Pingo: un lanzador de pelotas de ping pong de alta precisión y detección de movimiento: 8 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:40

Kevin Nitiema, Esteban Poveda, Anthony Mattacchione, Raphael Kay

Paso 1: Motivación

Aquí en Nikee (que no debe confundirse con nuestro competidor, Nike), buscamos constantemente invertir y desarrollar tecnologías que permitan a nuestros atletas probar y superar sus límites. Se nos acercó un equipo de investigación internacional bien establecido que se ocupa del desarrollo de sistemas de detección de movimiento y de lanzamiento de alta precisión. Este equipo, que generalmente trabaja en proyectos de alta seguridad altamente clasificados, desarrolló un sistema cinético que se mueve alrededor de los objetivos, detecta sus posiciones y lanza con precisión pelotas de ping pong en sus direcciones. Actualmente estamos probando cómo se puede usar este sistema para probar la coordinación ojo-mano, el enfoque mental y la resistencia de un atleta. Estamos seguros de que este sistema pronto se establecerá como un estándar de la industria en cualquier regimiento de entrenamiento atlético. Ver por ti mismo:

Paso 2: Video del proyecto

Paso 3: Piezas, materiales y herramientas

Electrónica:

Motores de 6 x 3V-6V DC

3 x controlador de motor L298N (para 6 motores de CC)

2 x motor paso a paso 28BYJ-48

2 x controlador de motor Uln2003 (para 2 motores paso a paso)

1 x servomotor MG996R

1 x sensor ultrasónico HC-SR04

1 x tablero (cualquier tamaño servirá)

1 x arduino mega 2560

3 x 3.7V 18650 baterías

Soporte de batería 3 x 3.7V 18650

1 x batería de 9V

40 x cables M / M

40 x cables M / F

40 x cables F / F

Cable rojo calibre 12 pies x 22

Cable negro de calibre 12 pies x 22

Materiales:

4 x rueda / engranaje / neumático para motores 3V-6V DC (estos funcionarán: https://www.amazon.ca/KEYESTUDIO-Motor-Arduino-Uniaxial-Wheels/dp/B07DRGTCTP/ref=sr_1_7?keywords=car+ kit + ruedas + arduino & qid = 1583732534 & sr = 8-7)

Placas de coche acrílicas transparentes de 2 x 6 mm de grosor (para cortar con láser, consulte laser.stl)

1 x lanzador de pelotas de ping-pong (para imprimir en 3d, ver 3d.stl)

1 x lanzador de pelotas de ping-pong - conector de placa (ver all.stl)

1 x plataforma de sensor (para imprimir en 3d, ver all.stl)

Tornillo M3 de 4 x 55 mm

Tornillo M3 de 8 X 35 mm

Tornillo M3 de 6 x 25 mm

Tornillo M3 de 32 x 16 mm

Tornillo M3 de 22 x 10 mm

72 x tuerca M3

Instrumentos:

Destornilladores Phillips

Alicates

Pelacables

Cinta eléctrica

Multimetro

Tijeras

Super pegamento

Equipo:

Cortador láser

impresora 3d

Software:

Modelado (Rhino)

Arduino

Fritzing

Paso 4: circuito

Paso 5: Fabricación de máquinas

Adjuntamos tres archivos de modelado 3D. El primero contiene la geometría de los componentes acrílicos cortados con láser (laser.stl; un segundo contiene la geometría de los componentes de plástico impresos en 3D (3d.stl); y un tercero contiene toda la geometría de toda la máquina en su forma ensamblada, incluida la geometría cortada con láser, la geometría impresa en 3D y la geometría de los componentes comprados (all.stl)

Primero construimos la máquina atornillando las ruedas y la electrónica a las placas acrílicas cortadas con láser. A continuación, atornillamos el lanzador, conectando ambos motores y ruedas, antes de conectar el lanzador a las placas con una parte cortada con láser, parte un conector impreso en 3d. El sensor finalmente se atornilló en su soporte, atornillado a las placas del automóvil. El ensamblaje se muestra en detalle, codificado por colores según la técnica de fabricación (es decir, cortado con láser, impreso en 3D, comprado).

Paso 6: programación

¡Vea nuestro archivo arduino adjunto!

Paso 7: Resultados y reflexión

Nos propusimos construir una máquina que se moviera a lo largo de un eje, localizó y anotó la distancia de un objeto dentro de un rango dado de su sensor, y disparó una pelota de ping pong a ese objeto. ¡Hicimos esto! Aquí hay algunas lecciones y fallas en el camino:

1) Ni las impresoras 3D ni las cortadoras láser producen con precisión geométrica. Hacer que las piezas encajen requiere pruebas. ¡En diferentes días y en diferentes máquinas, diferentes configuraciones de fabricación funcionan de manera diferente! Imprima y corte las pruebas de muestra primero cuando monte las piezas.

2) Los diferentes motores requieren diferentes fuentes de alimentación. Use diferentes circuitos para producir diferentes voltajes en lugar de quemar motores.

3) ¡No encapsule componentes electrónicos o cables debajo de hardware rígido! Siempre hay pequeños cambios que querrá hacer (o necesitará hacer) a lo largo del camino, y desatornillar y volver a atornillar una máquina de múltiples articulaciones para hacer estos cambios es una tarea tediosa. Haríamos orificios pasantes mucho más grandes para los cables y para el acceso en la placa superior del automóvil si tuviéramos que hacerlo todo de nuevo.

4) El hecho de que tenga los archivos 3D y el código de trabajo no significa que no habrá problemas. Saber cómo solucionar problemas inevitables es más importante que intentar prever todos los problemas inevitables. Lo más importante, ¡mantén el rumbo! Eventualmente funcionará.

Paso 8: referencias y créditos

Tomamos la idea de cómo acelerar las pelotas de ping-pong del Backroom Workdesk

Nos gustaría agradecer al director del taller de la Facultad de Arquitectura de la Universidad de Toronto, Tom, por aguantarnos durante un mes.

Trabajo de: Kevin Nitiema, Anthony Mattacchione, Esteban Poveda, Raphael Kay

Trabajo para: asignación "Máquina inútil", curso de Computación física, Facultad de Arquitectura, Universidad de Toronto