Wachttoren versus insecten - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:16

Wij zijn eerstejaars studenten van het UM-SJTU Joint Institute, dat is gevestigd op de Ming Hang-campus van de Shanghai Jiaotong University, Shanghai, China.

We zijn hier om de Groep 13 te vormen voor de VG100 Inleiding tot Engineering cursus van de JI, en dit project, dat "GUARD TOWER VERSUS BUGS" wordt genoemd, is een project van de cursus. De groepsleden, van links naar rechts, zijn:

Wang Shuhan,;

Yu Siyuan,;

Gong Tianyu,;

Zon Bingqi,;

Shen Zheyu,.

Tegen de tijd dat deze handleiding is gepubliceerd, zijn de definitieve spelresultaten nog niet bekend. Desalniettemin is onze bug de EERSTE bug die de bugtest doorstaat en blinkt uit in prestaties. In deze handleiding laten we zien hoe je de kever en de toren bouwt.

SPELREGELS In dit competitieve project proberen groepen "bugs" te bouwen, dit zijn in wezen mini-arduino-aangedreven auto's die kunnen worden "gedood" door laser, evenals torens die de bugs van anderen kunnen doden met zijn laser. De spelregels zijn grofweg als volgt weergegeven:

3 insecten naderen en proberen de toren naar beneden te "trekken" van 3 van de 4 sporen die rond de toren lagen. De toren moet de beestjes doden voordat hij "naar beneden wordt getrokken"

De bug moet met 0,2~0,3 m/s langs het pad gaan en stoppen zolang hij door de laser wordt bestraald; de uitzonderingen zijn dat het niet gedood kan worden wanneer het in de shelter is of stopt op de witte lijn

De beperkingen op ons ontwerp kunnen worden samengevat als de volgende punten:

• Bug ontwerp

  • Beweeg tussen 0,2 m/s en 0,3 m/s.
  • Immuun voor het harken van laser.
  • Kan rechtdoor langs het spoor.
  • Gedraag je volgens de vereisten die in de spelregel worden geïmpliceerd.

• toren ontwerp

  • Minstens 60 cm hoog.
  • Gemaakt van 80g\m^2 A4-papier.
  • Geen stapeling van meer dan 3 lagen A4-papier.
  • Elektronische componenten (behalve sensoren) die alleen op de top van de toren zijn geplaatst.

De bug moet de bug-test zo vroeg mogelijk doorstaan en goed presteren op de speeldag; de prestaties van de toren zijn afhankelijk van enkele andere factoren, waaronder:

• Gewicht. Lichter is beter.

• Snelheid, waaronder:

  • Meer bugs doden voordat ze worden geraakt, bij voorkeur alle 3;
  • De insecten zo vroeg mogelijk doden, d.w.z. ze doden voordat ze veel bewegen.

Voor de materialenlijst verwijzen wij u naar het volgende document:

Materialenlijst voor de toren: hier

Lijst met materialen voor de bug: hier

Stap 1: Schakelschema's van de bug

Een paar snelle opmerkingen:

De schakelschema's zijn opgesplitst in 4 verschillende voor een goed beeld, d.w.z. het Arduino-bord en het breadboard zijn hetzelfde in de 4 diagrammen

"S." staat voor "Sensor"

De lijnvolgsensoren kunnen er enigszins anders uitzien dan die in de materiaallijst, omdat ze potentiometers hebben om hun gevoeligheid aan te passen; dit heeft niet echt invloed op de algehele functionaliteit van de bug

De R1-potentiometer regelt de achtergrondverlichting van het LCD-scherm

De pinnen op het breadboard van de eerste twee rijen zijn gelijk binnen de rij. Als u meerdere draden ziet die op één pin zijn aangesloten, zoekt u gewoon een andere

_

Alle diagrammen gemaakt met Fritzing @ fritzing.org.

• Lichtsensorschema's geleverd door
• L298N H-brugschema's geleverd door
• LiPoly-batterijschema's geleverd door
• BH1750FVI-schema's geleverd door

Stap 2: Schakelschema van de toren

Een paar snelle opmerkingen:

Omdat de servomotor erg veel stroom verbruikt, wordt een tweede Arduino-bord gebruikt om de motor goed geregeld van stroom te voorzien

Koppel de batterijen los wanneer de toren inactief moet zijn. Servo's laten ze snel leeglopen

Stap 3: Fabricage en montage van bugs: het bord voorbereiden

1. Teken met een potlood een rechthoek (15 cm x 10 cm).
2. Teken nog een rechthoek van 15cm×30xm.
3. Gebruik een keramisch mes om beide rechthoeken te snijden. We noemen de eerste als de Board 1, en de tweede als Board 2.
4. Poets de rechthoek met een rasp en zorg dat de grootte perfect overeenkomt met de oorspronkelijke grootte.

Stap 4: Fabricage en montage van bugs: hoofdonderdelen op het bord bevestigen

1. Label een tapgat in de Arduino en markeer het op board 2.
2. Gebruik het gat als oorsprong om een coördinatensysteem vast te stellen.
3. Meet de componenten van elk element en plaats ze op de juiste plaats op bord 2.
4. Plaats de Arduino Uno, het driveboard en het breadboard op Board 2 en gebruik enkele schroeven om ze op het bord te bevestigen.
5. Sluit de drie units op de juiste manier met draden aan, volgens de vorige schakelschema's Afbeelding 1, Afbeelding 2, Afbeelding 3 en Afbeelding 4 in Stap 1.

Stap 5: Fabricage en montage van bugs: banden en wielen aan de auto toevoegen

1. Verbind de banden en motoren met motorbeugels en bevestig deze aan de achterkant van de auto. Als je het goed hebt gedaan, moeten de achterwielen parallel aan elkaar lijken.
2. Gebruik een universeel wiel en voeg een paar moeren toe aan de voorkant van de auto, zodat de auto meer in balans kan komen.
3. Bevestig de lijnvolgsensor op de auto met schroeven en moeren. Om ervoor te zorgen dat de sensor goed kan werken, plaatst u enkele moeren tussen de sensor en Board 2 om deze dichter bij de grond te maken.
4. Bevestig Board 1 verticaal op Board 2 met L-vormige beugels, schroeven en moeren.

5. Pons 4 gaten parallel aan de grond, op de middelste loodlijn van de langere zijden van bord 2 en 5 cm van de grond.

6. Bevestig de fotosensor op Board 2 met schroeven en moeren en houd deze parallel aan de grond. Controleer afbeelding 3 van deze stap voordat u deze installeert om er zeker van te zijn dat de oriëntatie van de fotosensor correct is.

Stap 6: Fabricage en montage van bugs: andere delen van de auto toevoegen en gedeeltelijk overzicht

Plak de 11.1V lithiumbatterij op de achterkant van Board 2 en sluit deze met draden aan op de drive

Een overzicht van de voltooide bug is hierboven te zien.

Stap 7: Tower Fabrication: de vier pijlers

Wat heb je nodig voor de toren:

• A4 papier *11
• witte lijm
• Een nauwkeurige liniaal

De vier pijlers:

Neem 4 stukjes A4-papier. Snijd elk stuk A4-papier in 3 stukken, die elk 70 mm breed en 297 mm lang zijn. (Hoe nauwkeuriger hoe beter)

TIPS: Snijd elk stuk papier geduldig en voorzichtig met een papiermes, zodat de latere stappen gemakkelijker zijn.

WAARSCHUWING: SNIJD JEZELF NIET.

• Verbind de kwartpunten aan beide kortere zijden (70 mm) met potlood.
• Trek een lijn die evenwijdig is aan een kortere zijde en de afstand moet 90 mm zijn.

Stap 8: Tower Fabrication: de versterkingsonderdelen

• Neem 2 stukjes papier, snijd ze in even zes delen en de grootte moet 35 mm * 297 mm zijn en er moeten 12 delen zijn.
• Gebruik een nauwkeurige liniaal om een lengte van 207 mm op 8 delen te meten en deze af te snijden tot 35 mm * 207 mm, dit zijn deel C.
• Maak op dezelfde manier 4 delen waarvan deze maten 35 mm * 117 mm zijn en hier zijn deel D.

Stap 9: Tower Fabrication: de kolommen

Neem twee deel A en een deel B en plak deze op zoals op de volgende afbeelding

Wacht even en breng dan lijm aan op het hele oppervlak, rol het daarna met veel zorg en geduld uit en we hebben een stok

TIPS: laat voor de beste effectiviteit de blauwe lijnen in de afbeelding samenvallen.

Neem twee delen C en één deel D, plaats ze in dezelfde positie als op de afbeelding en gebruik de lijm om deze delen vast te maken aan de stok die in figuur 3.3.2 is gemaakt

Nadat de witte lijm droog is, wordt een van de pilaren gemaakt en herhaal dit drie keer om er in totaal vier te maken

Stap 10: Tower Fabrication: de verbindingsonderdelen

Neem 5 stukjes papier, verdeel het gelijkmatig in zes delen, vouw het dan als een rol om het 35 mm * 297 mm groot te maken en heb een dikte van zes stukjes papier, breng dan een plakje lijm aan om het te plakken, nadat deze delen droog zijn snij ze doormidden

Trek de referentielijn zoals de volgende afbeeldingen, maak 2 delen E en 8 delen F, snij dan de schaduwdelen af en verleng het centrale deel in een cirkel en de boven- en onderkant moeten beide drie stukken papierdikte zijn

Besteed aandacht aan de delen in de cirkel en behandel ze zorgvuldig om ze slechts één papierdikte te maken

Stap 11: Torenmontage

Het monteren van de pilaren en de verbindingsdelen zoals op de volgende afbeelding. Omhels het enkele dikke papier rond de pilaar. Plak deze met lijm.

TIPS: Het is duidelijk dat de bruikbare lengte van deel E en deel F verschillend is, dus deel E wordt gebruikt om de diagonaal te verbinden, terwijl deel F wordt gebruikt voor de aangrenzende delen. Gebruik de juiste verbindingsdelen (deel E en deel F) om verbinding te maken alle punten gemarkeerd in de afbeelding.

TIPS: Als de toren een probleem heeft met de stabiliteit van de structuur, probeer dan een gat te maken in het midden van de middelste twee verbindingsdelen en gebruik dan een dingstok om erover te steken, net als pen-en-gatwerk in het oude China.

Stap 12: Definitieve systeemweergave en probleemoplossing

Zo ziet het uiteindelijke systeem eruit.

Probleemoplossing Sectie:

Mijn bug gaat niet! Wat moet ik doen?

Zorg ervoor dat de lijnvolgsensoren aan de zijkanten niet geactiveerd zijn. Gebruik ook de IR-controller om de isRunning? Vlag naar "true" en de forceStop? Markeer op "false". (Zie 2.6.)

Mijn bug gaat van de baan

Zorg ervoor dat niets het wiel in de weg zit en dat de motoren goed op hun plaats zijn bevestigd. U kunt ook de snelheid van beide wielen afstemmen door de snelheidsvermenigvuldiger van de motoren aan te passen. (Zie 2.6.)

Mijn toren schiet willekeurig

Bevestig de afstandssensoren in de juiste positie. Zorg ervoor dat je lichaamsdelen/je spullen/sommige meubels niet in de weg zitten, en dat er niets ineens voor hun neus verschijnt.

Geen van bovenstaande lost mijn probleem op

Druk op de Reset-knop op het Arduino-bord en bid voor het beste.