eDice電子骰子增強遊戲體驗

2020-12-13 EDN電子設計技術

擲骰子遊戲自古就受到人們的喜愛。蛇梯棋、大富翁、雙骰子、雙陸棋等是全世界玩家最多的遊戲。SCqednc

早期的電子骰子是一個隨機數生成電路，主要器件是IC-555定時器，四周布設繁雜的線路。那時的電子骰子雖然能夠公平地產生1~6的點數，但人們卻絲毫感受不到投骰子的刺激與樂趣。SCqednc

為了讓這些遊戲更好玩，提升玩家的遊戲體驗，我們可以開發一個小巧的實體電子骰子，向手機、平板、顯示屏等遠程設備無線發送點數，這一設計將為擲骰子遊戲帶來無限商機。這種電子骰子可在高科技賭場中使用。SCqednc

電子骰子加速度傳感器

電子骰子用到了意法半導體的加速度傳感器LIS3DH、低能耗藍牙(BLE)處理器BlueNRG-MS或Wi-Fi模塊SPWF01SAx，以及微控制器和相關的充電電路。SCqednc

電子骰子的工作原理很簡單，投擲點數取決於加速度傳感器的方向。骰子裡的加速度傳感器利用其X、Y、Z三軸的數值和下圖1中的查找表來確定骰子方向朝上一面的數字。微控制器讀取數字信息並通過BLE/Wi-Fi發送給遠程設備(手機或平板)，遠程設備接收數字並處理遊戲邏輯。SCqednc

校準加速度傳感器也很容易，既可通過安卓設備向骰子發送一條命令也可通過搖骰子進行校準。校準是對電子產品因長時間使用而累積的偏移量進行修正的過程。在本例中，每個軸都需要校準，偏移計算結果保存在微控制器快閃記憶體中，當骰子開電時，這個偏移值就會被應用。SCqednc


等式1：每個軸的偏移計算結果都保存在微控制器快閃記憶體中。SCqednc

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表1：使用加速度傳感器解釋骰子輸出點數。SCqednc

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圖1：骰子與骰子遊戲通過無線通信技術(BLE 或Wi-Fi)傳輸數據。SCqednc

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上圖顯示了骰子將當前的點數「6」和「5」發送到智慧型手機/平板電腦的步驟(1, 2, 3)。SCqednc

如果使用藍牙通信，骰子通過藍牙協議棧的GAP和GATT協議發送數據。GAP協議用於初始化協議棧，建立與手機的連接通道，而GATT協議則定義通過Bluetooth Smart Link發送的稱為「屬性」的數據，如骰子點數、校準命令等。該協議生成相關的加速度傳感器服務，骰子點數通過該服務發送出去。SCqednc

如果是Wi-Fi通信，運行在骰子上的固件連接到AP(接入點)，作為套接字客戶端，嘗試打開與遠程伺服器套接字的連接。運行在遠程設備上的伺服器程序與骰子連接到同一個AP，監聽骰子在指定埠上發送的任何數據。一旦建立連接，骰子固件向套接字寫數據，遠程設備接收數據，並據此處理遊戲邏輯。遠程設備名稱/IP位址可以在骰子固件內配置。SCqednc

結論

電子骰子可用於很多手機和平板遊戲軟體，還廣泛用於高科技娛樂場所，因為這些地方多數遊戲都離不開骰子。如果在骰子裡植入語音播報器，骰子就會在停止轉動後自動播報骰子點數，並將數據發送到遠程設備，這對視力有障礙的群體十分有用。若將加速度傳感器的軸與骰子的面垂直，就是一個N面骰子。SCqednc

作者：Rosarium Pila，Saurabh Rawat，Salil Jain，意法半導體公司SCqednc

《電子技術設計》2017年11月刊版權所有，轉載請註明來源及連結。SCqednc

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