Een echt oorlogstorenverdedigingsspel maken - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:15

Hallo, wij zijn GBU!

Ons team kreeg een taak toegewezen in onze VG100, Intro to Engineering, klasse: het ontwerpen en bouwen van een echte Warzone Tower Defense Game. VG100 is een kernklasse die alle eerstejaars moeten volgen aan het Joint Institute (JI.) Het Joint Institute is een programma tussen de University of Michigan (UM) en de Shanghai Jiao Tong University (SJTU). Het Joint Institute, gelegen aan de prachtige en uitgestrekte Minhang-campus, is ABET-geaccrediteerd en heeft hoge onderscheidingen gewonnen; het is een prestigieuze en gerenommeerde school binnen SJTU en in China. De VG100 klasse is uitdagend en boeiend parcours.

Voor het spel moeten we een papieren toren bouwen die zichzelf kan verdedigen tegen aanvallende insecten (robotauto's). De toren zal een laser gebruiken om de lichtsensor op de auto te raken om deze te stoppen. We hadden een paar vereisten waaraan we moesten voldoen:

Regels van het spel:

• De robotauto rijdt rechtdoor langs een baan met een middelste witte lijn naar de toren.
• Het pad, in totaal 2,5 m, heeft in het begin een veilige zone van 0,5 m, waar de auto niet stopt, zelfs niet als hij wordt bestraald door de laser van de toren.
• Aan het einde van de veilige zone is er een witte lijn waar de auto 2-4 seconden zal stoppen.
• Na het stoppen kan de bug worden bestraald door de toren. Er zal nog een laatste witte lijn zijn waar de bug kan stoppen voordat hij de toren raakt.

Wedstrijdreglement:

Toren

• Moet van A4-papier zijn gemaakt
• Kan alleen witte lijm gebruiken om de toren te monteren
• Minstens 60 cm hoog
• De breedte van elke zijde mag niet groter zijn dan 3 stukjes papier

Bug/Auto

• Moet een verticale voorkant hebben met afmetingen van 15m x 10cm.
• Fotosensor, die de laser detecteert, wordt 5 cm boven de grond geplaatst, vóór het verticale bord.
• Rondom de lichtsensor is een reflecterende wand gebouwd.

Voor een referentievideo:

Stap 1: Conceptdiagram

Hierboven zijn ontplofte diagrammen van de auto en de toren opgenomen.

Stap 2: Materiaallijst / Benodigde benodigdheden

Gereedschap nodig:

• Hete lijm
• Schroevendraaier
• Schaar
• Schroeven
• Zaag
• Exact-o-mes
• Lijm
• Plakband
• Soldeerpistool

Andere benodigde materialen:

• Acrylbord
• Karton
• Houten blok
• Hard piepschuim
• elektrische band
• Accubak
• Kleine zeshoekige messing metalen buisschroeven
• L-vormige connectoren
• Kunststof connectoren
• Kapstok

Tip: Als u van plan bent om bij Taobao te kopen, koop dan extra's van de belangrijke componenten, zoals de motoren, aandrijfmotorborden, servo's, volgsensoren, enz.

Stap 3: Schakelschema's

Hierboven ziet u de korte schakelschema's voor de auto en de toren. Dit zijn nuttige cijfers voor wanneer we de toren en de auto in elkaar zetten.

Zorg ervoor dat u de draad correct aansluit. Een soldeerpistool is nodig om sommige delen van de draden aan elkaar te solderen. Wees voorzichtig bij het werken met een soldeerpistool.

Stap 4: De basis van de auto bouwen [Car Prep]

1. Neem de kartonnen plaat en snijd deze met een exact-o-mes in 23 cm x 29,5 cm. (Dit zal dienen als het hoofdgedeelte van de auto.)
2. Snijd met een zaag het houten blok op de afmetingen: 24 cm x 5 cm x 2,4 cm. (Dit zal dienen als platform voor de besturingscomponenten.)

Stap 5: Het voorste verticale bord voorbereiden [Car Prep]

1. Neem de Plastic Board en knip deze met een schaar op maat van 15 x 10 cm.
2. Snijd een spleet van 1,5 cm breed en 0,5 cm hoog (5 cm vanaf de onderkant van het bord en ongeveer in het midden horizontaal) met een elektrische boor.
3. Snijd een kleine plaat hout, ongeveer 1,5 cm x 0,5 cm en lijm deze direct onder de kleine spleet die zojuist is gemaakt.
4. Knip met een schaar het piepschuim af om een reflecterende wand voor de zijkanten van de fotosensor te maken.
5. Plak stukjes papier op de zijkanten van de muur om een beter reflecterend effect voor de sensor te creëren.

Stap 6: De wielen monteren [Car Prep]

1. Snijd 4 acryl cirkels met behulp van een lasersnijprogramma, elk met een straal van: 4,75 cm.
2. Heet lijm de acryl cirkels op de buitenkant van de respectievelijke wielen.
3. Verwijder twee wielen (met een straal van 2,9 cm) en bevestig de wielen op de motoren.
4. Assen stevig op hun plaats schroeven. Knip met een schaar een kleerhanger uit en bevestig deze op circa 27 cm.
5. Haal de laatste twee wielen eruit. Schuif de as door de kleerhangerbuis en verbind ze met een as.
6. Schroef de L-vormige metalen connectoren op het hoofdgedeelte. Schuif de as met de wielen zonder motoren door het gat. Zet de schroeven vast.
7. Neem een witte plastic connector en schroef de wielen met motoren op het hoofdgedeelte.

Stap 7: De auto monteren

1. Schroef de Arduino Uno met de voorkant naar boven op de bovenkant van het houten platform en laat hem aan het uiteinde zitten.
2. Bevestig de Arduino Bridge op de bovenkant van de Arduino Uno.
3. Neem vervolgens het aandrijfmotorbord en schroef het op het andere uiteinde van het houten platform.
4. Plaats de houten plank op het midden van het hoofdgedeelte. Heet lijm het stevig vast.
5. Heet lijm de accubak naast het houten blok.
6. Schroef de lichtintensiteitssensor op het kleine stuk hout dat aan de voorkant van het verticale bord was bevestigd.
7. Schroef de IR-sensor aan de onderkant van de auto, meer naar een van de zijkanten.
8. Bevestig de draden volgens het schakelschema van de auto in stap 3.
9. Plak de draden en eventuele vliegroutes stevig vast. Laat de draden niet in de war raken met de wielen.

Stap 8: De papieren toren maken

1. De toren is gemaakt van driehoekige prisma's van A4-papier.
2. Maak vooraf een sjabloon.: 21cm x 2 cm.
3. Pak het stuk papier en vouw drie zijden.
4. Lijm twee van de zijkanten aan elkaar. Herhaal dit totdat je genoeg prisma's hebt.
5. Volg het diagram en lijm de prisma's aan elkaar zoals weergegeven.
6. Vouw het papier zoals weergegeven in de afbeeldingen om een vierkante basis te maken, met een half zeshoekige structuur, voor de bovenkant van de toren.
7. Lijm de vierkante basis op de bovenkant van de toren.
8. Maak een honingraatstandaard voor de servo.
9. Lijm de honingraatstandaard op de vierkante basis bovenop de toren.

Tip: We raden aan om tape te gebruiken om verschillende posities te testen voordat u de basis en de honingraatstandaard lijmt, omdat de toren, indien gemaakt van papier, essentieel is dat alle onderdelen stevig worden vastgelijmd om later evenwichtsproblemen te voorkomen.

Stap 9: De toren monteren

1. Gebruik een kleine zeshoekige messing metalen buis om de 180° servo en 270° servo aan elkaar te bevestigen, met de 180° aan de bovenkant.
2. Heet lijm de laser op de 180 ° servo.
3. Balanceer en plak de Arduino Uno en batterijen vast op het bovenste platform van de toren.
4. Heet lijm een ultrasone afstandssensor aan elke kant van de basis.
5. Sluit de draden aan zoals weergegeven in het schakelschema van de toren in stap 3.

Stap 10: Volledige systeemweergave

Dit was het eindproduct dat we hebben gemaakt.

Bedankt voor het lezen van onze handleiding en we hopen dat je ervan genoten hebt. Als u vragen heeft over ons project, kunt u contact opnemen met onze teamleider via: [email protected].

Stap 11: Problemen oplossen

Auto/bug

1. Als een elektrisch onderdeel niet goed werkt, controleer dan de draden om te zien of ze goed zijn aangesloten.

2. Als elektrische componenten nog steeds niet goed werken, ook al zijn de draden goed aangesloten, gebruik dan een spanningsdetector om de spanning van elke verschillende locaties te testen. Het is mogelijk dat de spanningsstroom is verstoord. Geschatte juiste spanningen zijn hieronder opgenomen:

   1. Wielen: 9V
   2. Sensoren [Alle]: 5V
   3. Servo's: 6-12V
   4. Batterij: 12V
3. Als de auto niet werkt, zorg er dan voor dat het Arduino- en Driving Motor-bord zijn aangesloten, of het nu rechtstreeks is aangesloten of samen met een breadboard. Uit ervaring raden we aan om dezelfde batterij te gebruiken om zowel de Arduino als de aandrijfmotor van stroom te voorzien.
4. Bij het testen van de kar op de baan en je hoort een hard geluid, kan het de wrijving zijn tussen de motoren en de as of de buitenste wielen en de baan. Gebruik een smeerolie op de motoren en vaseline op de binnenzijde van de acrylkap op de wielen.

Toren

1. Bewaar de toren op een droge plaats, want als de lucht te vochtig is, wordt het papier zacht en kan het geen gewicht dragen.
2. Als de laser niet precies schiet, verander dan de code om de hoeken te veranderen. Wel een tip: verander specifieke delen van de code, zodat de andere hoeken niet ook worden beïnvloed.