Mashine ya Pia ya Pombe ya mwisho - PongMate CyberCannon Mark III: Hatua 6 (na Picha)

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:49

Utangulizi

PongMate CyberCannon Mark III ni kipande kipya na cha hali ya juu zaidi cha teknolojia ya bia ya pong kuwahi kuuzwa kwa umma. Na CyberCannon mpya, mtu yeyote anaweza kuwa mchezaji anayeogopwa zaidi kwenye meza ya bia. Je! Hii inawezekanaje? Kweli, CyberCannon Mark III inachanganya Mfumo wa Uzinduzi wa kisasa, Mfumo wa Udhibiti wa Ndege Msaidizi, na Mfumo wa Ulinganishaji wa Kulenga kuhakikisha kuwa kila mpira wa ping pong unapigwa kwa usahihi wa hali ya juu. Hivi ndivyo inavyofanya kazi:

Mfumo wa Uzinduzi wa PongMate una utaratibu wa upakiaji na upigaji risasi ambao ulibuniwa na wahandisi wa kiwango cha juu wa Ujerumani na Amerika na inahakikisha ufanisi mkubwa kwenye meza. Pakia mpira, bonyeza kitufe na upiga. SG90 digrii 180 Servo itahakikisha kwamba mpira unasukumwa kwa usahihi katika nafasi ya risasi bora. Ili kuhakikisha kuwa hutaishiwa na juisi kwenye sherehe na kuendelea na safu yako, Mfumo wa Uzinduzi wa PongMate CyberCannon Mark III haiendeshi 2, sio 4, lakini hiyo ni sawa na betri 6 za rechargeable, zinazofunga hadi 9V na 6600 mA, kuwezesha DC-Motors zote mbili.

Mfumo wa Usaidizi wa FlightControl hutumia teknolojia ya hali ya juu na teknolojia ya laser ili kuhesabu njia inayofaa ya mpira wa ping pong. Kwa msaada wa kasi ya kasi na wakati wa sensorer za ndege, PongMate CyberCannon Mark III inaweza kuhesabu nafasi halisi ya mtumiaji kwa heshima na kikombe cha lengo.

Ili kuongoza mtumiaji kwa urefu sahihi wa risasi na pembe, Mfumo wa Ulinganishaji wa Lengo umebuniwa na kiwango cha mvuto na kiolesura cha 5 cha LED ili kuhakikisha kuwa nafasi inayofaa imepatikana kabla ya uzinduzi.

PongMate CyberCannon Mark III sio sehemu ya kiufundi ya uhandisi. Maelfu ya masaa ya utafiti waliwekeza katika muundo wa ergonomic wa bidhaa. Mikanda ya Velcro ya Kiitaliano iliyoshonwa kwa mikono imejumuishwa kwenye bamba dhabiti la mbao na hurekebisha kutoshea saizi yoyote ya mkono. Kishikizo kikali cha kushitua kimeambatanishwa chini ya Mfumo wa Usaidizi wa Ndege ili kutoa mtego thabiti, hata baada ya alama chache za unono wa Stuttgart.

Kwa hivyo, ikiwa unataka kuwa mzuri kwenye pong ya bia, ikiwa unataka kuwa kwenye timu inayoshinda, na ikiwa unataka kumvutia kila mtu kwenye sherehe, basi unahitaji PongMate CyberCannon Mark III, na hautakosa risasi tena.

Hatua ya 1: Vifaa vya ujenzi na Elektroniki

Chini, unaweza kupata vifaa vyote, vifaa vya elektroniki, na zana zinazohitajika kuunda PongMate CyberCannon Mark III. Sehemu ya Elektroniki imegawanywa katika sehemu ndogo nne - Kitengo cha Udhibiti, Mfumo wa Uzinduzi, Mfumo wa Usaidizi wa Ndege ya Kudhibiti, na Mfumo wa Upimaji wa Lengo - kuonyesha ni sehemu gani zinahitajika kwa sehemu tofauti za CyberCannon. Viunga vya chaguzi za ununuzi kwa vifaa vyote vya elektroniki vimetolewa; Walakini, hatuidhinishi wauzaji wowote ambao wameunganishwa.

Vifaa

Bomba la bomba la 15-20cm (Ø 50 mm)

Funga Cable ya 4x

Karatasi ya Plywood ya 600x400mm (4mm)

Bawaba ya mlango wa 1x

Kifungo cha 1 Velcro

Bomba la PVC la 12cm (Ø 20 mm)

Gundi ya Mbao

Gundi Kubwa

Tape ya Umeme

Screws za Mbao 8x

Screws za Miti 8x

2x M4 50mm Bolt

Kuosha 2x

4x M4 18mm Sleeve iliyofungwa

2x M4 Bolt Nut

Umeme

Kitengo cha Udhibiti

Arduino Uno

Bodi ndogo ya mkate

Waya za Jumper

Kifurushi cha Wamiliki wa Betri

Cable ya Kontakt 2x ya Betri

Betri za AA 6 zinazoweza kuchajiwa (1.5V kila moja)

9v Zuia Betri

Bonyeza-Kitufe Kubadilisha

Uzinduzi wa Mfumo

2x DC-Magari 6-12V

L293D Dereva wa Magari IC

Servo Motor

Kitufe cha Kizindua

2x Magurudumu ya Mpira wa Povu (45mm)

Tundu la Kupunguza 2x (Ø 2 mm)

Mfumo wa Udhibiti wa Ndege Msaidizi

MPU-6050 Accelerometer

Wakati wa Sura ya Ndege (ToF) ya VL53L1X

ANGEEK 5V KY-008 650nm Moduli ya Sensorer ya Laser

Kulenga Mfumo wa Ulinganishaji

Kiwango cha Mvuto wa 2D

5x 8bit WS2812 RGB LEDs

Europlatine (Soldering) au ubao wa mkate

Zana

Mkataji wa Sanduku

Saw

Screw Dereva

Sindano & Thread

Kuchochea chuma na Solder *

* Bodi ya mkate ni njia mbadala ya kutengenezea.

Ziada

2x Mipira ya Ping Pong

Vikombe Nyekundu 20x

Bia (au Maji)

Hatua ya 2: Mantiki

Mantiki nyuma ya PongMate CyberCannon Mark III inahusu kurahisisha uhusiano kati ya anuwai ya mfumo na kasi ya motor ya DC ili kupiga kila mpira wa ping pong umbali sahihi. Ikiwa CyberCannon ingekuwa kizindua kilichosimama na pembe iliyowekwa, basi hesabu ya mwendo wa kasi wa DC itakuwa uhusiano rahisi kati ya umbali wa kifungua kwa kikombe na nguvu inayotolewa kwa motors. Walakini, kwa sababu CyberCannon ni mashine iliyowekwa kwenye mkono, basi umbali wa wima kutoka kwa kifungua hadi kikombe na pembe ya kifungua itahitaji kuzingatiwa kwa kuongeza umbali wa usawa wakati wa kuhesabu kasi ya motor DC. Kupata suluhisho sahihi kwa mfumo wa anuwai nne zilizo na jaribio na makosa tu inaweza kuwa kazi ngumu sana na yenye kuchosha. Kwa kudhani tuliweza kupata uwiano huu, hata hivyo, kutokwenda kidogo kwa kifungua na usomaji wa sensa bado kungeweza kutoa usahihi wa kutosha ndani ya mfumo wetu kwamba haina maana kuongeza usahihi sana kwa hesabu ya mwendo wa kasi wa DC. Mwishowe, tuliamua kuwa itakuwa bora kujaribu na kuondoa anuwai nyingi iwezekanavyo ili kasi ya gari ya DC iweze kuamuliwa kwa njia ya jaribio na makosa na kutoa matokeo ya kueleweka kwa mtumiaji. Kwa mfano, ni rahisi zaidi kwa mtumiaji kuelewa kuwa kasi ya motor DC huongezeka kadiri umbali wa usawa unavyoongezeka na hupungua kadiri umbali usawa unapungua. Ikiwa equation ya mwendo wa kasi wa DC ilikuwa na vigeuzi vingi sana, basi haitakuwa ya angavu jinsi kasi ya mwendo wa DC inahesabiwa.

Tena, anuwai kuu ndani ya mfumo wetu ni umbali wa usawa, umbali wa wima, pembe ya kifungua, na kasi ya motor DC. Ili kutoa matokeo thabiti zaidi, tuliamua kuondoa umbali wa wima na pembe ya kifungua kutoka kwa hesabu ya mwendo wa kasi wa DC kwa kurekebisha tofauti hizi. Kwa kumwongoza mtumiaji kwa urefu na pembe sahihi na Mfumo wa Ulinganishaji wa Lengo, tuliweza kurekebisha umbali wa wima na pembe ya kifungua. Hasa, umbali sahihi wa wima umeonyeshwa wakati LED tatu za katikati za kiolesura cha LED tano zinageuka kuwa kijani, na pembe sahihi ya kifungua kiboreshaji inaonyeshwa wakati mapovu kwenye kiwango cha mvuto wa mhimili mbili yapo katikati ya mistari nyeusi. Kwa wakati huu, vigezo tu vilivyobaki ni umbali wa usawa na kasi ya motor DC. Hiyo inasemwa, umbali ulio sawa unahitaji kuhesabiwa kutoka kwa data ya sensa kwani umbali usawa hauwezi kupimwa moja kwa moja. Badala yake, umbali wa moja kwa moja kutoka kwa kifungua hadi kikombe na pembe kutoka kwa ndege iliyo usawa inaweza kupimwa na kutumiwa kuhesabu umbali ulio sawa. Tulitumia VL53L1X ToF Sensor kupima umbali kutoka Kizindua hadi kikombe na MPU-6050 Accelerometer kupima pembe kutoka ndege usawa. Hesabu nyuma ya hesabu hii ni rahisi sana na inaweza kuonekana kwenye picha iliyoambatishwa kwa sehemu hii. Kimsingi, fomula pekee inayohitajika kuhesabu umbali ulio sawa kutoka kwa usomaji huu wa sensorer mbili ni Sheria ya Sines.

Mara tu umbali ulio usawa umehesabiwa, kitu pekee kilichobaki kufanya ni kupata uwiano kati ya umbali huu na kasi ya motor DC, ambayo tulitatua kwa kutumia jaribio na makosa. Mpango wa maadili haya unaweza kuonekana kwenye picha iliyoambatanishwa. Tulitarajia kuwa uhusiano kati ya umbali usawa na kasi ya motor DC itakuwa sawa, lakini tulishangaa kujua kwamba kwa kweli ilifuata mkondo unaofanana zaidi na kazi ya mzizi wa mchemraba. Mara baada ya kuamua, maadili haya yalikuwa na nambari ngumu kwenye hati ya Arduino. Utekelezaji wa mwisho wa sehemu hizi zote unaweza kuonekana kwenye video hii hapa, ambapo kigeuzi cha LED hubadilika kuonyesha urefu wa jamaa kwa lengo na kasi ya gari ya DC inaweza kusikika ikibadilika na viwango tofauti vya pembejeo kutoka kwa sensorer.

Hatua ya 3: Ujenzi wa Vifaa

Kilicho nzuri juu ya ujenzi wa vifaa vya PongMate CyberCannon Mark III ni kwamba unaweza kuwa mwepesi na mkali nayo nyumbani au kuwa thabiti na sahihi na mashine ya CNC au printa ya 3D. Tulichagua chaguo la kwanza na tukatumia kisanduku cha sanduku kukata karatasi za plywood za 4 mm kwa muundo wetu; Walakini, tulitoa karatasi ya sehemu za CNC ikiwa ungependa kufuata chaguo hili. Tabaka za plywood zilibuniwa ili vifaa anuwai vya CyberCannon viweze kuunganishwa iwezekanavyo. Kwa mfano, bamba la msingi la Mfumo wa Uzinduzi lina vipande vya Arduino, betri, ubao wa mkate, na mikanda ya Velcro, wakati sahani ya msingi ya Mfumo wa Usaidizi wa FlightControl ina vipandikizi ambavyo huunda handaki kwa waya za sensorer na kujificha bolts ambazo zinaambatanisha kichocheo cha kuchochea. Mara tu ukikata vipande vyote kutoka kwa karatasi za plywood, unaweza kuziunganisha pamoja ili kuunda sahani za msingi za CyberCannon. Wakati wa kushikamana, tunafikiria ni muhimu kuangalia kweli kwamba kila kitu kimewekwa sawa na pia kupendekeza utumie clamps au vitabu vichache kutumia shinikizo wakati vipande vikauka. Kabla ya kuanza kushikamana na vifaa dhaifu kama bomba la kuzindua na vifaa vya elektroniki, tunashauri kushona kwenye mikanda ya Velcro kwani utahitaji kugeuza sahani ya msingi ili kuingiza kamba na kufanya kushona iwe rahisi. Bomba la kuzindua linapaswa kukatwa ili kuwezesha magurudumu ambayo unaweza kununua na kuruhusu gari la servo kusukuma vizuri kusukuma mpira kwenye magurudumu. Tunapendekeza magurudumu yaweze kusonga ili waweze kuwekwa karibu zaidi kuliko kipenyo cha mpira wa ping pong, ambao hutoa risasi yenye nguvu zaidi na thabiti. Katika mshipa huu huo, ni muhimu pia kwamba motors za DC ziwe salama na zisisogee wakati mpira unabanwa kati ya magurudumu; vinginevyo, mpira utapoteza nguvu na uthabiti. Tunashauri pia kwamba uhakikishe kuwa screws ulizonunua zote zinafaa kwenye mashimo ya vifaa vyako vya elektroniki ili usiharibu na ukiangalia mara mbili kuwa hakutakuwa na mizozo kati ya sehemu anuwai unazopiga kwenye msingi sahani. Bila kujali jinsi unavyotaka kuwa sahihi wakati wa ujenzi wa vifaa vya CyberCannon, njia bora ya kufanya maendeleo ni kuanza tu kujenga na kujua maelezo madogo njiani.

Hatua ya 4: Mkutano wa Elektroniki

Mkutano wa umeme unaweza kuonekana kama hatua rahisi mwanzoni ikilinganishwa na ujenzi wa vifaa; Walakini, awamu hii haipaswi kudharauliwa kwa sababu ni muhimu sana. Waya moja uliowekwa vibaya inaweza kuzuia CyberCannon kufanya kazi vizuri au hata kuharibu vifaa vingine vya umeme. Njia bora ya kufanya mkutano wa umeme ni kufuata tu mchoro wa mzunguko uliotolewa kwenye picha zilizoambatanishwa na kuangalia mara mbili kuwa hautachanganya usambazaji wa umeme na waya za ardhini. Ni muhimu kutambua kuwa tulikuwa tukiendesha motors za DC kwenye betri sita za rechargeable AA 1.5V badala ya betri moja ya kuzuia 9V kama umeme wote kwa sababu tuligundua kuwa betri sita za AA zilitoa nguvu thabiti zaidi kwa motors za DC. Mara tu utakapomaliza mkutano wa umeme, unachotakiwa kufanya ni kupakia nambari ya Arduino, na PongMate CyberCannon Mark III yako itaanza.

Hatua ya 5: Msimbo wa Arduino

Kwa kudhani umeweka kila kitu kwa usahihi, nambari iliyoambatanishwa ya Arduino ndiyo unayohitaji kabla ya CyberCannon iko tayari kutumia. Mwanzoni mwa faili, tumeandika maoni ambayo yanaelezea mifano yote na maktaba tuliyotumia kutusaidia kutekeleza nambari ya vifaa anuwai vya elektroniki. Rasilimali hizi zinaweza kuwa muhimu sana kutafiti ikiwa unataka habari zaidi au uelewa mzuri wa jinsi vifaa hivi vinafanya kazi. Baada ya maoni haya, utapata ufafanuzi wa kutofautisha wa vifaa vyote vinavyotumika kwenye hati yetu. Hapa ndipo unaweza kubadilisha nambari nyingi zenye nambari ngumu kama viwango vya kasi ya DC, ambayo utahitaji kufanya wakati wa kusawazisha motors zako za DC na umbali ulio sawa. Ikiwa una uzoefu uliopita na Arduino, utajua kuwa sehemu kuu mbili za hati ya Arduino ni kazi za kuanzisha () na kitanzi (). Kazi ya usanidi inaweza kupuuzwa zaidi au chini kwenye faili hii isipokuwa nambari ya sensorer ya VL53L1X ToF, ambayo ina laini moja ambapo hali ya umbali wa sensor inaweza kubadilishwa ikiwa inavyotakiwa. Kazi ya kitanzi ni mahali ambapo viwango vya umbali na pembe vinasomwa kutoka kwa sensorer kuhesabu umbali wa usawa na vigeuzi vingine. Kama tulivyosema hapo awali, maadili haya yanatumiwa kuamua kasi ya motor DC na maadili ya LED kwa kupiga kazi za ziada nje ya kazi ya kitanzi. Shida moja tuliyokutana nayo ni kwamba maadili yanayotokana na sensorer yatatofautiana kwa kiasi kikubwa kwa sababu ya kutofautiana ndani ya vifaa vya umeme wenyewe. Kwa mfano, bila kugusa CyberCannon, viwango vya umbali na pembe vitatofautiana vya kutosha kusababisha kasi ya motor DC kuzunguka bila mpangilio. Ili kurekebisha shida hii, tulitekeleza wastani unaozunguka ambao ungehesabu umbali na pembe ya sasa kwa wastani juu ya maadili 20 ya sensa za hivi karibuni. Hii ilisuluhisha mara moja shida tulizokuwa nazo na kutofautiana kwa sensorer na kutuliza mahesabu yetu ya gari za LED na DC. Ikumbukwe kwamba hati hii sio kamili na dhahiri ina mende chache ambazo bado zinahitaji kufanyiwa kazi. Kwa mfano, wakati tulipokuwa tukijaribu CyberCannon, nambari hiyo ingeweza kufungia takriban moja kwa mara tatu ambayo tuliiwasha. Tumeangalia sana nambari lakini hatujaweza kupata shida; kwa hivyo, usiogope ikiwa hii itakutokea. Hiyo inasemwa, ikiwa unafanikiwa kupata shida na nambari yetu, tafadhali tujulishe!

Hatua ya 6: Kuharibu Ushindani

Tunatumahi kuwa Agizo hili linafundisha mafunzo ya wazi kwako kuunda CyberCannon yako mwenyewe na uombe tu uende rahisi kwa marafiki wako unapowacheza kwenye sherehe inayofuata!

Grant Galloway & Nils Opgenorth