Makina Ultimate Beer Pong - PongMate CyberCannon Mark III: 6 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:10

Prezantimi

PongMate CyberCannon Mark III është pjesa më e re dhe më e përparuar e teknologjisë së pong -birrës që i është shitur ndonjëherë publikut. Me CyberCannon -in e ri, çdo person mund të bëhet lojtari më i frikshëm në tryezën e pongpongut. Si është e mundur kjo? Epo, CyberCannon Mark III kombinon një Sistem të Nisjes më të avancuar, Sistemin Ndihmës FlightControl dhe Sistemin e Kalibrimit të Qëllimit për të siguruar që çdo top ping pongu qëllohet me saktësinë më të lartë të mundshme. Ja si funksionon:

Sistemi i nisjes së PongMate përbëhet nga një mekanizëm ngarkimi dhe gjuajtjeje i projektuar nga inxhinierë të nivelit të lartë gjerman dhe amerikan dhe garanton efikasitet maksimal në tryezë. Ngarko topin, shtyp butonin dhe gjuaj. SG90 180 gradë Servo do të sigurojë që topi të shtyhet me saktësi në pozicion për një goditje optimale. Në mënyrë që të siguroheni që kurrë të mos ju mbarojë lëngu në festë dhe të vazhdoni brezin tuaj, Sistemi i Nisjes i PongMate CyberCannon Mark III funksionon jo në 2, jo në 4, por pikërisht në 6 bateri AA të rimbushshme, duke arritur deri në 9V dhe 6600 mA, për të fuqizuar të dy DC-Motors.

Sistemi Ndihmës FlightControl përdor teknologjinë më të avancuar të ndijimit dhe lazerit për të llogaritur trajektoren optimale për topin e ping pongut. Me ndihmën e akselerometrit dhe kohës së sensorëve të fluturimit, PongMate CyberCannon Mark III mund të llogarisë pozicionin e saktë të përdoruesit në lidhje me kupën e synuar.

Për ta udhëzuar vizualisht përdoruesin në lartësinë dhe këndin e saktë të shkrepjes, Sistemi i Kalibrimit të Aiming është projektuar me një nivel graviteti dhe 5 ndërfaqe LED për të siguruar që pozicioni i duhur është arritur para nisjes.

PongMate CyberCannon Mark III nuk është thjesht një pjesë inxhinierike teknike. Mijëra orë kërkime u investuan në modelin ergonomik të produktit. Rripat Velcro italiane të qepura me dorë janë të integruara në pllakën bazë prej druri dhe përshtaten për t'iu përshtatur çdo madhësie krahu. Një dorezë e fortë këmbëzash është bashkangjitur nën Sistemin Ndihmës FlightControl për të siguruar një kontroll të qëndrueshëm, edhe pas disa goteve më të mira të Shtutgartit.

Pra, nëse doni të jeni të mirë në pongun e birrës, nëse doni të jeni në ekipin fitues dhe nëse doni të bëni përshtypje të gjithë në festë, atëherë keni nevojë për PongMate CyberCannon Mark III, dhe nuk do të humbisni kurrë një goditje përsëri.

Hapi 1: Hardware dhe Elektronikë

Më poshtë, mund të gjeni të gjithë pajisjet, komponentët elektronikë dhe mjetet e nevojshme për të krijuar PongMate CyberCannon Mark III. Seksioni Elektronikë është i ndarë në katër nën-seksione-Njësia e Kontrollit, Sistemi i Nisjes, Sistemi Ndihmës FlightControl dhe Sistemi i Kalibrimit të Synimit-për të treguar se cilët përbërës kërkohen për pjesët e ndryshme të CyberCannon. Janë siguruar lidhje me opsionet e blerjes për të gjithë përbërësit elektronikë; megjithatë, ne nuk miratojmë në mënyrë specifike asnjë nga shitësit me pakicë që janë të lidhur.

Hardware

15-20cm tub tubi PVC (Ø 50 mm)

Lidhës kabllor 4x

Fletë kompensatë 600x400mm (4mm)

1x varet e derës

Mbërthyes Velkro 1 m

Tub PVC 12cm (Ø 20 mm)

Ngjitës druri

Super ngjites

Shirit Elektrik

Vida druri 8x M3

Vida druri 8x M2

2x M4 Rrufe në qiell 50mm

2x rondele

Mëngë me fije 4x M4 18mm

2x Mut Bolt M4

Elektronikë

Njësia e Kontrollit

Arduino Uno

Mini Breadboard

Telat Jumper

Paketa e mbajtësit të baterisë

2x Kabllo lidhëse e baterisë

6 bateri AA të rimbushshme (1.5V secila)

Bateria e bllokuar 9v

Çelësi i butonit të shtypit

Sistemi i nisjes

2x DC-Motor 6-12V

L293D Shofer Motor IC

Servo Motor

Butoni i lëshuesit

2x rrota gome me shkumë (45mm)

2x Socket Reduction (Ø 2 mm)

Sistemi ndihmës i FlightControl

MPU-6050 Përshpejtues

VL53L1X Sensori i kohës së fluturimit (ToF)

Modul Sensori Laser ANGEEK 5V KY-008 650nm

Synimi i Sistemit të Kalibrimit

Graviteti 2D-Niveli

LED 5x 8bit WS2812 RGB

Europlatine (Soldering) ose Breadboard

Mjetet

Prerës kuti

Sharrë

Vidhosës

Gjilpërë & fije

Hekur dhe saldues për saldim*

*Breadboard është një alternativë ndaj saldimit.

Shtesa

2 topa Ping Pong

20 herë Kupa të Kuqe

Birrë (ose ujë)

Hapi 2: Logjika

Logjika pas PongMate CyberCannon Mark III ka të bëjë me thjeshtimin e marrëdhënies midis variablave të sistemit dhe shpejtësisë së motorit DC për të gjuajtur çdo top ping pongu në distancën e duhur. Nëse CyberCannon do të ishte një lëshues i palëvizshëm me një kënd fiks, atëherë llogaritja për shpejtësinë e motorit DC do të ishte një marrëdhënie mjaft e thjeshtë midis distancës së lëshuesit në kupë dhe fuqisë që furnizohet me motorët. Sidoqoftë, për shkak se CyberCannon është një makinë e montuar në dore, atëherë distanca vertikale nga lëshuesi në filxhan dhe këndi i lëshuesit duhet të merren parasysh përveç distancës horizontale kur llogaritet shpejtësia e motorit DC. Gjetja e zgjidhjes së duhur për një sistem prej katër variablave me vetëm prova dhe gabime në dispozicionin tonë do të ishte një detyrë jashtëzakonisht e vështirë dhe e lodhshme. Duke supozuar se ne ishim në gjendje të gjenim këtë korrelacion, megjithatë, mospërputhjet e lehta të leximeve të lëshuesit dhe sensorit do të prodhonin ende një pasaktësi të mjaftueshme brenda sistemit tonë, saqë nuk ka kuptim të shtojmë aq shumë saktësi në llogaritjen e shpejtësisë së motorit DC. Në fund të fundit, ne vendosëm që do të ishte më mirë të përpiqemi të eliminojmë sa më shumë variabla të jetë e mundur në mënyrë që shpejtësia e motorit DC të mund të përcaktohet në mënyrë të arsyeshme përmes provës dhe gabimit dhe të prodhojë rezultate të kuptueshme për përdoruesit. Për shembull, është shumë më e lehtë për përdoruesin të kuptojë se shpejtësia e motorit DC rritet me rritjen e distancës horizontale dhe zvogëlimin e saj kur distanca horizontale zvogëlohet. Nëse ekuacioni për shpejtësinë e motorit DC do të kishte shumë ndryshore, atëherë nuk do të ishte intuitive se si po llogaritet shpejtësia e motorit DC.

Përsëri, ndryshoret kryesore brenda sistemit tonë janë distanca horizontale, distanca vertikale, këndi i lëshimit dhe shpejtësia e motorit DC. Për të prodhuar rezultatet më të qëndrueshme, ne vendosëm të eleminojmë distancën vertikale dhe këndin e lëshimit nga llogaritja e shpejtësisë së motorit DC duke rregulluar këto ndryshore. Duke e udhëzuar përdoruesin në lartësinë dhe këndin e duhur me Sistemin e Kalibrimit të Synimit, ne ishim në gjendje të rregullonim distancën vertikale dhe këndin e lëshuesit. Në mënyrë të veçantë, distanca e saktë vertikale tregohet kur tre LED-të e mesëm të pesë ndërfaqeve LED bëhen të gjelbërta, dhe këndi i saktë i lëshimit tregohet kur flluskat në nivelin e gravitetit me dy boshte përqendrohen midis vijave të zeza. Në këtë pikë, ndryshoret e vetme të mbetura janë distanca horizontale dhe shpejtësia e motorit DC. Duke u thënë kështu, distanca horizontale duhet të llogaritet nga të dhënat e sensorit pasi distanca horizontale nuk mund të matet drejtpërdrejt. Në vend të kësaj, distanca direkte nga lëshuesi në kupë dhe këndi nga rrafshi horizontal mund të matet dhe përdoret për të llogaritur distancën horizontale. Ne përdorëm VL53L1X ToF Sensor për të matur distancën nga lëshuesi në kupë dhe Përshpejtuesi MPU-6050 për të matur këndin nga rrafshi horizontal. Matematika pas kësaj llogaritje është shumë e thjeshtë dhe mund të shihet në imazhin e bashkangjitur në këtë seksion. Në thelb, formula e vetme e nevojshme për të llogaritur distancën horizontale nga këto dy lexime të sensorëve është Ligji i Sinusit.

Pasi të llogaritet distanca horizontale, e vetmja gjë që mbetet për të bërë është gjetja e korrelacionit midis kësaj distance dhe shpejtësisë së motorit DC, të cilën e zgjidhëm duke përdorur provë dhe gabim. Një komplot i këtyre vlerave mund të shihet në imazhin e bashkangjitur. Ne prisnim që marrëdhënia midis distancës horizontale dhe shpejtësisë së motorit DC të ishte lineare, por u befasuam kur zbuluam se në fakt ndoqi një kurbë më të ngjashme me një funksion të rrënjës së kubit. Pasi u përcaktuan, këto vlera u koduan në shkrimin Arduino. Zbatimi përfundimtar i të gjitha këtyre pjesëve mund të shihet në këtë video këtu, ku ndërfaqja LED ndryshon për të treguar lartësinë relative ndaj objektivit dhe shpejtësia e motorit DC mund të dëgjohet duke ndryshuar me vlerat e ndryshme të hyrjes nga sensorët.

Hapi 3: Ndërtimi i harduerit

Ajo që është e bukur në lidhje me ndërtimin e harduerit të PongMate CyberCannon Mark III është se ju ose mund të jeni të shpejtë dhe të ashpër me të në shtëpi ose të jeni të qëndrueshëm dhe të saktë me një makinë CNC ose printer 3D. Ne zgjodhëm opsionin e parë dhe përdorëm një prestar kuti për të prerë fletët e kompensatës 4 mm për modelin tonë; megjithatë, ne siguruam fletën e pjesëve CNC nëse dëshironi të ndiqni këtë opsion. Shtresat e kompensatës u krijuan në mënyrë që përbërësit e ndryshëm të CyberCannon të integrohen sa më shumë që të jetë e mundur. Për shembull, pllaka bazë e Sistemit të Nisjes ka ndërprerje për Arduino, bateri, dërrasë buke dhe shirita Velcro, ndërsa pllaka bazë e Sistemit Ndihmës FlightControl ka prerje që krijojnë një tunel për telat e sensorit dhe fshehin bulonat që lidhin doreza e këmbëzës. Pasi të keni prerë të gjitha pjesët nga fletët e kompensatës, mund t'i ngjisni së bashku për të formuar pllakat bazë të CyberCannon. Kur ngjiteni, ne mendojmë se është e rëndësishme që me të vërtetë të kontrolloni që gjithçka është rreshtuar në mënyrë korrekte dhe gjithashtu sugjerojmë që të përdorni kapëse ose disa libra për të ushtruar presion ndërsa pjesët të thahen. Para se të filloni të lidhni përbërës më të brishtë si tubi i lëshimit dhe pajisjet elektronike, ju sugjerojmë të qepni shiritat Velcro pasi mund t'ju duhet të përmbysni pllakën bazë për të futur rripat dhe për ta bërë qepjen më të lehtë. Tubi i lëshuesit duhet të pritet për të akomoduar rrotat që ju jeni në gjendje të blini dhe të lejojë që servo motori të veprojë siç duhet për të shtyrë topin në rrota. Ne rekomandojmë që rrotat të jenë disi të skuqura në mënyrë që ato të mund të vendosen më afër së bashku sesa diametri i topit të ping pongut, i cili siguron një goditje më të fuqishme dhe të qëndrueshme. Në të njëjtën mënyrë, është gjithashtu e rëndësishme që motorët DC të jenë të fiksuar fort dhe të mos lëvizin kur topi shtrydhet midis rrotave; përndryshe, topi do të humbasë fuqinë dhe qëndrueshmërinë. Ne gjithashtu sugjerojmë që të siguroheni që vidhat që keni blerë të vendosen të gjitha në vrimat e përbërësve tuaj elektronikë në mënyrë që të mos i dëmtoni ato dhe të kontrolloni dy herë që nuk do të ketë konflikte vidash midis pjesëve të ndryshme që vidhosni në bazë pllaka. Pavarësisht se sa i saktë dëshironi të jeni gjatë ndërtimit të harduerit të CyberCannon, mënyra më e mirë për të bërë përparim është vetëm të filloni të ndërtoni dhe të kuptoni detajet e vogla gjatë rrugës.

Hapi 4: Asambleja e elektronikës

Asambleja elektronike mund të duket si një hap i lehtë në fillim krahasuar me ndërtimin e harduerit; megjithatë, kjo fazë nuk duhet nënvlerësuar sepse është jashtëzakonisht e rëndësishme. Një tel i gabuar mund të parandalojë që CyberCannon të funksionojë siç duhet ose madje të shkatërrojë disa përbërës elektrikë. Mënyra më e mirë për të bërë montimin e pajisjeve elektronike është thjesht të ndiqni diagramin e qarkut të dhënë në imazhet e bashkangjitura dhe të kontrolloni dy herë që ju kurrë të mos përzieni furnizimin me energji elektrike dhe telat e tokëzimit. Importantshtë e rëndësishme të theksohet se ne po punonim me motorët DC me gjashtë bateri 1.5V të rimbushshme AA në vend të një baterie bllok 9V si pjesa tjetër e elektronikës sepse zbuluam se gjashtë bateritë AA siguronin fuqi më të qëndrueshme për motorët DC. Pasi të keni përfunduar montimin e pajisjeve elektronike, gjithçka që duhet të bëni është të ngarkoni kodin Arduino dhe PongMate juaj CyberCannon Mark III do të funksionojë.

Hapi 5: Kodi Arduino

Duke supozuar se keni vendosur gjithçka në mënyrë korrekte, kodi i bashkangjitur Arduino është gjithçka që ju nevojitet para se CyberCannon të jetë gati për t’u përdorur. Në fillim të skedarit, ne kemi shkruar komente që shpjegojnë të gjithë shembujt dhe bibliotekat që kemi përdorur për të na ndihmuar të zbatojmë kodin për komponentët e ndryshëm elektronikë. Këto burime mund të jenë shumë të dobishme për kërkime nëse doni informacion të mëtejshëm ose një kuptim më të mirë se si funksionojnë këto përbërës. Pas këtyre komenteve, do të gjeni përkufizimet e ndryshueshme për të gjithë përbërësit që përdoren në skenarin tonë. Këtu mund të ndryshoni shumë vlera të koduara si vlerat e shpejtësisë së motorit DC, të cilat do t'ju duhet të bëni kur kalibroni motorët tuaj DC me distancën horizontale. Nëse keni përvojë të mëparshme me Arduino, do të dini që dy pjesët kryesore të një shkrimi Arduino janë funksionet e konfigurimit () dhe loop (). Funksioni i konfigurimit mund të injorohet pak a shumë në këtë skedar me përjashtim të kodit të sensorit VL53L1X ToF, i cili ka një vijë ku mënyra e distancës së sensorit mund të ndryshohet nëse dëshironi. Funksioni i lakut është vendi ku vlerat e distancës dhe këndit lexohen nga sensorët për të llogaritur distancën horizontale dhe ndryshoret e tjera. Siç e përmendëm më herët, këto vlera përdoren më pas për të përcaktuar shpejtësinë e motorit DC dhe vlerat LED duke thirrur funksione shtesë jashtë funksionit të lakut. Një problem që hasëm ishte se vlerat që vijnë nga sensorët do të ndryshonin me një diferencë të konsiderueshme për shkak të mospërputhjeve brenda vetë përbërësve elektrikë. Për shembull, pa prekur CyberCannon, vlerat e distancës dhe këndit do të ndryshonin mjaft për të bërë që shpejtësia e motorit DC të lëkundet rastësisht. Për të rregulluar këtë problem, ne zbatuam një mesatare lëvizëse që do të llogariste distancën dhe këndin aktual duke mesatarizuar mbi 20 vlerat më të fundit të sensorit. Kjo rregulloi menjëherë problemet që kishim me mospërputhjet e sensorit dhe zbuti llogaritjet tona të motorit LED dhe DC. Duhet të përmendet se ky skenar nuk është aspak i përsosur dhe patjetër që ka disa gabime që ende duhet të përpunohen. Për shembull, kur po testonim CyberCannon, kodi do të ngrinte rastësisht rreth një në tre herë kur e ndezëm. Ne e kemi shqyrtuar gjerësisht kodin, por nuk kemi qenë në gjendje ta gjejmë problemin; kështu, mos u shqetësoni nëse kjo ju ndodh. Duke u thënë kështu, nëse arrini të gjeni problemin me kodin tonë, ju lutemi na tregoni!

Hapi 6: Shkatërroni Konkurrencën

Shpresojmë që ky Instructable të sigurojë një mësim të qartë për ju që të krijoni një CyberCannon tuajin dhe vetëm të kërkoni që të shkoni lehtë me miqtë tuaj kur t'i luani në festën tjetër!

Grant Galloway & Nils Opgenorth