){
  //CTRL+ESC, poi CTRL + ESC, poi S, poi E (shortcut per XP visualizzazione classica)
  Keyboard.press(KEY_LEFT_CTRL);
  Keyboard.press(KEY_ESC);
  delay(40);
  Keyboard.release(KEY_LEFT_CTRL);
  Keyboard.release(KEY_ESC);
  delay(100);
  Keyboard.press(KEY_LEFT_CTRL);
  Keyboard.press(KEY_ESC);
  delay(40);
  Keyboard.release(KEY_LEFT_CTRL);
  Keyboard.release(KEY_ESC);
  delay(100);
  Keyboard.press('s');
  delay(40);
  Keyboard.release('s');
  delay(100);
  //Keyboard.press(KEY_RETURN);
  //delay(40);
  //Keyboard.release(KEY_RETURN);
  //delay(100);
  Keyboard.press('e');
  delay(40);
  Keyboard.release('e');
}
Il codice funziona così:
- sui primi due tasti del joystick emulato (tasti 0 e 1 per Arduino) ci sono le marce e i movimenti "su" e "giu" del cursore del mouse;
- oscillando la moto a destra e sinistra si muove l'asse X del joystick emulato e del cursore del mouse;
- premendo i due tasti marcia contemporaneamente, si emula la pressione del tasto "ESC" della tastiera;
- tenendo accelerato e frenato (quindi una condizione inutilizzata in-game) e contemporaneamente premendo il tasto "0" del joystick si emula la pressione del tasto "INVIO" e tasto sinistro del mouse;
- tenendo accelerato e frenato e contemporaneamente premendo il tasto 1 del joystick si cicla fra le varie visuali in prima persona (F5, F6, F7, F8). Il giochillo ha altre due o tre visuali in terza persona (F4, F3, etc) ma non mi piacciono [pardon.gif]. Per introdurle, comunque, basta una banalissima modifica della funzione "viewManagement()";
- tenendo accelerato e frenato e contemporaneamente premendo i due tasti delle marce, si lancia lo shutdown del PC. La shortcut funziona su windows XP e molto probabilmente NON funzionerà su altri S.O... una semplice modifica alla funzione shutDown() è sufficinete comunque [icon_wink.gif].

Come puoi vedere, eccezion fatta per lo sterzo, freno e acceleratore sfruttano un semiasse a testa, non un asse intero; questo perchè superbike 2001 sfrutta appunto semiassi. In MAME, quando definisci un input analogico nel menu del gioco, alla prima definizione viene assegnato un intero asse; non tutti sanno che è possibile assegnare anche un solo semiasse: per fare ciò, devi, senza spostare il cursore, ridefinire l'input analogico. quindi, ti posizioni sull'input da definire, premi "INVIO", muovi il controllo analogico (acceleratore o freno), premi "INVIO" un'altra volta, muovi il controllo analogico per la seconda volta.

Nel codice ci sono anche due righe per la deadzone di sterzo, ma quando si usa hardware arcade non serve, anzi, peggiora l'esperienza.

Primi Test

I primissimi test hanno riguardato la funzionalità dello sketch preliminare. Ciò che ho fatto è stato semplicemente dare in pasto ad Arduino Leonardo i potenziometri che governano la moto e dire alla scheda di tradurre tali input in movimenti di tre assi (semiassi nel caso di acceleratore e freno) di un joystick analogico analogamente a quanto spiegato nel secondo esempio della mia introduzione ad Arduino.
SAM_2514.JPG
Sono riuscito a fare un primo video di test sul circuito di Imola a cavallo di una meravigliosa bimota... ve lo linko (il ritardo nella risposta della moto non è input lag, ma semplicemente l'inerzia della moto imposta dalla simulazione) [yes.gif]

L'audio esce solo dalla cassa del serbatoio, facendo sembrare il rumore provenire proprio dal motore... forte! [up.gif]



Interventi estetici

Questa parte è quella che più detesto e che riduco al minimo (una volta ripristinata la funzionalità o completata la conversione, perdo interesse).
Mi sono limitato a comprare un paio di manopole economiche nuove (vanno bene una coppia di manopole standard 22/24 da moto, anche se entrambi i tubolari del manubrio sono da 25 cm: un po' di acqua e sapone e "vanno su")...
SAM_2544.JPG
... sostituire la gomma antiscivolo delle pedane (8 euro al metro quadro pork@!#?@!)...
SAM_2546.JPG
... una bella pulita generale, soprattutto alle plastiche, martoriate da vari adesivi posticci susseguitisi negli anni. Inizialmente avevo valutato anche di riverniciare tutto, poi ho ridimensionato l'intenzione alla sola verniciatura del serbatoio, poi ulteriormente ridimensionato a fare niente... [whistling.gif]

... sostituzione di tutte le viti con viti nuove: non avete idea di quanto possano giovare 3 euro di vitarelle sbrilluccicanti [icon_wink.gif]

... e una riverniciatina alla griglia dello speaker, che dopo giorni alle intemperie era diventato un ammasso di ruggine
SAM_2571.JPG
Ecco il risultato finale!
SAM_2559.JPG
SAM_2560.JPG
SAM_2572.JPG
Ecco un nuovo video!



Note finali

Collegando un monitor a tubo catodico e settando adeguatamente gli input di MAME, si, questo controller può essere utilizzato per giocare a Hang-on e Super Hang-on o qualsiasi altro giochillo in MAME. Testato [beer2.gif]. L'importante è ricordare di definire i semiassi in uso, come ho spiegato subito sotto lo sketch.
Inoltre con minime modifiche allo sketch potrebbe essere usato per giocare ai recentissimi giochi di moto per PC.
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Re: Motoduino - simulatore di Moto con Arduino

Messaggio da cip060 » 17/08/2016, 8:12

Ah questa e' ancora piu bella!!!
Potresti fare qualche foto del sistema di oscillazione della moto che devocapire alcune cose grazie!!
Ma non ha un sistema di ritorno al centro ? tipo con due pistoni a gas come quelli che ci sono nei portelloni delle macchine ?


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Re: Motoduino - simulatore di Moto con Arduino

Messaggio da giuppo » 17/08/2016, 8:24

Bel progetto, bravo barito. [clap2.gif]
Tienici aggiornati sugli sviluppi [yes.gif]
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Re: Motoduino - simulatore di Moto con Arduino

Messaggio da b4nd1t0 » 17/08/2016, 9:59

Che bello! Grande barito, ma quindi la moto torna dritta grazie ad un semplice motore?
                                                 __ __ 
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Re: Motoduino - simulatore di Moto con Arduino

Messaggio da bisus » 17/08/2016, 10:07

grande Barito
Segnalazioni problemi Forum
Non esitate a contattarmi in privato se doveste avere problemi sul forum http://www.arcademania.eu
grazie


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Re: Motoduino - simulatore di Moto con Arduino

Messaggio da Barito » 17/08/2016, 11:59

No, non è un motore che la riporta dritta... onestamente non capisco se siano quelle due specie di cuscinetti o l'elemento davanti (più a sinistra dei "cuscinetti" in foto, a livello della gomma di appoggio...
EDIT: guardando il manuale del cab, si può vedere un elemento chiamato "Rosta brachet" (è il numero 12).
schema moto s8h.png
Una rapida ricerchina in rete risolve il "mistero" del meccanismo di resistenza alla oscillazione.

Immagine

Sono ammortizzatori in gomma... il corpo centrale è solidale con la pedana, quindi non ruota, mentre l'housing è solidale con la moto e può ruotare... fooorte [book6.gif]
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Re: Motoduino - simulatore di Moto con Arduino

Messaggio da cip060 » 17/08/2016, 13:13

Puoi mettere altre foto piu dettagliate
dfavanti dietro destra sinistra da sotto di tutto il meccanismo grazie


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Re: Motoduino - simulatore di Moto con Arduino

Messaggio da Barito » 17/08/2016, 13:41

Il meccanismo é tutto li-iiii :D
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Re: Motoduino - simulatore di Moto con Arduino

Messaggio da dyno dastardly » 17/08/2016, 17:05

ciao barito questo progetto può andare bene anche per il manubrio paperboy?
salut
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Re: Motoduino - simulatore di Moto con Arduino

Messaggio da cip060 » 17/08/2016, 18:45

Barito ha scritto:Il meccanismo é tutto li-iiii :D
Si ma io vorrei delle foto


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Re: Motoduino - simulatore di Moto con Arduino

Messaggio da Barito » 17/08/2016, 21:17

dyno dastardly ha scritto:ciao barito questo progetto può andare bene anche per il manubrio paperboy?
salut
Con le dovute modifiche allo sketch, si. Come ti dicevo nell'altro post, il controller Paperboy è costituito da due potenziometri e due tasti, quindi è pure un po' più semplice.
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Re: Motoduino - simulatore di Moto con Arduino

Messaggio da Sonnycor » 18/08/2016, 7:22

Grande Marco, sei un genio. Di ste cose non me capisco niente..... Mi sembra fantascienza.
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Re: Motoduino - simulatore di Moto con Arduino

Messaggio da Barito » 18/08/2016, 9:55

... questo perché non hai letto la guida che ho tanto amorevolmente scritto! :)
Li ci sono tutti gli elementi per concludere con successo un progettino come questo ;)
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Re: Motoduino - simulatore di Moto con Arduino

Messaggio da Barito » 18/08/2016, 20:41

Ho aggiunto in primo post qualche fotina e qualche informazione ;)
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Re: Motoduino - simulatore di Moto con Arduino

Messaggio da Barito » 20/08/2016, 14:35

Altro aggiornamento in primo post: la moto può dirsi terminata (a parte gli adesivi). Posterò anche lo sketch.
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Re: Motoduino - simulatore di Moto con Arduino

Messaggio da giuppo » 20/08/2016, 14:48

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Re: Motoduino - simulatore di Moto con Arduino

Messaggio da Barito » 27/08/2016, 13:46

Nuovo video in primo post [bash.gif]
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Re: Motoduino - simulatore di Moto con Arduino

Messaggio da Zak0077 » 28/08/2016, 8:50

Spettacolareeeeee !!!!
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Re: Motoduino - simulatore di Moto con Arduino

Messaggio da Moket » 28/08/2016, 23:40

Barito è un lavoro stupendo. Ottimo anke il risultato estetico. Gajarda l'idea della cassa sul serbatoio l'effetto è spettacolare.
Come ti muovi per il monitor. Fai una postazione fissa cor crt o hai intenzione di swipparla con un lcd??
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Re: Motoduino - simulatore di Moto con Arduino

Messaggio da Barito » 29/08/2016, 6:21

L'idea della cassa non é mia, sia chiaro: é della Namco :D
Lascerò il TV LCD che si vede nel video dato che il gioco che gli ho abbinato (Superbike 2001) é 3D e ad "alta" risoluzione (1024x768 se ricordo bene), quindi, almeno per una volta, l'uso di un CRT é perfino sconsigliato [up.gif]
Dal ciglio della strada osservo sbraitando i lavori in corso nel mondo arcade...


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