Pingo: en bevægelsesdetekterende og højpræcis pingpongboldstarter: 8 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:25

Kevin Nitiema, Esteban Poveda, Anthony Mattacchione, Raphael Kay

Trin 1: Motivation

Her hos Nikee (for ikke at forveksle med vores konkurrent, Nike), søger vi konstant at investere i og udvikle teknologier, der gør det muligt for vores atleter at teste og skubbe deres grænser. Vi blev kontaktet af et veletableret internationalt forskerhold, der beskæftiger sig med udviklingen af bevægelsesdetekterende og lanceringssystemer med høj nøjagtighed. Dette team, der normalt arbejder med højt klassificerede top-sikkerhedsprojekter, udviklede et kinetisk system, der bevæger sig rundt om mål, registrerer deres positioner og præcist lancerer bordtennisbolde i deres retninger. Vi tester i øjeblikket, hvordan dette system kan bruges til at teste en atlet håndkoordination, mentalt fokus og udholdenhed. Vi er overbeviste om, at dette system snart vil blive etableret som en industristandard i ethvert atletisk træningsregiment. Se selv:

Trin 2: Projektvideo

Trin 3: Dele, materialer og værktøjer

Elektronik:

6 x 3V-6V DC motorer

3 x L298N motor driver (til 6 DC motorer)

2 x 28BYJ-48 stepper motor

2 x Uln2003 motordriver (til 2 trinmotorer)

1 x MG996R servomotor

1 x HC-SR04 ultralydssensor

1 x brødbræt (enhver størrelse gør)

1 x arduino mega 2560

3 x 3,7V 18650 batterier

3 x 3,7V 18650 batteriholder

1 x 9V batteri

40 x M/M -ledninger

40 x M/F -ledninger

40 x F/F -ledninger

12 fod x 22 gauge rød ledning

12 fod x 22 gauge sort ledning

Materialer:

4 x hjul/gear/dæk til 3V-6V DC-motorer (disse fungerer: https://www.amazon.ca/KEYESTUDIO-Motor-Arduino-Uniaxial-Wheels/dp/B07DRGTCTP/ref=sr_1_7?keywords=car+ kit+hjul+arduino & qid = 1583732534 & sr = 8-7)

2 x 6 mm tykke klare akrylplader til bil (skal laserskæres, se laser.stl)

1 x bordtennisboldstarter (skal udskrives 3d, se 3d.stl)

1 x ping -pong boldstarter - pladestik (se all.stl)

1 x sensorplatform (skal udskrives i 3D, se all.stl)

4 x 55 mm M3 skrue

8 X 35 mm M3 skrue

6 x 25 mm M3 skrue

32 x 16 mm M3 skrue

22 x 10 mm M3 skrue

72 x M3 møtrik

Værktøjer:

Phillips-skruetrækkere

Tang

Wire strippere

Elektrisk tape

Multimeter

Saks

super lim

Udstyr:

Laserskærer

3D printer

Software:

Modellering (næsehorn)

Arduino

Fritzing

Trin 4: Kredsløb

Trin 5: Maskinfremstilling

Vi har vedhæftet tre 3d -modelleringsfiler. Den første indeholder geometrien for de laserskårne akrylkomponenter (laser.stl; en anden indeholder geometrien for de 3d -trykte plastkomponenter (3d.stl); og en tredje indeholder hele geometrien for hele maskinen i sin samlede form - herunder laserskåret geometri, 3d -trykt geometri og de købte komponenters geometri (all.stl)

Vi byggede først maskinen ved at skrue hjulene og elektronikken til de laserskårne akrylplader. Derefter skruede vi affyringsrampen sammen ved at forbinde både motorer og hjul, inden vi tilsluttede affyringsenheden til pladerne med et dellaserskåret, delvist 3D -printet stik. Sensoren blev til sidst skruet fast i sin holder, selv skruet på bilpladerne. Samlingen er vist detaljeret, farvekodet ved fremstillingsteknik (dvs. laserskæring, 3d printet, indkøbt).

Trin 6: Programmering

Se vores vedhæftede arduino -fil!

Trin 7: Resultater og refleksion

Vi satte os for at bygge en maskine, der kørte langs en akse, lokaliserede og noterede afstanden til et objekt inden for et givet område af dens sensor, og affyrede en bordtennisbold på det objekt. Vi gjorde dette! Her er nogle lektioner og fejl undervejs:

1) Hverken 3D -printere eller laserskærere udsendes med geometrisk præcision. At få brikker til at passe kræver test. På forskellige dage og på forskellige maskiner fungerer forskellige fabrikationsindstillinger forskelligt! Udskriv og klip prøvetest først, når stykker monteres sammen.

2) Forskellige motorer kræver forskellige strømforsyninger. Brug forskellige kredsløb til at producere forskellige spændinger frem for at brænde ud motorer.

3) Indkapsl ikke elektroniske komponenter eller ledninger under hård hardware! Der er altid små ændringer, som du gerne vil foretage (eller skal foretage) undervejs-og at skrue og skrue en hel flerleddet maskine for at foretage disse ændringer er en kedelig opgave. Vi ville lave langt større gennemgående huller til ledninger og til adgang på bilens topplade, hvis vi skulle gøre det hele igen.

4) Bare fordi du har 3D -filer og arbejdskode betyder det ikke, at der ikke vil være problemer. At vide, hvordan man fejlfinder uundgåelige problemer, er vigtigere end at forsøge at forudse alle de uundgåelige problemer. Vigtigst af alt, hold kursen! Det vil i sidste ende ordne sig.

Trin 8: Referencer og kreditter

Vi tog ideen om, hvordan man kan accelerere bordtennisbolde fra Backroom Workdesk

Vi vil gerne takke workshopchefen for University of Toronto Faculty of Architecture, Tom, for at have holdt op med os i en måned.

Værker af: Kevin Nitiema, Anthony Mattacchione, Esteban Poveda, Raphael Kay

Arbejde for: 'Useless Machine' opgave, Fysisk computerkursus, Arkitekturfakultet, University of Toronto