Lanzador pelotas ping-pong

Lanzador pelotas ping-pongEl tenis de mesa, más conocido por ping-pong, es un deporte que comenzó a desarrollarse en la década de 1890 en Inglaterra. Comenzó como una versión del tenis para jugar en interiores, dada la climatología de dicho país, pero al poco tiempo su aceptación creció considerablemente y en la primera década del S XX ya existían federaciones, peródicos y publicaciones dedicadas al tenis de mesa en Reino Unido y Estados Unidos, así como numerosas empresas que manufacturaban las famosas pelotas de celuloide. En 1926 se celebró en Londres el I Campeonato del Mundo, que fue un gran éxito. La historia del tenis de mesa continúa por una gran expansión por todo el globo, hasta que se presenta en las olimpiadas de Seúl de 1988 como deporte olímpico.

Lanzador pelotas ping-pong

Una de las claves para triunfar en este deporte, como en cualquier otro, es el entrenamiento y la constancia. A través de la repetición conseguimos unos mejores resultados, y la mejor forma de aprender a devolver la pelota es usando un robot. Los robots son capaces de lanzar la pelota siempre al mismo punto, y de este modo vamos perfeccionando esos golpes difíciles.

Lanzador pelotas ping-pong

Existen multitud de lanzadores de pelotas de ping-pong en el mercado. Normalmente consiste en un aparato que se sitúa en un extremo de la mesa y que lanza pelotas de forma continua y controlada. También suelen tener una red que cubre el borde de la mesa y que sirve para volver a cargar en el robot las pelotas que devuelve el jugador. Las versiones más complejas incluyen disparos a posiciones aleatorias de la mesa, golpes con efecto e incluso softwares que permiten la programación del robot para realizar los lanzamientos que desee el jugador.

Lanzador pelotas ping-pong

Estos robots pueden llegar a costar bastante dinero, y esa es la razón por la cual podemos encontrar en la red numerosas versiones “caseras” de lanzadores de pelotas. Y cómo no, también existen versiones construidas con LEGO. En este primer vídeo vemos cómo con un sólo motor la máquina consigue girar los rodillos y mover un juego de palancas que dejan caer las pelotas de una en una.

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En este otro vídeo podemos ver una versión un poco más sofisticada. Usa dos Mindstorms para mover los rodillos, comenzando a baja velocidad y aumentándola progesivamente. Una palanca deja pasar de una en una las pelotas hacia los rodillos a diferentes intervalos de tiempo. También se mueve hacia los lados para disparar las pelotas en diferentes direcciones, y se detiene el programa si detecta que no hay más bolas.

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Nosotros hemos querido hacer nuestra propia versión de un robot que lance pelotas de ping-pong, pero hemos querido complicarlo un poco más. En primer lugar, hemos limitado la construcción del lanzador a sólo un procesador Mindstorms NXT, para que cualquiera en su casa pueda replicarlo. Por tanto existe la limitación del uso de un máximo de tres motores. Pero no sólo eso, sino que además queríamos que nuestro robot pudiera lanzar con efecto. Así es el robot:

Lanzador pelotas ping-pong

El funcionamiento es muy sencillo. Un cargador dispone las bolas en fila, y un juego de palancas funciona como dispensador, soltando las bolas de una en una. Este dispensador aprovecha el giro del un motor, por lo que no es necesario usar otro motor adicional. Aún así, existe el problema de que la velocidad a la que pasan las bolas depende de la velocidad de giro de ese motor.

Lanzador pelotas ping-pong

Las bolas se almacenan en el cargador.
Lanzador pelotas ping-pong

Juego de palancas y vielas que deja pasar las pelotas de una en una.
Tras caer la bola, una pequeña rampa la dirige al punto medio entre tres rodillos hechos con neumáticos. Cada uno de los rodillos lo mueve un motor diferente. Cada motor tiene un juego de engranajes que multiplican la velocidad de giro del rodillo en una relación de 1:25 (cada vuelta del motor son veinticinco vueltas del rodillo). Los rodillos aprietan un poco la bola al pasar y expulsan la bola a bastante velocidad.

Lanzador pelotas ping-pong

Los tres rodillos forman un triángulo.
Lanzador pelotas ping-pong

Relación de 1:25.
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Una rampa sitúa las pelotas entre los rodillos.
Para dar efecto, es necesario que la bola gire sobre sí misma rápidamente en un sentido tras el golpe. Esta rápida rotación modifica su trayectoria en el aire y provoca que el bote no sea el esperado. Existen muchos tipos de efecto, pero los más comunes son:

  • Topspin: este golpe hace que la bola gire hacia adelante (según el punto de vista del que golpea), lo que provoca que la bola descienda rápidamente hacia la mesa y que la distancia entre el primer y el segundo bote sea muy larga. Al devolver un topspin, el golpe suele desviarse hacia arriba.
  • Backspin: este golpe imprime a la bola un giro hacia atrás, lo que provoca que el desplazamiento de la bola pierda velocidad y que la distancia entre el primer y segundo bote sea muy reducida. Este golpe es muy complicado de devolver porque la pelota suele desviarse hacia abajo.
  • Sidespin: este golpe hace que la bola gire hacia la izquierda o derecha. De este modo la pelota describe un giro en su trayectoria que se intensifica tras el bote. Además, al devolver la pelota se desvía hacia los lados. Hay muchos tipos de sidespin, como el corckspin, drill-spin, etc.

Para poder lanzar las bolas con efecto, el robot hace girar unos rodillos a más velocidad que otros. Esto consigue hacer que la bola gire sobre sí misma y que por tanto modifique su trayectoria y el comportamiento tras el bote. Para poder apreciar los diferentes lanzamientos que realiza el robot hemos hecho un experimento.

Lanzador pelotas ping-pong

En primer lugar hemos colocado el robot y lo hemos fijado apuntando a la diagonal de una mesa. Hemos lanzado 25 bolas por cada tipo de lanzamiento, colocando tras cada bola una pieza que marca el primer bote y otra pieza que marca el segundo. Tras cada bola se corregíamos la posición de las piezas, de forma que al final nos daban un área en el que botaban las bolas. En la siguiente imagen podemos ver el resultado.

Lanzador pelotas ping-pong

La flecha marca la dirección en la que apunta el robot.
En la siguiente imagen podemos ver las zonas del primer y segundo bote de cada tipo de lanzamiento. En color negro está representado el lanzamiento sin efecto. Las zonas de color rojo se corresponden con el topspin, que podemos ver que el primer bote se produce mucho antes y que la distancia con el segundo bote aumenta considerablemente. El efecto contrario se produce con el backspin, en color azul, que recorre más distancia antes del primer bote y que da el segundo bote mucho antes. Con el color amarillo está representado el sidespin hacia la derecha, y en verde el sidespin hacia la izquierda. Vemos que en ambos casos el primer bote se desvía de su trayectoria y que el segundo bote se desvía mucho más.

Lanzador pelotas ping-pong

Negro: sin efecto. Rojo: topspin. Azul: backspin. Verde: sidespin izquierda. Amarillo: sidespin derecha.
El programa se compone de dos partes fundamentales. La primera parte es un menú que nos permite seleccionar el tipo de efecto que queremos darle a la bola, y la segunda se encarga de mover los motores según lo seleccionado, dejando un tiempo de espera antes de comenzar a disparar.

Lanzador pelotas ping-pong

Programa completo.
Al principio el programa escribe el valor 1 en una variable numérica llamada “selection”. Luego ejecuta un bloque llamado también “selection”, en donde cambiaremos el valor de dicha variable. Dentro de “selection” podremos seleccionar entre seis tipos de lanzamiento: 1 – sin efecto, 2 – topspin, 3 – backspin, 4 – sidespin left (izquierda), 5 – sidespin right (derecha), y 6- random (aleatorio). Cada una de estas selecciones se corresponde con un número diferente (del 1 al 6) que luego escribiremos en la variable “selection”.

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Bloque “selection”
En este bloque “selection” podemos ver que se suceden una serie de bifurcaciones dentro de un bucle. La primera comprueba si pulsamos el botón NXT izquierdo, en cuyo caso resta 1 a la variable “selection”. Luego, en la segunda bifurcación, comprobamos si pulsamos el botón NXT derecho, en cuyo caso sumamos 1 a la variable “selection”. A continuación hacemos dos comprobaciones para evitar que “selection” tenga un número menor que uno o mayor que 6. En primer lugar comparamos si el valor de “selection” es menor que 1, en cuyo caso escribimos un 6 en “selection”. Luego comparamos si el valor es mayor que 6, y si es así escribimos un 1. Esto hace que al manejar el menú, las opciones se sucedan en bucle.

Por último, dentro del bloque encontramos una bifurcación numérica de 6 opciones (recordamos que para hacer este tipo de bifurcaciones con más de dos opciones se debe crear una bifurcación de valor, quitar la vista plana y por último añadir más opciones con su valor correspondiente). Cogemos el valor de “selection” y lo llevamos a la bifurcación. Cada una de las opciones de la bifurcación muestra en pantalla el texto con el tipo de lanzamiento que se corresponde con el número de la variable. El bucle acaba al pulsar el botón NXT central.

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Bloque “countdown”
Tras la selección continuamos con un bloque llamado “countdown” (cuenta atrás), en donde se produce un pitido por cada segundo durante cuatro segundos. En pantalla se muestra el número de segundos que quedan hasta que acabe la cuenta atrás. El cuarto pitido suena más agudo y un poco más largo, y tras esto el bloque acaba y comienzan los movimientos en el programa principal.

Por último, al final del programa nos encontramos con una bifurcación de valor numérico de seis opciones a la que está conectada la variable “selection”. De esta forma, si al principio hemos seleccionado el backspin, la variable tendrá un valor 3, y en la bifurcación se ejecutará la opción del backspin. Los movimientos de las diferentes opciones son los siguientes:

  • 1. Sin efecto: los tres motores se mueven a 80 de potencia.
  • 2. Topspin: el motor superior se mueve a 100 y los inferiores a 35.
  • 3. Backspin: el motor superior se mueve a 35 y los inferiores a 100.
  • 4. Sidespin left: el motor superior se mueve a 70, el inferior derecho a 100 y el inferior izquierdo no se mueve.
  • 5. Sidespin right: el motor superior se mueve a 70, el inferior izquierso a 100 y el inferior derecho no se mueve.
  • 6. Random: en este caso se entra en un bucle en el que se selecciona una de las anteriores opciones de forma aleatoria (con un bloque aleatorio con valores comprendidos entre 1 y 5), realizando movimientos de 6 segundos.

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Programa completo con la opción “random”
Por último sólo queda mostrar el robot en funcionamiento. Podéis ver el vídeo a continuación:

¡Ahora sólo queda entrenar!

Información adicional:

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One thought on “Lanzador pelotas ping-pong

  1. me podeis decirme el material necesario y el presupuesto?