Az Ultimate Beer Pong Machine - PongMate CyberCannon Mark III: 6 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:39

Bevezetés

A PongMate CyberCannon Mark III a legújabb és legfejlettebb sörpong -technológia, amelyet valaha is eladtak a nagyközönségnek. Az új CyberCannon segítségével bárki a félelmetes játékos lehet a sörpong asztalnál. Hogyan lehetséges ez? Nos, a CyberCannon Mark III ötvözi a legkorszerűbb indítórendszert, kiegészítő FlightControl rendszert és az Aiming Calibration rendszert, hogy minden pingponglabdát a lehető legnagyobb pontossággal lőjenek ki. Így működik:

A PongMate indítórendszere egy rakodó- és lövöldözőmechanizmusból áll, amelyet felső szintű német és amerikai mérnökök terveztek, és garantálja a maximális hatékonyságot az asztalon. Töltse fel a labdát, nyomja meg a gombot és lő. Az SG90 180 fokos szervo biztosítja, hogy a labda pontosan a helyére kerüljön az optimális lövéshez. A PongMate CyberCannon Mark III indítórendszere nem 2, hanem 4, hanem 6 újratölthető AA elemmel működik, annak biztosítása érdekében, hogy soha ne fogyjon ki a lé a partin, és tartsa a sorozatot. 9V és 6600 mA, mindkét DC-motor táplálásához.

A kiegészítő FlightControl rendszer a legmodernebb érzékelési és lézeres technológiát használja ki a pingponglabda optimális pályájának kiszámításához. A gyorsulásmérő és a repülési idő érzékelők segítségével a PongMate CyberCannon Mark III kiszámíthatja a felhasználó pontos pozícióját a célpohárhoz képest.

Annak érdekében, hogy vizuálisan eligazítsa a felhasználót a megfelelő felvételi magassághoz és szöghez, az Aiming Calibration System gravitációs szinttel és 5 LED interfésszel van kialakítva, hogy biztosítsa a megfelelő pozíció elérését az indítás előtt.

A PongMate CyberCannon Mark III nem pusztán műszaki megoldás. Több ezer órányi kutatást fektettek a termék ergonómikus kialakításába. A kézzel varrott olasz tépőzáras hevederek a tömörfa alaplapba vannak beépítve, és bármilyen karmérethez illeszkednek. Robusztus kioldó fogantyú van felszerelve a kiegészítő FlightControl rendszer alatt, hogy stabil tapadást biztosítson, még néhány pint Stuttgart legfinomabb után is.

Tehát, ha jó sörpongozni szeretne, ha a győztes csapatban szeretne szerepelni, és ha mindenkit le akar nyűgözni a partin, akkor szüksége van a PongMate CyberCannon Mark III -ra, és soha nem fog lemaradni egyetlen lövésről sem újra.

1. lépés: Hardver és elektronika

Az alábbiakban megtalálja a PongMate CyberCannon Mark III létrehozásához szükséges hardvert, elektronikus alkatrészeket és eszközöket. Az Elektronika rész négy alszakaszra oszlik-Vezérlőegység, Indítórendszer, Kiegészítő FlightControl Rendszer és Aiming Kalibrációs Rendszer-annak bemutatására, hogy mely alkatrészek szükségesek a CyberCannon különböző részeihez. Az összes elektronikus alkatrész vásárlási lehetőségeire mutató linkek rendelkezésre állnak; azonban kifejezetten nem támogatjuk a kapcsolódó kiskereskedőket.

Hardver

15-20 cm PVC lefolyócső (Ø 50 mm)

4x kábelköteg

600x400mm rétegelt lemez (4mm)

1x ajtó zsanér

1 m tépőzár

12 cm -es PVC cső (Ø 20 mm)

Fa ragasztó

Pillanatragasztó

Elektromos szalag

8x M3 facsavar

8x M2 facsavar

2x M4 50 mm -es csavar

2x mosógép

4x M4 18mm menetes hüvely

2x M4 csavaros anya

Elektronika

Vezérlőegység

Arduino Uno

Mini kenyeretábla

Jumper vezetékek

Akkumulátor tartó

2x akkumulátor csatlakozó kábel

6x újratölthető AA elem (egyenként 1,5V)

9v blokk akkumulátor

Nyomógombos kapcsoló

Indító rendszer

2x DC-motor 6-12V

L293D motorvezérlő IC

Szervómotor

Indítógomb

2x habgumi kerék (45mm)

2x redukciós foglalat (Ø 2 mm)

Kiegészítő FlightControl rendszer

MPU-6050 gyorsulásmérő

VL53L1X Repülési idő (ToF) érzékelő

ANGEEK 5V KY-008 650nm lézeres érzékelő modul

Célzó kalibráló rendszer

2D gravitációs szint

5x 8 bites WS2812 RGB LED -ek

Europlatine (forrasztás) vagy Breadboard

Eszközök

Doboz vágó

Fűrész

Csavarhúzó

Tű és szál

Forrasztópáka és forrasztópáka*

*A kenyeretábla a forrasztás alternatívája.

Extrák

2x ping -pong labda

20x vörös kupa

Sör (vagy víz)

2. lépés: Logika

A PongMate CyberCannon Mark III logikája a rendszer változói és az egyenáramú motor fordulatszáma közötti kapcsolat egyszerűsítéséről szól, hogy minden pingponglabdát a megfelelő távolságra lőhessen. Ha a CyberCannon rögzített szögű, helyhez kötött hordozórakéta lenne, akkor az egyenáramú motor fordulatszámának kiszámítása meglehetősen egyszerű összefüggés lenne az indítópohár és a csésze közötti távolság és a motorok energiája között. Mivel azonban a CyberCannon csuklóra szerelt gép, az egyenáramú motor fordulatszámának kiszámításakor a vízszintes távolság mellett figyelembe kell venni az indító és a csésze közötti függőleges távolságot, valamint az indítószögét. Rendkívül nehéz és fárasztó feladat lenne megtalálni a helyes megoldást egy négy változóból álló rendszerre, amely csak próba -hiba módszerrel áll rendelkezésünkre. Feltételezve, hogy megtaláltuk ezt az összefüggést, az indító és az érzékelő leolvasásának enyhe következetlenségei azonban még mindig pontatlanságot eredményeznek a rendszerünkön belül, ezért nincs értelme ennyi pontosságot adni az egyenáramú motor fordulatszámának kiszámításához. Végül úgy döntöttünk, hogy a legjobb, ha megpróbálunk minél több változót kiküszöbölni, hogy az egyenáramú motor fordulatszáma ésszerűen meghatározható legyen próba és hiba útján, és érthető eredményeket adjon a felhasználó számára. Például a felhasználó számára sokkal könnyebb megérteni, hogy az egyenáramú motor fordulatszáma a vízszintes távolság növekedésével nő, a vízszintes távolság csökkenésével pedig csökken. Ha az egyenáramú motor fordulatszámának egyenlete túl sok változót tartalmazna, akkor nem lenne intuitív az egyenáramú motor fordulatszámának kiszámítása.

Ismét a rendszerünk fő változói a vízszintes távolság, a függőleges távolság, az indítószög és az egyenáramú motor fordulatszáma. Annak érdekében, hogy a lehető legegyszerűbb eredményeket érjük el, úgy döntöttünk, hogy a változó rögzítésével kiküszöböljük a függőleges távolságot és a kilövő szögét az egyenáramú motor fordulatszámából. Azzal, hogy az Aiming Calibration System segítségével a megfelelő magasságba és szögbe irányítottuk a felhasználót, rögzíthettük a függőleges távolságot és az indítószögét. Pontosabban, a helyes függőleges távolság akkor jelenik meg, ha az öt LED-interfész középső három LED-je zöldre vált, és a megfelelő indítószög akkor jelenik meg, amikor a kéttengelyes gravitációs szinten lévő buborékok a fekete vonalak középpontjába kerülnek. Ezen a ponton az egyetlen fennmaradó változó a vízszintes távolság és az egyenáramú motor fordulatszáma. Ennek ellenére a vízszintes távolságot az érzékelő adataiból kell kiszámítani, mivel a vízszintes távolság nem mérhető közvetlenül. Ehelyett az indító és a csésze közötti közvetlen távolság, valamint a vízszintes síktól való szög mérhető és használható a vízszintes távolság kiszámításához. A VL53L1X ToF érzékelőt használtuk az indító és a csésze közötti távolság mérésére, az MPU-6050 gyorsulásmérőt pedig a vízszintes síktól mért szög mérésére. A számítás mögötti matematika nagyon egyszerű, és látható a mellékelt képen. Alapvetően az egyetlen képlet, amely szükséges a vízszintes távolság kiszámításához ettől a két érzékelő leolvasásától, a szinuszok törvénye.

A vízszintes távolság kiszámítása után nincs más dolgunk, mint megtalálni a korrelációt e távolság és az egyenáramú motor fordulatszáma között, amelyet próba -hiba módszerrel oldottunk meg. Ezen értékek ábrázolása látható a mellékelt képen. Arra számítottunk, hogy a vízszintes távolság és az egyenáramú motor fordulatszáma közötti kapcsolat lineáris lesz, de meglepődve tapasztaltuk, hogy valójában egy kockagyök függvényhez hasonló görbét követ. Miután meghatározták, ezeket az értékeket keményen kódolták az Arduino szkriptbe. Mindezen részek végső megvalósítása látható ebben a videóban itt, ahol a LED interfész megváltozik, hogy jelezze a célhoz viszonyított magasságot, és hallható, hogy az egyenáramú motor fordulatszáma változik az érzékelők különböző bemeneti értékeivel.

3. lépés: Hardverépítés

A PongMate CyberCannon Mark III hardver -felépítésében az a szép, hogy otthon vagy gyors és durva lehet vele, vagy egy CNC -gép vagy 3D nyomtató segítségével stabil és pontos. Az első lehetőség mellett döntöttünk, és dobozvágóval vágtuk le a 4 mm -es rétegelt lemezeket a tervezéshez; azonban CNC alkatrészlapot biztosítottunk, ha élni szeretne ezzel a lehetőséggel. A rétegelt lemez rétegeit úgy alakították ki, hogy a CyberCannon különböző alkotóelemei a lehető legnagyobb mértékben integrálhatók legyenek. Például az indítórendszer alaplemeze kivágásokkal rendelkezik az Arduino, az elemek, a kenyérlap és a tépőzáras hevederek számára, míg a kiegészítő FlightControl rendszer alaplemeze kivágásokkal rendelkezik, amelyek alagutat hoznak létre az érzékelő vezetékei számára, és elrejtik a csavarokat, amelyek rögzítik a kioldó fogantyú. Miután kivágta az összes darabot a rétegelt lemezből, összeragaszthatja őket, hogy a CyberCannon alaplapjait képezze. Ragasztáskor fontosnak tartjuk, hogy valóban ellenőrizzük, hogy minden rendben van -e, és azt is javasoljuk, hogy bilincseket vagy néhány könyvet használjon a nyomás kifejtésére, amíg a darabok megszáradnak. Mielőtt hozzákezdene a törékenyebb alkatrészek, például az indítócső és az elektronika rögzítéséhez, javasoljuk a tépőzáras szíjak felvarrását, mivel előfordulhat, hogy meg kell fordítani az alaplemezt a hevederek behelyezése és a varrás megkönnyítése érdekében. Az indítócsövet úgy kell vágni, hogy illeszkedjen a megvásárolható kerekekhez, és lehetővé teszi, hogy a szervomotor megfelelően működjön, és a labdát a kerekekbe nyomja. Javasoljuk, hogy a kerekek kissé csikorgassanak, hogy közelebb lehessenek egymáshoz, mint a pingpong labda átmérője, ami erősebb és következetesebb lövést biztosít. Ugyanebben az értelemben az is fontos, hogy az egyenáramú motorok szorosan rögzítve legyenek, és ne mozduljanak el, amikor a labdát a kerekek közé szorítják; ellenkező esetben a labda elveszíti erejét és következetességét. Azt is javasoljuk, hogy győződjön meg arról, hogy a megvásárolt csavarok illeszkednek -e az elektronikai alkatrészek lyukaiba, hogy ne sérüljenek meg, és ellenőrizze, hogy nincs -e csavarütközés a különböző alkatrészek között, amelyeket az alapba csavar. tányérok. Függetlenül attól, hogy mennyire szeretne precíz lenni a CyberCannon hardverépítése során, a legjobb módja annak, hogy haladjon, ha elkezdi építeni és kitalálni az út során található apró részleteket.

4. lépés: Elektronikai összeszerelés

Az elektronikai összeszerelés elsőre könnyű lépésnek tűnhet a hardver felépítéséhez képest; ezt a szakaszt azonban nem szabad alábecsülni, mert rendkívül fontos. Egy rosszul elhelyezett vezeték megakadályozhatja a CyberCannon megfelelő működését, vagy akár tönkreteheti egyes elektromos alkatrészeket. A legjobb módja az elektronikai szerelvénynek, ha egyszerűen követi a mellékelt képeken található kapcsolási rajzot, és kétszer ellenőrizze, hogy soha nem keveri -e össze a tápegységet és a földelő vezetékeket. Fontos megjegyezni, hogy az egyenáramú motorokat hat, 1,5 V -os újratölthető AA elemmel működtettük egy 9 V -os blokk -elem helyett, mint a többi elektronika, mert úgy találtuk, hogy a hat AA elem egyenletesebb energiát biztosított az egyenáramú motorokhoz. Miután befejezte az elektronikai összeszerelést, mindössze fel kell töltenie az Arduino kódot, és a PongMate CyberCannon Mark III működőképes lesz.

5. lépés: Arduino kód

Feltételezve, hogy mindent helyesen állított be, a csatolt Arduino kód elegendő a CyberCannon használatbavétele előtt. A fájl elején megjegyzéseket írtunk, amelyek elmagyarázzák az összes példát és könyvtárat, amelyekkel segítettünk a különböző elektronikus alkatrészek kódjának megvalósításában. Ezek az erőforrások nagyon hasznosak lehetnek a kutatásban, ha további információra van szüksége, vagy jobban szeretné megérteni ezeknek az összetevőknek a működését. Ezen megjegyzések után megtalálja a szkriptünkben használt összes összetevő változódefinícióit. Itt sok keményen kódolt értéket módosíthat, például az egyenáramú motor fordulatszámát, amelyet meg kell tennie, amikor az egyenáramú motorokat a vízszintes távolsággal kalibrálja. Ha rendelkezik korábbi tapasztalatokkal az Arduino programmal kapcsolatban, akkor tudja, hogy az Arduino szkript két fő része a setup () és a loop () függvény. A beállítási funkció ebben a fájlban többé -kevésbé figyelmen kívül hagyható, kivéve a VL53L1X ToF érzékelő kódját, amelynek egy sora van, ahol az érzékelő távolságmódja tetszés szerint megváltoztatható. A hurok funkció az, ahol a távolság és a szög értékeit kiolvassák az érzékelőkből a vízszintes távolság és más változók kiszámításához. Mint korábban említettük, ezeket az értékeket a DC motor fordulatszámának és a LED -értékeknek a meghatározására használják a hurokfüggvényen kívüli további funkciók meghívásával. Az egyik probléma, amellyel találkoztunk, az volt, hogy az érzékelőkből származó értékek jelentősen eltérnek egymástól az elektromos alkatrészeken belüli következetlenségek miatt. Például a CyberCannon megérintése nélkül mind a távolság, mind a szög értékei eléggé eltérnének ahhoz, hogy az egyenáramú motor fordulatszáma véletlenszerűen ingadozzon. A probléma megoldása érdekében gördülő átlagot alkalmaztunk, amely kiszámítja az aktuális távolságot és szöget a 20 legutóbbi érzékelőérték átlagolásával. Ez azonnal kijavította az érzékelői következetlenségekkel kapcsolatos problémáinkat, és kiegyenlítette a LED- és egyenáramú motor számításainkat. Meg kell említeni, hogy ez a szkript egyáltalán nem tökéletes, és mindenképpen tartalmaz néhány hibát, amelyeket még ki kell dolgozni. Például a CyberCannon tesztelésekor a kód véletlenszerűen lefagy körülbelül minden harmadik alkalommal, amikor bekapcsoltuk. Alaposan átnéztük a kódot, de nem találtuk a problémát; ezért ne ijedjen meg, ha ez történik veled. Ennek ellenére, ha sikerül megtalálnia a kódunkkal kapcsolatos problémát, kérjük, tudassa velünk!

6. lépés: Pusztítsd el a versenyt

Reméljük, hogy ez az Instructable világos oktatóanyagot nyújtott Önnek, hogy saját CyberCannon -t építsen, és csak annyit kér, hogy nyugodtan bánjon barátaival, amikor a következő bulin eljátssza őket!

Grant Galloway és Nils Opgenorth