在家也能玩保龄球

想找个好玩的方式在家里打保龄球吗？

本教程将指导您如何制作一个功能齐全的桌面保龄球游戏。这个Arduino控制的家庭保龄球游戏是由一个狂热的保龄球手为一个教学项目开发，它将保龄球馆的体验带到你的家里！

游戏的工作原理是用光敏电阻感应每个保龄球瓶下面的灯，以判断保龄球瓶是否被打翻，这样游戏就可以在10个回合中记录准确的分数。此外，发光二极管会点亮这些球，让它们产生发光的效果——因此，关掉你的灯，开一个属于你自己且充满诗意的保龄球派对吧！

材料：

结构件

3/4英寸厚的木材、胶合板或中密度纤维板（至少5.5英尺长）
1/8英寸厚的胶合板或中密度纤维板（至少5英尺长）
1英寸 x 3英寸的木材（本项目使用松木）

电子件

1个Arduino Uno
2个标准尺寸的面包板
11个白色LED
11个光敏电阻
11个10k欧姆电阻
1个4针I2C液晶显示器
约70-75根导线（根据导线与面包板的距离以及Arduino板的位置，可能会略有不同。对于这里展示的型号，一共使用了73根导线。）

其它

台式锯（或圆锯）
线锯（或重型多功能刀）
砂光机（或砂纸）
接木胶
夹子（或厚一点的书）
热熔胶枪和胶棒
迷你保龄球瓶
迷你保龄球

步骤1：创建结构：概述

在订购/获得简介中列出的电子元件后，开始按照下面几个步骤所述测量和切割球道结构部件。

这个项目是用中密度纤维板和松木的边料制作的，也可以使用任何符合给定尺寸和近似厚度的仿木材料。此外，台式锯可能是这些切割的最佳选择，因为许多工件都是长而直的边缘，但也可以使用圆锯。

由于球道本身相当长（超过5英尺），为了清晰起见，创建了单个组件的TinkerCad模型。可以在这里下载完整组件的模型以及在接下来的步骤中组装好组件的图像以供参考。

3D打印模型下载：下载附件 Tabletop bowling game model.zip

下表列出了需要切割的所有部件：

从3/4英寸厚的木板（本项目使用MDF）上测量并切割：

保龄球道
- 6 1/2英寸x 5 1/2英寸（即6.5英寸和5.5英尺）
- 注意：这将用作球道本身，因此请确保它没有凹凸不平。
球道支撑（两个支撑）
- 6 1/2" x 11 5/8" (x2)
- 6 1/2" x 10 1/8" (x2)
- 6 1/2" x 2 3/4" (x4)
球瓶计数器
- 6 1/2" x 11 5/8" (x2)
- 6 1/2" x 6 1/2" (x2)
瓶/球接托器
- 6 1/2" x 10 1/8" (x2)
- 6 1/2" x 6 1/2" (x2)

从1/8“厚的木板（本项目使用MDF），测量并切割：

瓶/球接托器
- 1 1/2" x 11 5/8"
侧沟（测量并切割球道两侧各一套）
- 1 3/4''5'（同样，也是5英尺长）
- 1" x 5'
LCD框架
- 7 1/2" x 11 5/8"

从1''x 3''木板（本项目使用松木），测量并切割：

侧沟支架（测量并切割至少两套以下部件）
- 10 1/8"
- 1 5/8" (x2)

接下来的四个步骤将向您展示如何制作创建整个游戏所需的每个部件。

步骤2：创建结构：球道和侧沟装配

首先测量、切割和打磨下面的侧沟支撑部件。这些部件将构成2个侧沟支撑单元。

1" x 3" x 10 1/8" (x2)
1" x 3" x 1 5/8" (x4)

接下来，将支撑件粘在一起，如上图所示。如果可以使用大夹钳，请将总成夹紧在一起。如果没有，请将厚书放在侧沟支撑组件的两侧，以便在胶水干燥时给组装单元施加压力。

继续测量、切割和打磨以下球道和侧沟：

6 1/2" x 5 1/2' x 3/4"
1 3/4" 5' x 1/8" (x2)
1" x 5' x 1/8" (x2)

制作好这些部件后，将胶水涂在侧沟支撑底座的顶部，并将球道和侧沟支撑放在上面（如上图装配图所示）。如果你为侧沟选择的材料有点脆弱或有点翘曲，沿着整个木条的长度涂上一些接木胶，这样它们就可以固定在球道上以获得支撑。

步骤3：创建结构：球道支撑

首先测量、切割和打磨下面的球道支撑部件。这些部件将构成2个球道支撑单元。

6 1/2" x 11 5/8" x 3/4" (x2) - 底座
6 1/2" x 10 1/8" x 3/4" (x2) - 上层架子
6 1/2" x 2 3/4" x 3/4" (x4) - 侧面支撑

如上图所示，将两边的支架粘在底座上。把一块3/4英寸的木头放在底座的顶部，然后在上层架子边缘涂上胶水，接着把它插在扶手之间。按上一步所述夹紧或施加压力，以确保良好的粘合力。

步骤4：创建结构：球瓶计数器和显示

测量、切割和打磨下面的球道球瓶计数器部件。

6 1/2" x 11 5/8" x 3/4" (x2)
6 1/2" x 6 1/2" x 3/4" (x2)

如上图所示，将两边的支架粘在底座上。在侧支架顶部涂上胶水后，将球瓶计数器的顶部放在两个侧支架上。在组件干燥时，轻轻地将一两本书放在组件上。

接下来，按以下尺寸测量、切割并打磨显示板：

7 1/2" x 11 5/8" x 1/8"

在将显示板安装到球瓶计数器单元之前，请在显示板上切一个3英寸（宽）x 1英寸（高）的孔，以便安装LCD屏幕。如果你有线锯，使用线锯可能是做这种切割最简单的方法--但取决于所使用的材料手锯或重型多功能刀也许可以胜任。您可能需要等到连接电子元器件的时候才进行切割和连接显示板，以便能够看到导线能达到的距离。显示屏在显示板上并没有唯一正确的位置，因此可以根据个人喜好来放置屏幕。

锯好孔后，按照图示，将显示板粘到球瓶计数器的前面。

步骤5：创建结构：球瓶和球接托器

首先测量、切割和打磨下面的球瓶和球接托器部件。

6 1/2" x 10 1/8" x 3/4" (x2)
6 1/2" x 6 1/2" x 3/4" (x2)
1 1/2" x 11 5/8" x 1/8"

按上图所示，用胶水将两边的支架粘回到底座上。将薄薄的一块粘到组件的前面，以确保游戏时没有组件会卡断游戏。按照前面的步骤夹紧或施加压力，以确保良好的粘合力。

第6步：完成/连接框架

组装好四个组件后，结构就基本完成了。你可以选择用胶水或钉子把各个部分连接成一个整体，但我们建议保持它们可独立分开，这样如果你想在不同的地方玩游戏，就更容易移动游戏装置。球道支撑应放置在球道起点和终点附近（如图所示）。球瓶计数器的放置应使球道的后边缘和球瓶计数器的后边缘对齐，并且球/球瓶接托器应紧贴球瓶计数器单元立起来。

步骤7：准备电子部件的框架

在连接电子元器件之前，需要为传感器和发光二极管钻几个孔。我们选择在框架组件就位后钻这些孔，但是如果您愿意，也可以在框架组装之前钻好这些孔。

打印所附的模板用于放置LED和光敏电阻。

从LED的模板开始，将模板与球道末端对齐，并按以下步骤钻孔。对于10个球瓶中的每一个，钻一个1/4“通孔，用于给LED供电。然后，用一个1/2英寸的钻头在球道顶部轻微地钻一个孔（约1/32英寸）帮助定位和放置球瓶。

同样，对于光敏电阻，打印所附模板并将其与球瓶计数器单元的顶后部对齐。在每个球瓶位置的中心钻一个1/4英寸通孔，如模板所示。

最后，在球瓶计数器单元的每个侧面钻一个1/4英寸的孔用于安装一个LED和一个光敏电阻。对于这些部件，在球道上方1/2英寸处钻一个孔，并在球瓶计数器单元两侧距前缘1/2英寸处钻一个孔。

钻孔模板下载：下载附件 Tabletop bowling game model.zip Tabletop bowling game model.zip

第8步：连接和测试电路

现在是时候把注意力从框架转移到这个项目的电子部分，从电路布线开始。

由于精细布线的照片可能有点难以解读，我们在这里为这个保龄球游戏的电气配置提供了详细的Fritzing接线图（使用Tinkercad创建）。

注意：实际使用的LCD屏幕是4针LCD屏幕（与Tinkercad型号中显示的标准LCD屏幕相反）。

按图所示连接元件，并上传所附的程序代码以测试电路及元件。要进行测试，请在图的最左边滚动一个球，激活传感器。光敏电阻应该能感应到一个球经过它，这将向游戏表明第一回合已经开始。当剩下的10个光敏传感器被10个保龄球覆盖时，电路/游戏应该显示一个分数，就好像这些球没有被击倒一样。在游戏中，未被覆盖的传感器看起来像是被击中的球瓶。

在下一步将电路和部件连接到机架上之前，请确认电路和部件工作正常。如果您的游戏没有按预期工作，这里有一个快速的故障排除提示，可以帮助您确保所有传感器都正常工作，并接收到足够的光线：

使用所附的测试代码显示每个传感器读取的电压（使用串行监视器/串行打印功能），以确保每个传感器准确地捕捉到来自灯光的输入。首先连接要测试模拟引脚1的传感器并运行测试代码。当有盖和无盖时，串行打印显示器的输出电压应在0.5-3.0伏之间（对于每个传感器）。范围太小（例如，读数仅为2.0-2.5伏）可能会导致感应问题，您可能需要更换另一个性能更好的传感器。

如果您在调试游戏过程中遇到任何问题，请随时在评论中提出问题。

测试代码下载：
下载附件 Mini bowling alley code.zip Mini bowling alley code.zip

步骤9：将电子单元安装到框架上

电子元件的具体位置可以根据连接导线的长度而变化，前提是接线与上一步提到的Fritzing图保持一致。下面的说明解释了电子元件是如何安装在这个游戏中的，以及在哪里安装的，但是如果你有不同的风格偏好，可以适当调整一下。

首先将销状部件粘合到框架中。在球道上的每个孔中，将LED对准孔中心，在球道表面下方，然后从底部涂抹少量热熔胶以将LED固定到位。对球瓶计数器顶部的每个光敏电阻重复此操作。最后，把最后一个光敏电阻粘在球瓶计数器的一侧（您可以选择哪一侧），最后一个LED以类似的方式粘到另一侧。用热熔胶将 LED 和光电阻固定到框架上应确保它们不会偏移或移动，这可能会导致误检测问题。

接下来，在球道底部安装一块面包板，将LED连接到电路上。面包板可以按你的喜好用胶水或螺丝固定。

Arduino本身可以连接到游戏的侧面，以方便操作，并易于连接到光敏电阻面包板，安装在球瓶计数器的顶部。像LED一样，用热熔胶将光敏电阻固定到框架上，以保持稳定性。

最后，将液晶显示器安装并连接到显示板的背面，使其与先前切割的孔对齐。