Pingo: a Motion-Detecting and High-Accuracy Ping Pong Ball Launcher: 8 Βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:32

Kevin Nitiema, Esteban Poveda, Anthony Mattacchione, Raphael Kay

Βήμα 1: Κίνητρο

Εδώ στη Nikee (για να μην συγχέεται με την ανταγωνίστρια μας, Nike), ψάχνουμε συνεχώς να επενδύσουμε και να αναπτύξουμε τεχνολογίες που θα επιτρέψουν στους αθλητές μας να δοκιμάσουν και να ξεπεράσουν τα όριά τους. Μας πλησίασε μια καθιερωμένη διεθνής ερευνητική ομάδα που ασχολείται με την ανάπτυξη συστημάτων ανίχνευσης κίνησης και εκτόξευσης υψηλής ακρίβειας. Αυτή η ομάδα, η οποία συνήθως εργάζεται σε εξαιρετικά διαβαθμισμένα έργα κορυφαίας ασφάλειας, ανέπτυξε ένα κινητικό σύστημα που κινείται γύρω από στόχους, ανιχνεύει τις θέσεις τους και εκτοξεύει με ακρίβεια μπάλες πινγκ πονγκ προς τις κατευθύνσεις τους. Αυτή τη στιγμή δοκιμάζουμε πώς αυτό το σύστημα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να δοκιμάσει το συντονισμό ματιών, την πνευματική εστίαση και την αντοχή ενός αθλητή. Είμαστε βέβαιοι ότι αυτό το σύστημα σύντομα θα καθιερωθεί ως βιομηχανικό πρότυπο σε οποιοδήποτε σύνταγμα αθλητικής προπόνησης. Κοιταξε και μονος σου:

Βήμα 2: Βίντεο έργου

Βήμα 3: Μέρη, υλικά και εργαλεία

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΕΙΔΗ:

6 x 3V-6V DC κινητήρες

3 x οδηγός κινητήρα L298N (για 6 κινητήρες DC)

2 βηματικό μοτέρ 28 x 28BYJ-48

2 x οδηγός κινητήρα Uln2003 (για 2 βηματικούς κινητήρες)

1 x σερβοκινητήρα MG996R

1 x αισθητήρας υπερήχων HC-SR04

1 x breadboard (οποιοδήποτε μέγεθος θα κάνει)

1 x arduino mega 2560

3 μπαταρίες 3,7V 18650

3 x 3.7V 18650 θήκη μπαταρίας

Μπαταρία 1 x 9V

40 x M/M σύρματα

40 x M/F σύρματα

40 x σύρματα F/F

Κόκκινο σύρμα 12 ποδιών x 22 διαστάσεων

Μαύρο σύρμα 12 πόδια x 22 διαστάσεων

Υλικά:

4 x τροχός/γρανάζι/ελαστικό για κινητήρες DC 3V-6V (αυτά θα λειτουργήσουν: https://www.amazon.ca/KEYESTUDIO-Motor-Arduino-Uniaxial-Wheels/dp/B07DRGTCTP/ref=sr_1_7?keywords=car+ κιτ+τροχοί+arduino & qid = 1583732534 & sr = 8-7)

Διαφανείς ακρυλικές πλάκες αυτοκινήτου πάχους 2 x 6 mm (για κοπή με λέιζερ, δείτε laser.stl)

1 x εκτοξευτής μπάλας πινγκ-πονγκ (για εκτύπωση 3d, βλέπε 3d.stl)

1 x εκτοξευτής μπάλας πινγκ -πονγκ - σύνδεσμος πλάκας (δείτε όλα τα άρθρα stl)

1 x πλατφόρμα αισθητήρα (για τρισδιάστατη εκτύπωση, δείτε all.stl)

Βίδα M3 4 x 55 mm

Βίδα M3 8 Χ 35 mm

Βίδα M3 6 x 25 mm

Βίδα M3 32 x 16 mm

Βίδα M3 22 x 10 mm

72 x Μ3 παξιμάδι

Εργαλεία:

Κατσαβίδια Phillips-Head

Πένσα

Απογυμνωτές καλωδίων

Ηλεκτρική ταινία

Πολύμετρο

Ψαλίδι

υπερκόλλα

Εξοπλισμός:

Κόφτης λέιζερ

Τρισδιάστατος εκτυπωτής

Λογισμικό:

Μοντελοποίηση (ρινόκερος)

Arduino

Φριζάρισμα

Βήμα 4: Κύκλωμα

Βήμα 5: Κατασκευή μηχανών

Έχουμε επισυνάψει τρία αρχεία τρισδιάστατης μοντελοποίησης. Το πρώτο περιέχει τη γεωμετρία για τα ακρυλικά εξαρτήματα κοπής με λέιζερ (laser.stl; ένα δεύτερο περιέχει τη γεωμετρία για τα τρισδιάστατα τυπωμένα πλαστικά εξαρτήματα (3d.stl). Και ένα τρίτο περιέχει όλη τη γεωμετρία για ολόκληρο το μηχάνημα σε συναρμολογημένη μορφή - συμπεριλαμβανομένου η γεωμετρία κοπής με λέιζερ, η τρισδιάστατη εκτυπωμένη γεωμετρία και η γεωμετρία των αγορασμένων εξαρτημάτων (all.stl)

Κατασκευάσαμε πρώτα το μηχάνημα βιδώνοντας τους τροχούς και τα ηλεκτρονικά στις ακρυλικές πλάκες κομμένες με λέιζερ. Στη συνέχεια, βιδώσαμε τον εκτοξευτή μαζί, συνδέοντας και τους κινητήρες και τους τροχούς, πριν συνδέσουμε τον εκτοξευτή στις πλάκες με ένα τμήμα κοπής λέιζερ, μέρος τρισδιάστατου τυπωμένου συνδέσμου. Ο αισθητήρας βιδώθηκε τελικά στη βάση του, βιδώθηκε ο ίδιος στις πινακίδες του αυτοκινήτου. Το συγκρότημα παρουσιάζεται λεπτομερώς, κωδικοποιημένο χρώμα με τεχνική κατασκευής (δηλ. Κοπή με λέιζερ, τρισδιάστατη εκτύπωση, αγοράστηκε).

Βήμα 6: Προγραμματισμός

Δείτε το συνημμένο αρχείο arduino!

Βήμα 7: Αποτελέσματα και προβληματισμός

Ξεκινήσαμε να κατασκευάσουμε μια μηχανή που κινήθηκε κατά μήκος ενός άξονα, εντοπίστηκε και σημειώθηκε η απόσταση ενός αντικειμένου εντός ενός συγκεκριμένου εύρους του αισθητήρα του, και πυροβόλησε μια μπάλα πινγκ πονγκ σε αυτό το αντικείμενο. Το κάναμε αυτό! Εδώ είναι μερικά μαθήματα και αποτυχίες στην πορεία:

1) Ούτε οι 3D εκτυπωτές ούτε οι κόπτες λέιζερ εξάγουν με γεωμετρική ακρίβεια. Η προσαρμογή των κομματιών απαιτεί δοκιμές. Σε διαφορετικές ημέρες και σε διαφορετικά μηχανήματα, διαφορετικές ρυθμίσεις κατασκευής λειτουργούν διαφορετικά! Εκτυπώστε και κόψτε πρώτα δείγματα δοκιμών όταν τοποθετείτε κομμάτια μεταξύ τους.

2) Διαφορετικοί κινητήρες απαιτούν διαφορετικά τροφοδοτικά. Χρησιμοποιήστε διαφορετικά κυκλώματα για να παράγετε διαφορετικές τάσεις αντί να καίτε κινητήρες.

3) Μην ενσωματώνετε ηλεκτρονικά εξαρτήματα ή καλώδια κάτω από άκαμπτο υλικό! Υπάρχουν πάντα μικρές αλλαγές που θα θέλετε να κάνετε (ή θα πρέπει να κάνετε) στην πορεία-και το ξεβίδωμα και το βίδωμα ενός ολόκληρου μηχανή πολλαπλών αρμών για να κάνετε αυτές τις αλλαγές είναι ένα κουραστικό έργο. Θα κάναμε πολύ μεγαλύτερες οπές για καλώδια και για πρόσβαση στην πάνω πλάκα του αυτοκινήτου, αν τα ξανακάνουμε όλα.

4) Επειδή έχετε τα αρχεία 3D και τον κωδικό εργασίας δεν σημαίνει ότι δεν θα υπάρξουν προβλήματα. Η γνώση του τρόπου αντιμετώπισης αναπόφευκτων προβλημάτων είναι πιο σημαντική από την προσπάθεια πρόβλεψης όλων των αναπόφευκτων προβλημάτων. Το πιο σημαντικό, παραμείνετε στην πορεία! Θα βγει τελικά.

Βήμα 8: Αναφορές και πιστώσεις

Πήραμε την ιδέα πώς να επιταχύνουμε τις μπάλες πινγκ-πονγκ από το Backroom Workthk

Θα θέλαμε να ευχαριστήσουμε τον διευθυντή του εργαστηρίου της Αρχιτεκτονικής της Σχολής του Πανεπιστημίου του Τορόντο, Tom, που μας ανέχεται για ένα μήνα.

Έργα: Kevin Nitiema, Anthony Mattacchione, Esteban Poveda, Raphael Kay

Εργασία για: Εργασία «Άχρηστη μηχανή», μάθημα Φυσικής Υπολογιστικής, Αρχιτεκτονική Σχολή, Πανεπιστήμιο του Τορόντο