Pingo: een bewegingsdetectie en zeer nauwkeurige pingpongbalwerper - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:14

Kevin Nitiema, Esteban Poveda, Anthony Mattacchione, Raphael Kay

Stap 1: Motivatie

Hier bij Nikee (niet te verwarren met onze concurrent Nike), zijn we constant op zoek om te investeren in en technologieën te ontwikkelen waarmee onze atleten hun grenzen kunnen testen en verleggen. We werden benaderd door een gerenommeerd internationaal onderzoeksteam dat zich bezighoudt met de ontwikkeling van bewegingsdetecterende en zeer nauwkeurige lanceersystemen. Dit team, dat meestal werkt aan hooggeclassificeerde topbeveiligingsprojecten, ontwikkelde een kinetisch systeem dat rond doelen beweegt, hun posities detecteert en nauwkeurig pingpongballen in hun richting lanceert. We testen momenteel hoe dit systeem kan worden gebruikt om de hand-oogcoördinatie, mentale focus en uithoudingsvermogen van een atleet te testen. We zijn ervan overtuigd dat dit systeem binnenkort zal worden vastgesteld als een industriestandaard in elk atletisch trainingsregiment. Kijk zelf maar:

Stap 2: Projectvideo

Stap 3: Onderdelen, materialen en gereedschappen

Elektronica:

6 x 3V-6V DC-motoren

3 x L298N-motoraandrijving (voor 6 gelijkstroommotoren)

2 x 28BYJ-48 stappenmotor

2 x Uln2003 motordriver (voor 2 stappenmotoren)

1 x MG996R servomotor

1 x HC-SR04 ultrasone sensor

1 x breadboard (elke maat is voldoende)

1 x arduino mega 2560

3 x 3.7V 18650-batterijen

3 x 3.7V 18650 batterijhouder

1 x 9V batterij

40 x M/M-draden

40 x M/F-draden

40 x F/F-draden

12 voet x 22 gauge rode draad

12 voet x 22 gauge zwarte draad

Materialen:

4 x wiel/tandwiel/band voor 3V-6V DC-motoren (deze werken: https://www.amazon.ca/KEYESTUDIO-Motor-Arduino-Uniaxial-Wheels/dp/B07DRGTCTP/ref=sr_1_7?keywords=car+ kit+wielen+arduino&qid=1583732534&sr=8-7)

2 x 6 mm dikke blanke acryl autoplaten (te lasersnijden, zie laser.stl)

1 x pingpongbalwerper (te 3d printen, zie 3d.stl)

1 x pingpongbalwerper - plaatconnector (zie all.stl)

1 x sensorplatform (te 3d printen, zie all.stl)

4 x 55 mm M3-schroef

8 X 35 mm M3-schroef

6 x 25 mm M3-schroef

32 x 16 mm M3-schroef

22 x 10 mm M3-schroef

72 x M3 moer

Gereedschap:

Kruiskopschroevendraaiers

Tang

Draadstrippers

Elektrische tape

Multimeter

Schaar

superlijm

Apparatuur:

Lasersnijder

3D-printer

Software:

Modelleren (neushoorn)

Arduino

Fritsing

Stap 4: Circuit

Stap 5: Machine maken

We hebben drie 3D-modelleringsbestanden bijgevoegd. De eerste bevat de geometrie voor de lasergesneden acrylcomponenten (laser.stl; een tweede bevat de geometrie voor de 3D-geprinte plastic componenten (3d.stl); en een derde bevat alle geometrie voor de hele machine in zijn geassembleerde vorm - inclusief de lasergesneden geometrie, de 3D-geprinte geometrie en de geometrie van de gekochte componenten (all.stl)

We hebben de machine eerst gebouwd door de wielen en elektronica op de lasergesneden acrylplaten te schroeven. Vervolgens hebben we de draagraket aan elkaar geschroefd, waarbij zowel motoren als wielen zijn aangesloten, voordat we de draagraket op de platen hebben aangesloten met een deels lasergesneden, deels 3D-geprinte connector. De sensor werd uiteindelijk in zijn houder geschroefd, zelf op de autoplaten geschroefd. De assemblage wordt in detail getoond, kleurgecodeerd door fabricagetechniek (d.w.z. laser gesneden, 3D-geprint, gekocht).

Stap 6: Programmeren

Zie ons bijgevoegde arduino-bestand!

Stap 7: Resultaten en reflectie

We wilden een machine bouwen die langs een as reed, de afstand van een object binnen een bepaald bereik van zijn sensor lokaliseerde en noteerde, en een pingpongbal op dat object afvuurde. Dit hebben wij gedaan! Hier zijn enkele lessen en mislukkingen onderweg:

1) Noch 3D-printers, noch lasersnijders produceren geometrische precisie. Om stukken passend te maken, moet worden getest. Op verschillende dagen en op verschillende machines werken verschillende fabricage-instellingen anders! Print en knip proefmonsters eerst af wanneer u de stukken in elkaar zet.

2) Verschillende motoren hebben verschillende voedingen nodig. Gebruik verschillende circuits om verschillende spanningen te produceren in plaats van motoren te verbranden.

3) Sluit geen elektronische componenten of draden in onder harde hardware! Er zijn altijd kleine veranderingen die u wilt maken (of moet maken) onderweg - en het los- en vastschroeven van een hele machine met meerdere verbindingen om deze veranderingen aan te brengen, is een vermoeiende taak. We zouden veel grotere doorgaande gaten maken voor draden en voor toegang tot de bovenplaat van de auto als we het allemaal opnieuw zouden doen.

4) Alleen omdat je de 3D-bestanden en werkende code hebt, wil nog niet zeggen dat er geen problemen zullen zijn. Weten hoe u onvermijdelijke problemen kunt oplossen, is belangrijker dan proberen alle onvermijdelijke problemen te voorzien. Het belangrijkste is: blijf bij de les! Het zal uiteindelijk wel lukken.

Stap 8: Referenties en Credits

We namen het idee om pingpongballen te versnellen van de Backroom Workdesk

We willen Tom, de workshopmanager van de faculteit Bouwkunde van de Universiteit van Toronto, bedanken voor het geduld voor een maand.

Werk van: Kevin Nitiema, Anthony Mattacchione, Esteban Poveda, Raphael Kay

Werk voor: opdracht ‘Useless Machine’, cursus Physical Computing, Faculteit Bouwkunde, Universiteit van Toronto