Automātiska punktu skaitīšana nelielai Skee-Ball spēlei: 10 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:53

Pašmāju Skee-Ball spēles var sagādāt lielu prieku visai ģimenei, taču to trūkums vienmēr ir bijis automātiskās punktu skaitīšanas trūkums. Iepriekš esmu izveidojis Skee-Ball mašīnu, kas spēles bumbiņas sadalīja atsevišķos kanālos, pamatojoties uz punktu gredzenu, kuram tās gāja cauri. Arī citi ir izvēlējušies šo būvprojektu. Tas ļāva spēlētājam manuāli izsekot spēles rezultātam, saskaitot bumbiņas katrā kanālā. Būtu jauki, ja varētu elektroniski saskaitīt savu Skee-Ball rezultātu, lai varētu izvairīties no šīs sarežģītās kanālu sistēmas. Es arī gribēju izveidot spēļu bumbu turēšanas kameru. Kad tiek sākta jauna spēle, atveras durvis, kas ļauj spēlēt 9 spēles bumbiņas.

Es negribēju, lai šai spēlei būtu liels nospiedums, tāpēc mana sākotnējā ideja bija izveidot spēli, kuras spēlēšanai izmantotas golfa bumbiņas. Tomēr man nepatika, kā no spēles rampas tika palaistas golfa bumbiņas, tāpēc es pārgāju uz 1-1/2”koka bumbiņām, kuras var iegādāties no Woodpecker Crafts. Šī ir tīmekļa adrese:

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

Spēles galīgie izmēri ir 17 collas plati, 79 collas gari un 53 collas augsti augstākajā punktā (rezultātu tablo). Šajā pamācībā es koncentrēšos uz elektronisko komponentu un koda izskaidrošanu, kas nepieciešami, lai ieviestu automātisku vērtēšanu mājās gatavotā Skee-Ball mašīnā. Mana iepriekšējā pamācība ar nosaukumu “Cita Skee-Ball Machine” sniedz detalizētākus norādījumus par kokapstrādes metodēm, kas nepieciešamas Skee-Ball mašīnas izgatavošanai.

Piegādes

Spēle pati:

· ½ collu saplāksnis (sānu un mērķa dēļa montāža)

· 2 x 4 priežu radzes (samazinātas platumā rampas rāmim)

· ¾ collu saplāksnis (rampa)

· 1/8 collu saplāksnis (rampas malas)

· 1 x 4 priede (mērķa komplekta malas)

· 2 x 8 konstrukcijas rāmji (palaišana)

· 4”diametra PVC caurule (vērtēšanas gredzeni)

· Akrila krāsu komplekts (rezultātu tablo)

· 1/8 collu biezs caurspīdīgs plexiglass (rezultātu tablo)

· Ciparu uzlīmes (vērtēšanas gredzeni)

· Plastmasas kausa virsma (liels vērtēšanas gredzens)

· 4 collu augsta baltu vinila flīžu malu veidne (mērķa dēļa apakšējais gredzens)

· Sporta tīkls (aizsargbūris)

· ¾”koka dībeļi (aizsargbūris

Elektroniskās sastāvdaļas:

· (7) Arkādes monētu durvju mikroslēdži ar taisnu stiepli

· Mazas mašīnas skrūves

· ½”x 8 koka skrūves

· (14) 1”metāla taisna leņķa kronšteini

· Arduino Mega

· Dažādas LED gaismas (iebūvēti rezistori - tiek izmantoti mērķa dēļā)

· LED gaismas (rezultātu tablo)

· 2,3 collu viencipara 7 segmentu LED (E-Bay)

· 1,2 collu garš, 4 ciparu, 7 segmentu LED (Adafruit Industries)

· Dažādi lodēšanas dēļi

· 220 omu rezistori (LED gaismām un augstiem 7 segmentu LED)

· Momentārais slēdzis (atiestatīšanas slēdzis)

· Servomotors (nolaižamās durvis spēles bumbas atlaišanai)

· Dažādi elektroinstalācija un savienotāji

1. solis: mērķa padomes montāža

Mērķa dēļa izmērs ir 16 collas plats un 24 collas garš un izgatavots no ½ collu bieza saplākšņa. Vērtēšanas caurumi tika izklāti uz saplākšņa un sagriezti ar 4 collu diametra caurumu zāģi, kas savienots ar manu urbi. Vērtēšanas gredzeniem es izmantoju 4”diametra PVC cauruli. Tie tika pielīmēti ar celtniecības līmi, lai tie būtu centrēti virs izgrieztajiem caurumiem.

Lielāks gredzens, kas ieskauj 20, 30 un 40 punktu vērtēšanas gredzenus, tika izgriezts no veļas tvertnes augšdaļas. Tas bija arī centrēts un pielīmēts vietā. Apakšējais gredzens tika izgatavots no vinila apmales un tika pielīmēts mērķa plāksnei pēc tam, kad tika izmantots ¼”maršrutētāja uzgalis, lai izveidotu kanālu tā pieņemšanai (tātad turētu līkni).

Tika uzbūvēts apakšējais korpuss (kaste), lai turētu un novirzītu izmesto bumbiņu uz izejas tekni. Gan mērķa dēlis, gan korpusa apakšdaļa bija izklāta ar mīkstu paklāja materiālu, lai “nomāktu” cieto koka bumbiņu atsitienu. Šis tiek izmantots jogas paklājiņš:

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

Kad mērķa dēļa montāža bija pabeigta, tika projektētas, izgrieztas un piestiprinātas sānu malas un augšdaļa, kas ieskauj mērķa komplektu. Mērķa mezgls tika uzstādīts 45 grādu leņķī.

2. darbība. Mērķa dēļa elektronika

Lai atklātu skee bumbu, kad tā nokrīt caur punktu gredzenu, tika izmantots arkādes mikroslēdzis ar garu taisnu vadu. Man vajadzēja atrast veidu, kā pieslēgt mikroslēdzi mērķa dēļa apakšpusē. Pašmāju kronšteins tika izstrādāts un izgatavots, izmantojot 1/8 collu biezu kokšķiedru plātni un mazas taisnleņķa kronšteinus: skatīt zemāk:

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

Slēdzis bija jāpiestiprina pie katra cauruma apakšpuses, lai netraucētu krītošajai bumbiņai, bet tam arī jābūt centrētam, lai tas „nepalaistu garām” nevienu bumbiņu, kas izkrīt. Garā stieple bija jāveido un jācentrē tā, lai bumba to “pakluptu” neatkarīgi no tā, kur tā izgāja cauri vērtēšanas caurumam.

Es arī gribēju mērķa dēlim pievienot gaismas. Katra vērtēšanas cauruma izpratnei tika uzstādīti mazi LED lukturi, lai apgaismotu atveri. Lai to paveiktu, caurums bija jānogremdē tieši ārpus vērtēšanas atveres malas. Lai urbtu 3/8 collu dziļumā, tika izmantots 1”diametra Forstnera urbis. Pēc tam gaismas diodes tika nostiprinātas ar 1/4 collu kabeļa skavu. Vērtēšanas caurumi tika krāsoti ar vērtēšanas vērtībām. 10 un 20 punktu vērtēšanas gredzeni tika izgaismoti sarkanā krāsā, 30, 40 un 50 punktu vērtēšanas gredzeni tika izgaismoti zilā krāsā, un divi 100 punktu gredzeni tika izgaismoti zaļā krāsā. Kā redzēsim vēlāk, šī krāsu shēma atbildīs krāsām, kas tiek parādītas rezultātu tablo.

Kad visi slēdži un LED gaismas bija uzstādītas, tie bija jāpievieno vadiem un jāpielodē pie centralizētas perforētas vafeļu plāksnes ar standarta savienotāju. Vadu savienojumi galu galā varētu nokļūt uz uzstādītā rezultātu tablo. Visi vaļīgie vadi tika piestiprināti un droši piestiprināti pret mērķa dēļa iekšpusi, lai netraucētu spēles bumbiņām, kad tās izkrita caur punktu gredzeniem un devās uz izejas tekni.

3. solis: rampas montāža

Rampas rāmis tika izgatavots no celtniecības tapām, kas tika izvilktas līdz 1-1/2”x 2” izmēram. Rāmis tika uzbūvēts ar šķērsstieņiem apmēram 16 collu attālumā viens no otra. Rāmim bija neliels slīpums, lai bumbiņas ar bumbu dabiski, gravitācijas ceļā, ripotu līdz to turēšanas vietai.

Rampas mezgla neatņemama sastāvdaļa ir lodīšu atgriešanas tekne un turēšanas zona. Izspēlētās bumbiņas sakrājas aiz nolaižamā durvju mehānisma. Šo mehānismu kontrolē mikro servomotors, kas ir pievienots Arduino mikroprocesoram un ir ieprogrammēts nolaist un atbrīvot 9 spēļu bumbiņas ikreiz, kad tiek nospiesta atiestatīšanas poga.

Mikroservo motors tika uzstādīts pie rāmja, tāpēc plastmasas servo rokturis nostiprina nolaižamo durvju aizmuguri. Šīs durvis ir piestiprinātas pie brīvi pārvietojamas eņģes. Tiklīdz servo rokai ar kodu ir uzdots pagriezties uz leju par 90 grādiem, lodīšu slīpuma slīpums un koka bumbiņu svars liek durvīm nokrist flush padziļinājumā. Pēc tam bumbiņas brīvi pārvietojas uz atklātā līča spēļu zonu, kur tās var paņemt pa vienai.

Es neparādīju daudz detaļu, bet rampas mezgla malas ir ierāmētas un pārklātas ar plānu 1/8 collu saplāksni, lai dotu vietu brīvai spēļu bumbiņu kustībai zemāk, kā aprakstīts iepriekšējā punktā. Dizains simulē to, kā darbotos īsta arkādes lieluma Skee-Ball spēle, tiklīdz esat ielicis naudu spēles sākšanai.

Uzbrauktuves montāža tika pabeigta, frēzējot ¾ collu skapja šķīvja boulinga celiņu, lai tas ietilptu rāmja augšpusē. Spēles kāju izgatavošanai tika izmantotas priedes 2 x 4 collu kniedes, lai tās paceltu no zemes līdz atbilstošam spēles augstumam. Lai spēle būtu mobila, šīm kājām tika piestiprināti 2 collu industriālie riteņi.

4. solis: palaidiet izgatavošanu

Vispirms es mēģināju veikt nestabilu bumbas palaišanu, izmantojot ribu un rāmja tehniku. Es izmantoju plānas saplākšņa sloksnes (1/8 collas), kas pielīmētas pie dažiem ¾”rāmja gabaliem, kas sagriezti palaišanas kontūrā. Es pārbaudīju šo palaišanu ar koka bumbiņām un atklāju, ka tas nedarbojas ļoti labi. Tas nejutās stabils un nepalaida koka bumbiņas, kā cerēts. Es nolēmu neizmantot šo palaišanu.

Es atgriezos pie palaišanas konstrukcijas paņēmiena, ko esmu izmantojis iepriekš. Palaišana tika izgatavota no atsevišķiem 2 collu biezas celtniecības zāģmateriāla gabaliem, kas tika salīmēti kopā, lai iegūtu pareizu palaišanas platumu. Modelis tika izsekots un izgriezts uz mana lentzāģa. Visas nepilnības tika aizpildītas ar automātisko virsbūves pildvielu. Līknes tika noslīpētas līdz palaišanas galīgajai formai. Tas bija pēdējais solis rampas montāžas pabeigšanā.

5. solis: aizsargājošs ekrāns/būris

Aizsargstikls, ko es izgatavoju, bija sava veida pārdomas. Es domāju, ka man būs nepieciešama pagraba aizsardzība ar saviem mazbērniem, kuri spēlē spēli. Es neuzņēmu nevienu fotoattēlu par veiktajiem soļiem. Es nevarēju atrast materiālu, ar kuru varētu veiksmīgi strādāt (PVC caurule, metāla caurule, cauruļvads), tāpēc nolēmu to izgatavot no koka. Tā pagatavošanai es izmantoju ½”biezu saplāksni un ¾” dībeļus. Tas tika nokrāsots melnā krāsā un pēc tam pārklāts ar futbola sporta veida tīklu. Tīkla materiāls tika piestiprināts pie koka. Pēc tam šis aizsargbūris tika piestiprināts pie spēles.

6. darbība. Elektroniskā stenda iestatīšana

Tālāk redzamajos fotoattēlos ir parādīta elektroniskā taku uzstādīšana. Es savā testa stendā izmantoju 4 rindu LDC monitoru, lai izsekotu mainīgos un pārbaudītu, vai rezultātu tablo kontrolējošais Arduino kods darbojas pareizi. Es to izmantoju sērijveida monitora vietā. Mirkļa pacelšanas pogas tika izmantotas, lai atdarinātu mērķa plāksnē uzstādītos monētu durvju arkādes slēdžus. Man ir pievienots viens īpaši garš vadu arkādes slēdzis, lai pārliecinātos, ka pogas darbosies. Es arī pārbaudīju dažas LED gaismas, kas darbosies rezultātu tabulā. Sarkanā gaisma, kas iedegas šajā fotoattēlā, iedegsies, norādot, ka “sarkanā bumba” tiek ripināta. Parastā Skee-Ball bumbiņā šī ir devītā vai pēdējā ripinātā bumba, un tā ir divreiz lielāka par punktu gūšanas punktu neatkarīgi no gūšanas gredzena. Būs zaļa gaismas diode, kas norāda, ka atiestatīšanas poga ir nospiesta un sākas jauna spēle. Būs arī “Game Over” gaismas diode, kas iedegsies, kad būs sarullētas visas deviņas bumbiņas.

Rezultātu tablo augšpusē būs sešas gaismas diodes. Tas, kurš tiek izgaismots jebkurā laikā, norāda uz gredzenu, kuram gājusi cauri pēdējā ripinātā bumba. Atcerieties, ka šo gaismas diožu krāsa tiks kodēta ar krāsu gaismu, kas izgaismo vērtēšanas gredzenus.

Visbeidzot, tika pievienoti un pārbaudīti 7 segmentu LED displeji. Pirmkārt, E-Bay tika iegādāts liels vispārējs negabarīta (2,3 collu) viencipara 7 segmentu LED. Jebkurš liela izmēra displejs darbotos. Es izmantoju parasto katoda tipu, un tas tika novietots uz nelielas maizes dēļa, lai 220 omu rezistorus varētu pielodēt katram atsevišķam displeja LED segmentam. Vads no katra LED segmenta tika pārtraukts uz kopēja vīriešu 7 kontaktu (2,54 mm) savienotāja. Savienotājs atvieglos savienojumu ar Arduino Mega plati. Šis negabarīta 7 segmentu displejs tiks uzstādīts rezultātu tablo vidū un parādīs spēlē izmesto bumbiņu skaitu.

Arī rezultātu tablo vidū virs lodīšu rullīša displeja ir uzstādīts četrciparu, 7 segmentu displejs, kas saskaitīs punktu skaitu, ritinot katru bumbiņu. Šī četrciparu, 7 segmentu gaismas diode ir no Adafruit Industries. To sauc par “1,2” 4 ciparu 7 segmentu displeju ar 12C mugursomu-sarkanu”. Produkta ID ir 1269. Skatīt tālāk:

www.adafruit.com/product/1269

Šī displeja skaistums ir tāds, ka tas izmanto I2C kopnes kontrolieri PCB aizmugurē, tāpēc tā kontrolei ir vajadzīgas tikai divas tapas. Tie ir SDA (datu līnijas) tapa un SCL (pulksteņa līnijas) tapa. Šim displejam būs nepieciešama arī strāvas padeve un zemējuma līnija. Bet tas ir tikai 4 līnijas, salīdzinot ar 16 līnijām, kas nepieciešamas bez šī I2C kopnes kontroliera.

Arduino kods tika uzrakstīts un atkļūdots. Kad tika konstatēts, ka viss darbojas uz stenda, bija pienācis laiks izstrādāt un izveidot rezultātu tabulu.

7. solis: rezultātu tablo dizains un montāža

Rezultātu tabulas koka korpuss tika izgatavots no ½”finiera. Tas būs tādā pašā platumā kā pārējā pabeigtā spēle (17”). Tā dziļums būs 7 collas un augstums 9 collas. Pielāgota krāsota Plexiglas galvenes pārklājums tiks izgatavots tā, lai tas ietilptu šī korpusa priekšpusē. Visu elektronisko komponentu galvenā montāžas plāksne tika izgriezta no 1/4 collu saplākšņa. Tas tiks novietots tieši aiz plexiglas pārklājuma. Gaismas un 7 segmentu displeji sakrīt ar atbilstošajiem plexiglas pārklājuma mākslas darbiem. Šīs montāžas plāksnes izmēri tika sagriezti nedaudz mazāk nekā koka korpuss. Montāžas dēlis tika stabilizēts ar ¾”saplākšņa pamatni, kas piestiprināta apakšā. Tas atviegloja sastāvdaļu uzstādīšanu.

Visas gaismas diodes tika novietotas uz mazām perforētām maizes plāksnēm ar 220 omu rezistoriem, kas pielodēti pie pozitīvās spailes. Tas atviegloja LED piestiprināšanu pie montāžas dēļa. Sākumā es gatavojos sakārtot punktu vērtības gaismas līknē vai puslokā gar rezultātu tablo. Tomēr izrādījās pārāk grūti vienmērīgi izvietot gaismas, tāpēc es nolēmu sakārtot punktu vērtības gaismas taisnā līnijā pāri augšējai daļai ar zaļo iedegto zvaigzni vidū. Kā minēts iepriekš, punktu skaitīšanas displejs un bumbiņu skaita displejs tika centrēts viduslīnijā, tāpat kā sākotnējās Skee-Ball arkādes spēles. 7 segmentu displeju kreisajā pusē es ievietoju LED spēli “Game Over”, bet labajā pusē-“Red Ball” LED gaismu. Visas šīs sastāvdaļas tika nostiprinātas uz montāžas dēļa, kā redzams fotoattēlā.

Tagad, kad rezultātu tabulas izkārtojums tika pabeigts, Plexiglas pārklājuma galvene bija jāprojektē un jākrāso atbilstoši. Daļa dizaina bija balstīta uz veco klasisko arkādes Skee-Ball mašīnu fotogrāfijām. Dzeltenās diagonālās bultiņas bija iedvesma no šīm klasiskajām spēlēm. Tika pievienotas citas ikonas, lai norādītu, ko attēlo katra izgaismotā gaismas diode. Dizains tika krāsots uz plexiglas, izmantojot mākslinieka tipa akrila krāsas. Es neesmu liels mākslinieks, bet, manuprāt, viss izdevās. Es biju izsekojis daudz dizaina uz plexiglas, lai es varētu pareizi krāsot dizainu. Es arī izmantoju dažus burvju marķierus un krāsu pildspalvas noteiktās vietās, lai pabeigtu pārklājumu.

8. solis: Elektronikas apdare

No spēles aizmugures jūs varat redzēt, kā es savienoju visas sastāvdaļas kopā. Pēdējais solis bija visu komponentu piestiprināšana pie Arduino Mega ieejas un izejas tapām. Šī procesora plate bija nostiprināta uz montāžas plates pamatnes (labajā pusē). Perforētais maizes dēlis, kas pieņēma arkādes mikro-slēdžu savienojumus no mērķa dēļa vērtēšanas gredzeniem un citiem savienojumiem, tika uzstādīts arī uz montāžas dēļa pamatnes (kreisajā pusē). Uz pašas montāžas plāksnes ir nostiprināta arī perforēta maizes dēlis, kas sadala visu 5 V līdzstrāvas jaudu un zemes padevi visām sastāvdaļām. Šī bija galvenā elektroenerģijas sadales plate. Jūs varat redzēt LED gaismas savienojumus un 7 segmentu displeja savienojumus, kas atrodas Arduino Mega atbilstošajās izejas tapās. Visa šī komponenta montāžas dēļa mezgls iekļaujas tablo koka korpusa kastes iekšpusē un atrodas aiz plexiglas pārklājuma, kur tas ir nostiprināts vietā.

Visbeidzot, bija jāpievieno maiņstrāvas barošana un sadale. Strāvas transformators ar 5 voltu līdzstrāvas izeju tika izmantots, lai darbinātu LED gaismas, kas bija nostiprinātas zem mērķa plates. Viņiem bija nepieciešama pastāvīga jauda, jo tie vienmēr bija ieslēgti, kad spēles slēdzis bija ieslēgts. Arduino Mega plates barošanai tika izmantots specializēts 9 voltu līdzstrāvas izejas transformators. Abus šos transformatorus darbināja regulāra 110 voltu maiņstrāvas līnija. Vienpolu maiņstrāvas pārslēgšanas slēdzis tika ievietots šajā elektrolīnijā un uzstādīts skapja kreisajā pusē, lai ieslēgtu un izslēgtu spēli.

9. solis: Arduino kods

Pēdējais, kas jāapspriež, ir Arduino kods, kas kontrolē spēles plūsmu (rezultātu tablo). Arduino koda fails ir pievienots. Kodā redzēsit, ka jums ir jāiekļauj visas nepieciešamās bibliotēkas. Atcerieties arī, ka es izmantoju 4 rindu LCD monitoru, lai pārbaudītu un atkļūdotu savu kodu, lai jūs joprojām redzētu atsauces uz šo kodu. To var vienkārši ignorēt.

Pirmkārt, arkādes mikro slēdžiem tiek piešķirtas tapas 43-53. Atiestatīšanas poga ir piestiprināta pie tapas 9. Tālāk tiek deklarētas funkcijas, lai parādītu ciparus lielajā viena segmenta displejā, lai kontrolētu spēles rezultātu atjaunināšanu un bumbiņu rullīšu displejus, kā arī kontrolētu, kura punktu gaismas vērtība tiek parādīta rezultātu tabulas augšgalā.

Iestatīšanas () funkcija vispirms iedarbina servomotoru. Tālāk tas nosaka tapu režīmu, lai izvadītu visas gaismas diodes, kas atrodas uz rezultātu tablo un veido 7 segmentu lielo displeju. Tad tapas režīms tiek iestatīts kā ievads visiem arkādes mikro slēdžiem un atiestatīšanas pogai. Arduino plates iekšējais rezistors tiek izmantots, tāpēc katram slēdzim nav nepieciešami atsevišķi rezistori. Visbeidzot, spēles sākumam displeji tiek sinhronizēti ar nulli.

Funkcijas loop () kods tiek izpildīts daudzus tūkstošus reižu minūtē; citiem vārdiem sakot, nepārtraukti. Būtībā viss, kas tiek darīts, ir pārbaudīt, vai slēdzis ir aktivizēts un kad, un pēc tam izpilda attiecīgā slēdža kodu. Kods pievienos spēles rezultātu, saskaitīs izmesto bumbiņu skaitu, aktivizēs pēdējās rezultatīvās bumbas gaismas diodi un pēc tam visu šo informāciju parādīs rezultātu tabulā. Ir paziņojumi, kas jāpārbauda, kad 9 bumbiņas ir izritinātas un spēle ir beigusies, vai kad 8 bumbiņas ir ripinātas un nākamā ripinātā bumba (sarkanā bumba) būs dubultpunktu vērta. Visbeidzot, ja tiek nospiesta atiestatīšanas poga, spēle tiek pārtraukta, viss tiek atgriezts nullei (mainīgie un displeji) un servomotoru roka nokrīt uz leju, tāpēc spēles bumbiņas tiek atbrīvotas, lai atkal sāktu spēlēt.

10. solis: pēdējās domas

Šķiet, ka elektroniskais rezultātu tablo darbojas kā paredzēts. Tikai retos gadījumos skee bumba neaktivizēs mikro slēdža garo stieples stieni, kad tā izkrīt cauri vērtēšanas gredzenam. Es ieguvu kopiju uzstādīšanas rokasgrāmatai faktiskai pilna izmēra arkādes stila Skee-Ball mašīnai. Tas parāda, ka mašīna ir izgatavota ar infrasarkanajiem (IR) sensoriem, lai noteiktu spēļu bumbiņas, kas izkrīt caur punktu gredzeniem. Ja es gatavotu citu Skee-Ball spēli, es domāju, ka es izmantotu IR staru kūļa sensorus, lai noteiktu krītošās bumbiņas. Es izmantotu Adafruit Industries produktu, ko sauc par “IR pārtraukuma staru sensoru - 3 mm gaismas diodes” (produkta ID 2167)

www.adafruit.com/product/2167

Es tos izmantoju citā manis izstrādātajā spēlē, kas tika publicēta vietnē Instructables ar nosaukumu “Beanball bean game elektroniskā punktu skaitīšana”, un tie darbojās nevainojami.