Meest kosteneffectieve manier om een ​​elektronische "gokautomaat" met honderd wielen te maken?

De dichtstbijzijnde beschrijving voor wat ik zoek, is een elektronische gokautomaat met honderd wielen. Elk wiel heeft, zeg, 8 gezichten/tekeningen/symbolen en ik moet in staat zijn om een ​​van de 8 ^ 100-permutaties op de meest kosteneffectieve manier te maken.

De wielen zijn op een as gemonteerd (kan een aangepaste of soepele as zijn, wat dan ook nodig) en kunnen in één keer worden gedraaid, één voor één stoppen of (bij voorkeur) net draaien en één voor één stoppen (dus het is niet echt een gokmachine).

Ik heb veel mogelijke oplossingen overwogen, maar ik ben op zoek naar een methode die zo kosteneffectief mogelijk is, dus een motor per wiel is absoluut uit, een magneetventiel per wiel is minder dan ideaal. Ik overwoog een motor op een riem te monteren (a la inkjetprinters) die van de een naar de ander van achteren beweegt en het draaien doet, wat een erg onhandige en onnauwkeurige oplossing is.

Ik ga ervan uit dat dit een opgelost probleem is, maar een probleem waar ik gewoon niet bekend mee ben. Heeft iemand ideeën of stand van de techniek waar ik naar kan kijken voor inspiratie om dit op te lossen?

3
@CMP om nog maar te zwijgen van, gemakkelijker om te tuigeren ...
toegevoegd de auteur Ben Straub, de bron
Het maakt me niet uit of ze allemaal tegelijkertijd opzwepen en een voor een stoppen of als ik het eerste wiel laat draaien, stop het, dan draai ik het 2e wiel op, stop het, enz. Ik moet bepalen welk symbool wordt weergegeven (niet moeilijk als er versnellingen zijn bevestigd en de microprocessor weet wat het vorige vlak was - bereken en trek af).
toegevoegd de auteur Natalie Weizenbaum, de bron
@CMP erg interessant! Dat is een mogelijke oplossing die ik in gedachten had toen ik iets zag dat hier eerder op lijkt, maar ik weet niet hoe deze techniek wordt genoemd of hoe het onder de motorkap wordt uitgevoerd? (En ik maak geen gokautomaat, alleen het dichtstbijzijnde voorbeeld).
toegevoegd de auteur Natalie Weizenbaum, de bron
Precies zo begrijpen we allemaal dat je projecteert ... Alle 100 wielen moeten rond dezelfde tijd ronddraaien en een voor een stoppen? Is de positie dat het willekeurig wordt gestopt, of moet dat op de een of andere manier worden gecontroleerd? Anders gezegd: maakt het u uit met welk symbool het is gestopt, of is er een symbool OK, zolang het maar goed is uitgelijnd?
toegevoegd de auteur user3624, de bron
Hier is een mechanisme dat doet denken aan een combinatieslot, waarbij alle wielen worden aangedreven door een enkele motor: tiltedtwister.com/timetwister.html . Het zou veel draaien vereisen op 100 wielen om een ​​willekeurige positie te krijgen, maar het is een optie. Kosteneffectief, maar vreselijk inefficiënt in tijd.
toegevoegd de auteur grawity, de bron
Er is een reden dat moderne fruitmachines zijn overgeschakeld naar videoschermen. Spinnewielen zijn gecompliceerd, foutgevoelig en duur.
toegevoegd de auteur grawity, de bron
Hier volgt een betere uitleg van een vergelijkbaar mechanisme: youtube.com/watch?v=CZ8WRDVgKrk
toegevoegd de auteur grawity, de bron

2 antwoord

Hoe zit het met het gebruik van iets mechanisch vergelijkbaar met een cijferslot? In theorie zou je kunnen rondkomen met slechts één motor en geen andere solenoïden of andere dergelijke dingen. Helaas is de tijd die nodig is voor een update evenredig met het kwadraat van het aantal wielen dat door een enkele motor wordt aangedreven (aangezien een volledige update van 100 wielen ongeveer 100 rotaties met de klok mee, 99 tegen de klok in, 98 met de klok mee, 97 met de klok mee, enz. Zou vereisen. ) Als u daarentegen uw apparaat opsplitst in tien secties, die allemaal kunnen worden aangesloten of losgekoppeld van de motor van de hoofdaandrijving met behulp van een solenoïde, en u kunt toestaan ​​dat een van beide of alle tegelijk worden gebruikt, zou dat de update verminderen tijd met een factor 100, waardoor het redelijk is.

Addendum:

One could probably control a lot of wheels with a single motor, without the O(N²) spins requirement of the "combination lock" method, by giving each wheel a differently-notched cam. There are many possible approaches one could take to doing so, depending upon what types of cams one could fabricate most readily. If you have a convenient means of cutting flat sawtooth "gears" with various patterns of missing teeth, you could mount all the wheels to a common shaft with enough friction that the wheel would turn with the shaft unless blocked by a cam. Each wheel would have a ratchet mechanism which would allow free travel in one direction, and would block travel in the other direction when a tooth was present (so any attempt to rotate the shaft would cause the wheel to slip on the shaft). Use of two cams per wheel, along with a mechanism to globally engage and disengage a ratchet on one of them could greatly improve efficiency.

2
toegevoegd
Is dat het idee achter de link CMP gepost? tiltedtwister.com/timetwister.html De "inkjetband" -methode is echter praktischer.
toegevoegd de auteur Natalie Weizenbaum, de bron
Ja, dat is hetzelfde idee dat ik had. het idee van de "inkjetband" om een ​​motor te verplaatsen om de wielen te bedienen lijkt ingewikkeld. Het zou mechanisch eenvoudiger zijn om alle wielen op een gemeenschappelijke as te hebben, in staat om te draaien met een matige hoeveelheid wrijving, en een indexeerstang te laten uitsteken uit elk wiel. Laat de zijwaartse reiziger gewoon de koppeling blokkeren van het wiel waar het voor zit.
toegevoegd de auteur firedfly, de bron

Dit is een moeilijk probleem en ik vrees dat er geen oplossing zal zijn die voldoet aan uw "goedkope" vereiste. Ik kan u zeggen dat er een goedkope oplossing is, en ik betwijfel of dat wel zo is, dan is die oplossing waarschijnlijk een mechanische oplossing en geen elektrische oplossing. Omdat dit een elektrische website is, valt dat buiten ons bereik. Gegeven dat, hier is mijn oplossing met een zware dosis elektronica ...

Uw vereisten zijn: een sensor op elk wiel om positie te detecteren en iets om het draaien van het wiel te starten/stoppen. Een vereiste dat u niet noemde, is dat de algehele complexiteit eenvoudig moet worden gehouden. Een eenvoudig systeem zal veel betrouwbaarder zijn dan een complex systeem. Ook mechanische slijtage is belangrijk als je wilt dat dit ding een tijdje meegaat.

Dus ... ik gooi onmiddellijk elk idee van het gebruik van motoren, tandwielen of solenoïden weg. Het mechanische ontwerp dat nodig is om dit allemaal op te hangen, is complex en vatbaar voor bezwijken.

Maak in plaats daarvan elk wiel in een motor. Begin met het plaatsen van het wiel op een gladde as. Gebruik kogellagers op de wielen zodat ze soepel lopen. De as zelf draait niet. Het wiel moet gemaakt zijn van iets niet-geleidend en niet-magnetisch, zoals plastic.

Het wiel heeft er 4 of 8 permanente magneten op gemonteerd. Ik weet niet zeker of het 4 of 8 is, omdat ik het ontwerp niet tot op dat detailniveau heb doorlopen. Ik gok 4 als je ze kunt uitlijnen, zodat de noordpool tegenover de zuidpool van de volgende magneet staat en de polen gelijkmatig verdeeld zijn rond het wiel.

Gemonteerd in de buurt van het wiel, op een balk die over alle wielen gaat, zijn meer permanente magneten. Eén magneet per wiel. Deze magneet mag niet te sterk zijn. Het belangrijkste doel van deze magneet is om de wielen, wanneer gestopt, op de juiste manier uit te lijnen, zodat elk symbool perfect op één lijn staat met de volgende. Ook als de wielen niet perfect gebalanceerd zijn, zorgt deze magneet ervoor dat het wiel niet draait, dus het zwaarste einde is altijd laag.

Ook gemonteerd in de buurt van het wiel, gemonteerd op een PCB, zijn twee elektromagneten per wiel. Deze vormen de spoelen van onze motor. Aandrijfelektronica, waarschijnlijk een H-brug, is ook op de print gemonteerd.

Een IR-LED en fotodiode-paar, ook op een PCB en een per wiel, worden gebruikt om de positie van het wiel te detecteren. Ergens is er een enkele zwarte markering op het wiel en de sensor pakt dat omhoog om "symbool # 1" te identificeren.

Elke PCB heeft ook een enkele microcontroller om de "motoren" aan te sturen en de positie te bepalen. De Microcontroller-code is een uitdaging om te schrijven, maar niet onmogelijk. Vanwege de grootte, zou ik veronderstellen dat elke PCB slechts 10 wielen ondersteunt. Dus voor 100 wielen heb je 10 PCB's nodig. Dit betekent dat een vorm van communicatie tussen PCB's vereist is, maar dat is relatief eenvoudig.

De elektromagneten moeten waarschijnlijk met de hand worden gebouwd, maar al het andere is slechts een PCB.

De hele eenheid zou redelijk eenvoudig te monteren zijn, en aangezien alleen de kogellagers "in beweging" zijn, zou alles behoorlijk betrouwbaar moeten zijn.

2
toegevoegd
Hoe klein kan een elektromagneet zijn? Ik heb het niet genoemd, maar mijn wielen hebben slechts een diameter van 25 mm.
toegevoegd de auteur Natalie Weizenbaum, de bron
@CMP Ja, het wordt duur, maar dit soort dingen zijn duur. In vergelijking met een oplossing met een standaard solenoïde/motor per wiel moet dit redelijk goedkoop zijn en veel eenvoudiger te bouwen. Ik heb geen idee hoe snel dit kan roteren, omdat dit afhangt van de grootte/het gewicht van het wiel en de stroom die door de spoelen vloeit, die beide op dit moment niet gedefinieerd zijn. Maar het zou in staat moeten zijn om zo snel te draaien als de ontwerper wil.
toegevoegd de auteur user3624, de bron
@ MahmoudAl-Qudsi De grootste die u wilt, is de elektromagneet ongeveer de afstand van het midden van het ene symbool tot het midden van het volgende. Het kleinst is aan jou, maar hoe kleiner het is, hoe minder kracht je in de "motor" kunt steken. Je zult waarschijnlijk een beetje moeten experimenteren om erachter te komen welke maat, stroom, spanning en dikte van de draad je nodig hebt.
toegevoegd de auteur user3624, de bron
Goed idee, maar ik zie het snel duur worden. Hoe snel denk je dat een dergelijk mechanisme kan worden gemaakt om te draaien?
toegevoegd de auteur grawity, de bron