Punteggio automatico per il gioco di golf Executive Par 3: 12 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 09:59

Di recente ho pubblicato un Instructable sulla creazione di un divertente gioco di putt che sia portatile e possa essere giocato sia all'interno che all'esterno. Si chiama "Executive Par 3 Golf Game". Ho progettato una replica del punteggio per registrare il punteggio di ogni giocatore per 9 "buche". Come nel golf reale, vince il punteggio più basso.

Ho avuto modo di pensare; e se potessi tenere traccia dei punteggi automaticamente?

Passaggio 1: conteggio elettronico della pallina da golf

Avevo bisogno di trovare un modo per contare una pallina da golf rotolata mentre cadeva attraverso un buco di punteggio. Ricorda, ogni buca ha un valore di punteggio diverso, con la buca "Asso" che ha il punteggio più basso. Ho usato sensori break-beam a infrarossi (IR) nei giochi precedenti e ho pensato di incorporarli anche in questo gioco. Ho usato un prodotto di Adafruit Industries chiamato "Sensore IR Break Beam - LED da 3 mm". L'ID prodotto è 2167:

www.adafruit.com/product/2167

Sono venduti in coppia (emettitore e ricevitore) e offrono un modo semplice per rilevare il movimento. Funzionano fino a 10 pollici di distanza e possono essere alimentati dall'alimentatore Arduino 5V. Puoi usarli con il resistore di pull-up integrato di Arduino, quindi non è necessario un resistore separato. L'emettitore emette un raggio IR e il ricevitore, direttamente di fronte ad esso, è sensibile a questa luce IR. Se qualcosa di solido passa attraverso il raggio (come una pallina da golf), il raggio viene interrotto e il ricevitore può essere programmato per avvisarti.

Passaggio 2: installazione dei sensori sulla scheda target

La tavola del bersaglio di messa non era attaccata all'armadietto circostante. Si è semplicemente seduto su distanziatori di altezza d'angolo da 2 ½ , quindi sono stato in grado di rimuoverlo e capovolgerlo per montare i sensori. Avevo bisogno di montare i sensori IR sul lato inferiore del pannello di gioco in compensato in modo che non interferissero con la caduta libera delle palline da golf. È stato praticato un foro di 1 pollice di diametro sui lati opposti di ciascun foro di incisione a una profondità di 3/8 pollici. Il ricevitore e l'emettitore IR sono stati posizionati appena all'interno del bordo del foro in modo che le palline non li colpissero. Sono stati montati in modo permanente con una piccola vite per legno e della colla epossidica, quindi erano perfettamente allineati uno di fronte all'altro.

Passaggio 3: cablaggio dei sensori sulla scheda target

Una volta montati tutti i sensori IR, è stato necessario cablarli insieme per la messa a terra comune e le connessioni a 5 V. Ciascun filo di uscita (bianco) doveva essere esteso fino al bordo della scheda di destinazione. Un connettore femmina a 6 fili è stato collegato a ciascun filo per estendere l'armadio posteriore dell'assieme della scheda di destinazione. Tutti i cavi sono stati fissati e fissati saldamente contro l'interno del tabellone in modo da non interferire con il ritorno di una pallina da golf una volta che passa attraverso un foro di punteggio.

Passaggio 4: costruire il caso del tabellone segnapunti

In questo Instructable era ancora necessario un po' di lavorazione del legno. Una cassa rettangolare in legno per tabellone segnapunti è stata fabbricata in compensato spesso ½". Le dimensioni della custodia sono 15 5/8" di larghezza x 9 ¼" di altezza x 4" di profondità. Puoi vedere nelle foto la sequenza di costruzione di questo caso. Una scanalatura dado larga ¼" è stata posizionata all'interno di ciascun lato della cassa a circa " dallo stesso bordo esterno. Questa scanalatura verrà utilizzata per contenere la grafica del tabellone segnapunti posizionata tra due fogli di plexiglass spesso 0,2 pollici. L'ultima parte della custodia da tagliare è la scheda di montaggio dei componenti elettronici. Questa tavola è stata tagliata da compensato spesso 1/8" e attaccata a un pezzo di pino da ¾" ad angolo retto per fungere da base. Servirà anche come mezzo di attaccamento al caso stesso. La tavola doveva essere intagliata per adattarsi tra i piccoli pezzi di rinforzo angolari.

Anche un pulsante di accensione/spegnimento sarebbe montato sulla custodia del tabellone segnapunti. Verrà montato all'esterno della custodia in posizione incassata per proteggerlo da urti accidentali. L'interruttore di accensione/spegnimento sarà collegato in linea con una sorgente a batteria da 9 volt CC che alimenta la scheda Arduino Uno e tutti gli altri componenti elettronici del tabellone.

Passaggio 5: progettazione della grafica del tabellone segnapunti

Invece di provare a dipingere da solo un grafico del tabellone, ho deciso di progettarne uno in PowerPoint e ritagliare le finestre per i vari display del punteggio. Volevo che il tabellone desse un feedback ai giocatori e mostrasse quante più informazioni possibili. Incluso sarebbe:

1. Una luce di colore diverso per il punteggio dell'ultima pallina da golf messa.

2. Un display che mostra quale buca stai giocando (1-9).

3. Una spia che si accende se viene premuto il pulsante per 2 giocatori.

4. Una luce si accende per un nuovo gioco (è stato premuto il pulsante di ripristino)

5. Due display per il punteggio di ogni giocatore.

Il grafico finale è mostrato nel file allegato. I rettangoli neri verranno ritagliati per la visualizzazione del punteggio.

Passaggio 6: pulsanti di input del gioco (interruttori) e custodia

Erano necessari alcuni pulsanti per controllare il flusso del gioco del putt. I tre pulsanti di input necessari erano:

1. Ripristina o Nuova partita (verde)

2. Partita 1 contro 2 giocatori (Bianco)

3. Double Bogey (fuori limite - rosso) – dove non è possibile utilizzare alcun sensore IR. Un punteggio di 5 verrebbe aggiunto al punteggio dei giocatori.

Ho usato una custodia elettronica standard in plastica per montare i 3 pulsanti arcade. Il caso è stato ottenuto da Amazon. Misura 7 ½" di larghezza x 4 " di altezza x 2 3/8" di profondità. Ogni pulsante arcade con il suo microinterruttore collegato agirà come un interruttore momentaneo. I fori standard con un diametro di 1-1/8" sono stati praticati sul lato della cassa e distanziati uniformemente. I pulsanti sono stati montati ed è stato fabbricato un piccolo cablaggio con le 3 linee di uscita dei microinterruttori e una linea di massa comune saldata a una piccola breadboard con un connettore a testa pin maschio da 2,54 mm.

Passaggio 7: componenti del tabellone segnapunti

I componenti del tabellone sarebbero costituiti da:

A. Due LED a 4 cifre e 7 segmenti per il punteggio di ciascun giocatore e un LED a una cifra a 7 segmenti verrebbero utilizzati per tracciare il "buco" che stanno giocando. I LED a 4 cifre e 7 segmenti sono di Adafruit Industries. Si chiamano “1.2” Display a 7 segmenti a 4 cifre con zaino 12C – Rosso”. Hai bisogno di due di questi e l'ID prodotto è 1269. Vedi sotto:

www.adafruit.com/product/1269

B. Il LED a 7 segmenti a una cifra di grandi dimensioni (1,3 ) era un acquisto generico da eBay. Qualsiasi display di grandi dimensioni funzionerà e deve essere cablato correttamente per un LED a 7 segmenti basato su catodo comune o anodo comune. Per semplificare il montaggio del display, è stato prima saldato a una breadboard abbastanza grande da poter saldare resistenze da 220 ohm a tutti i singoli cavi del segmento LED. Il cavo a catodo comune e i 7 cavi LED sono stati collegati a un connettore a testa pin maschio da 2,54 mm per facilitare il cablaggio alla scheda Arduino.

C. Luci LED 3 vdc di colore diverso verranno posizionate sul tabellone segnapunti per illuminare la buca segnapunti corrispondente che la pallina da golf ha appena attraversato. Ho anche usato luci a LED per indicare quando è iniziata una nuova partita e quando è stato premuto il pulsante per 2 giocatori. I colori sono:

Bianco = Asso

Blu = uccellino

Giallo = Par

Rosso = Bogey

Verde = Reset/Nuova partita

Bianco (in basso) = 1 contro 2 giocatori

D. Per controllare i vari componenti è stata utilizzata una scheda Arduino Atmega2560. Avevo bisogno di più pin di input/output di una scheda Arduino standard.

E. Un blocco di distribuzione breadboard saldato è stato utilizzato per le linee I2C che collegano tutti i display (monitor a 4 cifre, LED a 7 segmenti e LCD).

F. Un blocco di distribuzione dell'alimentazione è stato acquistato da Amazon. Questo è stato utilizzato per distribuire tutti i 5V e le linee di terra comuni a ciascun componente. Vedi sotto:

www.amazon.com/gp/product/B081XTSDGV/ref=p…

G. L'ultimo componente necessario era una batteria da 9 volt con un cavo di alimentazione.

H. I vari connettori dei cavi devono collegare i vari componenti insieme

Passaggio 8: configurazione da banco Arduino

L'allestimento del banco è mostrato nelle immagini corrispondenti. I pulsanti pull-up sono stati utilizzati sulla panca per imitare i sensori IR del raggio di rottura. Uso un monitor LCD a 4 righe sul mio banco di prova per tenere traccia delle variabili e assicurarmi che il codice che controlla il tabellone funzioni correttamente. Mi piace usarlo al posto del monitor seriale.

I display a LED a 7 segmenti sono mostrati sulla panchina, entrambi i display del punteggio del giocatore 1 e del giocatore 2 hanno mostrato di funzionare correttamente. Dopo alcune modifiche al codice Arduino, sono riuscito a far funzionare correttamente il display "buco" a una cifra. Sulla breadboard sono stati posizionati i pulsanti simulati a 2 giocatori, il nuovo gioco e il doppio bogey e le luci LED dell'ultima pallina da golf segnata. Sono stati tutti testati e hanno dimostrato di funzionare correttamente.

Viene mostrata anche la tabella di assegnazione dei pin di Arduino.

Passaggio 9: codice Arduino

Il codice Arduino per controllare il flusso del gioco e sommare i punteggi correttamente è allegato.

La prima parte del codice include alcune delle librerie necessarie di cui hai bisogno. Definisce anche i pin Arduino per i sensori IR e i pulsanti di controllo del gioco, dichiara tutte le variabili e definisce due funzioni definite dall'utente. Una funzione, sevenSegWrite(digit), controlla il numero visualizzato nel display sovradimensionato, a una cifra, a 7 segmenti ("Hole" stai giocando) e l'altra funzione, controlcoreled(int), controlla quale LED viene visualizzato (acceso) nel tabellone.

Nella funzione setup() ho definito tutti i pin OUTPUT e INPUT. Nota, viene utilizzato il resistore PULLUP interno che utilizza un resistore interno da 20K ohm tirato a 5 volt. Ciò fa sì che l'input venga letto ALTO quando l'interruttore è aperto e BASSO quando è chiuso. Non è necessaria alcuna resistenza accessoria. Ho anche avviato tutte le variabili e i display con cifre a 7 segmenti e ho acceso la luce LED verde del "nuovo gioco".

La funzione loop() inizia leggendo costantemente tutti i pin INPUT. Quindi viene eseguita una specifica istruzione "if" a seconda del pin di input che legge LOW (il pulsante è stato premuto o il raggio del sensore IR è stato interrotto). L'ultima affermazione "se" definisce la fine del gioco. Una volta che sono state giocate 9 “buche”, la funzione loop() si interrompe e il gioco finisce.

Passaggio 10: montaggio dei componenti

Innanzitutto, è stato necessario posizionare fori e ritagli nel pannello di montaggio corrispondente alla posizione occupata da ciascun componente sul grafico del tabellone. Sono stati praticati dei fori di 5 mm di diametro in corrispondenza dei LED. I fori rettangolari sono stati tagliati con un seghetto alternativo per corrispondere alle dimensioni dei vari display a 7 segmenti.

Ogni luce LED è stata saldata a una piccola breadboard con una resistenza collegata al terminale positivo. Per i terminali positivo e negativo sono stati utilizzati connettori maschio standard da 2,54 mm. La breadboard ha reso più facile fissare il LED alla sottile scheda di montaggio in compensato. Ciascun gruppo di luci a LED è stato montato nella posizione corretta sulla scheda di montaggio. Per fissarli sono state utilizzate viti in acciaio a testa Phillips di piccolo diametro M1.7.

Successivamente, ogni display a 7 segmenti doveva essere fissato alla scheda di montaggio. I fori di montaggio ai 4 angoli dei PCB del display sono stati utilizzati con le stesse piccole viti di montaggio.

La mega scheda Arduino, il blocco di distribuzione dell'alimentazione e il blocco di distribuzione I2C sono stati fissati alla base della scheda di montaggio con piccole viti per legno e distanziali. Altre due piccole breadboard sono state fissate alla base sul lato destro con un angolo di 90 gradi. Questi sono i pin di ingresso per i sensori IR che devono essere collegati dall'assieme target e i pulsanti arcade dalla scatola di controllo del gioco che verranno posizionati dal giocatore o dai giocatori.

Una batteria da 9 volt e il relativo cablaggio sono stati fissati all'interno della scheda di montaggio. Il lato positivo del cavo sarà unito con l'interruttore a pulsante on/off sulla cassa del tabellone segnapunti in legno.

Infine, tutti i componenti sono stati collegati, seguendo lo schema di cablaggio perfezionato al banco.

Passaggio 11: mettere tutto insieme

L'ultimo passaggio è stato quello di collegare il tabellone segnapunti all'Executive Par 3 Golf Game esistente in modo tale che non interferisse con il gioco. Inoltre, qualsiasi sistema di fissaggio del tabellone sarebbe rimovibile in modo da poter essere imballato e non ostacolare la portabilità del gioco. Allo stesso modo, avevo bisogno di fare un supporto per la pulsantiera in modo che non fosse appoggiata a terra e posizionata più vicino a dove stavano mettendo i giocatori.

Si prega di guardare le foto allegate. Sono stati utilizzati tasselli da 7/8" di diametro per sollevare la cassa del tabellone segnapunti e la cassa dei pulsanti al livello corretto. Tre tasselli sono stati tagliati a 24 pollici di lunghezza. Una base in compensato con un foro da 7/8" nel mezzo è stata fabbricata per accettare uno dei tasselli. Un corrispondente pezzo di legno di pino era attaccato al retro della custodia dei bottoni in plastica. Aveva anche un foro da 7/8 "nella parte inferiore per accettare l'altra estremità del tassello. Ora il supporto per la custodia dei pulsanti era completo. Non viene utilizzata la colla. Il supporto è abbastanza robusto da essere utilizzato durante il gioco, ma può essere facilmente smontato per il trasporto.

Il tabellone è stato attaccato all'assieme del tabellone di destinazione utilizzando lo stesso concetto. Una superficie di un pezzo di tavola di pino lungo 15 pollici è stata tagliata con un angolo di 60 gradi per corrispondere all'angolo di 30 gradi del gruppo bersaglio quando è impostato per giocare. Questo posiziona la parte superiore di questa tavola in orizzontale. Due fori da 7/8" sono stati praticati a 11" l'uno dall'altro per accettare i tasselli lunghi 24" e poi il pezzo è stato avvitato sul retro del gruppo target. Successivamente, un pezzo di scarto di " di pino è stato avvitato sul fondo della cassa del tabellone segnapunti con fori di diametro 7/8" corrispondenti praticati a 11" di distanza. I due tasselli sono stati posizionati attraverso la rete fuori limite e spinti in posizione sia sul gruppo del tabellone bersaglio che sul fondo della cassa del tabellone segnapunti.

Un cavo a 4 fili con i corrispondenti connettori maschi è stato eseguito dal retro del tabellone alla custodia dei pulsanti. Un secondo cavo a 6 fili con i corrispondenti connettori femmina e maschio è stato fatto passare dal retro del gruppo bersaglio (sensori IR) alla posizione corrispondente sul retro del tabellone. Ora la configurazione elettronica era completa per il punteggio automatico durante la riproduzione di una versione per uno o due giocatori dell'Executive Par 3 Golf G ame.

Passaggio 12: Post scriptum

Mentre provavo il gioco, ho notato che una pallina da golf che cadeva attraverso una buca di punteggio non veniva sempre contata. Mi chiedevo se i sensori IR funzionassero correttamente o se avrei dovuto installare più sensori. Poi mi è venuto in mente che all'estrema destra e sinistra della buca di 3 ½" di diametro la pallina da golf non veniva "vista" dai sensori IR posizionati proprio nel mezzo del foro di punteggio (il raggio IR non era essere rotto). Ho scoperto che il diametro di una pallina da golf regolamentare è di 1,68 pollici. In termini matematici, la metà di un foro di 3 ½ pollici di diametro sarebbe 1,75 pollici. Quindi immagino che sia possibile che la pallina da golf cada attraverso il foro dall'estremità sinistra e destra e non interrompa il raggio IR.

Col senno di poi, avrei dovuto tagliare i fori di incisione a un diametro di 3 pollici. Ma per questo gioco, il modo più semplice per risolvere questo problema era capovolgere il pannello di destinazione e installare alcuni bordi in vinile in eccesso sul lato sinistro e destro di ciascun foro. Ho posizionato il vinile flessibile in modo che si sovrapponesse al foro di ½ o giù di lì. Quando capovolgi il bersaglio, vedrai che il materiale è al di sotto del bordo della buca e non interferisce con la pallina da golf che cade liberamente attraverso la buca.

Questo ha risolto il problema e il gioco ha funzionato perfettamente. Giocando in queste ultime settimane, non ho notato nessun caso in cui le palline da golf non sono state conteggiate correttamente nel punteggio del giocatore.