Sorting Machine Project  

Team Mitch Capretta 

Shandon Bringhurst Joel Hernandez Mason Espedal 

 

Principles of Engineering  

McKinney High School  

02/09/2016­03/01/2016    

 

Table of Contents  

Brainstorming Ideas 2 

Decision Matrix 3 

Final Design Solution 4 

Design Modifications 5 

Program 8 

Final Design 9 

Reflection 10 

References 11 

    

1 

Brainstorming Before we were put into groups for this project we were to each brainstorm an idea for our group. We each had to get approval from the teacher for our project before we could be put into groups and brainstorm together and share our ideas. One idea was to have the balls poured into a funnel which would channel the balls into a chassis rail where they would be stopped by a wall. in front of the wall will be a light sensor which would detect the value of the ball telling a servo to move a platform of cups to the right position. once the right cup was under the rail the wall will allow one ball to pass through and roll into the cup. This process will repeat until all the balls are sorted into the appropriate cups. Another idea brought up was to have a rail system where we would use the balls different properties to sort out the balls. for the marbles we would put a gap small enough for the other two balls to go through and the marble would go over the gap being pushed by a sprocket and motor if it were to get stuck in the gap. on the next level we would have a branch off from the main rail where a magnet would be in place to influence the steel balls on the branch. Our third option was to have a ramp with cups spaced out and let gravity do the work. This meaning the heaviest balls would fall into the closest cup,  the next heaviest in the middle, and the lightest in the farthest cup. Our last choice was a conveyor belt with multiple line followers which would read the values when a certain value is detected a arm will come and push the ball into the appropriate cup.  

Brainstorm Ideas 

● Rail and light sensor system ● Rail system using ball differences ● Gravity and ramp system ● Conveyor belt system   

2 

Decision Matrix      

   After using the decision matrix we can 3 that tied. Upon realizing this, we decided we would take a vote on which one we thought would be our best option. In the end we decided on the ramp with a light sensor and cups on a platform attached to a servo motor.      

3 

 

Final Design Solution 

 From our results in the decision matrix, we decided on the light sensor and ramp leading to a platform of cups attached to a servo motor. The sketch above shows a funnel leading to a ramp. the ramp contains a light sensor and a spool which has the job of stopping the balls and then getting a variable based on what kind of ball is detected. one the variable is detected, a servo will move the appropriate cup into position followed by the spool allowing one ball to continue down the ramp into the cup.     

4 

Modifications ● Gear­ In order to make the spool we used for allowing the balls to come through one at a 

time, we needed the gear to help it function properly and move accurately. ● Flashlight­ We needed a flashlight to get accurate readings for the different balls. The 

flashlight acts as our base value and provides sufficient light for the balls to get accurate readings. 

● Rail Cover­ We encountered a problem with balls not coming up to the spool gate one at a time and the possibility of the balls bouncing out of the chassis rail. so we installed a rail cover to line up the balls in single file and prevent the balls from bouncing out of the chassis rail. 

● 2nd Baseplate­ After building the sorter, we realized we did not have enough room to install our cup rotator to catch balls. therefore we decided we needed a second base plate in order to install the cup rotator. 

● Line Follower­ We did not have much success in getting a wide range of values for the balls with the light sensor so we decided to try the line follower if it would do any better.

 

5 

 

6 

     

7 

Program 

    

8 

Final Design 

    

9 

Reflection This project we did was the hardest by far, and required a lot of time. We thought we were getting everything done pretty fast but underestimated the difficulty and precision required to use sensors and motors to create a machine with the purpose of sorting balls. One thing we could have done is planned better. We had assumed that getting the values of the balls would be a simple task but did not realize how many factors that would affect our machine. For example the shadow of someone effecting the value read by the sensor. It took us much longer than it should have to realize this. So we installed a flashlight to stabilize the light. Even after this it was still having a hard time picking up which ball was in front of it. After a week or so of playing with the light sensor we were stumped. Then we received the advice that line followers had been performing pretty well for the task we had the light sensor, and decided to switch them out. This proved better than the light sensor, and gave a good range between the balls. Although there are a few minor kinks to get out we believe this machine could prove very effective if it were to be adjusted. Overall we did very well as a team. We all listened to each other and were not afraid to voice our opinions. Also, besides the minor set backs on the sensors everything was ready the day we planned. We did whatever it took to get everything ready. This project is a great project as it allowed us to really feel like engineers. Going through every step in the design process and working as a team. We were given a problem with minor constraints and were set free to complete the challenge. Overall this was a great project.    

10 

References  

None 

11