Fazendo um jogo de defesa de torre de guerra na vida real: 11 etapas

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

Olá, somos GBU!

Nossa equipe recebeu uma tarefa em nossa classe VG100, Intro to Engineering: projetar e construir um jogo Warzone Tower Defense da vida real. VG100 é uma classe básica que todos os calouros devem cursar no Joint Institute (JI). O Joint Institute é um programa entre a Universidade de Michigan (UM) e a Shanghai Jiao Tong University (SJTU). The Joint Institute, localizado na bela e o vasto campus Minhang, é credenciado pela ABET e ganhou prêmios de alto desempenho; é uma escola de prestígio e renome dentro da SJTU e na China. A classe VG100 é um curso desafiador e envolvente.

Para o jogo, devemos construir uma torre de papel que pode se defender contra o ataque de insetos (carros robóticos). A torre usará um laser para atingir o sensor de luz no carro e pará-lo. Tínhamos alguns requisitos a seguir:

Regras do jogo:

• O carro robótico viajará direto ao longo de uma pista com uma linha branca no meio em direção à torre.
• O trajeto, total de 2,5m, tem uma zona de segurança de 0,5m no início, onde o carro não para mesmo quando irradiado pelo laser da torre.
• No final da zona de segurança, há uma linha branca onde o carro irá parar por 2 a 4 segundos.
• Após parar, o bug pode ser irradiado pela torre. Haverá uma última linha branca para o bug parar antes de atingir a torre.

Regulamentos da competição:

Torre

• Deve ser construído em papel A4
• Só posso usar cola branca para montar a torre
• Pelo menos 60 cm de altura
• A largura de cada lado não deve exceder 3 pedaços de papel

Bug / carro

• Deve ter uma placa frontal vertical com dimensões de 15m x 10cm.
• O fotossensor, que detecta o laser, é colocado 5cm acima do solo, antes da placa vertical.
• Uma parede reflexiva é construída em torno do sensor de luz.

Para um vídeo de referência:

Etapa 1: Diagrama de conceito

Incluídos acima estão diagramas explodidos do carro e da torre.

Etapa 2: Lista de materiais / suprimentos necessários

Ferramentas necessárias:

• Cola quente
• Chave de fenda
• Tesoura
• Parafusos
• Serra
• Faca exata
• Cola
• Fita
• Arma de solda

Outros materiais necessários:

• Placa Acrílica
• Cartão
• Bloco de madeira
• Isopor duro
• Fita isolante
• Caixa de pilhas
• Parafusos pequenos de metal hexagonal de latão
• Conectores em forma de L
• Conectores de Plástico
• Cabide

Dica: Se você está planejando comprar no Taobao, compre componentes adicionais importantes, como motores, placas de motor de acionamento, servos, sensores de rastreamento, etc.

Etapa 3: diagramas de circuito

Acima estão os breves diagramas de circuito do carro e da torre. Essas figuras serão úteis para quando estivermos montando a torre e o carro.

Tenha cuidado para conectar o fio corretamente. Uma pistola de solda é necessária para soldar algumas partes dos fios. Tenha cuidado ao trabalhar com uma pistola de solda.

Etapa 4: Construindo a Base Principal do Carro [Preparação do Carro]

1. Pegue a placa de papelão e, usando uma faca exata, corte-a em 23 cm x 29,5 cm. (Isso será servido como o corpo principal do carro.)
2. Usando uma serra, corte o bloco de madeira nas dimensões: 24 cm x 5 cm x 2,4 cm. (Isso servirá como plataforma para os componentes de controle.)

Etapa 5: Preparar a placa vertical dianteira [Preparação para carro]

1. Pegue a placa de plástico e corte com uma tesoura no tamanho de 15 x 10 cm.
2. Corte uma fenda de 1,5 cm de largura e 0,5 cm de altura (5 cm da parte inferior da placa e aproximadamente no centro horizontalmente) usando uma furadeira elétrica.
3. Corte uma pequena placa de madeira de 1,5 cm x 0,5 cm e cole a quente diretamente sob a pequena fenda que acabou de ser criada.
4. Usando uma tesoura, corte o isopor para criar uma parede reflexiva para as laterais do fotossensor.
5. Cole pedaços de papel nas laterais da parede para criar um melhor efeito reflexivo para o sensor.

Etapa 6: montagem das rodas [preparação do carro]

1. Corte 4 círculos de acrílico usando um programa de corte a laser, cada um com um raio de: 4,75 cm.
2. Cole os círculos de acrílico na parte externa das respectivas rodas.
3. Retire duas rodas (com raio de 2,9 cm) e fixe as rodas nos motores.
4. Aparafuse bem os eixos. Com uma tesoura, corte um cabide e fixe-o a cerca de 27 cm.
5. Retire as duas últimas rodas. Deslize o eixo pelo tubo do cabide e conecte-o a um eixo.
6. Aparafuse os conectores de metal em forma de L no corpo principal. Deslize o eixo com as rodas sem motores pelo orifício. Prenda os parafusos.
7. Pegue um conector de plástico branco e aparafuse as rodas com motores no corpo principal.

Etapa 7: montando o carro

1. Aparafuse o Arduino Uno com a face para cima no topo da plataforma de madeira e coloque-o na extremidade.
2. Anexe a ponte Arduino na parte superior do Arduino Uno.
3. Em seguida, pegue a placa do motor de acionamento e aparafuse-a na outra extremidade da plataforma de madeira.
4. Coloque a prancha de madeira no meio do corpo principal. Cole-o com cola quente de forma segura.
5. Cole a caixa da bateria ao lado do bloco de madeira com cola quente.
6. Aparafuse o sensor de intensidade de luz na pequena placa de madeira que foi fixada na frente da placa vertical.
7. Aparafuse o sensor IR na parte inferior do carro, mais para um dos lados.
8. Conecte os fios, seguindo o diagrama do circuito do carro incluído na Etapa 3.
9. Prenda os fios e todas as passagens com fita de forma segura. Não deixe os fios emaranhados nas rodas.

Etapa 8: Fazendo a Torre de Papel

1. A torre é feita de prismas triangulares feitos de papel A4.
2. Pré-faça um modelo: 21 cm x 2 cm.
3. Pegue o pedaço de papel e dobre três lados.
4. Cole dois dos lados juntos. Repita até que você tenha prismas suficientes.
5. Siga o diagrama e cole os prismas como mostrado.
6. Dobre o papel como mostrado nas fotos para criar uma base quadrada, com estrutura meio hexagonal, para o topo da torre.
7. Cole a base quadrada no topo da torre.
8. Faça um suporte em favo de mel para o servo.
9. Cole o suporte em favo de mel na base quadrada no topo da torre.

Dica: Sugerimos usar fita adesiva para testar posições diferentes antes de colar na base e no suporte em favo de mel, pois a torre é feita de papel, é essencial que todas as peças sejam coladas com segurança para evitar problemas de equilíbrio posteriormente.

Etapa 9: Montagem da Torre

1. Usando um pequeno tubo de metal hexagonal de latão, conecte o servo 180 ° e o servo 270 ° juntos, com o 180 ° na parte superior.
2. Cole o laser no servo 180 ° com cola quente.
3. Equilibre e prenda o Arduino Uno e as baterias na plataforma superior da torre.
4. Cole um sensor de distância ultrassônica em cada lado da base.
5. Conecte os fios conforme exibido no diagrama do circuito da torre na Etapa 3.

Etapa 10: Visão completa do sistema

Este foi o produto final que criamos.

Obrigado por ler nosso manual e esperamos que tenha gostado. Se você tiver alguma dúvida sobre nosso projeto, pode entrar em contato com nosso líder de equipe através de: [email protected].

Etapa 11: Solução de problemas

Carro / bug

1. Se algum componente elétrico não estiver funcionando corretamente, verifique os fios para ver se eles estão conectados corretamente.

2. Se os componentes elétricos ainda não estiverem funcionando corretamente, mesmo que os fios estejam conectados corretamente, use um detector de voltagem para testar a voltagem de cada local diferente. É possível que a corrente de tensão tenha sido alterada. As tensões corretas aproximadas estão incluídas abaixo:

   1. Rodas: 9V
   2. Sensores [Todos]: 5V
   3. Servos: 6-12V
   4. Bateria: 12V
3. Se o carro não estiver funcionando, certifique-se de que o Arduino e a placa Driving Motor estejam conectadas, seja diretamente conectada ou conectada junto com uma placa de pão. Sugerimos, com base na experiência, usar a mesma bateria para alimentar o Arduino e o motor de acionamento.
4. Ao testar o carrinho na pista e você ouvir um som alto, pode ser o atrito entre os motores e o eixo ou as rodas externas e a pista. Use óleo lubrificante nos motores e vasalina na parte interna da tampa de acrílico das rodas.

Torre

1. Mantenha a torre em um local seco, pois se o ar estiver muito úmido o papel amolecerá e não conseguirá suportar nenhum peso.
2. Se o laser não disparar com precisão, altere o código para mudar os ângulos. Porém, uma dica: mude partes específicas do código, para que os outros ângulos também não sejam afetados.