Puntuación automática para un pequeño juego de Skee-Ball: 10 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:41

Los juegos caseros de Skee-Ball pueden ser muy divertidos para toda la familia, pero su inconveniente siempre ha sido la falta de puntuación automática. Anteriormente construí una máquina Skee-Ball que canalizaba las bolas del juego en canales separados según el anillo de puntuación por el que pasaban. Otros también han optado por este diseño de construcción. Esto le permitió al jugador rastrear su puntaje de juego manualmente sumando las bolas en cada canal. Sería bueno poder contar electrónicamente su puntuación Skee-Ball para evitar este elaborado sistema de canales. También quería diseñar una cámara de retención para las bolas de juego. Cuando se inicia un nuevo juego, se abrirá una puerta que permitirá que se jueguen las 9 bolas skee reglamentarias.

No quería que este juego tuviera una gran huella, por lo que mi idea original era construir un juego que usara pelotas de golf para jugar. Sin embargo, no me gustó la forma en que las pelotas de golf se lanzaron desde la rampa de juego, así que cambié a bolas de madera de 1-1 / 2”que se pueden comprar en Woodpecker Crafts. Esta es la dirección web:

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

Las dimensiones finales del juego son 17 pulgadas de ancho por 79 pulgadas de largo por 53 pulgadas de alto en su punto más alto (marcador). En este Instructable, me concentraré en explicar los componentes electrónicos y el código necesarios para implementar la puntuación automática en una máquina Skee-Ball hecha en casa. Mi Instructable anterior titulado “Otra máquina Skee-Ball” brinda instrucciones más detalladas sobre las técnicas de carpintería necesarias para fabricar una máquina Skee-Ball.

Suministros

Juego en sí:

· Madera contrachapada de ½”(montaje de paneles laterales y de diana)

· 2 x 4 postes de pino (cortados a anchos más pequeños para el marco de la rampa)

· Madera contrachapada de ¾”(rampa)

· Madera contrachapada de 1/8”(lados de la rampa)

· Pino 1 x 4 (lados del conjunto del objetivo)

· Estructura de construcción 2 x 8 (lanzamiento)

· Tubería de PVC de 4”de diámetro (anillas)

· Set de pintura acrílica (marcador)

· Plexiglás transparente de 1/8”de grosor (marcador)

· Calcomanías numéricas (anillos de puntuación)

· Tapa de balde de plástico (anillo de puntuación grande)

· Moldura de borde de baldosas de vinilo blanco de 4”de alto (anillo inferior del tablero objetivo)

· Red deportiva (jaula protectora)

· Tacos de madera de ¾”(jaula protectora

Componentes electrónicos:

· (7) Microinterruptores de puerta de monedas Arcade con cable recto

· Tornillos de máquina pequeños

· Tornillos para madera de ½”x 8

· (14) soportes metálicos en ángulo recto de 1”

· Arduino Mega

· Varias luces LED (resistencias integradas, utilizadas en la placa de destino)

· Luces LED (para marcador)

· LED de 7 segmentos de un solo dígito de 2,3”(E-Bay)

· LED de 1.2”de alto, 4 dígitos y 7 segmentos (Adafruit Industries)

· Varias placas de soldadura

· Resistencias de 220 ohmios (para luces LED y LED altos de 7 segmentos)

· Interruptor momentáneo (interruptor de reinicio)

· Servomotor (puerta abatible para el lanzamiento de la pelota)

· Misc. cableado y conectores

Paso 1: Ensamblaje de la placa de destino

El tamaño del tablero objetivo es de 16 pulgadas de ancho por 24 pulgadas de largo y está fabricado con madera contrachapada de ½”de espesor. Los agujeros de marcado se colocaron en la madera contrachapada y se cortaron con una sierra perforadora de 4”de diámetro conectada a mi taladro. Usé tubería de PVC de 4”de diámetro para los anillos de puntuación. Se pegaron en su lugar con pegamento de construcción para centrarlos sobre los agujeros cortados.

El anillo más grande que rodea los anillos de puntuación de 20, 30 y 40 puntos se cortó de la parte superior de un cubo de lavandería. También estaba centrado y pegado en su lugar. El anillo inferior se hizo con un borde de vinilo y se pegó a la tabla de destino después de que se usó una broca de ¼”para formar un canal para aceptarlo (por lo que mantendría la curva).

Se construyó un recinto inferior (caja) para contener y canalizar la pelota skee lanzada hacia el conducto de salida. Tanto la tabla de blancos como la parte inferior del recinto se forraron con un material de alfombra suave para "amortiguar" el rebote de las bolas de madera maciza. Esta es la esterilla de yoga utilizada:

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

Una vez que se completó el ensamblaje de la placa del objetivo, se diseñaron, cortaron y unieron los lados y la parte superior que rodean el ensamblaje del objetivo. El conjunto del objetivo se montó en un ángulo de 45 grados.

Paso 2: Electrónica de la placa de destino

Se utilizó un microinterruptor de arcade con un cable recto largo para detectar la bola skee cuando cae a través de un anillo de puntuación. Necesitaba encontrar alguna forma de conectar el microinterruptor a la parte inferior de la placa de destino. Se diseñó y fabricó un soporte hecho en casa utilizando tableros duros de 1/8”de grosor y soportes pequeños en ángulo recto: Vea a continuación:

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

El interruptor tenía que estar conectado a la parte inferior de cada orificio de puntuación para no interferir con una bola que caía, pero también tenía que estar centrado para que no “perdiera” ninguna bola que cayera. El cable largo tenía que ser moldeado y centrado para que la pelota lo "tropezara" sin importar por dónde pasara por el orificio de puntuación.

También quería agregar luces al tablero de destino. Se montaron pequeñas luces LED para entender cada orificio de puntuación para iluminar la abertura. Para lograr esto, se tuvo que avellanar un orificio justo fuera del borde del orificio de puntuación. Se utilizó una broca Forstner de 1”de diámetro para perforar a una profundidad de 3/8 pulgadas. Luego, los LED se aseguraron con un clip de cable de 1/4”. Los orificios de puntuación se codificaron por colores mediante valores de puntuación. Los anillos de puntuación de 10 y 20 puntos se iluminaron en rojo, los anillos de puntuación de 30, 40 y 50 puntos se iluminaron en azul y los dos anillos de puntuación de 100 puntos se iluminaron en verde. Como veremos más adelante, esta combinación de colores coincidirá con los colores que se muestran en el marcador.

Una vez que se montaron todos los interruptores y las luces LED, tuvieron que cablearse y soldarse a una placa de oblea perforada centralizada con un conector estándar. Las conexiones de cables finalmente llegarían al marcador montado. Todos los cables sueltos se clavaron y sujetaron de forma segura contra el interior del tablero objetivo para no interferir con las bolas del juego cuando cayeron a través de los anillos de puntuación y viajaron hasta el conducto de salida.

Paso 3: Montaje de rampa

El marco de la rampa se fabricó con montantes de construcción que se rasgaron a una dimensión de 1-1 / 2 "x 2". El marco se construyó con travesaños separados por unos 40 centímetros. El marco tenía una ligera inclinación para que las bolas de skee rodaran naturalmente, por gravedad, hacia su área de sujeción.

Una parte integral del conjunto de la rampa es la rampa de retorno de la bola y el área de sujeción. Las pelotas skee jugadas se acumularán detrás de un mecanismo de puerta desplegable. Este mecanismo está controlado por un micro servo motor que está conectado al microprocesador Arduino y está programado para desplegar y liberar las 9 bolas de juego cada vez que se presiona el botón de reinicio.

El micro servomotor se montó en el marco de modo que el brazo del servo de plástico sujeta la parte posterior de la puerta abatible. Esta puerta está unida a una bisagra que se puede mover libremente. Una vez que se le indica al brazo del servo, en código, que se mueva hacia abajo 90 grados, la inclinación de la pista de la bola y el peso de las bolas de madera hacen que la puerta caiga hacia un hueco al ras. Luego, las bolas se mueven libremente al área de juego de la bahía abierta donde se pueden recuperar una a la vez.

No mostré muchos detalles, pero los lados del ensamblaje de la rampa están enmarcados y cubiertos con madera contrachapada delgada de 1/8 de pulgada para dar espacio para el libre movimiento de las bolas de juego debajo, como se describe en el párrafo anterior. El diseño simula cómo funcionaría un juego de Skee-Ball de tamaño arcade real una vez que coloques dinero para comenzar el juego.

El montaje de la rampa se completó fresando una pista de bolos de madera contrachapada de grado gabinete de ¾ de pulgada para encajar en la parte superior del marco. Se usaron tacos de pino de 2 x 4 pulgadas para fabricar patas para que el juego lo levantara del suelo a la altura adecuada para jugar. Para hacer el juego móvil, se unieron ruedas industriales de 2 pulgadas a estas patas.

Paso 4: Iniciar fabricación

Primero intenté hacer un lanzamiento de bola no sólida usando una técnica de nervadura y marco. Usé tiras delgadas de madera contrachapada (1/8 de pulgada) pegadas a algunas piezas de marco de ¾”cortadas en el contorno del lanzamiento. Probé este lanzamiento con las bolas de madera y descubrí que no funcionaba muy bien. No se sentía sólido y no lanzó las bolas de madera como se esperaba. Decidí no usar este lanzamiento.

Volví a la técnica de construcción de lanzamientos que había utilizado anteriormente. El lanzamiento se hizo con piezas individuales de madera de construcción de 2 pulgadas de espesor que se pegaron para obtener el ancho correcto del lanzamiento. El patrón fue trazado y cortado en mi sierra de cinta. Todas las imperfecciones se rellenaron con masilla para carrocería. Las curvas se lijaron a la forma final del lanzamiento. Este fue el paso final para completar el montaje de la rampa.

Paso 5: Pantalla protectora / jaula

La pantalla protectora que fabricé fue una idea tardía. Pensé que necesitaría algo de protección para el sótano con mis nietos jugando. No tomé ninguna foto de los pasos involucrados. No pude encontrar un material con el que pudiera trabajar con éxito (tubería de PVC, tubería de metal, conducto), así que decidí hacerlo de madera. Usé madera contrachapada de ½”de espesor y tacos de ¾” para hacerlo. Se pintó de negro y luego se cubrió con una red de tipo deportivo de fútbol. El material de la red se grapó a la madera. Esta jaula protectora se fijó luego al juego.

Paso 6: Configuración del banco electrónico

La configuración del banco de senderos electrónico se muestra en las siguientes fotos. Usé un monitor LDC de 4 líneas en mi banco de pruebas para rastrear variables y verificar que el código Arduino que controla el marcador funciona correctamente. Usé esto en lugar del monitor en serie. Se usaron botones de extracción momentánea para imitar los interruptores de arcade de puerta de monedas de alambre largo montados en el tablero de destino. Tengo un interruptor de arcade de cable extra largo conectado solo para asegurarme de que los botones funcionarán. También probé algunas de las luces LED que funcionarán en el marcador. La luz roja que se ilumina en esta foto se encenderá para indicar que se está rodando la "Bola Roja". En Skee-Ball normal, esta es la novena o última bola rodada y vale el doble de la puntuación de cualquier anillo de puntuación que atraviese. Habrá un LED verde que indica que se ha presionado el botón de reinicio y que está comenzando un nuevo juego. También habrá un LED de "Game Over" que se iluminará una vez que se hayan rodado las nueve bolas.

Habrá seis LED en la parte superior del marcador. El que está iluminado en cualquier momento indicará el anillo de puntuación por el que pasó la última bola rodada. Recuerde, el color de estos LED se codificará con el color de la luz que ilumina los anillos de puntuación.

Finalmente, las pantallas LED de 7 segmentos se conectaron y probaron. Primero, se compró un LED genérico de gran tamaño (2,3”) de un solo dígito y 7 segmentos en E-Bay. Cualquier pantalla de gran tamaño funcionaría. El que utilicé era un tipo de cátodo común y se colocó en una placa pequeña para que las resistencias de 220 ohmios pudieran soldarse en su lugar para cada segmento de LED individual de la pantalla. Un cable de cada segmento de LED se terminó en un conector macho común de 7 pines (2,54 mm). El conector facilitará la conexión a la placa Arduino Mega. Esta pantalla de gran tamaño de 7 segmentos se montará en el medio del marcador y mostrará la cantidad de bolas que se rodaron en el juego.

También montado en el medio del marcador, encima de la pantalla de bolas rodadas, hay una pantalla de 4 dígitos y 7 segmentos que sumará la puntuación a medida que se rueda cada bola. Este LED de 4 dígitos y 7 segmentos es de Adafruit Industries. Se llama pantalla “1.2” de 4 dígitos y 7 segmentos con mochila 12C - Roja”. El ID del producto es 1269. Consulte a continuación:

www.adafruit.com/product/1269

La belleza de esta pantalla es que usa un controlador de bus I2C en la parte posterior de la PCB, por lo que solo se necesitan dos pines para controlarla. Estos son el pin SDA (línea de datos) y el pin SCL (línea de reloj). También necesitará una línea de alimentación y tierra para esta pantalla. Pero eso es solo un total de 4 líneas en comparación con las 16 líneas necesarias sin este controlador de bus I2C.

El código Arduino fue escrito y depurado. Una vez que se encontró que todo estaba funcionando en el banco, llegó el momento de diseñar y construir el marcador.

Paso 7: Diseño y montaje del cuadro de indicadores

El cerramiento de madera para el marcador se hizo con madera contrachapada con acabado de ½”. Tendrá el mismo ancho que el resto del juego terminado (17”). Tendrá una profundidad de 7”y una altura de 9”. Se fabricará una superposición de cabecera de plexiglás pintada a medida para que quepa en el frente de este gabinete. La placa de montaje principal para todos los componentes electrónicos se cortó de madera contrachapada de 1/4”. Se colocará justo detrás de la superposición de plexiglás. Las luces y las pantallas de 7 segmentos se alinearán con las ilustraciones correspondientes en la superposición de plexiglás. La dimensión de esta placa de montaje se redujo un poco menos que la caja de madera. La tabla de montaje se estabilizó con una base de madera contrachapada de ¾”unida en la parte inferior. Esto facilitó el montaje de los componentes.

Todas las luces LED se colocaron en pequeñas placas perforadas con resistencias de 220 ohmios soldadas al terminal positivo. Esto facilitó la conexión de los LED a la placa de montaje. Al principio, iba a organizar las luces de valor de puntos en una curva o semicírculo a lo largo de la parte superior del marcador. Sin embargo, resultó ser muy difícil espaciar uniformemente las luces, así que decidí colocar las luces de valor de puntos en una línea recta en la parte superior con la estrella verde "New Game" en el medio. Como se mencionó anteriormente, la pantalla de puntuación y la pantalla de conteo de bolas se centraron en la línea media como lo estaban los juegos de arcade originales de Skee-Ball. En el lado izquierdo de las pantallas de 7 segmentos coloqué la luz LED "Game Over" y en el lado derecho coloqué la luz LED "Red Ball". Todos estos componentes fueron asegurados en la placa de montaje como se ve en la foto.

Ahora que se finalizó el diseño del marcador, la cabecera superpuesta de plexiglás tuvo que diseñarse y pintarse para que coincidiera. Parte del diseño se basó en fotos de viejas máquinas recreativas clásicas Skee-Ball. Las flechas diagonales amarillas fueron una inspiración de estos juegos clásicos. Se agregaron otros iconos para indicar lo que representaba cada LED iluminado. El diseño fue pintado sobre el plexiglás usando pinturas acrílicas tipo artista. No soy un gran artista, pero creo que salió bien. Había trazado gran parte del diseño en el plexiglás para poder pintar el diseño correctamente. También utilicé algunos marcadores mágicos y bolígrafos de pintura, en ciertas áreas, para terminar la superposición.

Paso 8: acabado de la electrónica

Desde la parte trasera del juego puedes ver cómo conecté todos los componentes. El último paso fue asegurar todos los componentes a los pines de entrada y salida del Arduino Mega. Esta placa de procesador se fijó en la base de la placa de montaje (lado derecho). La placa perforada que aceptaba las conexiones del microinterruptor de arcade de los anillos de puntuación de la placa de destino y otras conexiones también se montó en la base de la placa de montaje (lado izquierdo). También hay una placa perforada asegurada en la placa de montaje que distribuye toda la alimentación de 5 VCC y la alimentación a tierra a todos los componentes. Este era el tablero de distribución de energía principal. Puede ver las conexiones de la luz LED y las conexiones de la pantalla de 7 segmentos que van a sus pines de salida correspondientes en el Arduino Mega. Este conjunto de tablero de montaje de componentes completos encaja justo dentro de la caja de madera del tablero de indicadores y se coloca detrás de la capa de plexiglás donde se fija en su lugar.

Finalmente, se tuvo que conectar la fuente de alimentación de CA y la distribución. Se usó un transformador de potencia con salida de CC de 5 voltios para alimentar las luces LED que estaban aseguradas debajo de la placa de destino. Necesitaban energía constante porque siempre estaban encendidos cuando el interruptor del juego estaba encendido. Se utilizó un transformador de salida de CC de 9 voltios especializado para alimentar la placa Arduino Mega. Ambos transformadores estaban alimentados por una línea de alimentación de CA normal de 110 voltios. Se colocó un interruptor de palanca de CA de un solo polo en esta línea eléctrica y se montó en el lado izquierdo del gabinete para encender y apagar el juego.

Paso 9: Código Arduino

Lo último a discutir es el código Arduino que controla el flujo del juego (marcador). Se adjunta el archivo de código Arduino. En el código verá que debe incluir todas las Bibliotecas que sean necesarias. También recuerde, utilicé un monitor LCD de 4 líneas para verificar y depurar mi código, por lo que aún verá referencias a este código. Simplemente puede ignorarse.

Primero, a los microinterruptores arcade se les asignan los pines 43-53. El botón de reinicio está conectado al pin 9. A continuación, se declaran funciones para mostrar dígitos en la pantalla grande de 7 segmentos, para controlar la actualización de la puntuación del juego y las pantallas de bolas rodadas, y para controlar qué valor de luz de puntuación se muestra en la pantalla. parte superior del marcador.

La función setup () primero inicia el servomotor. A continuación, establece el modo pin en salida para todos los LED que están en el marcador y que componen la pantalla grande de 7 segmentos. Luego, el modo pin se configura como entrada para todos los microinterruptores arcade y el botón de reinicio. La resistencia interna en la placa Arduino se usa, por lo que no se necesitan resistencias separadas para cada interruptor. Finalmente, las pantallas se sincronizan a cero para el inicio del juego.

El código de la función loop () se ejecuta miles de veces por minuto; en otras palabras, continuamente. Esencialmente, todo lo que hace es verificar si se ha activado un interruptor y cuándo y luego ejecuta el código correspondiente para ese interruptor. El código agregará la puntuación del juego, contará el número de bolas lanzadas, activará el LED de la última bola puntuable y luego mostrará toda esta información en el marcador. Hay declaraciones para comprobar cuando se han rodado 9 bolas y el juego ha terminado o cuando se han rodado 8 bolas y la siguiente bola rodada (Bola Roja) valdrá el doble de puntos. Finalmente, si se presiona el botón de reinicio, el juego se detiene, todo se vuelve a poner a cero (variables y pantallas) y el brazo del servomotor cae, por lo que las bolas del juego se sueltan para comenzar a jugar nuevamente.

Paso 10: Pensamientos finales

El marcador electrónico parece funcionar según lo diseñado. Solo en raras ocasiones, una bola de skee no activará el brazo de alambre largo del microinterruptor cuando cae a través del anillo de puntuación. Obtuve una copia de un manual de configuración para una máquina Skee-Ball estilo arcade de tamaño real. Muestra que la máquina está hecha con sensores infrarrojos (IR) para detectar pelotas de juego que caen a través de los anillos de puntuación. Si tuviera que fabricar otro juego de Skee-Ball, creo que usaría sensores de haz de ruptura IR para detectar las bolas que caen. Usaría un producto de Adafruit Industries llamado "Sensor de haz de ruptura de infrarrojos - LED de 3 mm" (ID de producto 2167)

www.adafruit.com/product/2167

Los utilicé en otro juego que diseñé y que se publicó en Instructables titulado "Puntuación electrónica para un juego de béisbol con bolsa de frijoles" y funcionaron a la perfección.