Automatické bodování pro hru Skee-Ball: 10 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:20

Domácí hry Skee-Ball mohou být skvělou zábavou pro celou rodinu, ale jejich nevýhodou vždy byl nedostatek automatického bodování. Předtím jsem zkonstruoval stroj Skee-Ball, který rozdělil herní koule do samostatných kanálů na základě bodovacího kruhu, kterým prošly. Tuto konstrukci si vybrali i další. To umožnilo hráči sledovat své herní skóre ručně sečtením koulí v každém kanálu. Bylo by hezké umět počítat skóre Skee-Ball elektronicky, aby se tomuto komplikovanému systému kanálů dalo vyhnout. Také jsem chtěl navrhnout přídržnou komoru pro herní koule. Když je spuštěna nová hra, dveře spadnou dolů a umožní se hrát podle pravidla 9 skeeballů.

Nechtěl jsem, aby tato hra měla velkou stopu, takže mojí původní myšlenkou bylo sestrojit hru, ve které by se hrály golfové míčky. Nelíbil se mi způsob spouštění golfových míčků z herní rampy, a tak jsem přešel na 1-1/2”dřevěné míče, které lze zakoupit u Woodpecker Crafts. Toto je webová adresa:

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

Konečné rozměry hry jsou 17 palců široký a 79 palců dlouhý a 53 palců vysoký v nejvyšším bodě (tabule). V tomto Instructable se budu soustředit na vysvětlení elektronických součástek a kódu potřebného k implementaci automatického bodování na podomácku vyrobeném stroji Skee-Ball. Můj předchozí Instructable s názvem „Another Skee-Ball Machine“poskytuje podrobnější pokyny k technikám zpracování dřeva potřebným k výrobě stroje Skee-Ball.

Zásoby

Samotná hra:

· ½”překližka (sestavy bočnic a cílové desky)

· 2 x 4 borovicové čepy (řezané na menší šířky pro rám rampy)

· ¾”překližka (rampa)

· 1/8”překližka (strany rampy)

· 1 x 4 borovice (strany sestavy terče)

· 2 x 8 rámování stavby (spuštění)

· PVC trubka o průměru 4”(dělící kroužky)

· Sada akrylových barev (tabule)

· 1/8”silné čiré plexisklo (tabule)

· Obtisky s číslicemi (bodovací prsteny)

· Plastový kbelík (velký bodovací prsten)

· 4”vysoký bílý vinylový obklad na okraji (spodní prstenec cílové desky)

· Sportovní síťovina (ochranná klec)

· ¾”dřevěné hmoždinky (ochranná klec

Elektronické komponenty:

· (7) Mikrospínače arkádových mincových dveří s rovným drátem

· Malé strojní šrouby

· ½”x 8 vrutů do dřeva

· (14) 1”kovové pravoúhlé držáky

· Arduino Mega

· Různá LED světla (vestavěné odpory - používané na cílové desce)

· LED světla (pro výsledkovou tabuli)

· 2,3”jednociferný 7segmentový LED (E-Bay)

· 1,2”vysoký, 4místný, 7segmentový LED (Adafruit Industries)

· Různé pájecí desky

· 220 ohmové odpory (pro LED světla a vysoké 7segmentové LED)

· Momentální spínač (resetovací spínač)

· Servomotor (výklopné dveře pro uvolnění herního míčku)

· Různé zapojení a konektory

Krok 1: Sestavení cílové desky

Velikost cílové desky je 16 palců široká a 24 palců dlouhá a je vyrobena z ½”silné překližky. Vyhodnocovací otvory byly vyloženy na překližku a vyřezány pilou na otvory o průměru 4”připojenou k mé vrtačce. Na dělící kroužky jsem použil PVC trubku o průměru 4”. Byly přilepeny na místo stavebním lepidlem, aby byly vycentrovány přes vyřezané otvory.

Větší prstenec, který obklopuje 20-, 30- a 40bodové bodovací prsteny, byl odstřižen z horní části nádoby na prádlo. Bylo také vystředěno a nalepeno na místo. Spodní prstenec byl vyroben z vinylového lemování a byl přilepen k cílové desce poté, co byl bit router”routeru použit k vytvoření kanálu pro jeho přijetí (takže by držel křivku).

Spodní skříň (box) byla postavena tak, aby obsahovala a směřovala hozenou skee kouli k výstupnímu skluzu. Cílová deska i spodní část ohrady byly vyloženy měkkým rohožovým materiálem, aby „zeslabily“odrazy pevných dřevěných kuliček. Toto je podložka na jógu:

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

Jakmile byla sestava cílové desky dokončena, byly navrženy, vystřiženy a připevněny boky a horní část, která obklopuje cílovou sestavu. Cílová sestava byla namontována pod úhlem 45 stupňů.

Krok 2: Cílová elektronika

Arkádový mikrospínač s dlouhým rovným drátem byl použit k detekci kuličkové koule, která klesá skrz bodovací prstenec. Potřeboval jsem najít nějaký způsob, jak připojit mikrospínač na spodní stranu cílové desky. Podomácku vyrobený držák byl navržen a vyroben z 1/8 tlusté sololitové desky a malých pravoúhlých závorek: Viz níže:

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

Přepínač musel být připevněn ke spodní straně každého bodovaného otvoru, aby nepřekážel padající kouli, ale také musel být vycentrován, aby „nepropásl“žádné propadlé koule. Dlouhý drát musel být vytvarován a vycentrován, aby jej míč „zakopl“bez ohledu na to, kde prošel bodovací dírkou.

Také jsem chtěl na cílovou desku přidat světla. Do každého bodovacího otvoru byla namontována malá LED světla, která osvětlovala otvor. Aby toho bylo dosaženo, musela být díra zapuštěna těsně za okrajem rýhované jamky. K vrtání do hloubky 3/8 palce byl použit Forstnerův vrták o průměru 1”. LED diody byly poté zajištěny kabelovou sponou 1/4”. Bodovací otvory byly barevně odlišeny hodnotami hodnocení. 10- a 20bodové skórovací prstence byly osvětleny červeně, 30-, 40- a 50-bodové prstence byly rozsvíceny modře a dva 100bodové skórovací kruhy byly rozsvíceny zeleně. Jak uvidíme později, toto barevné schéma bude odpovídat barvám, které se zobrazují na výsledkové tabuli.

Jakmile byly namontovány všechny spínače a LED světla, musely být zapojeny a připájeny k centralizované perforované desce se standardním konektorem. Drátová připojení by nakonec vedla k namontované výsledkové tabuli. Všechny uvolněné dráty byly připnuty a bezpečně připevněny k vnitřní straně cílové desky, aby nepřekážely herním míčům, když propadly bodovacími kruhy a putovaly k výstupnímu skluzu.

Krok 3: Sestava rampy

Rám rampy byl vyroben ze stavebních čepů, které byly roztrženy na rozměr 1-1/2”x 2”. Rám byl postaven s příčníky asi 16 palců od sebe. Rám byl mírně nakloněn, takže se kulečníkové koule přirozeně, gravitací, valily do jejich přídržné oblasti.

Nedílnou součástí sestavy rampy je skluz a přidržovací oblast skluzu. Odehrané kulečníkové koule se hromadí za mechanismem rozevíracích dveří. Tento mechanismus je řízen mikro servomotorem, který je připojen k mikroprocesoru Arduino a je naprogramován tak, aby při každém stisknutí tlačítka reset spustil a uvolnil 9 herních míčků.

Mikro servomotor byl namontován na rám, takže plastové servo rameno zpevňuje zadní část výklopných dveří. Tyto dveře jsou připevněny k volně pohyblivému závěsu. Jakmile je servo rameno v kódu instruováno, aby se sklopilo o 90 stupňů, sklon kuličkové dráhy a hmotnost dřevěných kuliček způsobí, že dveře spadnou dolů do zarovnaného vybrání. Míče se poté volně přesouvají na otevřenou hrací plochu, kde je lze po jedné získat.

Nezobrazoval jsem mnoho podrobností, ale strany sestavy rampy jsou orámovány a pokryty tenkou překližkou o průměru 1/8 palce, aby poskytly prostor pro volný pohyb herních míčků pod nimi, jak je popsáno v předchozím odstavci. Design simuluje, jak by fungovala skutečná arkádová hra Skee-Ball, jakmile vložíte peníze na spuštění hry.

Sestava rampy byla dokončena frézováním bowlingové dráhy z překližky o velikosti ¾ palce, která se vejde na horní část rámu. Borovice 2 x 4 palce hřeby byly použity k výrobě nohou pro hru, aby se zvedla ze země do správné výšky pro hraní hry. Aby byla hra mobilní, byla k těmto nohám připevněna 2palcová průmyslová kola.

Krok 4: Spusťte Fabrication

Nejprve jsem se pokusil provést nestabilní odpal míče technikou žeber a rámu. Použil jsem tenké překližkové pásy (1/8 palce) přilepené k některým ¾”kusům rámu vyříznutým v obrysu startu. Testoval jsem tento start s dřevěnými koulemi a zjistil, že to moc nefunguje. Necítil se pevně a nespouštěl dřevěné koule podle očekávání. Rozhodl jsem se, že toto spuštění nevyužiji.

Vrátil jsem se k technice konstrukce startu, kterou jsem použil dříve. Start byl vyroben z jednotlivých kusů stavebního řeziva o tloušťce 2 palce, které bylo slepeno dohromady, aby se získala správná šířka startu. Vzor byl vystopován a vyříznut na mé pásové pile. Všechny nedokonalosti byly vyplněny automatickou výplní těla. Křivky byly vybroušeny do konečného tvaru startu. To byl poslední krok k dokončení montáže rampy.

Krok 5: Ochranná obrazovka/klec

Ochranná clona, kterou jsem vyrobil, byla tak trochu dodatečná myšlenka. Myslel jsem, že budu potřebovat nějakou ochranu do sklepa s mými dětmi, které tu hru hrají. Nevyfotil jsem žádné kroky, kterých se to týká. Nemohl jsem najít materiál, se kterým bych mohl úspěšně pracovat (PVC trubka, kovová trubka, potrubí), a tak jsem se rozhodl vyrobit jej ze dřeva. Na jeho výrobu jsem použil ½”silnou překližku a ¾” hmoždinky. Bylo natřeno černou barvou a poté pokryto sítí pro fotbalové sporty. Síťový materiál byl připevněn ke dřevu. Tato ochranná klec byla poté připevněna ke hře.

Krok 6: Nastavení elektronické lavičky

Nastavení elektronické lavičky je uvedeno na následujících fotografiích. Použil jsem 4-řádkový monitor LDC na svém testovacím stolku ke sledování proměnných a ověření, že kód Arduino ovládající srovnávací tabulku funguje správně. Použil jsem to místo sériového monitoru. K napodobení dlouhých drátových arkádových spínačů na mince namontovaných na cílové desce byla použita vytahovací momentální tlačítka. Mám zapojený jeden extra dlouhý drátový arkádový spínač, abych se ujistil, že tlačítka budou fungovat. Testoval jsem také některá LED světla, která budou fungovat na výsledkové tabuli. Červené světlo, které je na této fotografii osvětlené, se rozsvítí, což znamená, že se valí „červený míč“. V normálním Skee-Ball je to devátý nebo poslední hodený míč a stojí za to zdvojnásobit bodové skóre jakéhokoli bodovacího kruhu, kterým prochází. Zelená LED dioda indikuje, že bylo stisknuto tlačítko reset a začíná nová hra. K dispozici bude také LED dioda „Game Over“, která se rozsvítí, jakmile bude vyhozeno všech devět míčků.

V horní části výsledkové tabule bude šest LED diod. Ten, který se rozsvítí v kteroukoli dobu, bude znamenat bodovací prsten, kterým prošel poslední hodený míč. Pamatujte, že barva těchto LED bude barevně odlišena od barevného světla osvětlujícího bodovací prstence.

Nakonec byly 7segmentové LED displeje zapojeny a testovány. Nejprve byla na E-Bay zakoupena velká generická nadměrná (2,3”) jednociferná 7segmentová LED dioda. Jakýkoli nadměrný displej by fungoval. Ten, který jsem použil, byl běžný katodový typ a byl umístěn na malé prkénko, takže 220 ohmové odpory bylo možné připájet na místo pro každý jednotlivý segment LED displeje. Vodič z každého segmentu LED byl zakončen na společném zástrčkovém 7pólovém (2,54 mm) konektoru. Konektor usnadní připojení k desce Arduino Mega. Tento nadrozměrný 7segmentový displej bude umístěn uprostřed výsledkové tabule a bude ukazovat počet míčků hodených ve hře.

Uprostřed výsledkové tabule, nad displejem hodujícími kuličky, je také umístěn 4místný, 7segmentový displej, který sečte skóre při rolování každé koule. Tato 4místná 7segmentová LED dioda pochází od společnosti Adafruit Industries. Říká se mu „1,2“4místný 7segmentový displej s batohem 12C-červený “. ID produktu je 1269. Viz níže:

www.adafruit.com/product/1269

Krása tohoto displeje spočívá v tom, že používá řadič sběrnice I2C na zadní straně desky plošných spojů, takže k ovládání jsou potřeba pouze dva piny. Jedná se o pin SDA (datový řádek) a pin SCL (hodinový řádek). K tomuto displeji budete také potřebovat napájecí a uzemňovací vedení. Ale to jsou jen celkem 4 řádky ve srovnání se 16 řádky potřebnými bez tohoto řadiče sběrnice I2C.

Kód Arduino byl napsán a odladěn. Jakmile bylo zjištěno, že vše funguje na lavičce, bylo na čase navrhnout a sestavit srovnávací tabulku.

Krok 7: Návrh a montáž tabule

Dřevěná ohrada pro tabuli byla vyrobena z ½”překližky. Bude mít stejnou šířku jako zbytek dokončené hry (17”). Bude mít hloubku 7 palců a výšku 9 palců. Na přední stranu této skříně bude vyrobeno vlastní překrytí záhlaví z plexiskla. Hlavní montážní deska pro všechny elektronické součástky byla vyřezána z 1/4”překližky. Bude umístěn hned za překrytím z plexiskla. Světla a 7segmentové displeje budou v souladu s odpovídajícími kresbami na překrytí z plexiskla. Rozměry této montážní desky byly o něco menší než u dřevěného krytu. Montážní deska byla stabilizována základnou překližky ¾”připevněnou ve spodní části. To usnadnilo montáž součástí.

Všechna LED světla byla umístěna na malých perforovaných prkénkách s odpory 220 ohmů připájenými ke kladnému pólu. To usnadnilo připevnění LED diod k montážní desce. Nejprve jsem chtěl uspořádat bodová světla v křivce nebo půlkruhu podél horní části tabule. Ukázalo se však, že je příliš obtížné rovnoměrně rozmístit světla, a tak jsem se rozhodl uspořádat světla bodových hodnot v přímce přes vrchol se zeleně rozsvícenou hvězdou „New Game“uprostřed. Jak již bylo zmíněno dříve, zobrazování bodování a zobrazení počtu míčků byly soustředěny ve střední linii, jako byly původní arkádové hry Skee-Ball. Na levou stranu 7segmentových displejů jsem umístil LED diodu „Game Over“a na pravou stranu LED diodu „Red Ball“. Všechny tyto součásti byly upevněny na montážní desce, jak je vidět na fotografii.

Nyní, když bylo rozvržení tabule dokončeno, bylo nutné navrhnout a natřít překryvnou hlavičku z plexiskla. Část návrhu vycházela z fotografií starých klasických arkádových strojů Skee-Ball. Žluté diagonální šipky byly inspirací pro tyto klasické hry. Byly přidány další ikony, které indikují, co každá svítící LED dioda představuje. Návrh byl namalován na plexisklo pomocí akrylových barev uměleckého typu. Nejsem moc umělec, ale myslím, že to vyšlo dobře. Vystopoval jsem hodně designu na plexiskle, abych mohl správně namalovat design. K dokončení překrytí jsem v určitých oblastech také použil nějaké magické značky a pera.

Krok 8: Dokončení elektroniky

Ze zadní části hry můžete vidět, jak jsem zapojil všechny komponenty dohromady. Posledním krokem bylo zajištění všech komponent ke vstupním a výstupním pinům na Arduino Mega. Tato procesorová deska byla zajištěna na základně montážní desky (pravá strana). Děrovaná deska, která přijímala připojení arkádových mikrospínačů z bodovacích prstenů cílové desky a další připojení, byla také namontována na základnu montážní desky (levá strana). Na samotné montážní desce je také zajištěna děrovaná deska, která distribuuje všechny 5 V DC napájecí a zemní kanály do všech komponent. Toto byla hlavní deska pro distribuci energie. Na Arduino Mega můžete vidět připojení LED světla a připojení 7segmentového displeje k odpovídajícím výstupním pinům. Celá tato sestava montážních desek pro komponenty se vejde přímo do dřevěného boxu hodnotící tabule a sedí za překrytím z plexiskla, kde je zajištěna na svém místě.

Nakonec bylo nutné připojit napájení a distribuci střídavého proudu. K napájení LED světel, která byla zajištěna pod cílovou deskou, byl použit napájecí transformátor s 5voltovým stejnosměrným výstupem. Vyžadovaly konstantní výkon, protože byly vždy zapnuté, když byl zapnutý herní spínač. K napájení desky Arduino Mega byl použit specializovaný 9voltový výstupní DC transformátor. Tyto transformátory byly oba napájeny běžným 110voltovým střídavým napájením. Do tohoto elektrického vedení byl umístěn jednopólový přepínací přepínač střídavého proudu, který zapínal a vypínal hru na levé straně skříně.

Krok 9: Arduino kód

Poslední věcí k diskusi je kód Arduina, který řídí tok hry (výsledková tabule). Soubor kódu Arduino je přiložen. V kódu uvidíte, že musíte zahrnout všechny potřebné knihovny. Pamatujte také, že jsem použil 4řádkový LCD monitor ke kontrole a ladění mého kódu, takže stále uvidíte odkazy na tento kód. Lze to prostě ignorovat.

Nejprve jsou arkádovým mikrospínačům přiřazeny piny 43-53. Resetovací tlačítko je připojeno ke kolíku 9. Dále jsou deklarovány funkce pro zobrazování číslic na velkém jediném 7segmentovém displeji, pro aktualizaci aktualizace skóre hry a zobrazení rolovaných míčků a pro kontrolu, která hodnota světelného skóre se zobrazuje napříč v horní části výsledkové tabulky.

Funkce setup () nejprve spustí servomotor. Dále nastaví režim pinů pro výstup pro všechny LED diody, které jsou na výsledkové tabuli a které tvoří 7segmentový velký displej. Poté je režim pin nastaven na vstup pro všechny arkádové mikrospínače a tlačítko reset. Používá se vnitřní odpor na desce Arduino, takže pro každý přepínač nejsou potřeba samostatné odpory. Nakonec jsou displeje synchronizovány na nulu pro začátek hry.

Kód ve funkci loop () je spuštěn mnohokrát za minutu; jinými slovy, nepřetržitě. V zásadě vše, co dělá, je zkontrolovat, zda a kdy byl aktivován přepínač, a poté spustit odpovídající kód pro tento přepínač. Kód přidá skóre hry, spočítá počet odhozených míčků, aktivuje diodu LED posledního skórujícího míče a poté zobrazí všechny tyto informace na výsledkové tabuli. Existují prohlášení, která je třeba zkontrolovat, když bylo odhozeno 9 míčků a hra skončila, nebo když bylo odhozeno 8 míčků a další hodený míč (červený míč) bude mít dvojnásobek bodů. Nakonec, když stisknete resetovací tlačítko, hra se zastaví, vše se vrátí na nulu (proměnné a displeje) a rameno servomotoru klesne, takže herní koule se uvolní, aby se začalo hrát znovu.

Krok 10: Závěrečné myšlenky

Zdá se, že elektronická srovnávací tabulka funguje tak, jak byla navržena. Pouze ve výjimečných případech nebude kuželka aktivovat dlouhé drátěné rameno mikrospínače, když prochází bodovacím prstenem. Získal jsem kopii instalačního manuálu ke skutečnému automatu Skee-Ball plné velikosti v arkádovém stylu. Ukazuje, že stroj je vyroben s infračervenými (IR) senzory pro detekci herních míčků propadávajících bodovacími kruhy. Pokud bych měl vyrobit další hru Skee-Ball, myslím, že bych k detekci padajících koulí použil senzory IR paprsků. Použil bych produkt od společnosti Adafruit Industries s názvem „IR Break Beam Sensor - 3 mm LED“(ID produktu 2167)

www.adafruit.com/product/2167

Použil jsem je v jiné hře, kterou jsem navrhl a která byla publikována na Instructables s názvem „Electronic Scoring for a Bean Bag Baseball Game“, a fungovaly bezchybně.