«Fielder’s Choice»؛ ربات بیسبال مبتنی بر Arduino Opta و Nano برای تمرین انفرادی سرگرم‌کننده

به گفته hackster

بیسبال بی‌دلیل به‌عنوان تفریح ملی آمریکا شناخته نمی‌شود؛ از صدای برخورد چوب با توپ تا بوی سوسیس داغ و چمن تازه‌کوتاه‌شده، همه‌چیزش جذاب است. تیمی‌بودن بازی هم بهانه‌ای عالی برای باهم‌بودن است. اما تمرین انفرادی؟ پرتاب توپ به خودتان معمولاً به جایی نمی‌رسد.

LeMaster Tech می‌گوید این مشکل با فناوری قابل‌حل است. او دستگاهی ساخت تا تمرین تنهایی را به تجربه‌ای شبیه Topgolf تبدیل کند: «Fielder’s Choice». شاید ظاهرش با یک فریم چوبی زمخت و چند قطعه سرهم‌شده معمولی به‌نظر برسد، اما کارش را عالی انجام می‌دهد: هم پاس‌کاری می‌کند و هم تجربه ای شبیه به بازی می‌سازد.

در قلب این سامانه، یک Arduino Opta micro PLC قرار دارد

هسته دستگاه، گرفتن و پرتاب‌کردن توپ بیسبال است. گرفتن ساده‌تر است؛ یک تور تمرین ضربه دست‌دوم برای مهار توپ‌ها استفاده شده. در پایین تور، یک شلنگ فلکسی خشک‌کن لباس به دهانه‌ای وصل شده تا توپ را به سمت مکانیزم پرتاب هدایت کند.

مکانیزم پرتاب حول یک دستگاه پرتاب توپ تجاری (pitching machine) ساخته شده است. اما برای کنترل زمان پرتاب، بین شلنگ و ورودی دستگاه پرتاب، یک محفظه سفارشی چاپ سه‌بعدی (3D-printed) نصب شده. در این محفظه یک دروازه وجود دارد که با یک سروو (servo) کنترل می‌شود و توپ را در جای خود نگه می‌دارد تا سیگنال پرتاب صادر شود. یک حسگر مجاورت مادون‌قرمز (infrared proximity sensor) حضور توپ را تشخیص می‌دهد تا بداند همه‌چیز برای پرتاب آماده است.

پرتاب تکراری یک مدل توپ، جذاب نیست؛ بنابراین یک محرک خطی (linear actuator) به پایه «Fielder’s Choice» اضافه شده تا زاویه ارتفاع کنترل شود. همچنین یک استپر موتور (stepper motor) به‌همراه مجموعه‌ای از چرخ‌دنده‌ها (gears) روی ستونی که دستگاه پرتاب روی آن نصب است قرار گرفته تا تنظیمات چرخشی هم ممکن باشد.

یک برد Arduino Opta به‌عنوان کنترلر منطقی برنامه‌پذیر کوچک (micro PLC) وظیفه تأمین ولتاژ مناسب هر جزء و سوییچ‌کردن آن‌ها در زمان لازم را بر عهده دارد. برای تولید مدولاسیون پهنای پالس (PWM) جهت کنترل سرووها نیز یک Arduino Nano در سامانه گنجانده شده است.

برای تکمیل کار، LeMaster Tech دستگاه را طوری برنامه‌ریزی کرده که سه بازی قابل‌انتخاب داشته باشد:

• بازی بی‌پایان پاس‌کاری: یک چرخه بی‌وقفه گرفتن و پرتاب‌کردن برای گرم‌کردن و هماهنگی.
• بازی «around the horn»: بازیکن را بین بیس اول تا سوم می‌دواند و ترکیبی از ضربات خطی و توپ‌های غلتان پرتاب می‌کند تا سرعت واکنش و فیلدینگ به‌صورت پویا تمرین شود.
• بازی «field your position»: برای تمرین مهارت‌های موقعیت‌محور، مجموعه‌ای از پرتاب‌ها را به یک نقطه مشخص در اینفیلد هدف‌گذاری می‌کند.

شاید «Fielder’s Choice» پیچیده به‌نظر برسد، اما هر قطعه آن ساده و دردسترس است: یک تور تمرین، شلنگ فلکسی برای هدایت توپ، یک محفظه چاپ سه‌بعدی برای مدیریت جریان توپ و زمان‌بندی، یک سروو برای باز و بسته‌کردن دروازه، یک حسگر مجاورت مادون‌قرمز برای اعلام آمادگی پرتاب، یک دستگاه پرتاب توپ تجاری برای توان پرتاب، و در نهایت مجموعه‌ای از عملگرها برای تنظیم زاویه و جهت. مدیریت توان و کنترل هم با ترکیب Arduino Opta به‌عنوان PLC کوچک و Arduino Nano برای تولید سیگنال‌های PWM انجام می‌شود. نتیجه، یک «هم‌بازی» رباتیک است که تمرین انفرادی بیسبال را کاربردی و سرگرم‌کننده می‌کند.

اگر همین حالا دست‌به‌کار شوید، می‌توانید تا بهار بعد، یک هم‌بازی رباتیک بیسبال برای تمرین‌های بیرون از زمین داشته باشید.