制作打地鼠机教学课件

制作打地鼠机教程目录12打地鼠机简介设计原理与构造戏结计关键了解打地鼠游的起源、玩法及核心原理机械构设思路与部件解析34材料与工具准备机械部分制作详细单选择购议弹组骤的材料清、工具与采建机箱制作与地鼠出机构装步56电子电路设计编程控制实现图线详编逻辑码控制电路原理与接方法解Arduino程与代示例78调试与优化总结与互动扩创进故障排查、功能展与意改第一章打地鼠机简介打地鼠游戏起源教学目标学习重点纪戏简单过简养起源于20世70年代的街机游，因其通动手制作一个易打地鼠机，培学生为应综践计有趣的玩法迅速风靡全球，成经典的反的合实能力，包括机械设、电路搭建协调测试戏编速度与性游与程技能打地鼠机的核心原理随机出现机制数弹利用随机算法控制伺服电机，使地鼠在不同位置随机出，增戏预测加游的不可性与趣味性击打反馈系统过开关传检测击通机械或光电感器玩家的打动作，触发声光反馈将传给记录，并信号递控制器得分机电协同工作打地鼠机组成结构关键组一个完整的打地鼠机由以下几个部分成戏结•游主机箱体-通常由木板或亚克力制成，提供整体构支撑计圆开弹•地鼠孔位-一般设5-9个形口，是地鼠出的位置爱连现弹•地鼠模型-可的卡通地鼠造型，接伺服电机实出动作击钮锤击内应•打按/子-玩家用于打地鼠的工具，置感装置计显数码显时显戏数•分示屏-通常使用LED管或液晶示屏，实示游分为协调•控制电路-以Arduino核心的控制系统，各部分工作第二章设计原理与构造设计思路弹出机构控制电路计将选弹驱单为驱采用模块化设理念，机械部分、电子部分可用簧复位或伺服电机动两种方案伺以Arduino片机核心，集成伺服电机开调试较弹钮检测计显馈与控制程序分离发，便于与优化服电机方案控制精度高，但成本高；簧方动、按、分示和声音反等功能模结简单案构，成本低块机械结构关键点地鼠孔设计弹出高度击打感应材料选择稳定性考虑第三章材料与工具准备机械材料电子元件工具维钻钻•中密度纤板或亚克力板（厚度8-10mm）•Arduino UNOR3控制板•电与头套装压缩弹弹线锡•9号簧（如使用簧方案）•杜邦若干•电烙铁与焊开关钳线钳•SG90伺服电机9个（如使用电机方案）•微动9个•尖嘴与剪丝数码显丝丝•M3螺与螺母若干•四位管示模块•十字螺刀与一字螺刀鸣热枪•塑料地鼠模型9个•蜂器模块•熔胶锤软绵锤•橡胶头或海•9V电源适配器•卷尺与直尺开关•电源材料采购建议推荐品牌与型号预算控制方案标预约•控制板正品Arduino UNOR3准版总算250-350元，经济版或兼容版可降至150-200元节•伺服电机Tower ProSG90•使用木板替代亚克力板（省30-（经济型）或MG995（高扭矩50元）显数码选弹节型）•示屏

0.56英寸四位管模•用簧机构替代伺服电机（块省100-150元）稳压•电源9V2A直流电源适配器•使用Arduino兼容板替代原装节（省30-50元）安全注意事项选择规购买质产•正渠道电子元件，避免劣品检质•查电源适配器量，确保有短路保护功能缘进伤•木板边行打磨处理，避免划第四章机械部分制作1准备材料计图纸认根据设准备好所需的木板、亚克力板、伺服电机等材料，并确尺寸正确2切割板材图纸顶侧缘按照尺寸切割主体框架板材，包括板、底板、板和前面板，并打磨边至光滑3钻孔顶钻径圆为为在板上出9个直4cm的孔作地鼠出口，孔间距离保持5-6cm，排列3×3网格4安装支架对在底板上安装伺服电机支架，确保每个电机正一个地鼠孔，固定牢固5组装地鼠将连摇调稳弹缩地鼠模型接到伺服电机臂上，整高度确保地鼠能平地从孔中出并回框架组装将顶侧丝连结稳板、底板、板用螺接成箱体，确保构固，无松动机械组装要点详解组过问题对导弹顿装程中最常见的是地鼠孔位与伺服电机不齐，致地鼠出卡请测将确保精确量每个孔位的中心点，并伺服电机固定在正确的位置地鼠弹出机构调整摇应为时隐时

1.伺服电机臂角度设置0°地鼠完全藏，90°地鼠完全露出连调应约为

2.接杆长度整确保地鼠露出高度3-4厘米检缘当缩径

3.查地鼠模型边是否与孔壁摩擦，如有需要适小地鼠直击打感应安装开关应顶侧轻压

1.微动安装在地鼠部或面，确保受到微力即可触发开关线预线维

2.引需留足够长度，方便后期接与修开关频击

3.固定需牢固，避免繁打后松动第五章电子电路设计控制电路原理为负责协调打地鼠机的控制电路以Arduino核心，各个部件的工作主要功能包括转现弹隐

1.控制9个伺服电机的动，实地鼠的出与藏读开关状态检测击

2.取微动的，玩家打动作驱数码显数

3.动管示分鸣戏

4.控制蜂器发出游音效过过数读Arduino通PWM信号控制伺服电机角度，通字输入端口取微动开关状态过专驱数码显数，通用模块动管示分电子元件接线示意图选择Arduino板选择合适的型号连接伺服电机转控制舵机动角度连接按钮检测钮状态按按下连接蜂鸣器发出提示声音电源管理与安全保护稳压为•外部电源使用9V2A直流电源Arduino和伺服电机供电第六章编程控制实现Arduino基础介绍打地鼠程序逻辑开软显•Arduino是一种源电子原型平台，基于灵活、易用的硬件和件

1.初始化设置引脚模式，初始化伺服电机和示屏编语进简数选择现•程言基于C/C++，但行了化和优化

2.随机生成使用random函地鼠出的位置结环执弹驱选弹•程序构包括setup初始化和loop循行两部分

3.控制出动中的伺服电机，使地鼠出库数简杂现检测击过断检测开关状态•支持丰富的函，化复功能的实

4.打通中或轮询方式微动计击数显

5.分更新中地鼠增加分，更新示馈击误

6.声音反播放中或失的音效#include#include//定义引脚#define CLK2//显示屏时钟引脚#define DIO3//显示屏数据引脚#define BUZZER4//蜂鸣器引脚//创建对象Servo moles

[9];//9个伺服电机控制9个地鼠TM1637Display displayCLK,DIO;//四位数码管显示器int score=0;//游戏得分代码核心片段解析随机数生成控制地鼠出现按钮中断检测击打事件void popRandomMole{//随机选择一个地鼠int moleIndex=random9;//控制地鼠弹出moles[moleIndex].write90;//记//中断服务函数void hitDetected{//判断是否击中活动地鼠if digitalReadbuttonPins[activeMole]==LOW{//增加分数录当前活动地鼠activeMole=moleIndex;//设置地鼠显示时间moleTimeout=millis+1000;}score+=10;//更新显示display.showNumberDecscore,false;//播放击中音效toneBUZZER,800,200;//收回地鼠moles[activeMole].write0;//重置活动地鼠activeMole=-1;}}该数数选择编对应转弹时记录当编弹时续断函使用random函随机一个地鼠号，然后控制的伺服电机动90度，使地鼠出同前活动地鼠的号和出间，用于后判数检测钮时断击当击则数显此函在到按被按下触发，判是否中前活动的地鼠如中，增加分、更新示、播放音效并收回地鼠计分累加与显示刷新//更新分数显示void updateScoreintpoints{score+=points;display.showNumberDecscore,false;//播放得分音效if points0{toneBUZZER,1000,100;}else{toneBUZZER,300,300;}}编程环境与工具Arduino开环为单编Arduino IDE是一个跨平台的集成发境，Arduino片机程提供了便捷的工开戏关键骤具以下是使用Arduino IDE发打地鼠游的步载安装Arduino IDE从官方网站下并安装最新版本的Arduino IDE库过库库库安装必要文件通管理器安装Servo和TM1637Display连线连选择接Arduino板使用USB接Arduino板，并在IDE中正确的板型和端口编写码绍逻辑编写戏码代根据前面介的程序，完整的打地鼠游代编译验证验证检码语错误使用IDE的功能查代是否有法传将编译传上程序好的程序上到Arduino板调试测试过监状态进调试通串口视器查看程序运行，行对顺编关编过掌握Arduino IDE的基本操作于利完成打地鼠机的程至重要在程程中，议码建经常保存代，并做好版本管理第七章调试与优化机械故障排查电路故障排查程序逻辑优化弹顺畅检径检连断检测钮应•地鼠出不查孔是否合适，•Arduino无法启动查电源接，查•使用中方式按，提高响速度状态钮误伺服臂是否松动看指示灯•添加防抖算法，避免按触发检弹应检线连续•地鼠卡住不返回查簧是否变形，•伺服电机无反查接是否正确，•优化随机算法，防止地鼠在同一位现伺服电机是否有足够扭矩电源是否足够置出击钮调开关显检连戏难渐进数•打按不灵敏整微动位置或•示屏不工作查CLK和DIO引脚•增加游度功能，随分提高增换开关验证库数调戏难更灵敏度更高的接，函是否正确用加游度钮错误检线•按触发查接是否松动，添软加件防抖处理调试过议测试单独进调程中要有耐心，系统地排除各种可能的故障原因建采用分模块的方法，先确保每个部分工作正常，再行整体联调试案例分享案例一地鼠弹出不稳定案例二按钮误触发案例三计分显示异常现弹时现击时记击现显显显错乱显象部分地鼠出高度不一致，有无法完象未打地鼠也偶尔分，或一次打象示屏不示或示，无法正确弹记录数全出或收回多次得分示分当连钮显线错误原因分析

1.伺服电机角度设置不；

2.原因分析

1.按机械抖动；

2.程序中缺少原因分析

1.TM1637示模块接；

2.径线库数调数接杆长度不一致；

3.孔与地鼠尺寸不匹配防抖处理；

3.接接触不良函用不正确；

3.据类型溢出码调换质开关对连检解决方案

1.在代中精确整每个伺服电解决方案

1.更量更好的微动；

2.解决方案

1.核CLK和DIO引脚接；

2.围连连软码时库数调数机的角度范；

2.统一接杆长度并加固添加件防抖代，设置合适的消抖间（通查函版本与用方式；

3.确保分变量当扩径缩径检线数接点；

3.适大孔或小地鼠直常20-50ms）；

3.查并加固接使用合适的据类型，避免溢出过这数问题调当连稳逻辑导这问题综应编识通些案例可以看出，大多都是由机械整不、电路接不或程序缺陷致的解决些需要合用机械、电子和程知第八章扩展功能与创意改进1声光效果增强为戏状态颜击时闪烁绿每个地鼠添加RGB LED灯，根据游改变色中击闪烁红现戏色，未中色添加MP3播放模块，实多种游音效，增强游戏围氛2多人游戏模式计区对战将为区时竞设分功能，9个地鼠分左右两，支持两名玩家同独计负逻辑戏竞技添加立分系统和胜判定，增加游的社交性和争性3无线控制功能现连开应集成ESP8266或ESP32模块，实WiFi接功能发手机用或网远戏数戏数现线对战页界面，程控制游参，查看游据，甚至实在实例演示升级版打地鼠机触摸屏界面动作感应系统传数码红传传集成

3.5英寸彩色触摸屏，取代统管，使用外感器或加速度感器代替机械按图戏钮检测击提供形化界面和游设置功能，支持多种游，打动作，无需物理接触，提高灵敏戏选择模式度和使用寿命智能难度调整蓝牙连接现调戏难对蓝现连记录基于玩家表自动整游度，初学者面添加牙模块，实与手机APP接，游较节专级则战戏数绩过慢奏，家玩家挑更快速的地鼠出据，分享成，甚至支持通手机控制游现频戏数率参这级简单戏转为现戏戏验些升功能使打地鼠机从的机械游变智能化、互联网化的代游装置，极大提升了游体和互动性安全操作与维护机械部件安全电子元件防护日常维护缘圆伤线绝缘尘•确保所有边滑处理，避免划•所有裸露电需处理•定期清洁灰，尤其是运动部件检丝紧远检润连•定期查螺固情况，防止松动•电路板离水源和金属物品•查并滑活动接处过热连续过测试钮开关•伺服电机保护，使用30分钟后休•使用流保护器，防止短路•所有按和的灵敏度时时断开码息•长间不用电源•备份程序代，防止丢失锤绑绳伤湿环换连线•子上安全，防止甩出人•避免在潮境中使用•每半年更一次伺服电机接垫稳•机箱底部添加防滑，确保定远计时须虑隐当时安全永是第一位的！在设和使用打地鼠机，必充分考到可能的安全患，尤其是儿童使用确保所有部件牢固安装，电路安没锐缘全可靠，有尖边和松动部件教学活动设计建议123分组合作模式竞赛与展示环节评估标准与反馈将为组组负责组级围竞赛维评仅关终学生分4-5人小，每一台打地完成制作后，织班或学校范的活建立多度的估体系，不注最成计师习过鼠机的制作分配不同角色机械设、动，增强学动力和成就感品，也重视程与合作师员测试员养队协术评评选计创现电路工程、程序和，培团•技比最佳设、最佳意、•功能完整性基本功能实程度奖项作能力最佳工艺等（30%）计师负责计结戏战举办赛测试创独计创•机械设设和制作机械构•游挑打地鼠比，作品•新性特设或功能的新程度师负责连戏验•电路工程电子元件接与焊接的实际游体（20%）员负责编写调试码请级观质细稳•程序与Arduino代•作品展示邀家长或其他班参，•工艺量制作精程度与定性讲测试员负责测试学生解自己的作品（20%）•各个模块功能与整体协调队协•团作分工合作与沟通效率（15%）档记录计档过记录•文设文、程完整性（15%）学生常见问题汇总伺服电机不转动怎么办？如何防止地鼠卡在孔中？检时较检径应径时应首先查电源是否足够，多个伺服同工作需要大电流然后查地鼠直比孔小3-5mm，确保足够间隙同，地鼠表面光线别线连验证码连结节连许接是否正确，特是信号是否接到PWM引脚最后代中滑，避免毛刺在接构上，使用球形或万向接，允小角度数线调错Servo.attach函引脚号是否与实际接一致整，提高容性Arduino程序上传失败怎么解决？如何提高击打检测的准确性？选择错误损传开关码常见原因1了的板型或端口；2Arduino板坏或接触不可以使用光电感器代替机械，灵敏度更高在代中添加消抖线质问题选择时内虑断检测应良；3USB量解决方法重新正确的板型和端口，按处理，忽略短间的多次触发考使用中方式，响更及钮开传尝试换线时弹误住Arduino上的复位按再松后立即上，或更USB地鼠出后设置30-50ms的无敏感期，防止判资源推荐开源项目资源Arduino学习资料电子与机械设计计开•GitHub:arduino-whack-a-mole-完整的•Arduino官方中文教程网站arduino.cc/cn•《电子设从零始》北京航空航天大学出项码Arduino打地鼠目源版社•《Arduino从入门到精通》电子工业出版社计创战应转频创•Thingiverse:3D打印地鼠模型和机箱设•《客实15个酷用玩Arduino》人•B站Arduino视教程UP主硬件客空文件民邮电出版社间详细计础•Instructables:DIY打地鼠机教程与改•中国大学MOOC《机械设基》清华大学进方案这资识级内别过频些源覆盖了打地鼠机制作所需的各方面知，从初学者到高玩家都能找到适合自己的容特推荐初学者先通视教程建立基本概念，再通过践项巩识实目固知打地鼠机成品展示动手实践，乐趣无穷仅戏创习现完成的打地鼠机不是一个有趣的游装置，更是造力和学成果的体每个作品计现术结都凝聚了设者的智慧和汗水，展了科技与艺的完美合过们仅计编识通制作打地鼠机，学生不学到了机械设、电子电路和程知，更培养问题队协这践养创了解决的能力和团作精神种跨学科的实活动，正是培新径型人才的有效途们励础创进进我鼓学生在完成基功能后，根据自己的兴趣和意行个性化改，如添加特效计题饰开戏让独灯光、设主装、发新的游模式等，每个作品都具特色教学总结理论基础1编识机械、电子、程基本知实践技能2问题动手制作能力和解决能力创新思维3励创计进鼓意设和功能改综合素养4队协项团作与目管理能力综项将术术数结养维践打地鼠机制作是一个合性的STEAM教学目，它科学、技、工程、艺和学有机合，培学生的跨学科思和实能力过这项们历计调试验创乐这项习仅论识还通个目，学生经了从设、制作到的完整工程流程，体了造的趣和成功的喜悦种基于目的学方式，不帮助学生理解抽象的理知，养们逻辑维创培了他的动手能力、思和新精神这践让创遥为创这历为们来更重要的是，种实活动学生明白，科技新不是不可及的，只要有想法、肯努力，人人都可以成造者希望次的打地鼠机制作经，能成他未探索科技世界的起点互动环节现场答疑欢过问题

1.迎提出在制作程中遇到的任何术难

2.技点解析与解决方案分享关扩讨论

3.于材料替代和功能展的学员分享请员创•邀学展示自己的作品与意过历•分享制作程中的有趣经和心得体会讨论过创•在制作程中的新点与解决方案改进讨论功能改进戏如何增加游模式和互动效果？课后作业与项目延伸设计改进方案完成项目报告验进议选择进根据实际使用体，提出至少3点改建，并1点行具体实记录过计单问题进针对结计逻辑观计制作全程，包括设思路、材料清、遇到的及解决方施改可以机械构、电路设、程序或外设等任何终报应说图记录码励创维案，以及最成果展示告包含文字明、片和代注方面，鼓新思释现档规，体完整的工程文范拓展创新应用制作演示视频应场辅应训练思考打地鼠机的其他可能用景，如教育助工具、反器、录频戏过认创应简现制3-5分钟的作品演示视，展示打地鼠机的工作原理和游程老年人知康复设备等提出一个新用构想，并要描述实方频应关键术讲戏传视包含作品概述、技点解和实际游演示，上至指定案平台分享这巩识养档编写创维将级创赛获额奖励些作业旨在固所学知，培文能力和新思优秀作品有机会参加校客大，并得外学分致谢特别感谢参考资源后续课程创场开区计•学校科技新中心提供地与设备支持•Arduino官方教程与源社•智能家居设与制作术组师贵议创践组编•信息技教研全体老的宝建•《客教育实指南》教材•机器人程与控制验员术协内库应开•实室管理的技助与材料准备•国外STEAM教育优秀案例•物联网用发感谢各位的积极参与与认真学习！动手创造智慧无限期待你们的精彩作品！。