Automatické skórovanie pre golfovú hru Executive Par 3: 12 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:55

Nedávno som zverejnil inštrukciu o vybudovaní zábavnej hry na kladenie, ktorá je prenosná a dá sa hrať vo vnútri aj vonku. Hovorí sa mu „Executive Par 3 Golf Game“. Navrhol som repliku skóre, aby zaznamenala skóre každého hráča pre 9 „jamiek“. Rovnako ako v skutočnom golfe, víťazí najnižšie skóre.

Musel som premýšľať; čo keby som mohol automaticky sledovať skóre?

Krok 1: Elektronické počítanie golfovej loptičky

Potreboval som nájsť spôsob, ako počítať zrolovanú golfovú loptičku, ktorá prepadla bodovanou dierou. Pamätajte si, že každá diera má inú bodovú hodnotu, pričom diera „eso“má najnižšiu bodovú hodnotu. V predchádzajúcich hrách som použil infračervené (IR) senzory lúčov a myslel som si, že ich tiež začlením do tejto hry. Použil som výrobok od spoločnosti Adafruit Industries s názvom „IR Break Beam Sensor - 3mm LED“. ID produktu je 2167:

www.adafruit.com/product/2167

Predávajú sa v pároch (vysielač a prijímač) a ponúkajú jednoduchý spôsob detekcie pohybu. Fungujú až 10 palcov od seba a môžu byť napájané 5V zdrojom Arduino. Môžete ich použiť s vstavaným odporom Arduino, takže nie je potrebný samostatný odpor. Vysielač vysiela infračervený lúč a prijímač priamo oproti nemu je na toto infračervené svetlo citlivý. Ak lúčom prejde niečo pevné (napríklad golfová loptička), lúč je zlomený a prijímač je možné naprogramovať tak, aby vás informoval.

Krok 2: Inštalácia senzorov na cieľovú dosku

Doska terča nebola umiestnená k okolitej skrini. Sedel len na 2 ½”rohových dištančných vložkách, takže som ho mohol odstrániť a prevrátiť, aby som namontoval senzory. Potreboval som namontovať IR senzory na spodnú stranu dosky z preglejky, aby neprekážali voľnému pádu golfových loptičiek. Na opačných stranách každého hodnotiaceho otvoru bol vyvŕtaný otvor s priemerom 1”do hĺbky 3/8 palca. IR prijímač a vysielač boli umiestnené tesne vnútri okraja otvoru, aby ich loptičky nezasiahli. Boli namontované natrvalo pomocou malej skrutky do dreva a nejakého epoxidového lepidla, takže boli navzájom dokonale vyrovnané.

Krok 3: Zapojenie senzorov na cieľovej doske

Akonáhle boli všetky IR senzory namontované, museli byť zapojené spoločne pre spoločné uzemnenie a 5V pripojenia. Každý výstupný vodič (biely) musel byť predĺžený k okraju cieľovej dosky. K každému vodiču bol pripevnený 6-vodičový zásuvkový konektor, aby sa predĺžila zadná skrinka zostavy cieľovej dosky. Všetky káble boli pripnuté a bezpečne pripevnené k vnútornej strane hracieho plánu, aby neprekážali pri návrate golfovej loptičky, keď prejde bodovacou dierou.

Krok 4: Zostavenie prípadu s výsledkami

V tomto návode bolo stále potrebné trochu opracovania dreva. Drevené obdĺžnikové puzdro na tabuľu bolo vyrobené z preglejky hrubej ½ palca. Rozmery puzdra sú 15 5/8 palcov široký x 9 palcov vysoký x 4 palcov hlboký. Na fotografiách môžete vidieť postupnosť stavby tohto puzdra. ¼”široká dado drážka bola umiestnená na vnútornú stranu každej strany puzdra asi ¾” od rovnakého vonkajšieho okraja. Táto drážka bude slúžiť na držanie hodnotiacej tabuľky umiestnenej medzi dvoma listami plexiskla s hrúbkou 0,2 palca. Posledná časť puzdra, ktoré sa má rezať, je doska na montáž elektronických súčiastok. Táto doska bola vyrezaná z preglejky hrubej 1/8 palca a pripevnená k kusu 3/4 palca v pravom uhle, aby slúžila ako základ. Bude tiež slúžiť ako prostriedok na pripevnenie k samotnému puzdru. Na dosku bolo potrebné vrúbkovať, aby sa zmestila medzi malé rohové výstužné prvky.

Na puzdro na tabuľu s výsledkami by bolo tiež namontované tlačidlo zapnutia/vypnutia. Bude namontovaný na vonkajšej strane puzdra v zapustenej polohe, aby bol chránený pred náhodným úderom. Vypínač bude pripojený k zdroju 9-voltovej batérie DC, ktorá napája dosku Arduino Uno a všetky ostatné elektronické súčiastky hodnotiacej tabuľky.

Krok 5: Návrh grafiky hodnotiacej tabuľky

Namiesto toho, aby som sa pokúsil namaľovať grafiku hodnotiacej tabuľky sám, rozhodol som sa ju navrhnúť v programe PowerPoint a vyrezať okná pre rôzne ukazovatele skóre. Chcel som, aby tabuľka poskytovala hráčom spätnú väzbu a zobrazovala čo najviac informácií. Zahrnuté by bolo:

1. Rôzne farebné svetlo pre skóre poslednej vloženej golfovej loptičky.

2. Displej ukazujúci, akú jamku hráte (1-9).

3. Svetlo, ktoré sa rozsvieti, ak stlačíte tlačidlo pre 2 hráčov.

4. Rozsvieti sa kontrolka novej hry (bolo stlačené tlačidlo Reset)

5. Dva displeje pre skóre každého hráča.

Výsledná grafika je zobrazená v priloženom súbore. Čierne obdĺžniky budú vystrihnuté pre zobrazenie skóre.

Krok 6: Tlačidlá (prepínače) hry a puzdro

Na ovládanie toku hry s uvedením do hry bolo potrebných niekoľko tlačidiel. Potrebné boli tri tlačidlá vstupu:

1. Reset alebo nová hra (zelená)

2. Hra 1 proti 2 hráčom (biela)

3. Double Bogey (Out-of-Bounds-červená)-kde nebolo možné použiť žiadny IR senzor. K skóre hráčov bude pripočítané skóre 5.

Na montáž 3 arkádových tlačidiel som použil štandardné plastové puzdro. Prípad bol získaný od Amazonu. Má šírku 7 ½ palcov x 4 palcov x hĺbku 2 3/8 palca. Každé arkádové tlačidlo s pripojeným mikrospínačom bude pôsobiť ako chvíľkový spínač. Štandardné otvory s priemerom 1-1/8 palcov boli narezané na boku puzdra a rovnomerne rozmiestnené. Tlačidlá boli namontované a malý káblový zväzok bol vyrobený s 3 výstupnými vedeniami mikrospínačov a spoločným uzemňovacím vodičom spájkovaným na malú dosku s 2,54 mm konektorom s kolíkovou hlavou.

Krok 7: Súčasti hodnotiacej tabule

Súčasti hodnotiacej tabuľky budú pozostávať z:

A. Na sledovanie „diery“, ktorú hrajú, by boli použité dve 4-miestne, 7-segmentové LED pre skóre každého hráča a jedna číslica, 7-segmentová LED. 4-miestne, 7-segmentové LED diódy sú od spoločnosti Adafruit Industries. Hovorí sa im „1,2“4-miestny 7-segmentový displej s 12C batohom-červený. Potrebujete dve z nich a ID produktu je 1269. Pozrite nižšie:

www.adafruit.com/product/1269

B. Nadrozmerný (1,3”) jednociferný 7-segmentový LED bol všeobecný nákup na eBay. Akýkoľvek nadrozmerný displej bude fungovať a musí byť správne zapojený pre bežnú katódu alebo 7-segmentovú LED na spoločnej anóde. Na zjednodušenie montáže bol displej najskôr spájkovaný na dostatočne veľkú dosku, aby bolo možné k všetkým jednotlivým vodičom segmentov LED spájkovať odpory s odporom 220 ohmov. Spoločný katódový vodič a 7 LED káblov boli pripojené k 2,54 mm konektoru s kolíkovou hlavou s vnútorným závitom pre ľahké zapojenie do dosky Arduino.

C. Na svetelnej tabuli budú umiestnené rôzne LED diódy s 3 V DC, aby sa rozsvietili do zodpovedajúceho hodnotiaceho otvoru, ktorým vložená golfová loptička práve prešla. Tiež som pomocou LED svetiel naznačil, kedy sa začína nová hra a kedy bolo stlačené tlačidlo pre 2 hráčov. Farby sú:

Biela = eso

Modrá = vtáčik

Žltá = Par

Červená = Bogey

Zelená = Reset/Nová hra

Biely (dole) = 1 vs. 2 hráči

D. Na ovládanie rôznych komponentov bola použitá doska Arduino Atmega2560. Potreboval som viac vstupno -výstupných pinov ako štandardnú dosku Arduino.

E. Pre linky I2C vedúce ku všetkým displejom (4-miestny, 7-segmentový LED a LCD monitor) bol použitý spájkovaný distribučný blok.

F. Blok distribúcie energie bol zakúpený od spoločnosti Amazon. Toto bolo použité na distribúciu všetkých 5V a spoločných uzemňovacích vedení do každého komponentu. Pozri nižšie:

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

G. Posledným potrebným komponentom bola 9-voltová batéria s napájacím káblom.

H. Rôzne drôtové konektory musia prepojiť rôzne komponenty dohromady

Krok 8: Nastavenie lavičky Arduino

Zostava lavičky je zobrazená na zodpovedajúcich obrázkoch. Na lavici boli použité výsuvné tlačidlá, ktoré napodobňovali IR senzory lúča. Na testovacej stolici používam 4-riadkový LCD monitor na sledovanie premenných a ubezpečenie sa, že kód ovládajúci hodnotiacu tabuľku funguje správne. Rád to používam namiesto sériového monitora.

Na lavičke sú zobrazené 7-segmentové LED displeje, pričom ukazovatele skóre hráča 1 a hráča 2 fungujú správne. Po nejakej úprave kódu Arduino sa mi podarilo dosiahnuť, aby jednociferné zobrazenie „diery“fungovalo správne. Simulované 2-hráčové, nové a dvojité bogey okamžité tlačidlá a posledné svetlá s LED svetlami boli umiestnené na doske. Všetky boli testované a ukázalo sa, že fungujú správne.

Tiež je zobrazená tabuľka priradenia pinov Arduino.

Krok 9: Kód Arduino

Prikladám kód Arduino na ovládanie toku hry a správne sčítanie skóre.

Prvá časť kódu obsahuje niektoré z požadovaných knižníc, ktoré potrebujete. Tiež definuje piny Arduino pre IR senzory a tlačidlá ovládania hry, deklaruje všetky premenné a definuje dve užívateľom definované funkcie. Jedna funkcia, sevenSegWrite (číslica), ovláda číslo zobrazené na nadrozmernom, jednocifernom, 7-segmentovom displeji („diera“, ktorú hráte) a druhá funkcia, ovládače jadro (int), ovláda, ktorá dióda LED je zobrazená (zapnutá)) v tabuľke výsledkov.

Vo funkcii setup () som definoval všetky piny OUTPUT a INPUT. Všimnite si toho, že sa používa interný odpor PULLUP, ktorý používa vnútorný odpor 20 K ohmov vytiahnutý na 5 voltov. To spôsobí, že vstup bude čítať HIGH, keď je spínač otvorený a LOW, keď je zatvorený. Nie je potrebný žiadny prídavný odpor. Tiež som inicioval všetky premenné a 7-segmentové číselné displeje a zapol zelené LED svetlo „novej hry“.

Funkcia loop () začína neustálym čítaním všetkých pinov INPUT. Potom sa vykoná konkrétne vyhlásenie „ak“v závislosti od toho, ktorý vstupný kolík číta LOW (tlačidlo bolo stlačené alebo bol prerušený lúč infračerveného senzora). Posledné vyhlásenie „ak“definuje koniec hry. Po odohraní 9 „jamiek“sa funkcia loop () zastaví a hra sa skončí.

Krok 10: Montáž komponentov

Najprv je potrebné na montážnu dosku vložiť vyvŕtané otvory a výrezy zodpovedajúce miestu, kde jednotlivé súčasti zaberajú grafiku hodnotiacej tabuľky. Aby zodpovedali diódam LED, boli vyvŕtané otvory s priemerom 5 mm. Obdĺžnikové otvory boli vyrezané skladačkou, aby zodpovedali rozmerom rôznych 7-segmentových displejov.

Každé LED svetlo bolo spájkované na malú dosku s odporom pripojenou k kladnému pólu. Na kladné a záporné póly boli použité štandardné 2,54 mm konektory s kolíkovou hlavou. Nepájivá doska uľahčila upevnenie diódy LED k montážnej doske z tenkej preglejky. Každá zostava svetla LED bola namontovaná na svojom správnom mieste na montážnu dosku. Na ich zaistenie boli použité malé oceľové skrutky s hlavou Phillip s priemerom M1,7.

Ďalej bolo potrebné každý 7-segmentový displej pripevniť k montážnej doske. Montážne otvory v 4 rohoch plošných spojov displeja boli použité rovnakými malými montážnymi skrutkami.

Mega doska Arduino, distribučný blok napájania a distribučný blok I2C boli pripevnené k základni montážnej dosky malými skrutkami do dreva a rozperami. Dve ďalšie malé doštičky boli pripevnené k základni na pravej strane v uhle 90 stupňov. Toto sú vstupné kolíky pre IR senzory, ktoré je potrebné pripojiť z cieľovej zostavy, a arkádové tlačidlá z ovládacieho boxu hry, ktoré budú umiestnené umiestnením hráča (hráčov).

9-voltová batéria a jej zväzok boli pripevnené k vnútornej strane montážnej dosky. Pozitívna strana kábla bude spojená s vypínačom vypínača na drevenej tabuli.

Nakoniec boli všetky komponenty zapojené podľa schémy zapojenia zdokonalenej na stole.

Krok 11: Dajte to všetko dohromady

Posledným krokom bolo pripevnenie hodnotiacej tabuľky k existujúcej golfovej hre Executive Par 3 takým spôsobom, aby to nerušilo hranie hry. Rovnako by bol odstrániteľný každý systém pripevnenia hodnotiacej tabuľky, aby mohol byť zabalený a neobmedzoval prenosnosť hry. Podobne som potreboval vytvoriť stojan pre gombíkovú skrinku, aby neležal na zemi a nebol umiestnený bližšie k miestu, kam hráči položili.

Pozrite sa prosím na priložené fotografie. Na zdvihnutie puzdra na tabuľu s výsledkami a puzdra na gombíky na správnu úroveň boli použité hmoždinky s priemerom 7/8”. Tri hmoždinky boli narezané na dĺžku 24 palcov. Základ preglejky s otvorom 7/8”vyvŕtaným v strede bol vyrobený tak, aby akceptoval jedno z hmoždiniek. K zadnej časti plastového puzdra na gombíky bol pripevnený zodpovedajúci kus dreva z borovice. V spodnej časti bol tiež vyvŕtaný 7/8”otvor, aby zachytil druhý koniec hmoždinky. Teraz bol stojan na gombíky kompletný. Nie je použité žiadne lepidlo. Stojan je dostatočne pevný na to, aby sa dal používať pri hraní hier, ale dá sa ľahko rozložiť na prepravu.

Výsledková tabuľa bola pripevnená k zostave cieľovej dosky pomocou rovnakého konceptu. Jeden povrch 15 -palcového kusu borovicovej dosky bol narezaný na uhol 60 stupňov, aby zodpovedal 30 -stupňovému uhlu cieľovej zostavy, keď je nastavená na hranie. Tým sa horná časť tejto dosky umiestni vodorovne. Dva 7/8”otvory boli vyvŕtané 11” od seba, aby sa do nich mohli vložiť 24”dlhé hmoždinky, a potom bol kus priskrutkovaný k zadnej časti cieľovej zostavy. Ďalej bol do spodnej časti skrinky s hodnotiacou tabuľkou priskrutkovaný šrot z ¾”borovice, do ktorého boli zodpovedajúcim spôsobom vyvŕtané otvory s priemerom 7/8” vyvŕtané 11 “. Dva hmoždinky boli vložené cez sieť, ktoré nie sú za hranicami, a zatlačili na miesto na zostave cieľovej dosky a na spodnej časti puzdra na tabuľu s výsledkami.

4-žilový kábel s príslušnými zástrčkovými konektormi bol vedený zo zadnej strany výsledkovej tabule do puzdra na tlačidlá. Druhý 6-žilový kábel so zodpovedajúcimi zásuvkovými a zásuvkovými konektormi bol vedený zo zadnej strany cieľovej zostavy (IR senzory) do zodpovedajúceho umiestnenia na zadnej strane tabule s výsledkami. Elektronické nastavenie bolo teraz dokončené na automatické skórovanie pri hraní verzií Executive Par 3 Golf G ame pre jedného hráča alebo pre dvoch hráčov.

Krok 12: Postscript

Keď som testoval hru, všimol som si, že golfová loptička padajúca cez skórujúcu jamku sa nie vždy počíta. Zaujímalo by ma, či IR senzory fungujú správne alebo či budem musieť nainštalovať viac senzorov. Potom mi došlo, že na krajnej pravej a ľavej strane otvoru s priemerom 3 ½”neboli golfové loptičky„ viditeľné “infračervenými senzormi umiestnenými priamo v strede hodnotiaceho otvoru (infračervený lúč nebol byť zlomený). Zistil som, že priemer regulačnej golfovej loptičky je 1,68 palca. Z matematického hľadiska by polovica otvoru s priemerom 3 ½ palca mala 1,75 palca. Myslím si teda, že je možné, že golfová loptička spadne dierou z krajnej ľavej a pravej strany a nerozbije infračervený lúč.

Pri spätnom pohľade som mal vyrezať hodnotiace otvory na priemer 3 “. Ale pre túto hru bolo najjednoduchším spôsobom, ako to vyriešiť, prevrátiť cieľovú dosku a nainštalovať prebytočné hrany vinylovej podlahy na ľavú a pravú stranu každého otvoru. Flexibilný vinyl som umiestnil tak, aby sa prekrýval s otvorom asi o ½ palca. Keď preklopíte cieľovú dosku späť, uvidíte, že materiál je pod okrajom jamky a neprekáža voľnému prepadu golfovej loptičky dierou.

Tým sa problém vyriešil a hra funguje perfektne. Počas hrania hry posledných niekoľko týždňov som nezaznamenal žiadny prípad, keď by golfové loptičky neboli správne započítané do skóre hráča.