Automaattinen pisteytys pienessä Skee-Ball-pelissä: 10 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:00

Kotitekoiset Skee-Ball-pelit voivat olla hauskaa koko perheelle, mutta niiden haittana on aina ollut automaattisen pisteytyksen puute. Olen aikaisemmin rakentanut Skee-Ball-koneen, joka siirsi pelipallot erillisiin kanaviin niiden läpi menneen pisteytysrenkaan perusteella. Muut ovat myös valinneet tämän rakennussuunnitelman. Tämä antoi pelaajalle mahdollisuuden seurata pelituloksiaan manuaalisesti lisäämällä palloja kullekin kanavalle. Olisi hienoa pystyä laskemaan Skee-Ball-pisteet sähköisesti, jotta tämä monimutkainen kanavajärjestelmä voitaisiin välttää. Halusin myös suunnitella pitokammion pelipalloille. Kun uusi peli aloitetaan, ovi putoaa alas ja sallii pelata 9 skee -palloa.

En halunnut, että tällä pelillä olisi suuri jalanjälki, joten alkuperäinen ajatukseni oli rakentaa peli, jossa käytettiin golfpalloja. En kuitenkaan pitänyt siitä, miten golfpallot laukaistiin pelirampilta, joten vaihdoin 1-1/2”puupalloihin, joita voi ostaa Woodpecker Craftsilta. Tämä on verkko -osoite:

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

Pelin lopulliset mitat ovat 17 tuumaa leveitä ja 79 tuumaa pitkiä ja 53 tuumaa korkeita korkeimmillaan (tulostaulu). Tässä ohjeessa keskityn selittämään elektroniset komponentit ja koodit, joita tarvitaan automaattisen pisteytyksen toteuttamiseen kotitekoisessa Skee-Ball-koneessa. Aiempi ohjeeni nimeltä”Toinen Skee-Ball Machine” antaa tarkemmat ohjeet puunjalostustekniikoista, joita tarvitaan Skee-Ball-koneen valmistamiseen.

Tarvikkeet

Peli itse:

· ½”vaneri (sivut ja kohdelevy)

· 2 x 4 männäntappia (leikattu pienemmille leveyksille ramppikehykselle)

· ¾”vaneri (ramppi)

· 1/8”vaneri (ramppisivut)

· 1 x 4 mäntyä (kohdekokoonpanon sivut)

· 2 x 8 rakennekehitystä (lanseeraus)

· Halkaisijaltaan 4 tuuman PVC -putki (pisteytysrenkaat)

· Akryylimaalisetti (tulostaulu)

· 1/8”paksu kirkas pleksilasi (tulostaulu)

· Numerotarrat (pisteytysrenkaat)

· Muovinen astia (iso pisteytysrengas)

· 4 tuuman valkoinen vinyylilaattareunus (kohdetaulun alarengas)

· Urheiluverkot (suojahäkki)

· ¾”puiset tapit (suojahäkki

Elektroniset komponentit:

· (7) Arcade -kolikon oven mikrokytkimet, joissa on suora lanka

· Pienet koneen ruuvit

· ½”x 8 puuruuvia

· (14) 1”metalliset suorakulmaiset kiinnikkeet

· Arduino Mega

· Erilaisia LED -valoja (sisäänrakennetut vastukset - käytetään kohdetaululla)

· LED -valot (tulostaululle)

· 2,3 tuuman yksinumeroinen 7-segmentin LED (E-Bay)

· 1,2”pitkä, 4-numeroinen, 7-segmenttinen LED (Adafruit Industries)

· Erilaiset juotoslevyt

· 220 ohmin vastukset (LED-valolle ja korkealle 7-segmenttiselle LEDille)

· Hetkellinen kytkin (nollauskytkin)

· Servomoottori (avattava ovi pelipallon vapauttamiseen)

· Muut johdot ja liittimet

Vaihe 1: Kohdetaulun kokoonpano

Kohdetaulun koko on 16 tuumaa leveä ja 24 tuumaa pitkä ja valmistettu ½”paksusta vanerista. Pisteytysreiät asetettiin vanerille ja leikattiin porallani liitetyllä halkaisijaltaan 4”reikäsahalla. Pisteytysrenkaissa käytin halkaisijaltaan 4 tuuman PVC -putkea. Ne liimattiin paikoilleen rakennusliimalla keskittääkseen leikatut reiät.

Suurempi rengas, joka ympäröi 20-, 30- ja 40-pisteen pisteytysrenkaita, leikattiin pyykkiastian yläosasta. Se oli myös keskitetty ja liimattu paikalleen. Pohjarengas valmistettiin vinyylireunasta ja liimattiin kohdetauluun sen jälkeen, kun ¼”-reititintä käytettiin kanavan muodostamiseen sen hyväksymiseksi (niin että käyrä pysyisi).

Pohjakotelo (laatikko) rakennettiin sisältämään ja kanavoimaan heitetty skee -pallo poistoaukkoon. Sekä kohdetaulu että kotelon pohja oli vuorattu pehmeällä mattamateriaalilla "vaimentamaan" kiinteiden puupallojen pomppiminen. Tässä käytetään joogamattoa:

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

Kun kohdelautakokoonpano oli valmis, kohdekokoonpanoa ympäröivät sivut ja yläosa suunniteltiin, leikattiin ja kiinnitettiin. Kohdekokoonpano asennettiin 45 asteen kulmaan.

Vaihe 2: Kohdekortin elektroniikka

Arcade -mikrokytkintä, jossa oli pitkä suora lanka, käytettiin havaitsemaan skee -pallo, kun se putoaa pisteytysrenkaan läpi. Minun piti löytää tapa kiinnittää mikrokytkin kohdetaulun alapuolelle. Kotitekoinen kiinnike suunniteltiin ja valmistettiin käyttämällä 1/8”paksuista kovalevyä ja pieniä suorakulmaisia kiinnikkeitä: Katso alla:

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

Kytkin oli kiinnitettävä jokaisen pisteytysreiän alapuolelle, jotta se ei häiritsisi putoavaa palloa, mutta se oli myös keskitettävä, jotta se ei "missaa" läpi putoavia palloja. Pitkän langan piti olla muotoiltu ja keskitetty, jotta pallo”kompastuisi” siitä riippumatta siitä, missä se kulki pisteytysreiän läpi.

Halusin myös lisätä valoja kohdetauluun. Pienet LED -valot asennettiin jokaisen pisteytysreiän ymmärrykseen aukon valaisemiseksi. Tämän saavuttamiseksi reikä oli upotettava aivan pisteytysreiän reunan ulkopuolelle. Porattiin halkaisijaltaan 1 tuuman Forstner -poranterää 3/8 tuuman syvyyteen. LEDit kiinnitettiin sitten 1/4 tuuman kaapelikiinnikkeellä. Pisteytysreiät värjättiin pisteytysarvoilla. 10- ja 20-pisteen pisteytysrenkaat valaistiin punaisella, 30-, 40- ja 50-pisteytysrenkaat valaistiin sinisellä ja kaksi 100-pisteen pisteytysrengasta vihreällä. Kuten myöhemmin näemme, tämä värimaailma vastaa tulostaulussa näytettäviä värejä.

Kun kaikki kytkimet ja LED -valot oli asennettu, ne johdotettiin ja juotettiin keskitettyyn rei'itettyyn kiekkolevyyn, jossa on vakioliitin. Johtoliitännät kulkevat lopulta asennetulle tulostaululle. Kaikki löysät johdot kiinnitettiin alas ja kiinnitettiin tukevasti kohdetaulun sisäpuolta vasten, jotta ne eivät häiritsisi pelipalloja, kun ne putosivat pisteytysrenkaiden läpi ja kulkivat poistoaukkoon.

Vaihe 3: Ramppikokoonpano

Rampin runko valmistettiin rakennustapeista, jotka repesivät 1-1/2 "x 2" mittaan. Runko rakennettiin poikkipalkeilla noin 16 tuumaa toisistaan. Kehyksessä oli pieni kaltevuus, joten pallot pyörii painovoiman vaikutuksesta luonnollisesti pitoalueelleen.

Luiskan kokoonpanoon kuuluu pallon palautuskouru ja pitoalue. Pelatut skee-pallot kerääntyvät avattavan ovimekanismin taakse. Tätä mekanismia ohjaa mikro -servomoottori, joka on kytketty Arduino -mikroprosessoriin ja joka on ohjelmoitu pudottamaan alas ja vapauttamaan 9 pelipalloa aina, kun nollauspainiketta painetaan.

Mikro-servomoottori oli asennettu runkoon, joten muovinen servovarsi tukee pudotettavan oven takaosaa. Tämä ovi on kiinnitetty vapaasti liikkuvaan saranaan. Kun servovarsi on koodin mukaan kehotettu kääntymään alaspäin 90 astetta, palloradan kaltevuus ja puupallojen paino aiheuttavat oven putoamisen uppoasentoon. Pallot siirtyvät sitten vapaasti avoimen lahden pelialueelle, josta ne voidaan noutaa yksi kerrallaan.

En näyttänyt paljon yksityiskohtia, mutta ramppikokoonpanon sivut on kehystetty ja peitetty ohuella 1/8 tuuman vanerilla, jotta niiden alla olevat pelipallot voivat liikkua vapaasti, kuten edellisessä kappaleessa on kuvattu. Suunnittelu simuloi, kuinka todellinen arcade-kokoinen Skee-Ball-peli toimisi, kun laitat rahaa pelin aloittamiseen.

Rampikokoonpano saatiin valmiiksi jyrsimällä ¾ tuuman kaappilaatuinen vanerikeilarata kehyksen päälle. Männyn 2 x 4 tuuman nastoja käytettiin jalkojen valmistamiseen peliä varten nostamaan se maasta oikeaan korkeuteen pelin pelaamista varten. Jotta pelistä tulisi mobiili, näihin jalkoihin kiinnitettiin 2 tuuman teollisuuspyörät.

Vaihe 4: Käynnistä valmistus

Yritin ensin tehdä ei-kiinteän pallon laukauksen käyttämällä kylkiluun ja kehystekniikkaa. Käytin ohuita vanerinauhoja (1/8 tuumaa) liimattuina noin ¾”runkokappaleisiin, jotka on leikattu lanseerauksen ääriviivoissa. Testasin tätä laukaisua puupalloilla ja huomasin, että se ei toiminut kovin hyvin. Se ei tuntunut vankalta eikä käynnistänyt puupalloja toivotulla tavalla. Päätin olla käyttämättä tätä lanseerausta.

Palasin aiemmin käyttämääni laukaisurakentamistekniikkaan. Käynnistys valmistettiin yksittäisistä 2 tuuman paksuisen puutavaran paloista, jotka oli liimattu yhteen laukaisun oikean leveyden saavuttamiseksi. Kuvio jäljitettiin ja leikattiin vannesahallani. Kaikki epätäydellisyydet täytettiin korin automaattisella täyteaineella. Käyrät hiottiin laukaisun lopulliseen muotoon. Tämä oli viimeinen vaihe ramppikokoonpanon loppuunsaattamisessa.

Vaihe 5: Suojaava näyttö/häkki

Valmistamani suojaava näyttö oli eräänlainen jälkikäteen. Ajattelin, että tarvitsen suojaa kellarille, kun lapsenlapseni pelaavat peliä. En ottanut valokuvia vaiheista. En löytänyt materiaalia, jonka kanssa voisin työskennellä onnistuneesti (PVC -putki, metalliputki, putki), joten päätin tehdä sen puusta. Käytin sen valmistamiseen ½”paksua vaneria ja ¾” tappeja. Se maalattiin mustaksi ja peitettiin sitten jalkapalloverkolla. Verkkomateriaali nidottiin puuhun. Tämä suojahäkki kiinnitettiin sitten peliin.

Vaihe 6: Elektroninen penkki-asennus

Sähköiset polkuasennukset on esitetty seuraavissa kuvissa. Käytin testipenkissäni 4-rivistä LDC-näyttöä muuttujien seurantaan ja tarkistin, että tulostaulua ohjaava Arduino-koodi toimii oikein. Käytin tätä sarjamonitorin sijasta. Pull-up-hetkellisiä painikkeita käytettiin jäljittelemään kohdelautaan asennettuja pitkäjohtoisia kolikon oven arcade-kytkimiä. Minulla on yksi erittäin pitkä lanka -arcade -kytkin kytketty vain varmistaakseni, että painikkeet toimivat. Testasin myös joitain LED -valoja, jotka toimivat tulostaululla. Punainen valo, joka syttyy tässä kuvassa, syttyy osoittamaan, että "Punainen pallo" pyöritetään. Normaalissa Skee-Ballissa tämä on yhdeksäs tai viimeinen heitetty pallo, ja se on kaksinkertainen pistemäärästä riippumatta siitä, kuinka monta rengasta se kulkee. Vihreä merkkivalo osoittaa, että nollauspainiketta on painettu ja uusi peli on alkamassa. Siellä on myös "Game Over" -merkkivalo, joka syttyy, kun kaikki yhdeksän palloa on rullattu.

Tulostaulun yläosassa on kuusi LEDiä. Se, joka palaa kerrallaan, osoittaa pisteytysrenkaan, jonka viimeinen heitetty pallo on käynyt läpi. Muista, että näiden LEDien väri värikoodataan pisteytysrenkaita valaisevan värivalon mukaan.

Lopuksi 7-segmenttiset LED-näytöt kytkettiin ja testattiin. Ensinnäkin E-Baystä ostettiin suuri yleinen ylimitoitettu (2,3 tuuman) yksinumeroinen 7-segmentin LED. Mikä tahansa ylimitoitettu näyttö toimisi. Käytin tavallista katodityyppiä ja se asetettiin pienelle leipälevylle, jotta 220 ohmin vastukset voitaisiin juottaa paikoilleen näytön jokaiselle yksittäiselle LED-segmentille. Johdin kustakin LED-segmentistä päätettiin yhteiseen 7-nastaiseen (2,54 mm) urosliittimeen. Liitin helpottaa yhdistämistä Arduino Mega -korttiin. Tämä ylimitoitettu 7-segmenttinen näyttö asennetaan tulostaulun keskelle ja näyttää pelissä heitettyjen pallojen määrän.

Tulostaulun keskelle, pallojen vieritysnäytön yläpuolelle on myös asennettu 4-numeroinen, 7-segmenttinen näyttö, joka lisää pisteet jokaisen pallon vierittäessä. Tämä 4-numeroinen, 7-segmenttinen LED on Adafruit Industriesilta. Sitä kutsutaan "1,2" 4-numeroiseksi 7-segmenttinäytöksi, jossa on 12C-reppu-punainen. Tuotetunnus on 1269. Katso alla:

www.adafruit.com/product/1269

Tämän näytön kauneus on, että se käyttää I2C -väyläohjainta piirilevyn takana, joten sen ohjaamiseen tarvitaan vain kaksi nastaa. Nämä ovat SDA (datalinja) ja SCL (kellolinja) nasta. Tarvitset myös virta- ja maadoitusjohdon tähän näyttöön. Mutta tämä on vain 4 riviä verrattuna 16 linjaan, joita tarvitaan ilman tätä I2C -väyläohjainta.

Arduino -koodi kirjoitettiin ja virheenkorjattiin. Kun kaiken todettiin toimivan penkillä, oli aika suunnitella ja rakentaa tulostaulu.

Vaihe 7: Tulostaulun suunnittelu ja kokoaminen

Tulostaulun puinen kotelo valmistettiin ½”valmiista vanerista. Se on yhtä leveä kuin muu valmis peli (17”). Sen syvyys on 7 tuumaa ja korkeus 9 tuumaa. Mittatilaustyönä valmistettu plexiglas -otsikkopäällyste valmistetaan sopimaan tämän kotelon etuosaan. Kaikkien elektronisten komponenttien pääkiinnityslevy leikattiin 1/4 tuuman vanerista. Se sijoitetaan aivan pleksilasikerroksen taakse. Valot ja 7-segmenttiset näytöt vastaavat plexiglas-päällysteen vastaavia taideteoksia. Tämän asennuslevyn mitat leikattiin hieman vähemmän kuin puukotelo. Asennuslevy vakautettiin ¾”vaneripohjalla, joka oli kiinnitetty pohjaan. Tämä helpotti komponenttien asentamista.

Kaikki LED-valot sijoitettiin pienille rei'itetyille leipälevyille, joissa 220 ohmin vastukset juotettiin positiiviseen napaan. Tämä helpotti LED -valojen kiinnittämistä asennuslevyyn. Aluksi aioin järjestää pistemäärän valot käyrään tai puoliympyrään tulostaulun yläreunaan. Valojen tasainen sijoittaminen osoittautui kuitenkin liian vaikeaksi, joten päätin järjestää pistearvon valot suoralle linjalle ylhäältä niin, että”Uusi peli” vihreä valo palaa keskellä. Kuten aiemmin mainittiin, pisteytysnäyttö ja pallonlaskun näyttö keskitettiin keskilinjalle, kuten alkuperäiset Skee-Ball-arcade-pelit. 7-segmenttisten näyttöjen vasemmalle puolelle asetin”Game Over” -LED-valon ja oikealle puolelle “Red Ball” -LED-valon. Kaikki nämä osat on kiinnitetty asennuslevylle kuvan mukaisesti.

Nyt kun tulostaulun asettelu oli viimeistelty, plexiglas -päällysotsikko piti suunnitella ja maalata vastaamaan. Osa suunnittelusta perustui valokuviin vanhoista klassisista arcade Skee-Ball -koneista. Keltaiset diagonaaliset nuolet olivat inspiraationa näistä klassisista peleistä. Muita kuvakkeita lisättiin osoittamaan, mitä kukin valaistu LED edusti. Suunnittelu maalattiin pleksilasille taiteilijan tyyppisillä akryylimaaleilla. En ole suuri taiteilija, mutta mielestäni se meni hyvin. Olin jäljittänyt paljon plexiglas -muotoilua, jotta pystyin maalaamaan mallin oikein. Käytin myös joitain maagisia merkkejä ja maalikynät tietyillä alueilla päällysteen viimeistelyyn.

Vaihe 8: Elektroniikan viimeistely

Pelin takaa näet, kuinka olen yhdistänyt kaikki komponentit yhteen. Viimeinen vaihe oli kiinnittää kaikki komponentit Arduino Megan tulo- ja lähtötappeihin. Tämä prosessorilevy kiinnitettiin asennuslevyn pohjaan (oikea puoli). Rei'itetty leipälauta, joka hyväksyi arcade-mikrokytkinliitännät kohdetaulun pisteytysrenkaista ja muista liitännöistä, asennettiin myös asennuslevyn pohjaan (vasen puoli). Kiinnityslevyyn on kiinnitetty myös rei'itetty leipälauta, joka jakaa kaikki 5 VDC: n virran ja maasyötteet kaikille komponenteille. Tämä oli tärkein sähkönjakelukortti. Näet LED-valoliitännät ja 7-segmenttiset näyttöliitännät Arduino Mega -laitteen vastaaviin lähtöliittimiin. Tämä koko komponenttien asennuslevykokoonpano sopii vain tulostaulun puukotelon sisään ja istuu pleksilasikerroksen taakse, jossa se on kiinnitetty paikalleen.

Lopuksi verkkovirtalähde ja -jakelu oli kytkettävä. Tehomuuntajaa, jossa oli 5 voltin tasavirtalähtö, käytettiin kohdelevyn alle kiinnitettyjen LED-valojen virtalähteenä. He tarvitsivat jatkuvaa virtaa, koska ne olivat aina päällä, kun pelikytkin oli päällä. Arduino Mega -levyn virtalähteenä käytettiin erikoistunutta 9 voltin tasavirtamuuntajaa. Nämä muuntajat saivat molemmat virtansa tavallisesta 110 voltin vaihtovirtajohdosta. Yksinapainen vaihtovirtakytkin sijoitettiin tähän voimalinjaan ja asennettiin kaapin vasemmalle puolelle pelin käynnistämiseksi ja sammuttamiseksi.

Vaihe 9: Arduino -koodi

Viimeinen asia keskustella on Arduino -koodi, joka ohjaa pelin kulkua (tulostaulu). Arduino -kooditiedosto on liitteenä. Koodissa näet, että sinun on sisällytettävä kaikki tarvittavat kirjastot. Muista myös, käytin 4-rivistä LCD-näyttöä koodin tarkistamiseen ja virheenkorjaukseen, joten näet edelleen viittauksia tähän koodiin. Sen voi vain jättää huomiotta.

Ensinnäkin arcade-mikrokytkimille on osoitettu nastat 43-53. Nollauspainike on kiinnitetty nastaan 9. Seuraavaksi toiminnot ilmoitetaan näyttämään numerot suuressa 7-segmenttisessä näytössä, ohjaamaan pelitulosten ja pallojen rullattujen näyttöjen päivitystä sekä hallitsemaan, mikä pisteytysvalo näkyy koko tulostaulun kärjessä.

Setup () -toiminto käynnistää ensin servomoottorin. Seuraavaksi se asettaa nastatilan lähettämään kaikki tulostaululla olevat LEDit, jotka muodostavat 7-segmentin suuren näytön. Sitten nastatila asetetaan syöttämään kaikkia arcade-mikrokytkimiä ja nollauspainiketta. Arduino -kortin sisäistä vastusta käytetään, joten erillisiä vastuksia ei tarvita kullekin kytkimelle. Lopuksi näytöt synkronoidaan nollaan pelin alkaessa.

Silmukka () -funktion koodi suoritetaan monta tuhatta kertaa minuutissa; toisin sanoen jatkuvasti. Pohjimmiltaan se vain tarkistaa, onko kytkin aktivoitu ja milloin, ja suorittaa sitten vastaavan koodin kyseiselle kytkimelle. Koodi lisää pelin pisteet, laskee heitettyjen pallojen määrän, aktivoi viimeisen maalipallon merkkivalon ja näyttää sitten kaikki nämä tiedot tulostaululla. On olemassa lausuntoja, joilla tarkistetaan, milloin 9 palloa on heitetty ja peli on päättynyt tai kun 8 palloa on heitetty ja seuraava pallo (punainen pallo) on kaksinkertaisen pisteen arvoinen. Lopuksi, jos nollauspainiketta painetaan, peli pysähtyy, kaikki palautetaan nollaan (muuttujat ja näytöt) ja servomoottorin varsi putoaa alas, joten pelipallot vapautetaan pelaamaan uudelleen.

Vaihe 10: Viimeiset ajatukset

Sähköinen tulostaulu näyttää toimivan suunnitellusti. Vain harvoissa tapauksissa skee-pallo ei aktivoi mikrokytkimen pitkää vaijeria, kun se putoaa pisteytysrenkaan läpi. Sain kopion varsinaisen täysikokoisen arcade-tyylisen Skee-Ball-koneen asennusoppaasta. Se osoittaa, että koneessa on infrapuna -anturit, jotka havaitsevat pelipallot, jotka putoavat pisteytysrenkaiden läpi. Jos tekisin toisen Skee-Ball-pelin, mielestäni käyttäisin IR-katkaisupalkkiantureita havaitsemaan putoavat pallot. Käyttäisin Adafruit Industriesin tuotetta nimeltä “IR Break Beam Sensor - 3 mm LEDs” (tuotetunnus 2167)

www.adafruit.com/product/2167

Käytin niitä toisessa suunnittelemassani pelissä, joka julkaistiin Instructables -sivustolla otsikolla”Electronic Scoring for a Bean Bag Baseball Game”, ja ne toimivat moitteettomasti.