Automatisk poengsum for et lite Skee-Ball-spill: 10 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:22

Hjemmelagde Skee-Ball-spill kan være morsomme for hele familien, men ulempen har alltid vært mangelen på automatisk scoring. Jeg har tidligere konstruert en Skee-Ball-maskin som tratt spillballene i separate kanaler basert på scoringsringen de passerte gjennom. Andre har også valgt dette konstruksjonsdesignet. Dette tillot spilleren å spore spillresultatet manuelt ved å legge sammen ballene i hver kanal. Det ville være fint å kunne telle Skee-Ball-poengsummen din elektronisk, slik at dette forseggjorte kanalsystemet kunne unngås. Jeg ønsket også å designe et holdekammer for spillballene. Når et nytt spill startes, vil en dør falle ned, slik at regelen 9 spydballer kan spilles.

Jeg ville ikke at dette spillet skulle ha et stort fotavtrykk, så min opprinnelige idé var å konstruere et spill som brukte golfballer til å spille. Imidlertid likte jeg ikke måten golfballer ble lansert på på rampen, så jeg byttet til 1-1/2”treballer som kan kjøpes fra Woodpecker Crafts. Dette er nettadressen:

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

De endelige dimensjonene til spillet er 17 tommer brede og 79 tommer lange og 53 tommer høye på sitt høyeste punkt (resultattavle). I denne instruksen vil jeg konsentrere meg om å forklare de elektroniske komponentene og koden som trengs for å implementere automatisk poengsum på en hjemmelaget Skee-Ball-maskin. Min forrige Instructable med tittelen "Another Skee-Ball Machine" gir mer detaljerte instruksjoner om trearbeidsteknikkene som trengs for å lage en Skee-Ball-maskin.

Rekvisita

Spillet selv:

· ½”kryssfiner (sider og målbrett)

· 2 x 4 furu pigger (kuttet til mindre bredder for rampe)

· ¾”kryssfiner (rampe)

· 1/8”kryssfiner (rampesider)

· 1 x 4 furu (sider av måleenheten)

· 2 x 8 konstruksjonsrammer (lansering)

· 4”diameter PVC -rør (ringer)

· Akrylmaling sett (resultattavle)

· 1/8”tykt klart plexiglass (resultattavle)

· Talloverføringsmerker (ringer)

· Plastbeholderplate (stor ring)

· 4”høy, hvit vinylflisekantlist (nedre ring på målbrettet)

· Sportsnett (beskyttelsesbur)

· ¾”trepinner (beskyttelsesbur

Elektroniske komponenter:

· (7) Mikrobrytere for arkademynt med rett ledning

· Små maskinskruer

· ½”x 8 treskruer

· (14) 1”metall rettvinklede braketter

· Arduino Mega

· Ulike LED -lys (innebygde motstander - brukt på målekort)

· LED -lys (for resultattavle)

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

· 1,2”høy, 4-sifret, 7-segment LED (Adafruit Industries)

· Ulike loddeplater

· 220 ohm motstander (for LED-lys og høy 7-segment LED)

· Midlertidig bryter (tilbakestillingsbryter)

· Servomotor (nedtrekksdør for spillballfrigjøring)

· Diverse ledninger og kontakter

Trinn 1: Målstyringsforsamling

Størrelsen på målbrettet er 16 tommer bred og 24 tommer lang og laget av ½”tykk kryssfiner. Hullene ble lagt ut på kryssfiner og kuttet med en hullsag med en diameter på 4”koblet til boret mitt. Jeg brukte PVC -rør med 4”diameter for skåreringene. De ble limt på plass med konstruksjonslim som skulle sentreres over de avskårne hullene.

Den større ringen som omgir 20-, 30- og 40-punkts ringene ble kuttet fra toppen av en vaskeri. Den var også sentrert og limt på plass. Den nederste ringen var laget av vinylkant og ble limt til målbrettet etter at en ¼”fresebit ble brukt til å danne en kanal for å godta den (så ville holde kurven).

Et bunnhylster (boks) ble bygget for å inneholde og kanalisere den kastede skee -ballen til utgangsrennen. Både målbrettet og bunnen av kabinettet var foret med et mykt mattemateriale for å "dempe" spretten til de solide trekulene. Dette er yogamatten som brukes:

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

Når målekortmonteringen var fullført, ble sidene og toppen som omgir måleenheten designet, kuttet ut og festet. Målsettingen ble montert i en 45 graders vinkel.

Trinn 2: Target Board Electronics

En arkademikrobryter med en lang rett ledning ble brukt til å oppdage skee -ballen når den faller gjennom en ring. Jeg trengte å finne en måte å feste mikrobryteren på undersiden av målbrettet. En hjemmelaget brakett ble designet og produsert med 1/8”tykt hardboard og små rettvinklede braketter: Se nedenfor:

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

Bryteren måtte festes til undersiden av hvert hull for å ikke forstyrre en fallende ball, men den måtte også være sentrert slik at den ikke skulle "gå glipp av" noen baller som skulle falle gjennom. Den lange tråden måtte formes og sentreres slik at den skulle bli "snublet" av ballen uansett hvor den passerte gjennom hullet.

Jeg ønsket også å legge til lys på målbrettet. Små LED -lys ble montert for å forstå hvert hull for å belyse åpningen. For å oppnå dette måtte et hull synkes rett utenfor kanten av hullet. En 1”diameter Forstner -bor ble brukt til å bore til en dybde på 3/8 tommer. Lysdiodene ble deretter festet med en 1/4”kabelklips. Scoringshullene ble fargekodet av poengverdier. 10- og 20-punkts-ringene ble belyst i rødt, 30-, 40- og 50-punkts-ringene ble belyst i blått og de to 100-punkts-ringene ble belyst i grønt. Som vi vil se senere, vil dette fargevalget matche fargene som vises på resultattavlen.

Når alle brytere og LED -lys var montert, måtte de kables og loddes til et sentralisert perforert skivebrett med en standard kontakt. Ledningsforbindelsene ville til slutt gå til den monterte resultattavlen. Alle løse ledninger ble slått ned og festet godt mot innsiden av målbrettet for ikke å forstyrre spillballene da de falt gjennom scoringene og reiste til utgangsrennen.

Trinn 3: Rampmontering

Ramprammen ble produsert av konstruksjonsbolter som ble revet til en 1-1/2 "x 2" dimensjon. Rammen ble bygget med tverrelementer omtrent 16 tommer fra hverandre. Rammen hadde en liten skråkant på den slik at skeebollene ville rulle naturlig, av tyngdekraften, til holdeområdet.

Integrert i rampeenheten er ballreturrennen og holdeområdet. De spilte skee-ballene vil samle seg bak en nedfellbar dørmekanisme. Denne mekanismen styres av en mikroservomotor som er koblet til Arduino -mikroprosessoren og som er programmert til å slippe ned og slippe de 9 spillballene når du trykker på tilbakestillingsknappen.

Mikroservomotoren ble montert på rammen, slik at servosarmen i plast spenner på baksiden av nedtrekksdøren. Denne døren er festet til et fritt bevegelig hengsel. Når servoarmen er instruert, i kode, å svinge ned 90 grader, får skråningen på ballbanen og vekten på trekulene døren til å falle ned i en spyleforsinkelse. Ballene beveger seg deretter fritt til det åpne lekeområdet hvor de kan hentes en om gangen.

Jeg viste ikke så mange detaljer, men sidene på rampeenheten er innrammet og dekket med tynn 1/8 tommers kryssfiner for å gi plass til fri bevegelse av spillballene under, som beskrevet i forrige avsnitt. Designet simulerer hvordan et ekte arkade-størrelse Skee-Ball-spill ville fungere når du har lagt inn penger for å starte spillet.

Rampenheten ble fullført ved å frese en ¾ tommers bowlingbane i kryssfiner i skapkvalitet for å passe på toppen av rammen. Pine 2 x 4 tommers pigger ble brukt til å lage ben for spillet for å heve det fra bakken til riktig høyde for å spille spillet. For å gjøre spillet mobilt, var 2 tommers industrielle hjul festet til disse beina.

Trinn 4: Start Fabrication

Jeg prøvde først å lage en ikke-solid balllansering ved hjelp av en ribbe- og rammeteknikk. Jeg brukte tynne kryssfinerbånd (1/8 tommer) limt til noen ¾”rammestykker kuttet i omrisset av lanseringen. Jeg testet denne lanseringen med treballene og fant ut at den ikke fungerte veldig bra. Det føltes ikke solid og lanserte ikke trekulene som håpet. Jeg bestemte meg for ikke å bruke denne lanseringen.

Jeg gikk tilbake til lanseringskonstruksjonsteknikken jeg har brukt tidligere. Lanseringen ble laget av individuelle stykker med 2 tommers tykt konstruksjonsvirke som ble limt sammen for å oppnå riktig bredde på skytingen. Mønsteret ble sporet og kuttet ut på båndsagen min. Alle ufullkommenhetene ble fylt ut med autofyller. Kurvene ble pusset til den endelige formen for lanseringen. Dette var det siste trinnet i å fullføre rampeenheten.

Trinn 5: Beskyttelsesskjerm/bur

Den beskyttende skjermen jeg produserte var en slags ettertanke. Jeg trodde jeg ville trenge litt beskyttelse for kjelleren med mine barnebarn som spilte spillet. Jeg tok ikke noen bilder av trinnene som var involvert. Jeg fant ikke et materiale jeg kunne jobbe med (PVC -rør, metallrør, rør), så jeg bestemte meg for å lage det av tre. Jeg brukte ½”tykk kryssfiner og ¾” plugger for å lage den. Den ble malt svart og deretter dekket med et fotballnett. Nettmaterialet ble stiftet til treverket. Dette beskyttende buret ble deretter festet til spillet.

Trinn 6: Elektronisk benkoppsett

Den elektroniske løypebenken er vist på bildene nedenfor. Jeg brukte en 4-linjers LDC-skjerm på testbenken min for å spore variabler og kontrollere at Arduino-koden som kontrollerer resultattavlen fungerer som den skal. Jeg brukte dette i stedet for den serielle skjermen. Trekk-opp øyeblikkelige knapper ble brukt til å etterligne de langtrådede arkadbryterne for myntdører som er montert i målkortet. Jeg har en ekstra lang trådbasert arkadebryter tilkoblet bare for å forsikre meg om at knappene vil fungere. Jeg testet også noen av LED -lysene som vil fungere på resultattavlen. Det røde lyset som lyser på dette bildet vil lyse for å indikere at den "røde ballen" rulles. I vanlig Skee-Ball er dette den niende eller siste ballen som er rullet og er verdt det dobbelte av poengsummen for hvilken scoringsring den passerer gjennom. Det vil være en grønn LED som indikerer at tilbakestillingsknappen er trykket på og et nytt spill starter. Det vil også være en "Game Over" LED som lyser når alle ni ballene er rullet.

Det vil være seks lysdioder over toppen av resultattavlen. Den som er opplyst til enhver tid, vil indikere scoringsringen den siste ballen rullet gikk gjennom. Husk at fargen på disse lysdiodene vil være fargekodet til fargelampen som lyser opp ringene.

Til slutt ble 7-segmenters LED-skjermer kablet opp og testet. Først ble det kjøpt en stor generisk oversize (2,3”) ensifret 7-segment LED på E-Bay. Enhver oversize -skjerm ville fungere. Den jeg brukte var en vanlig katodetype og ble plassert på et lite brødbrett slik at motstandene på 220 ohm kunne loddes på plass for hvert enkelt LED-segment på displayet. En ledning fra hvert LED-segment ble avsluttet på en vanlig 7-pinners (2,54 mm) kontakt. Koblingen vil gjøre det lettere å koble til Arduino Mega -kortet. Denne overdimensjonerte 7-segmentskjermen blir montert i midten av resultattavlen og viser antall baller som er rullet i spillet.

I midten av resultattavlen er det også montert et display over 4-sifret, 7-segmenters display, som vil legge til poengsummen når hver ball rulles. Denne firesifrede, 7-segmenters LED-en er fra Adafruit Industries. Den kalles en “1,2” 4-sifret 7-segmenters skjerm med 12C ryggsekk-rød”. Produkt -ID -en er 1269. Se nedenfor:

www.adafruit.com/product/1269

Det fine med denne skjermen er at den bruker en I2C -busskontroller på baksiden av kretskortet, så det er bare to pinner som trengs for å kontrollere den. Dette er SDA (datalinje) pin og SCL (clock line) pin. Du trenger også en strøm- og jordledning til denne skjermen. Men det er bare totalt 4 linjer sammenlignet med 16 linjer som trengs uten denne I2C buss -kontrolleren.

Arduino -koden ble skrevet og feilsøkt. Når alt ble funnet å fungere på benken, var det på tide å designe og bygge resultattavlen.

Trinn 7: Design og montering av resultattavle

Terskapet til resultattavlen var laget av ½”ferdig kryssfiner. Det vil ha samme bredde som resten av det ferdige spillet (17”). Den vil ha en dybde på 7”og en høyde på 9”. Et skreddersydd overskrift i plexiglass vil bli produsert slik at det passer på forsiden av dette skapet. Hovedmonteringsbrettet for alle elektroniske komponenter ble kuttet av 1/4”kryssfiner. Det vil bli plassert rett bak plexiglasoverlegget. Lysene og 7-segmenters skjermer vil stemme overens med de tilsvarende kunstverkene på plexiglassoverlegget. Dimensjonen for dette monteringsbrettet ble kuttet litt mindre enn trekabinettet. Monteringsbrettet ble stabilisert med en ¾”base av kryssfiner festet i bunnen. Dette gjorde det lettere å montere komponentene.

Alle LED-lysene ble plassert på små perforerte brødbrett med 220-ohm motstandene loddet til den positive terminalen. Dette gjorde det lettere å feste lysdiodene til festebrettet. Først skulle jeg ordne punktverdilysene i en kurve eller halvcirkel langs toppen av resultattavlen. Det viste seg imidlertid å være for vanskelig å fordele lysene jevnt, så jeg bestemte meg for å ordne punktverdilysene i en rett linje over toppen med den "nye spillet" grønne lysende stjernen i midten. Som nevnt tidligere var scoringsdisplayet og balltellingvisningen sentrert på midtlinjen slik de originale Skee-Ball-arkadespillene var. På venstre side av 7-segmenters displayer plasserte jeg “Game Over” LED-lyset og på høyre side plasserte jeg “Red Ball” LED-lyset. Alle disse komponentene var festet på festebrettet som sett på bildet.

Nå som resultattavleoppsettet var ferdig, måtte overskriften i plexiglas utformes og males for å passe. En del av designet var basert på bilder av gamle klassiske arkade Skee-Ball-maskiner. De gule diagonale pilene var en inspirasjon fra disse klassiske spillene. Andre ikoner ble lagt til for å indikere hva hver opplyst LED representerte. Designet ble malt på plexiglass ved bruk av akrylmaling av kunstnertype. Jeg er ikke mye artist, men jeg synes det kom greit ut. Jeg hadde sporet mye av designet på plexiglasset slik at jeg kunne male designet riktig. Jeg brukte også noen magiske markører og malepenner, i visse områder, for å fullføre overlegget.

Trinn 8: Fullfør elektronikken

På baksiden av spillet kan du se hvordan jeg koblet alle komponentene sammen. Det siste trinnet var å feste alle komponentene til inngangs- og utgangspinnene på Arduino Mega. Dette prosessorkortet var festet på monteringsbordets base (høyre side). Det perforerte brødbrettet som godtok arkade-mikrobryterforbindelsene fra målbrettets ringringer og andre tilkoblinger ble også montert på monteringsbrettets base (venstre side). Det er også et perforert brødbrett festet på selve monteringsbrettet som fordelte all 5 VDC strøm og bakken til alle komponentene. Dette var hovedkraftfordelingsbordet. Du kan se LED-lysforbindelsene og 7-segmenters displaytilkoblinger som går til de tilsvarende utgangspinnene på Arduino Mega. Hele komponentmonteringsbrettet passer like inne i resultattavlen i treboksen og sitter bak plexiglasoverlegget der det er festet på plass.

Til slutt måtte vekselstrømforsyningen og distribusjonen kobles til. En effekttransformator med 5 volt likestrøm utgang ble brukt til å drive LED-lysene som var festet under målkortet. De krevde konstant strøm fordi de alltid var på når spillbryteren var på. En spesialisert 9-volt DC-transformator ble brukt til å drive Arduino Mega-kortet. Disse transformatorene ble begge drevet av en vanlig 110 volt vekselstrømledning. En enpolet vekselbryter ble plassert i denne kraftledningen og montert på venstre side av skapet for å slå spillet av og på.

Trinn 9: Arduino -kode

Den siste tingen å diskutere er Arduino -koden som styrer spillets flyt (resultattavle). Arduino -kodefilen er vedlagt. I koden vil du se at du må inkludere alle nødvendige biblioteker. Husk også at jeg brukte en 4-linjers LCD-skjerm for å kontrollere og feilsøke koden min, slik at du fortsatt vil se referanser til denne koden. Det kan bare ignoreres.

For det første er arkademikrobryterne tildelt pinner 43-53. Tilbakestillingsknappen er festet til pinne 9. Deretter erklæres funksjoner for å vise sifre i den store 7-segmenters displayet, for å kontrollere oppdateringen av spillresultatet og ballerullede skjermer, og for å kontrollere hvilken poengsumverdi som vises på tvers av øverst på resultattavlen.

Setup () -funksjonen starter først servomotoren. Deretter angir den pin-modus for utgang for alle lysdiodene som er på resultattavlen, og som utgjør den 7-segmenters store skjermen. Deretter er pin-modus satt til inngang for alle arkade-mikrobrytere og tilbakestillingsknappen. Den interne motstanden på Arduino -kortet brukes, så det er ikke nødvendig med separate motstander for hver bryter. Til slutt synkroniseres displayene til null for starten av spillet.

Koden i loop () -funksjonen utføres mange tusen ganger i minuttet; med andre ord, kontinuerlig. I hovedsak er det bare å sjekke om og når en bryter har blitt aktivert og deretter utfører den tilsvarende koden for den bryteren. Koden vil legge til spillets poengsum, telle antall baller som rulles, aktivere den siste scoringsball -LED -en og deretter vise all denne informasjonen på resultattavlen. Det er uttalelser for å kontrollere når 9 baller har blitt kastet og spillet er over, eller når 8 baller har blitt rullet og den neste ballen som er rullet (Red Ball) vil være verdt dobbeltpoeng. Til slutt, hvis tilbakestillingsknappen trykkes, stopper spillet, alt settes tilbake til null (variabler og displayer) og servomotorarmen faller ned, slik at spillballene slippes for å begynne å spille igjen.

Trinn 10: Avsluttende tanker

Den elektroniske resultattavlen ser ut til å fungere som designet. Bare en sjelden gang vil ikke en spydball aktivere den lange trådarmen på mikrobryteren når den faller gjennom ringen. Jeg skaffet meg en kopi av en oppsettmanual for en egentlig arkade-stil Skee-Ball-maskin i full størrelse. Den viser at maskinen er laget med infrarøde (IR) sensorer for å oppdage spillballer som faller gjennom ringene. Hvis jeg skulle lage et annet Skee-Ball-spill, tror jeg jeg ville brukt IR-strålesensorer for å oppdage fallende baller. Jeg ville brukt et produkt fra Adafruit Industries kalt en "IR Break Beam Sensor - 3 mm LED" (produkt -ID 2167)

www.adafruit.com/product/2167

Jeg brukte disse i et annet spill jeg designet som ble publisert på Instructables med tittelen "Electronic Scoring for a Bean Bag Baseball Game", og de fungerte feilfritt.