Автоматично оценяване за малка игра Skee-Ball: 10 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:51

Домашно приготвените игри на Skee-Ball могат да бъдат много забавни за цялото семейство, но техният недостатък винаги е бил липсата на автоматичен резултат. Преди това съм конструирал машина Skee-Ball, която пренася топките за игра в отделни канали въз основа на точковия пръстен, през който са преминали. Други също са избрали този строителен дизайн. Това позволи на играча да проследява ръчно резултата от играта си, като добавя топките във всеки канал. Би било хубаво да можете да преброите резултата си по Skee-Ball по електронен път, така че тази сложна канална система да може да бъде избегната. Исках също да проектирам камера за съхранение на топките за игра. Когато започне нова игра, вратата ще падне надолу, което позволява да се играят правилните 9 топки.

Не исках тази игра да има голям отпечатък, така че първоначалната ми идея беше да създам игра, която да използва топки за голф. Не ми хареса обаче начина, по който топките за голф се пускат от рампата за игра, затова преминах към дървени топки 1-1/2”, които могат да бъдат закупени от Woodpecker Crafts. Това е уеб адресът:

woodpeckerscrafts.com/1-1-2-round-wood-bal…

Крайните размери на играта са 17 инча ширина и 79 инча дължина и 53 инча височина в най -високата си точка (табло). В тази инструкция ще се концентрирам върху обясняването на електронните компоненти и кода, необходими за прилагане на автоматичното оценяване на домашно изработена машина Skee-Ball. Моят предишен инструктаж, озаглавен „Друга машина Skee-Ball“, дава по-подробни инструкции относно техниките за дървообработване, необходими за производството на машина Skee-Ball.

Консумативи

Самата игра:

· ½”шперплат (монтаж на страни и табела)

· 2 x 4 борови шипове (нарязани на по -малки ширини за рамката на рампата)

· ¾”шперплат (рампа)

· 1/8”шперплат (странични рампи)

· 1 х 4 бора (отстрани на целта)

· 2 x 8 строителни рамки (стартиране)

· PVC тръба с диаметър 4”(точкови пръстени)

· Комплект акрилни бои (табло)

· 1/8”дебел прозрачен плексиглас (табло)

· Цифрови ваденки (точкови пръстени)

· Пластмасова върха на кофата (голям ринг за оценяване)

· 4”висока бяла винилова плочка за формоване на ръба (долният пръстен на табелата)

· Спортна мрежа (защитна клетка)

· ¾”дървени дюбели (защитна клетка

Електронни компоненти:

· (7) Микропревключватели за аркадни монети с права тел

· Малки машинни винтове

· ½”x 8 винтове за дърво

· (14) 1”метални скоби за прав ъгъл

· Arduino Mega

· Различни LED светлини (вградени резистори - използвани на целевата платка)

· LED светлини (за табло)

· 2.3”едноцифрен 7-сегментен светодиод (E-Bay)

· 1,2”висок, 4-цифрен, 7-сегментен светодиод (Adafruit Industries)

· Различни дъски за запояване

· 220 ома резистори (за LED светлини и високи 7-сегментни LED)

· Моментен превключвател (ключ за нулиране)

· Серво мотор (падаща врата за освобождаване на игралната топка)

· Разни окабеляване и конектори

Стъпка 1: Целево събрание на борда

Размерът на целевата дъска е 16 инча широк и 24 инча дълъг и изработен от ½”дебел шперплат. Отворите за точкуване бяха поставени върху шперплата и изрязани с трион с диаметър 4”, свързан към моята бормашина. Използвах PVC тръба с диаметър 4”за точковите пръстени. Те бяха залепени на място със строително лепило, за да се центрират над изрязаните отвори.

По-големият пръстен, който заобикаля пръстените за точкуване с 20, 30 и 40 точки, беше изрязан от върха на кофата за пране. Той също беше центриран и залепен на място. Долният пръстен е направен от винилов кант и е залепен за целевата дъска, след като bit”рутер е използван за формиране на канал, който да го приеме (така ще задържи кривата).

Изградено е дънно заграждение (кутия), което да съдържа и насочва хвърлената топка към изходната улейка. Дъската на мишената и дъното на корпуса бяха облицовани с мека подложка, за да „заглушат“отскока на плътните дървени топки. Това е използваната йога постелка:

www.amazon.com/gp/product/B01IZDFWPG/ref=p…

След като монтажът на таргетната платка е завършен, страните и горната част, които обграждат монтажния блок, са проектирани, изрязани и прикрепени. Целевият възел е монтиран под ъгъл 45 градуса.

Стъпка 2: Целева електроника на борда

Аркаден микропревключвател с дълъг прав проводник беше използван за откриване на скалната топка, когато тя пада през точковия пръстен. Трябваше да намеря начин да прикрепя микропревключвателя към долната страна на таблото. Домашно направена скоба е проектирана и изработена с помощта на дебел твърд картон с дебелина 1/8 инча и малки скоби под прав ъгъл: Вижте по-долу:

www.amazon.com/gp/product/B01IZDFWPG/ref=p…

Превключвателят трябваше да бъде прикрепен към долната страна на всяка дупка за отбелязване, за да не пречи на падаща топка, но също така трябваше да бъде центриран, за да не „пропусне“падащи топки. Дългият проводник трябваше да бъде оформен и центриран, така че да бъде „спънат“от топката, независимо къде е преминала през дупката за отбелязване.

Исках също да добавя светлини към таблото за мишена. За осветяване на отвора бяха монтирани малки светодиодни лампи, за да се осветява всяка дупка. За да се постигне това, дупка трябваше да бъде потънала точно извън ръба на дупката за точкуване. Свредло Forstner с диаметър 1”беше използвано за пробиване на дълбочина 3/8 инча. След това светодиодите бяха закрепени с кабелна скоба 1/4”. Дупките за точкуване бяха цветно кодирани чрез точкови стойности. Точковите пръстени с 10 и 20 точки бяха осветени в червено, точковите пръстени с 30, 40 и 50 точки бяха осветени в синьо, а двата точкови пръстена със 100 точки бяха осветени в зелено. Както ще видим по -късно, тази цветова схема ще съответства на цветовете, които се показват на таблото.

След като всички ключове и LED светлини бяха монтирани, те трябваше да бъдат свързани и запоени към централизирана перфорирана вафлена платка със стандартен конектор. Кабелните връзки в крайна сметка ще преминат към монтираното табло. Всички разхлабени проводници бяха закрепени и прикрепени здраво към вътрешността на таблото за мишена, за да не пречат на игралните топки, докато те падаха през точковите пръстени и пътуваха до изходната улейка.

Стъпка 3: Монтаж на рампа

Рамката на рампата е изработена от строителни шпилки, които са разкъсани до размер 1-1/2”x 2”. Рамката е изградена с напречни елементи на разстояние около 16 инча. Рамката имаше лек наклон към нея, така че топките да се търкалят естествено, гравитационно, към зоната им на задържане.

Неразделна част от рампата е сферичният канал и зоната за задържане. Играните топки ще се натрупват зад механизъм на падаща врата. Този механизъм се управлява от микро серво мотор, който е свързан към микропроцесора Arduino и е програмиран да пада и освобождава 9 -те игрални топки, когато натиснете бутона за нулиране.

Микро серво моторът е монтиран към рамката, така че пластмасовото серво рамо да се придържа към задната част на падащата врата. Тази врата е прикрепена към свободно подвижна панта. След като серво рамото е инструктирано, по код, да се люлее надолу на 90 градуса, наклонът на топката и теглото на дървените топки карат вратата да падне надолу във вдлъбнатина. След това топките се движат свободно към зоната за игра с отворен отсек, където могат да бъдат изтеглени една по една.

Не показах много подробности, но страните на рампата са рамкирани и покрити с тънък 1/8 инчов шперплат, за да се даде място за свободно движение на игралните топки отдолу, както е описано в предишния параграф. Дизайнът симулира как играта Skee-Ball с истински аркаден размер би работила, след като вложите пари, за да започнете играта.

Монтажът на рампата беше завършен чрез фрезоване на ¾ инчова лента за боулинг от шперплат от шкаф, за да се побере в горната част на рамката. Борови 2 x 4 инчови шипове бяха използвани за изработване на крака за играта, за да се повдигне от земята до правилната височина за игра. За да стане играта мобилна, към тези крака бяха прикрепени 2 -инчови индустриални колела.

Стъпка 4: Стартирайте Fabrication

Първо се опитах да направя изстрелване с неплътна топка, използвайки техника на ребро и рамка. Използвах тънки ленти от шперплат (1/8 инча), залепени за около ¾”рамки, изрязани в очертанията на старта. Тествах този старт с дървените топки и установих, че не работи много добре. Не се чувстваше здраво и не изстреля дървените топки, както се надявах. Реших да не използвам това стартиране.

Върнах се към техниката за конструиране на старта, която използвах преди. Изстрелването беше направено от отделни парчета от строителна дървесина с дебелина 2 инча, които бяха залепени заедно, за да се получи правилната ширина на изстрелването. Моделът беше проследен и изрязан на моя лентов трион. Всички несъвършенства бяха запълнени с автофилер. Кривите бяха шлифовани до окончателната форма на изстрелването. Това беше последната стъпка при завършването на рампата.

Стъпка 5: Защитен екран/клетка

Изработеният от мен защитен екран беше нещо като замисъл. Мислех, че ще се нуждая от някаква защита за мазето с внуците ми, които играят играта. Не направих никакви снимки на съответните стъпки. Не можах да намеря материал, с който да работя успешно (PVC тръба, метална тръба, тръбопровод), затова реших да го направя от дърво. Използвах ½”дебел шперплат и ¾” дюбели, за да го направя. Той беше боядисан в черно и след това покрит с футболна спортна мрежа. Материалът на мрежата беше закачен с телбод към дървото. След това тази защитна клетка беше прикрепена към играта.

Стъпка 6: Настройка на електронна пейка

Електронната настройка на пейка за пътеки е показана на следващите снимки. Използвах 4-редов LDC монитор на моя тестов стенд, за да проследя променливите и да проверя дали кодът на Arduino, контролиращ таблото, работи правилно. Използвах това вместо серийния монитор. Издърпващите се моментни бутони бяха използвани за имитиране на аркадни превключватели с дълги проводници на монети, монтирани в таблото за мишена. Имам свързан един изключително дълъг жичен аркаден превключвател, само за да се уверя, че бутоните ще работят. Тествах и някои от LED светлините, които ще функционират на таблото. Червената светлина, която свети на тази снимка, ще светне, за да покаже, че „Червената топка“се търкаля. В нормалния Skee-Ball това е деветата или последната хвърлена топка и си струва двойно повече точки от който и да е точковия пръстен, през който преминава. Ще има зелен светодиод, който показва, че бутонът за нулиране е натиснат и започва нова игра. Ще има и светодиод „Game Over“, който ще светне, след като всичките девет топки са хвърлени.

В горната част на таблото ще има шест светодиода. Този, който свети в даден момент, ще покаже точковия пръстен, през който е минала последната хвърлена топка. Не забравяйте, че цветът на тези светодиоди ще бъде цветово кодиран към цветната светлина, осветяваща точковите пръстени.

И накрая, 7-сегментните LED дисплеи бяха свързани и тествани. Първо, голям общ едноразряден 7-сегментен светодиод с големи размери (2.3”) беше закупен в E-Bay. Всеки дисплей с голям размер би работил. Този, който използвах, беше обикновен катоден тип и беше поставен на малка дъска, така че 220-омовите резистори да бъдат запоени на място за всеки отделен LED сегмент на дисплея. Проводник от всеки LED сегмент беше завършен на общ мъжки 7-пинов (2,54 мм) конектор. Конекторът ще улесни свързването към платката Arduino Mega. Този огромен 7-сегментен дисплей ще бъде монтиран в средата на таблото и ще показва броя на топките, хвърлени в играта.

Също така монтиран в средата на таблото, над дисплея с валцувани топки, е 4-цифрен, 7-сегментен дисплей, който ще добави резултата, когато всяка топка се търкаля. Този 4-цифрен, 7-сегментен светодиод е от Adafruit Industries. Нарича се „1.2” 4-цифрен 7-сегментен дисплей с раница 12C-червен”. Идентификационният номер на продукта е 1269. Вижте по -долу:

www.adafruit.com/product/1269

Красотата на този дисплей е, че той използва I2C шинен контролер на гърба на печатната платка, така че са необходими само два пина за управление. Това са щифтът SDA (линия за данни) и SCL (линия за часовник). Също така ще се нуждаете от захранване и заземяване на този дисплей. Но това са само общо 4 линии в сравнение с 16 линии, необходими без този I2C шинен контролер.

Кодът на Arduino е написан и отстранен. След като беше установено, че всичко работи на пейката, беше време да се проектира и изгради таблицата с резултати.

Стъпка 7: Проектиране и монтаж на табло

Дървеният корпус за таблото е направен от ½”завършен шперплат. Той ще бъде със същата ширина като останалата част от завършената игра (17”). Той ще има дълбочина 7”и височина 9”. Персонализирано покритие от плексигласова заглавка ще бъде произведено, за да се побере в предната част на този корпус. Основната монтажна платка за всички електронни компоненти е изрязана от 1/4”шперплат. Той ще бъде разположен точно зад плексигласовото покритие. Светлините и 7-сегментните дисплеи ще се подредят със съответните произведения на изкуството върху наслагването от плексиглас. Размерът на тази монтажна дъска е изрязан малко по -малко от дървения корпус. Монтажната дъска беше стабилизирана с ¾”основа от шперплат, прикрепена отдолу. Това улесни монтажа на компонентите.

Всички LED светлини бяха позиционирани върху малки перфорирани дъски с 220 ома резистори, запоени към положителния извод. Това улесни прикрепянето на светодиодите към монтажната платка. Отначало щях да подредя светлините за точкова стойност в крива или полукръг по горната част на таблото. Оказа се обаче, че е твърде трудно равномерното разпределение на светлините, затова реших да подредя светлините с точкова стойност по права линия в горната част със зелената светеща звезда „Нова игра“в средата. Както бе споменато по-горе, дисплеят за точкуване и дисплеят за броя на топките бяха центрирани в средната линия като оригиналните аркадни игри на Skee-Ball. От лявата страна на 7-сегментните дисплеи поставих LED светлината „Game Over“, а от дясната страна поставих LED светлината „Red Ball“. Всички тези компоненти бяха закрепени на монтажната дъска, както се вижда на снимката.

Сега, когато оформлението на таблото беше финализирано, заглавката от плексигласово покритие трябваше да бъде проектирана и боядисана така, че да съответства. Част от дизайна се основаваше на снимки на стари класически аркадни машини Skee-Ball. Жълтите диагонални стрелки бяха вдъхновение от тези класически игри. Други икони бяха добавени, за да покажат какво представлява всеки светещ светодиод. Дизайнът е рисуван върху плексиглас с акрилни бои тип художник. Не съм много художник, но мисля, че се получи добре. Бях проследил много от дизайна на плексигласа, за да мога да рисувам правилно дизайна. Използвах също някои магически маркери и химикалки за боядисване в определени области, за да завърша наслагването.

Стъпка 8: Завършване на електрониката

От задната страна на играта можете да видите как свързвам всички компоненти заедно. Последната стъпка беше да закрепите всички компоненти към входните и изходните щифтове на Arduino Mega. Тази процесорна платка беше закрепена върху основата на монтажната платка (дясната страна). Перфорираната макетна платка, която приемаше връзките за аркадни микро-превключватели от точковите пръстени и други връзки, също беше монтирана на основата на монтажната дъска (лявата страна). На самата монтажна платка е закрепена и перфорирана макетна платка, която разпределя всички 5 VDC захранващи и заземяващи канали към всички компоненти. Това беше основното разпределително табло. Можете да видите връзките на LED светлината и 7-сегментните връзки на дисплея към съответните им изходни щифтове на Arduino Mega. Целият този компонент за монтажна дъска се побира точно в дървената кутия на таблото и се намира зад плексигласовото покритие, където е фиксирано на място.

И накрая, захранването и разпределението на променливотоковото захранване трябваше да бъдат свързани. За захранване на LED светлините, които бяха закрепени под таблото на мишената, беше използван силов трансформатор с 5-волтов DC изход. Изискваха постоянна мощност, защото винаги бяха включени, когато превключвателят на играта беше включен. За захранване на Arduino Mega платка беше използван специализиран 9-волтов DC изходен трансформатор. И двата трансформатора се захранват от обикновена 110-волтова променливотокова линия. В този захранващ проводник беше поставен еднополюсен превключвател за променлив ток и монтиран от лявата страна на шкафа, за да включва и изключва играта.

Стъпка 9: Arduino код

Последното нещо, което трябва да обсъдим, е кодът Arduino, който контролира потока на играта (табло). Кодът на Arduino е прикачен. В кода ще видите, че трябва да включите всички необходими библиотеки. Не забравяйте също, че използвах 4-редов LCD монитор, за да проверя и отстранявам грешки в кода си, така че все още ще виждате препратки към този код. Може просто да се игнорира.

Първо, на аркадните микропревключватели са назначени щифтове 43-53. Бутонът за нулиране е прикрепен към щифт 9. След това се декларират функции за показване на цифри в големия единичен 7-сегментен дисплей, за контрол на актуализацията на резултата от играта и дисплеите с валцувани топки, както и за контролиране на това коя светлинна стойност за точкуване се показва в горната част на таблото.

Функцията setup () първо стартира серво мотора. След това настройва режима на извода за извеждане на всички светодиоди, които са на таблото и съставляват 7-сегментния голям дисплей. След това режимът на закрепване е настроен на вход за всички аркадни микропревключватели и бутона за нулиране. Вътрешният резистор на платката Arduino се използва, така че не са необходими отделни съпротивления за всеки превключвател. И накрая, дисплеите се синхронизират с нула за началото на играта.

Кодът във функцията loop () се изпълнява много хиляди пъти в минута; с други думи, непрекъснато. По същество всичко, което прави, е да провери дали и кога превключвателят е активиран и след това изпълнява съответния код за този ключ. Кодът ще добави резултата от играта, ще преброи броя на хвърлените топки, ще активира светодиода на последната топка и след това ще покаже цялата тази информация на таблото. Има изявления, които трябва да се проверят, когато са изхвърлени 9 топки и играта приключи или когато са хвърлени 8 топки и следващата топка (Червена топка) ще струва двойни точки. И накрая, ако бутонът за нулиране е натиснат, играта спира, всичко се връща на нула (променливи и дисплеи) и рамото на серво мотора пада, така че топките за игра се освобождават, за да започнат играта отново.

Стъпка 10: Заключителни мисли

Електронното табло изглежда функционира както е проектирано. Само в редки случаи топката няма да активира дългата тел рамо на микропревключвателя, докато пада през точковия пръстен. Получих копие от ръководство за настройка за действителна Skee-Ball машина в пълен размер в аркаден стил. Той показва, че машината е направена с инфрачервени (IR) сензори за откриване на игрални топки, падащи през точковите пръстени. Ако трябваше да направя друга игра на Skee-Ball, мисля, че бих използвал IR сензори за прекъсване на лъча, за да открия падащите топки. Бих използвал продукт от Adafruit Industries, наречен „IR сензор за прекъсване на лъча - 3 мм светодиоди“(идентификатор на продукта 2167)

www.adafruit.com/product/2167

Използвах ги в друга игра, която проектирах, публикувана в Instructables, озаглавена „Електронно точкуване за бейзболна игра с бобена торба“и те работеха безупречно.