The Ultimate Beer Pong Machine - PongMate CyberCannon Mark III: 6 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:24

Inleiding

Die PongMate CyberCannon Mark III is die nuutste en mees gevorderde bierpong -tegnologie wat ooit aan die publiek verkoop is. Met die nuwe CyberCannon kan enige persoon die mees gevreesde speler word by die bierpongtafel. Hoe is dit moontlik? Die CyberCannon Mark III kombineer 'n ultramoderne lanseerstelsel, hulpvlugkontrolesisteem en streefkalibrasiestelsel om te verseker dat elke tafeltennisbal met die hoogste moontlike akkuraatheid geskiet word. Hier is hoe dit werk:

Die PongMate se lanseerstelsel bestaan uit 'n laai- en skietmeganisme wat deur Duitse en Amerikaanse ingenieurs op die hoogste vlak ontwerp is en maksimum doeltreffendheid op die tafel waarborg. Laai die bal op, druk die knoppie en skiet. Die SG90 180 grade Servo sal verseker dat die bal akkuraat in sy posisie gedruk word vir 'n optimale skoot. Om te verseker dat die sap nooit opraak tydens die partytjie nie en u streep aan die gang hou, werk die Launching System van die PongMate CyberCannon Mark III op nie 2 nie, nie 4, maar dit is reg op 6 herlaaibare AA -batterye, wat tot 9V en 6600 mA, om beide DC-motors aan te dryf.

Die Auxiliary FlightControl-stelsel maak gebruik van die nuutste sensing- en lasertegnologie om die optimale baan vir die tafeltennisbal te bereken. Met behulp van die versnellingsmeter en tyd van vlugsensors kan die PongMate CyberCannon Mark III die presiese posisie van die gebruiker ten opsigte van die teikenbeker bereken.

Om die gebruiker visueel te lei na die korrekte skiethoogte en -hoek, is die Aiming Kalibrasie -stelsel ontwerp met 'n swaartekragvlak en 5 LED -koppelvlak om te verseker dat die gepaste posisie voor die bekendstelling bereik is.

Die PongMate CyberCannon Mark III is nie net 'n tegniese ingenieurswese nie. Duisende ure se navorsing is belê in die ergonomiese ontwerp van die produk. Handgemaakte Italiaanse klittenbandbande is geïntegreer in die soliede houtplaat en kan aangepas word by elke armgrootte. Onder die Auxiliary FlightControl -stelsel word 'n robuuste snellerhandvatsel aangebring om 'n stabiele greep te bied, selfs na 'n paar pintjies van die beste van Stuttgart.

Dus, as u goed wil wees in bierpong, as u in die wenspan wil wees en as u almal op die partytjie wil beïndruk, dan benodig u die PongMate CyberCannon Mark III, en u sal nooit 'n kans misloop nie weer.

Stap 1: Hardeware en elektronika

Hieronder vind u al die hardeware, elektroniese komponente en gereedskap wat nodig is om die PongMate CyberCannon Mark III te skep. Die afdeling Elektronika is verdeel in vier onderafdelings-Beheereenheid, Lanseerstelsel, Auxiliary FlightControl System en Aiming Calibration System-om aan te toon watter komponente benodig word vir die verskillende dele van die CyberCannon. Daar is skakels na aankoopopsies vir al die elektroniese komponente verskaf; ons onderskryf egter nie een van die kleinhandelaars wat met mekaar verbind is nie.

Hardeware

15-20 cm PVC-afvoerpyp (Ø 50 mm)

4x Kabelbinder

600x400mm laaghoutblad (4mm)

1x Deurskarnier

1 m klittenband

12 cm PVC -pyp (Ø 20 mm)

Houtgom

Wondergom

Elektriese band

8x M3 -houtskroewe

8x M2 -houtskroewe

2x M4 50 mm bout

2x wasser

4x M4 18 mm skroefdraadmou

2x M4 boutmoer

Elektronika

Beheereenheid

Arduino Uno

Mini broodbord

Jumper Wires

Batteryhouer pak

2x batteryaansluitkabel

6x herlaaibare AA -batterye (1.5V elk)

9v blok battery

Druk-knoppie skakelaar

Begin stelsel

2x DC-motor 6-12V

L293D motorbestuurder IC

Servomotor

Launcher -knoppie

2x skuimrubberwiele (45 mm)

2x verminderingsaansluiting (Ø 2 mm)

Hulp FlightControl -stelsel

MPU-6050 versnellingsmeter

VL53L1X Tyd van vlug (ToF) sensor

ANGEEK 5V KY-008 650nm lasersensormodule

Die mikpunt van die kalibrasiestelsel

2D Gravitasie-vlak

5x 8bit WS2812 RGB LED's

Europlatine (soldeer) of broodpan

Gereedskap

Boksnyer

Sien

Skroewedraaier

Naald en draad

Soldeerbout en soldeer*

*Breadboard is 'n alternatief vir soldeer.

Ekstras

2x tafeltennisbal

20x rooi koppies

Bier (of water)

Stap 2: Logika

Die logika agter die PongMate CyberCannon Mark III gaan oor die vereenvoudiging van die verhouding tussen die stelsel se veranderlikes en die DC -motorsnelheid om elke tafeltennisbal op die regte afstand te skiet. As die CyberCannon 'n stilstaande lanseerder met 'n vaste hoek was, sou die berekening vir die GS -motorsnelheid 'n redelik eenvoudige verhouding wees tussen die afstand tussen die lanseerder en die krag wat aan die motors verskaf word. Omdat die CyberCannon egter 'n polsmasjien is, moet die vertikale afstand van die lanseerder tot die beker en die lanseerhoek bykomend tot die horisontale afstand in ag geneem word by die berekening van die GS -motorsnelheid. Dit sou 'n uiters moeilike en vervelige taak wees om die regte oplossing vir 'n stelsel van vier veranderlikes te vind, met slegs proef en foute. As ons egter hierdie korrelasie kon vind, sou die geringe inkonsekwenthede van die lanseerder en sensorlesings steeds genoeg onakkuraatheid in ons stelsel veroorsaak, sodat dit nie sinvol is om soveel akkuraatheid by die berekening van die GS -motorsnelheid te voeg nie. Uiteindelik het ons besluit dat dit die beste sou wees om soveel moontlik veranderlikes uit te skakel, sodat die DC -motorsnelheid redelik bepaal kan word deur middel van toetsing en fout en verstaanbare resultate vir die gebruiker kan lewer. Dit is byvoorbeeld baie makliker vir die gebruiker om te verstaan dat GS -motorsnelheid toeneem namate horisontale afstand toeneem en afneem namate horisontale afstand afneem. As die vergelyking vir GS -motorsnelheid te veel veranderlikes het, sou dit nie intuïtief wees hoe die GS -motorsnelheid bereken word nie.

Weereens, die belangrikste veranderlikes in ons stelsel is die horisontale afstand, vertikale afstand, lanseerhoek en DC -motorsnelheid. Om die mees konsekwente resultate te lewer, het ons besluit om die vertikale afstand en lanseerhoek uit die DC -motorsnelheidsberekening uit te skakel deur hierdie veranderlike vas te stel. Deur die gebruiker met die Aiming Calibration System na die regte hoogte en hoek te lei, kon ons die vertikale afstand en lanseerderhoek regstel. Spesifiek word die korrekte vertikale afstand aangedui wanneer die middelste drie LED's van die vyf LED-koppelvlak groen word, en die korrekte lanseerhoek word aangedui wanneer die borrels op die twee-as-swaartekragvlak tussen die swart lyne gesentreer is. Op hierdie punt is die enigste oorblywende veranderlikes die horisontale afstand en die GS -motorsnelheid. Dit gesê, die horisontale afstand moet bereken word uit sensordata, aangesien die horisontale afstand nie direk gemeet kan word nie. In plaas daarvan kan die direkte afstand van die lanseerder na die beker en die hoek van die horisontale vlak gemeet en gebruik word om die horisontale afstand te bereken. Ons het die VL53L1X ToF-sensor gebruik om die afstand van die lanseerder na die beker en die MPU-6050 versnellingsmeter te meet om die hoek vanaf die horisontale vlak te meet. Die wiskunde agter hierdie berekening is baie eenvoudig en kan gesien word in die aangehegte prentjie in hierdie afdeling. Die enigste formule wat nodig is om die horisontale afstand van hierdie twee sensorlesings te bereken, is die Wet op die sines.

Sodra die horisontale afstand bereken is, is die enigste ding wat u moet doen, die korrelasie tussen hierdie afstand en die DC -motorsnelheid, wat ons opgelos het deur middel van trial and error, te vind. 'N Plot van hierdie waardes kan op die aangehegte prent gesien word. Ons het verwag dat die verhouding tussen horisontale afstand en GS -motorsnelheid lineêr sou wees, maar ons was verbaas om uit te vind dat dit eintlik 'n kromme volg wat meer ooreenstem met 'n kubuswortelfunksie. Sodra dit bepaal is, is hierdie waardes hardgekodeer in die Arduino-skrif. Die finale implementering van al hierdie dele kan in hierdie video hier gesien word, waar die LED -koppelvlak verander om die relatiewe hoogte van die teiken aan te dui en die DC -motorsnelheid kan hoor verander met die wisselende insetwaardes van die sensors.

Stap 3: Hardeware -konstruksie

Wat aangenaam is aan die hardeware -konstruksie van die PongMate CyberCannon Mark III, is dat u tuis vinnig en rof kan wees, maar ook bestendig en akkuraat kan wees met 'n CNC -masjien of 3D -drukker. Ons het die eerste opsie gekies en 'n doeksnyer gebruik om die laaghoutblaaie van 4 mm vir ons ontwerp te sny; Ons het egter CNC -onderdele verskaf as u hierdie opsie wil volg. Die lae van die laaghout is so ontwerp dat die verskillende komponente van die CyberCannon soveel as moontlik geïntegreer kan word. Die basisplaat van die Launching System het byvoorbeeld uitsparings vir die Arduino-, batterye, broodbord- en klittenbandbande, terwyl die basisplaat van die Auxiliary FlightControl System uitsnitte het wat 'n tonnel vir die sensordrade skep en die boute verberg wat die snellerhandvatsel. As u al die stukke van die laaghoutblaaie uitgesny het, kan u dit aan mekaar plak om die basisplate van die CyberCannon te vorm. As ons dit plak, dink ons dat dit belangrik is om seker te maak dat alles reg is, en stel ook voor dat u klampe of 'n paar boeke gebruik om druk uit te oefen terwyl die stukke droog word. Voordat u meer brose komponente soos die lanseerpyp en elektronika begin heg, raai ons aan om die klittenbandjies vas te maak, aangesien u die basisplaat dalk moet omdraai om die bande te plaas en dit makliker te maak. Die lanseerpyp moet gesny word vir die wiele wat u kan koop, sodat die servomotor behoorlik kan werk om die bal in die wiele te druk. Ons beveel aan dat die wiele effens kners sodat hulle nader aan mekaar geplaas kan word as die deursnee van die tafeltennisbal, wat 'n meer kragtige en konsekwente skoot bied. In dieselfde trant is dit ook belangrik dat die GS -motors styf vasgemaak word en nie beweeg as die bal tussen die wiele ingedruk word nie; anders verloor die bal krag en konsekwentheid. Ons stel ook voor dat u seker maak dat die skroewe wat u gekoop het, almal in die gate van u elektroniese komponente pas, sodat u dit nie beskadig nie en dat u seker maak dat daar geen skroefbotsings is tussen die verskillende dele wat u in die basis vasskroef nie. borde. Ongeag hoe presies jy wil wees tydens die hardeware -konstruksie van die CyberCannon, die beste manier om vordering te maak, is net om te begin bou en die klein besonderhede langs die pad uit te vind.

Stap 4: Elektroniese samestelling

Die elektroniese samestelling lyk aanvanklik 'n maklike stap in vergelyking met die hardeware -konstruksie; hierdie fase moet egter nie onderskat word nie, want dit is uiters belangrik. Een verkeerde draad kan voorkom dat die CyberCannon behoorlik werk of selfs elektriese komponente kan vernietig. Die beste manier om die elektroniese samestelling te hanteer, is om eenvoudig die stroomdiagram in die aangehegte beelde te volg en te kontroleer of u nooit die kragtoevoer en aarddrade deurmekaar maak nie. Dit is belangrik om daarop te let dat ons die GS -motors op ses 1,5V -herlaaibare AA -batterye gebruik het in plaas van 'n 9V -blokbattery, soos die res van die elektronika, omdat ons gevind het dat die ses AA -batterye meer gelykmatige krag vir die GS -motors bied. Nadat u die elektroniese samestelling voltooi het, hoef u net die Arduino -kode op te laai, en u PongMate CyberCannon Mark III is aan die gang.

Stap 5: Arduino -kode

As u aanvaar dat u alles korrek opgestel het, is die aangehegte Arduino -kode al wat u nodig het voordat die CyberCannon gereed is om te gebruik. Aan die begin van die lêer het ons opmerkings geskryf wat al die voorbeelde en biblioteke wat ons gebruik het, verduidelik om die kode vir die verskillende elektroniese komponente te implementeer. Hierdie hulpbronne kan baie nuttig wees om na te gaan as u meer inligting wil hê of 'n beter begrip wil hê van hoe hierdie komponente werk. Na hierdie kommentaar vind u die veranderlike definisies vir al die komponente wat in ons skrif gebruik word. Dit is waar u baie hardgekodeerde waardes kan verander, soos die DC-motorsnelheidwaardes, wat u sal moet doen as u u DC-motors met die horisontale afstand kalibreer. As u vorige ervaring met Arduino het, weet u dat die twee hoofdele van 'n Arduino -skrif die opset () en lus () funksies is. Die opstelfunksie kan min of meer in hierdie lêer geïgnoreer word, met die uitsondering van die VL53L1X ToF -sensorkode, wat een reël bevat waar die afstandsmodus van die sensor na wens verander kan word. Die lusfunksie is waar die afstand- en hoekwaardes van die sensors afgelees word om die horisontale afstand en ander veranderlikes te bereken. Soos ons vroeër genoem het, word hierdie waardes dan gebruik om die GS -motorsnelheid en LED -waardes te bepaal deur bykomende funksies buite die lusfunksie te roep. Een probleem wat ons ondervind het, was dat die waardes wat van die sensors afkomstig was, aansienlik sou verskil as gevolg van teenstrydighede in die elektriese komponente self. Sonder om die CyberCannon aan te raak, sal die afstand- en hoekwaardes byvoorbeeld genoeg wissel om die DC -motorsnelheid lukraak te laat ossilleer. Om hierdie probleem op te los, het ons 'n rollende gemiddelde geïmplementeer wat die huidige afstand en hoek sou bereken deur die gemiddelde van die 20 mees onlangse sensorwaardes te bereken. Dit het die probleme wat ons ondervind het met die inkonsekwentheid van die sensor onmiddellik opgelos en ons LED- en GS -motorberekeninge glad gemaak. Daar moet op gelet word dat hierdie skrif geensins perfek is nie en beslis 'n paar foute bevat wat nog uitgewerk moet word. Byvoorbeeld, as ons die CyberCannon toets, sou die kode lukraak ongeveer een uit drie keer vries as ons dit aanskakel. Ons het deeglik deur die kode gekyk, maar kon nie die probleem vind nie; moet dus nie skrik as dit met u gebeur nie. Dit gesê, laat ons dit asseblief weet as u die probleem met ons kode vind.

Stap 6: Vernietig die kompetisie

Ons hoop dat hierdie Instructable u 'n duidelike handleiding gegee het om 'n eie CyberCannon te bou, en dat u slegs met u vriende kan gesels as u dit tydens die volgende partytjie speel!

Grant Galloway & Nils Opgenorth