Automatisk poäng för ett litet skebollspel: 10 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:40

Hemmagjorda Skee-Ball-spel kan vara jättekul för hela familjen, men deras nackdel har alltid varit bristen på automatisk poängsättning. Jag har tidigare konstruerat en Skee-Ball-maskin som trattade spelbollarna i separata kanaler baserat på poängringen de passerade genom. Andra har också valt denna konstruktion. Detta gjorde det möjligt för spelaren att spåra sitt spelresultat manuellt genom att lägga ihop bollarna i varje kanal. Det skulle vara trevligt att kunna räkna din Skee-Ball-poäng elektroniskt så att detta genomarbetade kanalsystem kan undvikas. Jag ville också designa en hållkammare för spelbollarna. När ett nytt spel startas kommer en dörr att falla ner, så att regleringen 9 skebollar kan spelas.

Jag ville inte att det här spelet skulle ha ett stort fotavtryck, så min ursprungliga idé var att konstruera ett spel som använde golfbollar för att spela. Jag gillade dock inte hur golfbollar lanserades av spelrampen, så jag bytte till 1-1/2”träbollar som kan köpas från Woodpecker Crafts. Detta är webbadressen:

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

Spelets slutliga dimensioner är 17 tum breda, 79 tum långa och 53 tum långa på sin högsta punkt (resultattavla). I denna instruktionsbok kommer jag att koncentrera mig på att förklara de elektroniska komponenterna och koden som behövs för att implementera automatisk poängsättning på en hemmagjord Skee-Ball-maskin. Min föregående instruktionsbok med titeln "Another Skee-Ball Machine" ger mer detaljerade instruktioner om träbearbetningstekniker som behövs för att tillverka en Skee-Ball-maskin.

Tillbehör

Spelet själv:

· ½”plywood (sidor och måttbräda)

· 2 x 4 tallreglar (skuren till mindre bredder för rampram)

· ¾”plywood (ramp)

· 1/8”plywood (rampsidor)

· 1 x 4 tallar (sidor av målenheten)

· 2 x 8 konstruktionsramar (lansering)

· PVC -rör med 4”diameter (ringar)

· Akrylfärgset (resultattavla)

· 1/8”tjockt klart plexiglas (resultattavla)

· Sifferdekaler (poängringar)

· Plastkorgsöverdel (stor ring)

· 4”hög vit kakelkant av vinylplatta (nedre ringen på målbrädan)

· Sportnät (skyddsbur)

· ¾”träpluggar (skyddsbur

Elektroniska komponenter:

· (7) Mikrobrytare för arkadmyntdörrar med rak tråd

· Små maskinskruvar

· ½”x 8 träskruvar

· (14) 1”metall rätvinkliga fästen

· Arduino Mega

· Olika LED -lampor (inbyggda motstånd - används på mållinjen)

· LED -lampor (för resultattavla)

· 2,3”enkelsiffrig 7-segmentig LED (E-Bay)

· 1,2”hög, 4-siffrig, 7-segmentig LED (Adafruit Industries)

· Olika lödbrädor

· 220 ohm motstånd (för LED-lampor och höga 7-segment LED)

· Momentomkopplare (återställningsknapp)

· Servomotor (nedfällbar dörr för spelbollsläpp)

· Övrigt kablar och kontakter

Steg 1: Målstyrelsen

Måttbrädans storlek är 16 tum bred och 24 tum lång och tillverkad av ½”tjock plywood. Skårhålen lades ut på plywood och skärdes med en hålsåg med 4”diameter ansluten till min borr. Jag använde PVC -rör med 4”diameter för ringarna. De limmades på plats med bygglim för att centreras över de skurna hålen.

Den större ringen som omger 20-, 30- och 40-punkts ringarna skars från toppen av en tvättpåse. Den centrerades och limmades på plats också. Den nedre ringen var gjord av vinylkant och limmades på mållinjen efter att en ¼”borrbit användes för att bilda en kanal för att acceptera den (så skulle hålla kurvan).

En bottenhölje (låda) byggdes för att innehålla och kanalisera den kastade skebollen till utgångsrännan. Både målbrädan och botten av höljet var fodrade med ett mjukt mattmaterial för att "döda" studsen av de massiva träbollarna. Detta är yogamattan som används:

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

När målkortmonteringen var klar designades, klippdes ut och fästes sidorna och toppen som omger målenheten. Målaggregatet monterades i en 45 graders vinkel.

Steg 2: Target Board Electronics

En arkadmikrobrytare med en lång rak tråd användes för att detektera skebollen när den tappar genom en scoringring. Jag behövde hitta ett sätt att fästa mikrobrytaren på undersidan av målkortet. En hemmagjord konsol designades och tillverkades med 1/8”tjock hårdplatta och små rätvinkliga fästen: Se nedan:

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

Brytaren måste fästas på undersidan av varje målhål för att inte störa en fallande boll, men den måste också vara centrerad så att den inte”missar” några bollar som faller igenom. Den långa tråden måste formas och centreras så att den skulle”snubblas” av bollen oavsett var den passerade genom hålet.

Jag ville också lägga till lampor på målbrädan. Små LED -lampor monterades för att förstå varje poänghål för att belysa öppningen. För att åstadkomma detta måste ett hål försänkas strax utanför kanten av poänghålet. En Forstner -borr med 1”diameter användes för att borra till ett djup på 3/8 tum. Lysdioderna fästes sedan med en 1/4”kabelklämma. Poänghålen färgkodades med poängvärden. 10- och 20-punkts-ringarna belystes i rött, 30-, 40- och 50-punkts-ringarna lyser i blått och de två 100-punkts-ringarna lyser i grönt. Som vi kommer att se senare kommer detta färgschema att matcha de färger som visas på resultattavlan.

När alla omkopplare och LED -lampor var monterade måste de kopplas och lödas till ett centraliserat perforerat skivbräda med en standardkontakt. Kabelanslutningarna skulle slutligen gå till den monterade resultattavlan. Alla lösa trådar klibbades ner och fästes säkert mot insidan av målbrädet för att inte störa spelbollarna när de föll genom målningsringarna och reste till utmatningsrännan.

Steg 3: Rampmontering

Rampramen var tillverkad av konstruktionstappar som revs till en 1-1/2”x 2” dimension. Ramen byggdes med tvärbalkar cirka 16 tum från varandra. Ramen hade en liten snedställning så att skebollarna rullade naturligt, genom tyngdkraften, till sitt hållområde.

Integrerat med rampenheten är bollreturrännan och hållarområdet. De spelade skebollarna kommer att samlas bakom en nedfällbar dörrmekanism. Denna mekanism styrs av en mikroservomotor som är ansluten till Arduino -mikroprocessorn och som är programmerad att släppa ner och släppa de 9 spelbollarna när återställningsknappen trycks in.

Mikroservomotorn var monterad på ramen så att servosarmen av plast hakar på baksidan av lådan. Denna dörr är fäst vid ett fritt rörligt gångjärn. När servoarmen instruerats, i kod, att svänga ner 90 grader, får bollens snedställning och träkulornas vikt att dörren faller ner i en plan fördjupning. Bollarna rör sig sedan fritt till det öppna fältet där de kan hämtas en i taget.

Jag visade inte mycket detaljer, men rampenhetens sidor är inramade och täckta med tunn 1/8 tum plywood för att ge utrymme för den fria rörelsen för spelbollarna under, som beskrivs i föregående stycke. Designen simulerar hur ett riktigt arkadstorlek Skee-Ball-spel skulle fungera när du sätter in pengar för att starta spelet.

Rampenheten färdigställdes genom att fräsa en ¾ tums bowlingfilm i skåpkvalitet för att passa ovanpå ramen. Pine 2 x 4 tums dubbar användes för att tillverka ben för spelet för att höja det från marken till rätt höjd för att spela spelet. För att göra spelet mobilt var 2 tum industriella hjul fästa på dessa ben.

Steg 4: Starta tillverkning

Jag försökte först göra en icke-solid bollansättning med hjälp av en revben- och ramteknik. Jag använde tunna plywoodremsor (1/8 tum) limmade på några ¾”ramstycken skurna i lanseringens kontur. Jag testade den här lanseringen med träbollarna och fann att den inte fungerade särskilt bra. Det kändes inte fast och lanserade inte träbollarna som man hoppades. Jag bestämde mig för att inte använda den här lanseringen.

Jag gick tillbaka till lanseringstekniken som jag har använt tidigare. Lanseringen gjordes av enskilda bitar av 2 tum tjockt konstruktionsvirke som limmades ihop för att få rätt bredd på sjösättningen. Mönstret spårades och klipptes ut på min bandsåg. Alla brister fylldes med autopåfyllning. Kurvorna slipades till den slutliga formen av lanseringen. Detta var det sista steget i att slutföra rampenheten.

Steg 5: Skyddande skärm/bur

Den skyddande skärmen jag tillverkade var ett slags eftertanke. Jag trodde att jag skulle behöva lite skydd för källaren med mina barn som spelade spelet. Jag tog inga bilder av de inblandade stegen. Jag kunde inte hitta ett material som jag kunde arbeta med framgångsrikt (PVC -rör, metallrör, rör) så jag bestämde mig för att göra det av trä. Jag använde ½”tjock plywood och ¾” pluggar för att göra det. Det var svartmålat och därefter täckt med ett fotbollssportnät. Nätmaterialet häftades fast i träet. Denna skyddande bur fästes sedan på spelet.

Steg 6: Elektronisk bänkuppställning

Den elektroniska spårbänkens uppställning visas på följande foton. Jag använde en 4-radig LDC-monitor på min testbänk för att spåra variabler och verifiera att Arduino-koden som styr resultattavlan fungerar korrekt. Jag använde detta istället för seriell bildskärm. Uppdragbara momentana knappar användes för att efterlikna de långtrådiga myntdörrens arkadkontakter som är monterade i målkortet. Jag har en extra lång trådströmbrytare ansluten bara för att försäkra mig om att knapparna fungerar. Jag testade också några av LED -lamporna som kommer att fungera på resultattavlan. Den röda lampan som tänds i det här fotot tänds för att indikera att den”röda bollen” rullas. I normal Skee-Ball är detta den nionde eller sista bollen som rullas och är värd dubbla poängpoängen för vilken scoringring den passerar genom. Det kommer att finnas en grön lysdiod som indikerar att återställningsknappen har tryckts in och ett nytt spel startar. Det kommer också att finnas en "Game Over" -lampa som tänds när alla nio bollarna har rullats.

Det kommer att finnas sex lysdioder överst på resultattavlan. Den som lyser vid varje tillfälle kommer att indikera poängringen den senaste bollen rullade gick igenom. Kom ihåg att färgen på dessa lysdioder kommer att färgkodas till färgljuset som lyser upp poängringarna.

Slutligen har 7-segment LED-skärmar kopplats upp och testats. Först köptes en stor generisk oversize (2,3”) enkelsiffrig 7-segments LED på E-Bay. Vilken stor skärm som helst skulle fungera. Den jag använde var en vanlig katodtyp och placerades på en liten brödbräda så att motstånden på 220 ohm kunde lödas på plats för varje enskilt LED-segment på displayen. En kabel från varje LED-segment avslutades på en vanlig 7-polig hane (2,54 mm) kontakt. Anslutningen gör det enklare att ansluta till Arduino Mega -kortet. Denna överdimensionerade 7-segmentskärm monteras i mitten av resultattavlan och visar antalet rullade bollar i spelet.

På mitten av resultattavlan, ovanför den rullade bollens display, finns också en fyrsiffrig, 7-segmentig display som lägger till poängen när varje boll rullas. Denna fyrsiffriga LED med 7 segment är från Adafruit Industries. Det kallas en”1,2” 4-siffrig 7-segmentig display med 12C ryggsäck-röd”. Produkt -ID är 1269. Se nedan:

www.adafruit.com/product/1269

Det fina med den här skärmen är att den använder en I2C -bussstyrenhet på baksidan av kretskortet så att bara två stift behövs för att styra den. Dessa är SDA -stiftet (datalinje) och SCL -stiftet (klocklinje). Du behöver också en ström- och jordledning till denna display. Men det är bara totalt 4 linjer jämfört med 16 linjer som behövs utan denna I2C -bussstyrenhet.

Arduino -koden skrevs och felsökades. När allt visade sig fungera på bänken var det dags att designa och bygga resultattavlan.

Steg 7: Designtavla och montering

Trähöljet för resultattavlan var tillverkat av ½”färdig plywood. Det kommer att vara samma bredd som resten av det färdiga spelet (17”). Den kommer att ha ett djup på 7”och en höjd på 9”. Ett specialmålat plexiglashuvudöverlägg kommer att tillverkas för att passa på framsidan av detta hölje. Huvudmonteringsbrädan för alla elektroniska komponenter skars från 1/4”plywood. Det kommer att placeras precis bakom plexiglasöverlägget. Lamporna och 7-segmentskärmarna kommer i linje med motsvarande konstverk på plexiglasöverlägget. Dimensionen för denna monteringsbräda skars något mindre än trähöljet. Monteringsbrädan stabiliserades med en ¾”plywoodbas fäst vid botten. Detta gjorde det lättare att montera komponenterna.

Alla LED-lampor placerades på små perforerade brödbrädor med 220-ohm motstånd lödda på den positiva terminalen. Detta gjorde det lättare att fästa lysdioderna på monteringskortet. Först tänkte jag ordna punktvärdeslamporna i en kurva eller halvcirkel längs toppen av resultattavlan. Det visade sig dock vara för svårt att jämnt fördela lamporna, så jag bestämde mig för att placera punktvärdeslamporna i en rak linje tvärs över toppen med den "nya spelet" grönlysta stjärnan i mitten. Som nämnts tidigare var poängskärmen och bollräkningsdisplayen centrerade på mittlinjen som de ursprungliga Skee-Ball arkadspelen var. På vänster sida av 7-segmentskärmarna placerade jag "Game Over" LED-lampan och på höger sida placerade jag "Red Ball" LED-lampan. Alla dessa komponenter fästes på monteringsbrädan som på bilden.

Nu när resultattavlans layout var slutförd måste plexiglasöverläggsrubriken utformas och målas för att matcha. En del av designen baserades på foton av gamla klassiska arkad Skee-Ball-maskiner. De gula diagonala pilarna var en inspiration från dessa klassiska spel. Andra ikoner har lagts till för att indikera vad varje upplyst lysdiod representerar. Designen målades på plexiglas med akrylfärger av konstnärstyp. Jag är ingen konstnär, men jag tycker att det gick bra. Jag hade spårat mycket av designen på plexiglas så att jag kunde måla in designen korrekt. Jag använde också några magiska markörer och färgpennor, i vissa områden, för att avsluta överlägget.

Steg 8: Avsluta elektroniken

Från baksidan av spelet kan du se hur jag kopplade ihop alla komponenter. Det sista steget var att säkra alla komponenter till ingångs- och utgångsstiften på Arduino Mega. Processorkortet fästes på monteringsplattans bas (höger sida). Den perforerade brödbrädan som accepterade arkadmikrobrytarens anslutningar från målbrädans ringar och andra anslutningar monterades också på monteringsplattans bas (vänster sida). Det finns också en perforerad brödbräda som sitter fast på själva monteringsbrädan som distribuerar all 5 VDC -ström och jordmatningar till alla komponenter. Detta var den huvudsakliga kraftfördelningskortet. Du kan se LED-lampans anslutningar och 7-segment displayanslutningar gå till motsvarande utgångsstiften på Arduino Mega. Hela denna komponentmonteringsbräda passar precis inuti resultattavlan i trähöljet och sitter bakom plexiglasöverlägget där det sitter på plats.

Slutligen måste nätaggregatet och distributionen anslutas. En effekttransformator med 5-volts DC-utgång användes för att driva LED-lamporna som var säkrade under målkortet. De krävde konstant ström eftersom de alltid var på när spelomkopplaren var på. En specialiserad 9-volt likströmstransformator användes för att driva Arduino Mega-kortet. Dessa transformatorer drivs båda av en vanlig 110-volts växelströmsledning. En enpolig växelströmbrytare placerades i denna kraftledning och monterades på vänster sida av skåpet för att slå på och av spelet.

Steg 9: Arduino -kod

Det sista som ska diskuteras är Arduino -koden som styr spelets flöde (resultattavla). Arduino -kodfilen bifogas. I koden ser du att du måste inkludera alla bibliotek som behövs. Kom också ihåg att jag använde en 4-radig LCD-skärm för att kontrollera och felsöka min kod så att du fortfarande kommer att se referenser till den här koden. Det kan bara ignoreras.

Först tilldelas arkadmikrobrytarna stiften 43-53. Återställningsknappen är ansluten till stift 9. Därefter deklareras funktioner för att visa siffror i den stora 7-segmentiga displayen, för att styra uppdateringen av spelresultatet och bollar rullade displayer och för att kontrollera vilket poängljusvärde som visas över hela överst på resultattavlan.

Setup () -funktionen startar först servomotorn. Därefter ställer det in stiftläget för att mata ut för alla lysdioder som finns på resultattavlan och som utgör den stora 7-segmentiga displayen. Därefter är stiftläget inställt på ingång för alla arkadmikrobrytare och återställningsknappen. Det interna motståndet på Arduino -kortet används så separata motstånd behövs inte för varje switch. Slutligen synkroniseras skärmarna till noll för spelets början.

Koden i loop () -funktionen körs många tusen gånger per minut; med andra ord, kontinuerligt. I huvudsak är det bara att kontrollera om och när en omkopplare har aktiverats och sedan kör motsvarande kod för den omkopplaren. Koden kommer att lägga till spelets poäng, räkna antalet rullade bollar, aktivera den sista bollen LED och sedan visa all denna information på resultattavlan. Det finns uttalanden för att kontrollera när 9 bollar har rullats och spelet är över eller när 8 bollar har rullats och nästa boll som är rullad (Röd boll) kommer att vara värd dubbla poäng. Slutligen, om återställningsknappen trycks in, stannar spelet, allt sätts tillbaka till noll (variabler och displayer) och servomotorarmen faller ner, så spelbollarna släpps för att börja spela igen.

Steg 10: Slutliga tankar

Den elektroniska resultattavlan verkar fungera som den är utformad. Endast vid ett sällsynt tillfälle kommer en skeboll inte att aktivera mikroomkopplarens långa trådarm när den faller genom ringen. Jag fick en kopia av en installationsmanual för en verklig Skee-Ball-maskin i full storlek i arkadstil. Det visar att maskinen är tillverkad med infraröda (IR) sensorer för att upptäcka spelbollar som faller genom ringarna. Om jag skulle tillverka ett annat Skee-Ball-spel tror jag att jag skulle använda IR-strålsensorer för att upptäcka de fallande bollarna. Jag skulle använda en produkt från Adafruit Industries som kallas”IR Break Beam Sensor - 3 mm LED” (produkt -ID 2167)

www.adafruit.com/product/2167

Jag använde dessa i ett annat spel som jag designade som publicerades på Instructables med titeln "Electronic Scoring for a Bean Bag Baseball Game" och de fungerade felfritt.