Space Cadet Pinball in Real Life

### TL;DR 作者将Windows经典游戏《太空军校生弹球》中的弹球台实物化，使用3D打印、微控制器和自制弹球机构，从零开始打造了一台真实的机械弹球机。 --- ## 项目缘起与目标 对许多Windows用户来说，《太空军校生弹球》是接触弹球游戏的入门之作，甚至可能是人生的第一款电子游戏。自从Technology Connections频道的机械弹球机解析后，作者便对手工打造实物弹球台着迷。这个项目的目标是**将游戏中的弹球台变成一台真实的机械弹球机**，所有弹球机构均自主制作。 --- ## 设计与尺寸规划 真实的弹球台尺寸因游戏而异，宽度约在500–680毫米之间，长度约1–1.3米。考虑到工作室空间有限，作者将长度定为1米，宽度则通过测量游戏中的台面来确定。 为了获得更高清的台面参考，作者使用了《Full Tilt Pinball》（《太空军校生弹球》的完整版，分辨率更高，且台面布局与Windows自带版本几乎一致）。将图片缩放到1米长并纠正透视后，测得宽度为**560毫米**，正好处于常见弹球台尺寸的中段。 由于原始游戏绘制为3D透视，台面顶部到底部的尺寸有变形。作者以顶部为基础测量部件位置，并在后续设计中手动调整，确保球能顺利到达任何需要的地方。 --- ## 回弹缓冲器的制作 ### 第一版：微动开关方案 最初的版本使用微动开关代替传统弹簧金属片+碳接触片。开关杠杆上附有一个杯状部件，缓冲器裙部下方的柱状物放入杯中，当球击中时推动开关触发。但该方案存在两个问题： - 微动开关的“触发位置”与“释放位置”不一致，导致校准困难。 - 杠杆有侧向间隙，柱状物需要移动更远才能触发。 ### 第二版：霍尔效应开关方案 改用霍尔效应开关（数字型，提供开/关信号）。在柱状物中嵌入1×2毫米的磁铁，只有磁铁正对开关时才会触发。逻辑与普通开关相反，但可在代码中处理。 **问题：** 传感器有时会因磁铁距离过近而重复触发。为此重新打印了更厚的霍尔开关安装座，并在其下方加入额外磁铁，通过两个磁铁对齐来有效增大感应范围。 ### 测试与改进 使用PCBWay制作的MOSFET驱动板（驱动螺线管），板载指示灯便于校准。测试时用4度倾斜的小台面。发现霍尔开关安装座不够薄，导致杠杆卡在传感器上，最终通过额外磁铁解决。 但缓冲器击球力度不足，作者怀疑是塑料环的硬度和3D打印表面的摩擦问题。尝试使用Formlabs Form 4树脂打印机（灰色V5树脂）打印环，表面更光滑，但测试结果反而不如塑料版本。最终决定改用更大螺线管，并调整击球环的角度与高度，留待下一个视频解决。 --- ## 落靶机构 商业落靶通常使用大螺线管+杠杆重置，但成本高。作者改用**大型爱好伺服电机（低于10美元）**驱动。 - 靶子：3D打印，侧放打印确保斜坡光滑。 - 结构：靶子插入主外壳，弹簧将靶子向下拉，每个靶子底部有微动开关检测下落。 - 重置：4毫米键钢轴连接所有靶子，轴上打印臂和垫片并用轴承支撑，伺服电机通过弯曲金属丝连接轴。 测试使用边角料打印的底板，结果满意。 --- ## 弹弓机构 弹弓由杠杆臂两侧的两个开关组成，开关连接螺线管。作者用红色阻力带作为橡胶部分，3D打印支架将开关和螺线管一次安装到位。杠杆臂带有次级枢轴点以补偿弧形运动。开关调整至即将触发的位置，轻微碰撞即可响应。 测试效果：球击中中间时能飞到斜坡末端，是目前最喜欢的机构。 --- ## 迷你回弹缓冲器挑战 游戏台面抬高部分有三个迷你回弹缓冲器，比之前的更小。此外，踢球器将球从侧面踢回时，球需从抬高部分下方经过，而这几乎与左侧迷你缓冲器排成一线。 解决方案： - 迷你缓冲器的顶盖、环和主体与大版本相似，但台面下方使用小板连接环的两个螺纹杆，通过一根螺纹杆直接从主台面下方拉动环。 - 这样为回弹轨道留出空间，但台面下方无法容纳之前的传感器机构。作者用小型CNC制作基础PCB，焊接弹簧探针触点作为新检测方式。 目前仍在开发中，需要进一步解决球路引导问题。 --- ## 赞助与工具 本项目的PCB（螺线管驱动板）由**PCBWay**制作。用户上传Gerber文件即可定制，使用代码`PCBWay-CNCDan10`可享30美元以上减10美元优惠。此外，测试中使用了OmTech Turbo 747激光器（切割亚克力扩散片）、Formlabs Form 4树脂打印机等工具。 --- ## 总结与展望 项目已完成了大部分基础机构的设计与原型测试，但回弹缓冲器力度、迷你缓冲器检测等问题尚待解决。作者计划在下个视频中优化螺线管、调整角度，并继续推进整机组装。 --- **Source** [Space Cadet Pinball in Real Life – YouTube](https://www.youtube.com/watch?v=BU_02HABZ4s)