Mesin Beer Pong Terbaik - PongMate CyberCannon Mark III: 6 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:54

pengantar

PongMate CyberCannon Mark III adalah teknologi beer pong terbaru dan tercanggih yang pernah dijual ke publik. Dengan CyberCannon baru, siapa pun bisa menjadi pemain yang paling ditakuti di meja bir pong. Bagaimana ini mungkin? Nah, CyberCannon Mark III menggabungkan Sistem Peluncuran yang canggih, Sistem Kontrol Penerbangan Tambahan, dan Sistem Kalibrasi Bertujuan untuk memastikan bahwa setiap bola pingpong ditembak dengan akurasi setinggi mungkin. Berikut cara kerjanya:

Sistem Peluncuran PongMate terdiri dari mekanisme pemuatan dan pemotretan yang dirancang oleh insinyur Jerman dan Amerika tingkat atas dan menjamin efisiensi maksimum di atas meja. Muat bola, tekan tombol dan tembak. Servo SG90 180 derajat akan memastikan bahwa bola didorong secara akurat ke posisinya untuk tembakan yang optimal. Untuk memastikan bahwa Anda tidak pernah kehabisan jus di pesta dan terus melanjutkan perjalanan Anda, Sistem Peluncuran PongMate CyberCannon Mark III tidak berjalan pada 2, bukan 4, tetapi itu benar pada 6 baterai AA yang dapat diisi ulang, dengan clock hingga 9V dan 6600 mA, untuk memberi daya pada kedua Motor DC.

Auxiliary FlightControl System menggunakan penginderaan canggih dan teknologi laser untuk menghitung lintasan optimal untuk bola pingpong. Dengan bantuan akselerometer dan sensor waktu terbang, PongMate CyberCannon Mark III dapat menghitung posisi yang tepat dari pengguna sehubungan dengan cangkir target.

Untuk memandu pengguna secara visual ke ketinggian dan sudut pemotretan yang benar, Sistem Kalibrasi Bertujuan dirancang dengan tingkat gravitasi dan antarmuka 5 LED untuk memastikan bahwa posisi yang tepat telah dicapai sebelum peluncuran.

PongMate CyberCannon Mark III bukan murni bagian dari rekayasa teknis. Ribuan jam penelitian diinvestasikan ke dalam desain produk yang ergonomis. Tali Velcro Italia yang dijahit dengan tangan diintegrasikan ke dalam pelat dasar kayu solid dan disesuaikan agar sesuai dengan ukuran lengan apa pun. Pegangan pemicu yang kuat dipasang di bawah Sistem Kontrol Penerbangan Tambahan untuk memberikan pegangan yang stabil, bahkan setelah beberapa liter minuman terbaik Stuttgart.

Jadi, jika Anda ingin mahir dalam beer pong, jika Anda ingin menjadi tim pemenang, dan jika Anda ingin membuat semua orang terkesan di pesta, maka Anda memerlukan PongMate CyberCannon Mark III, dan Anda tidak akan pernah melewatkan kesempatan. lagi.

Langkah 1: Perangkat Keras dan Elektronik

Di bawah ini, Anda dapat menemukan semua perangkat keras, komponen elektronik, dan alat yang diperlukan untuk membuat PongMate CyberCannon Mark III. Bagian Elektronik dibagi menjadi empat sub-bagian -- Unit Kontrol, Sistem Peluncuran, Sistem Kontrol Penerbangan Tambahan, dan Sistem Kalibrasi Bertujuan -- untuk menunjukkan komponen mana yang diperlukan untuk berbagai bagian CyberCannon. Tautan ke opsi pembelian untuk semua komponen elektronik telah disediakan; namun, kami tidak secara khusus mendukung pengecer mana pun yang terkait.

Perangkat keras

Pipa Drainase PVC 15-20cm (Ø 50 mm)

4x Ikatan Kabel

Lembar Kayu Lapis 600x400mm (4mm)

1x Engsel Pintu

Pengikat Velcro 1m

Pipa PVC 12cm (Ø 20 mm)

Lem kayu

Lem super

Pita Listrik

Sekrup Kayu 8x M3

Sekrup Kayu 8x M2

2x M4 50mm Baut

2x Mesin Cuci

4x M4 18mm Lengan Berulir

2x M4 Mur Baut

Elektronik

Unit Kontrol

Arduino Uno

Papan tempat memotong roti mini

Kabel Jumper

Paket Dudukan Baterai

2x Kabel Konektor Baterai

6x Baterai AA yang dapat diisi ulang (masing-masing 1,5V)

Baterai Blok 9v

Sakelar Tekan-Tombol

Sistem Peluncuran

2x DC-Motor 6-12V

IC Driver Motor L293D

Motor servo

Tombol Peluncur

2x Roda Karet Busa (45mm)

2x Soket Pengurangan (Ø 2 mm)

Sistem Kontrol Penerbangan Tambahan

Akselerometer MPU-6050

VL53L1X Sensor Waktu Penerbangan (ToF)

Modul Sensor Laser ANGEEK 5V KY-008 650nm

Sistem Kalibrasi Bertujuan

Gravity-Level 2D

5x 8bit WS2812 LED RGB

Europlatine (Solder) atau Breadboard

Peralatan

Pemotong Kotak

Gergaji

Obeng

Jarum & Benang

Besi Solder & Solder*

* Papan tempat memotong roti adalah alternatif untuk menyolder.

Ekstra

2x Bola Ping Pong

20x Piala Merah

Bir atau air)

Langkah 2: Logika

Logika di balik PongMate CyberCannon Mark III adalah tentang menyederhanakan hubungan antara variabel sistem dan kecepatan motor DC untuk menembak setiap bola pingpong dengan jarak yang benar. Jika CyberCannon adalah peluncur stasioner dengan sudut tetap, maka perhitungan kecepatan motor DC akan menjadi hubungan yang cukup sederhana antara jarak peluncur ke cangkir dan daya yang disuplai ke motor. Namun, karena CyberCannon adalah mesin yang dipasang di pergelangan tangan, maka jarak vertikal dari peluncur ke cangkir dan sudut peluncur perlu dipertimbangkan selain jarak horizontal saat menghitung kecepatan motor DC. Menemukan solusi yang tepat untuk sistem empat variabel dengan hanya coba-coba yang kita miliki akan menjadi tugas yang sangat sulit dan membosankan. Dengan asumsi kami dapat menemukan korelasi ini, bagaimanapun, sedikit inkonsistensi dari peluncur dan pembacaan sensor masih akan menghasilkan ketidakakuratan yang cukup dalam sistem kami sehingga tidak masuk akal untuk menambahkan begitu banyak presisi pada perhitungan kecepatan motor DC. Pada akhirnya, kami memutuskan bahwa akan lebih baik untuk mencoba dan menghilangkan variabel sebanyak mungkin sehingga kecepatan motor DC dapat ditentukan secara wajar melalui trial and error dan menghasilkan hasil yang dapat dimengerti oleh pengguna. Misalnya, jauh lebih mudah bagi pengguna untuk memahami bahwa kecepatan motor DC meningkat seiring dengan bertambahnya jarak horizontal dan berkurang seiring dengan berkurangnya jarak horizontal. Jika persamaan untuk kecepatan motor DC memiliki terlalu banyak variabel, maka tidak akan intuitif bagaimana kecepatan motor DC dihitung.

Sekali lagi, variabel utama dalam sistem kami adalah jarak horizontal, jarak vertikal, sudut peluncur, dan kecepatan motor DC. Untuk menghasilkan hasil yang paling konsisten, kami memutuskan untuk menghilangkan jarak vertikal dan sudut peluncur dari perhitungan kecepatan motor DC dengan memperbaiki variabel ini. Dengan memandu pengguna ke ketinggian dan sudut yang benar dengan Sistem Kalibrasi Bertujuan, kami dapat memperbaiki jarak vertikal dan sudut peluncur. Secara khusus, jarak vertikal yang benar ditunjukkan ketika tiga LED tengah dari lima antarmuka LED berubah menjadi hijau, dan sudut peluncur yang benar ditunjukkan ketika gelembung pada tingkat gravitasi dua sumbu dipusatkan di antara garis hitam. Pada titik ini, satu-satunya variabel yang tersisa adalah jarak horizontal dan kecepatan motor DC. Karena itu, jarak horizontal perlu dihitung dari data sensor karena jarak horizontal tidak dapat diukur secara langsung. Sebaliknya, jarak langsung dari peluncur ke cangkir dan sudut dari bidang horizontal dapat diukur dan digunakan untuk menghitung jarak horizontal. Kami menggunakan Sensor ToF VL53L1X untuk mengukur jarak dari peluncur ke cangkir dan Accelerometer MPU-6050 untuk mengukur sudut dari bidang horizontal. Matematika di balik perhitungan ini sangat sederhana dan dapat dilihat pada gambar terlampir di bagian ini. Pada dasarnya, satu-satunya rumus yang diperlukan untuk menghitung jarak horizontal dari kedua pembacaan sensor ini adalah Hukum Sinus.

Setelah jarak horizontal dihitung, satu-satunya yang tersisa untuk dilakukan adalah menemukan korelasi antara jarak ini dan kecepatan motor DC, yang kami selesaikan dengan menggunakan coba-coba. Plot nilai-nilai ini dapat dilihat pada gambar terlampir. Kami berharap bahwa hubungan antara jarak horizontal dan kecepatan motor DC akan linier, tetapi kami terkejut mengetahui bahwa itu sebenarnya mengikuti kurva yang lebih mirip dengan fungsi akar pangkat tiga. Setelah ditentukan, nilai-nilai ini dikodekan ke dalam skrip Arduino. Implementasi akhir dari semua bagian ini dapat dilihat dalam video ini di sini, di mana antarmuka LED berubah untuk menunjukkan ketinggian relatif terhadap target dan kecepatan motor DC dapat terdengar berubah dengan nilai input yang bervariasi dari sensor.

Langkah 3: Konstruksi Perangkat Keras

Apa yang bagus dari konstruksi perangkat keras PongMate CyberCannon Mark III adalah Anda dapat melakukannya dengan cepat dan kasar di rumah atau stabil dan presisi dengan mesin CNC atau printer 3D. Kami memilih opsi pertama dan menggunakan pemotong kotak untuk memotong lembaran kayu lapis 4 mm untuk desain kami; namun, kami menyediakan lembar suku cadang CNC jika Anda ingin menggunakan opsi ini. Lapisan kayu lapis dirancang sedemikian rupa sehingga berbagai komponen CyberCannon dapat diintegrasikan sebanyak mungkin. Misalnya, pelat dasar Sistem Peluncuran memiliki soket untuk Arduino, baterai, papan tempat memotong roti, dan tali Velcro, sedangkan pelat dasar Sistem Kontrol Penerbangan Auxiliary memiliki soket yang membuat terowongan untuk kabel sensor dan menyembunyikan baut yang memasang pegangan pemicu. Setelah Anda memotong semua bagian dari lembaran kayu lapis, Anda dapat merekatkannya untuk membentuk pelat dasar CyberCannon. Saat merekatkan, kami pikir penting untuk benar-benar memeriksa bahwa semuanya berbaris dengan benar dan juga menyarankan agar Anda menggunakan klem atau beberapa buku untuk memberi tekanan saat potongan mengering. Sebelum Anda mulai memasang komponen yang lebih rapuh seperti pipa peluncur dan elektronik, kami sarankan untuk menjahit tali Velcro karena Anda mungkin perlu membalik pelat dasar untuk memasukkan tali dan membuat menjahit lebih mudah. Pipa peluncur harus dipotong untuk mengakomodasi roda yang dapat Anda beli dan memungkinkan motor servo bekerja dengan benar untuk mendorong bola ke dalam roda. Kami merekomendasikan agar roda agak licin sehingga dapat ditempatkan lebih dekat daripada diameter bola pingpong, yang memberikan pukulan yang lebih kuat dan konsisten. Dalam nada yang sama, penting juga bahwa motor DC diamankan dengan kuat dan tidak bergerak ketika bola terjepit di antara roda; jika tidak, bola akan kehilangan kekuatan dan konsistensi. Kami juga menyarankan agar Anda memastikan semua sekrup yang telah Anda beli pas di lubang komponen elektronik Anda sehingga Anda tidak merusaknya dan Anda memeriksa ulang bahwa tidak akan ada konflik sekrup antara berbagai bagian yang Anda pasang ke alasnya. piring. Terlepas dari seberapa tepat yang Anda inginkan selama konstruksi perangkat keras CyberCannon, cara terbaik untuk membuat kemajuan adalah dengan mulai membangun dan mencari tahu detail kecil di sepanjang jalan.

Langkah 4: Perakitan Elektronik

Perakitan elektronik mungkin tampak seperti langkah mudah pada awalnya dibandingkan konstruksi perangkat keras; Namun, fase ini tidak boleh diremehkan karena sangat penting. Satu kabel yang salah tempat dapat mencegah CyberCannon bekerja dengan benar atau bahkan merusak beberapa komponen listrik. Cara terbaik untuk melakukan perakitan elektronik adalah dengan mengikuti diagram rangkaian yang disediakan pada gambar terlampir dan untuk memeriksa ulang bahwa Anda tidak pernah mencampur catu daya dan kabel ground. Penting untuk dicatat bahwa kami menjalankan motor DC pada enam baterai AA 1,5V yang dapat diisi ulang alih-alih satu baterai blok 9V seperti perangkat elektronik lainnya karena kami menemukan bahwa enam baterai AA memberikan daya yang lebih konsisten untuk motor DC. Setelah Anda menyelesaikan perakitan elektronik, yang harus Anda lakukan adalah mengunggah kode Arduino, dan PongMate CyberCannon Mark III Anda akan aktif dan berjalan.

Langkah 5: Kode Arduino

Dengan asumsi Anda telah mengatur semuanya dengan benar, kode Arduino terlampir adalah semua yang Anda perlukan sebelum CyberCannon siap digunakan. Di awal file, kami telah menulis komentar yang menjelaskan semua contoh dan pustaka yang kami gunakan untuk membantu kami mengimplementasikan kode untuk berbagai komponen elektronik. Sumber daya ini dapat sangat berguna untuk penelitian jika Anda menginginkan informasi lebih lanjut atau pemahaman yang lebih baik tentang cara kerja komponen ini. Setelah komentar ini, Anda akan menemukan definisi variabel untuk semua komponen yang digunakan dalam skrip kami. Di sinilah Anda dapat mengubah banyak nilai hard-coded seperti nilai kecepatan motor DC, yang perlu Anda lakukan saat mengkalibrasi motor DC Anda dengan jarak horizontal. Jika Anda memiliki pengalaman sebelumnya dengan Arduino, Anda akan tahu bahwa dua bagian utama dari skrip Arduino adalah fungsi setup() dan loop(). Fungsi pengaturan kurang lebih dapat diabaikan dalam file ini dengan pengecualian kode sensor VL53L1X ToF, yang memiliki satu baris di mana mode jarak sensor dapat diubah jika diinginkan. Fungsi loop adalah di mana nilai jarak dan sudut dibaca dari sensor untuk menghitung jarak horizontal dan variabel lainnya. Seperti yang kami sebutkan sebelumnya, nilai-nilai ini kemudian digunakan untuk menentukan kecepatan motor DC dan nilai LED dengan memanggil fungsi tambahan di luar fungsi loop. Satu masalah yang kami temui adalah bahwa nilai yang berasal dari sensor akan bervariasi dengan margin yang signifikan karena inkonsistensi dalam komponen listrik itu sendiri. Misalnya, tanpa menyentuh CyberCannon, nilai jarak dan sudut akan cukup bervariasi untuk menyebabkan kecepatan motor DC berosilasi secara acak. Untuk memperbaiki masalah ini, kami menerapkan rata-rata bergulir yang akan menghitung jarak dan sudut saat ini dengan rata-rata lebih dari 20 nilai sensor terbaru. Ini langsung memperbaiki masalah yang kami alami dengan inkonsistensi sensor dan merapikan perhitungan motor LED dan DC kami. Perlu disebutkan bahwa skrip ini sama sekali tidak sempurna dan pasti memiliki beberapa bug yang masih perlu diperbaiki. Misalnya, saat kami menguji CyberCannon, kode akan membeku secara acak sekitar satu dari tiga kali saat kami mengaktifkannya. Kami telah memeriksa kode secara ekstensif tetapi belum dapat menemukan masalahnya; jadi, jangan khawatir jika ini terjadi pada Anda. Karena itu, jika Anda berhasil menemukan masalah dengan kode kami, beri tahu kami!

Langkah 6: Hancurkan Kompetisi

Kami berharap Instructable ini memberikan tutorial yang jelas bagi Anda untuk membangun CyberCannon Anda sendiri dan hanya meminta Anda untuk bersikap lembut pada teman Anda ketika Anda memainkannya di pesta berikutnya!

Grant Galloway & Nils Opgenorth