Automatické bodování pro golfovou hru Executive Par 3: 12 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:18

Nedávno jsem zveřejnil Instructable o vybudování zábavné putovací hry, která je přenosná a lze ji hrát uvnitř i venku. Jmenuje se „Executive Par 3 Golf Game“. Navrhl jsem repliku skóre, aby zaznamenal skóre každého hráče na 9 „jamek“. Stejně jako ve skutečném golfu vítězí nejnižší skóre.

Přemýšlel jsem; co kdybych mohl automaticky sledovat skóre?

Krok 1: Elektronické počítání golfového míčku

Potřeboval jsem najít způsob, jak spočítat srolovaný golfový míček, který propadl bodovanou dírkou. Pamatujte, že každá jamka má jinou bodovou hodnotu, přičemž díra „Ace“má nejnižší bodovou hodnotu. V předchozích hrách jsem použil infračervené (IR) senzory paprsků a myslel jsem si, že je také zahrnu do této hry. Použil jsem produkt od společnosti Adafruit Industries s názvem „IR Break Beam Sensor - 3mm LED“. ID produktu je 2167:

www.adafruit.com/product/2167

Prodávají se v párech (vysílač a přijímač) a nabízejí jednoduchý způsob detekce pohybu. Fungují až 10 palců od sebe a mohou být napájeny 5V napájecím zdrojem Arduino. Můžete je použít s integrovaným pull-up rezistorem Arduino, takže není potřeba samostatný rezistor. Vysílač vysílá infračervený paprsek a přijímač přímo naproti němu je na toto infračervené světlo citlivý. Pokud paprskem projde něco pevného (jako golfový míček), paprsek se zlomí a přijímač lze naprogramovat tak, aby vás informoval.

Krok 2: Instalace senzorů na cílovou desku

Odkládací terčová deska nebyla připevněna k okolní skříni. Seděl jen na 2 ½”rohových distančních podložkách, takže jsem jej mohl odstranit a převrátit a namontovat senzory. Potřeboval jsem namontovat IR senzory na spodní stranu hrací desky z překližky, aby nepřekážely volnému pádu golfových míčků. Na protilehlých stranách každého rýhovacího otvoru byl vyvrtán otvor o průměru 1”do hloubky 3/8 palce. IR přijímač a vysílač byly umístěny těsně uvnitř okraje otvoru, aby je koule nezasáhly. Byly namontovány trvale malým šroubem do dřeva a trochou epoxidového lepidla, takže byly dokonale vyrovnány navzájem.

Krok 3: Zapojení senzorů na cílové desce

Jakmile byly všechny IR senzory namontovány, musely být zapojeny společně pro společné uzemnění a 5V připojení. Každý výstupní vodič (bílý) musel být prodloužen k okraji cílové desky. Ke každému vodiči byl připojen 6vodičový zásuvkový konektor pro prodloužení zadní skříně sestavy cílové desky. Veškerá kabeláž byla připevněna a bezpečně připevněna k vnitřní straně hracího plánu, aby nepřekážela při návratu golfového míčku, jakmile projde bodovací dírkou.

Krok 4: Sestavení případu Scoreboard

V tomto instruktážním programu bylo stále zapotřebí trochu zpracování dřeva. Dřevěná obdélníková tabule byla vyrobena z překližky o tloušťce ½ palce. Rozměry pouzdra jsou 15 5/8”široký x 9 ¼” vysoký x 4”hluboký. Na fotografiích můžete vidět posloupnost stavby tohoto pouzdra. ¼”široká dado drážka byla umístěna na vnitřní stranu každé strany pouzdra asi ¾” od stejného vnějšího okraje. Tato drážka bude použita k držení srovnávací grafiky umístěné mezi dvěma listy plexiskla o tloušťce 0,2 palce. Poslední částí skříně, která se má řezat, je montážní deska elektronických součástek. Tato deska byla vyřezána z překližky o tloušťce 1/8”a připevněna ke kusu ¾” borovice v pravém úhlu, aby sloužila jako základna. Poslouží také jako prostředek k uchycení na samotné pouzdro. Deska musela být opatřena zářezem, aby se vešla mezi malé rohové výztuhy.

Tlačítko pro zapnutí/vypnutí by bylo také namontováno na skříňku s výsledky. Bude namontován na vnější straně pouzdra ve zapuštěné poloze, aby byl chráněn před náhodným zasažením. Přepínač zapnutí/vypnutí bude připojen v souladu se zdrojem 9voltové stejnosměrné baterie, která napájí desku Arduino Uno a všechny ostatní elektronické součástky srovnávací tabulky.

Krok 5: Navrhování srovnávací tabulky

Místo toho, abych se sám pokoušel namalovat grafiku výsledkové tabule, rozhodl jsem se ji navrhnout v PowerPointu a vyříznout okna pro různé ukazatele skóre. Chtěl jsem, aby výsledková listina poskytovala hráčům zpětnou vazbu a zobrazovala co nejvíce informací. Zahrnuto by bylo:

1. Různé barevné světlo pro skóre posledního vloženého golfového míčku.

2. Displej ukazující, jakou jamku hrajete (1-9).

3. Kontrolka se rozsvítí po stisknutí tlačítka pro 2 hráče.

4. Rozsvítí se kontrolka nové hry (bylo stisknuto tlačítko Reset)

5. Dva displeje pro skóre každého hráče.

Výsledná grafika je uvedena v přiloženém souboru. Černé obdélníky budou pro bodovací displeje vyříznuty.

Krok 6: Tlačítka (přepínače) hry a pouzdra

K ovládání toku putovní hry bylo potřeba několik tlačítek. Potřebná tři vstupní tlačítka:

1. Reset nebo nová hra (zelená)

2. Hra 1 vs 2 hráče (bílá)

3. Double Bogey (Out-of-Bounds-Red)-kde nebylo možné použít žádný IR senzor. Ke skóre hráčů bude přidáno skóre 5.

K montáži 3 arkádových tlačítek jsem použil standardní plastové pouzdro. Případ byl získán od Amazonu. Měří 7 ½”široký x 4 ¼” vysoký x 2 3/8”hluboký. Každé arkádové tlačítko s připojeným mikrospínačem bude fungovat jako chvilkový spínač. Standardní otvory o průměru 1-1/8”byly vyříznuty na boku pouzdra a rovnoměrně rozmístěny. Tlačítka byla namontována a malý kabelový svazek byl vyroben ze 3 výstupních linek mikrospínačů a společné zemnicí linky připájené k malému prkénku s 2,54 mm konektorem s vnějším kolíkovým konektorem.

Krok 7: Srovnávací přehled komponent

Složky hodnoticí tabulky by sestávaly z:

A. Ke sledování „jamky“, kterou hrají, by byly použity dvě 4místné, 7segmentové LED diody pro skóre každého hráče a jedna číslice, 7segmentová LED. Čtyřmístné 7segmentové LED diody pocházejí od společnosti Adafruit Industries. Říká se jim „1,2“4místný 7segmentový displej s batohem 12C-červený “. Potřebujete dva z nich a ID produktu je 1269. Viz níže:

www.adafruit.com/product/1269

B. Nadměrné (1,3”) jednociferné 7segmentové LED diody byly obecným nákupem od společnosti eBay. Jakýkoli nadrozměrný displej bude fungovat a musí být správně zapojen pro běžnou 7-segmentovou LED na bázi společné katody nebo společné anody. Pro zjednodušení montáže byl displej nejprve připájen k dostatečně velkému prkénku, aby bylo možné ke všem jednotlivým vodičům segmentů LED připájet odpory 220 ohmů. Společný katodový kabel a 7 LED vodičů byly připojeny ke konektoru s 2,54 mm zástrčkou pro snadné připojení k desce Arduino.

C. Na výsledkové tabuli budou umístěny LED diody s různou barvou 3 V DC, aby se rozsvítily do odpovídajícího bodovacího otvoru, kterým putted golfový míček právě prošel. Také jsem pomocí LED diod indikoval, kdy je spuštěna nová hra a kdy bylo stisknuto tlačítko pro 2 hráče. Barvy jsou:

Bílá = eso

Modrá = Birdie

Žlutá = Par

Červená = Bogey

Zelená = Reset/Nová hra

Bílý (dole) = 1 vs. 2 hráči

D. K ovládání různých komponent byla použita deska Arduino Atmega2560. Potřeboval jsem více vstupních/výstupních pinů než standardní desku Arduino.

E. Pro linky I2C vedené ke všem displejům (4místný, 7segmentový LED a LCD monitor) byl použit pájený distribuční blok na desce.

F. Blok distribuce energie byl zakoupen od Amazonu. To bylo použito k distribuci všech 5V a společných uzemňovacích vedení do každé komponenty. Viz. níže:

www.amazon.com/gp/product/B081XTSDGV/ref=p…

G. Poslední potřebnou součástí byla 9voltová baterie s napájecím kabelem.

H. Různé drátové konektory potřebují spojit různé součásti dohromady

Krok 8: Nastavení lavičky Arduino

Nastavení lavičky je znázorněno na odpovídajících obrázcích. Na lavičce byla použita vytahovací tlačítka k napodobení IR čidel paprskového paprsku. Ke sledování proměnných používám na testovací stolici 4řádkový LCD monitor a ověřuji, zda kód ovládající výsledkovou tabulku funguje správně. Rád to používám místo sériového monitoru.

7-segmentové LED displeje jsou zobrazeny na lavičce, oba ukazatele skóre hráče 1 a hráče 2 fungují správně. Po nějaké úpravě kódu Arduino se mi podařilo zajistit, aby jednociferné zobrazení „díry“fungovalo správně. Na prkénku byly umístěny simulované 2místné, nové herní a dvojité bogey momentální tlačítka a poslední bodovaná LED světla. Všechny byly testovány a bylo prokázáno, že fungují správně.

Zobrazí se také tabulka přiřazení pinů Arduino.

Krok 9: Arduino kód

Je připojen kód Arduino pro řízení toku hry a správné sečtení skóre.

První část kódu obsahuje některé z požadovaných knihoven, které potřebujete. Rovněž definuje piny Arduino pro IR senzory a tlačítka ovládání hry, deklaruje všechny proměnné a definuje dvě uživatelsky definované funkce. Jedna funkce sedm) ve výsledkové tabuli.

Ve funkci setup () jsem definoval všechny piny OUTPUT a INPUT. Všimněte si, že je použit interní odpor PULLUP, který používá interní odpor 20K ohmů vytažený na 5 voltů. To způsobí, že vstup bude číst HIGH, když je spínač otevřený a LOW, když je zavřený. Není nutný žádný doplňkový odpor. Také jsem inicioval všechny proměnné a 7segmentové číselné displeje a rozsvítil zelenou LED kontrolku „nové hry“.

Funkce loop () začíná neustálým čtením všech pinů INPUT. Poté se provede konkrétní příkaz „if“v závislosti na tom, který vstupní pin čte LOW (tlačítko bylo stisknuto nebo paprsek infračerveného senzoru byl přerušen). Poslední prohlášení „pokud“definuje konec hry. Jakmile bylo odehráno 9 „jamek“, funkce loop () se zastaví a hra je u konce.

Krok 10: Montáž součástí

Nejprve bylo nutné na montážní desku umístit vyvrtané otvory a výřezy odpovídající místu, kde každá součástka zaujímá grafiku srovnávací tabulky. Otvory byly vyvrtány o průměru 5 mm, aby odpovídaly LED diodám. Obdélníkové otvory byly vyřezány skládačkou tak, aby odpovídaly rozměrům různých 7segmentových displejů.

Každé LED světlo bylo připájeno k malému prkénku s odporem připojeným ke kladnému pólu. Pro kladné a záporné svorky byly použity standardní 2,54 mm zástrčkové konektory s vnější hlavou. Nepájivé pole usnadnilo upevnění LED k tenké montážní desce z překližky. Každá sestava LED světla byla namontována na správném místě na montážní desku. K jejich zajištění byly použity malé ocelové šrouby s hlavou Phillip s průměrem M1,7.

Dále musel být každý 7segmentový displej připevněn k montážní desce. Pomocí stejných malých montážních šroubů byly použity montážní otvory ve 4 rozích plošných spojů displeje.

Mega deska Arduino, distribuční blok napájení a distribuční blok I2C byly připevněny k základně montážní desky malými šrouby do dřeva a rozpěrkami. Další dvě malá prkénka byla připevněna k základně na pravé straně v úhlu 90 stupňů. Toto jsou vstupní piny pro IR senzory, které musí být připojeny z cílové sestavy, a arkádová tlačítka z ovládacího boxu hry, která budou umístěna umístěním hráče (hráčů).

K vnitřní straně montážní desky byla připevněna 9voltová baterie a její kabelový svazek. Pozitivní strana kabelu bude spojena pomocí vypínače na dřevěném tabuli.

Nakonec byly všechny součásti připojeny podle schématu zapojení zdokonaleného na nastavení lavičky.

Krok 11: Dát to všechno dohromady

Posledním krokem bylo připojení tabule ke stávající golfové hře Executive Par 3 takovým způsobem, aby nepřekážela při hraní hry. Také jakýkoli systém připevnění výsledkové tabule by byl odnímatelný, aby mohl být zabalen a nebránil přenositelnosti hry. Podobně jsem potřeboval vytvořit stojan pro knoflíkovou skříňku, aby neležel na zemi a nebyl umístěn blíže k místům, kam hráči dávali.

Podívejte se prosím na přiložené fotografie. Ke zvýšení pouzdra na tabuli a pouzdro na knoflíky na správnou úroveň byly použity hmoždinky o průměru 7/8”. Tři hmoždinky byly řezány na délku 24 palců. Základna překližky s otvorem 7/8”vyvrtaným uprostřed byla vyrobena tak, aby přijala jedno z hmoždinek. K zadní části plastového pouzdra na knoflíky byl připevněn odpovídající kus borovice. Ve spodní části byl také vyvrtán otvor 7/8”, aby přijal druhý konec hmoždinky. Nyní byl stojan na knoflíky kompletní. Nepoužívá se žádné lepidlo. Stojan je dostatečně pevný, aby jej bylo možné používat při hraní her, ale lze jej snadno rozložit pro přepravu.

Výsledková tabule byla připevněna k sestavě cílové desky pomocí stejného konceptu. Jeden povrch 15 “dlouhého kusu borovicové desky byl nařezán na úhel 60 stupňů, aby odpovídal úhlu 30 stupňů cílové sestavy, když je nastavena ke hře. Tím se horní část desky umístí vodorovně. Byly vyvrtány dva 7/8”otvory 11” od sebe pro uložení 24”dlouhých hmoždinek a poté byl kus přišroubován k zadní části cílové sestavy. Dále byl na dno skříně srovnávací tabulky přišroubován kousek ¾”borovice, která odpovídá otvorům o průměru 7/8” vyvrtaných 11”od sebe. Dva hmoždinky byly umístěny skrz síťovinu mimo hranice a zatlačeny na místo jak na sestavě cílové desky, tak na spodní části skříně s tabuli.

4vodičový kabel s odpovídajícími zástrčkovými konektory byl veden ze zadní části výsledkové tabule do pouzdra na tlačítka. Druhý 6vodičový kabel s odpovídajícími zásuvkami a zástrčkami byl veden ze zadní části cílové sestavy (infračervené senzory) do odpovídajícího umístění na zadní straně tabule. Nyní bylo elektronické nastavení dokončeno pro automatické bodování při hraní buď verze pro jednoho hráče, nebo pro dva hráče Executive Par 3 Golf G ame.

Krok 12: Postscript

Když jsem hru testoval, všiml jsem si, že golfový míček propadlý bodovanou dírou nebyl vždy počítán. Zajímalo mě, jestli IR senzory fungují správně, nebo jestli budu muset nainstalovat více senzorů. Pak mě napadlo, že na krajní pravé a levé straně otvoru o průměru 3 ½”nebyl golfový míček„ viděn “infračervenými senzory umístěnými přímo uprostřed vyhodnocovacího otvoru (infračervený paprsek nebyl být zlomený). Zjistil jsem, že průměr regulačního golfového míčku je 1,68 palce. Z matematického hlediska by polovina otvoru o průměru 3 ½”byla 1,75 palce. Takže si myslím, že je možné, že golfový míček propadne otvorem z krajní levé a pravé strany a nerozbije infračervený paprsek.

Při zpětném pohledu jsem měl vyřezat bodovací otvory na průměr 3 “. Ale pro tuto hru bylo nejjednodušším způsobem, jak to vyřešit, převrátit cílovou desku a nainstalovat přebytečné vinylové hrany podlahy na levou a pravou stranu každé díry. Flexibilní vinyl jsem umístil tak, aby překrýval díru asi o ½”. Když překlopíte cílovou desku zpět, uvidíte, že materiál je pod okrajem jamky a nepřekáží v tom, aby golfový míček volně propadával otvorem.

Tím byl problém vyřešen a hra funguje perfektně. Při hraní této hry v posledních několika týdnech jsem nezaznamenal žádný případ, kdy by golfové míčky nebyly správně započítány do skóre hráče.