Pontuação automática para o jogo de golfe executivo par 3: 12 etapas (com fotos)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:34

Recentemente, postei um Instructable sobre a construção de um jogo de put divertido que seja portátil e possa ser jogado tanto dentro quanto fora. É denominado “Jogo Executivo de Golfe Par 3”. Eu projetei uma réplica do cartão de pontuação para registrar a pontuação de cada jogador em 9 “buracos”. Como no golfe real, a pontuação mais baixa vence.

Eu comecei a pensar; e se eu pudesse acompanhar as pontuações automaticamente?

Etapa 1: contar eletronicamente a bola de golfe

Eu precisava encontrar uma maneira de contar uma bola de golfe rolada conforme ela caísse por um buraco de pontuação. Lembre-se, cada buraco tem um valor de pontuação diferente, com o buraco “Ás” tendo o valor de pontuação mais baixo. Eu usei sensores de quebra de feixe infravermelho (IR) em jogos anteriores e pensei em incorporá-los a este jogo também. Eu usei um produto da Adafruit Industries chamado de “IR Break Beam Sensor - 3mm LEDs”. O ID do produto é 2167:

www.adafruit.com/product/2167

Eles são vendidos em pares (emissor e receptor) e oferecem uma maneira simples de detectar movimento. Eles trabalham com até 25 centímetros de distância e podem ser alimentados pela fonte de alimentação Arduino 5V. Você pode usá-los com o resistor pull-up integrado do Arduino, portanto, um resistor separado não é necessário. O emissor envia um feixe infravermelho e o receptor, diretamente em frente a ele, é sensível a essa luz infravermelha. Se algo sólido passar pelo feixe (como uma bola de golfe), o feixe é quebrado e o receptor pode ser programado para avisá-lo.

Etapa 2: Instalando os sensores na placa de destino

O tabuleiro de destino do putt não estava preso ao gabinete ao redor. Ele apenas se assentou em espaçadores de altura de canto de 2 ½”, então fui capaz de removê-lo e virá-lo para montar os sensores. Eu precisava montar os sensores infravermelhos na parte inferior do tabuleiro de madeira compensada para que eles não interferissem na queda livre das bolas de golfe. Um orifício de 1 pol. De diâmetro foi perfurado em lados opostos de cada orifício de marcação a uma profundidade de 3/8 pol. O receptor de infravermelho e o emissor foram colocados dentro da borda do buraco para que as bolas não os atingissem. Eles foram montados permanentemente com um pequeno parafuso de madeira e um pouco de cola epóxi, de modo que ficaram alinhados perfeitamente um em frente ao outro.

Etapa 3: conectando os sensores no quadro de destino

Uma vez que os sensores IR foram todos montados, eles tiveram que ser ligados entre si para o aterramento comum e as conexões de 5V. Cada fio de saída (branco) teve que ser estendido até a borda da placa-alvo. Um conector fêmea de 6 fios foi conectado a cada fio para se estender para fora do gabinete traseiro do conjunto da placa de destino. Toda a fiação foi pregada e presa com segurança contra o interior do tabuleiro de jogo para não interferir no retorno de uma bola de golfe depois de passar por um buraco de pontuação.

Etapa 4: Construindo o Caso do Placar

Um pouco de madeira ainda era necessário neste Instructable. Uma caixa de placar retangular de madeira foi fabricada em compensado de ½”de espessura. As dimensões da caixa são 15 5/8”de largura x 9 ¼” de altura x 4”de profundidade. Você pode ver nas fotos a seqüência de construção deste gabinete. Uma ranhura de ¼”de largura foi colocada no lado de dentro de cada caixa a cerca de ¾” da mesma borda externa. Esta ranhura será usada para segurar o gráfico do placar colocado entre duas folhas de plexiglass de 0,2 polegadas de espessura. A última parte da caixa a ser cortada é a placa de montagem do componente eletrônico. Esta placa foi cortada de compensado de 1/8”de espessura e presa a um pedaço de pinho de ¾” em um ângulo reto para servir de base. Também servirá como um meio de apego ao próprio caso. A placa teve que ser entalhada para caber entre as pequenas peças de reforço de canto.

Um botão liga / desliga também seria montado na caixa do placar. Ele será montado na parte externa da caixa em uma posição rebaixada para protegê-lo de ser atingido acidentalmente. O botão liga / desliga será conectado em linha com uma fonte de bateria CC de 9 volts que alimenta a placa Arduino Uno e todos os outros componentes eletrônicos do placar.

Etapa 5: projetando o gráfico do placar

Em vez de tentar pintar um gráfico de placar sozinho, decidi criar um no PowerPoint e cortar janelas para as várias exibições de pontuação. Eu queria que o placar fornecesse feedback aos jogadores e exibisse o máximo de informações possível. Incluídos seriam:

1. Uma luz de cor diferente para a pontuação da última bola de golfe colocada.

2. Um visor mostrando em qual buraco você está jogando (1-9).

3. Uma luz que se acende se o botão de 2 jogadores for pressionado.

4. Uma luz acende para um novo jogo (o botão Reset foi pressionado)

5. Duas telas para a pontuação de cada jogador.

O gráfico final é mostrado no arquivo anexo. Os retângulos pretos serão cortados para as exibições de pontuação.

Etapa 6: botões de entrada do jogo (interruptores) e caixa

Alguns botões foram necessários para controlar o fluxo do jogo de tacadas. Os três botões de entrada necessários eram:

1. Reinicializar ou novo jogo (verde)

2. Jogo de 1 contra 2 jogadores (branco)

3. Double Bogey (Out-of-Bounds - Red) - onde nenhum sensor IR pode ser usado. Uma pontuação de 5 seria adicionada à pontuação do jogador.

Usei uma caixa eletrônica de plástico padrão para montar os 3 botões de arcade. O caso foi obtido na Amazon. Ele mede 7 ½”de largura x 4 ¼” de altura x 2 3/8”de profundidade. Cada botão de arcade com seu micro switch conectado agirá como um switch momentâneo. Furos padrão com diâmetro de 1-1 / 8”foram cortados na lateral da caixa e espaçados uniformemente. Os botões foram montados e um pequeno chicote elétrico foi fabricado com as 3 linhas de saída dos microinterruptores e uma linha de aterramento comum soldada a uma pequena placa de ensaio com um conector de cabeça de pino macho de 2,54 mm.

Etapa 7: componentes do placar

Os componentes do placar consistiriam em:

A. Dois LEDs de 4 dígitos e 7 segmentos para a pontuação de cada jogador e um LED de 7 segmentos de um único dígito seriam usados para rastrear o "buraco" que eles estão jogando. Os LEDs de 4 dígitos e 7 segmentos são da Adafruit Industries. Eles são chamados de “1.2” Display de 4 dígitos e 7 segmentos com mochila 12C - vermelho”. Você precisa de dois deles e o ID do produto é 1269. Veja abaixo:

www.adafruit.com/product/1269

B. O LED de 7 segmentos de um único dígito (1,3”) foi uma compra genérica do eBay. Qualquer display superdimensionado funcionará e deve ser conectado corretamente para um cátodo comum ou ânodo comum com base em LED de 7 segmentos. Para simplificar a montagem do display, ele foi primeiro soldado a uma placa de ensaio grande o suficiente para que os resistores de 220 ohms pudessem ser soldados a todos os condutores de segmento de LED individuais. O cabo de cátodo comum e os 7 cabos de LED foram conectados a um conector de cabeça de pino macho de 2,54 mm para facilitar a fiação à placa Arduino.

C. Luzes LED de 3 vdc de cores diferentes serão colocadas no placar para iluminar o buraco de pontuação correspondente por onde a bola de golfe acabou de passar. Também usei luzes LED para indicar quando um novo jogo foi iniciado e quando o botão de 2 jogadores foi pressionado. As cores são:

Branco = Ás

Azul = Passarinho

Amarelo = Par

Vermelho = Bogey

Verde = Reiniciar / Novo Jogo

Branco (na parte inferior) = 1 contra 2 jogadores

D. Uma placa Arduino Atmega2560 foi usada para controlar os vários componentes. Eu precisava de mais pinos de entrada / saída do que uma placa Arduino padrão.

E. Um bloco de distribuição de placa de ensaio soldado foi usado para as linhas I2C em todos os monitores (4 dígitos, LED de 7 segmentos e monitor LCD).

F. Um bloco de distribuição de energia foi comprado da Amazon. Isso foi usado para distribuir todas as linhas de 5 V e terra comum para cada componente. Veja abaixo:

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

G. O último componente necessário era uma bateria de 9 volts com um cabo de alimentação.

H. Conectores de fios diversos precisam conectar os vários componentes juntos

Etapa 8: configuração do banco do Arduino

A configuração da bancada é mostrada nas fotos correspondentes. Os botões pull-up foram usados na bancada para imitar os sensores infravermelhos do break-beam. Eu uso um monitor LCD de 4 linhas em minha bancada de teste para rastrear variáveis e ter certeza de que o código que controla o placar está funcionando corretamente. Gosto de usar isso no lugar do monitor serial.

Os visores de LED de 7 segmentos são mostrados na bancada, os visores de pontuação do Jogador 1 e do Jogador 2 foram mostrados para funcionar corretamente. Depois de algumas edições do código do Arduino, consegui fazer com que a exibição de “buraco” de um dígito funcionasse corretamente. Os botões de pressão momentâneos simulados para 2 jogadores, novo jogo e duplo bogey e luzes LED marcadas com a última bola de golfe foram colocados na placa de ensaio. Todos foram testados e mostraram funcionar corretamente.

O gráfico de atribuição de pinos do Arduino também é mostrado.

Etapa 9: Código Arduino

O código do Arduino para controlar o fluxo do jogo e somar as pontuações corretamente está anexado.

A primeira parte do código inclui algumas das Bibliotecas necessárias. Ele também define os pinos do Arduino para os sensores IR e os botões de controle do jogo, declara todas as variáveis e define duas funções definidas pelo usuário. Uma função, sevenSegWrite (dígito), controla o número exibido no display superdimensionado, de um dígito e 7 segmentos ("Hole" que você está jogando) e a outra função, controlscoreled (int), controla qual LED é exibido (ligado) no painel de avaliação.

Na função setup () eu defini todos os pinos OUTPUT e INPUT. Observe, o resistor PULLUP interno é usado, o qual usa um resistor interno de 20K ohm puxado para 5 volts. Isso faz com que a leitura de entrada seja HIGH quando a chave estiver aberta e LOW quando estiver fechada. Nenhum resistor acessório é necessário. Também iniciei todas as variáveis e exibições de dígitos de 7 segmentos e liguei a luz LED verde de “novo jogo”.

A função loop () começa lendo constantemente todos os pinos INPUT. Em seguida, uma instrução “if” específica é executada dependendo de qual pino de entrada lê LOW (o botão foi pressionado ou o feixe do sensor IV foi quebrado). A última declaração “if” define o fim do jogo. Depois de jogar 9 “buracos”, a função loop () para e o jogo termina.

Etapa 10: Montagem dos componentes

Primeiro, furos e recortes tiveram que ser colocados na placa de montagem correspondente à localização que cada componente ocupa no gráfico do placar. Furos foram perfurados com 5 mm de diâmetro para corresponder aos LEDs. Furos retangulares foram cortados com uma serra de vaivém para corresponder às dimensões dos vários monitores de 7 segmentos.

Cada luz LED foi soldada a uma pequena placa de ensaio com um resistor conectado ao terminal positivo. Conectores padrão de cabeça de pino macho de 2,54 mm foram usados para os terminais positivo e negativo. A placa de ensaio facilitou a fixação do LED na placa de montagem de madeira compensada fina. Cada conjunto de luz LED foi montado em seu local correto na placa de montagem. Para prendê-los foram usados parafusos de aço com cabeça Phillip de diâmetro M1.7 pequenos.

Em seguida, cada tela de 7 segmentos teve que ser presa à placa de montagem. Orifícios de montagem nos 4 cantos das placas de vídeo foram usados com os mesmos pequenos parafusos de montagem.

A mega placa Arduino, o bloco de distribuição de energia e o bloco de distribuição I2C foram presos à base da placa de montagem com pequenos parafusos de madeira e espaçadores. Duas outras placas de ensaio pequenas foram presas à base do lado direito em um ângulo de 90 graus. Estes são os pinos de entrada para os sensores IR que devem ser conectados a partir do conjunto alvo e os botões de arcade da caixa de controle do jogo que serão posicionados pelo (s) jogador (es).

Uma bateria de 9 volts e seu chicote foram fixados na parte interna da placa de montagem. O lado positivo do cabo será emendado com o botão liga / desliga na caixa do placar de madeira.

Por fim, todos os componentes foram conectados, seguindo o esquema de fiação aperfeiçoado na configuração da bancada.

Etapa 11: juntando tudo

A última etapa foi anexar o placar ao Executive Par 3 Golf Game existente de tal forma que não interferisse com o jogo. Além disso, qualquer sistema de fixação de placar seria removível para que pudesse ser embalado e não impedir a portabilidade do jogo. Da mesma forma, eu precisava fazer um suporte para a caixa de botão para que ela não ficasse no chão e parasse mais perto de onde os jogadores estavam colocando.

Por favor, olhe as fotos em anexo. Cavilhas de 7/8”de diâmetro foram usadas para elevar a caixa do placar e a caixa do botão ao nível correto. Três tarugos foram cortados em 24”de comprimento. Uma base de compensado com um furo de 7/8”perfurado no meio foi fabricada para aceitar um dos pinos. Um pedaço de madeira de pinho correspondente foi preso na parte de trás da caixa de botão de plástico. Ele também tinha um orifício de 7/8”feito na parte inferior para aceitar a outra extremidade do passador. Agora o suporte da caixa de botões estava completo. Nenhuma cola é usada. O suporte é robusto o suficiente para ser usado durante o jogo, mas pode ser facilmente desmontado para transporte.

O placar foi anexado à montagem do quadro de destino usando o mesmo conceito. Uma superfície de um pedaço de placa de pinho de 15”de comprimento foi cortada em um ângulo de 60 graus para corresponder ao ângulo de 30 graus da montagem alvo quando ela é configurada para jogar. Isso coloca a parte superior desta placa na horizontal. Dois orifícios de 7/8 "foram perfurados a 11" separados para aceitar os tarugos de 24 "de comprimento e, em seguida, a peça foi aparafusada na parte traseira do conjunto alvo. Em seguida, um pedaço de ¾ "pense pinho foi aparafusado na parte inferior da caixa do placar com orifícios correspondentes de 7/8" de diâmetro feitos a 11 "entre eles. As duas cavilhas foram colocadas através da rede fora dos limites e colocadas no conjunto do quadro de destino e na parte inferior da caixa do placar.

Um cabo de 4 fios com os conectores machos correspondentes foi instalado da parte de trás do placar até a caixa do botão. Um segundo cabo de 6 fios com os conectores fêmea e macho correspondentes foi passado da parte de trás do conjunto alvo (sensores IR) até o local correspondente na parte de trás do placar. Agora, a configuração eletrônica estava completa para pontuação automática ao jogar uma versão de um ou dois jogadores do Executive Par 3 Golf G ame.

Etapa 12: PostScript

Ao testar o jogo, percebi que uma bola de golfe que caía por um buraco de pontuação nem sempre estava sendo contada. Gostaria de saber se os sensores IR estavam funcionando corretamente ou se eu teria que instalar mais sensores. Então me ocorreu que nas extremidades direita e esquerda do buraco de 3 ½ "de diâmetro, a bola de golfe não estava sendo" vista "pelos sensores IR colocados bem no meio do buraco de pontuação (o feixe IR não estava sendo quebrado). Descobri que o diâmetro de uma bola de golfe regulamentar é 1,68 polegadas. Em termos matemáticos, metade de um furo de 3 ½”de diâmetro teria 1,75 polegadas. Então eu acho que é possível onde a bola de golfe cai pelo buraco da extrema esquerda e direita e não quebra o feixe de infravermelho.

Em retrospecto, eu deveria ter cortado os orifícios de marcação com um diâmetro de 3”. Mas, para este jogo, a maneira mais simples de consertar isso era virar o alvo e instalar algumas bordas de piso de vinil excedentes nos lados esquerdo e direito de cada buraco. Coloquei o vinil flexível de forma que ele se sobrepusesse ao orifício em cerca de ½”. Ao virar o alvo novamente, você verá que o material está abaixo da borda do buraco e não interfere com a queda livre da bola de golfe pelo buraco.

Isso resolveu o problema e o jogo está funcionando perfeitamente. Ao jogar o jogo nas últimas semanas, não notei nenhum caso em que as bolas de golfe não fossem contadas corretamente na pontuação do jogador.