Manual de Warzone Tower Defense com Arduino Design: 5 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:35

Introdução

Somos o grupo YOJIO (Você só estuda em JI uma vez, então valorize isso.) O Instituto Conjunto UM-SJTU está localizado no campus da Universidade Jiao Tong de Xangai, Minhang, Xangai. O VG100 é o curso fundamental de engenharia para calouros, que visa cultivar o trabalho em equipe e a liderança.

Para nosso primeiro projeto, cada equipe deve fazer um bug e uma torre de papel. Três insetos se movem em três pistas retas em direção à torre de papel. Existem 4 trilhas ao redor da torre e os insetos ocupam aleatoriamente três delas. Para defender a torre, ele deve parar o bug com o feixe de laser no topo da torre. A pontuação final é baseada no design do bug, no desempenho e no peso da torre: quanto mais leve a torre e quanto mais cedo os insetos forem eliminados, maior será a pontuação que cada equipe poderá obter. Veja a terceira figura.

Restrições

→ A pista de corrida (fornecida no jogo)

Preto em geral com uma linha branca de 4 cm de largura no meio

Linhas de parada brancas cruzando a pista a 1m e 0m da parte inferior da torre

Área de proteção 2,5m a 2m do fundo (com abrigo)

→ O bug

Hardware:

∙ Placa inferior feita de PMMC

∙ É necessária uma placa frontal de 15 cm * 10 cm

∙ Um sensor de luz colocado horizontalmente 5 cm acima da trilha na frente

Programação:

∙ Função de rastreamento incluída

∙ Velocidade controlada de 0,2 a 0,3 m / s

∙ Movendo-se em linha reta

∙ Uma parada de 2 a 4 segundos na linha de parada do meio e não pode ser morta naquele momento

∙ Uma parada permanente na linha branca ao lado da torre

→ A torre de papel

∙ Construído com papel A4

∙ Segurando seu peso apenas na estrutura do papel

∙ Pelo menos 60 cm de altura

∙ Permitido para ser colado apenas com cola branca

∙ Não mais grosso do que 3 pedaços de papel em qualquer lugar da torre

∙ Inclui apenas 1 feixe de laser na parte superior.

Lista de materiais

1. O bug:

Arduino UNO ￥ 33,00 * 2

Placa de acionamento do motor L298N ￥ 8,40

Motor GA12-N20 ￥ 14,90

Suportes do motor 3PI miniQ N20 ￥ 2,50

Acoplador M3 ￥ 2,90

Caixa de bateria 9V 6F22 ￥ 6,88

Baterias 9V ￥ 9,90

Chassi 15 * 20 cm ￥ 28,00

Rodízio 27mm ￥ 2,00

Sensor de rastreamento de linha SEN0017 ￥ 22,00

Sensor de luz BH1750 ￥ 6,14

Parafusos de nylon M3 ￥ 12,00

Parafusos M2 * 8 M2 * 10 M2 * 12 M3 * 8 Fornecido pelo laboratório

Fios Dupont fornecidos pelo laboratório

Tábua de ensaio 5cm * 8cm Fornecido pelo laboratório

Roda 72 mm fornecida pelo laboratório

2. A torre:

Cloud Terrace + Servo SG90 ￥ 21,9

Servo DS04-NFC de 360 graus ￥ 33

Sensor Ultrassônico SR04 ￥ 3,6 * 4

Sensor de rastreamento DFRobot ￥ 22

Vídeo

Devido às péssimas condições de luz no dia do jogo, não podemos fornecer um vídeo do jogo. Em vez disso, postamos um vídeo de teste de bug no Youku. O hiperlink é

Etapa 1: Instrução Parte I: Fazendo o Bug

A vista explodida é mostrada na figura 1.

Etapa 1: desenhe um diagrama de circuito (conforme mostrado na figura 2).

Etapa 2: Monte os motores e as rodas (conforme mostrado na figura 3).

(1) Fixe os motores com suportes do motor, porcas M2.5 (* 4) e parafusos.

(2) Conecte as rodas e motores com acopladores. Use parafusos M2 (* 4) para fixá-los.

(3) Fixe a roda universal na parte traseira de nosso bug com parafuso M3 (* 4) e porcas.

Passo 3: Faça a Placa Vertical (conforme mostrado na figura 4).

(1) Corte um pedaço de papel ondulado no tamanho de 12 cm * 15 cm.

(2) Corte dois cantos e insira a placa de papel na abertura do inseto. (O diagrama será fornecido)

(3) Cole a placa vertical no bug com 502.

Etapa 4: Monte os sensores (conforme mostrado na figura 5).

(1) Desenhe uma linha 5 cm acima do solo no painel frontal.

(2) Coloque o sensor de luz horizontalmente para que a placa do sensor de luz corresponda à linha desenhada.

(3) Fixe o sensor de luz com fita adesiva.

(4) Use três colunas de náilon M3 * 30 para fixar três sensores de rastreamento de forma que a distância entre o sensor e o solo seja de aproximadamente 1,3 cm, a melhor distância para detecção precisa.

Etapa 5: montagem integrada

(1) Fixe a caixa da bateria e a placa de acionamento do motor no bug, pelo menos 5 * parafusos e porcas M3 são necessários. Fixe a roda universal na parte traseira (conforme mostrado na figura 6).

(2) Cole a placa de ensaio sob a placa do bug e a placa do Arduino no bug. (Conforme mostrado na figura 7).

(3) Conecte as peças relacionadas com as linhas Dupont. (Veja as instruções na parte do diagrama de circuito)

(4) Use uma pistola de soldagem e uma estação de soldagem para soldar todos os locais que estão soltos. (Cuidado! Quente! Faça-o sob supervisão! Não obrigatório.)

Etapa 2: Instrução Parte II: Fazendo a Torre

A vista explodida é mostrada nas figuras 1 e 2.

Etapa 1: Construindo a Base

(1) Dobre um pedaço de papel A4 de forma que os dois lados mais curtos se toquem (conforme mostrado na figura 3).

(2) Abra o papel dobrado. Dobre ainda mais o papel do lado interno de 1) e certifique-se de que os dois lados tocados em 1) agora coincidam na linha do meio. (Como mostrado nas figuras 4 e 5)

(3) Cole igualmente o lado A com cola branca e cole-o com o verso do lado B (não é necessária muita cola branca) para que possamos obter um prisma triangular regular. (Como mostrado nas figuras 6 e 7)

(4) Repita 1) a 3) 5 vezes para obter 6 prismas iguais.

(5) Cole igualmente as 2 camadas individuais de cada prisma com cola branca. Cole os prismas juntos para obter um prisma hexagonal regular. (Conforme mostrado na figura 8)

Etapa 2: Faça a parte de conexão (conforme mostrado na figura 9)

(1) Prepare um pedaço de papel.

(2) Desenhe um hexágono regular cujo comprimento de lado seja 7,5 cm.

(3) Faça um retângulo (2cm * 7,5cm) próximo a cada lado do hexágono regular

Etapa 3: construir a parte superior da torre

(1) Dobre um pedaço de papel A4 de forma que os dois lados maiores se toquem. (Consulte a figura 5, mas observe a diferença)

(2) Repita (2) a (5) na Etapa 1.

(3) Faça 12 pedaços de papel de 50 mm * 50 mm.

(4) Dobre o papel mencionado na Etapa 3, 3) ao meio.

(5) Cole cola branca em um dos lados internos mencionados na Etapa 3, 4). (Conforme mostrado na figura 9)

(6) Prenda o lado colado em um lado externo do prisma. A linha central do menor deve coincidir com a borda superior do prisma. (Conforme mostrado na figura 10) Em seguida, faça o mesmo para as outras 5 arestas.

(7) Da mesma forma, coloque mais pedaços de papel pequeno na torre. No entanto, desta vez, eles devem ser colados dentro. (Conforme mostrado na figura 11) Em seguida, faça o mesmo para as outras 5 arestas internas.

(8) Corte todas as peças que saem da borda do prisma. (Conforme mostrado em 12)

(9) Cole todos os pequenos pedaços de papel (se possível) para estabilizar a estrutura. (Conforme mostrado na figura 13)

(10) Repita as etapas 3 6) a 9) na outra extremidade da estrutura. Cole-o na parte de conexão.

Etapa 4 Construa a segunda parte da conexão

(1) Desenhe 48 linhas paralelas, paralelas ao lado menor do papel A4. Cada duas linhas vizinhas devem ter uma distância de 5 (mm).

(2) Dobre o papel ao longo das linhas. Linha tracejada significa que você deve dobrar o papel em sua direção, e linha completa significa que você deve dobrar o papel de volta para você. A vista em corte do produto será semelhante à Figura 14.

(3) Use cola branca para colar um pedaço de papel na parte superior do papel corrugado. Cole outro papel na parte inferior. (Figura 15)

(4) Corte o papel corrugado em 12 (cm) * 15 (cm)

Etapa 5 Construir o topo da torre de papel (servo, energia, laser e parte do Arduino)

(1) Monte o terraço da nuvem com um servo SG90 e feixe de laser anexado. Use 502 se necessário.

(2) Conecte o sensor de rastreamento no terraço da nuvem. Deve estar estritamente em um plano vertical com o feixe de laser. (Conforme mostrado na figura 16)

(3) Desenhe 2 linhas cruzadas pretas verticais em um tabuleiro de papelão com papel branco nele. A linha deve ter 0,5 cm de largura. Em seguida, faça um todo (raio = 0,6 cm) no meio.

(4) Cole o outro lado da placa no servo abaixo. Coloque o terraço da nuvem nele. (Veja a figura 17)

(5) Instale o Arduino, a placa de ensaio e as baterias na parte superior da torre e os sensores ultrassônicos na torre. (Conforme mostrado na figura 18)

Etapa 3: o resultado final do bug e da torre

Veja as figuras acima.

Etapa 4: resolução de problemas

1 Primeiramente, escolhemos um sensor infravermelho modularizado. Ele só poderia rastrear uma linha branca de 2 cm de largura, mas o torneio forneceu linhas brancas de 4 cm de largura para rastreamento.

Solução: Use pelo menos 3 sensores infravermelhos independentes. Você pode ajustar a distância entre cada um deles, de modo que o carro possa rastrear linhas com qualquer largura.

2 O servo de 360 graus era difícil de controlar seu ângulo de rotação. Só podíamos controlar sua direção e velocidade de rotação.

Solução: coloque um sensor infravermelho no terraço da nuvem. Desenhe uma cruz de linhas pretas em um papel. Cole o papel no topo do servo de 360 graus (abaixo do terraço da nuvem). Quando o sensor detecta uma linha preta, o servo de 360 graus deve parar imediatamente para que possa girar exatamente 90 graus em uma rotação.

3 Muitos objetos devem ser colocados no topo da torre de papel, mas não há muito espaço.

Solução: Dobre um papelão ondulado. Ele fornece espaço extra de suporte de carga.

Etapa 5: Referências

Hiperlink dos itens:

Parte do bug:

detail.tmall.com/item.htm?spm=a230r.1.14.4…

item.taobao.com/item.htm?spm=a230r.1.14.42…

detail.tmall.com/item.htm?id=524061190057

item.taobao.com/item.htm?spm=a1z09.2.0.0. T…

item.taobao.com/item.htm?spm=a1z09.2.0.0. T…

item.taobao.com/item.htm?spm=a1z09.2.0.0. T…

item.taobao.com/item.htm?spm=a230r.1.14.19…

item.taobao.com/item.htm?spm=a230r.1.14.32…

detail.tmall.com/item.htm?id=533054527075&…

item.taobao.com/item.htm?spm=a230r.1.14.51…

detail.tmall.com/item.htm?id=20955552239&s…

detail.tmall.com/item.htm?spm=a230r.1.14.7…

item.taobao.com/item.htm?spm=a1z09.2.0.0.3…

detail.tmall.com/item.htm?id=21713236278&s…

item.taobao.com/item.htm?spm=a1z0d.6639537…

item.taobao.com/item.htm?spm=a230r.1.14.11…

Parte da torre:

item.taobao.com/item.htm?spm=a1z09.2.0.0. I…

item.taobao.com/item.htm?spm=a1z09.2.0.0. I…

detail.tmall.com/item.htm?id=41248598447&s…

item.taobao.com/item.htm?spm=a1z09.2.0.0.m…