Pingo: Trình phát bóng Ping Pong phát hiện chuyển động và có độ chính xác cao: 8 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:30

Kevin Nitiema, Esteban Poveda, Anthony Mattacchione, Raphael Kay

Bước 1: Động lực

Tại Nikee (đừng nhầm lẫn với đối thủ cạnh tranh của chúng tôi, Nike), chúng tôi không ngừng tìm cách đầu tư và phát triển các công nghệ cho phép các vận động viên của chúng tôi thử nghiệm và vượt qua giới hạn của họ. Chúng tôi đã được tiếp cận bởi một nhóm nghiên cứu quốc tế được thành lập tốt, chuyên về phát triển các hệ thống phát hiện chuyển động và phóng độ chính xác cao. Nhóm này, những người thường làm việc trong các dự án được bảo mật cao nhất, đã phát triển một hệ thống động học di chuyển xung quanh mục tiêu, phát hiện vị trí của chúng và tung quả bóng bàn chính xác theo hướng của chúng. Chúng tôi hiện đang thử nghiệm xem hệ thống này có thể được sử dụng như thế nào để kiểm tra khả năng phối hợp tay mắt, khả năng tập trung tinh thần và sức bền của vận động viên. Chúng tôi tự tin rằng hệ thống này sẽ sớm được thiết lập như một tiêu chuẩn công nghiệp trong bất kỳ trung đoàn huấn luyện thể thao nào. Xem cho chính mình:

Bước 2: Dự án Video

Bước 3: Các bộ phận, vật liệu và công cụ

Thiết bị điện tử:

Động cơ DC 6 x 3V-6V

3 x trình điều khiển động cơ L298N (cho 6 động cơ DC)

Động cơ bước 2 x 28BYJ-48

2 x trình điều khiển động cơ Uln2003 (cho 2 động cơ bước)

1 x động cơ servo MG996R

1 x cảm biến siêu âm HC-SR04

1 x breadboard (bất kỳ kích thước nào cũng được)

1 x arduino mega 2560

3 x 3.7V 18650 pin

Giá đỡ pin 3 x 3.7V 18650

1 x pin 9V

40 x M / M dây

40 x M / F dây

40 x dây F / F

12 feet x 22 gauge dây đỏ

12 feet x 22 gauge dây đen

Vật liệu:

4 x bánh / bánh răng / lốp cho động cơ DC 3V-6V (những động cơ này sẽ hoạt động: https://www.amazon.ca/KEYESTUDIO-Motor-Arduino-Uniaxial-Wheels/dp/B07DRGTCTP/ref=sr_1_7?keywords=car+ bộ + bánh xe + arduino & qid = 1583732534 & sr = 8-7)

Các tấm ô tô acrylic trong suốt dày 2 x 6 mm (được cắt bằng laser, xem laser.stl)

1 x bệ phóng bóng bàn (được in 3D, xem 3d.stl)

1 x bệ phóng bóng bàn - đầu nối tấm (xem tất cả. Stl)

1 x nền tảng cảm biến (được in 3D, xem tất cả. Stl)

4 x 55 mm vít M3

8 X 35 mm vít M3

Vít M3 6 x 25 mm

32 x 16 mm vít M3

22 x 10 mm vít M3

72 x đai ốc M3

Công cụ:

Tua vít Phillips-Head

Kìm

Dụng cụ tuốt dây

Băng điện

Đồng hồ vạn năng

Cây kéo

keo siêu dính

Trang thiết bị:

Máy cắt laser

máy in 3D

Phần mềm:

Mô hình hóa (Rhino)

Arduino

Fritzing

Bước 4: Mạch

Bước 5: Chế tạo máy

Chúng tôi đã đính kèm ba tệp mô hình 3D. Đầu tiên chứa hình học cho các thành phần acrylic được cắt bằng laser (laser.stl; hộp thứ hai chứa hình học cho các thành phần nhựa in 3d (3d.stl); và một phần ba chứa tất cả hình học cho toàn bộ máy ở dạng lắp ráp - bao gồm hình học cắt laser, hình học in 3d và hình học các thành phần đã mua (all.stl)

Đầu tiên, chúng tôi chế tạo chiếc máy bằng cách vặn các bánh xe và thiết bị điện tử vào các tấm acrylic cắt laser. Tiếp theo, chúng tôi vặn thiết bị phóng với nhau, kết nối cả động cơ và bánh xe, trước khi kết nối thiết bị phóng với các tấm bằng một phần cắt laser, một phần đầu nối in 3d. Cảm biến cuối cùng đã được vặn vào giá đỡ của nó, chính nó đã được vặn vào các tấm xe hơi. Việc lắp ráp được thể hiện chi tiết, được mã hóa bằng màu sắc bằng kỹ thuật chế tạo (tức là cắt laser, in 3d, mua).

Bước 6: Lập trình

Xem tệp arduino đính kèm của chúng tôi!

Bước 7: Kết quả và phản ánh

Chúng tôi bắt đầu chế tạo một cỗ máy chạy dọc theo một trục, định vị và ghi nhận khoảng cách của một vật thể trong một phạm vi nhất định của cảm biến và bắn một quả bóng bàn vào vật thể đó. Chúng tôi đã làm điều này! Dưới đây là một số bài học và thất bại trong quá trình thực hiện:

1) Cả máy in 3D và máy cắt laser đều không xuất ra với độ chính xác hình học. Làm cho các mảnh phù hợp yêu cầu thử nghiệm. Vào những ngày khác nhau và trên các máy khác nhau, các cài đặt chế tạo khác nhau hoạt động khác nhau! In và cắt mẫu thử trước khi lắp các mảnh lại với nhau.

2) Các động cơ khác nhau yêu cầu nguồn cung cấp điện khác nhau. Sử dụng các mạch khác nhau để tạo ra các điện áp khác nhau thay vì đốt cháy động cơ.

3) Không bọc các thành phần điện tử hoặc dây điện bên dưới phần cứng cứng nhắc! Luôn có những thay đổi nhỏ mà bạn sẽ muốn thực hiện (hoặc cần thực hiện) trong suốt quá trình - và tháo và vặn lại toàn bộ một chiếc máy nhiều khớp để thực hiện những thay đổi này là một công việc mệt mỏi. Chúng tôi sẽ tạo ra các lỗ xuyên qua lớn hơn nhiều cho dây và để truy cập vào tấm trên cùng của ô tô nếu chúng tôi làm lại tất cả.

4) Chỉ vì bạn có tệp 3D và mã hoạt động không có nghĩa là sẽ không có vấn đề. Biết cách khắc phục sự cố không thể tránh khỏi quan trọng hơn việc cố gắng lường trước tất cả các vấn đề không thể tránh khỏi. Quan trọng nhất, hãy duy trì khóa học! Cuối cùng nó sẽ hoạt động.

Bước 8: Tham khảo và Tín dụng

Chúng tôi lấy ý tưởng về cách tăng tốc quả bóng bàn từ Backroom Workdesk

Chúng tôi muốn cảm ơn người quản lý xưởng Kiến trúc của Đại học Toronto, Tom, đã hỗ trợ chúng tôi trong một tháng.

Tác phẩm của: Kevin Nitiema, Anthony Mattacchione, Esteban Poveda, Raphael Kay

Làm việc cho: Nhiệm vụ ‘Máy vô dụng’, khóa học Máy tính Vật lý, Khoa Kiến trúc, Đại học Toronto