Score automatique pour un petit jeu de Skee-Ball : 10 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:06

Les jeux de Skee-Ball faits maison peuvent être très amusants pour toute la famille, mais leur inconvénient a toujours été le manque de notation automatique. J'ai déjà construit une machine Skee-Ball qui acheminait les balles de jeu dans des canaux séparés en fonction de l'anneau de notation qu'elles traversaient. D'autres ont également choisi cette conception de construction. Cela a permis au joueur de suivre son score de jeu manuellement en additionnant les balles dans chaque canal. Ce serait bien de pouvoir compter électroniquement votre score au Skee-Ball afin d'éviter ce système de canaux élaboré. Je voulais aussi concevoir une chambre de maintien pour les balles de jeu. Lorsqu'un nouveau jeu est lancé, une porte s'abaisse, permettant de jouer aux 9 balles de skee réglementaires.

Je ne voulais pas que ce jeu ait une grande empreinte, donc mon idée initiale était de construire un jeu qui utilisait des balles de golf pour jouer. Cependant, je n'aimais pas la façon dont les balles de golf étaient lancées sur la rampe de jeu, alors je suis passé aux balles en bois de 1-1/2 qui peuvent être achetées auprès de Woodpecker Crafts. Voici l'adresse Internet:

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

Les dimensions finales du jeu sont de 17 pouces de large par 79 pouces de long par 53 pouces de haut à son point le plus élevé (tableau de bord). Dans ce Instructable, je me concentrerai sur l'explication des composants électroniques et du code nécessaires pour mettre en œuvre la notation automatique sur une machine Skee-Ball faite maison. Mon précédent Instructable intitulé « Une autre machine Skee-Ball » donne des instructions plus détaillées sur les techniques de travail du bois nécessaires pour fabriquer une machine Skee-Ball.

Fournitures

Jeu lui-même:

· Contreplaqué ½ (côtés et assemblage de la cible)

· 2 x 4 montants de pin (coupés à de plus petites largeurs pour le cadre de rampe)

· Contreplaqué ¾ (rampe)

· Contreplaqué 1/8 (côtés rampe)

· 1 x 4 pin (côtés de l'assemblage cible)

· Charpente de construction 2 x 8 (lancement)

· Tuyau en PVC de 4 de diamètre (anneaux de marquage)

· Ensemble de peinture acrylique (tableau de bord)

· Plexiglas transparent de 1/8 d'épaisseur (tableau de bord)

· Décalcomanies numériques (anneaux de notation)

· Couvercle de seau en plastique (grand anneau inciseur)

· Moulure de bord de carreaux de vinyle blanc de 4 po de hauteur (anneau inférieur de la cible)

· Filet de sport (cage de protection)

· Chevilles en bois ¾ (cage de protection

Composants electroniques:

· (7) Micro-interrupteurs porte monnaie Arcade avec fil droit

· Petites vis mécaniques

· Vis à bois ½ x 8

· (14) supports à angle droit en métal de 1"

· Arduino méga

· Diverses lumières LED (résistances intégrées - utilisées sur la carte cible)

· Lumières LED (pour tableau de bord)

· LED 2,3 à un chiffre à 7 segments (E-Bay)

· LED 1,2 de hauteur, 4 chiffres, 7 segments (Adafruit Industries)

· Diverses cartes à souder

· Résistances de 220 ohms (pour les lampes LED et les LED hautes à 7 segments)

· Interrupteur momentané (interrupteur de réinitialisation)

· Servomoteur (porte abattante pour la libération du ballon de jeu)

· Divers. câblage et connecteurs

Étape 1: Assemblage de la carte cible

La taille de la cible est de 16 pouces de large sur 24 pouces de long et fabriquée à partir de contreplaqué de ½" d'épaisseur. Les trous de notation ont été disposés sur le contreplaqué et coupés avec une scie cloche de 4" de diamètre connectée à ma perceuse. J'ai utilisé un tuyau en PVC de 4" de diamètre pour les anneaux de marquage. Ils ont été collés en place avec de la colle de construction pour être centrés sur les trous découpés.

Le plus grand anneau qui entoure les anneaux de notation à 20, 30 et 40 points a été coupé du haut d'un seau à linge. Il était centré et collé en place également. L'anneau inférieur était fabriqué à partir d'une bordure en vinyle et a été collé à la carte cible après qu'une mèche de toupie de ait été utilisée pour former un canal pour l'accepter (ainsi tiendrait la courbe).

Une enceinte inférieure (boîte) a été construite pour contenir et canaliser la boule de skee lancée vers la goulotte de sortie. Le plateau cible et le fond de l'enceinte étaient tous deux recouverts d'un matériau de tapis doux pour « amortir » le rebond des balles en bois massif. Voici le tapis de yoga utilisé:

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

Une fois l'assemblage de la carte cible terminé, les côtés et le dessus qui entourent l'assemblage cible ont été conçus, découpés et fixés. L'ensemble cible était monté à un angle de 45 degrés.

Étape 2: Électronique de la carte cible

Un micro-interrupteur d'arcade avec un long fil droit a été utilisé pour détecter la boule de skee lorsqu'elle tombe à travers un anneau de notation. J'avais besoin de trouver un moyen de fixer le micro-interrupteur sous la carte cible. Un support fait maison a été conçu et fabriqué en utilisant un panneau dur de 1/8 d'épaisseur et de petits supports à angle droit: Voir ci-dessous:

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

L'interrupteur devait être fixé sous chaque trou de notation afin de ne pas gêner la chute d'une balle, mais il devait également être centré pour qu'il ne « rate » aucune balle tombant à travers. Le long fil devait être façonné et centré de manière à ce qu'il soit «déclenché» par la balle, peu importe où elle passait par le trou de notation.

Je voulais aussi ajouter des lumières au tableau cible. De petites lumières LED ont été montées à la compréhension de chaque trou de marquage pour éclairer l'ouverture. Pour ce faire, un trou a dû être fraisé juste à l'extérieur du bord du trou de notation. Un foret Forstner de 1 pouce de diamètre a été utilisé pour percer à une profondeur de 3/8 pouces. Les LED ont ensuite été sécurisées avec un serre-câble de 1/4 . Les trous de notation ont été codés par couleur en fonction des valeurs de notation. Les anneaux de notation à 10 et 20 points étaient illuminés en rouge, les anneaux de notation à 30, 40 et 50 points étaient illuminés en bleu et les deux anneaux de notation à 100 points étaient illuminés en vert. Comme nous le verrons plus tard, ce schéma de couleurs correspondra aux couleurs qui s'affichent sur le tableau de bord.

Une fois tous les interrupteurs et les lumières LED montés, ils devaient être câblés et soudés à une plaquette perforée centralisée avec un connecteur standard. Les connexions filaires aboutiraient finalement au tableau de bord monté. Tous les fils lâches ont été cloués et attachés solidement contre l'intérieur du plateau cible pour ne pas interférer avec les balles de jeu lorsqu'elles tombaient à travers les anneaux de notation et se dirigeaient vers la goulotte de sortie.

Étape 3: Assemblage de la rampe

Le cadre de la rampe a été fabriqué à partir de poteaux de construction qui ont été déchirés à une dimension de 1-1/2" x 2". Le cadre a été construit avec des traverses distantes d'environ 16 pouces. Le cadre avait une légère inclinaison pour que les boules de skee roulent naturellement, par gravité, vers leur zone de maintien.

La goulotte de retour de billes et la zone de retenue font partie intégrante de l'ensemble de rampe. Les boules de skee jouées s'accumuleront derrière un mécanisme de porte déroulante. Ce mécanisme est contrôlé par un micro servomoteur qui est câblé au microprocesseur Arduino et est programmé pour descendre et libérer les 9 balles de jeu chaque fois que le bouton de réinitialisation est enfoncé.

Le micro servomoteur a été monté sur le cadre de sorte que le bras de servo en plastique renforce l'arrière de la porte abattante. Cette porte est fixée à une charnière librement mobile. Une fois que le bras d'asservissement a reçu l'ordre, dans le code, de basculer vers le bas de 90 degrés, l'inclinaison du rail à billes et le poids des billes de bois font que la porte s'abaisse dans un évidement affleurant. Les balles se déplacent ensuite librement vers l'aire de jeu ouverte où elles peuvent être récupérées une à la fois.

Je n'ai pas montré beaucoup de détails, mais les côtés de la rampe sont encadrés et recouverts de contreplaqué mince de 1/8 de pouce pour laisser la place au libre mouvement des balles de jeu en dessous, comme décrit dans le paragraphe précédent. La conception simule le fonctionnement d'un vrai jeu de Skee-Ball de taille arcade une fois que vous avez investi de l'argent pour commencer le jeu.

L'assemblage de la rampe a été complété par le fraisage d'une piste de bowling en contreplaqué de qualité armoire de ¾ de pouce pour qu'elle s'adapte au-dessus du cadre. Des goujons en pin de 2 x 4 pouces ont été utilisés pour fabriquer des pieds pour le jeu afin de le soulever du sol à la bonne hauteur pour jouer au jeu. Pour rendre le jeu mobile, des roues industrielles de 2 pouces ont été fixées à ces pieds.

Étape 4: Lancer la fabrication

J'ai d'abord essayé de faire un lancer de balle non solide en utilisant une technique de nervure et de cadre. J'ai utilisé de fines bandes de contreplaqué (1/8 de pouce) collées à des pièces de cadre de ¾ découpées dans le contour du lancement. J'ai testé ce lancement avec les boules de bois et j'ai trouvé que cela ne fonctionnait pas très bien. Il ne semblait pas solide et n'a pas lancé les balles en bois comme espéré. J'ai décidé de ne pas utiliser ce lancement.

Je suis revenu à la technique de construction de lancement que j'utilisais auparavant. Le lancement a été fait de morceaux individuels de bois de construction de 2 pouces d'épaisseur qui ont été collés ensemble pour obtenir la bonne largeur du lancement. Le motif a été tracé et découpé sur ma scie à ruban. Toutes les imperfections ont été comblées avec du mastic pour carrosserie. Les courbes ont été poncées à la forme finale du lancement. Il s'agissait de la dernière étape de l'assemblage de la rampe.

Étape 5: Écran/Cage de protection

L'écran de protection que j'ai fabriqué était une sorte de réflexion après coup. Je pensais que j'aurais besoin d'une protection pour le sous-sol avec mes petits-enfants jouant au jeu. Je n'ai pas pris de photos des étapes à suivre. Je ne pouvais pas trouver un matériau avec lequel je pourrais travailler avec succès (tuyau en PVC, tuyau en métal, conduit) alors j'ai décidé de le fabriquer en bois. J'ai utilisé du contreplaqué de ½" d'épaisseur et des chevilles de ¾" pour le faire. Il a été peint en noir puis recouvert d'un filet de type football. Le matériau du filet était agrafé au bois. Cette cage de protection était ensuite fixée au gibier.

Étape 6: configuration du banc électronique

La configuration du banc de trail électronique est illustrée sur les photos suivantes. J'ai utilisé un moniteur LDC à 4 lignes sur mon banc de test pour suivre les variables et vérifier que le code Arduino contrôlant le tableau de bord fonctionne correctement. Je l'ai utilisé à la place du moniteur série. Des boutons momentanés de traction ont été utilisés pour imiter les commutateurs d'arcade de porte à pièces à long fil montés dans la carte cible. J'ai un interrupteur d'arcade à fil extra long branché juste pour m'assurer que les boutons fonctionneront. J'ai également testé certaines des lumières LED qui fonctionneront sur le tableau de bord. Le voyant rouge qui est allumé sur cette photo s'allumera pour indiquer que la « boule rouge » est en train de rouler. Dans le Skee-Ball normal, c'est la neuvième ou la dernière balle lancée et vaut le double du pointage de l'anneau de notation qu'elle traverse. Il y aura une LED verte qui indiquera que le bouton de réinitialisation a été enfoncé et qu'un nouveau jeu commence. Il y aura également une LED "Game Over" qui s'allumera une fois que les neuf boules auront été roulées.

Il y aura six LED en haut du tableau de bord. Celui qui est allumé à tout moment indiquera l'anneau de notation par lequel la dernière balle roulée est passée. N'oubliez pas que la couleur de ces LED sera codée par couleur à la lumière de couleur illuminant les anneaux de notation.

Enfin, les écrans LED à 7 segments ont été câblés et testés. Tout d'abord, une grande LED générique surdimensionnée (2,3 ) à un chiffre à 7 segments a été achetée sur E-Bay. Tout écran surdimensionné fonctionnerait. Celui que j'ai utilisé était un type de cathode commun et a été placé sur une petite planche à pain afin que les résistances de 220 ohms puissent être soudées en place pour chaque segment LED individuel de l'écran. Un fil de chaque segment LED était terminé sur un connecteur mâle commun à 7 broches (2,54 mm). Le connecteur facilitera la connexion à la carte Arduino Mega. Cet affichage surdimensionné à 7 segments sera monté au milieu du tableau de bord et affichera le nombre de balles roulées dans le jeu.

Également monté au milieu du tableau de bord, au-dessus de l'affichage des balles roulées, se trouve un affichage à 4 chiffres et 7 segments qui additionnera le score au fur et à mesure que chaque balle est roulée. Cette LED à 4 chiffres et 7 segments provient d'Adafruit Industries. Il s'agit d'un écran « 1.2 » à 4 chiffres et à 7 segments avec un sac à dos 12C – rouge ». L'ID du produit est 1269. Voir ci-dessous:

www.adafruit.com/product/1269

La beauté de cet écran est qu'il utilise un contrôleur de bus I2C à l'arrière du PCB, donc seulement deux broches sont nécessaires pour le contrôler. Il s'agit de la broche SDA (ligne de données) et de la broche SCL (ligne d'horloge). Vous aurez également besoin d'une ligne électrique et de terre pour cet écran. Mais cela ne représente qu'un total de 4 lignes contre 16 lignes nécessaires sans ce contrôleur de bus I2C.

Le code Arduino a été écrit et débogué. Une fois que tout fonctionnait sur le banc, il était temps de concevoir et de construire le tableau de bord.

Étape 7: Conception et assemblage du tableau de bord

L'enceinte en bois du tableau d'affichage a été fabriquée à partir de contreplaqué fini ½". Il sera de la même largeur que le reste du jeu fini (17"). Il aura une profondeur de 7" et une hauteur de 9". Un revêtement d'en-tête en plexiglas peint sur mesure sera fabriqué pour s'adapter à l'avant de cette enceinte. La carte de montage principale de tous les composants électroniques a été découpée dans du contreplaqué 1/4". Il sera positionné juste derrière le revêtement en plexiglas. Les lumières et les écrans à 7 segments s'aligneront avec l'illustration correspondante sur la superposition de plexiglas. La dimension de cette planche de montage a été légèrement inférieure à celle de l'enceinte en bois. Le panneau de montage a été stabilisé avec une base de contreplaqué de ¾" fixée au bas. Cela a facilité le montage des composants.

Toutes les lumières LED ont été positionnées sur de petites planches à pain perforées avec les résistances de 220 ohms soudées à la borne positive. Cela a facilité la fixation des LED sur la carte de montage. Au début, j'allais disposer les lumières de valeur de point dans une courbe ou un demi-cercle le long du haut du tableau de bord. Cependant, il s'est avéré trop difficile d'espacer uniformément les lumières, j'ai donc décidé d'organiser les lumières de valeur de point en ligne droite en haut avec l'étoile verte "New Game" au milieu. Comme mentionné précédemment, l'affichage des scores et l'affichage du nombre de balles étaient centrés sur la ligne médiane comme l'étaient les jeux d'arcade Skee-Ball originaux. Sur le côté gauche des écrans à 7 segments, j'ai placé le voyant LED "Game Over" et sur le côté droit, j'ai placé le voyant LED "Red Ball". Tous ces composants ont été fixés sur la plaque de montage comme on le voit sur la photo.

Maintenant que la disposition du tableau de bord était finalisée, l'en-tête de superposition de plexiglas devait être conçu et peint pour correspondre. Une partie de la conception était basée sur des photos d'anciennes machines d'arcade classiques Skee-Ball. Les flèches diagonales jaunes étaient une inspiration de ces jeux classiques. D'autres icônes ont été ajoutées pour indiquer ce que chaque LED allumée représentait. Le dessin a été peint sur le plexiglas à l'aide de peintures acryliques de type artiste. Je ne suis pas vraiment un artiste, mais je pense que ça s'est bien passé. J'avais tracé une grande partie du dessin sur le plexiglas afin de pouvoir peindre correctement le dessin. J'ai également utilisé des marqueurs magiques et des stylos à peinture, dans certaines zones, pour terminer la superposition.

Étape 8: Finition de l'électronique

À l'arrière du jeu, vous pouvez voir comment j'ai câblé tous les composants ensemble. La dernière étape consistait à sécuriser tous les composants sur les broches d'entrée et de sortie de l'Arduino Mega. Cette carte processeur a été fixée sur la base de la carte de montage (côté droit). La planche à pain perforée qui acceptait les connexions du micro-interrupteur d'arcade des anneaux de notation de la carte cible et d'autres connexions était également montée sur la base de la carte de montage (côté gauche). Il y a aussi une planche à pain perforée fixée sur la carte de montage elle-même qui distribue toute l'alimentation 5 VDC et les alimentations au sol à tous les composants. C'était le tableau de distribution électrique principal. Vous pouvez voir les connexions de lumière LED et les connexions d'affichage à 7 segments allant à leurs broches de sortie correspondantes sur l'Arduino Mega. L'ensemble de la carte de montage des composants s'adapte juste à l'intérieur du boîtier en bois du tableau de bord et se trouve derrière le revêtement en plexiglas où il est fixé en place.

Enfin, l'alimentation et la distribution en courant alternatif devaient être raccordées. Un transformateur de puissance avec une sortie CC de 5 volts a été utilisé pour alimenter les lumières LED qui étaient fixées sous la carte cible. Ils nécessitaient une alimentation constante car ils étaient toujours allumés lorsque l'interrupteur de jeu était allumé. Un transformateur de sortie spécialisé de 9 volts CC a été utilisé pour alimenter la carte Arduino Mega. Ces transformateurs étaient tous deux alimentés par une ligne électrique ordinaire de 110 volts CA. Un interrupteur à bascule CA unipolaire a été placé dans cette ligne électrique et monté sur le côté gauche de l'armoire pour allumer et éteindre le jeu.

Étape 9: Code Arduino

La dernière chose à discuter est le code Arduino qui contrôle le déroulement du jeu (tableau de bord). Le fichier de code Arduino est joint. Dans le code, vous verrez que vous devez inclure toutes les bibliothèques nécessaires. N'oubliez pas non plus que j'ai utilisé un moniteur LCD à 4 lignes pour vérifier et déboguer mon code afin que vous puissiez toujours voir des références à ce code. Il peut simplement être ignoré.

Tout d'abord, les micro-interrupteurs d'arcade sont affectés aux broches 43-53. Le bouton de réinitialisation est attaché à la broche 9. Ensuite, les fonctions sont déclarées pour afficher des chiffres dans le grand écran à 7 segments unique, pour contrôler la mise à jour des affichages du score du jeu et des balles roulées, et pour contrôler quelle valeur de lumière de score est affichée sur le haut du tableau de bord.

La fonction setup() démarre d'abord le servomoteur. Ensuite, il définit le mode broche à émettre pour toutes les LED qui se trouvent sur le tableau de bord et qui composent le grand écran à 7 segments. Ensuite, le mode broche est défini sur l'entrée pour tous les micro-interrupteurs d'arcade et le bouton de réinitialisation. La résistance interne de la carte Arduino est utilisée afin que des résistances séparées ne soient pas nécessaires pour chaque commutateur. Enfin, les affichages sont synchronisés à zéro pour le début du jeu.

Le code de la fonction loop() est exécuté plusieurs milliers de fois par minute; en d'autres termes, en continu. Essentiellement, tout ce qu'il fait est de vérifier si et quand un commutateur a été activé, puis exécute le code correspondant pour ce commutateur. Le code ajoutera le score du jeu, comptera le nombre de boules roulées, activera la LED de la dernière boule de score puis affichera toutes ces informations sur le tableau de bord. Il y a des instructions pour vérifier quand 9 boules ont été lancées et le jeu est terminé ou quand 8 boules ont été lancées et la prochaine boule roulée (boule rouge) vaudra le double de points. Enfin, si l'on appuie sur le bouton reset, le jeu s'arrête, tout est remis à zéro (variables et affichages) et le bras du servomoteur retombe, les boules de jeu sont donc relâchées pour reprendre le jeu.

Étape 10: Réflexions finales

Le tableau de bord électronique semble fonctionner comme prévu. Ce n'est qu'en de rares occasions qu'une boule de skee n'activera pas le long bras métallique du micro-interrupteur lorsqu'il tombe à travers l'anneau de notation. J'ai obtenu une copie d'un manuel d'installation pour une vraie machine Skee-Ball de style arcade pleine grandeur. Il montre que la machine est dotée de capteurs infrarouges (IR) pour détecter les balles de jeu tombant à travers les anneaux de notation. Si je devais fabriquer un autre jeu de Skee-Ball, je pense que j'utiliserais des capteurs infrarouges à faisceau brisé pour détecter les balles qui tombent. J'utiliserais un produit d'Adafruit Industries appelé "Capteur de faisceau de rupture IR - LED 3 mm" (ID de produit 2167)

www.adafruit.com/product/2167

Je les ai utilisés dans un autre jeu que j'ai conçu et qui a été publié sur Instructables intitulé "Electronic Scoring for a Bean Bag Baseball Game" et ils ont fonctionné parfaitement.