ლუდის პონგის საბოლოო მანქანა - PongMate CyberCannon Mark III: 6 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:16

შესავალი

PongMate CyberCannon Mark III არის უახლესი და ყველაზე მოწინავე ლუდის პონგის ტექნოლოგია, რომელიც ოდესმე გაიყიდა საზოგადოებისთვის. ახალი CyberCannon– ით ნებისმიერი ადამიანი შეიძლება გახდეს ლუდის პონგის მაგიდასთან ყველაზე საშინელი მოთამაშე. Როგორ არის ეს შესაძლებელი? CyberCannon Mark III აერთიანებს უახლესი გაშვების სისტემას, დამხმარე FlightControl სისტემას და კალიბრაციის სისტემას, რათა უზრუნველყოს პინგ-პონგის თითოეული ბურთის მაქსიმალური სიზუსტით დახვრეტა. აი როგორ მუშაობს:

PongMate– ის გაშვების სისტემა შედგება დატვირთვისა და სროლის მექანიზმისაგან, რომელიც შემუშავებულია უმაღლესი დონის გერმანელი და ამერიკელი ინჟინრების მიერ და უზრუნველყოფს მაქსიმალურ ეფექტურობას მაგიდაზე. ჩატვირთეთ ბურთი, დააჭირეთ ღილაკს და ესროლეთ. SG90 180 გრადუსიანი სერვო უზრუნველყოფს, რომ ბურთი ზუსტად მიაქციოს პოზიციას ოპტიმალური გასროლისთვის. იმისათვის, რომ დარწმუნდეთ, რომ წვეულებაზე არასოდეს გამოგივათ წვიმა და გააგრძელეთ თქვენი სერია, PongMate CyberCannon Mark III– ის გაშვების სისტემა მუშაობს არა 2 -ზე, არამედ 4 -ზე, მაგრამ ეს ზუსტად 6 დატენვის AA ბატარეაზეა. 9V და 6600 mA, ორივე DC-Motors- ის დასატენად.

დამხმარე FlightControl სისტემა იყენებს უახლესი ზონდირებისა და ლაზერულ ტექნოლოგიას პინგ-პონგის ბურთისთვის ოპტიმალური ტრაექტორიის გამოსათვლელად. ამაჩქარებლის და ფრენის სენსორების დროის დახმარებით, PongMate CyberCannon Mark III- ს შეუძლია გამოთვალოს მომხმარებლის ზუსტი პოზიცია სამიზნე თასთან მიმართებაში.

იმისათვის, რომ ვიზუალურად გაუძღვება მომხმარებელს სროლის სწორ სიმაღლეზე და კუთხეზე, მიზნობრივი კალიბრაციის სისტემა შექმნილია გრავიტაციის დონით და 5 LED ინტერფეისით, რათა უზრუნველყოს შესაბამისი პოზიციის მიღწევა გაშვებამდე.

PongMate CyberCannon Mark III არ არის მხოლოდ ინჟინერიის ტექნიკური ნაწილი. ათასობით საათის კვლევა იქნა ჩადებული პროდუქტის ერგონომიულ დიზაინში. ხელით შეკერილი იტალიური Velcro სამაჯურები ინტეგრირებულია მყარი ხის საყრდენზე და მორგებულია ნებისმიერი ზომის მკლავზე. ძლიერი გამშვები სახელური მიმაგრებულია დამხმარე FlightControl სისტემის ქვეშ, რათა უზრუნველყოს სტაბილური ძალაუფლება, თუნდაც შტუტგარტის საუკეთესო რამოდენიმე პინტის შემდეგ.

ასე რომ, თუ გსურთ იყოთ კარგი ლუდის პონგში, თუ გსურთ იყოთ გამარჯვებულ გუნდში და თუ გსურთ ყველას შთაბეჭდილება მოახდინოთ წვეულებაზე, მაშინ გჭირდებათ PongMate CyberCannon Mark III და თქვენ არასოდეს გამოტოვებთ კადრს ისევ

ნაბიჯი 1: აპარატურა და ელექტრონიკა

ქვემოთ შეგიძლიათ იხილოთ ყველა აპარატურა, ელექტრონული კომპონენტი და ინსტრუმენტი, რომელიც საჭიროა PongMate CyberCannon Mark III– ის შესაქმნელად. ელექტრონიკის განყოფილება დაყოფილია ოთხ ქვეგანყოფილებად-საკონტროლო განყოფილება, გაშვების სისტემა, დამხმარე FlightControl სისტემა და მიზნობრივი კალიბრაციის სისტემა-რათა ნახოთ რომელი კომპონენტებია საჭირო კიბერკანონის სხვადასხვა ნაწილისათვის. უზრუნველყოფილია ყველა ელექტრონული კომპონენტის შესყიდვის ვარიანტების ბმულები; თუმცა, ჩვენ კონკრეტულად არ ვადასტურებთ რომელიმე საცალო ვაჭრობას, რომლებიც დაკავშირებულია.

ტექნიკა

15-20 სმ PVC სადინარი (Ø 50 მმ)

4x საკაბელო ჰალსტუხი

პლაივუდის ფურცელი 600x400 მმ (4 მმ)

კარის სახსარი 1x

1 მ Velcro fastener

12 სმ PVC მილები (Ø 20 მმ)

ხის წებო

Სუპერ წებო

ელექტრო ლენტი

8x M3 ხის ხრახნები

8x M2 ხის ხრახნები

2x M4 50 მმ ჭანჭიკი

2x სარეცხი მანქანა

4x M4 18 მმ ხრახნიანი ყდის

2x M4 ჭანჭიკი

ელექტრონიკა

საკონტროლო განყოფილება

არდუინო უნო

მინი პურის დაფა

Jumper Wires

ბატარეის დამჭერი პაკეტი

2x ბატარეის დამაკავშირებელი კაბელი

6x დატენვის AA ბატარეა (თითოეული 1.5V)

ბატარეა 9 ვ ბლოკავს

პრეს-ღილაკის გადამრთველი

გაშვების სისტემა

2x DC-Motor 6-12V

L293D საავტომობილო დრაივერის IC

სერვო მოტორი

გამშვები ღილაკი

2x ქაფიანი რეზინის ბორბლები (45 მმ)

2x შემცირების ბუდე (Ø 2 მმ)

დამხმარე FlightControl სისტემა

MPU-6050 ამაჩქარებელი

VL53L1X ფრენის დროის (ToF) სენსორი

ANGEEK 5V KY-008 650nm ლაზერული სენსორი მოდული

კალიბრაციის სისტემა

2D სიმძიმის დონე

5x8 ბიტიანი WS2812 RGB ები

Europlatine (Soldering) ან Breadboard

ინსტრუმენტები

ყუთის საჭრელი

დაინახა

ხრახნიანი დრაივერი

ნემსი და ძაფი

Soldering Iron & Solder*

*Breadboard არის ალტერნატივა soldering.

დამატებები

2x პინგ -პონგის ბურთები

20x წითელი თასი

ლუდი (ან წყალი)

ნაბიჯი 2: ლოგიკა

PongMate CyberCannon Mark III- ის ლოგიკა არის სისტემის ცვლადებსა და DC ძრავის სიჩქარეს შორის ურთიერთობის გამარტივება, რათა თითოეული პინგ -პონგის ბურთი გადაიღოს სწორ მანძილზე. თუ კიბერკანონი იქნებოდა სტაციონარული გამშვები ფიქსირებული კუთხით, მაშინ DC ძრავის სიჩქარის გაანგარიშება იქნებოდა საკმაოდ მარტივი დამოკიდებულება გამშვებ მანძილზე ჭიქამდე და ძრავებისთვის მიწოდებულ ენერგიას შორის. თუმცა, რადგანაც CyberCannon არის მაჯაზე დამონტაჟებული მანქანა, მაშინ DC ძრავის სიჩქარის გამოთვლისას ჰორიზონტალური მანძილის გარდა გასათვალისწინებელია ვერტიკალური მანძილი გამშვებიდან ჭიქამდე და გამშვები კუთხე. ოთხი ცვლადის სისტემის სწორი გადაწყვეტის პოვნა მხოლოდ ჩვენს განკარგულებაში ცდათა და შეცდომით იქნება უკიდურესად რთული და დამღლელი ამოცანა. ვივარაუდოთ, რომ ჩვენ შევძელით ამ კორელაციის პოვნა, თუმცა, გამშვები და სენსორული კითხვების უმნიშვნელო შეუსაბამობა მაინც გამოიწვევს ჩვენს სისტემაში საკმარის უზუსტობას, რომ აზრი არ აქვს ამდენი სიზუსტის დამატებას DC ძრავის სიჩქარის გამოთვლაში. საბოლოოდ, ჩვენ გადავწყვიტეთ, რომ უკეთესი იქნებოდა რაც შეიძლება მეტი ცვლადის აღმოფხვრა, რათა DC ძრავის სიჩქარე გონივრულად განესაზღვრა ცდისა და შეცდომის შედეგად და მომხმარებლისთვის გასაგები შედეგები მიეღო. მაგალითად, მომხმარებლისთვის გაცილებით ადვილია იმის გაგება, რომ DC ძრავის სიჩქარე იზრდება, როგორც იზრდება ჰორიზონტალური მანძილი და მცირდება, როგორც მცირდება ჰორიზონტალური მანძილი. თუ DC ძრავის სიჩქარის განტოლებას აქვს ძალიან ბევრი ცვლადი, მაშინ ინტუიციური არ იქნება როგორ გამოითვლება DC ძრავის სიჩქარე.

ისევ და ისევ, ჩვენი სისტემის ძირითადი ცვლადებია ჰორიზონტალური მანძილი, ვერტიკალური მანძილი, გამშვები კუთხე და DC ძრავის სიჩქარე. იმისათვის, რომ მივაღწიოთ ყველაზე თანმიმდევრულ შედეგებს, ჩვენ გადავწყვიტეთ, რომ გამოვრიცხოთ ვერტიკალური მანძილი და გამშვები კუთხე DC ძრავის სიჩქარის გამოთვლიდან ამ ცვლადის დაფიქსირებით. მიზნობრივი კალიბრაციის სისტემით მომხმარებლის სწორი სიმაღლისა და კუთხის მითითებით ჩვენ შევძელით ვერტიკალური მანძილის და გამშვები კუთხის დაფიქსირება. კერძოდ, სწორი ვერტიკალური მანძილი მითითებულია, როდესაც ხუთი LED ინტერფეისის სამი სამი LED ხდება მწვანე, ხოლო გამშვების სწორი კუთხე მითითებულია, როდესაც ორ ღერძიანი სიმძიმის დონის ბუშტები შავ ხაზებს შორისაა ორიენტირებული. ამ ეტაპზე, ერთადერთი ცვლადი არის ჰორიზონტალური მანძილი და DC ძრავის სიჩქარე. როგორც ითქვა, ჰორიზონტალური მანძილი უნდა გამოითვალოს სენსორის მონაცემებიდან, რადგან ჰორიზონტალური მანძილის პირდაპირ გაზომვა შეუძლებელია. ამის ნაცვლად, პირდაპირი მანძილი გამშვებიდან ჭიქამდე და კუთხე ჰორიზონტალური სიბრტყედან შეიძლება შეფასდეს და გამოყენებულ იქნას ჰორიზონტალური მანძილის გამოსათვლელად. ჩვენ გამოვიყენეთ VL53L1X ToF სენსორი, რათა გავზომოთ მანძილი გამშვებიდან ჭიქამდე და MPU-6050 ამაჩქარებელი, რომ გავზომოთ კუთხე ჰორიზონტალური სიბრტყედან. ამ გაანგარიშების უკან მათემატიკა ძალიან მარტივია და შეგიძლიათ იხილოთ ამ განყოფილების თანდართულ სურათზე. ძირითადად, ამ ორი სენსორის წაკითხვისგან ჰორიზონტალური მანძილის გამოსათვლელად ერთადერთი ფორმულაა სინუსების კანონი.

მას შემდეგ რაც გამოითვლება ჰორიზონტალური მანძილი, ერთადერთი რაც რჩება არის იპოვოს კორელაცია ამ მანძილსა და DC ძრავის სიჩქარეს შორის, რომელიც ჩვენ გადავწყვიტეთ ცდისა და შეცდომის გამოყენებით. ამ ღირებულებების ნაკვეთი შეგიძლიათ იხილოთ თანდართულ სურათში. ჩვენ ველოდით, რომ კავშირი ჰორიზონტალურ დისტანციასა და DC ძრავის სიჩქარეს შორის იქნებოდა წრფივი, მაგრამ ჩვენ გაკვირვებულნი აღმოვაჩინეთ, რომ ის რეალურად მოჰყვა მრუდს, რომელიც უფრო ჰგავს კუბის ფესვის ფუნქციას. მას შემდეგ რაც დადგინდა, ეს ღირებულებები მყარად იქნა კოდირებული არდუინოს დამწერლობაში. ყველა ამ ნაწილის საბოლოო განხორციელება შეგიძლიათ იხილოთ ამ ვიდეოში აქ, სადაც LED ინტერფეისი იცვლება, რათა მიუთითოს სამიზნეზე შეფარდებითი სიმაღლე და DC ძრავის სიჩქარე ისმის სენსორების შეყვანის მნიშვნელობების ცვლილებით.

ნაბიჯი 3: აპარატურის მშენებლობა

PongMate CyberCannon Mark III– ის აპარატურის კონსტრუქცია სასიამოვნოა იმაში, რომ თქვენ შეგიძლიათ იყოთ სწრაფი და უხეში მასთან სახლში, ან იყოთ სტაბილური და ზუსტი CNC მანქანით ან 3D პრინტერით. ჩვენ ავირჩიეთ პირველი ვარიანტი და გამოვიყენეთ ყუთის საჭრელი ჩვენი დიზაინისთვის 4 მმ პლაივუდის ფურცლების მოსაჭრელად; თუმცა, ჩვენ მოგვაწოდეთ CNC ნაწილების ფურცელი, თუ გსურთ განაგრძოთ ეს ვარიანტი. პლაივუდის ფენები შექმნილია ისე, რომ კიბერკანონის სხვადასხვა კომპონენტი შეძლებისდაგვარად იყოს ინტეგრირებული. მაგალითად, გაშვების სისტემის ძირითად ფირფიტას აქვს წყვეტები არდუინოს, ბატარეების, პურის დაფისა და Velcro სამაგრებისთვის, ხოლო დამხმარე FlightControl სისტემის ძირითად ფირფიტას აქვს ჩამკეტები, რომლებიც ქმნიან გვირაბს სენსორული ხაზებისთვის და მალავენ ჭანჭიკებს ტრიგერის სახელური. მას შემდეგ რაც პლაივუდის ფურცლებიდან ამოჭრილია ყველა ნაჭერი, შეგიძლიათ შეაერთოთ ისინი კიბერკანონის ძირითადი ფირფიტების შესაქმნელად. წებოსას, ჩვენ ვფიქრობთ, რომ მნიშვნელოვანია მართლაც შევამოწმოთ, რომ ყველაფერი სწორად არის გაფორმებული და ასევე გირჩევთ გამოიყენოთ დამჭერები ან რამდენიმე წიგნი ზეწოლისთვის, სანამ ნაჭრები გაშრება. სანამ დაიწყებთ უფრო მყიფე კომპონენტების მიმაგრებას, როგორიცაა გამშვები მილი და ელექტრონიკა, ჩვენ გირჩევთ შეკერათ Velcro თასმებზე, ვინაიდან შეიძლება დაგჭირდეთ საბაზისო ფირფიტის გადაბრუნება თასმების ჩასასმელად და კერვის გასაადვილებლად. გამშვები მილი უნდა გაიჭრას იმ ბორბლების შესანახად, რომლის შეძენაც შეგიძლიათ და მიეცით საშუალება სერვო ძრავას სწორად იმოქმედოს, რათა ბურთი ბორბლებში ჩააგდოს. ჩვენ გირჩევთ, რომ ბორბლები გარკვეულწილად გახეხილი იყოს ისე, რომ ისინი ერთმანეთთან უფრო ახლოს იყოს განთავსებული, ვიდრე პინგ -პონგის ბურთის დიამეტრი, რაც უზრუნველყოფს უფრო ძლიერ და თანმიმდევრულ დარტყმას. ამავე თვალსაზრისით, ასევე მნიშვნელოვანია, რომ DC ძრავები მჭიდროდ იყოს დაცული და არ მოძრაობდეს, როდესაც ბურთი ბორბლებს შორის იჭრება; წინააღმდეგ შემთხვევაში, ბურთი დაკარგავს ძალას და თანმიმდევრულობას. ჩვენ ასევე გირჩევთ, რომ დარწმუნდეთ, რომ თქვენ მიერ ნაყიდი ხრახნები მოთავსებულია თქვენი ელექტრონული კომპონენტების ხვრელებში ისე, რომ არ დააზიანოთ ისინი და ორმაგად შეამოწმოთ, რომ არ მოხდეს ხრახნიანი კონფლიქტი სხვადასხვა ნაწილს შორის, რომელსაც ძირში იჭერთ. ფირფიტები. იმისდა მიუხედავად, რამდენად ზუსტი გსურთ იყოთ CyberCannon– ის აპარატურის მშენებლობისას, პროგრესის მისაღწევად საუკეთესო გზაა მხოლოდ მშენებლობის დაწყება და გზის გასწვრივ მცირე დეტალების გააზრება.

ნაბიჯი 4: ელექტრონიკის შეკრება

ელექტრონიკის შეკრება, როგორც ჩანს, მარტივი ნაბიჯი იყო აპარატურის კონსტრუქციის შედარებით; თუმცა, ეს ეტაპი არ უნდა იყოს შეუფასებელი, რადგან ის ძალზე მნიშვნელოვანია. ერთმა უადგილო მავთულმა შეიძლება ხელი შეუშალოს CyberCannon– ს სწორად მუშაობას ან თუნდაც გაანადგუროს ზოგიერთი ელექტრო კომპონენტი. ელექტრონიკის შეკრებისთვის საუკეთესო გზაა უბრალოდ დაიცვას თანდართული სურათებში მოცემული სქემის დიაგრამა და კიდევ ერთხელ შეამოწმოთ, რომ თქვენ არასოდეს აურიეთ ერთმანეთში დენის წყარო და მიწის მავთულები. მნიშვნელოვანია აღინიშნოს, რომ ჩვენ DC ძრავებს ვამუშავებდით ექვს 1.5 ვ დატენვის AA ბატარეაზე, ერთი 9 ვ ბლოკიანი ბატარეის ნაცვლად, როგორც დანარჩენი ელექტრონიკა, რადგან აღმოვაჩინეთ, რომ ექვსი AA ბატარეა უზრუნველყოფდა DC ძრავების უფრო თანმიმდევრულ ენერგიას. მას შემდეგ რაც დაასრულებთ ელექტრონიკის შეკრებას, თქვენ მხოლოდ უნდა ატვირთოთ Arduino კოდი და თქვენი PongMate CyberCannon Mark III ამოქმედდება.

ნაბიჯი 5: Arduino კოდი

თუ ვივარაუდებთ, რომ ყველაფერი სწორად გაქვთ დაყენებული, თანდართული Arduino კოდი არის ის, რაც გჭირდებათ სანამ CyberCannon გამოსაყენებლად მზად იქნება. ფაილის დასაწყისში ჩვენ დავწერეთ კომენტარები, რომლებიც განმარტავს ყველა იმ მაგალითს და ბიბლიოთეკას, რომელიც ჩვენ გვეხმარებოდა სხვადასხვა ელექტრონული კომპონენტების კოდის დანერგვაში. ეს რესურსები შეიძლება გამოსადეგი იყოს კვლევისთვის, თუ გსურთ დამატებითი ინფორმაცია ან უკეთესი გაგება, თუ როგორ მუშაობს ეს კომპონენტები. ამ კომენტარების შემდეგ თქვენ ნახავთ ცვლადის განსაზღვრებებს ყველა იმ კომპონენტისთვის, რომელიც გამოიყენება ჩვენს სკრიპტში. ეს არის ის, სადაც თქვენ შეგიძლიათ შეცვალოთ ბევრი მყარი კოდირებული მნიშვნელობა, როგორიცაა DC ძრავის სიჩქარის მნიშვნელობები, რაც თქვენ უნდა გააკეთოთ, როდესაც თქვენი DC ძრავები დაკალიბრდება ჰორიზონტალურ მანძილზე. თუ თქვენ გაქვთ გამოცდილება Arduino– სთან, თქვენ იცით, რომ Arduino სკრიპტის ორი ძირითადი ნაწილია setup () და loop () ფუნქციები. დაყენების ფუნქცია მეტ -ნაკლებად შეიძლება იგნორირებული იყოს ამ ფაილში, გარდა VL53L1X ToF სენსორული კოდისა, რომელსაც აქვს ერთი ხაზი, სადაც სურვილისამებრ შეიძლება შეიცვალოს სენსორის მანძილის რეჟიმი. მარყუჟის ფუნქცია არის ადგილი, სადაც მანძილი და კუთხის მნიშვნელობები იკითხება სენსორებიდან ჰორიზონტალური მანძილის და სხვა ცვლადების გამოსათვლელად. როგორც უკვე აღვნიშნეთ, ეს მნიშვნელობები გამოიყენება DC ძრავის სიჩქარის და LED მნიშვნელობების დასადგენად მარყუჟის ფუნქციის გარეთ დამატებითი ფუნქციების გამოძახებით. ერთი პრობლემა, რომელსაც ჩვენ შევხვდით, იყო ის, რომ სენსორებიდან მიღებული მნიშვნელობები განსხვავდებოდა მნიშვნელოვანი ზღვარით, თვით ელექტრული კომპონენტების შიგნით შეუსაბამობების გამო. მაგალითად, კიბერკანონთან შეხების გარეშე, მანძილი და კუთხის მნიშვნელობები შეიძლება საკმაოდ განსხვავებული იყოს, რათა DC ძრავის სიჩქარე შემთხვევით რხევას გამოიწვევს. ამ პრობლემის გადასაჭრელად, ჩვენ განვახორციელეთ მოძრავი საშუალო, რომელიც გამოითვლის მიმდინარე მანძილსა და კუთხეს საშუალოდ 20 უახლესი სენსორის მნიშვნელობებზე. ამან მყისიერად გაასწორა ის პრობლემები, რაც ჩვენ გვქონდა სენსორების შეუსაბამობებთან დაკავშირებით და გავათავისუფლეთ ჩვენი LED და DC ძრავის გამოთვლები. უნდა აღინიშნოს, რომ ეს სკრიპტი არავითარ შემთხვევაში არ არის სრულყოფილი და აუცილებლად აქვს რამდენიმე ხარვეზი, რომელიც ჯერ კიდევ დამუშავებაა საჭირო. მაგალითად, როდესაც ჩვენ ვამოწმებდით CyberCannon– ს, კოდი შემთხვევით იყინებოდა დაახლოებით სამჯერ, როდესაც ჩვენ მას ჩართავდით. ჩვენ დეტალურად განვიხილეთ კოდი, მაგრამ ვერ ვიპოვეთ პრობლემა; ასე რომ, არ ინერვიულოთ, თუ ეს მოხდება თქვენ. როგორც ითქვა, თუ თქვენ მოახერხებთ ჩვენი კოდის პრობლემის პოვნას, გთხოვთ შეგვატყობინოთ!

ნაბიჯი 6: გაანადგურე კონკურსი

ჩვენ ვიმედოვნებთ, რომ ეს ინსტრუქცია მოგცემთ მკაფიო სახელმძღვანელოს თქვენი საკუთარი CyberCannon– ის შესაქმნელად და მხოლოდ იმას ითხოვთ, რომ იოლად იაროთ თქვენს მეგობრებზე, როდესაც მათ თამაშობთ შემდეგ წვეულებაზე!

გრანტ გალოუეი და ნილს ოპგენორტი