Torre de guarda versus insetos: 12 etapas

2025 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2025-01-23 15:03

Somos alunos do primeiro ano do Instituto Conjunto UM-SJTU, localizado no campus Ming Hang da Universidade Jiaotong de Xangai, em Xangai, China.

Estamos aqui para formar o Grupo 13 para o curso de Introdução à Engenharia VG100 da JI, e este projeto, que se chama “TORRE DE GUARDA VERSUS BUGS”, é um projeto do curso. Os membros do grupo, da esquerda para a direita, são:

Wang Shuhan, 王书涵;

Yu Siyuan, 余思远;

Gong Tianyu, 龚天宇;

Sun Bingqi, 孙秉琪;

Shen Zheyu, 沈哲宇.

No momento em que este manual é publicado, os resultados finais do jogo ainda não foram divulgados. No entanto, nosso bug é o PRIMEIRO bug a passar no teste de bug e se destaca em desempenho. Neste manual, mostraremos como construir o bug e a torre.

REGRAS DO JOGO Neste projeto competitivo, os grupos tentam construir "bugs", que são essencialmente carros movidos a mini arduino, que podem ser "mortos" por laser, bem como torres que podem matar os bugs de outras pessoas com seu laser. As regras do jogo são listadas a seguir:

3 bugs se aproximam e tentam “derrubar” a torre de 3 dos 4 trilhos que estão ao redor da torre. A torre precisa matar os insetos antes de ser “puxada para baixo”

O bug deve percorrer o caminho em 0,2 ~ 0,3m / se parar enquanto for irradiado pelo laser; as execuções são que ele não pode ser morto quando está no abrigo ou parando na linha branca

As restrições em nosso design podem ser resumidas nos seguintes itens:

• Design de bug

  • Mova entre 0,2 m / sa 0,3 m / s.
  • Imune ao raking do laser.
  • Capaz de seguir em frente ao longo da pista.
  • Comporte-se de acordo com os requisitos implícitos na regra do jogo.

• Projeto da torre

  • Pelo menos 60 cm de altura.
  • Fabricado em papel A4 de 80g / m ^ 2.
  • Sem empilhamento de mais de 3 camadas de papel A4.
  • Componentes eletrônicos (exceto sensores) colocados apenas no topo da torre.

O bug precisa passar no teste de bug o mais cedo possível e ter um bom desempenho no dia do jogo; o desempenho da torre depende de alguns outros fatores, incluindo:

• Peso. Quanto mais leve, melhor.

• Velocidade, que inclui:

  • Matar mais insetos antes de ser atingido, de preferência todos os 3;
  • Matando os insetos o mais cedo possível, ou seja, mate-os antes que se movam muito.

Para a lista de materiais, consulte o seguinte documento:

Lista de materiais para a torre: aqui

Lista de materiais para o bug: aqui

Etapa 1: diagramas de circuito do bug

Algumas notas rápidas:

Os diagramas de circuito são divididos em 4 diferentes para um bom visual, ou seja, a placa arduino e a placa de ensaio são os mesmos em todos os 4 diagramas

“S.” significa “Sensor”

Os sensores de rastreamento de linha podem parecer um pouco diferentes dos da lista de materiais, pois têm potenciômetros para ajustar sua sensibilidade; isso realmente não afetará a funcionalidade geral do bug

O potenciômetro R1 ajusta a luz de fundo do LCD

Os pinos na placa de ensaio das duas primeiras linhas são equivalentes dentro da linha. Se você vir vários fios conectados a um pino, simplesmente encontre outro

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Todos os diagramas feitos com Fritzing @ fritzing.org.

• Esquemas do sensor de luz fornecidos por
• Esquemas de ponte H L298N fornecidos por
• Esquemas da bateria LiPoly fornecidos por
• Esquemas BH1750FVI fornecidos por

Etapa 2: Diagrama de Circuito da Torre

Algumas notas rápidas:

Como o servo motor consome muita energia, uma segunda placa Arduino é usada para fornecer a fonte de alimentação regulada adequada para o motor

Desconecte as baterias quando a torre deveria estar ociosa. Os servos drenam-nos rapidamente

Etapa 3: Fabricação e montagem de insetos: preparando a placa

1. Use um lápis para desenhar um retângulo (15cm × 10cm).
2. Desenhe outro retângulo com 15cm × 30xm.
3. Use uma faca de cerâmica para cortar os dois retângulos. Nomeamos o primeiro como Quadro 1 e o segundo como Quadro 2.
4. Polir o retângulo com um ralador e fazer com que seu tamanho corresponda perfeitamente ao tamanho original.

Etapa 4: Fabricação e montagem do bug: Fixação das peças principais na placa

1. Identifique um orifício de toque no Arduino e marque-o na placa 2.
2. Use o furo como origem para estabelecer um sistema de coordenadas.
3. Meça todos os componentes do elemento e localize-os na posição apropriada na Placa 2.
4. Coloque o Arduino Uno, a placa do drive e a placa do pão na Placa 2 e use alguns parafusos para fixá-los na placa.
5. Conecte as três unidades com fios corretamente, de acordo com os diagramas de circuito anteriores Figura 1, Figura 2, Figura 3 e Figura 4 na Etapa 1.

Etapa 5: Fabricação e montagem de insetos: adicionando pneus e rodas ao carro

1. Conecte os pneus e motores com os suportes do motor e fixe-os na parte traseira do carro. Se você fez isso corretamente, as rodas traseiras devem ficar paralelas entre si.
2. Use uma roda universal e adicione algumas porcas na frente do carro, para que o carro fique mais equilibrado.
3. Fixe o sensor de rastreamento de linha no carro com parafusos e porcas. Para que o sensor funcione corretamente, coloque algumas porcas entre o sensor e a Placa 2 para deixá-lo mais próximo do solo.
4. Fixe a Placa 1 verticalmente na Placa 2 com suportes em forma de L, parafusos e porcas.

5. Faça 4 furos paralelos ao solo, na perpendicular média dos lados mais longos da placa 2 e 5 cm de distância do solo.

6. Fixe o fotossensor na Placa 2 com parafusos e porcas e mantenha-o paralelo ao solo. Verifique a Figura 3 desta etapa antes de instalar para se certificar de que a orientação do fotosensor está correta.

Etapa 6: Fabricação e montagem do bug: adição de outras peças do carro e visão geral parcial

Cole a bateria de lítio de 11,1 V na parte traseira da Placa 2 e conecte-a ao inversor com fios

Uma visão geral do bug concluído pode ser vista acima.

Etapa 7: Fabricação da Torre: os Quatro Pilares

O que você precisa para a torre:

• Papel A4 * 11
• Cola branca
• Uma régua precisa

Os quatro pilares:

Pegue 4 folhas de papel A4. Divida cada pedaço de papel A4 em 3 pedaços, cada um com 70 mm de largura e 297 mm de comprimento. (Quanto mais preciso, melhor)

DICAS: Fatie cada pedaço de papel com faca de papel com paciência e cuidado, para que as etapas posteriores sejam mais fáceis.

AVISO: NÃO SE CORTE.

• Conecte os pontos de quarto em ambos os lados mais curtos (70 mm) com um lápis.
• Desenhe uma linha paralela a um lado mais curto e a distância deve ser de 90 mm.

Etapa 8: Fabricação da Torre: as peças de reforço

• Pegue 2 pedaços de papel, corte-os em seis partes iguais e o tamanho deve ser 35 mm * 297 mm e deve haver 12 partes.
• Usando uma régua precisa para medir um comprimento de 207 mm em 8 peças e cortá-la para 35 mm * 207 mm, essas são a Parte C.
• Da mesma forma, faça 4 peças cujos tamanhos são 35 mm * 117 mm e aqui estão a Parte D.

Etapa 9: Fabricação da Torre: as Colunas

Pegue duas Partes A e uma Parte B e, em seguida, cole-as como na imagem a seguir

Espere um pouco depois aplique a cola em toda a superfície, depois role com muito cuidado e paciência até que consigamos um palito

DICAS: para a melhor eficácia, deixe as linhas azuis na imagem coincidirem.

Pegue duas partes C e uma parte D, coloque-as na mesma posição da imagem e, em seguida, use a cola para prender essas partes ao bastão feito na Figura 3.3.2

Após a cola branca secar, faz-se um dos pilares e repete-se três vezes para fazer quatro ao todo

Etapa 10: Fabricação da torre: as peças de conexão

Pegue 5 pedaços de papel, divididos igualmente em seis partes, dobre como um rolo para torná-los 35mm * 297mm nos tamanhos e tenha uma espessura de seis pedaços de papel que aplique uma rodela de cola para colar, após secar essas partes corte-os ao meio

Desenhe a linha de referência como as figuras a seguir fazem 2 partes E e 8 partesF, então corte as partes da sombra e estenda a parte central em um círculo e os lados para cima e para baixo devem ter três pedaços de espessura de papel

Preste atenção nas peças em círculo e manuseie-as com cuidado para torná-las apenas com uma espessura de papel

Etapa 11: Montagem da Torre

Montagem dos pilares e das peças de conexão como na figura a seguir. Abrace o papel grosso único ao redor do pilar. Cole-os com cola.

DICAS: Claramente, o comprimento útil da Parte E e da Parte F são diferentes, então a Parte E é usada para conectar as diagonais, enquanto a Parte F é usada para as vizinhas. Use as peças de conexão adequadas (Parte E e Parte F) para conectar todos os pontos marcados na imagem.

DICAS: Se a torre apresentar algum problema de estabilidade da estrutura, tente fazer um furo no centro das duas partes de conexão do meio e use uma vareta para cruzá-la, como no trabalho de encaixe e encaixe na China antiga.

Etapa 12: Visão final do sistema e solução de problemas

É assim que o sistema final se parece.

Seção de solução de problemas:

Meu bug não está indo! O que devo fazer?

Certifique-se de que os sensores de rastreamento de linha nas laterais não estejam ativados. Além disso, use o controlador IR para alterar o isRunning? Sinalizar como “verdadeiro” e o forceStop? Sinalizar como “falso”. (Veja 2.6.)

Meu bug está saindo do caminho

Certifique-se de que nada fique no caminho da roda e que os motores estejam devidamente fixados em seus locais. Além disso, você pode ajustar a velocidade de qualquer uma das rodas ajustando o multiplicador de velocidade dos motores. (Veja 2.6.)

Minha torre está disparando aleatoriamente

Fixe os sensores de distância na posição correta. Certifique-se de que as partes do seu corpo / suas coisas / alguns móveis não entrem em seu caminho e que nada apareça de repente na frente deles.

Nenhuma das opções acima resolve meu problema

Pressione o botão Reset na placa Arduino e ore pelo melhor.