Wie werden die Treffer erkannt? Wie bewegen sich die Tiere? Gibt es ein Kugelleitsystem?… Die häufigsten Fragen sollen hier beantwortet werden.
Eine ausführliche technische Dokumentation findet ihr auf GitHub.

Mikrocontroller

Die Hauptsteuerung übernimmt ein Arduino Mega an der Rückseite des Automaten. Er liest die Sensorsignale ein, steuert die Motoren gibt Informationen an sonstige Geräte.

Infrarotsensoren

Unter den Löchern sind Reflexions-Lichttaster verbaut. Diese bestehen aus einem Sender, der nicht sichtbares Infrarotlicht ausstrahlt, und einem, parallel dazu angeordneten, Empfänger. Fällt eine Kugel durch das Loch, wird das Licht reflektiert und vom Sensor detektiert.

Problem Sonnenlicht: Das Farbspektrum der Sonne umfasst neben den von Menschen wahrnehmbaren Farben (von violett bis rot) auch ultraviolettes und infrarotes Licht. So lösen die Sensoren nicht nur bei der Reflektion an Kugeln sondern auch bei Sonneneinstrahlung aus.
Dieses Problem war uns anfangs nicht bewusst und hat dazu geführt, dass der Automat nur in dunklen Innenräumen zuverlässig funktioniert hat. Mittlerweile nutzen wir daher modulierte Sensoren. Deren Sender sendet statt eines kontinuierlichen ein gepulstes Lichtsignal. Detektiert wird entsprechend nur mit gleicher Frequenz gepulstes Licht, während das kontinuierliche Sonnenlicht als Störeinfluss gefiltert wird.

Motoren

Die Tiere sind über Zahnriemen mit Schrittmotoren verbunden. Schrittmotoren haben den Vorteil, dass sie sich schrittweise mit definiertem Winkel drehen. Die gesamte Bewegung der Tierfiguren von Start bis Ziel umfasst beispielsweise 2000 Schritte.

Da die vier Eingänge der Motoren eine bestimmte Signalfolge benötigen, nutzen wir Motortreiber vom Typ A4988.  Ein kurzer Puls an deren Eingang genügt, um einen Schritt zu veranlassen. Auch die Bewegungsrichtung lässt sich damit problemlos vom Arduino steuern.

Musik: Wer genau hinhört, kann während der Rückfahrt der Motoren eine Melodie erkennen. Indem die Schritte in bestimmten Frequenzen durchgeführt werden, können, mit den Motoren Töne erzeugt werden. Eine schnelle Drehung der Motoren führt zu einem hohen, eine langsame zu einem tiefen Ton.