Punteggio automatico per un piccolo gioco di Skee-Ball: 10 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:01

I giochi di Skee-Ball fatti in casa possono essere molto divertenti per tutta la famiglia, ma il loro svantaggio è sempre stata la mancanza di punteggio automatico. In precedenza ho costruito una macchina Skee-Ball che ha incanalato le palline del gioco in canali separati in base all'anello di punteggio che hanno attraversato. Anche altri hanno scelto questo disegno costruttivo. Ciò ha permesso al giocatore di tenere traccia del proprio punteggio di gioco manualmente sommando le palline in ciascun canale. Sarebbe bello poter contare il tuo punteggio Skee-Ball elettronicamente in modo da evitare questo elaborato sistema di canali. Volevo anche progettare una camera di contenimento per le palline da gioco. Quando viene iniziata una nuova partita, una porta si aprirà, consentendo di giocare le 9 palle da skee regolamentari.

Non volevo che questo gioco avesse una grande impronta, quindi la mia idea originale era di costruire un gioco che utilizzasse le palline da golf per giocare. Tuttavia, non mi è piaciuto il modo in cui le palline da golf sono state lanciate dalla rampa di gioco, quindi sono passato a palline di legno da 1-1/2 che possono essere acquistate da Woodpecker Crafts. Questo è l'indirizzo web:

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

Le dimensioni finali del gioco sono 17 pollici di larghezza per 79 pollici di lunghezza per 53 pollici di altezza nel punto più alto (tabellone segnapunti). In questo Instructable mi concentrerò sulla spiegazione dei componenti elettronici e del codice necessari per implementare il punteggio automatico su una macchina Skee-Ball fatta in casa. Il mio precedente Instructable intitolato "Another Skee-Ball Machine" fornisce istruzioni più dettagliate sulle tecniche di lavorazione del legno necessarie per fabbricare una macchina Skee-Ball.

Forniture

Gioco stesso:

· Compensato da ½” (fianchi e gruppo bersaglio)

· 2 x 4 borchie di pino (tagliate a larghezze inferiori per il telaio della rampa)

·” compensato (rampa)

· Compensato da 1/8” (lati rampa)

· 1 x 4 pino (lati del gruppo bersaglio)

· Inquadratura da costruzione 2 x 8 (lancio)

· Tubo in PVC diametro 4” (anelli di incisione)

· Set di colori acrilici (tabellone segnapunti)

· Plexiglass trasparente spesso 1/8” (tabellone segnapunti)

· Decalcomanie numeriche (anelli di punteggio)

· Tappo in plastica per secchio (grande anello di punteggio)

· Modanatura del bordo della piastrella in vinile bianco alta 4 (anello inferiore del pannello target)

· Rete sportiva (gabbia di protezione)

· Tasselli in legno da” (gabbia di protezione

Componenti elettronici:

· (7) Microinterruttori porta monete Arcade con filo dritto

· Piccole viti a macchina

· ½” x 8 viti per legno

· (14) Staffe ad angolo retto in metallo da 1”

· Arduino Mega

· Varie luci a LED (resistenze integrate - utilizzate sulla scheda target)

· Luci a LED (per tabellone segnapunti)

· LED da 2,3” a 7 segmenti a cifra singola (E-Bay)

· LED alto 1,2 pollici, 4 cifre e 7 segmenti (Adafruit Industries)

· Varie schede di saldatura

· Resistori da 220 ohm (per luci LED e LED alti a 7 segmenti)

· Interruttore momentaneo (interruttore di ripristino)

· Servomotore (porta a ribalta per rilascio pallina)

· Varie cablaggio e connettori

Passaggio 1: assemblaggio della scheda di destinazione

La dimensione della tavola di destinazione è di 16 pollici di larghezza per 24 pollici di lunghezza e fabbricata in compensato spesso ½ . I fori di incisione sono stati disposti sul compensato e tagliati con una sega a tazza da 4 pollici di diametro collegata al mio trapano. Ho usato un tubo in PVC da 4 pollici di diametro per gli anelli di incisione. Sono stati incollati in posizione con colla da costruzione per essere centrati sui fori tagliati.

L'anello più grande che circonda gli anelli di punteggio da 20, 30 e 40 punti è stato tagliato dalla parte superiore di un secchio per la biancheria. È stato anche centrato e incollato in posizione. L'anello inferiore è stato realizzato con bordi in vinile ed è stato incollato alla scheda di destinazione dopo che è stata utilizzata una fresa da ¼ per formare un canale per accettarlo (quindi avrebbe mantenuto la curva).

Un recinto inferiore (scatola) è stato costruito per contenere e incanalare la palla da skee lanciata verso lo scivolo di uscita. Sia la tavola del bersaglio che il fondo del recinto erano rivestiti con un materiale morbido e opaco per "attutire" il rimbalzo delle solide palline di legno. Questo è il tappetino da yoga utilizzato:

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

Una volta completato l'assemblaggio della scheda bersaglio, i lati e la parte superiore che circondano l'assemblaggio bersaglio sono stati progettati, ritagliati e fissati. Il gruppo bersaglio è stato montato con un angolo di 45 gradi.

Passaggio 2: elettronica della scheda di destinazione

Un microinterruttore arcade con un lungo filo dritto è stato utilizzato per rilevare la pallina da skee mentre cade attraverso un anello di punteggio. Avevo bisogno di trovare un modo per collegare il microinterruttore alla parte inferiore della scheda target. Una staffa fatta in casa è stata progettata e fabbricata utilizzando pannelli rigidi spessi 1/8 e piccole staffe ad angolo retto: vedi sotto:

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

L'interruttore doveva essere attaccato alla parte inferiore di ogni buca di punteggio in modo da non interferire con una palla che cadeva, ma doveva anche essere centrato in modo da non "mancare" nessuna palla che cadeva. Il filo lungo doveva essere sagomato e centrato in modo da essere "inciampato" dalla palla indipendentemente da dove passasse attraverso il foro di segnatura.

Volevo anche aggiungere luci alla scheda di destinazione. Piccole luci a LED sono state montate alla comprensione di ogni foro di punteggio per illuminare l'apertura. Per fare ciò, un foro doveva essere svasato appena fuori dal bordo del foro di punteggio. Una punta da trapano Forstner del diametro di 1 pollice è stata utilizzata per perforare a una profondità di 3/8 pollici. I LED sono stati quindi fissati con un fermacavo da 1/4 . I fori di punteggio sono stati codificati a colori in base ai valori di punteggio. Gli anelli da 10 e 20 punti erano illuminati in rosso, gli anelli da 30, 40 e 50 punti erano illuminati in blu e i due anelli da 100 punti erano illuminati in verde. Come vedremo in seguito, questa combinazione di colori corrisponderà ai colori visualizzati sul tabellone.

Una volta montati tutti gli interruttori e le luci a LED, è stato necessario cablarli e saldarli a una scheda wafer perforata centralizzata con un connettore standard. I collegamenti dei cavi alla fine sarebbero andati al tabellone montato. Tutti i fili sciolti sono stati fissati e fissati saldamente contro l'interno del tabellone per non interferire con le palline da gioco mentre cadevano attraverso gli anelli di punteggio e viaggiavano verso lo scivolo di uscita.

Passaggio 3: montaggio della rampa

Il telaio della rampa è stato fabbricato da perni di costruzione che sono stati strappati a una dimensione di 1-1 / 2 "x 2". Il telaio è stato costruito con traverse distanti circa 16 pollici. Il telaio aveva una leggera inclinazione in modo che le palle da skee rotolassero naturalmente, per gravità, nella loro area di presa.

Integrale al gruppo della rampa è lo scivolo di ritorno della sfera e l'area di tenuta. Le palle da skee giocate si accumuleranno dietro un meccanismo di porta a discesa. Questo meccanismo è controllato da un micro servomotore collegato al microprocessore Arduino ed è programmato per far cadere e rilasciare le 9 palline di gioco ogni volta che viene premuto il pulsante di ripristino.

Il micro servomotore è stato montato sul telaio in modo che il braccio del servo in plastica sostenga la parte posteriore della porta a ribalta. Questa porta è fissata a una cerniera liberamente mobile. Una volta che il braccio del servo viene istruito, nel codice, a oscillare verso il basso di 90 gradi, l'inclinazione del binario della sfera e il peso delle sfere di legno fanno cadere la porta in una rientranza a filo. Le palline si spostano quindi liberamente nell'area di gioco all'aperto dove possono essere recuperate una alla volta.

Non ho mostrato molti dettagli, ma i lati del gruppo della rampa sono incorniciati e ricoperti di compensato sottile da 1/8 di pollice per dare spazio al libero movimento delle palline da gioco sottostanti, come descritto nel paragrafo precedente. Il design simula come funzionerebbe un vero gioco Skee-Ball di dimensioni arcade una volta che hai messo i soldi per iniziare il gioco.

L'assemblaggio della rampa è stato completato fresando una pista da bowling in compensato di grado mobile da ¾ di pollice per adattarsi alla parte superiore del telaio. Perni di pino da 2 x 4 pollici sono stati utilizzati per fabbricare le gambe per il gioco per sollevarlo da terra all'altezza corretta per il gioco. Per rendere mobile il gioco, a queste gambe sono state fissate ruote industriali da 2 pollici.

Passaggio 4: avviare la fabbricazione

Per prima cosa ho provato a fare un lancio di palla non solido usando una tecnica di costola e telaio. Ho usato sottili strisce di compensato (1/8 di pollice) incollate su alcuni pezzi di telaio da tagliati nel contorno del lancio. Ho testato questo lancio con le palline di legno e ho scoperto che non funzionava molto bene. Non sembrava solido e non ha lanciato le palle di legno come sperato. Ho deciso di non utilizzare questo lancio.

Sono tornato alla tecnica di costruzione del lancio che ho usato in precedenza. Il lancio è stato realizzato con singoli pezzi di legno da costruzione spesso 2 pollici che è stato incollato insieme per ottenere la larghezza corretta del lancio. Il modello è stato tracciato e ritagliato sulla mia sega a nastro. Tutte le imperfezioni sono state riempite con stucco per carrozzeria. Le curve sono state levigate fino alla forma finale del lancio. Questo è stato l'ultimo passo per completare l'assemblaggio della rampa.

Passaggio 5: schermo/gabbia di protezione

Lo schermo protettivo che ho fabbricato è stato una specie di ripensamento. Pensavo che avrei avuto bisogno di protezione per il seminterrato con i miei nipotini che giocavano. Non ho fatto alcuna foto dei passaggi coinvolti. Non riuscivo a trovare un materiale con cui poter lavorare con successo (tubo in PVC, tubo in metallo, condotto) quindi ho deciso di farlo in legno. Ho usato compensato spesso ½ "e tasselli da ¾" per realizzarlo. È stato dipinto di nero e poi ricoperto con una rete di tipo sportivo da calcio. Il materiale della rete è stato pinzato al legno. Questa gabbia protettiva è stata poi fissata al gioco.

Passaggio 6: configurazione del banco elettronico

L'allestimento elettronico del banco trail è mostrato nelle foto seguenti. Ho usato un monitor LDC a 4 linee sul mio banco di prova per tenere traccia delle variabili e verificare che il codice Arduino che controlla il tabellone funzioni correttamente. Ho usato questo al posto del monitor seriale. I pulsanti momentanei pull-up sono stati utilizzati per imitare gli interruttori arcade della porta a moneta a filo lungo montati nella scheda di destinazione. Ho un interruttore arcade a filo extra lungo collegato solo per assicurarmi che i pulsanti funzioneranno. Ho anche testato alcune delle luci a LED che funzioneranno sul tabellone. La luce rossa che si illumina in questa foto si accenderà per indicare che la "palla rossa" sta rotolando. Nella normale Skee-Ball, questa è la nona o l'ultima palla lanciata e vale il doppio del punteggio di qualsiasi anello di punteggio attraverso cui passa. Ci sarà un LED verde che indica che è stato premuto il pulsante di ripristino e che sta iniziando una nuova partita. Ci sarà anche un LED "Game Over" che si accenderà una volta che tutte e nove le palline saranno state lanciate.

Ci saranno sei LED nella parte superiore del tabellone. Quello che si illumina in qualsiasi momento indicherà l'anello di punteggio attraversato dall'ultima pallina. Ricorda, il colore di questi LED sarà codificato in base al colore della luce che illumina gli anelli di punteggio.

Infine, i display a LED a 7 segmenti sono stati cablati e testati. In primo luogo, è stato acquistato su E-Bay un LED generico a 7 segmenti e di grandi dimensioni sovradimensionato (2,3 ) a una cifra. Qualsiasi display di grandi dimensioni funzionerebbe. Quello che ho usato era un tipo a catodo comune ed è stato posizionato su una piccola breadboard in modo che i resistori da 220 ohm potessero essere saldati in posizione per ogni singolo segmento LED del display. Un filo da ciascun segmento LED è stato terminato su un connettore maschio comune a 7 pin (2,54 mm). Il connettore semplificherà il collegamento alla scheda Arduino Mega. Questo display a 7 segmenti sovradimensionato sarà montato al centro del tabellone e mostrerà il numero di palline lanciate nel gioco.

Anche montato al centro del tabellone, sopra il display delle palline rotolate, è un display a 4 cifre e 7 segmenti che sommerà il punteggio man mano che ogni pallina viene rotolata. Questo LED a 4 cifre e 7 segmenti è di Adafruit Industries. Si chiama display “1.2” a 4 cifre a 7 segmenti con zaino 12C – Rosso”. L'ID prodotto è 1269. Vedi sotto:

www.adafruit.com/product/1269

La bellezza di questo display è che utilizza un controller bus I2C sul retro del PCB, quindi sono necessari solo due pin per controllarlo. Questi sono il pin SDA (linea dati) e il pin SCL (linea clock). Avrai anche bisogno di una linea di alimentazione e di terra per questo display. Ma questo è solo un totale di 4 linee rispetto alle 16 linee necessarie senza questo controller bus I2C.

Il codice Arduino è stato scritto e sottoposto a debug. Una volta scoperto che tutto funzionava in panchina, era il momento di progettare e costruire il tabellone.

Passaggio 7: progettazione e assemblaggio del tabellone segnapunti

La recinzione in legno per il tabellone segnapunti è stata realizzata in compensato finito da ½". Sarà della stessa larghezza del resto del gioco finito (17”). Avrà una profondità di 7 pollici e un'altezza di 9 pollici. Verrà fabbricato un rivestimento in plexiglas personalizzato per adattarsi alla parte anteriore di questo involucro. La scheda di montaggio principale per tutti i componenti elettronici è stata tagliata in compensato da 1/4". Verrà posizionato proprio dietro il rivestimento in plexiglas. Le luci e i display a 7 segmenti si allineeranno con la grafica corrispondente sul rivestimento in plexiglas. La dimensione di questa scheda di montaggio è stata tagliata leggermente inferiore rispetto alla custodia in legno. Il pannello di montaggio è stato stabilizzato con una base in compensato da” fissata nella parte inferiore. Ciò ha reso più facile montare i componenti.

Tutte le luci a led sono state posizionate su piccole breadboard forate con le resistenze da 220 ohm saldate al terminale positivo. Ciò ha reso più facile collegare i LED alla scheda di montaggio. All'inizio, avrei disposto le luci del valore in punti in una curva o in un semicerchio lungo la parte superiore del tabellone. Tuttavia, si è rivelato troppo difficile distanziare uniformemente le luci, quindi ho deciso di disporre le luci del valore in punti in linea retta nella parte superiore con la stella verde "Nuovo gioco" al centro. Come accennato in precedenza, il display del punteggio e il display del conteggio delle palline erano centrati nella linea centrale come lo erano i giochi arcade originali di Skee-Ball. Sul lato sinistro dei display a 7 segmenti ho posizionato la luce LED “Game Over” e sul lato destro ho posizionato la luce LED “Red Ball”. Tutti questi componenti sono stati fissati sulla scheda di montaggio come si vede nella foto.

Ora che il layout del tabellone è stato finalizzato, l'intestazione della sovrapposizione in plexiglas doveva essere progettata e verniciata per abbinarla. Parte del design si basava su foto di vecchie macchine Skee-Ball arcade classiche. Le frecce diagonali gialle sono state ispirate da questi giochi classici. Sono state aggiunte altre icone per indicare cosa rappresentava ciascun LED illuminato. Il disegno è stato dipinto sul plexiglas utilizzando colori acrilici di tipo artistico. Non sono un grande artista, ma penso che sia venuto bene. Avevo tracciato gran parte del disegno sul plexiglas in modo da poter dipingere correttamente il disegno. Ho anche usato alcuni pennarelli magici e pennarelli, in alcune aree, per finire la sovrapposizione.

Passaggio 8: rifinire l'elettronica

Dal retro del gioco puoi vedere come ho collegato tutti i componenti insieme. L'ultimo passo è stato quello di fissare tutti i componenti ai pin di input e output su Arduino Mega. Questa scheda del processore è stata fissata alla base della scheda di montaggio (lato destro). La breadboard perforata che accettava le connessioni del microinterruttore arcade dagli anelli di punteggio della scheda target e altre connessioni è stata montata anche sulla base della scheda di montaggio (lato sinistro). C'è anche una breadboard perforata fissata sulla scheda di montaggio stessa che ha distribuito tutta l'alimentazione a 5 VDC e le alimentazioni a terra a tutti i componenti. Questa era la scheda di distribuzione dell'alimentazione principale. Puoi vedere le connessioni della luce LED e le connessioni del display a 7 segmenti che vanno ai rispettivi pin di uscita su Arduino Mega. L'intero gruppo della scheda di montaggio dei componenti si inserisce appena all'interno della scatola di recinzione in legno del tabellone segnapunti e si trova dietro il rivestimento in plexiglas dove è fissato in posizione.

Infine, è stato necessario collegare l'alimentazione e la distribuzione CA. Un trasformatore di alimentazione con uscita a 5 volt CC è stato utilizzato per alimentare le luci a LED fissate sotto la scheda di destinazione. Richiedevano una potenza costante perché erano sempre accese quando l'interruttore del gioco era acceso. Per alimentare la scheda Arduino Mega è stato utilizzato un trasformatore di uscita CC da 9 volt specializzato. Questi trasformatori erano entrambi alimentati da una normale linea di alimentazione CA da 110 volt. Un interruttore a levetta unipolare è stato posizionato in questa linea di alimentazione e montato sul lato sinistro del cabinet per accendere e spegnere il gioco.

Passaggio 9: codice Arduino

L'ultima cosa da discutere è il codice Arduino che controlla il flusso del gioco (tabellone segnapunti). Il file del codice Arduino è allegato. Nel codice vedrai che devi includere tutte le librerie necessarie. Ricorda anche che ho usato un monitor LCD a 4 righe per controllare ed eseguire il debug del mio codice in modo che tu possa ancora vedere i riferimenti a questo codice presente. Può essere semplicemente ignorato.

Innanzitutto, ai microinterruttori arcade sono assegnati i pin 43-53. Il pulsante di ripristino è collegato al pin 9. Successivamente, vengono dichiarate le funzioni per visualizzare le cifre nell'ampio display a 7 segmenti singolo, per controllare l'aggiornamento dei display del punteggio di gioco e delle palline lanciate e per controllare quale valore della luce di punteggio viene visualizzato attraverso il cima della classifica.

La funzione setup() avvia prima il servomotore. Successivamente, imposta la modalità pin in uscita per tutti i LED che si trovano sul tabellone e che compongono il display a 7 segmenti di grandi dimensioni. Quindi la modalità pin è impostata su input per tutti i microinterruttori arcade e il pulsante di ripristino. Viene utilizzata la resistenza interna sulla scheda Arduino, quindi non sono necessarie resistenze separate per ogni interruttore. Infine, i display sono sincronizzati a zero per l'inizio del gioco.

Il codice nella funzione loop() viene eseguito molte migliaia di volte al minuto; in altre parole, continuamente. In sostanza, tutto ciò che fa è controllare se e quando è stato attivato un interruttore e quindi esegue il codice corrispondente per quell'interruttore. Il codice aggiungerà il punteggio del gioco, conterà il numero di palline lanciate, attiverà il LED dell'ultima pallina segnapunti e quindi visualizzerà tutte queste informazioni sul tabellone. Ci sono dichiarazioni da controllare quando sono state lanciate 9 palline e il gioco è finito o quando sono state lanciate 8 palline e la successiva pallina (Red Ball) varrà il doppio dei punti. Infine, se si preme il pulsante di reset, il gioco si ferma, tutto viene azzerato (variabili e display) e il braccio del servomotore si abbassa, quindi le palline del gioco vengono rilasciate per ricominciare a giocare.

Passaggio 10: considerazioni finali

Il tabellone elettronico sembra funzionare come previsto. Solo in rare occasioni, una pallina da skee non attiverà il lungo braccio del microinterruttore mentre cade attraverso l'anello di punteggio. Ho ottenuto una copia di un manuale di installazione per una macchina Skee-Ball in stile arcade a grandezza naturale. Mostra che la macchina è realizzata con sensori a infrarossi (IR) per rilevare le palline da gioco che cadono attraverso gli anelli di punteggio. Se dovessi fabbricare un altro gioco Skee-Ball, penso che userei sensori a raggio di rottura IR per rilevare le palline che cadono. Userei un prodotto di Adafruit Industries chiamato "Sensore IR Break Beam - LED da 3 mm" (ID prodotto 2167)

www.adafruit.com/product/2167

Li ho usati in un altro gioco che ho progettato e che è stato pubblicato su Instructables intitolato "Electronic Scoring for a Bean Bag Baseball Game" e hanno funzionato perfettamente.