Kinetic Gyroscopics: เกมเดสก์ท็อป Circle Heli

Circle Heli (มักถูกเรียกว่า Helicopter Carousel) คือการสาธิตกลศาสตร์ฟิสิกส์ที่น่าประทับใจอย่างมากในรูปแบบของวิดีโอเกม แทนที่จะเล่น "Flappy Bird" บนหน้าจอ ผู้เล่นจะต้องควบคุมคันเร่งของใบพัดโดรนขนาดใหญ่ของจริงที่ติดตั้งอยู่บนแขนคานที่ถ่วงน้ำหนัก เป้าหมายคือการแตะคันเร่ง PWM อย่างสมบูรณ์แบบ เพื่อรักษาแขนเฮลิคอปเตอร์ให้อยู่ใน "Safe Zone" ในขณะที่หลบหลีกสิ่งกีดขวางที่แสดงบนหน้าจอ!

กลไกการยกของมอเตอร์ (NPN PWM Gate)

คุณไม่สามารถเชื่อมต่อ 3.7V Coreless Drone Motor เข้ากับ Arduino ได้โดยตรง เนื่องจากมันกินกระแสไฟ 1.5 Amps ซึ่งจะทำลายชิปประมวลผล ATmega ทันที

1. สัญญาณ PWM 5V จาก Pin 9 จะต้องผ่านเข้าสู่ GATE ของ NPN Transistor ความเร็วสูง (เช่น TIP120 หรือ IRF520 MOSFET)
2. ผู้ใช้กด Arcade Button อย่างรวดเร็ว
3. if (buttonState == LOW) { throttle += 5; } else { throttle -= 2; }
4. analogWrite(motorPin, throttle);
5. MOSFET จะส่งสัญญาณ Pulse 3.7 Volts เข้าสู่ Coreless Motor อย่างรุนแรง ใบพัดจะหมุนด้วยความเร็วสูงถึง 30,000 RPM แรงขับลงจะเอาชนะน้ำหนักทางกายภาพของแขนคาร์บอนไฟเบอร์ และเฮลิคอปเตอร์จะลอยขึ้นจากโต๊ะจริงๆ โดยแกว่งเป็นวงกลมบนแกนแข็งของมัน!

การติดตามการหมุน (Rotary Encoders)

Arduino ทำหน้าที่เป็นเอนจินของเกม และจะต้องรู้ว่าเฮลิคอปเตอร์ลอยขึ้นไปสูงแค่ไหน

• จุดหมุนของแขนขนาดใหญ่นั้นยึดติดโดยตรงกับ 10K Potentiometer หรือ Optical Rotary Encoder
• เมื่อแขนยกขึ้น ค่า Analog ที่อ่านได้จะเปลี่ยนจาก 0 เป็น 800
• Arduino จะเปรียบเทียบความสูงทางกายภาพ (AnalogRead > 500) กับ "Obstacle Wall" ที่สร้างขึ้นแบบสุ่ม ซึ่งแสดงบน LED Matrix หรือ LCD screen ขนาดใหญ่ที่อยู่ใกล้เคียง
• หากผู้ใช้ลดคันเร่งและแขนทางกายภาพตกลงต่ำกว่า Analog 300 ในขณะที่มีสิ่งกีดขวางบนหน้าจอ เกมจะส่งเสียง Buzzer เตือนดังสนั่น—Crash!

ชุดอุปกรณ์อิเล็กโทรแมคคานิกส์

• Arduino Uno/Nano (เอนจินฟิสิกส์หลัก)
• 8520 Coreless Drone Motor + ใบพัด 55mm (ฮาร์ดแวร์โดรนขนาดเล็กแบบ brushed ทั่วไป)
• IRF520 MOSFET Module หรือ TIP120 Transistor (สำหรับควบคุมกระแส PWM ขนาดใหญ่)
• Linear 10K Potentiometer คุณภาพสูง ทำหน้าที่เป็นจุดหมุนแกนกลไกที่ราบรื่นเป็นพิเศษ
• ฐานถ่วงน้ำหนักที่พิมพ์ด้วย 3D และไม้คาร์บอนไฟเบอร์หรือไม้สักกลมยาว!