Pivo pongining eng yaxshi mashinasi - PongMate CyberCannon Mark III: 6 qadam (rasmlar bilan)

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:23

Kirish

PongMate CyberCannon Mark III - bu ommaga sotiladigan pivo pong texnologiyasining eng yangi va eng ilg'or qismi. Yangi CyberCannon yordamida har qanday odam pivo stolining eng qo'rqinchli o'yinchisiga aylanishi mumkin. Bu qanday mumkin? Xo'sh, CyberCannon Mark III har bir stol tennisi to'pi iloji boricha yuqori aniqlikda o'q otilishini ta'minlash uchun zamonaviy ishga tushirish tizimi, FlightControlning yordamchi tizimi va maqsadli kalibrlash tizimini birlashtiradi. Bu qanday ishlaydi:

PongMate-ni ishga tushirish tizimi yuqori darajadagi nemis va amerikalik muhandislar tomonidan ishlab chiqilgan va stolda maksimal samaradorlikni kafolatlaydigan yuklash va otish mexanizmidan iborat. To'pni yuklang, tugmani bosing va otib tashlang. SG90 180 darajali Servo mos keladigan zarba uchun to'pni aniq joyiga surilishini ta'minlaydi. PongMate CyberCannon Mark III -ning ishga tushirish tizimi 2 -da emas, 4 -da ishlaydi, lekin bu 6 ta qayta zaryadlanuvchi AA batareyalarida ishlaydi. 9V va 6600 mA, har ikkala DC-motorini quvvatlantirish uchun.

Yordamchi FlightControl tizimi ping-pong to'pi uchun eng maqbul traektoriyani hisoblash uchun zamonaviy sezgi va lazer texnologiyasidan foydalanadi. PongMate CyberCannon Mark III akselerometr va uchish datchiklari yordamida maqsadli kosaga nisbatan foydalanuvchining aniq pozitsiyasini hisoblashi mumkin.

Vizual ravishda foydalanuvchini to'g'ri tortishish balandligi va burchagiga yo'naltirish uchun, maqsadli kalibrlash tizimi tortishish darajasi va 5 LEDli interfeys bilan ishlab chiqilgan bo'lib, ishga tushishdan oldin tegishli pozitsiyaga erishilgan.

PongMate CyberCannon Mark III faqat texnik muhandislik emas. Mahsulotning ergonomik dizayniga minglab soatlik tadqiqotlar sarflandi. Qo'lda tikilgan italyan Velcro tasmalari yog'ochdan yasalgan taglikka o'rnatilgan va har qanday qo'l o'lchamiga moslashtiriladi. Shtutgartning bir necha pintidan keyin ham barqaror ushlab turish uchun Yordamchi FlightControl tizimi ostiga mustahkam tetik tutqichi o'rnatilgan.

Shunday qilib, agar siz pivo pongida yaxshi bo'lishni xohlasangiz, g'olib jamoada bo'lishni xohlasangiz va partiyada barchani hayratda qoldirmoqchi bo'lsangiz, sizga PongMate CyberCannon Mark III kerak bo'ladi va siz hech qachon zarbani o'tkazib yubormaysiz. yana

1 -qadam: Uskuna va elektronika

Quyida siz PongMate CyberCannon Mark III ni yaratish uchun zarur bo'lgan barcha apparat, elektron komponentlar va asboblarni topishingiz mumkin. "Elektronika" bo'limi CyberCannon-ning turli qismlari uchun qaysi komponentlar kerakligini ko'rsatish uchun to'rtta kichik bo'limga bo'linadi-Boshqarish birligi, Ishga tushirish tizimi, FlightControlning yordamchi tizimi va Maqsadli kalibrlash tizimi. Barcha elektron komponentlarni sotib olish imkoniyatlari ko'rsatilgan. ammo, biz bog'langan chakana sotuvchilarning hech birini alohida qo'llab -quvvatlamaymiz.

Uskuna

15-20 sm PVX drenaj trubkasi (Ø 50 mm)

4x kabel aloqasi

600x400 mm kontrplak varag'i (4 mm)

1x eshikli menteşe

1 m Velcro mahkamlagich

12 sm PVX quvur (Ø 20 mm)

Yog'och yopishtiruvchi

Super elim

Elektr tasmasi

8x M3 yog'och vintlardek

8x M2 yog'och vintlardek

2x M4 50 mm murvat

2x kir yuvish mashinasi

4x M4 18mm tishli qisma

2x M4 boltli yong'oq

Elektronika

Tekshirish birligi

Arduino Uno

Mini stol paneli

Jumper simlari

Batareya ushlagichi to'plami

2x batareya ulagichi kabeli

6 marta qayta zaryadlanuvchi AA batareyalari (har biri 1,5 V)

9v blokli batareya

Matbuot tugmachasini almashtirish

Ishga tushirish tizimi

2x doimiy dvigatel 6-12V

L293D dvigatel haydovchisi IC

Servo dvigatel

Ishga tushirish tugmasi

2x ko'pikli kauchuk g'ildiraklar (45 mm)

2x kamaytiruvchi soket (Ø 2 mm)

FlightControl yordamchi tizimi

MPU-6050 akselerometr

VL53L1X Parvoz vaqti (ToF) sensori

ANGEEK 5V KY-008 650nm lazerli sensorli modul

Maqsadli kalibrlash tizimi

2D tortishish darajasi

5x 8bitli WS2812 RGB LED

Evroplatin (lehim) yoki non paneli

Asboblar

Box kesuvchi

Ko'rdim

Tornavida

Igna va ip

Lehimlash temir va lehim*

*Breadboard - lehimga muqobil.

Qo'shimchalar

2 marta stol tennisi to'plari

20 marta qizil kubok

Pivo (yoki suv)

2 -qadam: mantiq

PongMate CyberCannon Mark III mantig'i har bir stol tennisi to'pini to'g'ri masofaga o'qqa tutish uchun tizim o'zgaruvchilari va doimiy dvigatel tezligi o'rtasidagi munosabatni soddalashtirishdan iborat. Agar CyberCannon turg'un burchakli statsionar ishga tushirgich bo'lsa, u holda shahar dvigatelining tezligini hisoblash stakangacha bo'lgan masofa va dvigatellarga etkazib beriladigan quvvat o'rtasidagi oddiy munosabatlar bo'ladi. Biroq, CyberCannon bilagiga o'rnatilgan mashina bo'lgani uchun, shahar dvigatelining tezligini hisoblashda, gorizontal masofaga qo'shimcha ravishda, ishga tushirish moslamasidan chashka va ishga tushirish burchagigacha bo'lgan vertikal masofani ham hisobga olish kerak bo'ladi. Bizning ixtiyorimizda faqat sinov va xato bo'lgan to'rtta o'zgaruvchilardan iborat tizimning to'g'ri echimini topish o'ta qiyin va zerikarli ish bo'lar edi. Agar biz bu korrelyatsiyani topa olgan bo'lsak, ishga tushirish moslamasi va sensor o'qishlarining ozgina nomuvofiqligi hali ham tizimimizda etarlicha noaniqlikni keltirib chiqarar edi, shuning uchun doimiy dvigatel tezligini hisoblashga shunchalik aniqlik kiritish mantiqiy emas. Oxir -oqibat, biz DC motor tezligini sinov va xato orqali oqilona aniqlash va foydalanuvchi uchun tushunarli natijalarga erishish uchun imkon qadar ko'proq o'zgaruvchini sinab ko'rish va yo'q qilish yaxshiroq deb qaror qildik. Masalan, gorizontal masofa oshgani sayin shahar dvigatelining tezligi oshishini va gorizontal masofaning kamayishi bilan kamayishini foydalanuvchi tushunishi ancha osonroq. Agar shahar dvigatelining tezligi tenglamasi juda ko'p o'zgaruvchiga ega bo'lsa, unda shahar motorining tezligi qanday hisoblanayotgani intuitiv bo'lmaydi.

Shunga qaramay, bizning tizimimizdagi asosiy o'zgaruvchilar gorizontal masofa, vertikal masofa, ishga tushirish burchagi va shahar motorining tezligi. Eng izchil natijalarga erishish uchun biz ushbu o'zgaruvchini to'g'rilab, shahar motorining tezligini hisoblashdan vertikal masofa va ishga tushirish burchagini olib tashlashga qaror qildik. Kalibrlash tizimi yordamida foydalanuvchini to'g'ri balandlik va burchakka yo'naltirish orqali biz vertikal masofani va ishga tushirish burchagini to'g'rilay oldik. Xususan, beshta LED interfeysining o'rta uchta LEDlari yashil rangga aylanganda to'g'ri vertikal masofa ko'rsatiladi va ikki o'qli tortishish darajasidagi pufakchalar qora chiziqlar o'rtasida joylashganida to'g'ri ishga tushirish burchagi ko'rsatiladi. Hozirgi vaqtda faqat o'zgaruvchilar gorizontal masofa va shahar motorining tezligi. Aytish kerakki, gorizontal masofani sensorlar ma'lumotidan hisoblash kerak, chunki gorizontal masofani to'g'ridan -to'g'ri o'lchab bo'lmaydi. Buning o'rniga, ishga tushirish moslamasidan stakangacha bo'lgan to'g'ridan -to'g'ri masofa va gorizontal tekislikdagi burchakni o'lchash va gorizontal masofani hisoblash uchun foydalanish mumkin. Biz VL53L1X ToF sensori yordamida ishga tushirish moslamasidan stakangacha bo'lgan masofani va gorizontal tekislikdan burchakni o'lchash uchun MPU-6050 akselerometrini ishlatdik. Bu hisoblashning matematikasi juda oddiy va uni ushbu bo'limga biriktirilgan rasmda ko'rish mumkin. Asosan, bu ikkita sensor o'qishdan gorizontal masofani hisoblash uchun kerak bo'lgan yagona formula - Sinuslar qonuni.

Gorizontal masofani hisoblab chiqqandan so'ng, biz bu masofa bilan doimiy dvigatel tezligi o'rtasidagi bog'liqlikni topamiz, biz buni sinov va xato yordamida hal qildik. Bu qiymatlarning syujetini biriktirilgan rasmda ko'rish mumkin. Biz gorizontal masofa va shahar dvigatelining tezligi o'rtasidagi bog'liqlik chiziqli bo'lishini kutgan edik, lekin biz uning kub ildiz funktsiyasiga o'xshash egri chiziqdan o'tganini bilib hayron bo'ldik. Aniqlanganidan so'ng, bu qiymatlar Arduino skriptiga qattiq kodlangan. Bu qismlarning barchasini yakuniy bajarilishini bu videoda ko'rish mumkin, bu erda LED interfeysi nishonning nisbiy balandligini ko'rsatish uchun o'zgaradi va datchiklarning o'zgaruvchan kirish qiymatlari bilan o'zgaruvchan shahar motorining tezligi eshitiladi.

3 -qadam: Uskuna qurilishi

PongMate CyberCannon Mark III -ning apparat konstruktsiyasining yaxshi tomoni shundaki, siz uyda tez va qo'pol ishlay olasiz, yoki CNC mashinasi yoki 3D -printer yordamida barqaror va aniq bo'lishingiz mumkin. Biz birinchi variantni tanladik va dizaynimiz uchun 4 mm kontrplak varaqlarini kesish uchun quti kesgichdan foydalandik; ammo, agar siz ushbu variantni tanlamoqchi bo'lsangiz, biz CNC qismlari varag'ini taqdim etdik. Kontrplakning qatlamlari CyberCannon -ning turli komponentlarini iloji boricha birlashtirilishi uchun yaratilgan. Masalan, Ishga tushirish tizimining asosiy plastinkasida Arduino, batareyalar, non paneli va Velcro tasmalari bor, Yordamchi FlightControl tizimining asosiy plastinkasida sensorlar simlari uchun tunnel yaratadigan va murvatlarni yashiradigan kesmalar mavjud. tetik tutqichi. Kontrplakdan barcha bo'laklarni kesib bo'lgach, ularni yopishtirib, CyberCannonning asosiy plitalarini hosil qilishingiz mumkin. Yelimlashda, hamma narsa to'g'ri joylashtirilganligini tekshirish juda muhim, deb o'ylaymiz, shuningdek, bo'laklar quriganda, bosim o'tkazish uchun qisqichlar yoki bir nechta kitoblardan foydalanishni maslahat beramiz. Ishga tushirish trubkasi va elektronika kabi nozik qismlarni biriktirishni boshlashdan oldin, biz Velcro tasmalarini tikishni taklif qilamiz, chunki siz tasmalarni o'rnatish va tikishni osonlashtirish uchun taglik plastini ag'darishingiz kerak bo'ladi. Ishga tushirish trubkasi siz sotib oladigan g'ildiraklarga mos keladigan tarzda kesilishi kerak va to'pni g'ildiraklarga itarish uchun servo dvigatelning to'g'ri harakatlanishiga imkon beradi. G'ildiraklarni stol tennisi to'pining diametridan ko'ra bir -biriga yaqinroq joylashtirish uchun tavsiya qilamiz, bu esa yanada kuchli va izchil zarba beradi. Xuddi shu yo'nalishda, shuningdek, to'pni g'ildiraklar orasiga siqib qo'yganda, shahar motorlarining mahkamlanganligi va harakat qilmasligi ham muhimdir; aks holda, to'p kuch va mustahkamlikni yo'qotadi. Shuningdek, biz sotib olgan vintlardek elektron komponentlarning teshiklariga to'g'ri joylashtirilganligiga ishonch hosil qilishingizni tavsiya qilamiz, shunda siz ularga zarar bermasligingiz va taglikka vidalanayotgan turli qismlar o'rtasida vintlar to'qnashuvi bo'lmasligini ikki marta tekshirishingiz kerak. plitalar. CyberCannon -ning apparat qurilishida qanchalik aniq bo'lishni xohlamasligingizdan qat'i nazar, muvaffaqiyatga erishishning eng yaxshi usuli - bu qurilishni boshlash va yo'lda kichik detallarni aniqlash.

4 -qadam: elektronika yig'ilishi

Elektron qurilmalar, birinchi navbatda, apparat konstruktsiyasini solishtirganda oson qadamdek tuyulishi mumkin; ammo, bu bosqichni ahamiyatsiz deb bo'lmaydi, chunki bu juda muhim. Noto'g'ri joylashtirilgan sim CyberCannon -ning to'g'ri ishlashiga to'sqinlik qilishi yoki hatto ba'zi elektr komponentlarini yo'q qilishi mumkin. Elektron qurilmalarni yig'ishning eng yaxshi usuli - ilova qilingan rasmlarda ko'rsatilgan sxemaga amal qilish va hech qachon elektr ta'minoti va topraklama simlarini aralashtirmasligingizni tekshirish. Ta'kidlash joizki, biz shahar elektron dvigatellarini boshqa elektronlar singari bitta 9V blokli batareyaning o'rniga 1,5 V qayta zaryadlanuvchi AA batareyalarida ishlatardik, chunki biz oltita AA batareyasi doimiy dvigatellar uchun barqaror quvvatni ta'minlaganligini aniqladik. Elektronikani yig'ishni tugatganingizdan so'ng, Arduino kodini yuklashingiz kifoya, va sizning PongMate CyberCannon Mark III ishga tushadi.

5 -qadam: Arduino kodi

Siz hamma narsani to'g'ri o'rnatgan deb hisoblasangiz, biriktirilgan Arduino kodi CyberCannon ishlatishga tayyor bo'lishidan oldin kerak bo'ladi. Faylning boshida biz har xil elektron komponentalar kodini amalga oshirishga yordam berish uchun biz ishlatgan barcha misollar va kutubxonalarni tushuntirib beradigan izohlar yozdik. Agar siz qo'shimcha ma'lumot olishni yoki ushbu komponentlarning ishlashini yaxshiroq tushunishni istasangiz, ushbu manbalar tadqiqot uchun juda foydali bo'lishi mumkin. Ushbu sharhlardan so'ng siz bizning skriptimizda ishlatiladigan barcha komponentlarning o'zgaruvchan ta'riflarini topasiz. Bu erda siz doimiy dvigatelning tezligi qiymatlari kabi qattiq kodlangan ko'plab qiymatlarni o'zgartirishingiz mumkin, siz gorizontal masofada doimiy dvigatellarni kalibrlashda qilishingiz kerak bo'ladi. Agar siz Arduino bilan oldingi tajribaga ega bo'lsangiz, Arduino skriptining ikkita asosiy qismi - bu setup () va loop () funktsiyalari ekanligini bilasiz. VL53L1X ToF sensor kodidan tashqari, agar xohlasangiz, sensorning masofaviy rejimini o'zgartirish mumkin bo'lgan bitta qatordan tashqari, ushbu faylni sozlash funktsiyasini ko'p yoki kamroq e'tiborsiz qoldirish mumkin. Gorizontal masofani va boshqa o'zgaruvchilarni hisoblash uchun sensorlar orqali masofa va burchak qiymatlari o'qiladigan pastadir funktsiyasi. Yuqorida aytib o'tganimizdek, bu qiymatlar pastadir funktsiyasidan tashqari qo'shimcha funktsiyalarni chaqirib, shahar motorining tezligini va LED qiymatlarini aniqlash uchun ishlatiladi. Biz duch kelgan muammolardan biri shundaki, sensorlardan keladigan qiymatlar, elektr komponentlarining mos kelmasligi tufayli sezilarli darajada farq qiladi. Masalan, CyberCannon -ga tegmasdan, masofa va burchak qiymatlari shahar dvigatelining tezligi tasodifiy tebranishi uchun etarlicha farq qiladi. Ushbu muammoni hal qilish uchun biz joriy masofani va burchakni hisoblaydigan sensorlar sonining o'rtacha 20 qiymatini o'rtacha hisoblab chiqadigan o'rtacha ko'rsatkichni joriy qildik. Bu sensorning nomuvofiqligi bilan bog'liq muammolarni darhol hal qildi va LED va shahar dvigatellarining hisob -kitoblarini tekisladi. Ta'kidlash joizki, bu skript hech qanday mukammal emas va, albatta, hali ishlab chiqilishi kerak bo'lgan bir nechta xatolarga ega. Masalan, biz CyberCannon -ni sinovdan o'tkazayotganimizda, kod tasodifan biz yoqgan har uchdan birida muzlab qoladi. Biz kodni batafsil ko'rib chiqdik, lekin muammoni topa olmadik; shuning uchun, agar bu siz bilan sodir bo'lsa, qo'rqmang. Aytgancha, agar siz bizning kodimiz bilan muammoni topa olsangiz, bizga xabar bering!

6 -qadam: Raqobatni yo'q qiling

Umid qilamizki, bu ko'rsatma sizga CyberCannon -ni o'zingiz yaratishingiz va faqat keyingi partiyada o'ynaganingizda do'stlaringizga oson bo'lishingizni so'rash uchun aniq ko'rsatma berdi!

Grant Galloway va Nils Opgenorth