Pingo: Spouštěč míčků Ping Pong s detekcí pohybu a vysokou přesností: 8 kroků

2025 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2025-01-23 14:38

Kevin Nitiema, Esteban Poveda, Anthony Mattacchione, Raphael Kay

Krok 1: Motivace

Tady v Nikee (nezaměňovat s naším konkurentem, společností Nike), neustále se snažíme investovat a vyvíjet technologie, které našim sportovcům umožní testovat a posouvat své limity. Oslovil nás dobře zavedený mezinárodní výzkumný tým, který se zabývá vývojem systémů pro detekci pohybu a vysoce přesných odpalovacích systémů. Tento tým, který obvykle pracuje na vysoce utajovaných projektech špičkové bezpečnosti, vyvinul kinetický systém, který se pohybuje kolem cílů, detekuje jejich pozice a přesně spouští pingpongové míčky v jejich směrech. V současné době testujeme, jak lze tento systém použít k testování koordinace očí, mentálního soustředění a vytrvalosti ruky sportovce. Jsme přesvědčeni, že tento systém bude brzy zaveden jako průmyslový standard v každém atletickém výcvikovém pluku. Podívej se sám:

Krok 2: Projektové video

Krok 3: Díly, materiály a nástroje

Elektronika:

6 x 3V-6V DC motory

3 x ovladač motoru L298N (pro 6 stejnosměrných motorů)

2 x krokový motor 28BYJ-48

2 x ovladač motoru Uln2003 (pro 2 krokové motory)

1 x servomotor MG996R

1 x ultrazvukový senzor HC-SR04

1 x prkénko (jakákoli velikost bude stačit)

1 x arduino mega 2560

3 x 3,7 V baterie 18650

Držák baterie 3 x 3,7 V 18650

1 x 9V baterie

40 x M/M dráty

40 x M/F dráty

40 x F/F dráty

Červený drát o rozměrech 12 stop x 22

Černý drát o rozměrech 12 stop x 22

Materiály:

4 x kolo/převod/pneumatika pro 3V-6V stejnosměrné motory (budou fungovat: https://www.amazon.ca/KEYESTUDIO-Motor-Arduino-Uniaxial-Wheels/dp/B07DRGTCTP/ref=sr_1_7?keywords=car+ souprava+kola+arduino & qid = 1583732534 & sr = 8-7)

2 x 6 mm silné čiré akrylové automobilové desky (řezané laserem, viz laser.stl)

1 x odpalovací zařízení na ping-pong (k 3D tisku, viz 3d.stl)

1 x odpalovací zařízení na ping -pong - konektor na desce (viz all.stl)

1 x platforma senzoru (bude vytištěno 3d, viz all.stl)

4 x 55 mm šroub M3

8 x 35 mm šroub M3

Šroub M3 6 x 25 mm

Šroub M3 32 x 16 mm

Šroub M3 22 x 10 mm

72 x matice M3

Nástroje:

Šroubováky s křížovou hlavou

Kleště

Odstraňovače drátů

Elektrická páska

Multimetr

Nůžky

super lepidlo

Zařízení:

Laserová řezačka

3D tiskárna

Software:

Modelování (Rhino)

Arduino

Fritzování

Krok 4: Okruh

Krok 5: Výroba strojů

Připojili jsme tři soubory 3D modelování. První obsahuje geometrii pro laserem řezané akrylové komponenty (laser.stl; druhý obsahuje geometrii pro 3D tištěné plastové součásti (3d.stl); a třetí obsahuje veškerou geometrii pro celý stroj v sestaveném stavu - včetně laserem řezaná geometrie, 3D tištěná geometrie a geometrie zakoupených komponent (all.stl)

Stroj jsme nejprve postavili přišroubováním koleček a elektroniky k laserem řezaným akrylovým deskám. Dále jsme přišroubovali odpalovací zařízení k sobě a spojili oba motory a kola, než jsme odpalovací zařízení připojili k deskám částečně laserovým řezáním, částečně 3D tištěným konektorem. Senzor byl nakonec přišroubován do držáku a sám přišroubován k deskám auta. Sestava je podrobně zobrazena, barevně odlišena výrobní technikou (tj. Řezaná laserem, 3D tisk, zakoupeno).

Krok 6: Programování

Podívejte se na náš přiložený soubor arduino!

Krok 7: Výsledky a reflexe

Vydali jsme se postavit stroj, který jel podél osy, lokalizoval a zaznamenal vzdálenost objektu v daném rozsahu jeho senzoru a vypálil na tento objekt pingpongový míček. Udělali jsme to! Zde je několik lekcí a neúspěchů na cestě:

1) 3D tiskárny ani laserové řezačky nevydávají geometrickou přesnost. Aby kusy vyhovovaly, vyžaduje testování. V různých dnech a na různých strojích fungují různá nastavení výroby odlišně! Při spojování kusů k sobě nejprve vytiskněte a vyjměte vzorky.

2) Různé motory vyžadují různé napájecí zdroje. Použijte různé obvody k výrobě různých napětí, nikoli k vyhoření motorů.

3) Nezapouzdřujte elektronické součástky nebo dráty pod pevný hardware! Na cestě jsou vždy malé změny, které budete chtít provést (nebo musíte provést)-a odšroubování a opětovné zašroubování celého vícekloubového stroje k provedení těchto změn je únavný úkol. Pokud bychom to všechno udělali znovu, udělali bychom mnohem větší průchozí otvory pro dráty a pro přístup na horní desku auta.

4) To, že máte 3D soubory a pracovní kód, neznamená, že nebudou problémy. Vědět, jak řešit nevyhnutelné problémy, je důležitější než pokoušet se předvídat všechny nevyhnutelné problémy. Hlavně zůstaňte v kurzu! Nakonec to vyjde.

Krok 8: Reference a kredity

Myšlenku, jak zrychlit ping-pongové míčky, jsme převzali z Backroom Workdesk

Chtěli bychom poděkovat vedoucímu workshopu Fakulty architektury Univerzity v Torontu, Tomovi, že jste s námi měsíc vydrželi.

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

Práce pro: Zadání „Zbytečný stroj“, kurz Fyzické počítače, Fakulta architektury, University of Toronto