Automatsko bodovanje za malu igru Skee-Ball: 10 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:33

Domaće igre Skee-Ball mogu biti velika zabava za cijelu obitelj, ali njihov je nedostatak uvijek bio nedostatak automatskog bodovanja. Prethodno sam konstruirao stroj Skee-Ball koji je loptice za igru usmjerio u zasebne kanale na temelju prstena za bodovanje kroz koji su prošli. I drugi su se odlučili za ovaj građevinski dizajn. To je omogućilo igraču ručno praćenje rezultata igre zbrajanjem loptica u svakom kanalu. Bilo bi lijepo da možete računati svoj Skee-Ball rezultat elektroničkim putem kako biste izbjegli ovaj razrađeni sustav kanala. Također sam želio dizajnirati komoru za držanje loptica za igru. Kad nova igra započne, vrata će se spustiti, dopuštajući da se igraju pravilne 9 skee loptice.

Nisam želio da ova igra ima veliki trag, pa mi je prvotna ideja bila izgraditi igru u kojoj se za igru koriste golf loptice. Međutim, nije mi se svidio način na koji su loptice za golf pokrenute s rampe za igru, pa sam prešao na drvene loptice od 1-1/2”koje se mogu kupiti u Woodpecker Craftsu. Ovo je web adresa:

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

Konačne dimenzije igre su 17 inča širine 79 inča i 53 inča visine na najvišoj točki (semafor). U ovom Instructableu koncentrirat ću se na objašnjenje elektroničkih komponenti i koda potrebnih za implementaciju automatskog bodovanja na domaćem Skee-Ball stroju. Moj prethodni Instructable pod naslovom “Another Skee-Ball Machine” daje detaljnije upute o tehnikama obrade drveta potrebnim za izradu Skee-Ball stroja.

Pribor

Sama igra:

· ½”šperploča (bočne stranice i sklop ploče)

· 2 x 4 borova (izrezana na manje širine za okvir rampe)

· Šperploča ¾”(rampa)

· Šperploča 1/8”(stranice rampe)

· 1 x 4 bora (stranice sklopa mete)

· 2 x 8 konstrukcijsko uokvirivanje (lansiranje)

· PVC cijev promjera 4”(bodovni prstenovi)

· Set akrilnih boja (tabla s rezultatima)

· Prozirni pleksiglas debljine 1/8”(tabla s rezultatima)

· Naljepnice s brojevima (bodovni prstenovi)

· Plastični vrh kante (veliki bodovni prsten)

· 4”visoka bijela obloga od vinilnih pločica (donji prsten ciljne ploče)

· Sportska mreža (zaštitni kavez)

· ¾”drveni klinovi (zaštitni kavez

Elektroničke komponente:

· (7) Mikroprekidači arkadnih kovanica s ravnom žicom

· Vijci za male strojeve

· ½”x 8 vijci za drvo

· (14) metalni držači pod kutom od 1”

· Arduino Mega

· Razna LED svjetla (ugrađeni otpornici - koriste se na ciljnoj ploči)

· LED svjetla (za semafor)

· 2,3”jednoznamenkasti 7-segmentni LED (E-Bay)

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

· Razne lemne ploče

· 220 ohmski otpornici (za LED svjetla i visoke 7-segmentne LED)

· Trenutni prekidač (prekidač za resetiranje)

· Servo motor (padajuća vrata za otpuštanje loptice za igru)

· Razno. ožičenje i priključci

Korak 1: Skupština ciljnog odbora

Veličina ciljne ploče je široka 16 inča i duga 24 inča, a izrađena je od ½”debele šperploče. Rupe za bodovanje položene su na šperploču i izrezane pilu promjera 4”spojenu na moju bušilicu. Koristio sam PVC cijev promjera 4”za bodovanje. Zalijepljeni su građevinskim ljepilom za centriranje preko izrezanih rupa.

Veći prsten koji okružuje bodove s bodovanjem od 20, 30 i 40 točaka izrezan je s vrha kante za rublje. Također je bio centriran i zalijepljen na mjesto. Donji prsten izrađen je od obruba od vinila i zalijepljen je na ciljnu ploču nakon što je bit”usmjerivač korišten za formiranje kanala koji ga prihvaća (tako bi zadržao krivulju).

Izgrađeno je donje kućište (kutija) koje sadrži i kanalizira bačenu kuglu za skee do izlaznog odtoka. I ciljna ploča i dno kućišta bili su obloženi mekanim materijalom za podlogu kako bi "umanjili" odbijanje čvrstih drvenih kugli. Ovo je podloga za jogu koja se koristi:

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

Nakon što je sklop ciljne ploče dovršen, stranice i vrh koji okružuju sklop mete su projektirani, izrezani i pričvršćeni. Sklop mete montiran je pod kutom od 45 stupnjeva.

Korak 2: Ciljna elektronika ploče

Arkadni mikroprekidač s dugom ravnom žicom upotrijebljen je za detekciju loptice skee pri padu kroz bodovni prsten. Morao sam pronaći način da pričvrstim mikroprekidač na donju stranu mete. Nosač domaće izrade dizajniran je i izrađen od lesonita debljine 1/8”i malih nosača pod pravim kutom: Vidi dolje:

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

Prekidač je morao biti pričvršćen na donju stranu svake rupe za bodovanje kako ne bi ometao padnutu lopticu, ali isto tako morao je biti centriran kako ne bi "promašio" nijednu kuglu koja je propala. Duga je žica morala biti oblikovana i centrirana kako bi je lopta "spotaknula" bez obzira na to gdje je prošla kroz rupu za bodovanje.

Također sam želio dodati svjetla na ciljnu ploču. Mala LED svjetla montirana su za razumijevanje svake bodovne rupe kako bi osvijetlila otvor. Da bi se to postiglo, rupa je morala biti upuštena neposredno izvan ruba bodovne rupe. Forstner svrdlo promjera 1”korišteno je za bušenje do dubine od 3/8 inča. LED diode su zatim učvršćene kopčom za kabel od 1/4”. Bodovi za bodovanje bili su kodirani bojom prema bodovnim vrijednostima. Bodovi za bodovanje od 10 i 20 točaka bili su osvijetljeni crvenom bojom, brtveni prstenovi od 30, 40 i 50 bodova osvijetljeni su plavom bojom, a dva bodovna prstena od 100 točaka osvijetljena su zelenom bojom. Kao što ćemo vidjeti kasnije, ova shema boja odgovarat će bojama koje se prikazuju na tablici s rezultatima.

Nakon što su svi prekidači i LED svjetla montirani, morali su biti ožičeni i lemljeni na centraliziranu perforiranu ploču sa standardnim priključkom. Žičane veze u konačnici bi išle do montiranog semafora. Sve labave žice bile su spojene i pričvršćene čvrsto na unutarnju stranu mete kako ne bi ometale loptice za igru dok su padale kroz bodovne prstenove i putovale do izlaznog pada.

Korak 3: Montaža rampe

Okvir rampe izrađen je od konstrukcijskih vijaka koji su razderani na dimenziju 1-1/2”x 2”. Okvir je izgrađen s poprečnim šipkama udaljenim oko 16 inča. Okvir je imao blagi nagib pa su se kuglice skele prirodno, gravitacijski, otkotrljale na područje držanja.

Sastavni dio sklopa rampe je povratni padobran i područje držanja. Odigrane loptice za skute skupljat će se iza mehanizma padajućih vrata. Ovim mehanizmom upravlja mikro servo motor koji je spojen na Arduino mikroprocesor i programiran je da pada i otpušta 9 loptica za igru kad god se pritisne gumb za resetiranje.

Mikro servo motor montiran je na okvir tako da plastična servo ruka učvršćuje stražnji dio padajućih vrata. Ova vrata su pričvršćena na slobodno pomične šarke. Nakon što je kodno servo krak upućen da se zakrene prema dolje za 90 stupnjeva, nagib staze kugle i težina drvenih kuglica uzrokuju da vrata padnu u udubljenje za ispiranje. Loptice se tada slobodno kreću prema otvorenom igralištu gdje se mogu vaditi jedna po jedna.

Nisam pokazao mnogo detalja, ali stranice sklopa rampe uokvirene su i prekrivene tankom šperpločom od 1/8 inča kako bi se dao prostor za slobodno kretanje loptica za igru ispod, kako je opisano u prethodnom odlomku. Dizajn simulira kako bi Skee-Ball igra prave arkadne veličine funkcionirala kada uložite novac za početak igre.

Montaža rampe dovršena je glodanjem staze za kuglanje od šperploče kabineta ¾ inča kako bi stala na vrh okvira. Borovi čepovi od 2 x 4 inča korišteni su za izradu nogu za igru kako bi se podigli od tla na odgovarajuću visinu za igru. Kako bi igra postala mobilna, na te su noge pričvršćeni 2 -inčni industrijski kotači.

Korak 4: Pokrenite izradu

Prvo sam pokušao lansirati krutu kuglu tehnikom rebra i okvira. Koristio sam tanke trake od šperploče (1/8 inča) zalijepljene na neke dijelove okvira ¾”izrezane u obrisu lansiranja. Testirao sam ovo lansiranje s drvenim kuglicama i otkrio da ne radi baš najbolje. Nije se osjećao čvrsto i nije pokrenuo drvene kugle kako se nadao. Odlučio sam ne koristiti ovo lansiranje.

Vratio sam se na tehniku lansiranja konstrukcije koju sam ranije koristio. Lansiranje je napravljeno od pojedinačnih komada građevinskog drveta debljine 2 inča koji su zalijepljeni kako bi se dobila ispravna širina lansiranja. Uzorak je pronađen i izrezan na mojoj motornoj pili. Sve nedostatke popunjene su automatskim punilom karoserije. Krivulje su brušene do konačnog oblika lansiranja. Ovo je bio posljednji korak u dovršenju montaže rampe.

Korak 5: Zaštitni zaslon/kavez

Zaštitni ekran koji sam izradio bio je nešto kasnije. Mislio sam da će mi trebati neka zaštita za podrum s djecom koja igraju igru. Nisam snimio nikakve korake. Nisam mogao pronaći materijal s kojim bih mogao uspješno raditi (PVC cijev, metalna cijev, cijev) pa sam odlučio napraviti ga od drveta. Za izradu sam koristio ½”debelu šperploču i ¾” tiple. Bio je obojen u crno, a zatim prekriven mrežom za nogomet. Mrežni materijal bio je spojen na drvo. Ovaj je zaštitni kavez zatim pričvršćen za igru.

Korak 6: Postavljanje elektroničke klupe

Elektroničko postavljanje klupa za staze prikazano je na sljedećim fotografijama. Koristio sam 4-linijski LDC monitor na svom testnom stolu za praćenje varijabli i provjeru da li Arduino kod koji kontrolira tablicu radi ispravno. Koristio sam ovo umjesto serijskog monitora. Trenutni gumbi na povlačenje upotrijebljeni su za oponašanje arkadnih prekidača na dugim žicama na kovanicama montiranih na ciljnoj ploči. Imam spojen jedan arkadni prekidač s dugačkom žicom samo da se uvjerim da će gumbi raditi. Testirao sam i neka LED svjetla koja će funkcionirati na semaforu. Crveno svjetlo koje svijetli na ovoj fotografiji će se uključiti kako bi označilo da se "Crvena lopta" kotrlja. U normalnom Skee-Ball-u ovo je deveta ili posljednja bačena lopta i vrijedi dvostruko više bodova od bilo kojeg prstena kroz koji prolazi. Pojavit će se zelena LED lampica koja označava da je gumb za resetiranje pritisnut i da počinje nova igra. Također će biti LED "Game Over" koji će zasvijetliti nakon što se svih devet kuglica izvalja.

Na vrhu tablice bit će postavljeno šest LED dioda. Ona koja je u svakom trenutku osvijetljena pokazat će bodovni prsten kroz koji je prošla zadnja valjana lopta. Upamtite, boja ovih LED dioda bit će označena bojom prema svjetlu u boji koje osvjetljava bodove.

Konačno, 7-segmentni LED zasloni su ožičeni i testirani. Prvo, velika generička jednoznamenkasta 7-segmentna LED dioda velike veličine (2,3”) kupljena je na E-Bayu. Svaki preveliki zaslon bi funkcionirao. Jedan koji sam ja koristio bio je uobičajene katode i bio je postavljen na malu ploču tako da su otpornici od 220 ohma mogli biti lemljeni na mjestu za svaki pojedinačni LED segment zaslona. Žica iz svakog LED segmenta završena je na zajedničkom muškom 7-polnom (2,54 mm) konektoru. Konektor će olakšati spajanje na Arduino Mega ploču. Ovaj veliki 7-segmentni zaslon bit će postavljen na sredinu tablice i pokazivati će broj loptica koje su bačene u igri.

Na sredini semafora, iznad zaslona s valjanim kuglicama, također je postavljen 4-znamenkasti 7-segmentni zaslon koji će zbrajati bodove pri valjanju svake lopte. Ova 4-znamenkasta, 7-segmentna LED dioda je iz tvrtke Adafruit Industries. Zove se "1.2" 4-znamenkasti 7-segmentni zaslon s 12C ruksakom-crveni ". ID proizvoda je 1269. Pogledajte dolje:

www.adafruit.com/product/1269

Ljepota ovog zaslona je u tome što koristi kontroler sabirnice I2C na stražnjoj strani PCB -a pa su za upravljanje potrebne samo dvije pinove. To su pin SDA (podatkovna linija) i SCL (linija takta). Za ovaj zaslon trebat će vam i napajanje i uzemljenje. No to su samo ukupno 4 linije u usporedbi sa 16 linija potrebnih bez ovog kontrolera sabirnice I2C.

Arduino kôd je napisan i otklonjen pogreške. Nakon što je ustanovljeno da sve radi na klupi, došlo je vrijeme za projektiranje i izradu tablice rezultata.

Korak 7: Dizajn i montaža tablice rezultata

Drveno kućište za tablu s rezultatima izrađeno je od ½”gotove šperploče. Bit će iste širine kao i ostatak gotove igre (17”). Imat će dubinu od 7”i visinu od 9”. Prilagođeno preslikavanje naslova od pleksiglasa zaglavlja bit će izrađeno tako da stane na prednju stranu ovog kućišta. Glavna montažna ploča za sve elektroničke komponente izrezana je od šperploče 1/4”. Postavit će se odmah iza sloja od pleksiglasa. Svjetla i 7-segmentni zasloni bit će usklađeni s odgovarajućim umjetničkim djelima na prevlaci od pleksiglasa. Dimenzija ove montažne ploče izrezana je nešto manje od drvenog kućišta. Montažna ploča je stabilizirana podlogom od šperploče od ¾”pričvršćenom na dnu. To je olakšalo montažu komponenti.

Sva LED svjetla bila su postavljena na male perforirane ploče s 220-ohmskim otpornicima lemljenim na pozitivni terminal. To je olakšalo pričvršćivanje LED dioda na montažnu ploču. Isprva sam namjeravao svjetla bodovne vrijednosti rasporediti u krivulju ili polukrug duž vrha tablice. Međutim, pokazalo se da je bilo previše teško ravnomjerno rasporediti svjetla, pa sam odlučio postaviti svjetla bodovne vrijednosti u ravnu liniju preko vrha sa zelenom svjetlosnom zvijezdom "Nova igra" u sredini. Kao što je već spomenuto, prikaz bodovanja i prikaz broja lopti bili su centrirani u srednjoj liniji kao i originalne arkadne igre Skee-Ball. S lijeve strane 7-segmentnih zaslona postavio sam LED svjetlo "Game Over", a s desne strane LED svjetlo "Red Ball". Sve ove komponente bile su učvršćene na montažnoj ploči kao što se vidi na fotografiji.

Sada kada je raspored semafora dovršen, zaglavlje od presvlake od pleksiglasa moralo se dizajnirati i obojati tako da odgovara. Dio dizajna temeljio se na fotografijama starih klasičnih arkadnih Skee-Ball strojeva. Žute dijagonalne strelice bile su inspiracija iz ovih klasičnih igara. Dodane su i druge ikone koje označavaju što svaka osvijetljena LED predstavlja. Dizajn je naslikan na pleksiglasu akrilnim bojama umjetničkog tipa. Nisam neki umjetnik, ali mislim da je ispalo u redu. Mnogo sam dizajna ocrtao na pleksiglasu kako bih mogao ispravno slikati dizajn. Također sam upotrijebio neke čarobne markere i olovke za boje, na određenim područjima, da završim prekrivanje.

Korak 8: Dovršetak elektronike

Sa stražnje strane igre možete vidjeti kako sam spojio sve komponente. Posljednji korak bio je pričvršćivanje svih komponenata na ulazne i izlazne pinove na Arduino Mega. Ova procesorska ploča bila je pričvršćena na podnožje montažne ploče (desna strana). Perforirana ploča koja je prihvatila arkadne mikroprekidačke veze s bodovnih prstenova ciljne ploče i drugih spojeva također je montirana na podnožje montažne ploče (lijeva strana). Na samoj montažnoj ploči također je pričvršćena perforirana ploča za distribuciju koja distribuira svih 5 VDC napajanja i uzemljenje na sve komponente. Ovo je bila glavna ploča za distribuciju električne energije. Na Arduino Mega možete vidjeti veze LED svjetla i 7-segmentne veze koje idu na njihove odgovarajuće izlazne pinove. Cijeli ovaj sastavni dio montažne ploče uklapa se samo u drvenu kutiju s tablama i nalazi se iza presvlake od pleksiglasa gdje je učvršćen.

Konačno, napajanje i distribucija izmjeničnog napajanja morali su biti spojeni. Energetski transformator s istosmjernim izlazom od 5 V upotrijebljen je za napajanje LED svjetla koja su bila pričvršćena ispod ciljne ploče. Potrebna im je stalna snaga jer su uvijek bili uključeni kad je prekidač za igru bio uključen. Za napajanje Arduino Mega ploče korišten je specijalizirani 9-voltni istosmjerni izlazni transformator. Oba su se transformatora napajala redovitom 110-voltnom AC mrežom. Jednopolni prekidač za izmjeničnu struju postavljen je u ovaj vod za napajanje i montiran na lijevoj strani ormara za uključivanje i isključivanje igre.

Korak 9: Arduino kod

Posljednje o čemu treba razgovarati je Arduino kod koji kontrolira tijek igre (tabla s rezultatima). Datoteka Arduino koda je priložena. U kodu ćete vidjeti da morate uključiti sve potrebne knjižnice. Također zapamtite, koristio sam 4-linijski LCD monitor za provjeru i ispravljanje pogrešaka u kodu, tako da ćete i dalje vidjeti reference na ovaj kôd. Može se jednostavno zanemariti.

Prvo, arkadnim mikro prekidačima dodijeljeni su pinovi 43-53. Gumb za resetiranje priključen je na pin 9. Zatim se deklariraju funkcije za prikaz znamenki na velikom pojedinačnom 7-segmentnom zaslonu, za kontrolu ažuriranja rezultata igre i prikaza valjanih lopti te za kontrolu svjetlosne vrijednosti bodovanja vrh semafora.

Funkcija setup () prvo pokreće servo motor. Zatim postavlja pin način rada za izlaz za sve LED diode koje se nalaze na tablici i koje čine 7-segmentni veliki zaslon. Tada je pin način postavljen na ulaz za sve arkadne mikro prekidače i gumb za resetiranje. Unutarnji otpornik na Arduino ploči koristi se tako da za svaki prekidač nisu potrebni zasebni otpornici. Konačno, prikazi se sinkroniziraju na nulu za početak igre.

Kod u funkciji loop () izvršava se mnogo tisuća puta u minuti; drugim riječima, neprekidno. U biti, sve što on radi jest provjeriti je li i kada prekidač aktiviran, a zatim izvršava odgovarajući kod za taj prekidač. Kôd će dodati rezultat igre, prebrojiti broj ispuštenih lopti, aktivirati LED posljednju lopticu za bodovanje, a zatim prikazati sve te podatke na tablici s rezultatima. Postoje izjave koje treba provjeriti kada je izbačeno 9 lopti i kada je igra završena ili kada je izbačeno 8 lopti, a sljedeća bačena (Crvena lopta) vrijedit će dvostruke bodove. Konačno, ako se pritisne gumb za resetiranje, igra se zaustavlja, sve se vraća na nulu (varijable i prikazi), a ruka servo motora pada, pa se loptice za igru puštaju za ponovno pokretanje igre.

Korak 10: Završne misli

Čini se da elektronički tablica funkcionira kako je dizajnirano. Samo u rijetkim slučajevima, loptica za skele neće aktivirati dugačku žicu mikroprekidača dok pada kroz bodovni prsten. Dobio sam primjerak priručnika za postavljanje stvarnog Skee-Ball stroja u arkadnom stilu u punoj veličini. Pokazuje da je stroj izrađen od infracrvenih (IR) senzora za otkrivanje loptica za igru koje padaju kroz prstenove za bodovanje. Ako bih trebao izraditi drugu igru Skee-Ball, mislim da bih upotrijebio IC senzore lomnih zraka za otkrivanje padajućih kuglica. Koristio bih proizvod tvrtke Adafruit Industries pod nazivom "IR osjetnik slomljenog zraka - 3 mm LED diode" (ID proizvoda 2167)

www.adafruit.com/product/2167

Koristio sam ih u drugoj igri koju sam dizajnirao i koja je objavljena na Instructables -u pod naslovom “Electronic Scoring for a Bean Bag Baseball Game” i radili su besprijekorno.