基于Arduino制作的激光打靶器 DF创客社区

相信很多人都玩过打靶游戏，尤其是很多男孩子都梦想成为一个神枪手。激光打靶游戏在一些游乐场中也是很火的游戏项目，但是玩别人的游戏总觉得有些被束缚，那么能不能发挥自己的想象力，自己制作一个会逃避的激光打靶器呢？这篇文章就教我们使用Arduino UNO和一直普通废弃的遥控笔结合，自制一个有趣聪明的激光打靶器。
基于Arduino制作的激光打靶器图4

一、原理

要让激光打靶器的靶子感知遥控笔发出的激光，最合适的传感器就是光线传感器了。该光线传感器可以检测环境光线的强度，检测的值在0~1024。

当激光击中靶心时，即当光线传感器获取的值超过800时，触发靶子随机转动一个角度，引起靶子的转动就需要使用舵机。本案例中使用舵机虽然重量只有9g，但是输出的力矩却达到了1.6kg*cm。为了使游戏更加有趣和刺激，我们可以使用蜂鸣器报警提示玩家。蜂鸣器是最常见的电子发声装置，广泛应用于计算机、打印机、复印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、电话机、定时器等电子产品中。当玩家不能在1分钟中内击中靶心超过10次，则蜂鸣器发出警笛般的报警声。为了方便玩家清晰知道已经击中的次数和游戏运行的时间，一般采用两种方式来显示，一种是数码管，另一种是LCD屏。但是由于数码管连接较为复杂，本案例就选择使用LCD屏显示。

但是在实际的游戏过程中，由于距离较远，玩家不能有效观察到LCD屏上面的数字，这该怎么办呢？我们可以使用LED灯，当激光击中靶心后，LED闪烁提示玩家已经击中靶心。

二、原型

接下来，我们需要对于“激光打靶器”进行编程了。但是在开始之前，我们需要对整个程序流程梳理清楚。

首先按钮开启，让LED闪烁提示玩家，游戏已经开始并倒计时。LCD屏开始工作，LCD屏可以显示两行字符串，我们选择上面一行显示击中的次数，下面一行显示系统运行的时间。接下来当激光击中靶心时，靶心的光线传感器采集到光线值大于800时，舵机随机转动一个角度，另外一个LED闪烁提示你已经击中了。随着时间的进行，当玩家在55s内，不能击中10次以上，蜂鸣器就会发出警笛般的报警。如果程序判断玩家是否在1分钟内击中10次，如果是，那么就恭喜你成功了，如果没有，那么就需要重启，重新开始游戏。

接下来，我们需要选择一款合适的编程软件，主流的Arduino编程软件是Arduino IDE，

但是这款软件对于新手要求较高，目前针对于Arduino的图形化编程软件也越来越多，主流有Mixly等。Mixly以功能强大，操作方便为人们所认可，因此本案例我们选择Mixly这款软件。首先我们设置按钮的管脚和提示游戏开始的LED管脚，在本案例中我们设置为“D4”和“D9”。并且为了显示击中的次数，我们需要定义一个变量，为了方便记忆，我们定义一个变量n为整数并赋值为0。为了控制LED的亮灭，我们也需要定义一个变量，我们定义一个变量x为整数并赋值为0。在实际的操作过程中，也会遇到手的抖动使得按钮的触发不规律状况，我们需要加入防抖的命令。

接下来就进入本案例的核心程序了，当按钮触发时，程序就开始计时。在Mixly中计时模块常用的是millls()函数，但是millis()让很多人不太容易理解，因此我们可以选择for循环。使用这两个模块结合，就可以实现每秒钟记1次，共记录60次了。

我们设置光线传感器的管脚为“A0”，提示的LED灯设置管脚为“D7”，蜂鸣器管脚设置为“D5”。当光线传感器接受光线值超过800，可以触发LED闪烁，舵机随机转动一个角度。在这里需要重点强调一下，由于程序运行速度较快，所以我们需要增加一个类似防抖的命令，否则会多次触发舵机和LED灯。为了增加游戏的趣味性，我们让舵机随机转动一个角度，这个程序设置也比较简单。

在设置LCD模块需要特别注意，LCD模块是在Mixly软件的Dfrobot选项中，如果没有这个选项，需要从北师大创客教育实验室下载第三方拓展模块中的Dfrobot导入即可。在设置LCD时，我们让液晶显示屏的第一行显示的击中的数量，第二行设置时间。

当玩家在55s内不能击中10次，则触发蜂鸣器发出警笛的声音。因为不能让蜂鸣器一直发出警报，我们设置响3s后，自动关闭。

综上所述，我们将上面“激光打靶器”的核心命令按照设计思路整合在一起就成为如下所示的代码。如果有不明白的地方，
可以在https://pan.baidu.com/s/1jHGSNiu中下载程序。
接下来就到了连接硬件的部分了，我们需要程序中对应的管脚和硬件连接部分的管脚保持一致。其中LCD模块与Arduino UNO连接较为复杂，容易出错，两者的连接。

基于Arduino制作的激光打靶器图3