Automatisk scoring til et lille Skee-Ball-spil: 10 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:26

Hjemmelavede Skee-Ball-spil kan være sjove for hele familien, men deres ulempe har altid været manglen på automatisk scoring. Jeg har tidligere konstrueret en Skee-Ball-maskine, der tragtede spilbolde i separate kanaler baseret på scoringsringen, de passerede igennem. Andre har også valgt dette konstruktionsdesign. Dette gjorde det muligt for spilleren at spore deres spilscore manuelt ved at tilføje bolde i hver kanal. Det ville være rart at kunne tælle din Skee-Ball-score elektronisk, så dette udførlige kanalsystem kunne undgås. Jeg ville også designe et holdekammer til spillebolde. Når et nyt spil startes, vil en dør falde ned, så reglen 9 spydkugler kan spilles.

Jeg ville ikke have, at dette spil skulle have et stort fodaftryk, så min oprindelige idé var at konstruere et spil, der brugte golfbolde til at spille. Jeg kunne dog ikke lide den måde, hvorpå golfbolde blev lanceret af spillets rampe, så jeg skiftede til 1-1/2”træbolde, der kan købes hos Woodpecker Crafts. Dette er webadressen:

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

Spillets endelige dimensioner er 17 tommer brede med 79 tommer lange og 53 tommer høje på sit højeste punkt (resultattavle). I denne Instructable vil jeg koncentrere mig om at forklare de elektroniske komponenter og kode, der er nødvendig for at implementere automatisk scoring på en hjemmelavet Skee-Ball maskine. Min tidligere instruktør med titlen "Another Skee-Ball Machine" giver mere detaljerede instruktioner om træbearbejdningsteknikkerne, der er nødvendige for at fremstille en Skee-Ball-maskine.

Forbrugsvarer

Spillet selv:

· ½”krydsfiner (sider og målbræt)

· 2 x 4 fyrretræsstykker (skåret til mindre bredder til rampestativ)

· ¾”krydsfiner (rampe)

· 1/8”krydsfiner (rampesider)

· 1 x 4 fyrretræ (sider af målesamlingen)

· 2 x 8 konstruktionsrammer (lancering)

· 4”diameter PVC -rør (scoringsringe)

· Akrylmaling sæt (resultattavle)

· 1/8”tyk klar plexiglas (resultattavle)

· Talmærkater (scoringsringe)

· Plastspandstop (stor scorering)

· 4”høj hvid vinylflisekantstøbning (bundring af målbræt)

· Sportsnet (beskyttelsesbur)

· ¾”træpinde (beskyttelsesbur

Elektroniske komponenter:

· (7) Mikrokontakter med arkademønter med lige ledninger

· Små maskinskruer

· ½”x 8 træskruer

· (14) 1”metalvinkelbeslag i metal

· Arduino Mega

· Forskellige LED -lys (indbyggede modstande - bruges på målbrættet)

· LED -lys (til resultattavle)

· 2,3”enkeltcifret 7-segment LED (E-Bay)

· 1,2”høj, 4-cifret, 7-segment LED (Adafruit Industries)

· Forskellige loddeplader

· 220 ohm modstande (til LED-lamper og høje 7-segment LED)

· Midlertidig kontakt (nulstillingskontakt)

· Servomotor (drop down dør til spilboldfrigivelse)

· Diverse ledninger og stik

Trin 1: Målbrætforsamling

Målbrættets størrelse er 16 tommer bred og 24 tommer lang og fremstillet af ½”tyk krydsfiner. Hullerne blev lagt ud på krydsfiner og skåret med en hulsav med en diameter på 4”forbundet til mit boremaskine. Jeg brugte PVC -rør med en diameter på 4”til scoreringene. De blev limet på plads med byggelim, der skulle centreres over de afskårne huller.

Den større ring, der omgiver 20-, 30- og 40-punkts ringe, blev skåret fra toppen af en vasketøjsspand. Det var også centreret og limet på plads. Den nederste ring var lavet af vinylkant og blev limet til målbrættet, efter at en ¼”fræser blev brugt til at danne en kanal til at acceptere den (så ville holde kurven).

Et bundkabinet (kasse) blev bygget til at indeholde og kanalisere den kastede skee -kugle til udgangsskakten. Både målbrættet og bunden af kabinettet var foret med et blødt matmateriale for at "dæmpe" studsen af de massive trækugler. Dette er den anvendte yogamåtte:

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

Når målekortmonteringen var afsluttet, blev siderne og toppen, der omgiver måleenheden, designet, skåret ud og fastgjort. Målkonstruktionen blev monteret i en vinkel på 45 grader.

Trin 2: Target Board Electronics

En arkademikrokontakt med en lang lige ledning blev brugt til at detektere skee -bolden, når den falder gennem en scorering. Jeg var nødt til at finde en måde at fastgøre mikrokontakten på undersiden af målbrættet. Et hjemmelavet beslag blev designet og fremstillet ved hjælp af 1/8”tyk hårdplade og små retvinklede beslag: Se nedenfor:

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

Omskifteren skulle fastgøres til undersiden af hvert scoringshul for ikke at forstyrre en faldende bold, men den skulle også centreres, så den ikke "savner" nogen bolde, der falder igennem. Den lange ledning skulle formes og centreres, så den ville blive "snublet" af bolden, uanset hvor den passerede gennem scoringshullet.

Jeg ville også tilføje lys til målbrættet. Små LED -lamper blev monteret for at forstå hvert hulhul for at belyse åbningen. For at opnå dette skulle et hul forsænkes lige uden for kanten af scoringshullet. En Forstner -bor med 1”diameter blev brugt til at bore til en dybde på 3/8 tommer. Lysdioderne blev derefter fastgjort med en 1/4”kabelclip. Scoringshullerne blev farvekodet med scoringsværdier. 10- og 20-punkts ringe blev belyst med rødt, 30-, 40- og 50-punkts ringe blev belyst i blåt, og de to 100-punkts ringe blev belyst med grønt. Som vi vil se senere, matcher dette farveskema de farver, der vises på resultattavlen.

Når alle kontakter og LED -lys var monteret, skulle de forbindes og loddes til et centraliseret perforeret skivebræt med et standardstik. Ledningsforbindelserne ville i sidste ende løbe til det monterede resultattavle. Alle løse tråde blev slået ned og fastgjort sikkert mod indersiden af målbrættet for ikke at forstyrre spilboldene, da de faldt gennem scoringsringene og rejste til udgangsskakten.

Trin 3: Rampesamling

Ramperammen blev fremstillet af konstruktionsbolte, der blev revet til en 1-1/2”x 2” dimension. Rammen blev bygget med tværelementer omkring 16 tommer fra hinanden. Rammen havde en lille skrå til det, så skee -kuglerne ville rulle naturligt ved tyngdekraften til deres holdeområde.

Integreret i rampeenheden er boldreturskakten og holdeområdet. De spillede skee-kugler akkumuleres bag en drop-down dørmekanisme. Denne mekanisme styres af en mikroservomotor, der er forbundet til Arduino -mikroprocessoren og er programmeret til at falde ned og slippe de 9 spilbolde, når der trykkes på reset -knappen.

Mikroservomotoren blev monteret på rammen, så servoarmen af plast afstiver bagsiden af nedfaldsdøren. Denne dør er fastgjort til et frit bevægeligt hængsel. Når servoarmen er instrueret, i kode, at svinge ned 90 grader, får skråningen af kuglebanen og vægten af trækugler døren til at falde ned i en skyllende fordybning. Boldene bevæger sig derefter frit til det åbne bay -spilleområde, hvor de kan hentes en ad gangen.

Jeg viste ikke mange detaljer, men siderne af rampeenheden er indrammet og dækket med tynd 1/8 tommer krydsfiner for at give plads til den frie bevægelse af spilkuglerne nedenunder, som beskrevet i det foregående afsnit. Designet simulerer, hvordan et ægte arkade-størrelse Skee-Ball-spil ville fungere, når du først lagde penge ind for at starte spillet.

Rampenheden blev afsluttet ved at fræse en ¾ tommer bowlingbane af krydsfiner i skabskvalitet, så den passede oven på rammen. Fyr 2 x 4 tommer studs blev brugt til at fremstille ben til spillet for at hæve det fra jorden til den korrekte højde for at spille spillet. For at gøre spillet mobil blev der fastgjort 2 tommer industrielle hjul til disse ben.

Trin 4: Start fremstilling

Jeg forsøgte først at lave en ikke-solid boldlancering ved hjælp af en ribbe- og rammeteknik. Jeg brugte tynde krydsfinerstrimler (1/8 tommer) limet til nogle ¾”rammestykker skåret i omridset af lanceringen. Jeg testede denne lancering med trækuglerne og fandt ud af, at den ikke fungerede særlig godt. Det føltes ikke solidt og lancerede ikke trækuglerne som håbet. Jeg besluttede ikke at bruge denne lancering.

Jeg gik tilbage til den lanceringsteknik, jeg tidligere har brugt. Lanceringen var lavet af individuelle stykker 2 tommer tyk konstruktionstømmer, der blev limet sammen for at opnå den korrekte bredde af affyringen. Mønsteret blev sporet og skåret ud på min båndsav. Alle ufuldkommenheder blev udfyldt med autokropsfyld. Kurverne blev slebet til den endelige form for opsendelsen. Dette var det sidste trin i færdiggørelsen af rampeenheden.

Trin 5: Beskyttelsesskærm/bur

Den beskyttende skærm, jeg fremstillede, var en slags eftertanke. Jeg troede, at jeg skulle bruge noget beskyttelse til kælderen med mine børnebørn, der spillede spillet. Jeg tog ikke billeder af de involverede trin. Jeg kunne ikke finde et materiale, jeg kunne arbejde med succes (PVC -rør, metalrør, rør), så jeg besluttede at lave det af træ. Jeg brugte ½”tyk krydsfiner og ¾” dyvler til at lave det. Det var malet sort og derefter dækket med et fodboldsportnet. Netmaterialet blev hæftet til træet. Dette beskyttelsesbur blev derefter fastgjort til spillet.

Trin 6: Elektronisk bænkopsætning

Den elektroniske trail bænk opsætning er vist på de følgende fotos. Jeg brugte en 4-line LDC-skærm på min testbænk til at spore variabler og kontrollere, at Arduino-koden, der kontrollerer resultattavlen, fungerer korrekt. Jeg brugte dette i stedet for den serielle skærm. Pull-up øjeblikkelige knapper blev brugt til at efterligne de langtrådede møntdørarkadekontakter monteret i målkortet. Jeg har en ekstra lang wire arcade switch tilsluttet bare for at forsikre mig selv om, at knapperne vil fungere. Jeg testede også nogle af de LED -lys, der vil fungere på resultattavlen. Det røde lys, der lyser på dette foto, tændes for at indikere, at den "røde bold" rulles. I normal Skee-Ball er dette den niende eller sidste bold, der er rullet, og er værd at fordoble pointscoren for den scoringsring, den passerer igennem. Der vil være en grøn LED, der angiver, at nulstillingsknappen er blevet trykket på, og et nyt spil starter. Der vil også være en "Game Over" LED, der lyser, når alle ni bolde er rullet.

Der vil være seks lysdioder på toppen af resultattavlen. Den, der til enhver tid er belyst, angiver scoringsringen, den sidste kugle, der blev rullet, gik igennem. Husk, at farven på disse lysdioder vil være farvekodet til farvelampen, der lyser scoringsringene.

Endelig blev 7-segment LED-skærme forbundet og testet. Først blev der købt en stor generisk oversize (2,3”) enkeltcifret 7-segment LED på E-Bay. Enhver oversize skærm ville fungere. Den, jeg brugte, var en almindelig katodetype og blev placeret på et lille brødbræt, så 220-ohm modstandene kunne loddes på plads for hvert enkelt LED-segment på displayet. En ledning fra hvert LED-segment blev afsluttet på et almindeligt 7-polet hanstik (2,54 mm). Stikket gør det lettere at oprette forbindelse til Arduino Mega -kortet. Denne overdimensionerede 7-segment display vil blive monteret i midten af resultattavlen og vise antallet af bolde, der er rullet i spillet.

Også monteret i midten af resultattavlen, oven over det rullede kugleskærm, er et 4-cifret, 7-segment display, der optæller scoren, når hver bold rulles. Denne 4-cifrede, 7-segment LED er fra Adafruit Industries. Det kaldes et “1,2” 4-cifret 7-segment display med 12C rygsæk-rød”. Produkt -id'et er 1269. Se nedenfor:

www.adafruit.com/product/1269

Skønheden ved denne skærm er, at den bruger en I2C -buscontroller på bagsiden af printkortet, så der er kun brug for to ben for at styre den. Disse er SDA (datalinje) pin og SCL (clock line) pin. Du skal også bruge en strøm- og jordledning til dette display. Men det er bare i alt 4 linjer i forhold til 16 linjer, der er nødvendige uden denne I2C buscontroller.

Arduino -koden blev skrevet og fejlfindet. Når alt viste sig at fungere på bænken, var det tid til at designe og bygge resultattavlen.

Trin 7: Design og montering af resultattavle

Træindretningen til resultattavlen var lavet af ½”færdig krydsfiner. Det vil have samme bredde som resten af det færdige spil (17”). Den vil have en dybde på 7”og en højde på 9”. Et specialmalet plexiglasoverskriftsoverlay vil blive fremstillet til at passe på forsiden af dette kabinet. Hovedmonteringspladen til alle de elektroniske komponenter blev skåret af 1/4”krydsfiner. Det vil blive placeret lige bag plexiglasoverlejringen. Lysene og displays med 7 segmenter stemmer overens med de tilsvarende illustrationer på plexiglasoverlejringen. Dimensionen til dette monteringsbræt blev skåret lidt mindre end træskabet. Monteringspladen blev stabiliseret med en ¾”bund af krydsfiner fastgjort i bunden. Dette gjorde det lettere at montere komponenterne.

Alle LED-lamperne blev placeret på små perforerede brødbrætter med 220-ohm modstandene loddet til den positive terminal. Dette gjorde det lettere at fastgøre LED’erne til monteringspladen. Først skulle jeg arrangere punktværdilysene i en kurve eller halvcirkel langs toppen af resultattavlen. Det viste sig imidlertid at være for svært at placere lysene jævnt, så jeg besluttede at arrangere punktværdilyserne i en lige linje på tværs af toppen med den "nye spil" grønne tændte stjerne i midten. Som nævnt før var scoringsdisplayet og boldtællingsdisplayet centreret i midten af linjen, som de originale Skee-Ball arkadespil var. På venstre side af 7-segment displayene placerede jeg “Game Over” LED-lyset, og på højre side placerede jeg “Red Ball” LED-lyset. Alle disse komponenter blev fastgjort på monteringspladen som ses på billedet.

Nu da resultattavlens layout var færdiggjort, skulle plexiglasoverlayhovedet designes og males for at matche. En del af designet var baseret på fotos af gamle klassiske arkade Skee-Ball-maskiner. De gule diagonale pile var en inspiration fra disse klassiske spil. Andre ikoner blev tilføjet for at angive, hvad hver oplyst LED repræsenterede. Designet blev malet på plexiglas ved hjælp af kunstneriske akrylmaling. Jeg er ikke meget kunstner, men jeg synes, det kom ok ud. Jeg havde sporet meget af designet på plexiglas, så jeg kunne male designet korrekt. Jeg brugte også nogle magiske markører og malingskuglepenne i visse områder til at afslutte overlægget.

Trin 8: Afslutning af elektronikken

Fra bagsiden af spillet kan du se, hvordan jeg kørte alle komponenterne sammen. Det sidste trin var at fastgøre alle komponenterne til input og output pins på Arduino Mega. Dette processorkort blev fastgjort på monteringspladens bund (højre side). Det perforerede brødbræt, der accepterede arkade-mikro-switchforbindelserne fra målbrættets scoringsringe og andre forbindelser, blev også monteret på monteringsbrættets bund (venstre side). Der er også et perforeret brødbræt fastgjort på selve monteringsbrættet, der fordelte al 5 VDC strøm- og jordtilførslen til alle komponenterne. Dette var det vigtigste strømfordelingsbord. Du kan se LED-lysforbindelser og 7-segment displayforbindelser, der går til deres tilsvarende udgangsstifter på Arduino Mega. Hele denne komponentmonteringsplade passer lige inde i resultattavlen i træindkapslingskassen og sidder bag plexiglasoverlejringen, hvor den er fastgjort.

Endelig skulle vekselstrømforsyningen og distributionen tilsluttes. En effekttransformator med 5 volt DC-udgang blev brugt til at drive de LED-lamper, der var fastgjort under målkortet. De krævede konstant strøm, fordi de altid var tændte, når spilomskifteren var tændt. En specialiseret 9-volt DC-udgangstransformator blev brugt til at drive Arduino Mega-kortet. Disse transformere blev begge drevet af en almindelig 110 volt vekselstrømsledning. En enkeltpolet AC-vippekontakt blev placeret i denne strømledning og monteret på venstre side af kabinettet for at tænde og slukke for spillet.

Trin 9: Arduino -kode

Den sidste ting at diskutere er Arduino -koden, der styrer spillets flow (resultattavle). Arduino -kodefilen er vedhæftet. I koden vil du se, at du skal inkludere alle nødvendige biblioteker. Husk også, at jeg brugte en 4-line LCD-skærm til at kontrollere og fejlsøge min kode, så du stadig vil se referencer til denne kode. Det kan bare ignoreres.

For det første er arkademikrokontakterne tildelt pins 43-53. Nulstillingsknappen er fastgjort til pin 9. Dernæst erklæres funktioner for at vise cifre i det store enkelt 7-segment display, til at styre opdateringen af spillets score og bolde rullede displays og til at kontrollere, hvilken lysværdi der skal vises på tværs af øverst på resultattavlen.

Opsætningsfunktionen () starter først servomotoren. Dernæst indstiller den pin-tilstand til output for alle de lysdioder, der er på resultattavlen, og som udgør det store 7-segment store display. Derefter er pin-mode indstillet til input for alle arkade-mikrokontakterne og nulstillingsknappen. Den interne modstand på Arduino -kortet bruges, så separate modstande er ikke nødvendige for hver switch. Endelig synkroniseres skærmene til nul for starten af spillet.

Koden i loop () -funktionen udføres mange tusinde gange i minuttet; med andre ord løbende. I det væsentlige er det bare at kontrollere, om og hvornår en switch er blevet aktiveret og derefter udfører den tilsvarende kode for den switch. Koden tilføjer spillets score, tæller antallet af rullede bolde, aktiverer den sidste scoringskugle -LED og viser derefter alle disse oplysninger på resultattavlen. Der er erklæringer for at kontrollere, hvornår 9 bolde er blevet rullet, og spillet er slut, eller når 8 bolde er blevet rullet, og den næste bold, der er rullet (Red Ball), vil være dobbelt point værd. Endelig, hvis nulstillingsknappen trykkes ned, stopper spillet, alt sættes tilbage til nul (variabler og displays), og servomotorarmen falder ned, så spilkuglerne frigives for at starte spillet igen.

Trin 10: Endelige tanker

Det elektroniske resultattavle ser ud til at fungere som designet. Kun en sjælden gang vil en spydkugle ikke aktivere mikrokontaktens lange trådarm, når den falder gennem scoringsringen. Jeg fik en kopi af en installationsvejledning til en egentlig Skee-Ball-maskine i fuld størrelse i arkade. Det viser, at maskinen er fremstillet med infrarøde (IR) sensorer til at registrere spillebolde, der falder gennem scoreringene. Hvis jeg skulle fremstille endnu et Skee-Ball spil, tror jeg, at jeg ville bruge IR break-beam-sensorer til at registrere de faldende bolde. Jeg ville bruge et produkt fra Adafruit Industries kaldet en "IR Break Beam Sensor - 3 mm LED" (produkt -ID 2167)

www.adafruit.com/product/2167

Jeg brugte disse i et andet spil, jeg designede, der blev offentliggjort på Instructables med titlen "Electronic Scoring for a Bean Bag Baseball Game", og de fungerede fejlfrit.