Building a Custom Pinball Coffee Table with Electric Linear Actuators

Budowa niestandardowego stolika kawowego z flipperem z użyciem elektrycznych siłowników liniowych

Nathan Bong
Nathan Bong
PA Engineer

Flippery są bardzo pożądane wśród osób, które lubią wracać do wspomnień z dzieciństwa, a do tego to wciągająca gra na nowe hobby. Dumnie sponsorowany przez Progressive Automations, projekt Pintable autorstwa Lorena Browmana ma na celu połączenie nowoczesnej estetyki i formy z tradycyjnym flipperem. Dzięki integracji kilku najlepszych siłowników liniowych w swoim projekcie Loren zbudował własnego flippera DIY w formie stolika kawowego — wygodnego do gry i jednocześnie praktycznego do użytku domowego dzięki kompaktowym wymiarom. Jeśli interesuje Cię budowa stolika kawowego z flipperem, ten artykuł jest dla Ciebie! Omówimy szczegóły oraz produkty użyte w projekcie Pintable, aby lepiej zrozumieć, co jest potrzebne, by stworzyć własny, niestandardowy stolik z flipperem.

Chcesz stworzyć własny projekt automatyki? Zobacz nasze siłowniki!

 

Jak powstał stolik kawowy z flipperem

Kilka lat temu Loren postanowił, że chce grać we flippera we własnym domu. Szybko jednak zdał sobie sprawę, że nie ma miejsca na pełnowymiarową maszynę. W 2018 roku zaczął rozważać budowę flippera DIY w formie stolika kawowego. Jako hobbysta po godzinach lubi majsterkować, więc w czerwcu 2020 rozpoczął budowę niestandardowego stolika z flipperem. Po ukończeniu projektu w grudniu 2021 możemy zobaczyć Pintable w akcji razem z procesem jego powstawania!

Pozyskanie materiałów i projekt

 

Flipper Bally Centaur z lat 80.

Flipper Bally Centaur z lat 80.

 

Po zdobyciu flippera Centaur firmy Bally z lat 80. od lokalnego kolekcjonera Loren mógł ćwiczyć grę w stanie częściowo sprawnym. Dzięki temu poznał maszynę i pozwolił, by pomysły dojrzały. Istniejące komponenty zostały następnie starannie zamodelowane w Fusion360, a ostateczne wymiary to: 45” (dł.) × 22,5” (szer.) × 18” (wys.).

Model Pintable w Fusion360

Model Pintable w Fusion360

 

Dekodowanie wyniku

Potrzebny był alternatywny sposób wyświetlania wyników i aktualnej liczby piłek, ponieważ wcześniej prezentował je backbox, który usunięto, by oszczędzić miejsce. Loren wybrał płytkę Tiny FPGA BX i własny kod w Verilogu, ponieważ układy FPGA pozwalają projektować własny układ scalony z użyciem języka opisu sprzętu (HDL). Napisano własny rdzeń SPI i logikę dekodera do jednoczesnego odczytu 16 sygnałów. Mikrokontroler Teensy 4.1 odczytuje następnie liczby BCD (Binary Coded Decimal) dla każdej pozycji wyświetlacza asynchronicznie wraz z aktualizacją wyniku.

Układ elektroniki

Układ elektroniki

Płytkę czterowarstwową zaprojektowano w KiCAD i zamówiono bezpośrednio w chińskiej fabryce płytek. Była to część niestandardowej płytki potrzebnej do niezawodnego pomieszczenia wszystkich elementów elektronicznych. Komponenty elektroniczne później przylutowano ręcznie i uruchomiono w izolacji, aby potwierdzić, że z płytą nie ma problemów.

Zobacz nasze produkty do automatyki domowej i stwórz własny smart home!

Renowacja pola gry

Choć pole gry było czystą repliką, wszystkie komponenty były oblepione kurzem, miały postrzępione przewody i mnóstwo kropli cyny. Wszystko rozebrano od spodu do zera, aby zacząć od nowa i nałożyć świeżą warstwę farby. Wykonano też niestandardową obrotnicę do flippera, aby ułatwić proces renowacji.

Proces renowacji pola gry

Proces renowacji pola gry

 

Połączenia elektryczne ponownie przylutowano i poprowadzono tam, gdzie trzeba. Nitro Pinball dostarczyło zamienne płytki, nowe białe gumy oraz zestaw nowych kulek. Zniszczone cele opadające zastąpiono elementami wydrukowanymi w 3D, z zachowaniem oryginalnej czcionki; następnie pokryto je epoksydem dla trwałości i wygładzenia.

Aby unowocześnić Pintable, żarówki LED z Comet Pinball zastąpiły oryginalne żarówki żarowe. Nowe diody LED wymagają mniej konserwacji, świecą jaśniej i są bardziej energooszczędne.

Pozostałe części z oryginalnego flippera przekazano znajomemu, aby pomóc w renowacji jego maszyny Centaur.

Przekazywanie pozostałych części do flippera Centaur

Pozostałe części do flippera Centaur przekazane w darowiźnie

 

Spawanie podstawy

Konstrukcja podstawy składa się ze spawanych kwadratowych profili z miękkiej stali 1/2″ × 1/2″, malowanych proszkowo na czarny połysk. W tej podstawie umieszczono dwie szuflady ze szczotkowanej stali nierdzewnej. Dzięki nim serwis i diagnostyka płytek elektronicznych są łatwiejsze dzięki lepszemu dostępowi.

Szafka z płytkami na szufladach

Szafka z płytkami na szufladach

 

Stolik kawowy z regulacją wysokości

Aby uzyskać pożądany kąt nachylenia, potrzebny był podnoszony stolik kawowy, który w razie potrzeby można też ustawić na płasko do normalnego użytkowania. Elektryczne siłowniki liniowe umożliwiły zamianę energii elektrycznej na liniowy ruch pchający i ciągnący w tym stoliku.

Rysunek stolika kawowego z regulacją wysokości

Rysunek stolika kawowego z regulacją wysokości

 

Tanie siłowniki z AliExpress zostały początkowo przetestowane, ale uznano je za nieodpowiednie — miały zgrzytające koła zębate i duże luzy nawet po pełnym wysunięciu. Aby rozwiązać problem, Loren potrzebował siłowników o solidnej jakości wykonania, kompaktowych wymiarach i sensownych parametrach siły.

Po kontakcie z Progressive Automations ustalono, że dwa PA-09-4-330 siłowniki oraz cztery BRK-09 zawiasowe uchwyty montażowe spełnią wszystkie wymagania.

Siłownik PA-09 i uchwyt montażowy BRK-09

PA-09 i BRK-09

 

Te siłowniki o sile znamionowej 330 lb z nawiązką radziły sobie z wymaganym obciążeniem 150 lb i należą do naszych najbardziej kompaktowych modeli. Choć siłowniki PA-09 mają niższą prędkość ruchu, nie stanowiło to problemu, ponieważ skok wynosił tylko 4 cale i szybka regulacja nie była kluczowa.

Stolik kawowy z regulacją wysokości w akcji

Stolik kawowy z regulacją wysokości w akcji

 

Niestandardowy apron

Duże powierzchnie na oryginalnym apronie miały odpryski farby i były wyblakłe. Wykonano więc nowy, niestandardowy apron z blachy stalowej o grubości 16 gauge. Do wycięcia elementów użyto przecinarki wodnej, a następnie wygięto je w zakładzie Metal Mart.

Niestandardowy apron trafił do lokalnego lakiernika samochodowego na malowanie. Customrubontransfers.com dostarczyło wysokiej jakości, niestandardowe dwukolorowe kalkomanie. Oryginalną grafikę z poprzedniej szafki i apronu przerysowano do plików wektorowych i wykorzystano ponownie.

 

Apron Pintable – przed i po

Apron Pintable – przed i po

 

Budowa szafki i naklejki

Szafkę wykonano ze sklejki brzozowej (bałtyckiej), a następnie zalaminowano czarną, błyszczącą Formicą. Narożniki powstały ze sklejki ułożonej warstwowo, obrobionej na niestandardowy profil i pokrytej epoksydem. W górnej krawędzi szafki wyfrezowano kanał na silikonową uszczelkę. Szklany blat został przycięty i wypolerowany w lokalnym zakładzie szklarskim i spoczywa na szafce. Połączenie szklanego blatu i silikonowej uszczelki znacząco zmniejszyło poziom hałasu stolika z flipperem.

Aby ułatwić serwis spodu, pole gry zawieszono wewnątrz szafki na nowszego typu czopach, jak w maszynach Stern.

Istniejący plunger do kulki z ostrym czubkiem znalazł się na wysokości kolan, więc usunięto go ze względów bezpieczeństwa użytkownika. Cewkę knockera wykorzystano ponownie, aby uderzała metalowym prętem w bok szafki i sygnalizowała przyznanie darmowej piłki. Gdy piłka jest gotowa do wystrzału, mikrokontroler Teensy przejmuje wspólną linię dźwięku, a magistrala danych cewek instruuje płytkę sterownika cewek, by aktywowała knocker. Teraz, pełniący rolę miotacza piłki, knocker znajduje się pod niestandardowym apronem.

Wrap Guys dostarczyli niestandardowe winylowe kalkomanie inspirowane oryginalną grafiką szafki. Następnie dodano chromowane ćwieki jako ozdobę, aby odtworzyć pierwotny wygląd, w którym użyto malowanych, szablonowych ćwieków.

Niestandardowe winylowe kalkomanie

Niestandardowe winylowe kalkomanie

 

Sterowanie

Oprogramowanie układowe mikrokontrolera Teensy obsługuje wszystkie nowe funkcje wymagane przez Pintable, m.in.:

  • Odczyt z FPGA w celu pobrania zaktualizowanego wyniku.
  • Wyświetlanie wyników na wyświetlaczu OLED 3,83” z użyciem biblioteki U8G2 i własnego sterownika.
  • Monitorowanie akcelerometru podczas podnoszenia i opuszczania stołu.
  • Sterowanie siłownikami liniowymi przez podwójny mostek H.
  • Wykrywanie przechyłów i uderzeń za pomocą akcelerometru.
  • Nawigacja po menu ustawień za pomocą enkodera obrotowego.
  • Sterowanie oryginalną wspólną magistralą danych w celu wyzwalania cewek i dźwięków.
  • Sterowanie diodami LED w kształcie czaszki i monitorowanie przełącznika wystrzału piłki.
  • Symulowanie naciśnięć dla oryginalnego przycisku start i przełącznika tilt.
  • Obsługa trybu Tetris.
  • Monitorowanie warunku startu gry.
  • Wyświetlanie ekranu powitalnego po inicjalizacji gry.
  • Tryby diagnostyczne wspomagające rozwiązywanie problemów.

Wszystkie te funkcje zaimplementowano jako zadania i przypisano do harmonogramu zadań, aby kod był przejrzysty i wydajny.

Pintable z wyeksponowanymi komponentami

Pintable z wyeksponowanymi komponentami

 

Więcej informacji o Pintable uzyskasz również, kontaktując się z Lorenem bezpośrednio przez jego blog!

Masz projekt tworzony z naszymi siłownikami? Zgłoś się po sponsoring!

Podsumowanie

Dzięki odpowiedniemu doborowi sprzętu i materiałów Loren ma teraz własny, niestandardowy stolik kawowy z flipperem! Pintable nie przyjmuje już monet i na zawsze działa w trybie free play. Stoi w salonie bardzo ruchliwego domu z dziećmi, psami i wieloma gośćmi — każdy, kto wejdzie, jest mile widziany, by zagrać!

Więcej projektów Lorena znajdziesz na jego kanale YouTube! PixelMask to kolejny godny uwagi projekt — świetny pomysł na kostium halloweenowy. Po krótkiej przerwie świątecznej Loren planuje zbudować biurko do pracy na stojąco z niestandardowym blatem.

Dziękujemy Lorenowi za podzielenie się projektem – życzymy Tobie i projektowi Pintable powodzenia w Rockler Hobby Challenge!

Jeśli masz niestandardowe projekty, zastosowania lub pytania techniczne dotyczące naszych produktów, skontaktuj się z nami w dowolnym momencie. Jesteśmy ekspertami w tym, co robimy, i z przyjemnością pomożemy w Twoich przyszłych, niestandardowych projektach!

  sales@progressiveautomations.com

 

 1-800-676-6123