Pingo: ein Ping-Pong-Ballwerfer mit Bewegungserkennung und hoher Genauigkeit - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:15

Kevin Nitiema, Esteban Poveda, Anthony Mattacchione, Raphael Kay

Schritt 1: Motivation

Hier bei Nikee (nicht zu verwechseln mit unserem Konkurrenten Nike) sind wir ständig bemüht, in Technologien zu investieren und diese zu entwickeln, die es unseren Athleten ermöglichen, ihre Grenzen zu testen und zu erweitern. Wir wurden von einem etablierten internationalen Forschungsteam angesprochen, das sich mit der Entwicklung von Bewegungserkennungs- und hochpräzisen Abschusssystemen beschäftigt. Dieses Team, das normalerweise an hochgradig geheimen Hochsicherheitsprojekten arbeitet, hat ein kinetisches System entwickelt, das sich um Ziele herumbewegt, ihre Position erkennt und Ping-Pong-Bälle genau in ihre Richtung schleudert. Wir testen derzeit, wie dieses System verwendet werden kann, um die Hand-Augen-Koordination, den mentalen Fokus und die Ausdauer eines Athleten zu testen. Wir sind zuversichtlich, dass sich dieses System bald als Industriestandard in jedem athletischen Trainingsregiment etablieren wird. Überzeugen Sie sich selbst:

Schritt 2: Projektvideo

Schritt 3: Teile, Materialien und Werkzeuge

Elektronik:

6 x 3V-6V DC-Motoren

3 x L298N Motortreiber (für 6 Gleichstrommotoren)

2 x 28BYJ-48 Schrittmotor

2 x Uln2003 Motortreiber (für 2 Schrittmotoren)

1 x MG996R Servomotor

1 x HC-SR04 Ultraschallsensor

1 x Steckbrett (jede Größe reicht)

1 x arduino mega 2560

3 x 3,7 V 18650 Batterien

3 x 3,7 V 18650 Batteriehalter

1 x 9V-Batterie

40 x M/M-Drähte

40 x M/F-Drähte

40 x F/F-Drähte

12 Fuß x 22 Gauge roter Draht

12 Fuß x 22 Gauge schwarzer Draht

Materialien:

4 x Rad/Getriebe/Reifen für 3V-6V DC-Motoren (diese funktionieren: https://www.amazon.ca/KEYESTUDIO-Motor-Arduino-Uniaxial-Wheels/dp/B07DRGTCTP/ref=sr_1_7?keywords=car+ kit+räder+arduino&qid=1583732534&sr=8-7)

2 x 6 mm dicke klare Acryl-Autoschilder (zum Laserschneiden, siehe laser.stl)

1 x Tischtennisballwerfer (zum 3D-Druck, siehe 3d.stl)

1 x Tischtennisballwerfer - Plattenverbinder (siehe all.stl)

1 x Sensorplattform (zum 3D-Drucken, siehe all.stl)

4 x 55 mm M3-Schraube

8 x 35 mm M3-Schraube

6 x 25 mm M3-Schraube

32 x 16 mm M3-Schraube

22 x 10 mm M3-Schraube

72 x M3-Mutter

Werkzeuge:

Kreuzschlitzschraubendreher

Zange

Abisolierzangen

Isolierband

Multimeter

Schere

Sekundenkleber

Ausrüstung:

Laserschneider

3D Drucker

Software:

Modellieren (Nashorn)

Arduino

Fritzing

Schritt 4: Schaltung

Schritt 5: Maschinenherstellung

Wir haben drei 3D-Modellierungsdateien angehängt. Das erste enthält die Geometrie für die lasergeschnittenen Acrylkomponenten (laser.stl; ein zweites enthält die Geometrie für die 3D-gedruckten Kunststoffkomponenten (3d.stl); und ein drittes enthält die gesamte Geometrie für die gesamte Maschine in ihrer zusammengebauten Form - einschließlich die lasergeschnittene Geometrie, die 3D-gedruckte Geometrie und die Geometrie der gekauften Komponenten (all.stl)

Wir haben die Maschine zuerst gebaut, indem wir die Räder und die Elektronik an die lasergeschnittenen Acrylplatten geschraubt haben. Als nächstes schraubten wir den Launcher zusammen und verbanden sowohl Motoren als auch Räder, bevor wir den Launcher mit einem teilweise lasergeschnittenen, teilweise 3D-gedruckten Stecker mit den Platten verbanden. Der Sensor wurde schließlich in seine Halterung geschraubt, selbst auf die Autoplatten geschraubt. Die Baugruppe wird im Detail gezeigt, farbcodiert nach Herstellungstechnik (d. h. Lasergeschnitten, 3D-Druck, gekauft).

Schritt 6: Programmierung

Siehe unsere angehängte Arduino-Datei!

Schritt 7: Ergebnisse und Reflexion

Wir machten uns daran, eine Maschine zu bauen, die entlang einer Achse fuhr, die Entfernung eines Objekts innerhalb einer bestimmten Reichweite seines Sensors lokalisierte und notierte und einen Tischtennisball auf dieses Objekt feuerte. Wir haben das gemacht! Hier sind einige Lektionen und Fehler auf dem Weg:

1) Weder 3D-Drucker noch Laserschneider geben mit geometrischer Präzision aus. Teile fit zu machen erfordert Tests. An verschiedenen Tagen und auf verschiedenen Maschinen funktionieren unterschiedliche Fertigungseinstellungen unterschiedlich! Drucken und schneiden Sie zuerst Mustertests, wenn Sie die Teile zusammenfügen.

2) Unterschiedliche Motoren benötigen unterschiedliche Netzteile. Verwenden Sie unterschiedliche Stromkreise, um unterschiedliche Spannungen zu erzeugen, anstatt Motoren durchzubrennen.

3) Verkapseln Sie elektronische Komponenten oder Drähte nicht unter starrer Hardware! Es gibt immer kleine Änderungen, die Sie unterwegs vornehmen möchten (oder müssen) - und das Auf- und Abschrauben einer ganzen Mehrgelenkmaschine für diese Änderungen ist eine mühsame Aufgabe. Wir würden viel größere Durchgangslöcher für Drähte und für den Zugang auf der oberen Platte des Autos machen, wenn wir alles noch einmal machen würden.

4) Nur weil Sie die 3D-Dateien und den funktionierenden Code haben, bedeutet das nicht, dass es keine Probleme gibt. Zu wissen, wie unvermeidliche Probleme behoben werden können, ist wichtiger, als zu versuchen, alle unvermeidlichen Probleme vorherzusehen. Am wichtigsten: Bleiben Sie auf Kurs! Es wird irgendwann klappen.

Schritt 8: Referenzen und Credits

Die Idee, Tischtennisbälle zu beschleunigen, haben wir aus dem Backroom Workdesk

Wir möchten dem Workshop-Manager der Fakultät für Architektur der University of Toronto, Tom, dafür danken, dass er uns einen Monat lang geduldet hat.

Arbeiten von: Kevin Nitiema, Anthony Mattacchione, Esteban Poveda, Raphael Kay

Arbeit für: „Useless Machine“-Aufgabe, Physical Computing-Kurs, Fakultät für Architektur, University of Toronto