Pingo: детектор движения и высокоточная пусковая установка мячей для пинг-понга: 8 шагов

2025 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2025-01-23 15:04

Кевин Нитиема, Эстебан Поведа, Энтони Маттаччионе, Рафаэль Кей

Шаг 1: мотивация

Здесь, в Nikee (не путать с нашим конкурентом, Nike), мы постоянно стремимся инвестировать и развивать технологии, которые позволят нашим спортсменам испытать и расширить свои возможности. К нам обратилась хорошо зарекомендовавшая себя международная исследовательская группа, занимающаяся разработкой систем обнаружения движения и высокоточных систем запуска. Эта команда, которая обычно работает над засекреченными проектами с самым высоким уровнем безопасности, разработала кинетическую систему, которая перемещается вокруг целей, определяет их положение и точно запускает шары для пинг-понга в их направлениях. В настоящее время мы тестируем, как эту систему можно использовать для проверки зрительно-моторной координации, умственной концентрации и выносливости спортсмена. Мы уверены, что эта система скоро станет отраслевым стандартом в любом спортивном тренировочном подразделении. Посмотреть на себя:

Шаг 2: проект видео

Шаг 3: Детали, материалы и инструменты

Электроника:

6 двигателей постоянного тока 3-6 В

Драйвер двигателя 3 x L298N (для 6 двигателей постоянного тока)

2 шаговых двигателя 28BYJ-48

2 x драйвер двигателя Uln2003 (для 2 шаговых двигателей)

Серводвигатель MG996R - 1 шт.

1 x ультразвуковой датчик HC-SR04

1 макет (подойдет любой размер)

1 х Arduino Mega 2560

3 батарейки 3,7 В 18650

3 x 3,7 В 18650 батарейный отсек

1 х 9 В аккумулятор

40 x M / M проводов

40 x M / F проводов

40 x F / F проводов

Красный провод 12 футов x 22 калибра

Черный провод 12 футов x 22 калибра

Материалы:

4 колеса / шестерни / шины для двигателей постоянного тока 3V-6V (они будут работать: https://www.amazon.ca/KEYESTUDIO-Motor-Arduino-Uniaxial-Wheels/dp/B07DRGTCTP/ref=sr_1_7?keywords=car+ комплект + диски + arduino & qid = 1583732534 & sr = 8-7)

Прозрачные акриловые автомобильные пластины толщиной 2 x 6 мм (для лазерной резки, см. Laser.stl)

1 пусковая установка для пинг-понга (для печати на 3D-принтере, см. 3d.stl)

Пусковая установка для пинг-понга - 1 шт. (См. All.stl)

1 сенсорная платформа (для печати на 3D-принтере, см. All.stl)

4 x 55 мм винт M3

Винт M3 8 x 35 мм

Винт M3 6 x 25 мм

Винт M3 32 x 16 мм

Винт M3 22 x 10 мм

72 x гайка M3

Инструменты:

Отвертки с крестообразным шлицем

Плоскогубцы

Инструмент для зачистки проводов

Электроизоляционная лента

Мультиметр

Ножницы

супер клей

Оборудование:

Лазерный резак

3д принтер

Программное обеспечение:

Моделирование (носорог)

Ардуино

Fritzing

Шаг 4: Схема

Шаг 5: Изготовление машин

Мы прикрепили три файла 3D-моделирования. Первый содержит геометрию для акриловых компонентов, вырезанных лазером (laser.stl; второй содержит геометрию для 3D-печатных пластиковых компонентов (3d.stl); а третий содержит всю геометрию для всей машины в собранном виде, включая геометрия лазерной резки, геометрия на 3D-принтере и геометрия приобретенных компонентов (all.stl)

Сначала мы построили машину, прикрутив колеса и электронику к акриловым пластинам, вырезанным лазером. Затем мы скрутили пусковую установку, соединив как двигатели, так и колеса, перед тем, как подключить пусковую установку к пластинам с помощью детали, вырезанной лазером, частично распечатанного разъема. Датчик был наконец вкручен в его крепление, сам навинченный на пластины автомобиля. Сборка показана подробно, с цветовой кодировкой в зависимости от технологии изготовления (например, лазерная резка, 3D-печать, покупка).

Шаг 6: программирование

Смотрите наш прикрепленный файл arduino!

Шаг 7: результаты и размышления

Мы решили построить машину, которая двигалась по оси, обнаруживала и записывала расстояние до объекта в пределах заданного диапазона своего датчика, и стреляла по этому объекту шариком для пинг-понга. Мы сделали это! Вот несколько уроков и неудач на этом пути:

1) Ни 3D-принтеры, ни лазерные резаки не печатают с геометрической точностью. Подгонка деталей требует тестирования. В разные дни и на разных машинах разные настройки изготовления работают по-разному! При соединении частей сначала распечатайте и вырежьте образцы тестов.

2) Для разных двигателей требуются разные источники питания. Используйте разные схемы, чтобы производить разное напряжение, а не перегорать двигатели.

3) Не помещайте электронные компоненты или провода под жесткое оборудование! Всегда есть небольшие изменения, которые вы захотите (или должны внести) в процессе - и откручивание и повторное завинчивание всей многосуставной машины для внесения этих изменений является утомительной задачей. Мы бы проделали гораздо большие сквозные отверстия для проводов и доступа на верхней панели автомобиля, если бы нам пришлось проделать все это снова.

4) То, что у вас есть 3D-файлы и рабочий код, не означает, что проблем не будет. Умение устранять неизбежные проблемы более важно, чем попытки предвидеть все неизбежные проблемы. Самое главное, держите курс! Со временем это сработает.

Шаг 8: Ссылки и кредиты

Мы взяли идею о том, как ускорить шары для пинг-понга из Backroom Workdesk

Мы хотели бы поблагодарить Тома, руководителя мастерской архитектурного факультета Университета Торонто, за то, что он терпел нас в течение месяца.

Авторы работ: Кевин Нитима, Энтони Маттаччионе, Эстебан Поведа, Рафаэль Кей

Работа: задание «Бесполезная машина», курс физических вычислений, факультет архитектуры, Университет Торонто.