Pingo: wykrywacz ruchu i wysokiej dokładności wyrzutnia piłek pingpongowych: 8 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:27

Kevin Nitiema, Esteban Poveda, Anthony Mattacchione, Raphael Kay

Krok 1: Motywacja

W Nikee (nie mylić z naszym konkurentem, Nike) nieustannie inwestujemy i rozwijamy technologie, które pozwolą naszym sportowcom testować i przekraczać swoje granice. Zwrócił się do nas uznany międzynarodowy zespół badawczy, który zajmuje się rozwojem systemów wykrywania ruchu i systemów startowych o wysokiej dokładności. Ten zespół, który zwykle pracuje nad ściśle tajnymi projektami o najwyższym poziomie bezpieczeństwa, opracował system kinetyczny, który porusza się wokół celów, wykrywa ich pozycje i precyzyjnie wystrzeliwuje piłki pingpongowe w ich kierunku. Obecnie testujemy, jak ten system może być używany do testowania koordynacji ręka-oko sportowca, skupienia umysłowego i wytrzymałości. Jesteśmy przekonani, że ten system wkrótce stanie się standardem branżowym w każdym pułku treningu sportowego. Sam zobacz:

Krok 2: Wideo projektu

Krok 3: Części, materiały i narzędzia

Elektronika:

Silniki 6 x 3 V-6 V DC

3 x sterownik silnika L298N (dla 6 silników DC)

Silnik krokowy 2x28BYJ-48

2 x sterownik silnika Uln2003 (dla 2 silników krokowych)

1 x serwomotor MG996R

1 x czujnik ultradźwiękowy HC-SR04

1 x deska do krojenia chleba (dowolny rozmiar wystarczy)

1 x arduino mega 2560

3 baterie 3.7 V 18650

3x3.7 V 18650 uchwyt baterii;

1 bateria 9 V

40 x przewody M/M

40 x przewody M/F

40 x przewody F/F

Czerwony przewód o wymiarach 12 stóp x 22 gabarytów

Czarny przewód o wymiarach 12 stóp x 22 gabarytów

Materiały:

4 x koło/przekładnia/opona do silników 3V-6V DC (te będą działać: https://www.amazon.ca/KEYESTUDIO-Motor-Arduino-Uniaxial-Wheels/dp/B07DRGTCTP/ref=sr_1_7?keywords=car+ zestaw+koła+arduino&qid=1583732534&sr=8-7)

2 x 6 mm przezroczyste akrylowe płyty samochodowe (do wycinania laserem, patrz laser.stl)

1 x wyrzutnia piłek pingpongowych (do wydrukowania w 3d, patrz 3d.stl)

1 x wyrzutnia piłek ping-pongowych - łącznik płytowy (zobacz wszystkie.stl)

1 x platforma czujnika (do wydrukowania w 3D, zobacz wszystkie.stl)

Śruba 4 x 55 mm M3

Śruba M3 8X35mm

Śruba M3 6 x 25 mm

Śruba M3 32 x 16 mm

Śruba M3 22 x 10 mm

72 x nakrętka M3

Narzędzia:

Wkrętaki krzyżakowe

Szczypce

Narzędzia do ściągania izolacji

Taśma elektryczna

Multimetr

Nożyce

Super klej

Ekwipunek:

Wycinarka laserowa

drukarka 3d

Oprogramowanie:

Modelowanie (Nosorożec)

Arduino

Fritzing

Krok 4: Obwód

Krok 5: Produkcja maszyn

Załączamy trzy pliki modelowania 3d. Pierwsza zawiera geometrię wycinanych laserowo elementów akrylowych (laser.stl; druga zawiera geometrię drukowanych w 3D elementów z tworzywa sztucznego (3d.stl); a trzecia zawiera całą geometrię całej maszyny w zmontowanej formie - w tym geometrię wycinaną laserowo, geometrię drukowaną 3d, geometrię zakupionych komponentów (all.stl)

Najpierw zbudowaliśmy maszynę, przykręcając koła i elektronikę do wycinanych laserowo płyt akrylowych. Następnie skręciliśmy wyrzutnię, łącząc oba silniki i koła, przed połączeniem wyrzutni z płytami za pomocą częściowo wyciętego laserowo, częściowo wydrukowanego złącza. Czujnik został w końcu wkręcony w jego mocowanie, sam przykręcony do płyt samochodowych. Montaż jest szczegółowo pokazany, kodowany kolorami według techniki produkcji (tj. cięcie laserowe, wydruk 3d, zakup).

Krok 6: Programowanie

Zobacz załączony plik arduino!

Krok 7: Wyniki i refleksja

Postanowiliśmy zbudować maszynę, która poruszała się wzdłuż osi, lokalizowała i rejestrowała odległość obiektu w określonym zasięgu jego czujnika, a następnie strzelała piłką pingpongową w ten obiekt. Zrobiliśmy to! Oto kilka lekcji i niepowodzeń po drodze:

1) Ani drukarki 3D, ani wycinarki laserowe nie drukują z geometryczną precyzją. Dopasowanie elementów wymaga testowania. W różne dni i na różnych maszynach różne ustawienia produkcyjne działają inaczej! Najpierw wydrukuj i wytnij próbki próbne podczas łączenia elementów.

2) Różne silniki wymagają różnych zasilaczy. Użyj różnych obwodów, aby wytworzyć różne napięcia, zamiast przepalać silniki.

3) Nie zamykaj elementów elektronicznych ani przewodów pod sztywnym sprzętem! Zawsze są drobne zmiany, które będziesz chciał wprowadzić (lub musisz wprowadzić) po drodze - a odkręcanie i ponowne przykręcanie całej maszyny wieloprzegubowej w celu wprowadzenia tych zmian jest męczącym zadaniem. Gdybyśmy mieli zrobić to jeszcze raz, zrobilibyśmy znacznie większe otwory przelotowe na przewody i dostęp na górnej płycie samochodu.

4) To, że masz pliki 3D i działający kod, nie oznacza, że nie będzie problemów. Umiejętność rozwiązywania nieuniknionych problemów jest ważniejsza niż próba przewidzenia wszystkich nieuniknionych problemów. Co najważniejsze, pozostań na kursie! W końcu się uda.

Krok 8: Referencje i kredyty

Pomysł na przyspieszenie piłek pingpongowych zaczerpnęliśmy z Backroom Workdesk

Chcielibyśmy podziękować kierownikowi warsztatów Wydziału Architektury Uniwersytetu w Toronto, Tomowi, za wytrzymanie z nami miesiąca.

Praca: Kevin Nitiema, Anthony Mattacchione, Esteban Poveda, Raphael Kay

Praca dla: zadanie „Użyteczna maszyna”, kurs Fizyczne Obliczenia, Wydział Architektury, University of Toronto