Pingo: en bevegelsesdetekterende og høy-nøyaktig pingpongballkaster: 8 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:21

Kevin Nitiema, Esteban Poveda, Anthony Mattacchione, Raphael Kay

Trinn 1: Motivasjon

Her på Nikee (for ikke å forveksle med vår konkurrent, Nike), er vi hele tiden ute etter å investere i og utvikle teknologier som gjør at våre utøvere kan teste og presse sine grenser. Vi ble kontaktet av et veletablert internasjonalt forskerteam som arbeider med utvikling av bevegelsesdetekterende og høy nøyaktighets lanseringssystemer. Dette teamet, som vanligvis jobber med høyt klassifiserte toppsikkerhetsprosjekter, utviklet et kinetisk system som beveger seg rundt mål, oppdager posisjonene sine og lanserer bordtennisballer nøyaktig i retningene. Vi tester for tiden hvordan dette systemet kan brukes til å teste en idrettsutøver håndkoordinering, mental fokus og utholdenhet. Vi er sikre på at dette systemet snart vil bli etablert som en industristandard i ethvert atletisk treningsregiment. Se for deg selv:

Trinn 2: Prosjektvideo

Trinn 3: Deler, materialer og verktøy

Elektronikk:

6 x 3V-6V likestrømsmotorer

3 x L298N motor driver (for 6 DC motorer)

2 x 28BYJ-48 trinnmotor

2 x Uln2003 motordriver (for 2 trinnmotorer)

1 x MG996R servomotor

1 x HC-SR04 ultralydssensor

1 x brødbrett (hvilken som helst størrelse vil gjøre)

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 fot x 22 gauge rød ledning

12 fot x 22 gauge svart ledning

Materialer:

4 x hjul/gir/dekk for 3V-6V likestrømsmotorer (disse fungerer: https://www.amazon.ca/KEYESTUDIO-Motor-Arduino-Uniaxial-Wheels/dp/B07DRGTCTP/ref=sr_1_7?keywords=car+ sett+hjul+arduino & qid = 1583732534 & sr = 8-7)

2 x 6 mm tykke bilplater i klar akryl (skal laserskjæres, se laser.stl)

1 x ping-pong-balloppskytning (skal skrives ut 3d, se 3d.stl)

1 x ping -pong ball launcher - plate kontakt (se all.stl)

1 x sensorplattform (for å bli 3D -printet, 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 mutter

Verktøy:

Phillips-skrutrekkere

Tang

Wire strippere

Elektrisk tape

Multimeter

Saks

superlim

Utstyr:

Laserskjærer

3D -skriver

Programvare:

Modellering (Rhino)

Arduino

Fritzing

Trinn 4: Krets

Trinn 5: Maskinfremstilling

Vi har lagt ved tre 3d -modelleringsfiler. Den første inneholder geometrien for de laserskårne akrylkomponentene (laser.stl; den andre inneholder geometrien for 3d -trykte plastkomponenter (3d.stl); og den tredje inneholder all geometrien for hele maskinen i sin monterte form - inkludert laserskåret geometri, 3d -trykt geometri og de kjøpte komponentene geometri (all.stl)

Vi bygde først maskinen ved å skru hjulene og elektronikken til de laserskårne akrylplatene. Deretter skrudde vi sammen bæreraketten og koblet både motorer og hjul, før vi koblet bæreraketten til platene med en laserskjæret del, 3D -trykt kontakt. Sensoren ble til slutt skrudd inn i festet, selv skrudd på bilplatene. Samlingen er vist i detalj, fargekodet ved fremstillingsteknikk (dvs. laserskjæring, 3d -trykt, kjøpt).

Trinn 6: Programmering

Se vår vedlagte arduino -fil!

Trinn 7: Resultater og refleksjon

Vi bestemte oss for å bygge en maskin som kjørte langs en akse, lokaliserte og noterte avstanden til et objekt innenfor et gitt område av sensoren, og skjøt en bordtennisball mot objektet. Vi gjorde dette! Her er noen leksjoner og feil underveis:

1) Verken 3D -skrivere eller laserskjærere gir ut med geometrisk presisjon. Å få brikker til å passe, krever testing. På forskjellige dager og på forskjellige maskiner fungerer forskjellige fabrikasjonsinnstillinger annerledes! Skriv ut og klipp prøvetester først når du monterer brikker sammen.

2) Ulike motorer krever forskjellige strømforsyninger. Bruk forskjellige kretser til å produsere forskjellige spenninger i stedet for å brenne ut motorer.

3) Ikke innkapsl elektroniske komponenter eller ledninger under stiv maskinvare! Det er alltid små endringer du vil gjøre (eller trenge å gjøre) underveis-og å skru ut og skru på en hel flerleddet maskin for å gjøre disse endringene er en slitsom oppgave. Vi ville lage langt større gjennomgående hull for ledninger og for tilgang på topplaten på bilen hvis vi skulle gjøre alt igjen.

4) Bare fordi du har 3D -filer og arbeidskode, betyr det ikke at det ikke vil være problemer. Å vite hvordan du feilsøker uunngåelige problemer er viktigere enn å prøve å forutse alle de uunngåelige problemene. Det viktigste er å holde kursen! Det vil til slutt ordne seg.

Trinn 8: Referanser og studiepoeng

Vi tok ideen om hvordan du kan akselerere bordtennisballer fra Backroom Workdesk

Vi vil takke verkstedslederen for University of Toronto Faculty of Architecture, Tom, for at han hadde stått med oss i en måned.

Arbeid av: Kevin Nitiema, Anthony Mattacchione, Esteban Poveda, Raphael Kay

Jobber for: "Useless Machine" -oppgave, Fysisk databehandlingskurs, Arkitekturfakultet, University of Toronto