Samodejno točkovanje za igro Skee-Ball: 10 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:03

Domače igre Skee-Ball so lahko zelo zabavne za vso družino, vendar je njihova pomanjkljivost vedno pomanjkanje samodejnega točkovanja. Pred tem sem izdelal stroj Skee-Ball, ki je igralne žogice prelil v ločene kanale na podlagi točkovalnega obroča, skozi katerega so šli. Tudi drugi so se odločili za to konstrukcijsko zasnovo. To je igralcu omogočilo, da ročno spremlja rezultat igre tako, da sešteje kroglice v vsakem kanalu. Lepo bi bilo, če bi lahko vašo oceno Skee-Ball prešteli v elektronski obliki, da bi se temu zapletenemu sistemu kanalov izognili. Želel sem oblikovati tudi komoro za igranje žogic. Ko se začne nova igra, se spustijo vrata, ki omogočajo igranje pravilnih 9 skee žog.

Nisem želel, da bi imela ta igra velik odtis, zato je bila moja prvotna zamisel, da sestavim igro, v kateri se bodo uporabljale žogice za golf. Vendar mi ni bil všeč način, kako so žogice za golf izstreljene z rampe za igro, zato sem prešel na 1-1/2-palčne lesene kroglice, ki jih je mogoče kupiti pri Woodpecker Crafts. To je spletni naslov:

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

Končne dimenzije igre so 17 cm široke, 79 cm dolge in 53 cm visoke na najvišji točki (lestvica). V tem navodilu se bom osredotočil na razlago elektronskih komponent in kode, potrebne za izvajanje samodejnega točkovanja na domačem stroju Skee-Ball. Moj prejšnji Instructable z naslovom "Drug stroj Skee-Ball" vsebuje podrobnejša navodila o tehnikah obdelave lesa, potrebnih za izdelavo stroja Skee-Ball.

Zaloge

Igra sama:

· ½”vezane plošče (stranice in sklop ciljne plošče)

· 2 x 4 borovci (razrezani na manjše širine za okvir rampe)

· ¾”vezane plošče (rampa)

· 1/8”vezane plošče (stranice rampe)

· 1 x 4 bora (stranice sklopa tarče)

· 2 x 8 konstrukcijsko uokvirjanje (zagon)

· PVC cev premera 4”(točkovalni obroči)

· Komplet akrilnih barv (semafor)

· 1/8”debelo prozorno pleksi steklo (lestvica)

· Številčne nalepke (točkovalni obročki)

· Plastični vrh vedra (velik točkovalni prstan)

· 4”visoka bela robna plošča iz vinila (spodnji obroč ciljne plošče)

· Športna mreža (zaščitna kletka)

· ¾”leseni mozniki (zaščitna kletka

Elektronske komponente:

· (7) Mikro stikala za vrata arkadnih kovancev z ravno žico

· Vijaki za majhne stroje

· ½”x 8 leseni vijaki

· (14) 1”kovinski nosilci za pravi kot

· Arduino Mega

· Različne LED luči (vgrajeni upori - uporabljajo se na ciljni plošči)

· LED luči (za semafor)

· 2,3”enomestna 7-segmentna LED (E-Bay)

· 1,2”visoka, 4-mestna, 7-segmentna LED (Adafruit Industries)

· Različne spajkalne plošče

· 220 ohmski upori (za LED luči in visoke 7-segmentne LED)

· Hitro stikalo (stikalo za ponastavitev)

· Servo motor (spustna vrata za sprostitev žoge za igro)

· Razno ožičenje in priključki

1. korak: Skupščina ciljnega odbora

Velikost ciljne plošče je široka 16 centimetrov in dolga 24 centimetrov, izdelana pa je iz pol vezanega lesa. Točkovalne luknje so bile položene na vezane plošče in izrezane z žago za luknje s premerom 4”, ki je povezana z mojim svedrom. Za točkovalne obroče sem uporabil PVC cev s premerom 4”. Lepili so jih z gradbenim lepilom, ki jih je treba centrirati nad izrezanimi luknjami.

Večji obroč, ki obdaja točkovalne obroče z 20, 30 in 40 točkami, je bil izrezan z vrha vedra za perilo. Prav tako je bil centriran in prilepljen na svoje mesto. Spodnji obroč je bil izdelan iz vinilnih robov in je bil lepljen na ciljno ploščo, potem ko je bil bit”usmerjevalni bit uporabljen za oblikovanje kanala, ki ga je sprejel (tako bi držal krivuljo).

Zgrajeno je bilo spodnje ohišje (škatla), ki je vsebovalo in kanaliziralo vrženo kroglo krožnika do izstopnega žleba. Tako ciljna plošča kot spodnji del ohišja sta bila obložena z mehkim materialom, ki je »ublažil« odboj trdnih lesenih kroglic. To je podloga za jogo, ki se uporablja:

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

Ko je bil sklop ciljne plošče končan, so bile stranice in vrh, ki obdajajo sklop tarče, oblikovani, izrezani in pritrjeni. Ciljni sklop je bil nameščen pod kotom 45 stopinj.

Korak: Ciljna elektronika na plošči

Arkadno mikro stikalo z dolgo ravno žico je bilo uporabljeno za zaznavanje kroglice, ki je padla skozi točkovalni obroč. Moral sem najti način, da pritrdim mikro stikalo na spodnjo stran ciljne plošče. Doma narejen nosilec je bil zasnovan in izdelan iz 1/8”debele lesonite in majhnih pravokotnih nosilcev: glej spodaj:

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

Stikalo je bilo treba pritrditi na spodnjo stran vsake točkovalne luknje, da ne bi oviralo padajoče žoge, vendar je bilo treba tudi centrirati, da ne bi zgrešilo nobene žoge, ki bi padla skozi. Dolgo žico je bilo treba oblikovati in centrirati, tako da jo bo žogica "spotaknila" ne glede na to, kje je šla skozi luknjo za točkovanje.

Prav tako sem želel dodati luči na ciljno ploščo. Za osvetlitev odprtine so bile nameščene majhne LED luči za razumevanje vsake točkovalne luknje. Da bi to dosegli, je morala biti luknja potopljena tik pred robom točkovalne luknje. Forstnerjev sveder s premerom 1”je bil uporabljen za vrtanje do globine 3/8 palcev. LED diode so bile nato pritrjene s 1/4”kabelsko sponko. Točkovalne luknje so bile barvno označene z točkovalnimi vrednostmi. Točkovalni obroči za 10 in 20 točk so bili osvetljeni z rdečo barvo, točkovalni obroči za 30, 40 in 50 točk so bili osvetljeni z modro barvo, dva točkovalna obroča s 100 točkami pa sta bila osvetljena z zeleno. Kot bomo videli kasneje, se bo ta barvna shema ujemala z barvami, ki so prikazane na lestvici.

Ko so bila vsa stikala in LED luči nameščena, jih je bilo treba ožičiti in spajkati na centralizirano perforirano ploščo iz rezin s standardnim priključkom. Žične povezave bi na koncu vodile do nameščene tablice. Vse ohlapne žice so bile pritrjene in varno pritrjene na notranjo stran tarčne plošče, da ne bi motile žogic za igro, ko so padle skozi točkovalne obroče in se odpravile do izstopnega žleba.

3. korak: Montaža rampe

Okvir rampe je bil izdelan iz konstrukcijskih čepov, ki so bili raztrgani na dimenzijo 1-1/2”x 2”. Okvir je bil zgrajen s prečniki približno 16 cm narazen. Okvir je bil rahlo nagnjen, tako da so se kroglične kroglice naravno, gravitacijsko, prevrnile na območje zadrževanja.

Sestavni del sklopa rampe je žleb za vračanje kroglic in območje zadrževanja. Igrane kroglice se bodo nabrale za mehanizmom spustnih vrat. Ta mehanizem krmili mikro servo motor, ki je priključen na mikroprocesor Arduino in je programiran tako, da spušča in sprosti 9 igralnih kroglic, ko pritisnete gumb za ponastavitev.

Mikro servo motor je bil nameščen na okvir, tako da je plastična servo roka pritrjena na zadnjo stran spustnih vrat. Ta vrata so pritrjena na prosto premični tečaj. Ko je servo ročici v kodi ukazano, da se obrne navzdol za 90 stopinj, poševnina kroglice in teža lesenih kroglic povzročita, da se vrata spustijo v vdolbino za izplakovanje. Kroglice se nato prosto gibljejo v odprto igrišče, kjer jih je mogoče vzeti eno za drugo.

Nisem pokazal veliko podrobnosti, vendar so stranice sklopa rampe uokvirjene in prekrite s tanko 1/8 palčno vezano ploščo, kar daje prostor za prosto gibanje igralnih kroglic pod njimi, kot je opisano v prejšnjem odstavku. Zasnova simulira, kako bi prava igra Skee-Ball v arkadni velikosti delovala, ko vložite denar za začetek igre.

Montaža rampe je bila zaključena z rezkanjem ¾ -palčne steze za kegljanje iz vezanega lesa, ki se prilega vrhu okvirja. Pine 2 x 4 palčni čepi so bili uporabljeni za izdelavo nog za igro, da bi jo dvignili od tal na ustrezno višino za igranje igre. Da bi bila igra mobilna, so na te noge pritrdili 2 -palčna industrijska kolesa.

4. korak: Zaženite izdelavo

Najprej sem s tehniko rebra in okvirja poskušal izvesti trdno kroglo. Uporabil sem tanke trakove vezanega lesa (1/8 palca), prilepljene na nekaj ¾ -palčnih okvirjev, izrezanih v obrisu lansiranja. Ta zagon sem preizkusil z lesenimi kroglami in ugotovil, da ne deluje zelo dobro. Ni se počutil trdno in lesenih kroglic ni izstrelil, kot smo upali. Odločil sem se, da tega zagona ne bom uporabil.

Vrnil sem se k tehniki lansiranja konstrukcije, ki sem jo uporabljal prej. Lansiranje je bilo narejeno iz posameznih kosov gradbenega lesa debeline 2 palca, ki so bili zlepljeni skupaj, da se doseže pravilna širina izstrelitve. Vzorec sem zasledil in izrezal na tračni žagi. Vse pomanjkljivosti so bile zapolnjene z avtomatskim polnilom karoserije. Krivulje so bile brušene do končne oblike izstrelitve. To je bil zadnji korak pri dokončanju sklopa rampe.

5. korak: Zaščitni zaslon/kletka

Zaščitni zaslon, ki sem ga izdelal, je bil nekaj naknadnega. Mislil sem, da bom potreboval nekaj zaščite za klet, kjer bodo igrali moji vnuki. Nisem posnel nobenih fotografij teh korakov. Nisem našel materiala, s katerim bi lahko uspešno delal (PVC cev, kovinska cev, cev), zato sem se odločil, da ga naredim iz lesa. Za izdelavo sem uporabil ½”debelo vezano ploščo in ¾” moznike. Pobarvan je bil v črno, nato pa prekrit z mrežo nogometnega športa. Mrežni material je bil spojen na les. Ta zaščitna kletka je bila nato pritrjena na igro.

6. korak: Nastavitev elektronske klopi

Elektronska postavitev klopi za sledenje je prikazana na naslednjih fotografijah. Na preizkusni mizi sem uporabil 4-vrstni monitor LDC za sledenje spremenljivkam in preverjanje, ali koda Arduino, ki nadzoruje tabelo, deluje pravilno. To sem uporabil namesto serijskega monitorja. Trenutni vlečni gumbi so bili uporabljeni za posnemanje arkadnih stikal z dolgimi žicami na vratih kovancev, nameščenih na ciljni plošči. Priključeno imam eno zelo dolgo žično arkadno stikalo, da se prepričam, da bodo gumbi delovali. Preizkusil sem tudi nekatere LED luči, ki bodo delovale na tabli. Rdeča luč, ki sveti na tej fotografiji, se prižge, kar pomeni, da je "rdeča žoga" zvita. V običajnem Skee-Ball-u je to deveta ali zadnja zvita žoga in je vredna podvojitve točkovanja vseh točk, skozi katere gre. Prikazala se bo zelena LED, ki označuje, da je bil gumb za ponastavitev pritisnjen in da se začenja nova igra. Prikazala se bo tudi lučka »Game Over«, ki bo zasvetila, ko boste zvili vseh devet žogic.

Na vrhu lestvice bo šest LED. Tisti, ki je kadar koli osvetljen, bo pokazal točkovalni obroč, skozi katerega je šla zadnja valjana žoga. Ne pozabite, da bo barva teh LED diod barvno označena z barvno lučjo, ki osvetljuje točkovalne obroče.

Nazadnje so bili 7-segmentni LED zasloni ožičeni in preizkušeni. Najprej je bila na E-Bayu kupljena velika generična enomestna 7-segmentna LED dioda velike velikosti (2,3 palca). Vsak prevelik zaslon bi deloval. Tisti, ki sem ga uporabil, je bil običajen katodni tip in je bil postavljen na majhno ploščo, tako da je bilo 220-ohmske upore mogoče spajkati za vsak posamezen segment LED na zaslonu. Žica iz vsakega segmenta LED je bila zaključena na skupnem moškem 7-polnem (2,54 mm) konektorju. Priključek bo olajšal povezavo z Arduino Mega ploščo. Ta prevelik 7-segmentni zaslon bo nameščen na sredini lestvice kazalnikov in bo pokazal število žogic, ki so bile vržene v igri.

Na sredini semaforja, nad prikazovalnikom valjanih žogic, je nameščen 4-mestni 7-segmentni zaslon, ki bo sešteval rezultat, ko se bo vsaka žogica zvila. Ta 4-mestna 7-segmentna LED dioda je iz Adafruit Industries. Imenuje se "1,2" 4-mestni 7-segmentni zaslon z nahrbtnikom 12C-rdeča ". ID izdelka je 1269. Glejte spodaj:

www.adafruit.com/product/1269

Lepota tega zaslona je, da uporablja krmilnik vodila I2C na hrbtni strani tiskanega vezja, zato sta za upravljanje potrebna le dva nožica. To sta pin SDA (podatkovna linija) in SCL (ura urne linije). Za ta zaslon boste potrebovali tudi napajalno in ozemljitveno linijo. Toda to je le 4 vrstice v primerjavi s 16 linijami, potrebnimi brez tega krmilnika vodila I2C.

Koda Arduino je bila napisana in odpravljena. Ko je bilo ugotovljeno, da vse deluje na klopi, je bil čas za oblikovanje in izdelavo semaforja.

7. korak: Oblikovanje in sestavljanje preglednice

Leseno ohišje za semafor je izdelano iz ½ "končne vezane plošče. To bo enake širine kot preostanek končane igre (17”). Globina bo 7 "in višina 9". Na sprednji strani tega ohišja bodo izdelani pokrovi iz glave iz pleksi stekla. Glavna montažna plošča za vse elektronske komponente je bila izrezana iz 1/4”vezanega lesa. Nameščen bo tik za prekrivanjem iz pleksi stekla. Luči in 7-segmentni prikazi se bodo ujemali z ustreznimi umetninami na prekrivanju iz pleksi stekla. Mera te montažne plošče je bila nekoliko manjša od lesenega ohišja. Montažna plošča je bila stabilizirana z ¾”vezano podlago, pritrjeno na dnu. To je olajšalo montažo komponent.

Vse LED luči so bile nameščene na majhnih perforiranih ploščah z 220-ohmskimi upori, spajkanimi na pozitivni priključek. To je olajšalo pritrditev LED na montažno ploščo. Sprva sem nameraval razporediti luči vrednosti točk v krivuljo ali polkrog vzdolž vrha lestvice. Vendar se je izkazalo za pretežko enakomerno razporeditev luči, zato sem se odločil, da luči točkovne vrednosti razporedim po ravni črti po vrhu z zeleno osvetljeno zvezdo na sredini. Kot smo že omenili, sta bila točkovanje in prikaz števila žog centrirana v srednji črti kot prvotne arkadne igre Skee-Ball. Na levi strani 7-segmentnih prikazovalnikov sem postavil LED lučko »Game Over«, na desni strani pa LED luč »Red Ball«. Vse te komponente so bile pritrjene na montažni plošči, kot je prikazano na fotografiji.

Zdaj, ko je bila postavitev semaforja dokončana, je bilo treba glavo prekrivanja iz pleksi stekla oblikovati in pobarvati, da se bo ujemala. Del zasnove je temeljil na fotografijah starih klasičnih arkadnih strojev Skee-Ball. Rumene diagonalne puščice so bile navdih za te klasične igre. Dodane so bile druge ikone, ki označujejo, kaj predstavlja vsaka osvetljena LED. Zasnova je bila naslikana na pleksi steklo z uporabo akrilnih barv umetniškega tipa. Nisem ravno umetnik, vendar se mi zdi, da je vse v redu. Veliko zasnove sem zasledil na pleksi steklu, da sem lahko pravilno oblikoval. Za dokončanje prekrivanja sem uporabil tudi nekaj čarobnih označevalcev in peresnikov.

8. korak: Dokončanje elektronike

Na zadnji strani igre lahko vidite, kako sem povezal vse komponente skupaj. Zadnji korak je bil pritrditev vseh komponent na vhodne in izhodne zatiče na Arduino Mega. Ta procesorska plošča je bila pritrjena na podnožje montažne plošče (desna stran). Na luknjo za montažno ploščo (leva stran) je bila nameščena tudi perforirana plošča, ki je sprejemala povezave arkadnih mikro stikal z obročev za točkovanje ciljne plošče in druge povezave. Na sami montažni plošči je pritrjena tudi perforirana plošča, ki porazdeli vseh 5 VDC napajalnih in ozemljitvenih virov na vse komponente. To je bila glavna plošča za distribucijo električne energije. Na Arduino Mega si lahko ogledate povezave LED luči in 7-segmentne povezave zaslona, ki gredo na ustrezne izhodne zatiče. Celoten sestavni del montažne plošče se prilega tik v leseno ohišje omare in stoji za prekrivanjem iz pleksi stekla, kjer je pritrjen.

Nazadnje je bilo treba priključiti napajanje in distribucijo izmeničnega toka. Za napajanje LED luči, ki so bile pritrjene pod ciljno ploščo, je bil uporabljen močnostni transformator s 5-voltnim enosmernim izhodom. Potrebovali so stalno moč, ker so bili vedno vklopljeni, ko je bilo stikalo za igro vklopljeno. Za napajanje plošče Arduino Mega je bil uporabljen specializiran 9-voltni izhodni transformator. Oba transformatorja sta napajala običajni 110-voltni napajalni vod. Enopolno stikalo za izmenični tok je bilo nameščeno na tem daljnovodu in nameščeno na levi strani omare za vklop in izklop igre.

9. korak: Arduino koda

Zadnja stvar, o kateri se je treba pogovoriti, je koda Arduino, ki nadzoruje potek igre (lestvica rezultatov). Datoteka s kodo Arduino je priložena. V kodi boste videli, da morate vključiti vse potrebne knjižnice. Ne pozabite tudi, da sem za preverjanje in odpravljanje napak uporabil 4-vrstni LCD monitor, tako da boste še vedno videli sklice na to kodo. Lahko se kar prezre.

Najprej so arkadnim mikro stikalom dodeljeni zatiči 43-53. Gumb za ponastavitev je pritrjen na nožico 9. Nato so deklarirane funkcije za prikaz števk na velikem enojnem 7-segmentnem zaslonu, za nadzor nad posodobitvijo rezultatov igre in prikazovalnikov z valjanimi žogami ter za nadzor nad točkovalno vrednostjo svetlobe na vrhu lestvice.

Funkcija setup () najprej sproži servo motor. Nato nastavi način zatiča za izhod za vse LED diode, ki so na preglednici in sestavljajo velik 7-segmentni zaslon. Nato je način pin nastavljen na vhod za vsa arkadna mikro stikala in gumb za ponastavitev. Uporablja se notranji upor na plošči Arduino, zato za vsako stikalo niso potrebni ločeni upori. Nazadnje so zasloni sinhronizirani na nič za začetek igre.

Koda v funkciji loop () se izvede več tisočkrat na minuto; z drugimi besedami, nenehno. V bistvu vse, kar počne, je preveriti, ali je stikalo aktivirano in kdaj, ter nato izvede ustrezno kodo za to stikalo. Koda bo dodala rezultat igre, štela število zvrženih žog, aktivirala LED zadnje točkovalne žoge in nato vse te podatke prikazala na semaforju. Obstajajo izjave, ki jih je treba preveriti, ko je bilo zvitih 9 žog in je tekma končana ali ko je bilo zvitih 8 žog in je naslednja (rdeča žoga) vredna dvojne točke. Nazadnje, če pritisnete gumb za ponastavitev, se igra ustavi, vse se vrne na nič (spremenljivke in prikazi), roka servo motorja pa se spusti, zato se igralne kroglice sprostijo, da se znova začnejo igrati.

10. korak: Zadnje misli

Zdi se, da elektronska tabla deluje tako, kot je zasnovana. Le v redkih primerih kroglica ne bo aktivirala dolge žične roke mikro stikala, ko pade skozi točkovalni obroč. Dobil sem kopijo priročnika za nastavitev dejanskega stroja Skee-Ball v arkadnem slogu. Prikazuje, da je stroj izdelan z infrardečimi (IR) senzorji za zaznavanje žog, ki padajo skozi točkovalne obroče. Če bi izdelal drugo igro Skee-Ball, mislim, da bi za zaznavanje padajočih kroglic uporabil infrardeče senzorje prekinitve. Uporabil bi izdelek podjetja Adafruit Industries, imenovan "IR -senzor prekinitve žarka - 3 mm LED" (ID izdelka 2167)

www.adafruit.com/product/2167

Te sem uporabil v drugi igri, ki sem jo oblikoval in je bila objavljena pri Instructables z naslovom "Electronic Scoring for a Bean Bag Baseball Game" in so delovali brezhibno.