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The Great Ball Contraption
"Veramente semplice o diabolicamente complesso, quanto il tuo tempo ti consente!"
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13 aprile 2005
(Orginal version
of this page by
Steve Hassenplug)
L'idea
Sviluppare una progetto Mindstorms/Technic (non competitivo) a cui possano partecipare
persone con qualsiasi grado di esperienza costruttiva. Ogni persona può costruire uno
o più moduli.
L'obiettivo è passare una palla da calcio LEGO da un modulo al successivo.
Tutti i moduli vengono collegati tra loro per ottenere un aggeggio gigante, un
marchingegno che passa palline come una catena umana passa i secchi per spegnere
un incendio.
Interfaccia standard Tipo 1
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Layout del modulo standard
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Ogni modulo deve avere un canestro In che riceve le palline dal modulo precedente,
e deve trasferire le stesse nella posizione Out, corrispondente al canestro In
del modulo successivo.
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Il canestro In deve essere
largo e lungo 10x10 bottoni
(dimensioni esterne), con un'apertura interna
di 8x8 bottoni, e deve essere alto 10 mattoncini dal piano.
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Il lato frontale del canestro deve trovarsi a non più di 32 bottoni dal fondo del modulo,
ciò per permettere di allineare tutti i moduli contro una parete. Questa distanza può
essere minore, ma non maggiore.
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Il canestro deve essere posizionato sul lato sinistro del modulo, e le palline devono
essere trasferite verso il lato destro nel canestro del modulo successivo.
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Non ci sono altri limiti dimensionali oltre a questi indicati.
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Ogni modulo deve essere in grado di accettare palline ad un tasso medio di 1 pallina
al secondo. Le palline possono essere trasferite singolarmente in modo continuo o a lotti.
Un lotto non può eccedere 30 palline.
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L'interfaccia Tipo 1 permette solamente il passaggio di palline. In futuro potranno
essere implementati altri tipi di interfacce per il passaggio di contenitori di
palline.
Interfaccia standard Tipo 1b
E' un sottoinsieme del Tipo 1b in cui i moduli sono costruiti rigorosamente su una
o più basi di 32x32 bottoni affiancate linearmente una all'altra. Questo tipo di interfaccia
è concepito per l'inserimento in diorami ferroviari.
Per questo Tipo 1b si raccomanda una velocità anche superiore ad 1 pallina al secondo. Dato
che presumibilmente la catena di moduli non sarà tanto lunga questo dovrebbe contribuire a
rendere il GBC comunque interessante.
Suggerimenti costruttivi
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Questa semplice interfaccia dovrebbe offrire grande flessibilità. La distanza
dell'input/output dal fondo del modulo non deve essere superiore a 32 bottoni. Dato
che quando il Great Ball Contraption viene assemblato potrebbe trovarsi a ridosso
di una parete, questo vincolo consente un allineamento uniforme.
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Lo sviluppo in avanti sul lato frontale non è limitato, ma si raccomanda che la
larghezza del modulo sia
maggiore della profondità (questo rende più "visibili" i meccanismi).
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Il tasso di una pallina al secondo può sembrare alto, ma questa velocità minima
serve a garantire che non ci siano moduli troppo lenti in cui si accumulano palline.
Il tasso effettivo di alcuni moduli potrebbe essere anche vicino a 2/3 palline
al secondo.
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Attualmente non c'è uno standard predefinito per il collegamento fisico dei moduli.
Alcuni moduli (ma non necessariamente tutti) saranno costruiti su qualche tipo di
base, e si presume che queste basi possano essere collegate assieme.
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I cingoli del kit Mindstorms sembrano perfetti come cinghie per
trasportare le palline verso l'alto, ma non funzionano.
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Molti moduli controllati da RCX attenderanno che una certa sezione si riempia prima
di scaricarla in una sezione successiva. E' una buona idea mettere la fase di attesa
alla fine della sequenza nel programma. In questo modo se il modulo è spento mentre il
precedente è in funzione, quando viene attivato per prima cosa si vuota senza rischiare
che le palline debordino prima che sia trascorsa l'attesa di riempimento.
Che velocità è una pallina al secondo?
Se volete costruire un GBC che usa un singolo motore a velocità costante, come
dev'essere configurato il meccanismo per erogare una pallina al secondo? Un motore del
kit Mindstorms gira mediamente a circa 360 RPM, che significa 6 giri al secondo.
La velocità di erogazione di un meccanismo connesso ad un motore tramite un unico stadio di riduzione
si ottiene dalla seguente formula:
1) Ve = Vm * Pe * Im / Ie
Ve = Velocità di erogazione (palline al secondo)
Vm = Velocità del motore (rotazioni al secondo)
Pe = Palline erogate dal meccanismo ad ogni giro.
Im = N° di denti dell'ingranaggio montato sul motore (pignone)
Ie = N° di denti dell'ingranaggio montato sul meccanismo di erogazione
2) Ie = Vm * Pe * Im / Ve
(Ci permette di rispondere alla domanda: "che ingranaggio devo montare sul meccanismo?")
3) Pe = (Ve * Ie) / (Vm * Im)
Esempi di calcolo:
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Sul motore monto un pignone da 8 denti che agisce su un meccanismo con ingranaggio da 24.
Ad ogni giro il meccanismo rilascia 1 pallina. Quante palline al secondo escono?
Applichiamo la (1) come segue:
Vm = 6, Pe = 1, Im = 8, Ie = 24
Ve = Vm * Pe * Im / Ie = 6 x 1 x 8 / 24 = 2
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Sul motore monto un pignone da 8 denti. Voglio azionare un meccanismo che ad ogni
giro rilascia 1 pallina. Che ingranaggio devo montare sul meccanismo?
Applichiamo la (2) come segue:
Vm = 6, Pe = 1, Im = 8, Ve = 1
Ie = Vm * Pe * Im / Ve = 6 * 1 * 8 / 1 = 48
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Collego il motore ad una vite senza fine (si conta come un ingranaggio da 1 dente)
che agisce su un meccanismo con ingranaggio da 24. Quante palline deve rilasciare il
megganismo ad ogni giro?
Applichiamo la (3) come segue:
Vm = 6, Im = 1, Ve = 1, Ie = 24
Pe = (Ve * Ie) / (Vm * Im) = (1 * 24) / (6 * 1) = 4
Dove prendo le palline?
Se siete interessati a partecipare a questo progetto collettivo, ma non sapete dove prendere
le palline necessarie per collaudare il vostro meccanismo, contattate ItLUG che ve ne fornirà
venti.
Esempi
Vista d'assieme
Galleria di foto di vari GBC
Video di alta qualità dell'intero meccanismo (5mb, suono confuso)
Video di alta qualità di una pallina lungo l'intero percorso (15 mb)
Il treno ad anello (13mb)
Bryan lancia palline dappertutto (6mb)
Breve panoramica del GBC 2.0 (2mb)
Filmato completo del GBC 2.0 (36mb)
I moduli GBC di David Koudys
I moduli GBC di Philo
Altro
Vi servono idee? Ecco una
lista di possibilità,
compilata da Brian Davis.
Brian Alano ha raccolto altro materiale
qui.
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