Building a Custom Pinball Coffee Table with Electric Linear Actuators

Stavba vlastného flipperového konferenčného stolíka s elektrickými lineárnymi aktuátormi

Nathan Bong
Nathan Bong
PA Engineer

Flippery sú veľmi žiadané u tých, ktorí radi znovu prežívajú detstvo, a sú skvelou zábavou aj ako nové hobby. S hrdosťou sponzorované spoločnosťou Progressive Automations: Project Pintable od Lorena Browmana sa snaží skombinovať modernú estetiku a formát s tradičným flipperom. Vďaka integrácii niektorých špičkových lineárnych aktuátorov vytvoril Loren vlastný DIY flipper zabudovaný do konferenčného stolíka, ktorý je pohodlný na hranie a vďaka kompaktným rozmerom vhodný aj do domácnosti. Ak vás láka vyrobiť si flipperový konferenčný stolík, tento článok je pre vás! Pozrieme sa na detaily a produkty použité v projekte Pintable, aby ste lepšie pochopili, čo je potrebné na výrobu vlastného jedinečného flipperového stolíka.

Chcete vytvoriť vlastný automatizovaný projekt? Pozrite si naše aktuátory!

 

Ako sa vyrábal flipperový konferenčný stolík

Pred pár rokmi sa Loren rozhodol, že chce mať flipper priamo doma. Uvedomil si však, že nemá dosť miesta na plnohodnotný stroj. V roku 2018 začal premýšľať nad tým, že by si vyrobil DIY flipper v konferenčnom stolíku. Ako svoje čiastočné hobby rád „majstruje“, a tak sa v júni 2020 pustil do stavby vlastného flipperového stolíka. Po dokončení v decembri 2021 môžeme Pintable vidieť v akcii aj s popisom procesu jeho výroby!

Získanie materiálu a návrh

 

Flipper Bally Centaur z 80. rokov

Flipper Bally Centaur z 80. rokov

 

Po tom, čo od miestneho zberateľa získal flipper Bally Centaur z 80. rokov, mohol Loren trénovať hru v čiastočne hrateľnom stave. Zoznámil sa tak so strojom a nechal pretaviť niektoré svoje nápady. Existujúce súčiastky následne precízne vymodeloval vo Fusion360 s finálnymi rozmermi: 45” D x 22,5” Š x 18” V.

Model Pintable vo Fusion360

Model Pintable vo Fusion360

 

Dekódovanie skóre

Keďže skóre a aktuálny počet lôpt zobrazovala zadná skrinka (backbox), ktorá bola kvôli úspore miesta odstránená, bolo potrebné nájsť alternatívny spôsob zobrazenia. Loren sa rozhodol pre dosku Tiny FPGA BX a vlastný Verilog, keďže FPGA umožňuje navrhnúť si vlastný čip pomocou hardvérového opisného jazyka (HDL). Bol napísaný vlastný SPI jadro a dekódovacia logika na súčasné čítanie 16 signálov. Mikrokontrolér Teensy 4.1 potom asynchrónne číta BCD (binárne kódovaný desiatkový formát) pre každú pozíciu displeja počas aktualizácie skóre.

Rozloženie elektroniky

Rozloženie elektroniky

Štvorvrstvová doska bola navrhnutá v KiCAD a dorazila priamo od čínskeho výrobcu PCB. Išlo o časť vlastnej dosky plošných spojov, potrebnej na spoľahlivé uloženie všetkých elektronických komponentov. Tie sa neskôr ručne pripravili spájkovaním a samostatne napájali, aby sa overilo, že doska nemá žiadne problémy.

Pozrite si naše produkty pre domácu automatizáciu a vytvorte si vlastnú inteligentnú domácnosť!

Obnova hracej plochy

Hoci hracia plocha bola čistou replikou, všetky komponenty boli zanesené prachom, s rozstrapkanými vodičmi a množstvom kvapiek spájky. Všetko sa odspodu rozobralo, aby sa začalo od nuly a naniesol sa nový náter. Na uľahčenie obnovy vznikol aj vlastný otočný prípravok na flipper.

Proces obnovy hracej plochy

Proces obnovy hracej plochy

 

Elektrické spoje sa následne podľa potreby znovu preletovali a upravili vedenia. Nitro Pinball dodal náhradné dosky, nové biele gumičky a sadu nových gulí. Zle vyzerajúce padacie terče nahradili 3D tlačené, ktoré zachovávajú pôvodné písmo, a potom boli kvôli odolnosti a hladkému povrchu potiahnuté epoxidom.

Aby sa Pintable zmodernizoval, pôvodné žiarovky s vláknom nahradili LED žiarovky od Comet Pinball. Nové LED žiarovky si dlhodobo vyžiadajú menej údržby a svietia jasnejšie, pričom sú zároveň energeticky úspornejšie.

Zvyšné diely z pôvodného flippera boli darované priateľovi, aby mu pomohli s renováciou flippera Centaur.

Zvyšné diely flippera Centaur sa darujú

Zvyšné diely flippera Centaur sa darujú

 

Zváranie základne

Základňa je zvarená zo štvorcových oceľových profilov 1/2″ x 1/2″ s práškovým lakom v lesklej čiernej. Do základne sa následne osadili dve zásuvky z brúseného nerezu. Vďaka nim je servis a diagnostika elektronických dosiek jednoduchšia pre lepší prístup.

Skriňa so zapojením dosiek v zásuvkách

Skriňa so zapojením dosiek v zásuvkách

 

Konferenčný stolík s nastaviteľnou výškou

Potrebný bol zdvíhací konferenčný stolík, aby sa dosiahol požadovaný sklon, no zároveň sa vedel vyrovnať na bežné používanie. Elektrické lineárne aktuátory umožnili premeniť elektrickú energiu na lineárny pohyb tlačenia a ťahania pre zdvíhanie stolíka.

Náčrt konferenčného stolíka s nastaviteľnou výškou

Náčrt konferenčného stolíka s nastaviteľnou výškou

 

Spočetné lacné aktuátory z AliExpressu boli spočiatku testované, no ukázali sa ako nevhodné – prevody drhli a aj po plnom vysunutí mali citeľnú vôľu. Na vyriešenie problému potreboval Loren aktuátory s robustným vyhotovením, kompaktnými rozmermi a slušnou menovitou silou.

Po oslovení Progressive Automations sa ukázalo, že dve PA-09-4-330 a štyri BRK-09 kĺbové montážne konzoly splnili všetky požiadavky.

Aktuátor PA-09 a montážna konzola BRK-09

PA-09 a BRK-09

 

Tieto aktuátory so svojou 330 lbs menovitou silou bez problémov zvládli požadované 150 lbs zaťaženie a patria medzi naše najkompaktnejšie aktuátory. Hoci aktuátory PA-09 majú nižšiu rýchlosť pohybu, nebol to problém, keďže zdvih bol len 4 in palcov a nebolo kľúčové, aby sa zdvih nastavoval vysokou rýchlosťou.

Konferenčný stolík s nastaviteľnou výškou v akcii

Konferenčný stolík s nastaviteľnou výškou v akcii

 

Vlastná zástera

Na pôvodnej zástere boli veľké odlúpnutia farby a celkovo vybledla. Vyrobila sa preto nová zástera z plechu 16 gauge. Na vyrezanie dielov sa použil vodný lúč a následne sa v dielni Metal Mart ohli do požadovaného tvaru.

Vlastná zástera bola pripravená na lakovanie v miestnej karosárni. Customrubontransfers.com dodal kvalitné dvojfarebné vlastné nálepky pre túto zásteru. Pôvodná grafika zo skrine a zástery sa prekreslila do vektorov a ďalej použila.

 

Zástera Pintable pred a po

Zástera Pintable pred a po

 

Výroba skrine a polepy

Skriňa je z preglejky z baltskej brezy, laminovaná čiernym lesklým Formicom. Rohy vznikli zo stohovanej preglejky frézovanej do vlastného profilu a potiahnutej epoxidom. Do hornej hrany skrine sa vyfrézoval kanál na silikónové tesnenie. Sklenená doska, vyrezaná a leštená v miestnej sklenárni, leží na skrini. Kombinácia skla a silikónového tesnenia výrazne znížila hlučnosť flipperového stolíka.

Aby bol spodok prístupný pre servis, hracia plocha bola v skrini uchytená na pántoch pomocou novších typov čapov, aké sa používajú v strojoch Stern.

Pôvodný vystreľovač gule so špicatou špičkou sa ocitol vo výške kolien, a preto bol kvôli bezpečnosti používateľa odstránený. Klopací solenoid sa prerobil tak, aby vystrelil kovovú tyčku do boku skrine a upozornil, že hráč získal voľnú guľu. Keď je guľa pripravená na odpálenie, mikrokontrolér Teensy zachytí spoločný zvukový signál a dátová zbernica solenoidov dá riadiacej doske pokyn aktivovať klopací solenoid. Ten teraz funguje ako vystreľovač a je umiestnený pod vlastnou zásterou.

Wrap Guys dodali vlastné vinylové prenosové nálepky inšpirované pôvodnou grafikou skrine. Ako dekorácia boli pridané chrómové nity, aby sa verne napodobnil pôvodný vzhľad s razenými nitmi.

Vlastné vinylové prenosové nálepky

Vlastné vinylové prenosové nálepky

 

Ovládanie

Firmvér mikrokontroléra Teensy umožňuje všetky nové funkcie potrebné pre Pintable, napríklad:

  • Čítanie FPGA na získanie aktualizovaného skóre.
  • Zobrazovanie skóre na 3,83” OLED pomocou knižnice U8G2 s vlastným ovládačom.
  • Sledovanie akcelerometra počas zdvíhania a spúšťania stolíka.
  • Ovládanie lineárnych aktuátorov cez dvojitý H‑mostík.
  • Detekciu náklonu a nárazov pomocou akcelerometra.
  • Navigáciu v menu nastavení pomocou rotačného enkódera.
  • Ovládanie pôvodnej zdieľanej zbernice na spúšťanie solenoidov a zvukov.
  • Rozsvietenie LED lebiek a sledovanie spínača odpalu gule.
  • Simuláciu stlačení spínačov pre pôvodné tlačidlo štartu a tilt spínač.
  • Ovládanie režimu Tetris.
  • Sledovanie podmienky štartu hry.
  • Zobrazenie úvodnej obrazovky po inicializácii hry.
  • Diagnostické režimy na uľahčenie riešenia problémov.

Všetky tieto funkcie boli implementované ako úlohy a priradené plánovaču úloh, aby kód zostal prehľadný a efektívny.

Pintable so všetkými komponentmi na očiach

Pintable so všetkými komponentmi na očiach

 

Ak chcete o Pintable vedieť viac, môžete Lorenovi napísať priamo cez jeho blog!

Máte projekt, ktorý tvoríte s našimi aktuátormi? Požiadajte o sponzorstvo!

Zhrnutie

Vďaka správnej technike a materiálom má teraz Loren svoj vlastný flipperový stolík! Pintable už neberie mince a navždy ostáva v režime voľnej hry. Stojí v obývačke rušnej domácnosti s deťmi, psami a množstvom návštev – každý prichádzajúci je vítaný zahrať si!

Ďalšie Lorenove projekty nájdete na jeho YouTube kanáli! PixelMask je ďalší zaujímavý projekt, ktorý je skvelý ako halloweenske prestrojenie. Po krátkej sviatočnej pauze plánuje Loren ako budúci projekt výškovo nastaviteľný stôl s vlastnou doskou.

Lorenovi ďakujeme za zdieľanie jeho projektu – prajeme jemu aj Project Pintable veľa šťastia v Rockler Hobby Challenge!

Ak máte vlastné projekty, aplikácie alebo technické otázky k našim produktom, kedykoľvek nás kontaktujte.Sme odborníci v tom, čo robíme, a radi vám pomôžeme s vašimi budúcimi projektmi na mieru!

  sales@progressiveautomations.com

 

 1-800-676-6123