The Ultimate Beer Pong Machine - PongMate CyberCannon Mark III: 6 քայլ (նկարներով)

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:45

Ներածություն

PongMate CyberCannon Mark III- ը գարեջրի պոնգի տեխնոլոգիայի ամենաթարմ և առաջադեմ կտորն է, որը երբևէ վաճառվել է հանրությանը: Նոր CyberCannon- ով ցանկացած մարդ կարող է դառնալ գարեջրի պոնգի սեղանի ամենասարսափելի խաղացողը: Ինչպե՞ս է դա հնարավոր: Դե, CyberCannon Mark III- ը համատեղում է գործարկման գերժամանակակից համակարգը, օժանդակ FlightControl համակարգը և Aiming Calibration համակարգը `ապահովելու համար, որ յուրաքանչյուր պինգ-պոնգի գնդակ կրակվի հնարավորինս բարձր ճշգրտությամբ: Ահա թե ինչպես է այն աշխատում.

PongMate- ի գործարկման համակարգը բաղկացած է բեռնման և կրակելու մեխանիզմից, որը նախագծվել է գերմանացի և ամերիկացի բարձրակարգ ինժեներների կողմից և երաշխավորում է սեղանի վրա առավելագույն արդյունավետություն: Բեռնեք գնդակը, սեղմեք կոճակը և կրակեք: SG90 180 աստիճանի Servo- ն կապահովի, որ գնդակը ճշգրիտ մղվի իր դիրքը `օպտիմալ հարված կատարելու համար: Որպեսզի համոզվեք, որ խնջույքի ընթացքում երբեք հյութ չեք սպառի և շարունակեք ձեր շարանը, PongMate CyberCannon Mark III- ի մեկնարկային համակարգը աշխատում է ոչ թե 2, այլ 4, բայց հենց 6 վերալիցքավորվող AA մարտկոցների վրա, ժամացույցը հասնելով մինչև 9V և 6600 մԱ, երկուսն էլ DC-Motors- ը սնուցելու համար:

Օժանդակ FlightControl համակարգը օգտագործում է գերժամանակակից զգայարանային և լազերային տեխնոլոգիա ՝ պինգ պոնգի գնդակի օպտիմալ հետագիծը հաշվարկելու համար: Արագացուցիչի և թռիչքի տվիչների ժամանակի օգնությամբ PongMate CyberCannon Mark III- ը կարող է հաշվարկել օգտագործողի ճշգրիտ դիրքը թիրախային բաժակի նկատմամբ:

Օգտագործողին տեսողականորեն ուղղորդելու դեպի նկարահանման ճիշտ բարձրություն և անկյուն, Aiming Calibration System- ը նախագծված է ինքնահոս մակարդակով և 5 LED ինտերֆեյսով `ապահովելու համար, որ համապատասխան դիրքորոշումը ձեռք է բերվել մեկնարկից առաջ:

PongMate CyberCannon Mark III- ը զուտ տեխնիկական ճարտարագիտություն չէ: Հազարավոր ժամերի հետազոտություն է ներդրվել արտադրանքի ergonomic դիզայնի վրա: Ձեռքով կարված իտալական Velcro ամրագոտիները ինտեգրված են ամուր փայտյա հիմքի վրա և հարմարվում են ձեռքի ցանկացած չափի: Օժանդակ FlightControl համակարգի տակ ամրացված է ձգան բռնակ, որն ապահովում է կայուն բռնում, նույնիսկ Շտուտգարտի լավագույններից մի քանի պինտից հետո:

Այսպիսով, եթե ցանկանում եք լավ լինել գարեջրի պոնգում, եթե ցանկանում եք լինել հաղթող թիմում և եթե ցանկանում եք բոլորին տպավորել երեկույթին, ապա ձեզ հարկավոր է PongMate CyberCannon Mark III- ը և երբեք բաց չեք թողնի որևէ կրակոց: կրկին.

Քայլ 1: Սարքավորումներ և էլեկտրոնիկա

Ստորև կարող եք գտնել բոլոր սարքավորումները, էլեկտրոնային բաղադրիչները և գործիքները, որոնք անհրաժեշտ են PongMate CyberCannon Mark III ստեղծելու համար: Էլեկտրոնիկայի բաժինը բաժանված է չորս ենթաբաժնի `Control Unit, Launching System, Auxiliary FlightControl System և Aiming Calibration System` ցույց տալու համար, թե որ բաղադրիչներն են պահանջվում CyberCannon- ի տարբեր մասերի համար: Բոլոր էլեկտրոնային բաղադրիչների գնման տարբերակների հղումներ են տրվել. այնուամենայնիվ, մենք հատուկ չենք հաստատում փոխկապակցված մանրածախ առևտրականներից որևէ մեկին:

Սարքավորումներ

15-20 սմ PVC խողովակ (Ø 50 մմ)

4x մալուխային փողկապ

600x400 մմ նրբատախտակի թերթ (4 մմ)

1x Դռան ծխնին

1 մ թավշյա ամրացում

12 սմ PVC խողովակ (Ø 20 մմ)

Փայտի սոսինձ

Սուպեր սոսինձ

Էլեկտրական ժապավեն

8x M3 փայտի պտուտակներ

8x M2 փայտի պտուտակներ

2x M4 50 մմ պտուտակ

2x Լվացքի մեքենա

4x M4 18 մմ թելերով թև

2x M4 պտուտակավոր ընկույզ

Էլեկտրոնիկա

Վերահսկիչ միավոր

Արդուինո Ունո

Մինի Breadboard

Jumper լարերը

Մարտկոցի կրիչի փաթեթ

2x մարտկոցի միակցիչ մալուխ

6 անգամ վերալիցքավորվող AA մարտկոցներ (յուրաքանչյուրը 1.5 Վ)

9v Արգելափակել մարտկոցը

Սեղմեք կոճակի անջատիչ

Գործարկման համակարգ

2x DC-Motor 6-12V

L293D Motor Driver IC

Servo Motor

Գործարկիչի կոճակ

2x Փրփուր ռետինե անիվներ (45 մմ)

2 անգամ նվազեցման վարդակից (Ø 2 մմ)

Օժանդակ FlightControl համակարգ

MPU-6050 արագացուցիչ

VL53L1X Թռիչքի ժամանակի (ToF) տվիչ

ANGEEK 5V KY-008 650 նմ լազերային սենսորային մոդուլ

Նպատակ ունենալով ստուգաչափման համակարգ

2D Ձգողականության մակարդակ

5x8bit WS2812 RGB LED

Europlatine (oldոդման) կամ Breadboard

Գործիքներ

Տուփ Դանակ

Տեսավ

Պտուտակահան

Ասեղ և թել

Sոդման երկաթ և զոդիչ*

*Breadboard- ը զոդման այլընտրանք է:

Լրացուցիչ

2x պինգ -պոնգի գնդակներ

20x կարմիր գավաթներ

Գարեջուր (կամ ջուր)

Քայլ 2: Տրամաբանություն

PongMate CyberCannon Mark III- ի հիմքում ընկած տրամաբանությունն այն է, որ համակարգի փոփոխականների և DC շարժիչի արագության միջև փոխհարաբերությունները պարզեցվեն `յուրաքանչյուր պինգ -պոնգի գնդակը ճիշտ հեռավորությունը կրակելու համար: Եթե CyberCannon- ը ֆիքսված անկյուն ունեցող ստացիոնար գործարկիչ լիներ, ապա DC շարժիչի արագության հաշվարկը կլիներ բավականին պարզ հարաբերություն գավաթից արձակիչ հեռավորության և շարժիչներին մատակարարվող էներգիայի միջև: Այնուամենայնիվ, քանի որ CyberCannon- ը դաստակի վրա տեղադրված մեքենա է, ապա արձակիչից մինչև գավաթը և արձակիչի անկյունը ուղղահայաց հեռավորությունը պետք է հաշվի առնել, բացի հորիզոնական տարածությունից, DC շարժիչի արագությունը հաշվարկելիս: Չորս փոփոխականներից բաղկացած համակարգի ճիշտ լուծումը գտնելը `մեր տրամադրության տակ միայն փորձարկումներով և սխալներով, չափազանց դժվար և հոգնեցուցիչ խնդիր կլիներ: Ենթադրելով, որ մենք կարողացանք գտնել այս հարաբերակցությունը, այնուամենայնիվ, արձակիչի և տվիչների ընթերցումների աննշան անհամապատասխանությունները դեռևս բավական անճշտություն կառաջացնեն մեր համակարգում, որ իմաստ չունի DC շարժիչի արագության հաշվարկին այդքան ճշգրիտ ավելացնել: Ի վերջո, մենք որոշեցինք, որ ավելի լավ կլինի հնարավորինս շատ փոփոխականներ վերացնել, որպեսզի DC շարժիչի արագությունը ողջամիտ որոշվի փորձության և սխալի միջոցով և հասկանալի արդյունքներ տա օգտագործողի համար: Օրինակ, օգտագործողի համար շատ ավելի հեշտ է հասկանալ, որ DC շարժիչի արագությունը մեծանում է, քանի որ հորիզոնական տարածությունը մեծանում և նվազում է, քանի որ հորիզոնական տարածությունը նվազում է: Եթե DC շարժիչի արագության հավասարումը շատ փոփոխականներ ունենար, ապա ինտուիտիվ չէր լինի, թե ինչպես է հաշվարկվում DC շարժիչի արագությունը:

Կրկին, մեր համակարգի հիմնական փոփոխականներն են `հորիզոնական հեռավորությունը, ուղղահայաց հեռավորությունը, արձակման անկյունը և DC շարժիչի արագությունը: Առավել հետևողական արդյունքներ ապահովելու համար մենք որոշեցինք վերացնել ուղղահայաց հեռավորությունը և մեկնարկիչի անկյունը DC շարժիչի արագության հաշվարկից ՝ ամրագրելով այդ փոփոխականը: Ուղղորդելով օգտվողին դեպի ճիշտ բարձրություն և անկյուն `Aiming Calibration System- ի միջոցով, մենք կարողացանք ուղղել ուղղահայաց հեռավորությունը և գործարկման անկյունը: Մասնավորապես, ճիշտ ուղղահայաց հեռավորությունը նշվում է, երբ հինգ LED միջերեսի երեք երեք LED- ները կանաչում են, իսկ գործարկիչի ճիշտ անկյունը `այն դեպքում, երբ երկակի առանցքի ինքնահոս մակարդակի պղպջակները կենտրոնացած են սև գծերի միջև: Այս պահին միակ փոփոխականներն են հորիզոնական հեռավորությունը և DC շարժիչի արագությունը: Ասածս այն է, որ հորիզոնական հեռավորությունը պետք է հաշվարկվի սենսորային տվյալներից, քանի որ հորիզոնական հեռավորությունը չի կարող ուղղակիորեն չափվել: Փոխարենը, արձակիչից մինչև գավաթը և հորիզոնական հարթությունից անկյունը կարող են չափվել և օգտագործվել հորիզոնական հեռավորությունը հաշվարկելու համար: Մենք VL53L1X ToF սենսորով չափեցինք հեռավորությունը արձակիչից մինչև գավաթ և MPU-6050 արագացուցիչ ՝ հորիզոնական հարթությունից անկյունը չափելու համար: Այս հաշվարկի հիմքում ընկած մաթեմատիկան շատ պարզ է և երևում է այս հատվածին կից նկարում: Ըստ էության, սենսորային այս երկու ընթերցումներից հորիզոնական հեռավորությունը հաշվարկելու համար անհրաժեշտ միակ բանաձևը սինուսների օրենքն է:

Երբ հորիզոնական հեռավորությունը հաշվարկվում է, մնում է գտնել այս հեռավորության և DC շարժիչի արագության հարաբերակցությունը, որը մենք լուծեցինք փորձարկման և սխալի միջոցով: Այս արժեքների գծապատկերը կարելի է տեսնել կցված պատկերում: Մենք ակնկալում էինք, որ հորիզոնական հեռավորության և DC շարժիչի արագության միջև հարաբերությունը կլինի գծային, բայց մենք զարմացանք, երբ պարզեցինք, որ այն իրականում հետևում է խորանարդի արմատային գործառույթին ավելի նման կորի: Որոշելուց հետո այդ արժեքները կոշտ կոդավորվեցին Arduino գրության մեջ: Այս բոլոր մասերի վերջնական իրականացումը կարելի է տեսնել այստեղ ՝ այս տեսանյութում, որտեղ LED ինտերֆեյսը փոխվում է ՝ նշելով թիրախի հարաբերական բարձրությունը, և DC շարժիչի արագությունը կարող է լսվել սենսորների մուտքային տարբեր արժեքների փոփոխությամբ:

Քայլ 3: Սարքաշարի կառուցում

PongMate CyberCannon Mark III- ի ապարատային կառուցվածքի մեջ հաճելի է այն, որ դուք կարող եք կամ արագ և կոպիտ աշխատել դրա հետ տանը, կամ լինել կայուն և ճշգրիտ CNC մեքենայի կամ 3D տպիչի միջոցով: Մենք ընտրեցինք առաջին տարբերակը և տուփի կտրիչով կտրեցինք 4 մմ նրբատախտակի թերթերը մեր դիզայնի համար. սակայն, մենք տրամադրեցինք CNC մասերի թերթիկ, եթե ցանկանում եք հետամուտ լինել այս տարբերակին: Նրբատախտակի շերտերը նախագծվել են այնպես, որ CyberCannon- ի տարբեր բաղադրիչները հնարավորինս ինտեգրվեն: Օրինակ ՝ Գործարկման համակարգի բազային ափսեում կան կտրվածքներ Arduino- ի, մարտկոցների, տախտակի և Velcro ամրագոտիների համար, մինչդեռ Օժանդակ FlightControl համակարգի հիմնական ափսեում կան կտրվածքներ, որոնք թունել են ստեղծում սենսորային լարերի համար և թաքցնում պտուտակները, որոնք ամրացնում են ձգան բռնակ: Երբ նրբատախտակի թերթերից կտրված բոլոր կտորները կտրվեն, կարող եք դրանք սոսնձել միասին ՝ կազմելով CyberCannon- ի հիմքի թիթեղները: Սոսնձման ժամանակ մենք կարծում ենք, որ կարևոր է իսկապես ստուգել, որ ամեն ինչ ճիշտ շարված է, ինչպես նաև առաջարկել, որ սեղմակներ կամ մի քանի գիրք ճնշում գործադրելու համար կտորները չորանան: Նախքան սկսեք ամրացնել ավելի փխրուն բաղադրամասեր, ինչպիսիք են արձակիչ խողովակը և էլեկտրոնիկան, մենք առաջարկում ենք կարել Velcro ամրագոտիների վրա, քանի որ գուցե անհրաժեշտ լինի շրջել բազային ափսեը ՝ ամրագոտիները տեղադրելու և կարելը հեշտացնելու համար: Գործարկիչի խողովակը պետք է կտրված լինի `տեղավորելու այն անիվները, որոնք դուք կարող եք ձեռք բերել և թույլ է տալիս, որ սերվո շարժիչը ճիշտ գործի դնի գնդակը անիվների մեջ մղելու համար: Մենք խորհուրդ ենք տալիս, որ անիվները որոշ չափով ճզմվեն, որպեսզի դրանք ավելի մոտ տեղակայվեն, քան պինգ պոնգի գնդակի տրամագիծը, որն ապահովում է ավելի հզոր և հետևողական հարված: Այս նույն առումով, կարևոր է նաև, որ DC շարժիչները սերտորեն ամրացված լինեն և չշարժվեն, երբ գնդակը սեղմվում է անիվների միջև. հակառակ դեպքում գնդակը կկորցնի ուժն ու հետեւողականությունը: Մենք նաև առաջարկում ենք, որ համոզվեք, որ ձեր գնած պտուտակները տեղավորվում են ձեր էլեկտրոնային բաղադրիչների անցքերի մեջ, որպեսզի դրանք չվնասեք և կրկնակի ստուգեք, որ պտուտակների բախում չի լինի տարբեր մասերի միջև, որոնք պտուտակում եք հիմքի մեջ: ափսեներ: Անկախ նրանից, թե որքան ճշգրիտ եք ցանկանում լինել CyberCannon- ի ապարատային շինարարության ընթացքում, առաջընթաց գրանցելու լավագույն միջոցը պարզապես շինարարություն սկսելն է և ճանապարհին պարզել մանրուքները:

Քայլ 4: Էլեկտրոնիկայի հավաքում

Էլեկտրոնիկայի հավաքումը սկզբում կարող է թվալ հեշտ քայլ `համեմատած ապարատային կառուցվածքի հետ. սակայն, այս փուլը չպետք է թերագնահատել, քանի որ այն չափազանց կարևոր է: Մեկ սխալ տեղադրված մետաղալար կարող է կանխել CyberCannon- ի ճիշտ աշխատանքը կամ նույնիսկ ոչնչացնել որոշ էլեկտրական բաղադրիչներ: Էլեկտրոնիկայի հավաքման համար լավագույն միջոցը պարզապես հետևել կցված պատկերներում ներկայացված սխեմայի սխեմային և կրկնակի ստուգել, որ երբեք չեք խառնում էլեկտրասնուցման և գրունտի լարերը: Կարևոր է նշել, որ մենք DC շարժիչներն աշխատում էինք վեց 1.5 Վ լիցքավորվող AA մարտկոցով ՝ մեկ այլ 9 Վ բլոկային մարտկոցի փոխարեն, ինչպես մնացած էլեկտրոնիկան, քանի որ պարզեցինք, որ վեց AA մարտկոցը ավելի կայուն էներգիա է ապահովում DC շարժիչների համար: Էլեկտրոնիկայի հավաքումն ավարտելուց հետո ձեզ մնում է միայն վերբեռնել Arduino ծածկագիրը, և ձեր PongMate CyberCannon Mark III- ը գործարկվելու է:

Քայլ 5: Arduino կոդ

Ենթադրելով, որ դուք ամեն ինչ ճիշտ եք կարգավորել, կցված Arduino ծածկագիրը այն ամենն է, ինչ ձեզ հարկավոր է նախքան CyberCannon- ի պատրաստ լինելը: Ֆայլի սկզբում մենք գրել ենք մեկնաբանություններ, որոնք բացատրում են այն բոլոր օրինակներն ու գրադարանները, որոնք օգտագործել են մեզ օգնելու համար իրականացնել տարբեր էլեկտրոնային բաղադրիչների ծածկագիրը: Այս ռեսուրսները կարող են շատ օգտակար լինել հետազոտության համար, եթե ցանկանում եք լրացուցիչ տեղեկություններ կամ ավելի լավ հասկանալ, թե ինչպես են այդ բաղադրիչներն աշխատում: Այս մեկնաբանություններից հետո դուք կգտնեք մեր սցենարում օգտագործվող բոլոր բաղադրիչների փոփոխական սահմանումները: Սա այն է, որտեղ դուք կարող եք փոխել բազմաթիվ կոդավորված արժեքներ, ինչպիսիք են DC շարժիչի արագության արժեքները, ինչը դուք պետք է անեք, երբ ձեր DC շարժիչները հորիզոնական հեռավորության վրա չափաբերելիս: Եթե Arduino- ի հետ նախկին փորձ ունեք, ապա կիմանաք, որ Arduino սցենարի երկու հիմնական մասերն են setup () և loop () գործառույթները: Այս ֆայլում կարգավորումների գործառույթը կարող է քիչ թե շատ անտեսվել, բացառությամբ VL53L1X ToF սենսորային ծածկագրի, որն ունի մեկ տող, որտեղ ցանկության դեպքում սենսորի հեռավորության ռեժիմը կարող է փոխվել: Օղակի գործառույթը այն է, որտեղ հեռավորությունը և անկյունի արժեքները կարդում են տվիչներից `հորիզոնական հեռավորությունը և այլ փոփոխականները հաշվարկելու համար: Ինչպես արդեն նշեցինք, այս արժեքները այնուհետև օգտագործվում են DC շարժիչի արագությունը և LED- ի արժեքները որոշելու համար ՝ լրացուցիչ օղակների կանչելով օղակի գործառույթից դուրս: Մեր առջև ծառացած խնդիրներից մեկն այն էր, որ սենսորներից ստացվող արժեքները զգալի տարբերությամբ կտարբերվեին հենց էլեկտրական բաղադրիչների ներսում անհամապատասխանությունների պատճառով: Օրինակ, առանց CyberCannon- ին դիպչելու, և հեռավորության, և անկյունի արժեքները բավականաչափ կտատանվեին, որպեսզի DC շարժիչի արագությունը պատահականորեն տատանվեր: Այս խնդիրը շտկելու համար մենք կիրառեցինք շարժական միջինը, որը կհաշվարկեր ընթացիկ հեռավորությունը և անկյունը `միջինում սենսորների վերջին 20 արժեքների միջինը: Սա ակնթարթորեն շտկեց սենսորային անհամապատասխանությունների հետ կապված խնդիրները և հարթեցրեց մեր LED և DC շարժիչների հաշվարկները: Պետք է նշել, որ այս սցենարը ոչ մի կերպ կատարյալ չէ և անպայման ունի մի քանի սխալ, որոնք դեռ մշակման կարիք ունեն: Օրինակ, երբ մենք փորձարկում էինք CyberCannon- ը, ծածկագիրը պատահականորեն սառեցնում էր մոտավորապես երեք անգամ, երբ այն միացրել էինք: Մենք լայնորեն ուսումնասիրել ենք ծածկագիրը, բայց չենք կարողացել գտնել խնդիրը. այնպես որ, մի անհանգստացեք, եթե դա ձեզ պատահի: Ասածս այն է, որ եթե ձեզ հաջողվի գտնել մեր ծածկագրի խնդիրը, խնդրում ենք մեզ տեղյակ պահել:

Քայլ 6: Ոչնչացնել մրցույթը

Հուսով ենք, որ այս Instructable- ը ձեզ հստակ ձեռնարկ է տրամադրել ՝ ձեր սեփական CyberCannon ստեղծելու համար և խնդրեք միայն ձեր ընկերներին հեշտությամբ տրամադրվել, երբ դրանք խաղաք հաջորդ երեկույթին:

Grant Galloway & Nils Opgenorth