परम बीयर पोंग मशीन - पोंगमेट साइबरकैनन मार्क III: 6 चरण (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:19

परिचय

पोंगमेट साइबरकैनन मार्क III बीयर पोंग तकनीक का सबसे नया और सबसे उन्नत टुकड़ा है जिसे कभी भी जनता को बेचा जा सकता है। नई साइबरकैनन के साथ, कोई भी व्यक्ति बियर पोंग टेबल पर सबसे अधिक भयभीत खिलाड़ी बन सकता है। यह कैसे संभव है? खैर, साइबरकैनन मार्क III एक अत्याधुनिक लॉन्चिंग सिस्टम, सहायक फ्लाइटकंट्रोल सिस्टम और लक्ष्य अंशांकन प्रणाली को जोड़ती है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि प्रत्येक पिंग पोंग बॉल को उच्चतम संभव सटीकता के साथ शूट किया जाए। यहां देखिए यह कैसे काम करता है:

पोंगमैट के लॉन्चिंग सिस्टम में एक लोडिंग और शूटिंग तंत्र शामिल है जिसे शीर्ष स्तर के जर्मन और अमेरिकी इंजीनियरों द्वारा डिजाइन किया गया था और मेज पर अधिकतम दक्षता की गारंटी देता है। गेंद को लोड करें, बटन दबाएं और शूट करें। SG90 180 डिग्री सर्वो यह सुनिश्चित करेगा कि इष्टतम शॉट के लिए गेंद को सही स्थिति में धकेला जाए। यह सुनिश्चित करने के लिए कि आप पार्टी में कभी भी रस से बाहर नहीं निकलते हैं और अपनी स्ट्रीक को जारी रखते हैं, पोंगमेट साइबरकैनन मार्क III का लॉन्चिंग सिस्टम 2 नहीं, 4 पर चलता है, लेकिन यह 6 रिचार्जेबल एए बैटरी पर सही है, जो घड़ी तक चलता है डीसी-मोटर्स दोनों को पावर देने के लिए 9वी और 6600 एमए।

सहायक फ्लाइटकंट्रोल सिस्टम पिंग पोंग बॉल के लिए इष्टतम प्रक्षेपवक्र की गणना करने के लिए अत्याधुनिक सेंसिंग और लेजर तकनीक का उपयोग करता है। एक्सेलेरोमीटर और उड़ान सेंसर के समय की मदद से, पोंगमेट साइबरकैनन मार्क III लक्ष्य कप के संबंध में उपयोगकर्ता की सटीक स्थिति की गणना कर सकता है।

सही शूटिंग ऊंचाई और कोण के लिए उपयोगकर्ता को दृष्टि से मार्गदर्शन करने के लिए, लक्ष्य अंशांकन प्रणाली को गुरुत्वाकर्षण स्तर और 5 एलईडी इंटरफ़ेस के साथ डिज़ाइन किया गया है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि लॉन्च से पहले उचित स्थिति हासिल की गई है।

पोंगमेट साइबरकैनन मार्क III विशुद्ध रूप से इंजीनियरिंग का तकनीकी टुकड़ा नहीं है। उत्पाद के एर्गोनोमिक डिजाइन में हजारों घंटे के शोध का निवेश किया गया था। हाथ से सिले इतालवी वेल्क्रो पट्टियों को ठोस लकड़ी के बेसप्लेट में एकीकृत किया जाता है और किसी भी हाथ के आकार को फिट करने के लिए समायोजित किया जाता है। स्टटगार्ट के बेहतरीन के कुछ चुटकी के बाद भी, एक स्थिर पकड़ प्रदान करने के लिए सहायक फ्लाइटकंट्रोल सिस्टम के नीचे एक मजबूत ट्रिगर हैंडल जुड़ा हुआ है।

इसलिए, यदि आप बियर पोंग में अच्छा बनना चाहते हैं, यदि आप विजेता टीम में रहना चाहते हैं, और यदि आप पार्टी में सभी को प्रभावित करना चाहते हैं, तो आपको पोंगमेट साइबरकैनन मार्क III की आवश्यकता है, और आप कभी भी एक शॉट नहीं चूकेंगे। फिर।

चरण 1: हार्डवेयर और इलेक्ट्रॉनिक्स

नीचे, आप पोंगमेट साइबरकैनन मार्क III बनाने के लिए आवश्यक सभी हार्डवेयर, इलेक्ट्रॉनिक घटक और उपकरण पा सकते हैं। साइबरकैनन के विभिन्न हिस्सों के लिए कौन से घटकों की आवश्यकता है, यह दिखाने के लिए इलेक्ट्रॉनिक्स अनुभाग को चार उप-खंडों में विभाजित किया गया है - नियंत्रण इकाई, लॉन्चिंग सिस्टम, सहायक उड़ान नियंत्रण प्रणाली, और लक्ष्य अंशांकन प्रणाली। सभी इलेक्ट्रॉनिक घटकों के लिए क्रय विकल्पों के लिंक प्रदान किए गए हैं; हालांकि, हम लिंक किए गए किसी भी खुदरा विक्रेता का विशेष रूप से समर्थन नहीं करते हैं।

हार्डवेयर

15-20 सेमी पीवीसी ड्रेनपाइप (Ø 50 मिमी)

4x केबल टाई

600x400 मिमी प्लाईवुड शीट (4 मिमी)

1x दरवाजा काज

1 मीटर वेल्क्रो फास्टनर

12 सेमी पीवीसी पाइप (Ø 20 मिमी)

लकड़ी की गोंद

सुपर गोंद

इलेक्ट्रिक टेप

8x M3 लकड़ी के पेंच

8x M2 लकड़ी के पेंच

2x M4 50mm बोल्ट

2x वॉशर

4x M4 18mm थ्रेडेड स्लीव

2x M4 बोल्ट नट

इलेक्ट्रानिक्स

नियंत्रण विभाग

Arduino Uno

मिनी ब्रेडबोर्ड

जम्पर तार

बैटरी धारक पैक

2x बैटरी कनेक्टर केबल

6x रिचार्जेबल एए बैटरी (1.5V प्रत्येक)

9वी ब्लॉक बैटरी

प्रेस-बटन स्विच

लॉन्चिंग सिस्टम

2x डीसी-मोटर 6-12V

L293D मोटर चालक आईसी

सर्वो मोटर

लॉन्चर बटन

2x फोम रबड़ के पहिये (45 मिमी)

2x कमी सॉकेट (Ø 2 मिमी)

सहायक उड़ान नियंत्रण प्रणाली

एमपीयू-6050 एक्सेलेरोमीटर

VL53L1X उड़ान का समय (टीओएफ) सेंसर

ANGEEK 5V KY-008 650nm लेजर सेंसर मॉड्यूल

लक्ष्य अंशांकन प्रणाली

2डी गुरुत्वाकर्षण-स्तर

5x 8bit WS2812 RGB LED

Europlatine (सोल्डरिंग) या ब्रेडबोर्ड

उपकरण

सन्दूक काटने वाला

देखा

पेंचकस

सुई धागा

सोल्डरिंग आयरन और सोल्डर*

* ब्रेडबोर्ड सोल्डरिंग का एक विकल्प है।

अतिरिक्त

2x पिंग पोंग बॉल्स

20x लाल कप

बियर या पानी)

चरण 2: तर्क

पोंगमेट साइबरकैनन मार्क III के पीछे तर्क सिस्टम के चर और डीसी मोटर गति के बीच संबंधों को सरल बनाने के बारे में है ताकि प्रत्येक पिंग पोंग बॉल को सही दूरी पर शूट किया जा सके। यदि साइबरकैनन एक निश्चित कोण के साथ एक स्थिर लांचर था, तो डीसी मोटर की गति की गणना कप के लिए लांचर की दूरी और मोटर्स को आपूर्ति की जा रही बिजली के बीच काफी सरल संबंध होगी। हालाँकि, क्योंकि साइबरकैनन एक कलाई पर चढ़कर मशीन है, तो डीसी मोटर गति की गणना करते समय लॉन्चर से कप और लॉन्चर कोण की ऊर्ध्वाधर दूरी को क्षैतिज दूरी के अलावा विचार करने की आवश्यकता होगी। हमारे निपटान में केवल परीक्षण और त्रुटि के साथ चार चर की प्रणाली का सही समाधान खोजना अत्यंत कठिन और थकाऊ काम होगा। यह मानते हुए कि हम इस सहसंबंध को खोजने में सक्षम थे, हालांकि, लॉन्चर और सेंसर रीडिंग की थोड़ी सी असंगतता अभी भी हमारे सिस्टम के भीतर पर्याप्त अशुद्धि पैदा करेगी कि डीसी मोटर गति गणना में इतनी सटीकता जोड़ने का कोई मतलब नहीं है। अंततः, हमने फैसला किया कि जितना संभव हो उतने चर को खत्म करने का प्रयास करना सबसे अच्छा होगा ताकि डीसी मोटर की गति को परीक्षण और त्रुटि के माध्यम से उचित रूप से निर्धारित किया जा सके और उपयोगकर्ता के लिए समझने योग्य परिणाम उत्पन्न हो सके। उदाहरण के लिए, उपयोगकर्ता के लिए यह समझना बहुत आसान है कि क्षैतिज दूरी बढ़ने पर डीसी मोटर की गति बढ़ती है और क्षैतिज दूरी घटने पर घट जाती है। यदि डीसी मोटर गति के समीकरण में बहुत अधिक चर थे, तो यह सहज नहीं होगा कि डीसी मोटर गति की गणना कैसे की जा रही है।

फिर से, हमारे सिस्टम के भीतर मुख्य चर क्षैतिज दूरी, ऊर्ध्वाधर दूरी, लॉन्चर कोण और डीसी मोटर गति हैं। सबसे सुसंगत परिणाम उत्पन्न करने के लिए, हमने इन चर को ठीक करके डीसी मोटर गति गणना से ऊर्ध्वाधर दूरी और लॉन्चर कोण को समाप्त करने का निर्णय लिया। लक्ष्य अंशांकन प्रणाली के साथ उपयोगकर्ता को सही ऊंचाई और कोण पर मार्गदर्शन करके, हम लंबवत दूरी और लॉन्चर कोण को ठीक करने में सक्षम थे। विशेष रूप से, सही ऊर्ध्वाधर दूरी इंगित की जाती है जब पांच एलईडी इंटरफ़ेस के मध्य तीन एल ई डी हरे हो जाते हैं, और सही लॉन्चर कोण इंगित किया जाता है जब दो-अक्ष गुरुत्वाकर्षण स्तर पर बुलबुले काली रेखाओं के बीच केंद्रित होते हैं। इस बिंदु पर, केवल शेष चर क्षैतिज दूरी और डीसी मोटर गति हैं। कहा जा रहा है, क्षैतिज दूरी की गणना सेंसर डेटा से की जानी चाहिए क्योंकि क्षैतिज दूरी को सीधे मापा नहीं जा सकता है। इसके बजाय, लॉन्चर से कप तक की सीधी दूरी और क्षैतिज तल से कोण को मापा जा सकता है और क्षैतिज दूरी की गणना के लिए उपयोग किया जा सकता है। हमने लॉन्चर से कप तक की दूरी मापने के लिए VL53L1X ToF सेंसर और क्षैतिज विमान से कोण को मापने के लिए MPU-6050 एक्सेलेरोमीटर का उपयोग किया। इस गणना के पीछे का गणित बहुत सरल है और इसे इस खंड में संलग्न छवि में देखा जा सकता है। मूल रूप से, इन दो सेंसर रीडिंग से क्षैतिज दूरी की गणना करने के लिए आवश्यक एकमात्र सूत्र साइन्स का नियम है।

एक बार क्षैतिज दूरी की गणना करने के बाद, केवल एक चीज जो करना बाकी है, वह है इस दूरी और डीसी मोटर की गति के बीच संबंध का पता लगाना, जिसे हमने परीक्षण और त्रुटि का उपयोग करके हल किया। इन मूल्यों का एक प्लॉट संलग्न छवि में देखा जा सकता है। हमें उम्मीद थी कि क्षैतिज दूरी और डीसी मोटर गति के बीच संबंध रैखिक होगा, लेकिन हमें यह जानकर आश्चर्य हुआ कि यह वास्तव में क्यूब रूट फ़ंक्शन के समान वक्र का अनुसरण करता है। एक बार निर्धारित होने के बाद, इन मानों को Arduino लिपि में हार्ड-कोड किया गया था। इन सभी भागों का अंतिम कार्यान्वयन यहां इस वीडियो में देखा जा सकता है, जहां एलईडी इंटरफ़ेस लक्ष्य के सापेक्ष ऊंचाई को इंगित करने के लिए बदलता है और डीसी मोटर की गति को सेंसर से अलग-अलग इनपुट मानों के साथ बदलते हुए सुना जा सकता है।

चरण 3: हार्डवेयर निर्माण

पोंगमेट साइबरकैनन मार्क III के हार्डवेयर निर्माण के बारे में अच्छी बात यह है कि आप या तो घर पर इसके साथ त्वरित और खुरदरे हो सकते हैं या सीएनसी मशीन या 3 डी प्रिंटर के साथ स्थिर और सटीक हो सकते हैं। हमने पहले विकल्प को चुना और हमारे डिजाइन के लिए 4 मिमी प्लाईवुड शीट को काटने के लिए एक बॉक्स कटर का उपयोग किया; हालाँकि, यदि आप इस विकल्प को आगे बढ़ाना चाहते हैं तो हमने सीएनसी पार्ट्स शीट प्रदान की है। प्लाईवुड की परतों को डिजाइन किया गया था ताकि साइबरकैनन के विभिन्न घटकों को जितना संभव हो सके एकीकृत किया जा सके। उदाहरण के लिए, लॉन्चिंग सिस्टम की बेस प्लेट में Arduino, बैटरी, ब्रेडबोर्ड और वेल्क्रो पट्टियों के लिए कटआउट होते हैं, जबकि सहायक फ़्लाइटकंट्रोल सिस्टम की बेस प्लेट में कटआउट होते हैं जो सेंसर तारों के लिए एक सुरंग बनाते हैं और संलग्न बोल्ट को छिपाते हैं। ट्रिगर हैंडल। एक बार जब आपके पास प्लाइवुड शीट से कटे हुए सभी टुकड़े हो जाते हैं, तो आप साइबरकैनन की बेस प्लेट बनाने के लिए उन्हें एक साथ गोंद कर सकते हैं। ग्लूइंग करते समय, हमें लगता है कि वास्तव में यह जांचना महत्वपूर्ण है कि सब कुछ सही ढंग से पंक्तिबद्ध है और यह भी सुझाव देता है कि टुकड़ों के सूखने पर दबाव डालने के लिए आप क्लैंप या कुछ किताबों का उपयोग करें। इससे पहले कि आप लॉन्चर पाइप और इलेक्ट्रॉनिक्स जैसे अधिक नाजुक घटकों को संलग्न करना शुरू करें, हम वेल्क्रो पट्टियों पर सिलाई करने का सुझाव देते हैं क्योंकि पट्टियों को सम्मिलित करने और सिलाई को आसान बनाने के लिए आपको आधार प्लेट को चालू करने की आवश्यकता हो सकती है। लॉन्चर पाइप को उन पहियों के लिए समायोजित करने के लिए काटा जाना चाहिए जिन्हें आप खरीद सकते हैं और सर्वो मोटर को पहियों में गेंद को धक्का देने के लिए ठीक से कार्य करने की अनुमति दें। हम अनुशंसा करते हैं कि पहिये कुछ स्क्विशी हों ताकि उन्हें पिंग पोंग बॉल के व्यास की तुलना में एक साथ करीब रखा जा सके, जो एक अधिक शक्तिशाली और सुसंगत शॉट प्रदान करता है। इसी तरह, यह भी महत्वपूर्ण है कि डीसी मोटर्स को कसकर सुरक्षित किया जाता है और जब पहियों के बीच गेंद को निचोड़ा जाता है तो हिलता नहीं है; अन्यथा, गेंद शक्ति और निरंतरता खो देगी। हम यह भी सुझाव देते हैं कि आप सुनिश्चित करें कि आपके द्वारा खरीदे गए सभी स्क्रू आपके इलेक्ट्रॉनिक घटकों के छेद में फिट हैं ताकि आप उन्हें नुकसान न पहुंचाएं और आप दोबारा जांच लें कि आपके द्वारा आधार में पेंच किए जा रहे विभिन्न हिस्सों के बीच कोई पेंच संघर्ष नहीं होगा। प्लेटें। साइबरकैनन के हार्डवेयर निर्माण के दौरान आप चाहे कितना भी सटीक क्यों न हों, प्रगति करने का सबसे अच्छा तरीका सिर्फ निर्माण शुरू करना और रास्ते में छोटे विवरणों का पता लगाना है।

चरण 4: इलेक्ट्रॉनिक्स असेंबली

हार्डवेयर निर्माण की तुलना में इलेक्ट्रॉनिक्स असेंबली पहली बार में एक आसान कदम की तरह लग सकता है; हालाँकि, इस चरण को कम करके नहीं आंका जाना चाहिए क्योंकि यह अत्यंत महत्वपूर्ण है। एक गलत तार साइबरकैनन को ठीक से काम करने से रोक सकता है या कुछ बिजली के घटकों को भी नष्ट कर सकता है। इलेक्ट्रॉनिक्स असेंबली के बारे में जाने का सबसे अच्छा तरीका संलग्न छवियों में दिए गए सर्किट आरेख का पालन करना है और दोबारा जांचना है कि आप बिजली की आपूर्ति और जमीन के तारों को कभी नहीं मिलाते हैं। यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि हम बाकी इलेक्ट्रॉनिक्स की तरह एक 9V ब्लॉक बैटरी के बजाय छह 1.5V रिचार्जेबल AA बैटरी पर DC मोटर्स चला रहे थे क्योंकि हमने पाया कि छह AA बैटरी DC मोटर्स के लिए अधिक सुसंगत शक्ति प्रदान करती हैं। एक बार जब आप इलेक्ट्रॉनिक्स असेंबली पूरी कर लेते हैं, तो आपको केवल Arduino कोड अपलोड करना होता है, और आपका PongMate CyberCannon Mark III चालू हो जाएगा।

चरण 5: Arduino कोड

यह मानते हुए कि आपने सब कुछ सही तरीके से सेट किया है, साइबरकैनन के उपयोग के लिए तैयार होने से पहले आपको संलग्न Arduino कोड की आवश्यकता है। फ़ाइल की शुरुआत में, हमने टिप्पणियां लिखी हैं जो उन सभी उदाहरणों और पुस्तकालयों की व्याख्या करती हैं जिनका उपयोग हमने विभिन्न इलेक्ट्रॉनिक घटकों के लिए कोड को लागू करने में मदद के लिए किया था। यदि आप अधिक जानकारी चाहते हैं या इन घटकों के काम करने के तरीके की बेहतर समझ चाहते हैं तो ये संसाधन शोध के लिए बहुत उपयोगी हो सकते हैं। इन टिप्पणियों के बाद, आप हमारी स्क्रिप्ट में उपयोग किए जा रहे सभी घटकों के लिए परिवर्तनशील परिभाषाएँ पाएंगे। यह वह जगह है जहां आप डीसी मोटर गति मूल्यों जैसे कई हार्ड-कोडित मूल्यों को बदल सकते हैं, जो आपको अपने डीसी मोटर्स को क्षैतिज दूरी के साथ कैलिब्रेट करते समय करने की आवश्यकता होगी। यदि आपके पास Arduino के साथ पिछला अनुभव है, तो आप जानेंगे कि Arduino स्क्रिप्ट के दो मुख्य भाग सेटअप () और लूप () फ़ंक्शन हैं। VL53L1X ToF सेंसर कोड के अपवाद के साथ इस फ़ाइल में सेटअप फ़ंक्शन को कम या ज्यादा अनदेखा किया जा सकता है, जिसमें एक लाइन है जहां सेंसर की दूरी मोड को वांछित अगर बदला जा सकता है। लूप फ़ंक्शन वह जगह है जहां क्षैतिज दूरी और अन्य चर की गणना करने के लिए सेंसर से दूरी और कोण मान पढ़े जाते हैं। जैसा कि हमने पहले उल्लेख किया है, इन मूल्यों का उपयोग लूप फ़ंक्शन के बाहर अतिरिक्त कार्यों को कॉल करके डीसी मोटर की गति और एलईडी मूल्यों को निर्धारित करने के लिए किया जाता है। हमारे सामने एक समस्या यह थी कि सेंसर से आने वाले मान स्वयं विद्युत घटकों के भीतर विसंगतियों के कारण एक महत्वपूर्ण अंतर से भिन्न होंगे। उदाहरण के लिए, साइबरकैनन को छुए बिना, दूरी और कोण दोनों मान पर्याप्त रूप से भिन्न होंगे जिससे डीसी मोटर की गति बेतरतीब ढंग से दोलन करेगी। इस समस्या को ठीक करने के लिए, हमने एक रोलिंग औसत लागू किया जो वर्तमान दूरी और कोण की गणना 20 सबसे हाल के सेंसर मानों के औसत से करेगा। इसने सेंसर की विसंगतियों के साथ होने वाली समस्याओं को तुरंत ठीक कर दिया और हमारे एलईडी और डीसी मोटर गणना को सुचारू कर दिया। यह उल्लेख किया जाना चाहिए कि यह स्क्रिप्ट किसी भी तरह से सही नहीं है और निश्चित रूप से इसमें कुछ बग हैं जिन्हें अभी भी काम करने की आवश्यकता है। उदाहरण के लिए, जब हम साइबरकैनन का परीक्षण कर रहे थे, तो कोड तीन बार में से एक के बारे में बेतरतीब ढंग से फ्रीज हो जाएगा जिसे हमने चालू किया था। हमने कोड को व्यापक रूप से देखा है लेकिन समस्या का पता नहीं लगा पाए हैं; इसलिए अगर आपके साथ भी ऐसा हो रहा है तो घबराएं नहीं। कहा जा रहा है, यदि आप हमारे कोड के साथ समस्या का पता लगाने का प्रबंधन करते हैं, तो कृपया हमें बताएं!

चरण 6: प्रतियोगिता को नष्ट करें

हम आशा करते हैं कि इस निर्देशयोग्य ने आपको अपनी खुद की साइबर कैनन बनाने के लिए एक स्पष्ट ट्यूटोरियल प्रदान किया है और केवल यह पूछें कि जब आप अपने दोस्तों को अगली पार्टी में खेलते हैं तो आप आसानी से जा सकते हैं!

ग्रांट गैलोवे और निल्स Opgenorth