Tính điểm tự động cho trò chơi gôn Executive Par 3: 12 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:30

Gần đây tôi đã đăng một bài Có thể hướng dẫn về cách xây dựng một trò chơi xếp hình thú vị có thể di chuyển được và có thể chơi cả bên trong và bên ngoài. Nó được gọi là “Trò chơi gôn Executive Par 3”. Tôi đã thiết kế một thẻ điểm sao chép để ghi lại điểm mỗi người chơi cho 9 “lỗ”. Như trong chơi gôn thực, điểm thấp nhất sẽ thắng.

Tôi phải suy nghĩ; điều gì sẽ xảy ra nếu tôi có thể theo dõi điểm số tự động?

Bước 1: Đếm số bóng gôn bằng điện tử

Tôi cần tìm cách đếm một quả bóng gôn đã lăn khi nó rơi qua lỗ ghi điểm. Hãy nhớ rằng mỗi lỗ có một giá trị tính điểm khác nhau, với lỗ "Át" có giá trị điểm thấp nhất. Tôi đã sử dụng cảm biến tia hồng ngoại (IR) trên các trò chơi trước và nghĩ rằng tôi cũng sẽ kết hợp chúng vào trò chơi này. Tôi đã sử dụng một sản phẩm của Adafruit Industries được gọi là “Cảm biến tia sáng IR - Đèn LED 3mm”. ID sản phẩm là 2167:

www.adafruit.com/product/2167

Chúng được bán theo cặp (bộ phát và bộ thu) và cung cấp một cách đơn giản để phát hiện chuyển động. Chúng hoạt động cách nhau tối đa 10 inch và có thể được cấp nguồn bởi nguồn điện 5V Arduino. Bạn có thể sử dụng những thứ này với điện trở kéo lên được tích hợp sẵn của Arduino, vì vậy không cần một điện trở riêng. Bộ phát gửi ra một chùm tia hồng ngoại và bộ thu, trực tiếp đối diện với nó, nhạy cảm với ánh sáng hồng ngoại này. Nếu một vật rắn nào đó đi qua chùm tia (như một quả bóng gôn), chùm tia sẽ bị phá vỡ và bộ thu có thể được lập trình để cho bạn biết.

Bước 2: Cài đặt các cảm biến trên bảng mục tiêu

Bảng mục tiêu đặt không được gắn vào tủ xung quanh. Nó chỉ nằm trên miếng đệm chiều cao góc 2 ½”nên tôi có thể tháo nó ra và lật nó lên để gắn các cảm biến. Tôi cần gắn các cảm biến IR ở mặt dưới của tấm ván ép để chúng không cản trở sự rơi tự do của các quả bóng gôn. Một lỗ có đường kính 1”được khoan ở các mặt đối diện của mỗi lỗ ghi đến độ sâu 3/8 inch. Bộ thu và phát hồng ngoại được đặt ngay bên trong vành lỗ để các quả bóng không va vào chúng. Chúng được gắn cố định bằng một vít gỗ nhỏ và một ít keo epoxy, vì vậy chúng được xếp thẳng hàng hoàn hảo với nhau.

Bước 3: Đấu dây các cảm biến trên bảng mục tiêu

Khi tất cả các cảm biến IR đã được gắn kết, chúng phải được kết nối với nhau cho các kết nối đất chung và 5V. Mỗi dây đầu ra (màu trắng) phải được kéo dài đến mép của bảng mục tiêu. Một đầu nối cái 6 dây được gắn vào mỗi dây để mở rộng tủ phía sau của cụm bảng mục tiêu. Tất cả hệ thống dây điện đều được thắt chặt và gắn chặt vào mặt trong của bảng trò chơi để không cản trở việc quay trở lại của một quả bóng gôn khi nó đi qua một lỗ ghi điểm.

Bước 4: Xây dựng trường hợp bảng điểm

Vẫn cần một chút gia công gỗ trong Sách hướng dẫn này. Hộp đựng bảng ghi điểm hình chữ nhật bằng gỗ được làm từ ván ép dày ½”. Kích thước của vỏ là 15 5/8”rộng x 9 ¼” x sâu 4”. Bạn có thể thấy trong ảnh trình tự xây dựng trường hợp này. Một rãnh dado rộng ¼”được đặt ở bên trong của mỗi mặt vỏ cách mép ngoài cùng một khoảng ¾”. Rãnh này sẽ được sử dụng để giữ đồ họa bảng điểm được đặt giữa hai tấm plexiglass dày 0,2 inch. Phần cuối cùng của vỏ máy được cắt là bảng gắn linh kiện điện tử. Tấm ván này được cắt từ ván ép dày 1/8”và gắn vào một miếng gỗ thông ¾” ở góc vuông để làm chân đế. Nó cũng sẽ đóng vai trò như một phương tiện gắn vào chính vỏ máy. Tấm ván phải được khía để lắp vào giữa các miếng giằng góc nhỏ.

Nút nguồn Bật / Tắt cũng sẽ được gắn trên hộp bảng điểm. Nó sẽ được gắn bên ngoài vỏ ở một vị trí lõm xuống để bảo vệ nó khỏi bị va đập vô tình. Công tắc bật / tắt sẽ được kết nối thẳng hàng với nguồn pin DC 9 volt cung cấp năng lượng cho bảng Arduino Uno và tất cả các thành phần điện tử khác của bảng điểm.

Bước 5: Thiết kế đồ họa bảng điểm

Thay vì cố gắng tự vẽ đồ họa bảng điểm, tôi quyết định thiết kế một đồ họa trong PowerPoint và cắt bớt các cửa sổ cho các màn hình chấm điểm khác nhau. Tôi muốn bảng điểm cung cấp phản hồi cho các cầu thủ và hiển thị càng nhiều thông tin càng tốt. Bao gồm sẽ là:

1. Đèn có màu khác cho điểm của quả bóng gôn cuối cùng được đưa vào.

2. Màn hình hiển thị bạn đang chơi lỗ nào (1-9).

3. Đèn sáng nếu nhấn nút 2 người chơi.

4. Đèn sáng cho một trò chơi mới (nút Reset đã được nhấn)

5. Hai màn hình cho điểm của mỗi người chơi.

Hình ảnh cuối cùng được hiển thị trong tệp đính kèm. Các hình chữ nhật màu đen sẽ được cắt ra để hiển thị điểm.

Bước 6: Các nút đầu vào trò chơi (Công tắc) và trường hợp

Một vài nút là cần thiết để kiểm soát luồng của trò chơi đưa bóng. Ba nút đầu vào cần thiết là:

1. Đặt lại hoặc trò chơi mới (Màu xanh lá cây)

2. Trò chơi 1 đấu 2 người (Trắng)

3. Double Bogey (Out-of-Bounds - Red) - nơi không thể sử dụng cảm biến IR. Điểm số 5 sẽ được cộng vào điểm số của người chơi.

Tôi đã sử dụng một hộp điện tử bằng nhựa tiêu chuẩn để gắn 3 nút arcade. Trường hợp được lấy từ Amazon. Nó có kích thước rộng 7 ½”x cao 4 ¼” x sâu 2 3/8”. Mỗi nút arcade với công tắc vi mô đi kèm sẽ hoạt động giống như một công tắc tạm thời. Các lỗ tiêu chuẩn có đường kính 1-1 / 8”được khoét ở mặt bên của vỏ và cách đều nhau. Các nút đã được gắn và một dây nối dây nhỏ được chế tạo với 3 đường ra của công tắc vi mô và một đường nối đất chung được hàn vào một bảng mạch nhỏ với đầu nối đầu pin nam 2,54 mm.

Bước 7: Các thành phần của bảng điểm

Các thành phần của bảng điểm sẽ bao gồm:

A. Hai đèn LED 7 đoạn 4 chữ số cho điểm của mỗi người chơi và một đèn LED 7 đoạn 1 chữ số sẽ được sử dụng để theo dõi “lỗ” mà họ đang chơi. Đèn LED 4 chữ số, 7 đoạn là của Adafruit Industries. Chúng được gọi là Màn hình hiển thị 7 đoạn 4 chữ số “1,2” với Ba lô 12C - Màu đỏ”. Bạn cần hai trong số này và ID sản phẩm là 1269. Xem bên dưới:

www.adafruit.com/product/1269

B. Đèn LED 7 đoạn một chữ số quá khổ (1,3”) là một sản phẩm mua chung từ eBay. Mọi màn hình quá khổ sẽ hoạt động và phải được đấu dây chính xác cho đèn LED 7 đoạn có cực âm chung hoặc cực dương chung. Để đơn giản hóa việc gắn màn hình, lần đầu tiên nó được hàn vào một bảng mạch đủ lớn để có thể hàn điện trở 220 ohm cho tất cả các dây dẫn phân đoạn LED riêng lẻ. Dây dẫn âm cực chung và dây dẫn 7 LED được kết nối với đầu nối đầu pin nam 2,54 mm để dễ dàng đấu dây vào bảng Arduino.

C. Đèn LED 3 vdc có màu sắc khác nhau sẽ được đặt trên bảng điểm để chiếu sáng đến lỗ ghi điểm tương ứng mà quả bóng gôn đã đặt vừa đi qua. Tôi cũng sử dụng đèn LED để cho biết khi một trò chơi mới được bắt đầu và khi nào nút 2 người chơi đã được nhấn. Màu sắc là:

Trắng = Át

Blue = Birdie

Màu vàng = Mệnh

Đỏ = Bogey

Màu xanh lá cây = Đặt lại / Trò chơi mới

Trắng (ở dưới) = 1 đấu với 2 người chơi

D. Một bo mạch Arduino Atmega2560 được sử dụng để điều khiển các thành phần khác nhau. Tôi cần nhiều chân đầu vào / đầu ra hơn sau đó là một bảng Arduino tiêu chuẩn.

E. Một khối phân phối breadboard hàn được sử dụng cho các dòng I2C chạy tới tất cả các màn hình (màn hình LCD 4 chữ số, 7 đoạn và màn hình LCD).

F. Một khối phân phối điện đã được mua từ Amazon. Điều này được sử dụng để phân phối tất cả các đường dây 5V và đường nối đất chung cho mỗi thành phần. Xem bên dưới:

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

G. Thành phần cuối cùng cần có là pin 9 volt với cáp nguồn.

H. Các đầu nối dây khác cần kết nối các thành phần khác nhau với nhau

Bước 8: Thiết lập Arduino Bench

Việc bố trí băng ghế được thể hiện trong các hình ảnh tương ứng. Các nút kéo lên đã được sử dụng trên băng ghế để bắt chước các cảm biến IR chùm tia phá vỡ. Tôi sử dụng màn hình LCD 4 dòng trên băng ghế thử nghiệm của mình để theo dõi các biến và đảm bảo mã điều khiển bảng điểm đang hoạt động chính xác. Tôi thích sử dụng cái này thay cho màn hình nối tiếp.

Màn hình LED 7 đoạn được hiển thị trên băng ghế dự bị, cả hai màn hình hiển thị điểm của Người chơi 1 và Người chơi 2 đều hoạt động chính xác. Sau một số chỉnh sửa mã Arduino, tôi đã có thể hiển thị "lỗ" một chữ số hoạt động chính xác. Các nút nhấn tạm thời cho 2 người chơi, trò chơi mới và đôi bogey và đèn LED cuối cùng ghi được quả bóng gôn được đặt trên bảng điều khiển. Tất cả chúng đều đã được kiểm tra và cho thấy hoạt động chính xác.

Biểu đồ gán chân Arduino cũng được hiển thị.

Bước 9: Mã Arduino

Mã Arduino để kiểm soát dòng chảy của trò chơi và cộng điểm một cách chính xác được đính kèm.

Phần đầu tiên của mã bao gồm một số Thư viện bắt buộc mà bạn cần. Nó cũng xác định các chân Arduino cho các cảm biến IR và các nút điều khiển trò chơi, khai báo tất cả các biến và xác định hai chức năng do người dùng xác định. Một chức năng, bảy SegWrite (chữ số), điều khiển số được hiển thị trong màn hình 7 đoạn quá khổ, một chữ số, (“Lỗ” bạn đang chơi) và chức năng khác, điều khiển có vạch (int), điều khiển đèn LED nào được hiển thị (bật) trong bảng điểm.

Trong hàm setup (), tôi đã xác định tất cả các chân OUTPUT và INPUT. Lưu ý, điện trở PULLUP bên trong được sử dụng sử dụng điện trở 20K ohm bên trong được kéo đến 5 volt. Điều này làm cho đầu vào đọc CAO khi công tắc mở và THẤP khi đóng. Không cần điện trở phụ. Tôi cũng khởi tạo tất cả các biến và hiển thị chữ số 7 đoạn và bật đèn LED xanh "trò chơi mới".

Hàm loop () bắt đầu bằng cách đọc liên tục tất cả các chân INPUT. Sau đó, một câu lệnh “if” cụ thể được thực hiện tùy thuộc vào chân đầu vào nào đọc LOW (nút đã được nhấn hoặc chùm cảm biến IR đã bị phá vỡ). Câu lệnh "nếu" cuối cùng xác định kết thúc của trò chơi. Khi 9 "lỗ" đã được chơi, hàm loop () dừng và trò chơi kết thúc.

Bước 10: Gắn các thành phần

Đầu tiên, các lỗ khoan và vết cắt phải được đặt vào bảng gắn tương ứng với vị trí mà mỗi thành phần chiếm trên đồ họa bảng điểm. Các lỗ được khoan có đường kính 5 mm để tương ứng với các đèn LED. Các lỗ hình chữ nhật được cắt bằng hình ghép để tương ứng với kích thước của các màn hình 7 đoạn khác nhau.

Mỗi đèn LED được hàn vào một bảng mạch nhỏ có điện trở được kết nối với cực dương. Đầu nối đầu pin đực 2,54 mm tiêu chuẩn được sử dụng cho các đầu cực dương và âm. Bảng mạch giúp cố định đèn LED vào bảng gắn ván ép mỏng dễ dàng hơn. Mỗi cụm đèn LED được gắn vào đúng vị trí của chúng trên bảng lắp. Vít thép Phillip đầu có đường kính M1.7 nhỏ đã được sử dụng để cố định chúng.

Tiếp theo, mỗi màn hình 7 đoạn phải được gắn chặt vào bảng gắn. Các lỗ lắp ở 4 góc của PCB màn hình được sử dụng bằng các vít lắp nhỏ giống nhau.

Bo mạch Arduino mega, khối phân phối điện và khối phân phối I2C được cố định vào đế bảng gắn bằng các vít gỗ nhỏ và miếng đệm. Hai breadboard nhỏ khác được cố định vào đế ở phía bên tay phải ở một góc 90 độ. Đây là các chân đầu vào cho cảm biến IR phải được kết nối từ cụm mục tiêu và các nút arcade từ hộp điều khiển trò chơi sẽ được định vị bởi (các) người chơi.

Pin 9 volt và dây nịt của nó được gắn chặt vào bên trong bảng gắn. Mặt dương của cáp sẽ được nối với nút bật / tắt trên hộp bảng điểm bằng gỗ.

Cuối cùng, tất cả các thành phần đã được kết nối, theo sơ đồ đi dây được hoàn thiện trên thiết lập băng ghế dự bị.

Bước 11: Kết hợp tất cả lại với nhau

Bước cuối cùng là gắn bảng điểm vào Trò chơi gôn Executive Par 3 hiện có sao cho không ảnh hưởng đến việc chơi trò chơi. Ngoài ra, bất kỳ hệ thống đính kèm bảng điểm nào cũng có thể tháo rời để nó có thể được đóng gói và không cản trở tính di động của trò chơi. Tương tự như vậy, tôi cần làm một giá đỡ cho hộp nút để nó không nằm trên mặt đất và đóng quân gần hơn là những người chơi đang đặt.

Vui lòng xem các bức ảnh đính kèm. Các chốt có đường kính 7/8”được sử dụng để nâng hộp bảng điểm và vỏ nút lên đúng mức. Ba chốt được cắt thành chiều dài 24”. Một đế ván ép với một lỗ 7/8”được khoan ở giữa được chế tạo để chấp nhận một trong những chốt. Một miếng gỗ thông tương ứng được gắn vào mặt sau của hộp nút nhựa. Nó cũng có một lỗ 7/8”được khoan ở phía dưới để chấp nhận đầu kia của chốt. Bây giờ đế đựng nút đã hoàn thành. Không có keo được sử dụng. Chân đế đủ chắc chắn để sử dụng trong khi chơi game, nhưng có thể chia nhỏ dễ dàng để vận chuyển.

Bảng điểm đã được gắn vào cụm bảng mục tiêu bằng cách sử dụng cùng một khái niệm. Một bề mặt của miếng ván thông dài 15 inch được cắt thành một góc 60 độ để tương ứng với góc 30 độ của cụm mục tiêu khi nó được thiết lập để chơi. Điều này đặt đầu của bảng này nằm ngang. Hai lỗ 7/8”được khoan cách nhau 11” để chấp nhận chốt dài 24”và sau đó mảnh được vặn vào mặt sau của cụm mục tiêu. Tiếp theo, một mảnh vụn của gỗ thông có kích thước ¾”được vặn vào đáy hộp bảng điểm với các lỗ có đường kính 7/8” phù hợp được khoan cách nhau 11”. Hai chốt được đặt qua lưới ngoài giới hạn và được đẩy vào vị trí trên cả cụm bảng mục tiêu và phần dưới của hộp bảng điểm.

Một dây cáp 4 dây với các đầu nối đực tương ứng được chạy từ mặt sau của bảng điểm đến vỏ nút. Cáp 6 dây thứ hai với đầu nối nam và nữ tương ứng được chạy ở mặt sau của cụm mục tiêu (cảm biến IR) đến vị trí tương ứng ở mặt sau của bảng điểm. Bây giờ thiết lập điện tử đã hoàn tất để tính điểm tự động trong khi chơi phiên bản một người chơi hoặc hai người chơi của Executive Par 3 Golf G ame.

Bước 12: Tái bút

Khi tôi thử nghiệm trò chơi, tôi nhận thấy một quả bóng gôn rơi qua một lỗ ghi điểm không phải lúc nào cũng được tính. Tôi tự hỏi liệu các cảm biến IR có hoạt động chính xác hay không hay tôi sẽ phải lắp thêm các cảm biến. Sau đó, tôi chợt nhận ra rằng ở cực bên phải và bên trái của lỗ có đường kính 3 ½”, quả bóng gôn không được“nhìn thấy”bởi các cảm biến IR được đặt ngay giữa lỗ ghi điểm (chùm tia hồng ngoại không bị hỏng). Tôi thấy đường kính của một quả bóng gôn quy định là 1,68 inch. Theo thuật ngữ toán học, một nửa của lỗ có đường kính 3 ½”sẽ là 1,75 inch. Vì vậy, tôi đoán có thể xảy ra trường hợp quả bóng gôn rơi qua lỗ từ cực trái và phải và không phá vỡ chùm tia hồng ngoại.

Nhìn lại, lẽ ra tôi phải cắt các lỗ ghi thành đường kính 3”. Nhưng đối với trò chơi này, cách đơn giản nhất để khắc phục điều này là lật tấm bảng mục tiêu lên và lắp một số viền sàn vinyl thừa ở bên trái và bên phải của mỗi lỗ. Tôi đặt tấm nhựa vinyl dẻo để nó chồng lên lỗ bằng ½”hoặc lâu hơn. Khi bạn lật lại bảng mục tiêu, bạn sẽ thấy rằng vật liệu nằm dưới mép lỗ và không cản trở bóng gôn rơi tự do qua lỗ.

Điều này đã khắc phục sự cố và trò chơi đã hoạt động hoàn hảo. Khi chơi trò chơi vài tuần gần đây, tôi không nhận thấy bất kỳ trường hợp nào khi các quả bóng gôn không được tính chính xác trong điểm của người chơi.