Arduino 纸板迷宫游戏机：双舵机摇摆 + 手柄摇杆控制

创意来源

经典桌游「Labyrinth」诞生于 1946 年瑞典，通过倾斜板面引导钢珠避开陷阱抵达终点。本项目将其「物理化」：用 3mm 纸板激光切割/手工切割迷宫板面，双 SG90 微型舵机驱动 X/Y 两轴倾斜，摇杆模块手动控制，Arduino UNO 核心，成本极低、亲子共制乐趣满满。

材料与工具

类别	清单
结构件	3mm 纸板 (20×20cm 底板、侧板、支撑板、迷宫墙条)、热熔胶、美工刀、尺子、铅笔
电子件	Arduino UNO、迷你面包板、SG90 舵机 ×2、摇杆模块、公母杜邦线
固定件	M3×12mm 螺丝螺母 ×2 (舵机臂连接板面)

纸板结构设计与切割

底板：20cm × 20cm 正方形
侧板：两块 14cm × 16cm 等腰梯形，一侧开矩形孔装舵机 (X 轴)，另一侧钻 3mm 孔对应舵机输出轴
内部支撑：四块 14cm × 4cm 长条，中间一块开矩形孔装舵机 (Y 轴)，对应处钻 3mm 孔
迷宫面板：12cm × 12cm，按附件迷宫图纸切割墙槽，粘贴 1.5cm × 12cm 墙条
舵机固定：热熔胶粘贴于预留矩形孔，舵机臂用螺丝连接可动板面

设计文件见 cad 部分，可直接激光切割或打印贴纸做手工切割参考。

电路接线

模块	引脚	Arduino
舵机 X	信号(橙/黄)	D8
舵机 Y	信号(橙/黄)	D9
两舵机	VCC(红)	5V (面包板)
两舵机	GND(棕)	GND (面包板)
摇杆	VRx	A0
摇杆	VRy	A1
摇杆	VCC/GND	5V/GND

核心代码逻辑

void loop() {
  int xVal = readAxis(A0);  // -6 ~ +6
  int yVal = readAxis(A1);
  if (xVal > 0) { servoXPos++; servoX.write(servoXPos); delay(100*(7-xVal)); }
  if (xVal < 0) { servoXPos--; servoX.write(servoXPos); delay(100*(7+xVal)); }
  // Y 轴同理
  // 限位保护 ±20°
  servoXPos = constrain(servoXPos, homeX-20, homeX+20);
  servoYPos = constrain(servoYPos, homeY-20, homeY+20);
}
int readAxis(int pin) {
  int reading = map(analogRead(pin), 0, 1023, 0, 12);
  int dist = reading - 6;
  return (abs(dist) < 3) ? 0 : dist;  // 死区滤波
}

关键点：

map() 将 0-1023 映射为 0-12，中心 6 对应中位
死区阈值 3，避免摇杆中位抖动导致舵机抖动
延时与偏移量成反比，实现「推得远、动得快」的手感
机械限位 ±20° 防止舵机打坏纸板结构

玩法升级建议

多关卡设计：制作多张 12×12cm 迷宫面板，磁吸快速更换
通关检测：终点处装微动开关或光电传感器，触发蜂鸣器/LED 庆祝
自动解谜：加装摄像头 + OpenCV 识别钢珠位置，PID 闭环自动通关
计时挑战：OLED 显示倒计时，记录最佳成绩

亲测心得

纸板结构虽简陋，但舵机扭矩足以驱动轻量面板。摇杆控制手感出乎意料地好，「死区+变速延时」算法让微调变得精准。孩子从切纸板、穿墙条到调试代码，全程参与，成就感爆棚。总耗时约 2 小时，材料费 < ¥50，性价比极高的 STEAM 入门项目。

零基础入门 Arduino 机器人：蓝牙遥控/避障/沿墙/走迷宫四合一自制 Arduino HID CNC 手持脉冲发生器：23键6功能/档，低成本替代商业手柄

制造工艺

3D打印

自动化控制系统

工业技术