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

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:05

Domaće igre Skee-Ball mogu biti velika zabava za cijelu porodicu, ali njihov nedostatak oduvijek je bio nedostatak automatskog bodovanja. Ranije sam konstruisao Skee-Ball mašinu koja je loptala loptice za igru u zasebne kanale na osnovu prstena za bodovanje kroz koji su prošli. I drugi su se odlučili za ovaj građevinski dizajn. To je omogućilo igraču da ručno prati rezultat igre zbrajanjem loptica u svakom kanalu. Bilo bi lijepo da možete računati svoj Skee-Ball rezultat elektroničkim putem kako biste izbjegli ovaj razrađeni sistem kanala. Takođe sam želeo da dizajniram 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 da napravim igru u kojoj se za igru koriste golf loptice. Međutim, nije mi se svidio način na koji su loptice za golf lansirane 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 široke, 79 inča dugačke i 53 inčne visine na najvišoj tački (semafor). U ovom Instructableu koncentrirat ću se na objašnjenje elektroničkih komponenti i koda potrebnih za implementaciju automatskog bodovanja na domaćoj Skee-Ball mašini. Moj prethodni Instructable pod naslovom “Another Skee-Ball Machine” daje detaljnija uputstva o tehnikama obrade drveta potrebnim za izradu Skee-Ball mašine.

Supplies

Igra sama:

· ½”šperploča (sklopovi stranica i ciljne ploče)

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

· ¾”šperploča (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 (semafor)

· 1/8”debeli prozirni pleksiglas (tabla s rezultatima)

· Brojčane naljepnice (bodovni prstenovi)

· Plastični vrh kante (veliki bodovni prsten)

· Visoko bijelo rubno rublje od bijele vinilne pločice (donji prsten ciljne ploče)

· Sportska mreža (zaštitni kavez)

· ¾”drveni klinovi (zaštitni kavez

Elektronske komponente:

· (7) Mikroprekidači za arkadne novčiće sa ravnom žicom

· Vijci za male mašine

· ½”x 8 vijci za drvo

· (14) metalni držači pod pravim uglom od 1”

· Arduino Mega

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

· LED svjetla (za semafor)

· 2,3”jednocifrena 7-segmentna LED (E-Bay)

· 1,2”visoka, 4-znamenkasti, 7-segmentni LED (Adafruit Industries)

· Razne lemne ploče

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

· Trenutni prekidač (prekidač za resetovanje)

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

· Ostalo ožičenje i priključci

Korak 1: Skupština ciljnog odbora

Veličina ciljne ploče je 16 inča široka i 24 inča duga i izrađena od ½”debele šperploče. Rupe za bodovanje položene su na šperploču i izrezane pile promjera 4”povezane sa mojom bušilicom. Koristio sam PVC cijev promjera 4”za bodovanje prstenova. Zalijepljeni su građevinskim ljepilom za centriranje preko izrezanih rupa.

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

Donji omotač (kutija) izgrađen je tako da sadrži i kanalira bačenu kuglu za skele do izlaznog kanala. I ciljna ploča i dno kućišta bili su obloženi mekanim materijalom za podlogu kako bi se "umanjilo" odbijanje čvrstih drvenih kugli. Ovo je prostirka 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 dizajnirani, izrezani i pričvršćeni. Sklop mete je postavljen pod uglom od 45 stepeni.

Korak 2: Ciljna elektronika ploče

Arkadni mikroprekidač s dugom ravnom žicom korišten je za detekciju skee loptice koja pada 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 uglom: Pogledajte 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" nijedna lopta koja propada. Duga žica morala je biti oblikovana i centrirana kako bi je lopta "spotaknula" bez obzira na to gdje je prošla kroz rupu za bodovanje.

Takođe sam hteo da dodam svetla 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 kabl od 1/4”. Bodovi su bili kodirani bojom prema bodovnim vrijednostima. Bodovi za bodovanje od 10 i 20 bodova bili su osvijetljeni crvenom bojom, brtveni prstenovi od 30, 40 i 50 bodova su osvijetljeni plavom bojom, a dva bodovna prstena od 100 bodova osvijetljena su zelenom bojom. Kao što ćemo vidjeti kasnije, ova shema boja će odgovarati bojama koje se prikazuju na tablici.

Nakon što su svi prekidači i LED svjetla montirani, morali su biti ožičeni i lemljeni na centraliziranu perforiranu ploču sa standardnim priključkom. Žičane veze na kraju bi išle do montiranog semafora. Sve olabavljene 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 kanala.

Korak 3: Montaža rampe

Okvir rampe izrađen je od građevinskih klinova koji su iskidani na dimenziju 1-1/2”x 2”. Okvir je izgrađen sa poprečnim šipkama udaljenim oko 16 inča. Okvir je imao blagi nagib tako da se kuglice skele prirodno, gravitaciono, kotrljaju do svog prostora za držanje.

Sastavni dio sklopa rampe je povratni lopta i prostor za držanje. Odigrane loptice će se nakupiti iza mehanizma padajućih vrata. Ovim mehanizmom upravlja mikro servo motor povezan sa Arduino mikroprocesorom i programiran je da pada i otpušta 9 loptica za igru kad god pritisnete tipku za poništavanje.

Mikro servo motor je montiran na okvir tako da je plastična servo ruka pričvršćena sa stražnje strane padajućih vrata. Ova vrata su pričvršćena na slobodno pomične šarke. Jednom kada se servo kraku u kodu uputi da se okrene prema dolje za 90 stepeni, nagib staze kugle i težina drvenih kuglica uzrokuju da vrata padnu u udubljenje za ispiranje. Loptice se zatim slobodno kreću prema otvorenom prostoru za igru gdje se mogu vaditi jednu po jednu.

Nisam pokazao mnogo detalja, ali stranice sklopa rampe su uokvirene i prekrivene tankom šperpločom od 1/8 inča kako bi se omogućilo 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 završena je glodanjem staze za kuglanje od šperploče od ¾ inča, koja se uklapa 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 ove su noge pričvršćeni 2 -inčni industrijski kotači.

Korak 4: Pokrenite izradu

Prvo sam pokušao izvesti nečvrstu loptu lansirajući 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 lansirao drvene kugle kako se nadao. Odlučio sam da neću 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 su popunjene automatskim punilom karoserije. Krivulje su brušene do konačnog oblika lansiranja. Ovo je bio posljednji korak u dovršenju montaže rampe.

Korak 5: Zaštitni ekran/kavez

Zaštitni ekran koji sam izradio bio je nešto kasnije. Mislio sam da će mi trebati neka zaštita za podrum s mojom unukom koja igra 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 fudbalski sport. Mrežasti materijal bio je spojen na drvo. Ovaj zaštitni kavez je zatim pričvršćen za igru.

Korak 6: Postavljanje elektroničke klupe

Elektronsko postavljanje klupa za staze prikazano je na sljedećim fotografijama. Koristio sam 4-linijski LDC monitor na svom ispitnom stolu za praćenje varijabli i provjeru da li Arduino kod koji kontrolira tablu radi ispravno. Koristio sam ovo umjesto serijskog monitora. Trenutni gumbi na izvlačenje korišteni su za oponašanje arkadnih prekidača na dugim žicama na kovanicama montiranih na ciljnoj ploči. Imam jedan ekstra dugački arkadni prekidač spojen 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 upaliti kako bi označilo da je “Crvena lopta” okrenuta. U normalnom Skee-Ball-u, ovo je deveta ili posljednja bačena lopta i vrijedi dvostruko više bodova od bilo kojeg prstena kroz koji prođe. Pojavit će se zelena LED lampica koja označava da je gumb za resetiranje pritisnut i da počinje nova igra. Tu će biti i "Game Over" LED koji će zasvijetliti nakon što se svih devet kuglica izvalja.

Na vrhu semafora će biti šest LED dioda. Ona koja svijetli u bilo kojem trenutku 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 bodovne prstenove.

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

Takođe na sredini semafora, iznad ekrana sa valjanim loptama, nalazi se četvorocifreni ekran sa 7 segmenata koji će zbrajati bodove pri kotrljanju svake lopte. Ova 4-znamenkasta, 7-segmentna LED dioda je iz kompanije Adafruit Industries. Zove se “1.2” 4-cifreni 7-segmentni ekran sa 12C ruksakom-crveno”. ID proizvoda je 1269. Pogledajte dolje:

www.adafruit.com/product/1269

Ljepota ovog ekrana 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 (linija podataka) i SCL (linija takta). Za ovaj ekran će vam trebati i napajanje i uzemljenje. Ali to je samo ukupno 4 linije u odnosu na 16 linija koje su potrebne bez ovog kontrolera sabirnice I2C.

Arduino kod je napisan i otklonjen greške. Nakon što je ustanovljeno da sve radi na klupi, došlo je vrijeme za dizajn i izradu semafora.

Korak 7: Dizajn i sastavljanje tablice

Drveno kućište za semafor napravljeno je od ½”gotove šperploče. Bit će iste širine kao i ostatak gotove igre (17”). Imat će dubinu od 7 inča i visinu od 9 inča. Prekrivač zaglavlja od pleksiglasa po mjeri će biti izrađen 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 prekrivača od pleksiglasa. Svjetla i 7-segmentni displeji bit će usklađeni s odgovarajućim umjetničkim djelima na presvlaci od pleksiglasa. Dimenzija ove montažne ploče izrezana je nešto manje od drvenog kućišta. Montažna ploča je stabilizirana sa ¾”podlogom od šperploče pričvršćenom na dnu. To je olakšalo montažu komponenti.

Sva LED svjetla bila su postavljena na male perforirane ploče sa 220-ohmskim otpornicima lemljenim na pozitivnom terminalu. To je olakšalo pričvršćivanje LED dioda na montažnu ploču. U početku sam namjeravao svjetla bodovne vrijednosti rasporediti u krivinu ili polukrug na vrhu 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 zeleno osvijetljenom 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. Na lijevoj strani 7-segmentnih ekrana postavio sam LED svjetlo "Game Over", a na desnoj strani LED svjetlo "Red Ball". Sve ove komponente su učvršćene na montažnoj ploči kao što se vidi na fotografiji.

Sada kada je raspored semafora dovršen, zaglavlje od pleksiglasa moralo je biti dizajnirano i obojeno tako da odgovara. Dio dizajna zasnovan je na fotografijama starih klasičnih arkadnih Skee-Ball mašina. Žute dijagonalne strelice bile su inspiracija za ove klasične igre. Dodane su i druge ikone koje označavaju šta 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 pratio na pleksiglasu kako bih mogao ispravno slikati dizajn. Koristio sam i neke čarobne markere i olovke za bojenje, u određenim područjima, da završim preklapanje.

Korak 8: Završetak elektronike

Sa stražnje strane igre možete vidjeti kako sam spojio sve komponente zajedno. Posljednji korak bio je osigurati sve komponente na ulazne i izlazne pinove na Arduino Mega. Ova procesorska ploča bila je pričvršćena na podnožje montažne ploče (desna strana). Perforirana matična ploča koja je prihvatila arkadne mikroprekidačke veze s bodovnih prstenova na ciljnoj ploči i druge veze također je montirana na podnožje montažne ploče (lijeva strana). Na samoj montažnoj ploči pričvršćena je i perforirana matična ploča koja distribuira svih 5 VDC napajanja i napajanje 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 prikazuju 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 pričvršćen.

Konačno, napajanje i distribucija izmjeničnog napajanja morali su biti spojeni. Za napajanje LED svjetala koja su bila pričvršćena ispod ciljne ploče korišten je energetski transformator s 5-voltnim DC izlazom. Potrebna im je konstantna snaga jer su uvijek bili uključeni kada je prekidač za igru bio uključen. Za napajanje Arduino Mega ploče korišten je specijalizirani 9-voltni istosmjerni izlazni transformator. Oba transformatora su se napajala redovnim 110-voltnim naponskim naponom. Jednopolni prekidač naizmjenične struje postavljen je u ovaj vod za napajanje i montiran na lijevoj strani ormara za uključivanje i isključivanje igre.

Korak 9: Arduino kod

Zadnja stvar o kojoj 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 biblioteke. Također zapamtite, koristio sam 4-linijski LCD monitor za provjeru i otklanjanje grešaka u kodu, tako da ćete i dalje vidjeti reference na ovaj kod. Može se jednostavno zanemariti.

Prvo, arkadnim mikro prekidačima dodijeljeni su pinovi 43-53. Dugme za resetiranje je priključeno na pin 9. Zatim se deklariraju funkcije za prikaz znamenki na velikom pojedinačnom 7-segmentnom ekranu, za kontrolu ažuriranja rezultata igre i ekrana s valjanom loptom, te za kontrolu vrijednosti svjetla bodovanja koja se prikazuje preko 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 veliki 7-segmentni ekran. Tada je pin način postavljen na ulaz za sve arkadne mikro prekidače i tipku za resetiranje. Unutarnji otpornik na Arduino ploči se koristi tako da za svaki prekidač nisu potrebni zasebni otpornici. Konačno, prikazi su sinkronizirani na nulu za početak igre.

Kôd u funkciji loop () se izvršava mnogo hiljada puta u minuti; drugim riječima, neprekidno. U suštini, sve što radi je provjera 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 ove informacije na semaforu. Postoje izjave koje treba provjeriti kada je bačeno 9 lopti i kada je igra završena ili kada je 8 loptica izbačeno, a sljedeća bačena (Crvena lopta) će vrijediti dvostruke poene. 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 oslobađaju kako bi ponovo počele igrati.

Korak 10: Završne misli

Čini se da elektroničko tablo funkcionira kako je dizajnirano. Samo u rijetkim slučajevima, loptica ne može aktivirati dugačku žicu mikroprekidača dok pada kroz bodovni prsten. Dobio sam primjerak priručnika za postavljanje stvarne Skee-Ball mašine u arkadnom stilu u punoj veličini. Pokazuje da je mašina napravljena sa infracrvenim (IR) senzorima za detekciju loptica za igru koje padaju kroz prstenove za bodovanje. Ako bih trebao izraditi još jednu igru Skee-Ball, mislim da bih upotrijebio IC senzore lomnih zraka za otkrivanje padajućih kuglica. Koristio bih proizvod kompanije Adafruit Industries pod nazivom „IR senzor slomljenog zraka - LED diode 3 mm“(ID proizvoda 2167)

www.adafruit.com/product/2167

Koristio sam ih u drugoj igri koju sam dizajnirao i koja je objavljena na stranici Instructables pod naslovom „Elektroničko bodovanje za bejzbolsku igru u vrećici od graha“i radili su besprijekorno.