Pingo : un lanceur de balles de ping-pong à détection de mouvement et de haute précision : 8 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:05

Kevin Nitiema, Esteban Poveda, Anthony Mattacchione, Raphael Kay

Étape 1: Motivation

Chez Nikee (à ne pas confondre avec notre concurrent Nike), nous cherchons constamment à investir et à développer des technologies qui permettront à nos athlètes de tester et de repousser leurs limites. Nous avons été approchés par une équipe de recherche internationale bien établie qui s'occupe du développement de systèmes de détection de mouvement et de lancement de haute précision. Cette équipe, qui travaille généralement sur des projets de haute sécurité hautement classifiés, a développé un système cinétique qui se déplace autour des cibles, détecte leurs positions et lance avec précision des balles de ping-pong dans leur direction. Nous testons actuellement comment ce système peut être utilisé pour tester la coordination œil-main, la concentration mentale et l'endurance d'un athlète. Nous sommes convaincus que ce système sera bientôt établi comme une norme de l'industrie dans n'importe quel régiment d'entraînement sportif. Voir par vous-même:

Étape 2: Vidéo du projet

Étape 3: Pièces, matériaux et outils

Électronique:

6 moteurs 3V-6V CC

3 x pilote de moteur L298N (pour 6 moteurs à courant continu)

Moteur pas à pas 2 x 28BYJ-48

2 x pilote de moteur Uln2003 (pour 2 moteurs pas à pas)

1 x servomoteur MG996R

1 x capteur à ultrasons HC-SR04

1 x planche à pain (n'importe quelle taille fera l'affaire)

1 x arduino méga 2560

3 piles 3.7V 18650

Support de batterie 3x3.7V 18650

1 pile 9V

40 fils M/M

40 x fils M/F

40 fils F/F

Fil rouge de calibre 12 pieds x 22

Fil noir de calibre 12 pieds x 22

Matériaux:

4 x roue/engrenage/pneu pour moteurs 3V-6V DC (ceux-ci fonctionneront: https://www.amazon.ca/KEYESTUDIO-Motor-Arduino-Uniaxial-Wheels/dp/B07DRGTCTP/ref=sr_1_7?keywords=car+ kit+roues+arduino&qid=1583732534&sr=8-7)

2 plaques de voiture en acrylique transparent de 6 mm d'épaisseur (à découper au laser, voir laser.stl)

1 x lanceur de balles de ping-pong (à imprimer en 3d, voir 3d.stl)

1 x lanceur de balles de ping-pong - connecteur de plaque (voir all.stl)

1 x plate-forme de capteur (à imprimer en 3D, voir all.stl)

4 vis M3 55 mm

Vis M3 8X35 mm

6 vis M3 25 mm

Vis M3 32 x 16 mm

Vis M3 22x10 mm

72 x écrou M3

Outils:

Tournevis cruciformes

Pinces

Pince à dénuder

Ruban électrique

Multimètre

Ciseaux

super colle

Équipement:

Découpeur laser

Imprimante 3D

Logiciel:

Modélisation (Rhino)

Arduino

Frittage

Étape 4: Circuit

Étape 5: fabrication de machines

Nous avons joint trois fichiers de modélisation 3D. Le premier contient la géométrie des composants acryliques découpés au laser (laser.stl; un second contient la géométrie des composants plastiques imprimés en 3D (3d.stl); et un troisième contient toute la géométrie de l'ensemble de la machine sous sa forme assemblée - y compris la géométrie découpée au laser, la géométrie imprimée en 3D et la géométrie des composants achetés (all.stl)

Nous avons d'abord construit la machine en vissant les roues et l'électronique sur les plaques acryliques découpées au laser. Ensuite, nous avons vissé le lanceur ensemble, en connectant les moteurs et les roues, avant de connecter le lanceur aux plaques avec un connecteur en partie découpé au laser et en partie imprimé en 3D. Le capteur a finalement été vissé dans son support, lui-même vissé sur les plaques de la voiture. L'assemblage est illustré en détail, codé par couleur selon la technique de fabrication (c'est-à-dire découpé au laser, imprimé en 3D, acheté).

Étape 6: Programmation

Voir notre fichier arduino ci-joint !

Étape 7: Résultats et réflexion

Nous avons entrepris de construire une machine qui conduisait le long d'un axe, localisait et notait la distance d'un objet dans une plage donnée de son capteur, et tirait une balle de ping-pong sur cet objet. Nous l'avons fait ! Voici quelques leçons et échecs en cours de route:

1) Ni les imprimantes 3D ni les découpeuses laser ne produisent avec une précision géométrique. L'ajustement des pièces nécessite des tests. À des jours différents et sur des machines différentes, les paramètres de fabrication fonctionnent différemment ! Imprimez et découpez d'abord des tests d'échantillons lors de l'assemblage des pièces.

2) Différents moteurs nécessitent différentes alimentations. Utilisez différents circuits pour produire des tensions différentes plutôt que de griller des moteurs.

3) N'encapsulez pas de composants électroniques ou de fils sous du matériel rigide ! Il y a toujours de petits changements que vous voudrez faire (ou devrez faire) en cours de route - et dévisser et revisser une machine multi-articulée entière pour effectuer ces changements est une tâche fastidieuse. Nous ferions des trous traversants beaucoup plus grands pour les fils et pour accéder à la plaque supérieure de la voiture si nous devions tout refaire.

4) Ce n'est pas parce que vous avez les fichiers 3D et le code fonctionnel qu'il n'y aura pas de problèmes. Savoir résoudre les problèmes inévitables est plus important que d'essayer de prévoir tous les problèmes inévitables. Surtout, gardez le cap ! Cela finira par s'arranger.

Étape 8: Références et crédits

Nous avons pris l'idée d'accélérer les balles de ping-pong depuis le Backroom Workdesk

Nous tenons à remercier le responsable de l'atelier de la faculté d'architecture de l'Université de Toronto, Tom, de nous avoir supportés pendant un mois.

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

Travail pour: affectation « Machine inutile », cours d'informatique physique, Faculté d'architecture, Université de Toronto