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[入门教程] 【Gravity】Mind+掌控板进阶教程-项目一 投篮机

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本帖最后由 EVE 于 2019-7-10 14:50 编辑

项目一 投篮机
你最喜欢玩的游戏是什么?

相信每个人都有自己的答案,不管是小时候和大人去赶集玩过的套环、飞镖射气球,还是学生时代的篮球、足球,又或者是现在风靡的各类电子游戏、电玩城游戏。在玩游戏的时候,时间总是过得那么快,又那么快乐。

你有没有想过:你为什么会觉得这个游戏好玩?如果让你设计一款游戏,你要如何让它变得好玩呢?

其实游戏设计的秘诀主要有两点:
1、简单的反馈机制:玩家行为可以快速获得反馈。
2、成就感:设定目标,玩家在达成目标时会获得成就感、满足感。

比如扔沙包游戏,扔中敌方就是进攻成功,接到敌方的沙包就是防守成功,这就是最简单的反馈;躲过敌方的沙包攻击或者用沙包打中敌方,都会获得成功的快乐,这就是成就感。

从这两点出发,思考一下你喜欢玩的游戏在这两个特征上是不是有特别的优势呢?尝试将它总结出来。

在这个项目中,我们将从上面两点秘诀去理解游戏设计,并设计一款好玩的投篮机。

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头脑风暴:如何构建一台好玩的投篮机?

问题清单
1、投篮机是怎么玩的?
2、投篮机好玩的点在哪里?尝试从反馈机制和成就感两个方向各举例说明。
3、关于投篮机,你还有更好玩的想法吗?
4、你的想法具备可实现性吗?需要哪些传感器或执行器?
5、你的投篮机有怎样的外观?

核心知识点

一、掌控扩展板

掌控扩展板完全兼容掌控板和microbit主板。

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使用方法:
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功能介绍:

10路3Pin IO口、两路IIC口、一路UART口;
分别兼容掌控板金手指和microbit金手指;
板载两路电机接口,且不占用额外引脚;
板载PH2.0及microUSB两种供电口,既可以通过usb线供电,也可以通过电池盒或者锂电池,供电电压3.5-5V,板载电源开关,可以打开或关闭供电电源;
板载一个带有开关的高品质蜂鸣器,使用掌控板的时候,不支持扩展板蜂鸣器,请将蜂鸣器关闭,此时可正常使用P0口。;
兼容乐高孔径,可以与乐高积木拼插结合。

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供电方式:

主板直接供电: 使用主板USB供电。此时,可以使用扩展板的各种扩展口及蜂鸣器。因主板驱动电流有限,无法使用电机驱动。

扩展板USB供电口供电: 使用电脑USB口或充电宝、手机充电头供电。此时,扩展板的所有功能均可使用。

扩展板外接电池盒:使用PH2.0接口的3节干电池盒或3.7V锂电池供电,输入电压为3.5~5V。此时,扩展板的所有功能均可使用。

引脚说明:

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二、超声波传感器

什么是超声波?(结合物理学科)

物理课堂上讲过声音是由物体振动产生的。比如说话时声带会动,打鼓时鼓面在振动。发声物体在一秒钟之内振动的次数叫做声音的频率,单位是赫兹(Hz)。

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声音作为一种波,人耳可以听到频率为20HZ-20KHZ,超过20KHZ称为超声波,低于20HZ的称为次声波。

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超声波的折射与反射:

超声波可以在气体、液体及固体中传播,传播速度依次加快。超声波有折射和反射现象,并且在传播过程中有衰减。

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超声波优点:

■ 频率高、波长短、绕射现象小;
■ 方向性好、能够定向传播;
■ 碰到杂质或分界面会产生显著反射、形成反射波的特点。

超声波传感器

利用超声波的优点,可做成各种超声传感器,在通迅、医疗、家电等领域得到广泛应用。
超声波传感器一般由发送传感器(或称波发送器)、接收传感器(或称波接收器)、控制部分与电源部分组成,有的超声波传感器既作发送、也能作接收。
超声波测距工作原理:发射器发出的超声波,遇到障碍物发生反射,接收器接收到反射波,从而使传感器检测到障碍物。

截图201907091432176400.png 截图201907091432264614.png          

Urm10超声波

在掌控板入门套件中,我们使用了Urm10超声波,探测距离为5cm-300cm。

截图201907091433009571.png

通过此模块,可以获得在探测范围内的确切的障碍物的距离。

引脚定义:
+5V:电源引脚
GND:接地                                         
ECHO:接收引脚
TRIG: 发送引脚
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思考一下:利用超声波可以实现投篮机的什么功能呢?

规划方案

功能分解:
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构思外观:

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问题记录:

在后面项目实现过程中,可能会遇到各种各样的困难,尝试在下表中记录你遇到的问题和解决办法,便于以后出现类似问题时能更好的面对。

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功能实现

功能1:超声波判断篮球是否投中

连线说明:扩展板上的10路IO口分为黑、红、绿3种颜色,功能如下表。

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* 所有GND引脚或电源引脚可互相通用,信号引脚与标注的IO号一一对应。

超声波连线图:TRIG→P1、ECHO→P2、+5V→电源引脚、GND→GND引脚

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* 这里要将掌控板插入扩展板中(带有OLED屏的一面,朝向扩展板上掌控图标),为了便于看清连线,在图中画未出掌控板。后面连线图都默认连接掌控板,不再重复说明。

Mind+软件设置

1、打开Mind+软件(1.5.5及以上版本),选择“上传模式”。

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2、打开“扩展”,在“主控板”下选择“掌控板”。

截图201907091445225081.png
3、再次打开“扩展”,在“扩展板”下选择“掌控扩展板”。如果没有用到电机,这里可以不选择扩展板,用到电机的项目再选择即可。

截图201907091445383379.png


* 每次编程时都要先完成以上软件设置,后面项目不再重复。

测试程序:串口读取超声波距离
* 编程前先要点击Mind+中“扩展",在“传感器”下选择“超声波测距传感器”。
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功能程序:超声波每次检测到障碍物,算作进球一次,将得分实时显示在屏幕上

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功能2:按下按钮,开始或结束游戏

这里以按钮为例,作为游戏开关。
连线图:按钮→P8

截图201907091447031736.png

按钮作为数字传感器,按下为1、松开为0,将按钮作为游戏开关时,需每按下一次按钮就切换游戏开始或结束的状态。如何实现呢?

根据掌控板裸板课程项目五 心情灯的学习,我们知道只需要在编程时加入一个变量记录按钮按下的次数即可,按下次数为奇数表示游戏开始,为偶数表示游戏结束。对奇数和偶数的判断可以通过将该数除以2求取余数的办法,余数为1则为奇数,余数为0则为偶数。

流程图分析:
截图201907091447455326.png

功能程序:

截图201907091448165095.png

构造外观

示例图:

截图201907091448542467.png

更多创意

通过上面两个案例,只是实现投篮机的基本功能,如果你有更多的创意,赶紧动手尝试吧!
在前面提到的“倒计时闯关功能,在规定时间内,投中数量要达到最低要求,才能继续游戏”也是一个不错的想法,实现程序可以参考掌控板裸板课程项目十二 电子秒表,通过获得系统时间进行倒计时判断。

评价与反思

与人分享快乐,能产生更多快乐,尝试与身边的人一起分享你的投篮机吧!你还可以在DF创客社区中分享作品,听听更多人的建议!社区网址:www.dfrobot.com.cn

问卷调查:

尝试让玩过你投篮机的人做下面的问卷表,看看在别人眼中这个作品的闪光点与不足。

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自我反思:

梳理自己设计项目的思维逻辑、项目在执行层面的问题和经验等等,可以帮助我们形成学习的闭环,加深在项目进行的过程中对知识点和内容的理解,找到可以改进和提高的地方。

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附件-完整参考程序

在上面项目中未实现投篮机中屏幕文字提示部分,比如游戏开始、游戏结束等。
完整参考程序如下。

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rzegkly  版主

发表于 7 天前

很棒的想法
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铁熊  版主

发表于 6 天前

创意好赞啊,学习一下!
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rzyzzxw  版主

发表于 6 天前

项目式学习,赞啊。
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gray6666  高级技匠

发表于 6 天前

有意思。。。。。
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gada888  版主

发表于 5 天前

great idea
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Mandy  见习技师

发表于 3 天前

很赞!
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