Ultimate Beer Pong Machine - PongMate CyberCannon Mark III: 6 addım (şəkillərlə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:43

Giriş

PongMate CyberCannon Mark III, xalqa satıla bilən ən yeni və ən qabaqcıl pivə texnologiyasıdır. Yeni CyberCannon ilə hər kəs pivə pong masasında ən qorxulu oyunçu ola bilər. Bu necə mümkündür? Yaxşı, CyberCannon Mark III, hər bir stolüstü tennis topunun mümkün olan ən yüksək dəqiqliklə vurulmasını təmin etmək üçün müasir bir Fırlatma Sistemi, Yardımçı Uçuş İdarəetmə Sistemi və Nişan Kalibrləmə Sistemini birləşdirir. İşdə necə işləyir:

PongMate-in Başlatma Sistemi, yüksək səviyyəli Alman və Amerikalı mühəndislər tərəfindən hazırlanmış və masada maksimum səmərəliliyi təmin edən bir yükləmə və atma mexanizmindən ibarətdir. Topu yükləyin, düyməni basın və vurun. SG90 180 dərəcə Servo, optimal bir vuruş üçün topun mövqeyinə doğru itələməsini təmin edəcək. Ziyafətdə şirənin heç vaxt tükənməyəcəyinə və zolağınızın davam etməsinə əmin olmaq üçün, PongMate CyberCannon Mark III -ün Başlatma Sistemi 2 deyil, 4 -də işləyir, ancaq 6 -a qədər təkrar doldurulan AA batareyada işləyir. 9V və 6600 mA, hər iki DC-Motoru gücləndirir.

Auxiliary FlightControl System, stolüstü tennis topu üçün optimal trayektoriyanı hesablamaq üçün ən müasir algılama və lazer texnologiyasından istifadə edir. PongMate CyberCannon Mark III, akselerometr və uçuş sensorlarının köməyi ilə hədəf kubokla əlaqədar istifadəçinin dəqiq mövqeyini hesablaya bilər.

İstifadəni düzgün çəkiliş hündürlüyünə və bucağına vizual olaraq yönəltmək üçün Nişan Kalibrləmə Sistemi, çəkilmə səviyyəsi və 5 LED interfeysi ilə işə salınmadan əvvəl uyğun mövqenin əldə edilməsini təmin edir.

PongMate CyberCannon Mark III sırf texniki bir mühəndislik parçası deyil. Məhsulun erqonomik dizaynı üçün minlərlə saat araşdırma aparılmışdır. Əllə tikilmiş İtalyan Velcro kəmərləri bərk ağacdan hazırlanmış baza lövhəsinə daxil edilir və istənilən qol ölçüsünə uyğun olaraq tənzimlənir. Stuttgartın ən yaxşılarından bir neçə pint sonra belə sabit bir tutuş təmin etmək üçün Köməkçi FlightControl Sisteminin altına möhkəm bir tətik sapı yapışdırılır.

Beləliklə, pivə yarışında yaxşı olmaq istəyirsinizsə, qalib komandada olmaq istəyirsinizsə və partiyada hər kəsi təəccübləndirmək istəyirsinizsə, PongMate CyberCannon Mark III -ə ehtiyacınız var və heç vaxt bir vuruşu qaçırmayacaqsınız. yenidən.

Addım 1: Avadanlıq və Elektronika

Aşağıda, PongMate CyberCannon Mark III yaratmaq üçün lazım olan bütün aparatları, elektron komponentləri və alətləri tapa bilərsiniz. Elektronika bölməsi, CyberCannonun fərqli hissələri üçün hansı komponentlərin lazım olduğunu göstərmək üçün Nəzarət Birimi, Başlatma Sistemi, Yardımçı Uçuş İdarəetmə Sistemi və Məqsədli Kalibrləmə Sistemi olmaqla dörd alt hissəyə bölünür. Bütün elektron komponentlər üçün satın alma variantlarına bağlantılar verilmişdir; Bununla birlikdə, əlaqəli olan pərakəndə satıcılardan heç birini xüsusi olaraq təsdiqləmirik.

Avadanlıq

15-20 sm PVC Drenaj Borusu (Ø 50 mm)

4x Kabel Bağlantısı

600x400mm Kontrplak Levha (4mm)

1x Qapı Menteşəsi

1 m cırtdan bağlayıcı

12 sm PVC Boru (Ø 20 mm)

Taxta yapışqan

Super yapışqan

Elektrik lenti

8x M3 Taxta Vintlər

8x M2 Taxta Vintlər

2x M4 50mm Bolt

2x Yuyucu

4x M4 18mm Yivli Qol

2x M4 Bolt Fındıq

Elektronika

İdarə etmə modulu

Arduino Uno

Mini Çörək Paneli

Jumper telləri

Batareya Tutacaq Paketi

2x Batareya Bağlayıcı Kabeli

6x şarj edilə bilən AA Batareyaları (hər biri 1.5V)

9v Blok Batareya

Düymə düyməsinə keçid

Başlatma Sistemi

2x DC Motor 6-12V

L293D Motor Sürücü IC

Servo Motor

Başlatıcı düyməsi

2x Köpük Kauçuk Təkərlər (45mm)

2x Azaldıcı Soket (Ø 2 mm)

Köməkçi Uçuş İdarəetmə Sistemi

MPU-6050 sürətləndirici

Uçuş VL53L1X Sensoru (ToF)

ANGEEK 5V KY-008 650nm Lazer Sensor Modulu

Hədəf Kalibrləmə Sistemi

2D cazibə səviyyəsi

5x 8 bit WS2812 RGB LED

Europlatine (Lehimləmə) və ya Breadboard

Alətlər

Qutu kəsici

Gördü

Vida Sürücü

İğne və İplik

Havya və Lehim*

*Çörək taxtası lehimləməyə alternativdir.

Əlavələr

2x stolüstü tennis topları

20x Qırmızı Kubok

Pivə (və ya su)

Addım 2: Məntiq

PongMate CyberCannon Mark III -in arxasındakı məntiq, hər bir stolüstü tennis topunu düzgün məsafəyə vurmaq üçün sistemin dəyişənləri ilə DC motor sürəti arasındakı əlaqəni asanlaşdırmaqdır. CyberCannon, sabit bir açı ilə sabit bir başlatma qurğusu olsaydı, DC mühərrik sürətinin hesablanması, fincana qədər olan məsafə ilə mühərriklərə verilən güc arasında olduqca sadə bir əlaqə olardı. Lakin, CyberCannon biləklərə quraşdırılmış bir maşın olduğundan, DC motor sürətini hesablayarkən üfüqi məsafəyə əlavə olaraq atıcıdan fincana qədər olan şaquli məsafə və başlatma bucağı da nəzərə alınmalıdır. Əlimizdə yalnız sınaq və səhv olan dörd dəyişəndən ibarət sistemin düzgün həllini tapmaq son dərəcə çətin və yorucu bir iş olardı. Bu əlaqəni tapa bildiyimizi fərz etsək də, başlatma cihazının və sensor oxunuşlarının kiçik uyğunsuzluqları hələ də sistemimizdə kifayət qədər qeyri -dəqiqlik yaradacaq ki, DC motor sürətinin hesablanmasına bu qədər dəqiqlik əlavə etməyin mənası yoxdur. Nəticədə, DC motor sürətinin sınaq və səhv yolu ilə ağlabatan bir şəkildə təyin edilməsi və istifadəçi üçün başa düşülən nəticələr əldə etməsi üçün mümkün qədər çox dəyişəni sınamağın və aradan qaldırmağın daha yaxşı olacağına qərar verdik. Məsələn, istifadəçinin DC motor sürətinin üfüqi məsafə artdıqca artdığını və üfüqi məsafə azaldıqca azaldığını başa düşməsi daha asandır. DC motor sürətinin tənliyi çox dəyişkən olsaydı, DC mühərrik sürətinin necə hesablandığı asan olmazdı.

Yenə sistemimizdəki əsas dəyişənlər üfüqi məsafə, şaquli məsafə, başlatma bucağı və DC motor sürətidir. Ən ardıcıl nəticələr əldə etmək üçün bu dəyişəni düzəldərək DC motor sürətinin hesablanmasından şaquli məsafəni və başlatma bucağını aradan qaldırmağa qərar verdik. İstiqamətli Kalibrləmə Sistemi ilə istifadəçini düzgün hündürlüyə və bucağa yönəldərək, şaquli məsafəni və başlatma bucağını düzəldə bildik. Xüsusilə, beş LED interfeysinin orta üç LEDi yaşıllaşdıqda düzgün şaquli məsafə göstərilir və iki oxlu cazibə səviyyəsindəki baloncuklar qara xətlər arasında ortalandıqda düzgün başlatma açısı göstərilir. Bu nöqtədə qalan dəyişənlər üfüqi məsafə və DC motor sürətidir. Deyilənə görə, üfüqi məsafə birbaşa ölçülə bilmədiyi üçün sensor məlumatlarından hesablanmalıdır. Bunun əvəzinə, fırlatıcıdan fincana qədər olan birbaşa məsafə və üfüqi müstəvidən bucaq ölçülə bilər və üfüqi məsafəni hesablamaq üçün istifadə edilə bilər. Başlatıcıdan fincana qədər olan məsafəni ölçmək üçün VL53L1X ToF Sensorundan və üfüqi müstəvidən bucağı ölçmək üçün MPU-6050 Accelerometer-dən istifadə etdik. Bu hesablamanın arxasındakı riyaziyyat çox sadədir və bu hissəyə əlavə edilmiş şəkildə görülə bilər. Əsasən, bu iki sensor oxusundan üfüqi məsafəni hesablamaq üçün lazım olan yeganə düstur Sines Qanunudur.

Üfüqi məsafə hesablandıqdan sonra, bu məsafə ilə DC mühərrik sürəti arasındakı korrelyasiyanı tapmaq, sınaq və səhvdən istifadə edərək həll etdik. Bu dəyərlərin bir süjetini əlavə edilmiş şəkildən görmək olar. Üfüqi məsafə ilə DC mühərrik sürəti arasındakı əlaqənin xətti olacağını gözləyirdik, amma əslində bir kub kök funksiyasına bənzər bir əyrini izlədiyini biləndə təəccübləndik. Bu dəyərlər müəyyən edildikdən sonra Arduino skriptinə kodlaşdırıldı. Bütün bu hissələrin son həyata keçirilməsini, burada LED nisbətinin hədəfə nisbi hündürlüyü ifadə etmək üçün dəyişdiyi və DC motor sürətinin sensorlardan fərqli giriş dəyərləri ilə dəyişdiyini eşitdiyi bu videoda görmək olar.

Addım 3: Avadanlıq Tikintisi

PongMate CyberCannon Mark III -in aparat quruluşunun gözəl tərəfi odur ki, ya evdə tez və kobud ola bilərsən, ya da CNC maşını və ya 3D printerlə sabit və dəqiq ola bilərsən. İlk variantı seçdik və dizaynımız üçün 4 mm kontrplak təbəqələri kəsmək üçün bir qutu kəsici istifadə etdik; Bununla birlikdə, bu seçimi davam etdirmək istəyirsinizsə CNC hissələri hesabatı verdik. Kontrplakın təbəqələri CyberCannon -un müxtəlif komponentlərinin mümkün qədər inteqrasiya oluna biləcəyi şəkildə hazırlanmışdır. Məsələn, Başlatma Sisteminin əsas lövhəsində Arduino, batareyalar, çörək taxtası və Velcro kəmərləri üçün kəsiklər var, Köməkçi Uçuş İdarəetmə Sisteminin əsas lövhəsində sensor telləri üçün bir tunel yaradan və bağlayan boltları gizlədən kəsiklər var. tetik qolu. Kontrplak təbəqələrdən bütün parçaları kəsdikdən sonra CyberCannon -un əsas lövhələrini yaratmaq üçün onları bir -birinə yapışdıra bilərsiniz. Yapışdırarkən, hər şeyin düzgün bir şəkildə düzülüb -düzülmədiyini yoxlamağın vacib olduğunu düşünürük və parçalar quruyarkən təzyiq tətbiq etmək üçün sıxaclardan və ya bir neçə kitabdan istifadə etməyi məsləhət görürük. Başlatıcı borusu və elektronika kimi daha kövrək komponentləri bağlamağa başlamazdan əvvəl, kəmərləri taxmaq və tikişi asanlaşdırmaq üçün alt lövhəni çevirmək lazım ola biləcəyi üçün Velcro kəmərləri tikməyi təklif edirik. Başlatıcı borusu, satın ala biləcəyiniz təkərlərə uyğun olaraq kəsilməlidir və servo motorun topu təkərlərə itələmək üçün düzgün hərəkət etməsinə icazə verməlidir. Təkərlərin daha güclü və ardıcıl bir atış təmin edən stolüstü tennis topunun diametrindən daha yaxın yerləşdirilə bilməsi üçün bir qədər əyilməsini tövsiyə edirik. Eyni damarda, topun təkərlər arasında sıxıldığı zaman, DC mühərriklərinin möhkəm bir şəkildə bərkidilməsi və hərəkət etməməsi də vacibdir; əks halda top gücünü və tutarlılığını itirəcək. Həm də satın aldığınız vintlərin elektron komponentlərinizin deliklərinə tam oturduğundan əmin olmalısınız ki, onlara zərər verməyəsiniz və bazaya vidaladığınız müxtəlif hissələr arasında heç bir vida ziddiyyətinin olmadığını yoxlayasınız. lövhələr. CyberCannon -un aparat quruluşu zamanı nə qədər dəqiq olmaq istəməyinizdən asılı olmayaraq, irəliləmənin ən yaxşı yolu tikintiyə başlamaq və yol boyu kiçik detalları anlamaqdır.

Addım 4: Elektronika Quraşdırması

Elektron qurğu, aparat quruluşu ilə müqayisədə əvvəlcə asan bir addım kimi görünə bilər; lakin bu mərhələ son dərəcə vacib olduğu üçün qiymətləndirilməməlidir. Yanlış yerləşdirilmiş bir tel CyberCannon -un düzgün işləməsinə mane ola bilər və hətta bəzi elektrik komponentlərini məhv edə bilər. Elektronika qurğusunu işə salmağın ən yaxşı yolu, əlavə edilmiş şəkillərdə göstərilən dövrə diaqramına riayət etmək və heç vaxt enerji təchizatı və torpaq tellərini qarışdırmadığınızı yoxlamaqdır. Qeyd etmək vacibdir ki, DC mühərriklərini digər elektronikalar kimi 9V bloklu bir batareya əvəzinə altı 1.5V təkrar doldurulan AA batareyada işlədirdik, çünki altı AA batareyanın DC mühərrikləri üçün daha ardıcıl güc təmin etdiyini gördük. Elektronika montajını bitirdikdən sonra, Arduino kodunu yükləmək kifayətdir və PongMate CyberCannon Mark III işə düşəcək.

Addım 5: Arduino Kodu

Hər şeyi düzgün qurduğunuzu fərz etsək, əlavə edilmiş Arduino kodu CyberCannon -un istifadəyə hazır olması üçün lazım olan hər şeydir. Faylın əvvəlində, müxtəlif elektron komponentlər üçün kodu tətbiq etməyə kömək etmək üçün istifadə etdiyimiz bütün nümunələri və kitabxanaları izah edən şərhlər yazdıq. Əlavə məlumat və ya bu komponentlərin necə işlədiyini daha yaxşı başa düşmək istəyirsinizsə, bu mənbələr araşdırmaq üçün çox faydalı ola bilər. Bu şərhlərdən sonra skriptimizdə istifadə olunan bütün komponentlər üçün dəyişən tərifləri tapa bilərsiniz. Burada DC mühərrikinin sürət dəyərləri kimi bir çox sabit kodlu dəyərləri dəyişə bilərsiniz, bu zaman DC mühərriklərinizi üfüqi məsafədə kalibr edərkən etməlisiniz. Arduino ilə əvvəlki təcrübəniz varsa, bir Arduino skriptinin iki əsas hissəsinin setup () və loop () funksiyaları olduğunu biləcəksiniz. İstənilən halda sensorun məsafə rejiminin dəyişdirilə biləcəyi bir xətti olan VL53L1X ToF sensor kodu istisna olmaqla, bu faylda quraşdırma funksiyasına az -çox göz yumula bilər. Döngə funksiyası, üfüqi məsafəni və digər dəyişənləri hesablamaq üçün məsafə və bucaq dəyərlərinin sensorlardan oxunduğu yerdir. Daha əvvəl qeyd etdiyimiz kimi, bu dəyərlər daha sonra loop funksiyası xaricində əlavə funksiyalar çağıraraq DC motor sürətini və LED dəyərlərini təyin etmək üçün istifadə olunur. Qarşılaşdığımız problemlərdən biri, elektrik komponentlərinin özlərində olan uyğunsuzluqlar səbəbindən sensorlardan gələn dəyərlərin əhəmiyyətli dərəcədə fərqlənəcəyi idi. Məsələn, CyberCannon -a toxunmadan həm məsafə, həm də bucaq dəyərləri DC motor sürətinin təsadüfi olaraq salınmasına səbəb olacaq qədər dəyişərdi. Bu problemi həll etmək üçün, ən son 20 sensor dəyərinin ortalamasını alaraq cari məsafəni və bucağı hesablayacaq ortalamanı tətbiq etdik. Bu, sensor uyğunsuzluqları ilə əlaqədar problemlərimizi dərhal həll etdi və LED və DC mühərrik hesablamalarımızı hamarlaşdırdı. Qeyd etmək lazımdır ki, bu skript heç də mükəmməl deyil və hələ də işlənməli olan bir neçə səhv var. Məsələn, CyberCannon -u sınaqdan keçirərkən, kod təsadüfi olaraq açdığımız üçdə birdən birində donacaqdı. Kodu geniş şəkildə araşdırdıq, amma problemi tapa bilmədik; buna görə də bu sizin başınıza gəlsə narahat olmayın. Deyilənə görə, kodumuzla problemi həll edə bilsəniz, bizə bildirin!

Addım 6: Rəqabəti məhv edin

Ümid edirik ki, bu Təlimat sizə öz CyberCannon qurmağınız və yalnız bir sonrakı partiyada oynayanda dostlarınızdan asan keçməyinizi istəməyiniz üçün aydın bir təlimat verdi!

Qrant Galloway və Nils Opgenorth