Ultimate Beer Pong Machine - PongMate CyberCannon Mark III: 6 алхам (зурагтай)

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:01

Танилцуулга

PongMate CyberCannon Mark III бол олон нийтэд зарагдах хамгийн сүүлийн үеийн, хамгийн дэвшилтэт шар айрагны технологийн нэг төрөл юм. Шинэ CyberCannon -ийг ашигласнаар ямар ч хүн шар айрагны ширээний хамгийн айдаг тоглогч болж чадна. Энэ нь яаж боломжтой вэ? CyberCannon Mark III нь дэвшилтэт хөөргөх систем, туслах нислэгийн хяналтын систем, зорилтот шалгалт тохируулгын системийг хослуулсан бөгөөд ширээний теннисний бөмбөг бүрийг хамгийн өндөр нарийвчлалтайгаар бууддаг. Энэ нь хэрхэн ажилладагийг энд харуулав.

PongMate-ийн хөөргөх систем нь Герман, Америкийн дээд түвшний инженерүүдийн зохион бүтээсэн ачаалах, буудлагын механизмаас бүрдэх бөгөөд ширээн дээр хамгийн их үр ашигтай ажиллах баталгаа болдог. Бөмбөгийг ачаалж, товчлуурыг дараад буудна. SG90 180 градусын Servo нь оновчтой цохилт хийхийн тулд бөмбөгийг зөв байрлал руу түлхэх болно. Үдэшлэг дээр шүүс хэзээ ч дуусахгүй, тасралтгүй үргэлжлүүлэхийн тулд PongMate CyberCannon Mark III -ийн хөөргөх систем нь 2 биш 4 -тэй ажилладаг боловч энэ нь 6 цэнэглэдэг АА батерей дээр ажилладаг. 9V ба 6600 мА, DC-мотор хоёуланг нь тэжээх.

Нэмэлт FlightControl систем нь хамгийн сүүлийн үеийн мэдрэгч, лазер технологийг ашиглан ширээний теннисний бөмбөгний оновчтой замыг тооцоолоход ашигладаг. PongMate CyberCannon Mark III нь хурдатгал хэмжигч ба нислэгийн мэдрэгчийн тусламжтайгаар зорилтот аяганы талаархи хэрэглэгчийн яг байрлалыг тооцоолох боломжтой.

Буудлагын өндөр ба өнцгийг зөв харуулахын тулд хэрэглэгчийг тохируулах системийг хүндийн хүчний түвшин, 5 LED интерфэйсээр хөөргөхөөс өмнө зохих байрлалд хүрсэн эсэхийг баталгаажуулах зорилгоор бүтээсэн болно.

PongMate CyberCannon Mark III нь зөвхөн техникийн инженерийн хэсэг биш юм. Бүтээгдэхүүний эргономик дизайныг судлахад хэдэн мянган цаг зарцуулсан. Италийн гараар оёсон Velcro оосор нь хатуу модон хавтан дээр суурилагдсан бөгөөд гарны ямар ч хэмжээтэй тааруулан тохируулдаг. Штутгарт хамгийн сайн зүсэмийг хэдхэн минутын дараа ч гэсэн тогтвортой атгахын тулд туслах нислэгийн хяналтын системийн доор бат бөх гох бариул суурилуулсан болно.

Тиймээс, хэрэв та шар айрагны спортоор хичээллэхийг хүсч байвал, түрүүлсэн багт байхыг хүсвэл, үдэшлэгт байгаа бүх хүмүүст сэтгэгдэл төрүүлэхийг хүсч байвал танд PongMate CyberCannon Mark III хэрэгтэй болно, та хэзээ ч цохилтыг алдахгүй. дахин

Алхам 1: Техник хангамж ба электроник

Доороос та PongMate CyberCannon Mark III -ийг бүтээхэд шаардлагатай бүх техник хангамж, электрон эд анги, багаж хэрэгслийг олох боломжтой. Электроникийн хэсэг нь CyberCannon-ийн өөр өөр хэсгүүдэд ямар бүрэлдэхүүн хэсгүүд шаардлагатайг харуулахын тулд хяналтын хэсэг, хөөргөх систем, туслах нислэгийн хяналтын систем, зорилтот шалгалт тохируулгын систем гэсэн дөрвөн дэд хэсэгт хуваагддаг. Бүх электрон эд ангиудыг худалдан авах сонголтуудын холбоосыг өгсөн болно; Гэсэн хэдий ч бид холбогдсон жижиглэнгийн худалдаачдыг тусгайлан дэмждэггүй.

Техник хангамж

15-20 см хэмжээтэй PVC ус зайлуулах хоолой (Ø 50 мм)

4x кабелийн уяа

600x400 мм хэмжээтэй фанер хуудас (4 мм)

1х хаалганы нугас

1м Velcro бэхэлгээ

12 см PVC хоолой (Ø 20 мм)

Модны цавуу

Супер цавуу

Цахилгаан соронзон хальс

8х М3 хэмжээтэй модон эрэг

8х М2 хэмжээтэй модон эрэг

2х M4 50мм боолт

2х угаагч

4х М4 18мм урттай ханцуйвч

2x M4 боолт самар

Электроник

Хяналтын нэгж

Ардуино Уно

Мини талхны самбар

Холбогч утас

Батерейны багц

2х зай холбогч кабель

6х цэнэглэдэг АА батерей (1.5V тус бүр)

9v блокны батерей

Хэвлэлийн товчлуурын унтраалга

Эхлүүлэх систем

2х DC мотор 6-12V

L293D мотор драйвер IC

Servo мотор

Эхлүүлэгч товч

2х хөөс резинэн дугуй (45мм)

2х бууруулах залгуур (Ø 2 мм)

Нислэгийн хяналтын нэмэлт систем

MPU-6050 хурдасгуур

VL53L1X Нислэгийн цаг (ToF) мэдрэгч

ANGEEK 5V KY-008 650nm лазер мэдрэгч модуль

Зорилго тохируулгын систем

2D таталцлын түвшин

5x 8bit WS2812 RGB LED

Europlatine (Гагнах) эсвэл Breadboard

Багаж хэрэгсэл

Хайрцаг зүсэгч

Харсан

Шургуулагч

Зүү ба утас

Гагнуурын төмөр ба гагнуур*

*Breadboard бол гагнуурын өөр хувилбар юм.

Нэмэлтүүд

2 удаа ширээний теннисний бөмбөг

20 удаа Улаан цом

Шар айраг (эсвэл ус)

Алхам 2: Логик

PongMate CyberCannon Mark III -ийн логик нь ширээний теннисний бөмбөг бүрийг зөв зайд буудахын тулд системийн хувьсагч ба тогтмол гүйдлийн хөдөлгүүрийн хоорондын хамаарлыг хялбарчлах тухай юм. Хэрэв CyberCannon нь тогтмол өнцөгтэй суурин хөөргөгч байсан бол тогтмол гүйдлийн хөдөлгүүрийн хурдыг тооцоолох нь аяга хүртэлх хөөргөх зай ба моторт нийлүүлж буй тэжээлийн хоорондох харьцангуй энгийн харьцаа байх болно. Гэсэн хэдий ч CyberCannon нь бугуйнд суурилагдсан төхөөрөмж тул тогтмол гүйдлийн хөдөлгүүрийн хурдыг тооцоолохдоо хэвтээ зайнаас гадна хөөргөгчөөс аяга хүртэлх зай ба хөөргөх өнцгийг харгалзан үзэх шаардлагатай болно. Зөвхөн туршилт, алдаатай байдаг дөрвөн хувьсагчийн системийн зөв шийдлийг олох нь туйлын хэцүү бөгөөд уйтгартай ажил байх болно. Бид энэ хамаарлыг олж чадсан гэж үзвэл хөөргөгч ба мэдрэгчийн уншилтын бага зэрэг зөрчил нь манай системд хангалттай нарийвчлалгүй хэвээр байх тул DC хөдөлгүүрийн хурдыг тооцоолоход тийм ч нарийвчлалтай оруулах нь утгагүй болно. Эцэст нь бид DC хөдөлгүүрийн хурдыг туршилт, алдааны тусламжтайгаар үндэслэлтэй тодорхойлж, хэрэглэгчдэд ойлгомжтой үр дүн гаргахын тулд аль болох олон хувьсагчийг арилгах, арилгах нь зүйтэй гэж шийдсэн. Жишээлбэл, хэвтээ зай ихсэх тусам тогтмол гүйдлийн хөдөлгүүрийн хурд нэмэгдэж, хэвтээ зай буурах тусам буурдаг гэдгийг хэрэглэгч ойлгоход илүү хялбар байдаг. Хэрэв DC хөдөлгүүрийн хурдны тэгшитгэл хэт олон хувьсагчтай байсан бол тогтмол гүйдлийн хөдөлгүүрийн хурдыг хэрхэн тооцоолох нь ойлгомжтой биш байх болно.

Дахин хэлэхэд манай системийн гол хувьсагчууд нь хэвтээ зай, босоо зай, хөөргөх өнцөг, тогтмол гүйдлийн хөдөлгүүрийн хурд юм. Хамгийн тогтвортой үр дүнд хүрэхийн тулд бид эдгээр хувьсагчийг засах замаар DC моторын эргэлтийн тооцооллоос босоо зай ба хөөргөх өнцгийг хасахаар шийдсэн. Зорилтот шалгалт тохируулгын системийн тусламжтайгаар хэрэглэгчийг зөв өндөр, өнцгөөр удирдан чиглүүлснээр бид босоо зай болон хөөргөх өнцгийг засах боломжтой болсон. Тодруулбал, таван LED интерфэйсийн дунд гурван LED нь ногоон болж, босоо зайг зөв харуулах бөгөөд хоёр тэнхлэгийн таталцлын түвшний бөмбөлөгүүд нь хар шугамын дунд байх үед зөв эхлүүлэх өнцгийг зааж өгнө. Энэ үед үлдэх цорын ганц хувьсагч нь хэвтээ зай ба тогтмол гүйдлийн хөдөлгүүрийн хурд юм. Хэвтээ зайг шууд хэмжих боломжгүй тул хэвтээ зайг мэдрэгчийн өгөгдлөөр тооцоолох шаардлагатай байна. Үүний оронд хөөргөгчөөс аяга хүртэлх шууд зай, хэвтээ хавтгайгаас өнцгийг хэмжиж, хэвтээ зайг тооцоолох боломжтой. Бид VL53L1X ToF мэдрэгчийг ашиглан хөөргөгчөөс аяга хүртэлх зайг хэмжиж, хэвтээ хавтгайгаас өнцгийг хэмжихийн тулд MPU-6050 Accelerometer-ийг ашигласан. Энэхүү тооцооллын цаадах математик нь маш энгийн бөгөөд энэ хэсэгт хавсаргасан зургаас харж болно. Үндсэндээ эдгээр хоёр мэдрэгчийн уншилтаас хэвтээ зайг тооцоолох цорын ганц томъёо бол Синусын хууль юм.

Хэвтээ зайг тооцоолсны дараа хийх ёстой зүйл бол энэ зай ба тогтмол гүйдлийн хөдөлгүүрийн хурд хоёрын хамаарлыг олох явдал юм. Эдгээр утгуудын схемийг хавсаргасан зураг дээрээс харж болно. Хэвтээ зай ба тогтмол гүйдлийн хөдөлгүүрийн хурд хоорондын хамаарал шугаман байх болно гэж бид таамаглаж байсан боловч энэ нь шоо үндэс функцтэй төстэй муруй дагасан болохыг олж мэдээд бид гайхсан. Тодорхойлогдсоны дараа эдгээр утгыг Arduino скриптэд хатуу кодчилсон болно. Эдгээр бүх хэсгүүдийн эцсийн гүйцэтгэлийг энд байгаа видеоноос харж болно, LED интерфэйс нь зорилтот түвшний харьцангуй өндрийг харуулахын тулд өөрчлөгдөж, мэдрэгчийн янз бүрийн оролтын утгын дагуу тогтмол гүйдлийн хөдөлгүүрийн хурд өөрчлөгдөж байгааг сонсох боломжтой.

Алхам 3: Тоног төхөөрөмжийн барилгын ажил

PongMate CyberCannon Mark III -ийн техник хангамжийн бүтцийн хувьд юу нь сайхан байдаг вэ гэвэл та гэртээ үүнийг хурдан, бүдүүлэг хийх боломжтой, эсвэл CNC машин эсвэл 3D принтер ашиглан тогтвортой, нарийвчлалтай ажиллах боломжтой. Бид эхний сонголтыг сонгож, 4 мм -ийн фанер хуудсыг хайчлах зориулалттай хайрцаг таслагч ашиглан бидний дизайнд зориулав; Гэсэн хэдий ч хэрэв та энэ сонголтыг хэрэгжүүлэхийг хүсч байвал бид CNC эд ангиудын хуудсыг өгсөн. Фанерын давхаргууд нь CyberCannon -ийн янз бүрийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг аль болох нэгтгэх боломжтой байхаар хийгдсэн байв. Жишээлбэл, хөөргөх системийн үндсэн хавтан нь Arduino, батерей, талхны хавтан, Velcro оосорны зүслэгтэй байдаг бол Нислэгийн Нэмэлт Хяналтын Системийн суурь хавтан нь мэдрэгч утаснуудын хонгил үүсгэж, боолтыг нуудаг таслагчтай байдаг. гох бариул. Фанер хуудаснаас бүх хэсгүүдийг хайчилж авсны дараа тэдгээрийг хооронд нь нааж, CyberCannon -ийн суурь хавтанг бүрдүүлж болно. Цавуу хийхдээ бүх зүйл зөв дараалсан эсэхийг шалгаж, хэсэг хатах үед хавчаар эсвэл хэдэн ном ашиглахыг зөвлөж байна. Эхлүүлэгч хоолой, электроник гэх мэт илүү эмзэг эд ангиудыг хавсаргаж эхлэхээсээ өмнө бид хилэнгийн оосор дээр оёхыг санал болгож байна, учир нь оосор оруулах, оёх ажлыг хөнгөвчлөхийн тулд суурийн хавтанг эргүүлэх шаардлагатай болно. Эхлүүлэгч хоолойг худалдаж авах боломжтой дугуйнд тохируулан хайчилж, бөмбөгийг дугуй руу түлхэхийн тулд servo моторыг зөв ажиллуулахыг зөвшөөрнө. Дугуйг ширээний теннисний бөмбөгний диаметрээс илүү ойрхон байрлуулахын тулд арай чанга хэлбэртэй байхыг зөвлөж байна. Үүнтэй адилаар DC моторыг сайтар бэхэлсэн байх ёстой бөгөөд бөмбөгийг дугуй хооронд шахах үед хөдлөхгүй байх нь чухал юм. Үгүй бол бөмбөг хүч чадал, тууштай байдлаа алдах болно. Мөн худалдаж авсан эрэг нь электрон эд ангиудынхаа нүхэнд эвдэрч гэмтэхгүй байх ёстой бөгөөд сууринд шургуулж буй эд ангиудын хооронд шураг зөрчилдөхгүй гэдгийг дахин шалгахыг зөвлөж байна. ялтсууд. CyberCannon -ийн техник хангамжийн бүтээн байгуулалтын явцад хичнээн нарийвчлалтай байхыг хүсч байгаагаас үл хамааран ахиц дэвшил гаргах хамгийн сайн арга бол бүтээн байгуулалтаа эхлүүлэх, зам дээрх жижиг нарийн ширийн зүйлийг олж мэдэх явдал юм.

Алхам 4: Электроникийн угсралт

Электроникийн угсралт нь тоног төхөөрөмжийн бүтцийг бодвол эхлээд хялбар алхам мэт санагдаж магадгүй юм. гэхдээ энэ үе шат нь маш чухал учраас дутуу үнэлж болохгүй. Буруу байрлуулсан нэг утас нь CyberCannon -ийг зөв ажиллахаас урьдчилан сэргийлэх эсвэл зарим цахилгаан эд ангиудыг устгахад хүргэж болзошгүй юм. Цахилгаан хэрэгслийг угсрах хамгийн сайн арга бол хавсаргасан зурган дээрх схемийг дагаж, цахилгаан хангамж, газардуулгын утсыг хэзээ ч хольж хутгахгүй байх явдал юм. Зургаан АА батерей нь DC хөдөлгүүрт илүү тогтвортой хүч өгдөг болохыг олж мэдсэн тул бид DC моторыг бусад электроникийн нэгэн адил 9V блокны нэг батерейны оронд 1.5 вольтын цэнэглэдэг АА батерейгаар ажиллуулж байсан гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Электроникийн угсралтыг хийж дууссаны дараа та Arduino кодыг байршуулахад л хангалттай бөгөөд таны PongMate CyberCannon Mark III ажиллах болно.

Алхам 5: Arduino код

Хэрэв та бүх зүйлийг зөв тохируулсан гэж үзвэл CyberCannon -ийг ашиглахад бэлэн болохоос өмнө хавсаргасан Arduino код танд хэрэгтэй болно. Файлын эхэнд бид янз бүрийн электрон бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн кодыг хэрэгжүүлэхэд ашиглаж байсан бүх жишээ, номын санг тайлбарласан тайлбар бичсэн болно. Хэрэв та нэмэлт мэдээлэл авах эсвэл эдгээр бүрэлдэхүүн хэсгүүд хэрхэн ажилладаг талаар илүү сайн ойлгохыг хүсч байвал эдгээр эх сурвалжийг судлахад маш их хэрэгтэй болно. Эдгээр тайлбарын дараа та манай скриптэд ашиглагдаж буй бүх бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хувьсах тодорхойлолтыг олох болно. Энд та тогтмол гүйдлийн хөдөлгүүрийн хурдны утгууд гэх мэт хатуу кодчилсон олон утгыг өөрчлөх боломжтой бөгөөд үүнийг DC мотороо хэвтээ зайнд тохируулахдаа хийх шаардлагатай болно. Хэрэв та өмнө нь Arduino -тэй ажиллаж байсан туршлагатай бол Arduino скриптийн үндсэн хоёр хэсэг нь тохиргоо () ба давталт () функцууд гэдгийг мэдэх болно. VL53L1X ToF мэдрэгчийн кодыг эс тооцвол энэ файлын тохиргооны функцийг үл тоомсорлож болно, хэрэв хүсвэл мэдрэгчийн зайны горимыг өөрчлөх боломжтой нэг мөр байдаг. Хэвтээ зай болон бусад хувьсагчдыг тооцоолохын тулд мэдрэгчээс зай ба өнцгийн утгыг уншдаг давталтын функц юм. Өмнө дурьдсанчлан эдгээр утгыг давталтын функцээс гадуур нэмэлт функцуудыг дуудаж тогтмол гүйдлийн хөдөлгүүрийн хурд ба LED утгыг тодорхойлоход ашигладаг. Бидэнд тулгарч байсан нэг асуудал бол цахилгаан бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хоорондох зөрчилдөөнөөс шалтгаалан мэдрэгчээс гарах утга нь мэдэгдэхүйц зөрүүтэй байх явдал байв. Жишээлбэл, CyberCannon -д хүрэлгүйгээр зай ба өнцгийн утга хоёулаа хангалттай өөрчлөгдөж, тогтмол гүйдлийн хөдөлгүүрийн хурдыг санамсаргүйгээр хэлбэлзэхэд хүргэдэг. Энэ асуудлыг шийдэхийн тулд бид хамгийн сүүлийн үеийн 20 мэдрэгчийн дундаж утгыг ашиглан одоогийн зай ба өнцгийг тооцоолох боломжтой гулсмал дундажийг хэрэгжүүлсэн. Энэ нь мэдрэгчийн зөрчилтэй холбоотой асуудлуудыг даруй засч, LED болон DC хөдөлгүүрийн тооцооллыг жигд болгов. Энэ скрипт нь төгс төгөлдөр биш бөгөөд үүнийг боловсруулах шаардлагатай байгаа хэд хэдэн алдаатай байдаг гэдгийг дурдах нь зүйтэй. Жишээлбэл, бид CyberCannon -ийг туршиж байх үед код нь асаахад ойролцоогоор гурван удаа нэг удаа санамсаргүй байдлаар хөлдөх болно. Бид кодыг нарийвчлан судалсан боловч асуудлыг олж чадаагүй байна; Тиймээс, хэрэв танд ийм зүйл тохиолдвол бүү санаа зов. Хэрэв та манай кодтой холбоотой асуудлыг олж чадвал бидэнд мэдэгдээрэй.

Алхам 6: Өрсөлдөөнийг устгах

Энэхүү зааварчилгаа нь CyberCannon -ийг өөрийн гараар бүтээх, зөвхөн дараагийн үдэшлэг дээр тоглохдоо найз нөхөдтэйгээ амархан харьцахыг хүсэх тодорхой заавар өгсөн гэж найдаж байна!

Галлоуэй ба Нилс Опгенорт нарыг бэлэглээрэй