The Ultimate Beer Pong Machine - PongMate CyberCannon Mark III: 6 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:52

معرفی

PongMate CyberCannon Mark III جدیدترین و پیشرفته ترین قطعه فن آوری پنگ آبجو است که تا به حال به فروش عمومی رسیده است. با CyberCannon جدید ، هر شخصی می تواند تبدیل به ترسناک ترین بازیکن در میز آب پنگ شود. چه طور ممکنه؟ خوب ، CyberCannon Mark III ترکیبی از یک سیستم پرتاب مدرن ، سیستم کمکی FlightControl و سیستم کالیبراسیون هدف است تا اطمینان حاصل شود که هر توپ پینگ پنگ با بالاترین دقت ممکن شلیک می شود. در اینجا نحوه کار آن آمده است:

سیستم راه اندازی PongMate شامل یک مکانیسم بارگیری و تیراندازی است که توسط مهندسان سطح بالا آلمانی و آمریکایی طراحی شده است و حداکثر کارایی را روی میز تضمین می کند. توپ را بارگذاری کنید ، دکمه را فشار دهید و شوت کنید. SG90 180 درجه سروو اطمینان می دهد که توپ با دقت در موقعیت مناسب برای شوت مطلوب قرار می گیرد. به منظور اطمینان از اینکه هیچ وقت در مهمانی از شر آب کم نمی شوید و راه خود را ادامه می دهید ، سیستم راه اندازی PongMate CyberCannon Mark III با 2 ، نه 4 ، اما با 6 باتری AA قابل شارژ کار می کند و حداکثر تا 9V و 6600 میلی آمپر ، برای تغذیه هر دو DC-Motors.

سیستم کمکی FlightControl با استفاده از جدیدترین فناوری سنجش و لیزر ، مسیر بهینه برای توپ پینگ پنگ را محاسبه می کند. PongMate CyberCannon Mark III با کمک شتاب سنج و زمان سنسورهای پرواز می تواند موقعیت دقیق کاربر را با توجه به جام هدف محاسبه کند.

برای هدایت بصری کاربر به ارتفاع و زاویه صحیح عکاسی ، سیستم کالیبراسیون هدف با سطح جاذبه و 5 رابط LED طراحی شده است تا اطمینان حاصل شود که موقعیت مناسب قبل از پرتاب به دست آمده است.

PongMate CyberCannon Mark III صرفاً یک قطعه فنی مهندسی نیست. هزاران ساعت تحقیق روی طراحی ارگونومیک محصول انجام شد. بندهای Velcro ایتالیایی با دوخت دستی در صفحه چوب جامد یکپارچه شده و متناسب با هر اندازه بازو تنظیم می شوند. یک دسته ماشه قوی در زیر سیستم کمکی FlightControl وصل شده است تا حتی پس از چند پینت از بهترین های اشتوتگارت ، چسبندگی پایداری را ایجاد کند.

بنابراین ، اگر می خواهید در پنگ پنگ مهارت داشته باشید ، اگر می خواهید در تیم برنده باشید و اگر می خواهید همه را در مهمانی تحت تأثیر قرار دهید ، به PongMate CyberCannon Mark III احتیاج دارید ، و هرگز یک شات را از دست نخواهید داد. از نو.

مرحله 1: سخت افزار و الکترونیک

در زیر می توانید تمام سخت افزار ، قطعات الکترونیکی و ابزارهای مورد نیاز برای ایجاد PongMate CyberCannon Mark III را بیابید. بخش الکترونیک به چهار زیر بخش تقسیم می شود-واحد کنترل ، سیستم راه اندازی ، سیستم کمکی FlightControl و سیستم کالیبراسیون هدف-برای نشان دادن اجزای مورد نیاز برای قسمت های مختلف CyberCannon. پیوندهایی به گزینه های خرید برای همه قطعات الکترونیکی ارائه شده است. با این حال ، ما به طور خاص هیچ یک از خرده فروشان مرتبط را تایید نمی کنیم.

سخت افزار

لوله تخلیه PVC 15-20 سانتی متر (Ø 50 میلی متر)

کراوات کابل 4 برابر

ورق تخته سه لا 600x400 میلی متر (4 میلی متر)

لولا درب 1x

بست 1 متری Velcro

لوله پی وی سی 12 سانتی متری (Ø 20 میلی متر)

چسب چوب

چسب فوق العاده

نوار برقی

8 پیچ M3 پیچ چوبی

پیچ های چوبی 8x M2

2x M4 پیچ 50 میلیمتری

2 برابر ماشین لباسشویی

4x M4 آستین نخ دار 18 میلی متری

2 برابر مهره پیچ M4

الکترونیک

واحد کنترل

آردوینو اونو

مینی بردبورد

سیم های جامپر

بسته نگهدارنده باتری

2 برابر کابل اتصال باتری

6 برابر باتری AA قابل شارژ (هر کدام 1.5 ولت)

مسدود کردن باتری 9 ولت

کلید دکمه را فشار دهید

سیستم راه اندازی

2x DC-Motor 6-12V

IC درایور موتور L293D

سرو موتور

دکمه پرتاب

2 برابر لاستیک فوم (45 میلی متر)

2 برابر سوکت کاهش (Ø 2 میلی متر)

سیستم کمکی FlightControl

شتاب سنج MPU-6050

VL53L1X سنسور زمان پرواز (ToF)

سنسور لیزری ANGEEK 5V KY-008 650 نانومتر

هدف سیستم کالیبراسیون

گرانش 2 بعدی-سطح

LED های 5 * 8 بیتی WS2812 RGB

Europlatine (لحیم کاری) یا Breadboard

ابزارها

کاتر

اره

پیچ گوشتی

سوزن و نخ

لحیم کاری و لحیم کاری*

*Breadboard جایگزینی برای لحیم کاری است.

موارد اضافی

2 عدد توپ پینگ پنگ

20 برابر جام قرمز

آبجو یا آب)

مرحله 2: منطق

منطق پشت PongMate CyberCannon Mark III در مورد ساده سازی رابطه بین متغیرهای سیستم و سرعت موتور DC به منظور شلیک فاصله صحیح به هر توپ پینگ پنگ است. اگر CyberCannon یک پرتاب کننده ثابت با زاویه ثابت باشد ، محاسبه سرعت موتور DC یک رابطه نسبتا ساده بین فاصله پرتاب کننده تا فنجان و توان مورد نیاز موتورها خواهد بود. با این حال ، از آنجا که CyberCannon یک دستگاه مچ است ، بنابراین هنگام محاسبه سرعت موتور DC ، فاصله عمودی از پرتاب کننده تا جام و زاویه پرتاب کننده باید علاوه بر فاصله افقی در نظر گرفته شود. یافتن راه حل صحیح برای یک سیستم چهار متغیری که فقط آزمون و خطا در اختیار ما باشد ، کاری بسیار دشوار و خسته کننده خواهد بود. با این فرض که بتوانیم این همبستگی را پیدا کنیم ، ناسازگاری های اندک قرائت های پرتابگر و سنسور همچنان باعث ایجاد نادرستی کافی در سیستم ما می شود که افزودن آنقدر دقیق به محاسبه سرعت موتور DC منطقی نیست. در نهایت ، ما تصمیم گرفتیم که بهتر است تا آنجا که ممکن است متغیرها را حذف کنیم تا سرعت موتور DC به طور منطقی از طریق آزمایش و خطا تعیین شود و نتایج قابل فهم را برای کاربر ایجاد کند. به عنوان مثال ، درک این نکته برای کاربر بسیار آسان است که سرعت موتور DC با افزایش فاصله افقی افزایش یافته و با کاهش فاصله افقی کاهش می یابد. اگر معادله سرعت موتور DC متغیرهای زیادی داشته باشد ، نحوه محاسبه سرعت موتور DC قابل درک نخواهد بود.

باز هم ، متغیرهای اصلی درون سیستم ما عبارتند از: فاصله افقی ، فاصله عمودی ، زاویه پرتاب کننده و سرعت موتور DC. به منظور ایجاد ثبات ترین نتایج ، ما تصمیم گرفتیم که فاصله عمودی و زاویه پرتاب کننده را از محاسبه سرعت موتور DC با رفع این متغیر حذف کنیم. با هدایت کاربر به ارتفاع و زاویه مناسب با سیستم کالیبراسیون هدف ، ما توانستیم فاصله عمودی و زاویه پرتاب کننده را ثابت کنیم. به طور خاص ، فاصله عمودی صحیح زمانی نشان داده می شود که سه LED وسط پنج رابط LED به رنگ سبز درآید و زاویه راه انداز صحیح زمانی مشخص می شود که حباب های سطح گرانش دو محوره بین خطوط سیاه متمرکز شوند. در این مرحله ، تنها متغیرهای باقی مانده فاصله افقی و سرعت موتور DC هستند. گفته می شود ، فاصله افقی باید از داده های حسگر محاسبه شود زیرا فاصله افقی را نمی توان مستقیماً اندازه گیری کرد. در عوض ، می توان فاصله مستقیم پرتاب کننده تا جام و زاویه از سطح افقی را اندازه گیری کرد و برای محاسبه فاصله افقی استفاده کرد. ما از سنسور VL53L1X ToF برای اندازه گیری فاصله پرتاب کننده تا جام و شتاب سنج MPU-6050 برای اندازه گیری زاویه از سطح افقی استفاده کردیم. ریاضیات پشت این محاسبه بسیار ساده است و در تصویر ضمیمه این بخش قابل مشاهده است. اساساً ، تنها فرمول مورد نیاز برای محاسبه فاصله افقی از این دو قرائت سنسور ، قانون سینوس ها است.

پس از محاسبه فاصله افقی ، تنها کاری که باید انجام شود یافتن همبستگی بین این فاصله و سرعت موتور DC است که با استفاده از آزمون و خطا آن را حل کردیم. نمودار این مقادیر را می توانید در تصویر پیوست مشاهده کنید. ما انتظار داشتیم که رابطه بین فاصله افقی و سرعت موتور DC خطی باشد ، اما ما شگفت زده شدیم که متوجه شدیم این منحنی بیشتر شبیه یک عملکرد ریشه مکعب است. پس از تعیین ، این مقادیر به سختی در اسکریپت آردوینو کدگذاری شدند. اجرای نهایی همه این قسمتها را می توانید در این ویدئو در اینجا مشاهده کنید ، جایی که رابط LED تغییر می کند تا ارتفاع نسبی به هدف را نشان دهد و سرعت موتور DC با تغییر مقادیر ورودی متفاوت از حسگرها شنیده می شود.

مرحله 3: ساخت سخت افزار

ویژگی سخت افزاری PongMate CyberCannon Mark III این است که می توانید در خانه سریع و خشن عمل کنید یا با دستگاه CNC یا چاپگر سه بعدی ثابت و دقیق عمل کنید. ما گزینه اول را انتخاب کردیم و از یک برش جعبه برای برش ورق های تخته سه لا 4 میلی متری برای طراحی خود استفاده کردیم. با این حال ، اگر می خواهید این گزینه را دنبال کنید ، ما ورق قطعات CNC را ارائه کردیم. لایه های تخته سه لا طوری طراحی شده اند که اجزای مختلف CyberCannon تا آنجا که ممکن است ادغام شوند. به عنوان مثال ، صفحه اصلی سیستم راه اندازی دارای برش هایی برای آردوینو ، باتری ها ، تخته نان و تسمه های Velcro است ، در حالی که صفحه اصلی سیستم کمکی FlightControl دارای برش هایی است که یک تونل برای سیم های حسگر ایجاد می کند و پیچ های اتصال دهنده را پنهان می کند. دسته ماشه هنگامی که تمام قطعات را از ورق تخته سه لا جدا کردید ، می توانید آنها را به هم بچسبانید و صفحات پایه CyberCannon را تشکیل دهید. هنگام چسباندن ، ما فکر می کنیم مهم است که واقعاً بررسی کنیم که همه چیز به درستی چیده شده است و همچنین پیشنهاد می کنیم که از گیره یا چند کتاب برای فشار آوردن هنگام خشک شدن قطعات استفاده کنید. قبل از شروع به اتصال قطعات شکننده تر مانند لوله پرتاب کننده و وسایل الکترونیکی ، پیشنهاد می کنیم که روی تسمه های Velcro دوخت بزنید زیرا ممکن است لازم باشد صفحه اصلی را بچرخانید تا تسمه ها را وارد کرده و دوخت را آسان کنید. لوله پرتاب کننده باید بر روی چرخ هایی که می توانید خریداری کنید ، بریده شود و به سرو موتور کمک کند تا توپ را به داخل چرخ ها بچرخاند. ما توصیه می کنیم که چرخ ها تا حدودی پیچ خورده باشند تا بتوانند از قطر توپ پینگ پنگ به هم نزدیک تر شوند ، که شات قوی تر و سازگارتری را ارائه می دهد. در همین راستا ، مهم است که موتورهای DC محکم محکم شده و هنگام فشردن توپ بین چرخ ها حرکت نکنند. در غیر این صورت ، توپ قدرت و ثبات خود را از دست می دهد. ما همچنین پیشنهاد می کنیم که مطمئن شوید پیچ هایی که خریداری کرده اید در سوراخ قطعات الکترونیکی شما قرار داشته باشند تا به آنها آسیب نرسانید و دوبار بررسی کنید که بین قطعات مختلفی که در پایه پیچ می کنید هیچ گونه تعارض پیچ ایجاد نشود. بشقاب ها صرف نظر از اینکه چقدر می خواهید در ساخت سخت افزار CyberCannon دقیق باشید ، بهترین راه برای پیشرفت این است که فقط شروع به ساخت و کشف جزئیات کوچک در طول راه کنید.

مرحله 4: مونتاژ الکترونیک

در مقایسه با ساختار سخت افزاری ، ممکن است مونتاژ قطعات الکترونیکی یک مرحله آسان به نظر برسد. با این حال ، این مرحله را نباید دست کم گرفت زیرا بسیار مهم است. یک سیم بی جا می تواند مانع از عملکرد صحیح CyberCannon شود یا حتی برخی از اجزای الکتریکی را از بین ببرد. بهترین راه برای مونتاژ قطعات الکترونیکی این است که به سادگی از نمودار مدار ارائه شده در تصاویر پیوست پیروی کرده و دوبار بررسی کنید که آیا منبع تغذیه و سیمهای زمین را با هم مخلوط نکرده اید. توجه به این نکته ضروری است که ما موتورهای DC را بر روی شش باتری 1.5 ولت AA قابل شارژ به جای یک باتری بلوک 9 ولت مانند بقیه لوازم الکترونیکی کار می کردیم ، زیرا متوجه شدیم که شش باتری AA قدرت ثابت تری برای موتورهای DC ارائه می دهد. پس از اتمام مونتاژ لوازم الکترونیکی ، کافی است کد Arduino را بارگذاری کنید ، و PongMate CyberCannon Mark III شما راه اندازی می شود.

مرحله 5: کد آردوینو

با فرض اینکه همه چیز را به درستی تنظیم کرده اید ، کد پیوست آردوینو تنها چیزی است که قبل از آماده شدن CyberCannon برای استفاده نیاز دارید. در ابتدای فایل ، ما نظراتی نوشته ایم که همه مثال ها و کتابخانه هایی را که برای کمک به ما در پیاده سازی کد اجزای مختلف الکترونیکی استفاده کرده اند توضیح می دهد. اگر می خواهید اطلاعات بیشتر یا درک بهتری از نحوه عملکرد این اجزا داشته باشید ، این منابع برای تحقیق بسیار مفید خواهد بود. پس از این نظرات ، تعاریف متغیر همه اجزای مورد استفاده در اسکریپت ما را خواهید یافت. این جایی است که می توانید بسیاری از مقادیر سخت مانند مقادیر سرعت موتور DC را تغییر دهید ، که هنگام کالیبراسیون موتورهای DC خود با فاصله افقی باید انجام دهید. اگر تجربه قبلی در زمینه آردوینو دارید ، می دانید که دو قسمت اصلی یک اسکریپت آردوینو توابع setup () و loop () هستند. به غیر از کد سنسور VL53L1X ToF ، که دارای یک خط است در آن می توان حالت فاصله سنسور را در صورت تمایل تغییر داد ، عملکرد تنظیمات را می توان در این پرونده کم و بیش نادیده گرفت. تابع حلقه جایی است که مقادیر فاصله و زاویه از حسگرها برای محاسبه فاصله افقی و سایر متغیرها خوانده می شود. همانطور که قبلاً اشاره کردیم ، این مقادیر برای تعیین سرعت موتور DC و مقادیر LED با فراخوانی توابع اضافی خارج از تابع حلقه استفاده می شوند. یکی از مشکلاتی که ما با آن مواجه شدیم این بود که مقادیر ناشی از سنسورها به دلیل ناسازگاری در خود اجزای الکتریکی با تفاوت قابل توجهی متفاوت خواهند بود. به عنوان مثال ، بدون لمس CyberCannon ، مقدار فاصله و زاویه آنقدر متفاوت است که باعث می شود سرعت موتور DC به طور تصادفی نوسان کند. به منظور رفع این مشکل ، ما یک میانگین نورد را اجرا کردیم که فاصله و زاویه فعلی را با میانگین بیش از 20 مقدار سنسور اخیر محاسبه می کند. این بلافاصله مشکلاتی را که با ناهماهنگی سنسور داشتیم برطرف کرد و محاسبات موتور LED و DC ما را برطرف کرد. لازم به ذکر است که این اسکریپت به هیچ وجه کامل نیست و قطعاً دارای چند اشکال است که هنوز باید برطرف شود. به عنوان مثال ، هنگامی که ما CyberCannon را آزمایش می کردیم ، کد به طور تصادفی تقریباً از هر سه بار که آن را روشن می کردیم ، یخ می زد. ما به طور گسترده کد را بررسی کرده ایم اما نتوانسته ایم مشکل را پیدا کنیم. بنابراین ، اگر این اتفاق برای شما افتاد ، نگران نباشید. گفته می شود ، اگر موفق شدید مشکل کد ما را پیدا کنید ، لطفاً به ما اطلاع دهید!

مرحله 6: رقابت را از بین ببرید

ما امیدواریم که این دستورالعمل آموزشی واضح را برای شما ایجاد کرده باشد تا بتوانید CyberCannon خود را بسازید و فقط از دوستان بخواهید که در مهمانی بعدی آنها را بازی کنید.

گرنت گالووی و نیلز اپگنورت