Ang Ultimate Beer Pong Machine - PongMate CyberCannon Mark III: 6 na Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:10

Panimula

Ang PongMate CyberCannon Mark III ay ang pinakabago at pinaka-advanced na teknolohiya ng beer pong na naibenta sa publiko. Gamit ang bagong CyberCannon, ang sinumang tao ay maaaring maging ang pinaka kinatakutan na manlalaro sa mesa ng beer pong. Paano ito posible? Kaya, pinagsasama ng CyberCannon Mark III ang isang state-of-the-art Launching System, Auxiliary FlightControl System, at Aiming Calibration System upang matiyak na ang bawat ping pong ball ay kinunan ng may pinakamataas na posibleng katumpakan. Narito kung paano ito gumagana:

Ang PongMate's Launching System ay binubuo ng isang paglo-load at pagbaril ng mekanismo na idinisenyo ng nangungunang mga antas na inhinyero ng Aleman at Amerikano at ginagarantiyahan ang maximum na kahusayan sa talahanayan. I-load ang bola, pindutin ang pindutan at kunan ng larawan. Titiyakin ng SG90 180 degree Servo na ang bola ay tumpak na naitulak sa posisyon para sa isang pinakamabuting kalagayan na pagbaril. Upang matiyak na hindi ka mawalan ng katas sa pagdiriwang at mapanatili ang iyong linya, ang Launching System ng PongMate CyberCannon Mark III ay nagpapatakbo sa hindi 2, hindi 4, ngunit tama iyon sa 6 na rechargeable AA na baterya, na umaabot hanggang sa 9V at 6600 mA, upang mapagana ang parehong DC-Motors.

Ang Auxiliary FlightControl System ay gumagamit ng state-of-the-art na sensing at teknolohiya ng laser upang makalkula ang pinakamainam na tilapon para sa bola ng ping pong. Sa tulong ng accelerometer at oras ng mga flight sensor, maaaring kalkulahin ng PongMate CyberCannon Mark III ang eksaktong posisyon ng gumagamit na patungkol sa target na tasa.

Upang biswal na gabayan ang gumagamit sa tamang pagbaril sa taas at anggulo, ang Aiming Calibration System ay dinisenyo na may antas ng gravity at 5 LED interface upang matiyak na ang naaangkop na posisyon ay nakamit bago ilunsad.

Ang PongMate CyberCannon Mark III ay hindi puro isang teknikal na piraso ng engineering. Libu-libong oras ng pagsasaliksik ang namuhunan sa ergonomikong disenyo ng produkto. Ang mga stitched Italian Velcro strap na kamay ay isinama sa solidong baseplate ng troso at ayusin upang magkasya sa anumang laki ng braso. Ang isang matatag na hawakan ng pag-trigger ay nakakabit sa ilalim ng Auxiliary FlightControl System upang magbigay ng isang matatag na mahigpit na pagkakahawak, kahit na pagkatapos ng ilang mga pint ng pinakamahusay na Stuttgart.

Kaya, kung nais mong maging mahusay sa beer pong, kung nais mong maging sa panalong koponan, at kung nais mong mapahanga ang lahat sa pagdiriwang, kailangan mo ng PongMate CyberCannon Mark III, at hindi ka makaligtaan ng isang shot. muli

Hakbang 1: Hardware at Electronics

Sa ibaba, mahahanap mo ang lahat ng hardware, elektronikong sangkap, at tool na kinakailangan upang likhain ang PongMate CyberCannon Mark III. Ang seksyon ng Electronics ay nahahati sa apat na sub-seksyon - Control Unit, Launching System, Auxiliary FlightControl System, at Aiming Calibration System - upang maipakita kung aling mga sangkap ang kinakailangan para sa iba't ibang bahagi ng CyberCannon. Ang mga link sa mga pagpipilian sa pagbili para sa lahat ng mga elektronikong sangkap ay naibigay; gayunpaman, hindi namin partikular na iniindorso ang alinman sa mga nagtitingi na naka-link.

Hardware

15-20cm PVC Drainpipe (Ø 50 mm)

4x Cable Tie

600x400mm Plywood Sheet (4mm)

1x Hinge ng Pinto

1m Velcro Fastener

12cm PVC Pipe (Ø 20 mm)

Pandikit ng kahoy

Super Pandikit

Electric Tape

8x M3 Wood Screws

8x M2 Wood Screws

2x M4 50mm Bolt

2x Washer

4x M4 18mm Threaded Sleeve

2x M4 Bolt Nut

Elektronika

Control Unit

Arduino Uno

Mini Breadboard

Jumper Wires

Battery Holder Pack

2x Cable Connector Cable

6x rechargeable AA Baterya (1.5V bawat isa)

9v I-block ang Baterya

Press-Button Switch

Sistema ng paglulunsad

2x DC-Motor 6-12V

L293D Motor Driver IC

Servo Motor

Button ng Launcher

2x Foam Rubber Wheels (45mm)

2x Reduction Socket (Ø 2 mm)

Pantulong na FlightControl System

MPU-6050 Accelerometer

VL53L1X Oras ng Flight (ToF) Sensor

ANGEEK 5V KY-008 650nm Laser Sensor Modul

Naglalayong System ng Pagkakalibrate

2D Antas ng Gravity

5x 8bit WS2812 RGB LEDs

Europlatine (Paghihinang) o Breadboard

Mga kasangkapan

Box Cutter

Saw

Screw Driver

Karayom at Thread

Panghinang na Bakal at Panghinang *

* Ang Breadboard ay isang kahalili sa paghihinang.

Mga extra

2x Mga Bola sa Ping Pong

20x Red Cups

Beer (o Tubig)

Hakbang 2: Logic

Ang lohika sa likod ng PongMate CyberCannon Mark III ay tungkol sa pagpapasimple ng ugnayan sa pagitan ng mga variable ng system at ng bilis ng motor ng DC upang kunan ng larawan ang bawat distansya ng ping pong. Kung ang CyberCannon ay isang nakatigil na launcher na may isang nakapirming anggulo, kung gayon ang pagkalkula para sa bilis ng motor ng DC ay isang simpleng relasyon sa pagitan ng distansya ng launcher sa tasa at ang kuryente na ibinibigay sa mga motor. Gayunpaman, dahil ang CyberCannon ay isang wrist mount machine, kung gayon ang patayong distansya mula sa launcher hanggang sa tasa at ang anggulo ng launcher ay kailangang isaalang-alang bilang karagdagan sa pahalang na distansya kapag kinakalkula ang bilis ng motor ng DC. Ang paghahanap ng tamang solusyon sa isang system ng apat na variable na may trial and error lamang na magagamit namin ay magiging napakahirap at nakakapagod na gawain. Ipagpalagay na natagpuan namin ang ugnayan na ito, gayunpaman, ang bahagyang hindi pagkakapare-pareho ng launcher at mga pagbabasa ng sensor ay makakagawa pa rin ng sapat na kawastuhan sa loob ng aming system na hindi makatuwiran upang magdagdag ng labis na katumpakan sa pagkalkula ng bilis ng motor ng DC. Sa huli, nagpasya kaming pinakamahusay na subukan at alisin ang maraming mga variable hangga't maaari upang ang bilis ng motor ng DC ay maaaring matukoy sa pamamagitan ng pagsubok at error at makabuo ng mga naiintindihan na resulta para sa gumagamit. Halimbawa, mas madaling maunawaan ng gumagamit na ang bilis ng motor ng DC ay tumataas habang tumataas at bumababa ang pahalang na distansya habang bumababa ang pahalang na distansya. Kung ang equation para sa bilis ng motor ng DC ay may masyadong maraming mga variable, hindi ito magiging madaling maunawaan kung paano kinakalkula ang bilis ng motor ng DC.

Muli, ang pangunahing mga variable sa loob ng aming system ay ang pahalang na distansya, patayong distansya, anggulo ng launcher, at bilis ng motor ng DC. Upang makagawa ng pinaka-pare-pareho na mga resulta, nagpasya kaming alisin ang patayong distansya at anggulo ng launcher mula sa pagkalkula ng bilis ng motor ng DC sa pamamagitan ng pag-aayos ng variable na ito. Sa pamamagitan ng paggabay sa gumagamit sa tamang taas at anggulo gamit ang Aiming Calibration System, naayos namin ang patayong distansya at anggulo ng launcher. Partikular, ang tamang patayong distansya ay ipinahiwatig kapag ang gitnang tatlong LEDs ng limang interface ng LED ay nagiging berde, at ang tamang anggulo ng launcher ay ipinahiwatig kapag ang mga bula sa antas ng gravity ng dalawang-axis ay nakasentro sa pagitan ng mga itim na linya. Sa puntong ito, ang natitirang mga variable lamang ay ang pahalang na distansya at ang bilis ng motor ng DC. Sinabi na, ang pahalang na distansya ay kailangang kalkulahin mula sa sensor data dahil ang pahalang na distansya ay hindi masusukat nang direkta. Sa halip, ang direktang distansya mula sa launcher patungo sa tasa at ang anggulo mula sa pahalang na eroplano ay maaaring masukat at magamit upang makalkula ang pahalang na distansya. Ginamit namin ang VL53L1X ToF Sensor upang sukatin ang distansya mula sa launcher hanggang sa tasa at ang MPU-6050 Accelerometer upang sukatin ang anggulo mula sa pahalang na eroplano. Ang matematika sa likod ng pagkalkula na ito ay napaka-simple at makikita sa naka-attach na imahe sa seksyong ito. Talaga, ang tanging formula na kinakailangan upang makalkula ang pahalang na distansya mula sa dalawang pagbabasa ng sensor na ito ay ang Law of Sines.

Kapag kinakalkula ang pahalang na distansya, ang natitirang bagay lamang na dapat gawin ay hanapin ang ugnayan sa pagitan ng distansya na ito at ng bilis ng motor ng DC, na nalutas namin gamit ang pagsubok at error. Ang isang balangkas ng mga halagang ito ay maaaring makita sa naka-attach na imahe. Inaasahan namin na ang ugnayan sa pagitan ng pahalang na distansya at bilis ng motor ng DC ay magiging linear, ngunit nagulat kami nang malaman na talagang sinundan nito ang isang curve na higit na katulad sa isang cube root function. Kapag natukoy, ang mga halagang ito ay hard-code sa script ng Arduino. Ang huling pagpapatupad ng lahat ng mga bahaging ito ay maaaring makita sa video na ito dito, kung saan nagbabago ang interface ng LED upang ipahiwatig ang taas ng target sa target at ang bilis ng motor ng DC ay maririnig na nagbabago sa iba't ibang mga halaga ng pag-input mula sa mga sensor.

Hakbang 3: Paggawa ng Hardware

Ano ang maganda sa pagtatayo ng hardware ng PongMate CyberCannon Mark III ay maaari kang maging mabilis at magaspang dito sa bahay o maging matatag at tumpak sa isang CNC machine o 3D printer. Pinili namin ang unang pagpipilian at gumamit ng isang pamutol ng kahon upang putulin ang mga sheet na 4 mm na playwud para sa aming disenyo; gayunpaman, nagbigay kami ng sheet ng mga bahagi ng CNC kung nais mong ituloy ang pagpipiliang ito. Ang mga layer ng playwud ay dinisenyo upang ang iba't ibang mga bahagi ng CyberCannon ay maaaring maisama hangga't maaari. Halimbawa, ang base plate ng Launching System ay may mga ginupit para sa mga strap ng Arduino, baterya, breadboard, at Velcro, habang ang base plate ng Auxiliary FlightControl System ay may mga ginupit na lumilikha ng isang lagusan para sa mga wire ng sensor at itago ang mga bolt na nakakabit sa gatilyo hawakan. Kapag natapos mo na ang lahat ng mga piraso ng piraso mula sa mga sheet ng playwud, maaari mong idikit ang mga ito nang magkasama upang mabuo ang mga base plate ng CyberCannon. Kapag nakadikit, sa tingin namin mahalaga na suriin talaga na ang lahat ay nakalinya nang tama at iminumungkahi din na gumamit ka ng mga clamp o ilang mga libro upang mailapat ang presyon habang ang mga piraso ay tuyo. Bago mo simulang maglakip ng mas marupok na mga sangkap tulad ng launcher pipe at electronics, iminumungkahi namin ang pagtahi sa mga strap ng Velcro dahil maaaring kailanganin mong i-on ang base plate upang maipasok ang mga strap at gawing mas madali ang pananahi. Ang launcher pipe ay dapat i-cut upang mapaunlakan ang mga gulong na kaya mong bilhin at payagan para sa servo motor na maayos na maipatulak upang itulak ang bola sa mga gulong. Inirerekumenda namin na ang mga gulong ay medyo squishy upang maaari silang mailagay nang mas malapit kaysa sa diameter ng ping pong ball, na nagbibigay ng isang mas malakas at pare-parehong pagbaril. Sa parehong ugat na ito, mahalaga din na ang DC motors ay masigurado nang mahigpit at hindi makagalaw kapag ang bola ay kinatas sa pagitan ng mga gulong; kung hindi man, ang bola ay mawawalan ng lakas at pagkakapare-pareho. Iminumungkahi din namin na siguraduhin mong ang mga turnilyo na binili mo lahat ay umaangkop sa mga butas ng iyong mga elektronikong sangkap upang hindi mo ito mapinsala at suriin mong mabuti na hindi magkakaroon ng mga hidwaan sa tornilyo sa pagitan ng iba`t ibang mga bahagi na iyong kinukulit sa base mga plato. Hindi alintana kung gaano ka tumpak ang nais mong maging sa panahon ng pagtatayo ng hardware ng CyberCannon, ang pinakamahusay na paraan upang gumawa ng pag-unlad ay upang simulan ang pagbuo at alamin ang mga maliliit na detalye sa daan.

Hakbang 4: Electronics Assembly

Ang pagpupulong ng electronics ay maaaring mukhang isang madaling hakbang sa una kumpara sa pagtatayo ng hardware; gayunpaman, ang yugtong ito ay hindi dapat maliitin sapagkat ito ay lubhang mahalaga. Ang isang hindi nakalagay na kawad ay maaaring pigilan ang CyberCannon mula sa maayos na paggana o masira ang ilang mga sangkap na elektrikal. Ang pinakamahusay na paraan upang maghanap tungkol sa pagpupulong ng electronics ay sundin lamang ang diagram ng circuit na ibinigay sa mga nakakabit na imahe at upang i-double check na hindi mo na ihalo ang power supply at ground wires. Mahalagang tandaan na pinapatakbo namin ang mga DC motor sa anim na 1.5V na rechargeable na baterya ng AA sa halip na isang baterya ng 9V block tulad ng natitirang electronics dahil nalaman namin na ang anim na baterya ng AA ay nagbigay ng mas pare-parehong lakas para sa mga DC motor. Kapag nakumpleto mo na ang pagpupulong ng electronics, ang kailangan mo lang gawin ay i-upload ang Arduino code, at ang iyong PongMate CyberCannon Mark III ay gagana at tumatakbo.

Hakbang 5: Arduino Code

Ipagpalagay na na-set up mo nang tama ang lahat, ang nakalakip na Arduino code ay ang kailangan mo lang bago handa nang gamitin ang CyberCannon. Sa simula ng file, mayroon kaming mga nakasulat na komento na nagpapaliwanag ng lahat ng mga halimbawa at aklatan na ginamit namin upang matulungan kaming ipatupad ang code para sa iba't ibang mga elektronikong sangkap. Ang mga mapagkukunang ito ay maaaring maging lubhang kapaki-pakinabang sa pagsasaliksik kung nais mo ng karagdagang impormasyon o isang mas mahusay na pag-unawa sa kung paano gumagana ang mga sangkap na ito. Matapos ang mga komentong ito, mahahanap mo ang mga variable na kahulugan para sa lahat ng mga sangkap na ginagamit sa aming script. Dito mo mababago ang maraming mga hard-coded na halaga tulad ng mga halaga ng bilis ng motor ng DC, na kakailanganin mong gawin kapag na-calibrate mo ang iyong mga DC motor na may pahalang na distansya. Kung mayroon kang nakaraang karanasan sa Arduino, malalaman mo na ang dalawang pangunahing bahagi ng isang script ng Arduino ay ang pag-andar ng setup () at loop (). Ang pag-andar ng pag-setup ay maaaring higit o mas kaunti ay hindi papansinin sa file na ito maliban sa VL53L1X ToF sensor code, na may isang linya kung saan ang mode ng distansya ng sensor ay maaaring mabago kung ninanais. Ang pagpapaandar ng loop ay kung saan ang mga halaga ng distansya at anggulo ay nababasa mula sa mga sensor upang makalkula ang pahalang na distansya at iba pang mga variable. Tulad ng nabanggit namin kanina, ang mga halagang ito ay ginagamit upang matukoy ang bilis ng motor ng DC at mga halagang LED sa pamamagitan ng pagtawag ng mga karagdagang pag-andar sa labas ng pagpapaandar ng loop. Ang isang problemang nakasalamuha namin ay ang mga halagang nagmumula sa mga sensor ay magkakaiba sa pamamagitan ng isang makabuluhang margin dahil sa hindi pagkakapare-pareho sa loob ng mga sangkap na elektrikal mismo. Halimbawa, nang hindi hinahawakan ang CyberCannon, kapwa magkakaiba ang halaga ng distansya at anggulo upang magdulot ng bilis ng pag-oscillate ng DC motor Upang maayos ang problemang ito, nagpatupad kami ng isang average ng pag-ikot na makakalkula ang kasalukuyang distansya at anggulo sa pamamagitan ng pag-average sa 20 pinakabagong mga halaga ng sensor. Agad nitong naayos ang mga problema na mayroon kami sa mga hindi pagkakapareho ng sensor at pinakinay ang aming mga kalkulasyon ng LED at DC na motor. Dapat banggitin na ang script na ito ay hindi perpekto at tiyak na mayroong ilang mga bug na kailangan pa ring magtrabaho. Halimbawa, kapag sinusubukan namin ang CyberCannon, ang code ay random na mag-freeze tungkol sa isa sa tatlong beses na na-on namin ito. Tiningnan namin ang code nang malawakan ngunit hindi namin makita ang problema; kaya, huwag maalarma kung nangyari ito sa iyo. Sinabi na, kung namamahala ka upang makahanap ng problema sa aming code, mangyaring ipaalam sa amin!

Hakbang 6: Wasakin ang Kompetisyon

Inaasahan namin na ang Instructable na ito ay nagbigay ng isang malinaw na tutorial para sa iyo na bumuo ng iyong sariling CyberCannon at hihilingin lamang sa iyo na madali ka sa iyong mga kaibigan kapag nilalaro mo sila sa susunod na partido!

Grant Galloway at Nils Opgenorth