Torre di guardia contro bug: 12 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:02

Siamo studenti del primo anno dell'Istituto congiunto UM-SJTU, che si trova nel campus Ming Hang dell'Università Jiaotong di Shanghai, Shanghai, Cina.

Siamo qui per formare il Gruppo 13 per il corso di introduzione all'ingegneria VG100 del JI, e questo progetto, che si chiama "GUARD TOWER VERSUS BUGS", è un progetto del corso. I membri del gruppo, da sinistra a destra, sono:

Wang Shuhan,;

Yu Siyuan,;

Gong Tianyu,;

Sun Bingqi,;

Shen Zheyu,.

Al momento della pubblicazione di questo manuale, i risultati finali del gioco non sono ancora usciti. Tuttavia, il nostro bug è il PRIMO bug a superare il test ed eccelle nelle prestazioni. In questo manuale, mostreremo come costruire il bug e la torre.

REGOLE DEL GIOCO In questo progetto competitivo, i gruppi cercano di costruire "bug", che sono essenzialmente mini auto guidate da arduino, che possono essere "uccise" dal laser, così come torri che possono uccidere gli insetti di altri con il suo laser. Le regole del gioco sono approssimativamente elencate come segue:

3 insetti si avvicinano e cercano di "abbattere" la torre da 3 binari su 4 che si trovano intorno alla torre. La torre deve uccidere gli insetti prima di essere "abbattuta"

L'insetto deve percorrere il percorso in 0,2~0,3 m/s e fermarsi finché viene irradiato dal laser; le eccezioni sono che non può essere ucciso quando è nel rifugio o si ferma sulla linea bianca

I vincoli sul nostro design possono essere riassunti come i seguenti elementi:

• Progettazione dell'insetto

  • Sposta tra 0,2 m/s e 0,3 m/s.
  • Immune al rastrellamento del laser.
  • In grado di andare dritto lungo la pista.
  • Comportarsi secondo i requisiti impliciti nella regola del gioco.

• Design della torre

  • Almeno 60 cm di altezza.
  • Realizzato con carta A4 da 80 g\m^2.
  • Nessuna sovrapposizione di più di 3 strati di carta A4.
  • Componenti elettronici (tranne i sensori) posizionati solo sulla sommità della torre.

Il bug deve superare il bug-test il prima possibile e funzionare bene il giorno della partita; le prestazioni della torre dipendono da altri fattori, tra cui:

• Il peso. Più leggero è meglio.

• Velocità, che include:

  • Uccidere più bug prima di essere colpiti, preferibilmente tutti e 3;
  • Uccidi gli insetti il prima possibile, ad es. Uccidili prima che si muovano molto.

Per l'elenco dei materiali fare riferimento al seguente documento:

Lista dei materiali per la torre: qui

Elenco dei materiali per il bug: qui

Passaggio 1: schemi circuitali del bug

Alcune brevi note:

Gli schemi circuitali sono suddivisi in 4 diversi per una buona visuale, ovvero la scheda arduino e la breadboard sono le stesse in tutti i 4 schemi

"S." sta per "Sensore"

I sensori di tracciamento della linea possono sembrare leggermente diversi da quelli nell'elenco dei materiali in quanto dispongono di potenziometri per regolare la loro sensibilità; questo non influenzerà realmente la funzionalità complessiva del bug

Il potenziometro R1 regola la retroilluminazione del display LCD

I pin sulla breadboard delle prime due righe sono equivalenti all'interno della riga. Se vedi più fili collegati a un pin, trovane un altro

_

Tutti i diagrammi realizzati con Fritzing @ fritzing.org.

• Schemi del sensore di luce forniti da
• Schemi del ponte H L298N forniti da
• Schemi della batteria LiPoly forniti da
• Schemi BH1750FVI forniti da

Passaggio 2: schema circuitale della torre

Alcune brevi note:

Poiché il servomotore è molto affamato di energia, viene utilizzata una seconda scheda Arduino per fornire un'adeguata alimentazione regolata al motore

Scollegare le batterie quando la torre dovrebbe essere inattiva. I servi li scaricano rapidamente

Passaggio 3: fabbricazione e assemblaggio dei bug: preparazione della scheda

1. Usa una matita per disegnare un rettangolo (15 cm × 10 cm).
2. Disegna un altro rettangolo di 15 cm × 30 x m.
3. Usa un coltello di ceramica per tagliare entrambi i rettangoli. Chiamiamo il primo Board 1 e il secondo Board 2.
4. Lucidare il rettangolo con una grattugia e far combaciare perfettamente le sue dimensioni con le dimensioni originali.

Passaggio 4: fabbricazione e assemblaggio dei bug: fissaggio delle parti principali sulla scheda

1. Etichetta un foro di maschiatura nell'Arduino e segnalo sulla scheda 2.
2. Utilizzare il foro come origine per stabilire un sistema di coordinate.
3. Misurare tutti i componenti degli elementi e individuarli nella posizione appropriata sulla Scheda 2.
4. Metti Arduino Uno, la scheda dell'unità e la breadboard sulla Board 2 e usa alcune viti per fissarli sulla scheda.
5. Collegare correttamente le tre unità con i fili, secondo gli schemi circuitali precedenti Figura 1, Figura 2, Figura 3 e Figura 4 al passaggio 1.

Passaggio 5: fabbricazione e assemblaggio di bug: aggiunta di pneumatici e ruote all'auto

1. Collega le gomme e i motori con le staffe del motore e fissalo sul retro dell'auto. Se lo hai fatto correttamente, le ruote posteriori dovrebbero apparire parallele l'una all'altra.
2. Usa una ruota universale e aggiungi alcuni dadi nella parte anteriore dell'auto, in modo che l'auto possa essere più bilanciata.
3. Fissare il sensore di tracciamento della linea sull'auto con viti e dadi. Affinché il sensore possa funzionare correttamente, interporre dei dadi tra il sensore e la Scheda 2 per avvicinarla al suolo.
4. Fissare la scheda 1 verticalmente sulla scheda 2 con staffe a forma di L, viti e dadi.

5. Praticare 4 fori paralleli al suolo, sulla perpendicolare medio dei lati più lunghi della tavola 2 ea 5 cm da terra.

6. Fissare il fotosensore sulla Scheda 2 con viti e dadi e mantenerlo parallelo al suolo. Controllare la Figura 3 di questo passaggio prima dell'installazione per assicurarsi che l'orientamento del fotosensore sia corretto.

Passaggio 6: fabbricazione e assemblaggio di bug: aggiunta di altre parti dell'auto e panoramica parziale

Attaccare la batteria al litio da 11,1 V sul retro della scheda 2 e collegarla all'unità con i fili

Una panoramica del bug finito può essere vista sopra.

Passaggio 7: fabbricazione della torre: i quattro pilastri

Cosa ti serve per la torre:

• Carta A4 *11
• colla bianca
• Un righello preciso

I quattro pilastri:

Prendi 4 fogli A4. Tagliare ogni pezzo di carta A4 in 3 pezzi, ognuno dei quali è largo 70 mm e lungo 297 mm. (Più è preciso meglio è)

SUGGERIMENTI: Affetta ogni pezzo di carta con un tagliacarte con pazienza e attenzione, in modo che i passaggi successivi siano più facili.

ATTENZIONE: NON TAGLIARTI.

• Collega i quarti di punto su entrambi i lati più corti (70 mm) con una matita.
• Disegna una linea parallela a un lato più corto e la distanza dovrebbe essere di 90 mm.

Passaggio 8: fabbricazione della torre: le parti di rinforzo

• Prendi 2 fogli di carta, tagliali in sei parti uguali e la dimensione dovrebbe essere 35 mm * 297 mm e dovrebbero essere 12 parti.
• Utilizzando un righello accurato per misurare una lunghezza di 207 mm su 8 parti e tagliarla a 35 mm * 207 mm, queste sono la parte C.
• Allo stesso modo, crea 4 parti di queste dimensioni 35 mm * 117 mm e qui ci sono la parte D.

Passaggio 9: fabbricazione della torre: le colonne

Prendi due parti A e una parte B, quindi incollale come nell'immagine seguente

Aspetta qualche istante e poi applica la colla su tutta la superficie, dopodiché stendila con molta cura e pazienza e poi otteniamo un bastoncino

SUGGERIMENTI: per la migliore efficacia, far coincidere le linee blu nell'immagine.

Prendi due parti C e una parte D, posizionale nella stessa posizione come nell'immagine, quindi usa la colla per attaccare queste parti al bastoncino realizzato in Figura 3.3.2

Dopo che la colla bianca si è asciugata, viene realizzato uno dei pilastri e ripetilo per tre volte per farne quattro in tutto

Passaggio 10: fabbricazione della torre: le parti di connessione

Prendi 5 fogli di carta, divisi equamente in sei parti, quindi piegalo come un rotolo per renderlo di dimensioni 35 mm * 297 mm e avere uno spessore di sei pezzi di carta quindi applica una fetta di colla per incollarlo, dopo che queste parti si sono asciugate tagliarli a metà

Disegna la linea di riferimento come nelle immagini seguenti, fai 2 parti E e 8 parti F, quindi taglia le parti in ombra, quindi estendi la parte centrale in un cerchio e il lato su e giù dovrebbe essere entrambi tre pezzi di carta di spessore

Prestare attenzione alle parti in cerchio e trattarle con cura per renderle di un solo spessore di carta

Passaggio 11: montaggio della torre

Assemblare i pilastri e le parti di collegamento come nella figura seguente. Abbraccia la carta spessa intorno al pilastro. Attaccali con la colla.

SUGGERIMENTI: Chiaramente le lunghezze utili della Parte E e della Parte F sono diverse, quindi la Parte E serve per collegare tra loro le diagonali mentre la Parte F serve per le vicine. Utilizzare le parti di connessione appropriate (Parte E e Parte F) per collegare tutti i punti segnati in figura.

SUGGERIMENTI: Se la torre ha qualche problema nella stabilità della struttura, prova a fare un foro al centro delle due parti di collegamento centrali e poi usa un bastoncino per attraversarla proprio come il lavoro a tenone e mortasa nell'antica Cina.

Passaggio 12: visualizzazione finale del sistema e risoluzione dei problemi

Questo è l'aspetto del sistema finale.

Sezione Risoluzione dei problemi:

Il mio bug non sta andando! Cosa dovrei fare?

Assicurati che i sensori di tracciamento della linea sui lati non siano attivati. Inoltre, usa il controller IR per cambiare isRunning? Flag a “true” e forceStop? Contrassegna come "falso". (Vedi 2.6.)

Il mio bug sta andando fuori pista

Assicurati che nulla ostacoli la ruota e che i motori siano fissati correttamente nella loro posizione. Inoltre, puoi regolare con precisione la velocità di entrambe le ruote regolando il moltiplicatore di velocità dei motori. (Vedi 2.6.)

La mia torre sta sparando a caso

Fissare i sensori di distanza nella posizione corretta. Assicurati che le parti del tuo corpo/le tue cose/alcuni mobili non si intromettano e nulla appaia improvvisamente davanti a loro.

Nessuno dei precedenti risolve il mio problema

Premi il pulsante Reset sulla scheda Arduino e prega per il meglio.