Pingo: เครื่องยิงลูกปิงปองตรวจจับการเคลื่อนไหวและความแม่นยำสูง: 8 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:03

เควิน นิตีมา, เอสเตบัน โปเบด้า, แอนโธนี่ มัตตาชิโอเน่, ราฟาเอล เคย์

ขั้นตอนที่ 1: แรงจูงใจ

ที่ Nikee (เพื่อไม่ให้สับสนกับ Nike ซึ่งเป็นคู่แข่งของเรา) เรามองหาการลงทุนและพัฒนาเทคโนโลยีอยู่เสมอ ซึ่งจะช่วยให้นักกีฬาของเราสามารถทดสอบและผลักดันขีดจำกัดของตนได้ เราได้รับการติดต่อจากทีมวิจัยระดับนานาชาติที่จัดตั้งขึ้นอย่างดีซึ่งเกี่ยวข้องกับการพัฒนาระบบตรวจจับการเคลื่อนไหวและการยิงที่มีความแม่นยำสูง ทีมนี้ซึ่งมักจะทำงานในโครงการความปลอดภัยระดับสูงที่มีความลับสูง พัฒนาระบบจลนศาสตร์ที่เคลื่อนที่ไปรอบ ๆ เป้าหมาย ตรวจจับตำแหน่งของพวกเขา และปล่อยลูกปิงปองไปในทิศทางที่ถูกต้อง ขณะนี้เรากำลังทดสอบว่าระบบนี้สามารถใช้ทดสอบการประสานกันของมือและตาของนักกีฬา การโฟกัสทางจิต และความอดทนของนักกีฬาได้อย่างไร เรามั่นใจว่าระบบนี้จะถูกกำหนดขึ้นเป็นมาตรฐานอุตสาหกรรมในกองฝึกกีฬาในไม่ช้า ดูด้วยตัวคุณเอง:

ขั้นตอนที่ 2: โครงการวิดีโอ

ขั้นตอนที่ 3: ชิ้นส่วน วัสดุ และเครื่องมือ

อิเล็กทรอนิกส์:

มอเตอร์ DC 6 x 3V-6V

ตัวขับมอเตอร์ 3 x L298N (สำหรับมอเตอร์กระแสตรง 6 ตัว)

2 x 28BYJ-48 สเต็ปเปอร์มอเตอร์

2 x Uln2003 ตัวขับมอเตอร์ (สำหรับ 2 สเต็ปเปอร์มอเตอร์)

1 x MG996R เซอร์โวมอเตอร์

1 x HC-SR04 เซ็นเซอร์อัลตราโซนิก

1 x เขียงหั่นขนม (ขนาดใดก็ได้)

1 x arduino mega 2560

แบตเตอรี่ 3 x 3.7V 18650

ที่ใส่แบตเตอรี่ 3 x 3.7V 18650

แบตเตอรี่ 1 x 9V

สาย 40 x M/M

สายไฟ 40 x M/F

สายไฟ 40 x F/F

สายสีแดงขนาด 12 ฟุต x 22 เกจ

สายสีดำขนาด 12 ฟุต x 22 เกจ

วัสดุ:

4 x ล้อ/เกียร์/ยางสำหรับมอเตอร์ DC 3V-6V (ใช้งานได้: https://www.amazon.ca/KEYESTUDIO-Motor-Arduino-Uniaxial-Wheels/dp/B07DRGTCTP/ref=sr_1_7?keywords=car+ ชุด+ล้อ+arduino&qid=1583732534&sr=8-7)

แผ่นอะครีลิคใสหนา 2 x 6 มม. (หากต้องการตัดด้วยเลเซอร์ โปรดดูที่ laser.stl)

1 x เครื่องยิงลูกปิงปอง (หากต้องการพิมพ์ 3d โปรดดูที่ 3d.stl)

1 x ตัวปล่อยลูกปิงปอง - ขั้วต่อเพลท (ดู all.stl)

1 x แพลตฟอร์มเซ็นเซอร์ (สำหรับการพิมพ์ 3 มิติ ดูทั้งหมด.stl)

สกรู M3 4 x 55 มม.

สกรู M3 8 X 35 มม.

สกรู M3 ขนาด 6 x 25 มม.

สกรู M3 ขนาด 32 x 16 มม.

สกรู M3 22 x 10 มม.

น็อต 72 x M3

เครื่องมือ:

ไขควงปากแฉก

คีม

เครื่องปอกสายไฟ

เทปพันสายไฟ

มัลติมิเตอร์

กรรไกร

ซุปเปอร์กาว

อุปกรณ์:

เครื่องตัดเลเซอร์

เครื่องพิมพ์ 3 มิติ

ซอฟต์แวร์:

การสร้างแบบจำลอง (แรด)

Arduino

ฟริทซิ่ง

ขั้นตอนที่ 4: วงจร

ขั้นตอนที่ 5: การผลิตเครื่องจักร

เราได้แนบไฟล์การสร้างแบบจำลอง 3 มิติมาสามไฟล์ อันแรกประกอบด้วยเรขาคณิตสำหรับส่วนประกอบอะครีลิคตัดด้วยเลเซอร์ (laser.stl; อันที่สองประกอบด้วยรูปทรงเรขาคณิตสำหรับส่วนประกอบพลาสติกที่พิมพ์ 3 มิติ (3d.stl) และชุดที่สามประกอบด้วยรูปทรงเรขาคณิตทั้งหมดสำหรับเครื่องจักรทั้งหมดในรูปแบบที่ประกอบเข้าด้วยกัน - รวมถึง เรขาคณิตตัดด้วยเลเซอร์ เรขาคณิตจากการพิมพ์ 3 มิติ และรูปทรงส่วนประกอบที่ซื้อ (all.stl)

ขั้นแรก เราสร้างเครื่องจักรโดยการขันสกรูล้อและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เข้ากับแผ่นอะครีลิคที่ตัดด้วยเลเซอร์ ต่อไป เราขันสกรูลอนเชอร์เข้าด้วยกัน โดยเชื่อมต่อทั้งมอเตอร์และล้อ ก่อนเชื่อมต่อตัวเรียกใช้งานกับเพลตด้วยส่วนตัดด้วยเลเซอร์ ส่วนต่อที่พิมพ์ 3 มิติ ในที่สุดเซ็นเซอร์ก็ถูกขันเข้ากับตัวยึด ตัวมันเองถูกขันเข้ากับแผ่นป้ายทะเบียนรถ การประกอบแสดงให้เห็นในรายละเอียด รหัสสีโดยเทคนิคการประดิษฐ์ (เช่น ตัดด้วยเลเซอร์ พิมพ์ 3 มิติ ซื้อ)

ขั้นตอนที่ 6: การเขียนโปรแกรม

ดูไฟล์ Arduino ที่แนบมาของเรา!

ขั้นตอนที่ 7: ผลลัพธ์และการไตร่ตรอง

เราเริ่มสร้างเครื่องจักรที่ขับเคลื่อนไปตามแกน ระบุตำแหน่งและสังเกตระยะห่างของวัตถุภายในระยะที่กำหนดของเซ็นเซอร์ จากนั้นจึงยิงลูกปิงปองไปที่วัตถุนั้น เราทำสิ่งนี้! นี่คือบทเรียนและความล้มเหลวบางส่วนระหว่างทาง:

1) ทั้งเครื่องพิมพ์ 3 มิติหรือเครื่องตัดเลเซอร์ไม่มีเอาต์พุตที่มีความแม่นยำทางเรขาคณิต การทำชิ้นงานให้พอดีต้องมีการทดสอบ ในวันที่แตกต่างกันและบนเครื่องจักรต่าง ๆ การตั้งค่าการประดิษฐ์ต่างกันทำงานต่างกัน! พิมพ์และตัดการทดสอบตัวอย่างก่อนเมื่อประกอบชิ้นส่วนเข้าด้วยกัน

2) มอเตอร์ที่แตกต่างกันต้องการแหล่งจ่ายไฟที่แตกต่างกัน ใช้วงจรต่างๆ เพื่อผลิตแรงดันไฟฟ้าที่ต่างกันแทนที่จะทำให้มอเตอร์ไหม้

3) อย่าห่อหุ้มส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์หรือสายไฟไว้ใต้ฮาร์ดแวร์ที่แข็งกระด้าง! มีการเปลี่ยนแปลงเล็กๆ น้อยๆ อยู่เสมอ ซึ่งคุณจะต้องทำ (หรือจำเป็นต้องทำ) ตลอดทาง และการคลายเกลียวและขันเกลียวเครื่องจักรที่มีข้อต่อหลายชิ้นใหม่ทั้งหมดเพื่อทำการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้เป็นงานที่น่าเบื่อหน่าย เราจะทำรูทะลุที่ใหญ่ขึ้นมากสำหรับสายไฟและสำหรับการเข้าถึงบนเพลทด้านบนของรถถ้าเราทำทั้งหมดอีกครั้ง

4) เพียงเพราะคุณมีไฟล์ 3 มิติและรหัสการทำงาน ไม่ได้หมายความว่าจะไม่มีปัญหา การรู้วิธีแก้ปัญหาที่หลีกเลี่ยงไม่ได้มีความสำคัญมากกว่าการพยายามคาดการณ์ปัญหาที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ทั้งหมด ที่สำคัญที่สุด อยู่ในหลักสูตร! มันจะได้ผลในที่สุด

ขั้นตอนที่ 8: ข้อมูลอ้างอิงและเครดิต

เราได้นำแนวคิดในการเร่งความเร็วลูกปิงปองจาก Backroom Workdesk

เราขอขอบคุณ Tom ผู้จัดการเวิร์กช็อปคณะสถาปัตยกรรมศาสตร์ของมหาวิทยาลัยโตรอนโต ที่อดทนกับเราเป็นเวลาหนึ่งเดือน

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

ทำงานให้กับ: มอบหมายงาน 'Useless Machine', หลักสูตร Physical Computing, คณะสถาปัตยกรรมศาสตร์, University of Toronto