Puntuació automàtica per a un joc de pilota petita: 10 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:12

Els jocs de Skee-Ball casolans poden ser molt divertits per a tota la família, però el seu inconvenient sempre ha estat la manca de puntuació automàtica. Anteriorment he construït una màquina Skee-Ball que canalitzava les boles de joc en canals separats en funció de l'anell de puntuació per on passaven. Altres també han escollit aquest disseny constructiu. Això va permetre al jugador fer un seguiment manual de la puntuació del joc sumant les boles de cada canal. Estaria bé poder comptar la vostra puntuació de Skee-Ball electrònicament per evitar aquest elaborat sistema de canals. També volia dissenyar una cambra de subjecció per a les boles de joc. Quan s’iniciï un nou joc, caurà una porta que permet jugar les boles de skee regulades.

No volia que aquest joc tingués una petjada gran, així que la meva idea original era construir un joc que fes servir pilotes de golf. Tot i això, no em va agradar la forma en què es van llançar les pilotes de golf de la rampa del joc, així que vaig canviar a pilotes de fusta d’1-1 / 2”que es poden comprar a Woodpecker Crafts. Aquesta és l'adreça web:

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

Les dimensions finals del joc són 17 polzades d'ample per 79 polzades de llarg per 53 polzades d'alçada en el seu punt més alt (marcador). En aquest instructiu em centraré a explicar els components electrònics i el codi necessaris per implementar la puntuació automàtica en una màquina Skee-Ball feta a casa. El meu anterior instructable titulat "Another Skee-Ball Machine" proporciona instruccions més detallades sobre les tècniques de fusta necessàries per fabricar una màquina Skee-Ball.

Subministraments

Joc en si:

· Fusta contraxapada de ½ (conjunt de taulers laterals i objectiu)

· 2 x 4 tacs de pi (tallats a amplades més petites per al marc de la rampa)

· Fusta contraxapada ramp”(rampa)

· Fusta contraxapada 1/8 (costats de la rampa)

· 1 x 4 pi (costats del conjunt de l'objectiu)

· Enquadrament de construcció 2 x 8 (llançament)

· Tub de PVC de 4 de diàmetre (anells de puntuació)

· Conjunt de pintura acrílica (marcador)

· Plexiglàs clar de 1/8 de gruix (marcador)

· Decals numèrics (anells de puntuació)

· Cubeta de plàstic (anell de puntuació gran)

· Motlle de rajoles de vinil blanc de 4 d'alçada (anell inferior del tauler objectiu)

· Malla esportiva (gàbia protectora)

Tacs de fusta ¾”(gàbia protectora

Components electrònics:

· (7) Microinterruptors portes de monedes Arcade amb filferro recte

· Cargols de màquina petits

· ½ x 8 cargols de fusta

· (14) claudàtors angulars metàl·lics d'1"

· Arduino Mega

· Diversos llums LED (resistències integrades - utilitzades al tauler objectiu)

· Llums LED (per marcador)

· LED de 7 segments de 2 dígits de 2,3 (E-Bay)

· LED de 4 dígits i 7 segments d’1,2 polzades d’alçada (Adafruit Industries)

· Diversos taulers de soldadura

· Resistències de 220 ohms (per a llums LED i LED de 7 segments)

· Commutador momentani (commutador de reinici)

· Servomotor (porta desplegable per alliberar la pilota de joc)

· Misc. cablejat i connectors

Pas 1: objectiu de l'assemblea de la junta

La mida del tauler objectiu fa 16 polzades d'ample per 24 polzades de llarg i està fabricada amb fusta contraxapada de ½ de gruix. Els forats de puntuació es van col·locar sobre la fusta contraxapada i es van tallar amb una serra de 4”de diàmetre connectada a la broca. Vaig utilitzar canonades de PVC de 4 polzades de diàmetre per als anells de puntuació. Es van enganxar al seu lloc amb cola de construcció per centrar-se sobre els forats tallats.

L'anell més gran que envolta els anells de puntuació de 20, 30 i 40 punts es va tallar des de la part superior d'un cub de roba. També estava centrat i enganxat al seu lloc. L'anell inferior es feia a partir de vores de vinil i s'enganxava a la placa de destinació després que s'utilitzés un bit de router de ¼ per formar un canal per acceptar-lo (així mantindria la corba).

Es va construir un recinte inferior (caixa) per contenir i canalitzar la bola de skee llançada al canal de sortida. Tant el tauler objectiu com la part inferior del recinte estaven folrades amb un material tou esterillat per "amortir" el rebot de les boles massives de fusta. Aquesta és la catifa de ioga que s’utilitza:

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

Un cop finalitzat el conjunt de la placa de destinació, es van dissenyar, retallar i fixar els costats i la part superior que envolten el conjunt de destinació. El conjunt objectiu es va muntar amb un angle de 45 graus.

Pas 2: Target Electronics Electronics

Es va utilitzar un microinterruptor arcade amb un llarg fil recte per detectar la bola de skee quan cau a través d’un anell de puntuació. Necessitava trobar alguna manera d’enganxar el microinterruptor a la part inferior del tauler de destinació. Es va dissenyar i fabricar un suport casolà fabricat amb taulers durs de 1/8 de gruix i petits suports d'angle recte: vegeu a continuació:

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

L'interruptor s'havia de fixar a la part inferior de cada forat de puntuació per no interferir amb la caiguda d'una pilota, però també s'havia de centrar per no perdre cap bola. El fil llarg s’havia de formar i centrar de manera que la pilota “l’encallés” sense importar on passés pel forat de puntuació.

També volia afegir llums al tauler objectiu. Es van muntar petites llums LED per entendre cada forat de puntuació per il·luminar l'obertura. Per aconseguir-ho, s'havia de fer un forat just fora de la vora del forat de puntuació. Es va utilitzar una broca Forstner d'1 "de diàmetre per perforar a una profunditat de 3/8 polzades. A continuació, es van fixar els LED amb un clip de cable de 1/4 ". Els forats de puntuació es van codificar per colors mitjançant valors de puntuació. Els anells de puntuació de 10 i 20 punts estaven il·luminats en vermell, els anells de puntuació de 30, 40 i 50 punts estaven il·luminats en blau i els dos anells de puntuació de 100 punts estaven il·luminats en verd. Com veurem més endavant, aquest esquema de colors coincidirà amb els colors que es mostren al marcador.

Un cop muntats tots els interruptors i llums LED, calia connectar-los i soldar-los a una placa d’hòsties perforades centralitzada amb un connector estàndard. Les connexions per cable acabarien executant-se fins al marcador muntat. Tots els cables solts es van fixar i es van fixar de forma segura contra l’interior del tauler objectiu per no interferir amb les boles de joc a mesura que van caure a través dels anells de puntuació i van viatjar fins al canal de sortida.

Pas 3: Muntatge de la rampa

El marc de la rampa es va fabricar a partir de tacs de construcció que es van arrencar a una dimensió de 1-1 / 2 "x 2". El marc es va construir amb travessers separats a uns 16 polzades. El marc tenia una lleugera inclinació, de manera que les boles de skee rodarien de forma natural, per gravetat, fins a la seva àrea de subjecció.

El canal de retorn de la bola i l'àrea de subjecció són integrants del conjunt de la rampa. Les boles de skee jugades s’acumularan darrere d’un mecanisme de porta desplegable. Aquest mecanisme està controlat per un micro servomotor que es connecta al microprocessador Arduino i està programat per deixar anar i alliberar les 9 boles de joc sempre que es prem el botó de reinici.

El micro servomotor es va muntar al marc de manera que el braç del servomotor de plàstic reforça la part posterior de la porta desplegable. Aquesta porta s’uneix a una frontissa que es pot moure lliurement. Un cop s’instrueix el braç servo, en codi, per baixar de 90 graus, la inclinació de la pista de boles i el pes de les boles de fusta fan que la porta caigui cap a un buit a ras. Les pilotes es mouen lliurement a la zona de joc de la badia oberta, on es poden recuperar una per una.

No vaig mostrar molts detalls, però els laterals del conjunt de la rampa estan emmarcats i coberts amb contraxapada fina de 1/8 de polzada per donar lloc al lliure moviment de les boles de joc per sota, tal com es descriu al paràgraf anterior. El disseny simula com funcionaria un joc real de Skee-Ball de mida arcade un cop es posessin diners per començar el joc.

El muntatge de la rampa es va completar fresant un carril de bitlles de fusta contraxapada de qualitat de gabinet de ¾ polzades per adaptar-se a la part superior del marc. Els tacs de pi de 2 x 4 polzades es van utilitzar per fabricar potes per al joc i aixecar-la del terra a l’alçada adequada per jugar. Per fer el joc mòbil, es van unir rodes industrials de 2 polzades a aquestes potes.

Pas 4: llançament de la fabricació

Primer vaig intentar fer un llançament de pilota no sòlid mitjançant una tècnica de costella i bastidor. He utilitzat tires fines de fusta contraxapada (1/8 de polzada) enganxades a algunes peces del marc de ¾”tallades al contorn del llançament. Vaig provar aquest llançament amb les boles de fusta i vaig trobar que no funcionava molt bé. No se sentia sòlid i no llançava les boles de fusta com s’esperava. Vaig decidir no utilitzar aquest llançament.

Vaig tornar a la tècnica de construcció del llançament que he utilitzat anteriorment. El llançament es va fer amb peces individuals de fusta de construcció de 2 polzades de gruix que es van enganxar per obtenir l’amplada correcta del llançament. El patró es va traçar i es va retallar a la serra de cinta. Totes les imperfeccions es van omplir amb un material de farciment automàtic. Les corbes van ser polides fins a la forma final del llançament. Aquest va ser el darrer pas per completar el conjunt de la rampa.

Pas 5: pantalla / gàbia de protecció

La pantalla protectora que vaig fabricar va ser una mena de pensament posterior. Vaig pensar que necessitaria una mica de protecció per al soterrani amb els meus fills petits jugant al joc. No vaig fer cap foto dels passos implicats. No vaig poder trobar un material amb què pogués treballar amb èxit (canonada de PVC, canonada de metall, conducte), així que vaig decidir fabricar-lo amb fusta. Vaig utilitzar fusta contraxapada de ½ "de gruix i tacs de ¾" per fer-la. Es va pintar de negre i després es va cobrir amb una xarxa tipus esportiu de futbol. El material net es va grapar a la fusta. Aquesta gàbia protectora es va fixar al joc.

Pas 6: Configuració electrònica del banc

La configuració electrònica del banc de rastre es mostra a les següents fotos. He utilitzat un monitor LDC de 4 línies al banc de proves per fer un seguiment de les variables i verificar que el codi Arduino que controla el marcador funciona correctament. Ho he fet servir en lloc del monitor sèrie. Els botons momentanis de desplegament es van utilitzar per imitar els interruptors arcade de la porta de la moneda de fil llarg muntats al tauler de destinació. Tinc un interruptor arcade de cable extra llarg connectat només per assegurar-me que els botons funcionaran. També he provat algunes de les llums LED que funcionaran al marcador. La llum vermella que s’il·lumina en aquesta foto s’encendrà per indicar que s’està rodant la “bola vermella”. En Skee-Ball normal, aquesta és la novena o última pilota llançada i val la pena doblar la puntuació de qualsevol anell de puntuació per on passi. Hi haurà un LED verd que indica que s’ha premut el botó de reinici i s’inicia un joc nou. També hi haurà un LED "Game Over" que s'encendrà un cop s'hagin llançat les nou boles.

Hi haurà sis LEDs a la part superior del marcador. El que s’il·lumini en qualsevol moment indicarà l’anell de puntuació que ha passat la darrera bola llançada. Recordeu que el color d'aquests LEDs estarà codificat per colors a la llum de color que il·lumina els anells de puntuació.

Finalment, es van connectar i provar les pantalles LED de 7 segments. Primer, es va comprar un gran LED genèric de grans dimensions (2,3”) de 7 dígits d’un sol dígit a E-Bay. Qualsevol pantalla de grans dimensions funcionaria. El que vaig fer servir era un tipus de càtode comú i es col·locava en una petita placa de manera que les resistències de 220 ohms es poguessin soldar al lloc per a cada segment LED individual de la pantalla. Es va acabar un cable de cada segment de LED en un connector masculí comú de 7 pins (2,54 mm). El connector facilitarà la connexió a la placa Arduino Mega. Aquesta pantalla de 7 segments de grans dimensions es muntarà al centre del marcador i mostrarà el nombre de boles llançades al joc.

També es munta al centre del marcador, a sobre de la pantalla rodada de boles, una pantalla de 4 dígits i 7 segments que sumarà la puntuació a mesura que es llança cada bola. Aquest LED de 4 dígits i 7 segments prové d’Adafruit Industries. Es diu "1.2" 4 dígits amb 7 segments de pantalla amb motxilla 12C - vermell ". La identificació del producte és 1269. Vegeu a continuació:

www.adafruit.com/product/1269

La bellesa d'aquesta pantalla és que utilitza un controlador de bus I2C a la part posterior del PCB, de manera que només es necessiten dos pins per controlar-la. Es tracta del pin SDA (línia de dades) i el pin SCL (línia de rellotge). També necessitareu una línia elèctrica i de terra per a aquesta pantalla. Però això és només un total de 4 línies en comparació amb les 16 línies necessàries sense aquest controlador de bus I2C.

El codi Arduino s'ha escrit i depurat. Un cop es va comprovar que tot funcionava a la banqueta, va ser el moment de dissenyar i construir el marcador.

Pas 7: disseny i muntatge del marcador

El tancament de fusta per al marcador estava fet de fusta contraxapada acabada de ½”. Tindrà la mateixa amplada que la resta del joc acabat (17”). Tindrà una profunditat de 7”i una alçada de 9”. Es fabricarà una capçalera de plexiglàs pintada a mida per adaptar-se a la part frontal d’aquest recinte. La placa principal de muntatge per a tots els components electrònics es va tallar de fusta contraxapada d’1 / 4”. Es col·locarà just darrere de la capa de plexiglàs. Els llums i les pantalles de 7 segments s’alinearan amb la il·lustració corresponent a la superposició de plexiglàs. La dimensió d’aquest tauler de muntatge es va tallar lleugerament inferior a la del recinte de fusta. El tauler de muntatge es va estabilitzar amb una base de fusta contraxapada de ¾”connectada a la part inferior. Això va facilitar el muntatge dels components.

Totes les llums LED es van col·locar en petites taules perforades amb resistències de 220 ohm soldades al terminal positiu. Això va facilitar la fixació dels LEDs al tauler de muntatge. Al principi, anava a disposar els llums de valor puntual en una corba o semicercle al llarg de la part superior del marcador. Tot i així, va resultar massa difícil espaiar uniformement les llums, així que vaig decidir disposar les llums de valor puntual en línia recta a la part superior amb l’estrella il·luminada de color verd “Nou joc” al centre. Com es va esmentar abans, la visualització de puntuació i la visualització del recompte de pilotes es van centrar a la línia mitjana tal com eren els jocs arcade Skee-Ball originals. Al costat esquerre de les pantalles de 7 segments he col·locat la llum LED "Game Over" i al costat dret he col·locat la llum LED "Red Ball". Tots aquests components estaven fixats al tauler de muntatge tal com es veu a la foto.

Ara que es va acabar de dissenyar el marcador, es va haver de dissenyar i pintar la capçalera de la superposició de plexiglàs perquè coincidís. Part del disseny es basava en fotografies de velles màquines clàssiques Skee-Ball. Les fletxes diagonals grogues van ser una inspiració d’aquests jocs clàssics. Es van afegir altres icones per indicar el que representava cada LED il·luminat. El disseny es va pintar al plexiglàs mitjançant pintures acríliques de tipus artista. No sóc molt artista, però crec que va sortir bé. Havia traçat molt del disseny del plexiglàs per poder pintar-lo correctament. També he utilitzat alguns retoladors màgics i bolígrafs per pintar, en determinades zones, per acabar la superposició.

Pas 8: Acabar l'electrònica

Des de la part posterior del joc es pot veure com he connectat tots els components junts. L’últim pas va ser assegurar tots els components als pins d’entrada i sortida de l’Arduino Mega. Aquesta placa de processador estava fixada a la base de la placa de muntatge (costat dret). La placa perforada que acceptava les connexions de microinterruptors arcade dels anells de puntuació de la placa de destinació i altres connexions també es va muntar a la base del tauler de muntatge (costat esquerre). També hi ha una placa perforada fixada a la mateixa placa de muntatge que distribueix tota la potència de 5 VDC i les alimentacions de terra a tots els components. Aquest va ser el principal tauler de distribució d'energia. Podeu veure les connexions de llum LED i les connexions de visualització de 7 segments que van als seus pins de sortida corresponents a l’Arduino Mega. Tot aquest conjunt de taulers de muntatge de components s’adapta just a la caixa de tancament de fusta del marcador i es troba darrere de la capa de plexiglàs on està fixat al seu lloc.

Finalment, calia connectar l’alimentació i distribució d’alimentació de corrent altern. Es va utilitzar un transformador de potència amb sortida de 5 volts de CC per alimentar els llums LED que estaven assegurats sota la placa objectiu. Necessitaven una alimentació constant perquè sempre estaven activats quan l’interruptor del joc estava activat. Es va utilitzar un transformador de sortida de 9 volts DC especialitzat per alimentar la placa Arduino Mega. Aquests transformadors eren alimentats per una línia elèctrica de CA de 110 volts. En aquesta línia elèctrica es va col·locar un interruptor alternatiu monopolar de CA i es va muntar al costat esquerre del gabinet per activar i desactivar el joc.

Pas 9: Codi Arduino

L'últim que cal comentar és el codi Arduino que controla el flux del joc (marcador). S'adjunta el fitxer de codi Arduino. Al codi veureu que heu d'incloure totes les biblioteques necessàries. Recordeu també que he utilitzat un monitor LCD de 4 línies per comprovar i depurar el meu codi, de manera que encara veureu referències a aquest codi. Simplement es pot ignorar.

En primer lloc, els microinterruptors arcade tenen assignats els pins 43-53. El botó de restabliment s’adjunta al pin 9. A continuació, es declaren les funcions per mostrar dígits a la pantalla gran de 7 segments, per controlar l’actualització de la pantalla de puntuació del joc i de boles llançades i per controlar quin valor de llum de puntuació es mostra a la a la part superior del marcador.

La funció setup () inicia primer el servomotor. A continuació, estableix el mode de pin per a la sortida de tots els LED que hi ha al marcador i que formen la pantalla gran de 7 segments. A continuació, el mode pin es configura com a entrada per a tots els microinterruptors arcade i el botó de reinici. La resistència interna de la placa Arduino s’utilitza de manera que no calen resistències separades per a cada commutador. Finalment, les pantalles es sincronitzen a zero durant l’inici del joc.

El codi de la funció loop () s’executa milers de vegades per minut; en altres paraules, contínuament. Bàsicament, tot el que fa és comprovar si i quan s’ha activat un commutador i després executa el codi corresponent per a aquest commutador. El codi afegirà la puntuació del joc, comptarà el nombre de boles llançades, activarà l'últim LED de bola puntuable i mostrarà tota aquesta informació al marcador. Hi ha declaracions per comprovar quan s'han llançat 9 boles i s'ha acabat el joc o quan s'han llançat 8 boles i la següent bola (Bola vermella) valdrà el doble de punts. Finalment, si es prem el botó de reinici, el joc s’atura, tot es torna a posar a zero (variables i visualitzacions) i el braç del servomotor cau, de manera que les boles del joc es deixen anar per començar a jugar una vegada més.

Pas 10: Pensaments finals

Sembla que el marcador electrònic funciona tal com s’ha dissenyat. Només en rares ocasions, una bola de skee no activarà el llarg braç de fil del microinterruptor quan cau a través de l'anell de puntuació. Vaig obtenir una còpia d’un manual de configuració per a una màquina Skee-Ball d’estil arcade de mida completa. Mostra que la màquina està fabricada amb sensors d’infrarojos (IR) per detectar les boles de joc que cauen pels anells de puntuació. Si fabriqués un altre joc de Skee-Ball, crec que faria servir sensors de llum de ruptura IR per detectar les boles que cauen. Utilitzaria un producte d'Adafruit Industries anomenat "Sensor de llum de trencament IR - LED de 3 mm" (identificador de producte 2167)

www.adafruit.com/product/2167

Els vaig fer servir en un altre joc que vaig dissenyar que es va publicar a Instructables titulat "Puntuació electrònica per a un joc de beisbol de bean bag" i van funcionar impecablement.