Warzone Tower Defense: 20 stappen

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

Dit Warzone Tower Defense-project is gebaseerd op een pixelachtig spel waarvan het doel is om de toren met verschillende wapens te verdedigen en uiteindelijk alle vijanden te vernietigen.

Wat we moeten doen, is om deze toren in een entiteit te brengen en een robotauto (de "bug") te maken om de vijanden te symboliseren.

Vier tracks, drie bugs en een toren vormen het hele project. We kunnen dit project eenvoudig beschrijven in drie processen:

① Stel de sporen in.

② De bugs gingen achtereenvolgens af.

③ De toren doodt de insecten.

Stap 1: Over JI, VG100-cursussen en ons

JI, de afkorting van Joint Institute, is een instituut voor engineering dat in 2006 gezamenlijk is opgericht door de Shanghai Jiao Tong University en de University of Michigan [1]. Het is gelegen in het zuidwesten van Shanghai.

Een van de meest onderscheidende kenmerken van JI is internationalisering, die een puur Engelstalige leeromgeving vereist en begrip voor verschillende culturen en waarden. Een ander kenmerk is de nadruk op manipulatieve vaardigheid die studenten aanmoedigt om na te denken en het briljante idee in een entiteit te brengen.

Onze VG100-cursus is het typische voorbeeld van de tweede functie, met als hoofddoel eerstejaarsstudenten te leren hoe ze een heel technisch project moeten uitvoeren en dit vervolgens duidelijk te maken aan het publiek. De combinatie van deze twee doelen leidt tot ons Warzone Tower Defense-project, en we zijn hier om je uit te leggen hoe het werkt.

Wij zijn Wang Zibo, Zhou Runqing, Xing Wenqian, Chen Peiqi en Zhu Zehao, afkomstig van Team One, Apollo. Apollo is de god van het licht en we gebruiken zijn naam om onze vastberadenheid te tonen dat licht altijd op ons schijnt en dat we daarom nooit zullen opgeven.

Stap 2: Regels van het project

Markeer een gebied, plaats de toren (van papier) in het midden van het gebied

Lijn twee onderling loodrechte, 2,5 meter lange wegen uit. Daarom kunnen insecten de toren vanuit vier richtingen naderen

Deze 2,5 meter lange weg is opgedeeld in drie delen, zoals te zien is in figuur

① Het eerste deel van de weg is een 0,5 meter lange overkapping. Deze afstand wordt gebruikt voor de versnellingsfase van de bug, zodat deze niet binnen deze afstand wordt gedood.

② Het tweede deel is een meter lang. Aan het einde van dit deel staat een witte lijn om te detecteren of de bug op dit punt nauwkeurig kan stoppen. De bug zou 2 seconden moeten stoppen.

③ Het derde deel is de laatste meter. Als je het spel wilt halen, moeten alle insecten door de toren worden gedood voordat ze de toren inslaan. Maar we zetten nog een witte lijn aan het einde van de baan waar de bug onmiddellijk moet stoppen, zelfs als hij niet is gedood, om de fragiele papieren toren te beschermen.

De bugs moeten in een rechte lijn vooruit gaan

Stel de snelheid van de bug in tussen 0,2 m/s-0,3 m/s

De ultrasone sensoren aan de onderkant van de toren zijn in staat om de locatie van de bug te detecteren op basis van de afstand ertussen, pas nadat de bug het beschuttingsgebied heeft verlaten

De laser mag niet de hele tijd ronddraaien. Het zou pas in de richting moeten gaan waar de bug vandaan komt nadat de locatie van de bug is bepaald

Op het moment dat de laser van de laserpointer de fotoweerstand bereikt, moet de bug stoppen en dat betekent dat hij is gedood

De bug mag niet worden gedood tijdens de 2-4s bij de witte lijn in het midden van de baan

Stap 3: Over materialen die in dit project worden gebruikt

Alle materialen en gereedschappen die in dit project worden gebruikt, worden in bovenstaande afbeeldingen weergegeven.

Stap 4: Bug's stapsgewijze instructie: stap 1

Draai het horizontale bord om. Immobiliseer het omnidirectionele wiel erop met smeltlijm. Zorg ervoor dat het wiel zich in het midden van het pad bevindt.

Het wordt aanbevolen om het ontwerp van onze hierboven getoonde bug te bekijken voordat u de instructie volgt.

Stap 5: Bug's stapsgewijze instructie: stap 2

Plaats de motor in de motorbeugel. Gebruik een koppeling{1} om de motor aan de band te bevestigen. Schroeven zijn nodig om de echtheid te garanderen.

Plak de onderdelen op de achterkant van het horizontale bord. De wielen verschijnen dan symmetrisch aan beide zijden van de kever.

Stap 6: stapsgewijze instructie van de bug: stap 3

Plak het Arduino-bord{2}, het breadboard{3}, het motoraandrijfbord{4}, de accubak en de Li-polymeer{5} op het horizontale bord.

Hun relatieve posities kunnen op de juiste manier worden gewijzigd op basis van uw eigen behoeften.

Stap 7: Bug's stapsgewijze instructie: stap 4

Plak de lichtsensor{6} met smeltlijm op het verticale bord. De sensor moet precies in het midden van het bord en evenwijdig aan de grond worden geplaatst.

Verbind vervolgens twee planken met elkaar (dit is te zien in de afbeeldingen van de volgende stap).

Stap 8: stapsgewijze instructie van de bug: stap 5

Installeer drie infraroodvolgsensoren{7} op de verbinding van de twee planken.

Stap 9: Bug's stapsgewijze instructie: stap 6

Sluit de draden aan.

Volg zorgvuldig het schakelschema.

Stap 10: Definitieve weergave van de bug

Stap 11: Tower's stapsgewijze instructie: stap 1

Bouw de papierstructuur zoals weergegeven in de afbeelding (behalve de paarse en blauwe delen).

Merk op dat alleen witte lijm kan worden gebruikt voor immobilisatie.

Stap 12: Tower's stapsgewijze instructie: stap 2

Installeer vier ultrasone sensoren{8} op de vier zijden van de toren.

Stap 13: Tower's stapsgewijze instructie: stap 3

Plaats bovenop de toren een dun stuk synthetisch glas. Zet vervolgens Arduino board, breadboard, batterij en batterijbox op het kunststof glas.

Stap 14: Tower's stapsgewijze instructie: stap 4

Installeer de houderkop{9} net onder het kunststof glas. Verbind vervolgens de stuurmotor met de houderkop.

Stap 15: Tower's stapsgewijze instructie: stap 5

Sluit de draden aan.

Volg zorgvuldig het schakelschema.

Stap 16: Laatste zicht op de toren

Stap 17: Onze prestaties in dit project

We hebben één insect gedood, dat een afstand van 1,5 meter heeft afgelegd.

Aangezien een donkere omgeving vereist is op Game Day, kunnen we geen video leveren die duidelijk genoeg is. Om dit goed te maken, uploaden we nog een video die overdag is gemaakt om de functie van onze bug te laten zien.

Stap 18: Bijlage A: Referentie

[1]

[2]

Stap 19: Bijlage B: Annotatie

{1} Koppeling: een soort mechanisch onderdeel dat wordt gebruikt om twee componenten met elkaar te verbinden die oorspronkelijk ongeëvenaard zijn

{2} Arduino-bord: een eenvoudig soort microcontroller

{3} Breadboard: gebruikt voor het aansluiten van elektronische circuits zonder het proces van solderen

{4} Motoraandrijfbord: gebruikt om de functie van de motoren te regelen

{5} Li-polymeer: een soort batterij die een stabiele uitgangsspanning kan leveren

{6} Lichtsensor: Op het oppervlak van dit onderdeel is een kleine fotoweerstand geïnstalleerd die verschillende lichtintensiteiten kan onderscheiden.

{7} Infrarood-volgsensor: een sensor waarmee de bug rechtdoor kan gaan door het witte licht te detecteren

{8} Ultrasone sensor: Bepaal de exacte locatie van de bewegende bug door een ultrasoon signaal te ontvangen en dit vervolgens om te zetten in een elektrisch signaal.

{9} Cradle head: gebruikt om iets te ondersteunen

{10} Stuurmotor: een soort mechanisch onderdeel dat kan draaien en in de gewenste richting kan komen

Stap 20: Bijlage C: Problemen oplossen

V: Waarom kan ik de motorbeugels niet stevig op het kunststof glas plakken met smeltlijm?

A: Merk op dat het contactoppervlak tussen de motorbeugels en het kunststof glas vrij beperkt is. Je moet precies het gebied lokaliseren waar je de lijm gaat smelten en als de beugels eenmaal op het bord zijn geplakt, moet je ze niet meer verplaatsen totdat de lijm weer is geklonterd.

V: Waarom kan mijn bug niet in een rechte lijn vooruit gaan?

A: Merk op dat elke motor enigszins verschilt van andere motoren, hetzelfde geldt voor banden. U kunt fouten verminderen door twee extreem vergelijkbare motoren en banden te vinden, of een volgsensor installeren, net zoals wij hebben gedaan.

V: Waarom valt mijn toren altijd naar beneden?

A: Merk op dat papier erg slecht is in het dragen van gewicht. Je kunt de toren steviger maken door cilindervormige papierrollen toe te voegen die de onderkant van de toren omringen. Zorg er echter voor dat uw structuur niet meer dan drie lagen papier bevat.

V: Waarom kan ik geen relatief stabiele gegevens verkrijgen van de ultrasone sensoren?

A: Merk op dat ringstroom een elektromagnetisch veld kan creëren dat leidt tot fluctuatie van gegevens. U kunt het effect verminderen door de draden op te richten.