Guard Tower กับแมลง: 12 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:05

เราเป็นนักศึกษาชั้นปีที่ 1 จาก The UM-SJTU Joint Institute ซึ่งตั้งอยู่ในวิทยาเขต Ming Hang ของ Shanghai Jiaotong University เซี่ยงไฮ้ ประเทศจีน

เรามาที่นี่เพื่อจัดตั้งกลุ่มที่ 13 สำหรับหลักสูตร VG100 Introduction to Engineering ของ JI และโครงการนี้เรียกว่า "GUARD TOWER VERSUS BUGS" เป็นโครงการของหลักสูตร สมาชิกในกลุ่มจากซ้ายไปขวา ได้แก่

วัง Shuhan, 王书涵;

ยูซีหยวน 余思远;

Gong Tianyu, 龚天宇;

ซุนปิงฉี, 孙秉琪;

เซิน เจ๋อหยู่, 沈哲宇.

ตอนที่เผยแพร่คู่มือนี้ ผลการแข่งขันรอบสุดท้ายยังไม่ออกมา อย่างไรก็ตาม จุดบกพร่องของเราคือจุดบกพร่องครั้งแรกที่ผ่านการทดสอบจุดบกพร่องและประสิทธิภาพการทำงานเป็นเลิศ ในคู่มือนี้ เราจะแสดงวิธีสร้างแมลงและหอคอย

กฎของเกม ในโครงการการแข่งขันนี้ กลุ่มต่างๆ พยายามสร้าง "แมลง" ซึ่งเป็นรถยนต์ขนาดเล็กที่ขับเคลื่อนด้วย Arduino ซึ่งสามารถ "ฆ่า" ด้วยเลเซอร์ได้ เช่นเดียวกับหอคอยที่อาจฆ่าแมลงของผู้อื่นด้วยเลเซอร์ กฎของเกมมีดังนี้:

แมลง 3 ตัวเข้าใกล้และพยายาม "ดึง" หอคอยจาก 3 แทร็กจาก 4 แทร็กที่วางอยู่รอบหอคอย หอคอยต้องฆ่าแมลงก่อนที่จะ "ดึงลง"

แมลงจะต้องไปตามเส้นทางใน 0.2~0.3m/s และหยุดตราบเท่าที่มันถูกฉายรังสีด้วยเลเซอร์ ข้อยกเว้นคือไม่สามารถฆ่ามันได้เมื่ออยู่ในที่พักพิงหรือหยุดบนเส้นสีขาว

ข้อจำกัดในการออกแบบของเราสามารถสรุปได้ดังนี้:

• การออกแบบข้อบกพร่อง

  • เคลื่อนที่ระหว่าง 0.2 ม./วินาที ถึง 0.3 ม./วินาที
  • ภูมิคุ้มกันต่อการคราดของเลเซอร์
  • สามารถตรงไปข้างหน้าตามทางได้
  • ปฏิบัติตามข้อกำหนดโดยนัยในกฎของเกม

• การออกแบบหอคอย

  • สูงอย่างน้อย 60 ซม.
  • ทำจากกระดาษ A4 80g\m^2
  • ห้ามวางกระดาษ A4 เกิน 3 ชั้น
  • ส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ (ยกเว้นเซ็นเซอร์) วางอยู่บนหอคอยเท่านั้น

บั๊กต้องผ่านการทดสอบบั๊กให้เร็วที่สุดและทำงานได้ดีในวันที่เล่นเกม ประสิทธิภาพของหอคอยขึ้นอยู่กับปัจจัยอื่นๆ ได้แก่:

• น้ำหนัก. ไฟแช็กจะดีกว่า

• ความเร็วซึ่งรวมถึง:

  • ฆ่าแมลงให้มากขึ้นก่อนที่จะถูกโจมตี โดยเฉพาะอย่างยิ่ง 3 ตัว;
  • กำจัดแมลงให้เร็วที่สุด เช่น ฆ่าพวกมันก่อนที่จะเคลื่อนไหวมาก

สำหรับรายการวัสดุ โปรดดูเอกสารต่อไปนี้:

รายการวัสดุสำหรับหอคอย: ที่นี่

รายการวัสดุสำหรับข้อบกพร่อง: ที่นี่

ขั้นตอนที่ 1: แผนภาพวงจรของ Bug

บันทึกย่อสองสามข้อ:

ไดอะแกรมวงจรแบ่งออกเป็น 4 ไดอะแกรมที่แตกต่างกันสำหรับภาพที่ดี เช่น บอร์ด Arduino และเขียงหั่นขนมจะเหมือนกันตลอดทั้ง 4 ไดอะแกรม

"NS." ย่อมาจาก "เซนเซอร์"

เซ็นเซอร์ติดตามเส้นอาจดูแตกต่างจากในรายการวัสดุเล็กน้อยเนื่องจากมีโพเทนชิโอมิเตอร์เพื่อปรับความไว สิ่งนี้จะไม่ส่งผลกระทบต่อการทำงานโดยรวมของจุดบกพร่อง

โพเทนชิออมิเตอร์ R1 จะปรับแสงพื้นหลังของ LCD

หมุดบนเขียงหั่นขนมของสองแถวแรกจะเท่ากันภายในแถว หากคุณเห็นสายไฟหลายเส้นเชื่อมต่อกับขาเดียว ให้หาอีกอันหนึ่ง

_

ไดอะแกรมทั้งหมดที่สร้างด้วย Fritzing @ fritzing.org

• แผนผังเซ็นเซอร์แสงจัดทำโดย
• แผนผัง L298N H-bridge จัดทำโดย
• แผนผังแบตเตอรี่ LiPoly จัดทำโดย
• แผนผัง BH1750FVI จัดทำโดย

ขั้นตอนที่ 2: แผนภาพวงจรของหอคอย

บันทึกย่อสองสามข้อ:

เนื่องจากเซอร์โวมอเตอร์ต้องการพลังงานมาก บอร์ด Arduino ตัวที่สองจึงถูกใช้เพื่อจัดหาแหล่งจ่ายไฟที่มีการควบคุมอย่างเหมาะสมให้กับมอเตอร์

ถอดปลั๊กแบตเตอรี่เมื่อหอคอยควรอยู่นิ่ง เซอร์โวระบายออกอย่างรวดเร็ว

ขั้นตอนที่ 3: การสร้างและประกอบบั๊ก: การเตรียมบอร์ด

1. ใช้ดินสอวาดรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า (15 ซม. × 10 ซม.)
2. วาดรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าอีกอันที่มีขนาด 15ซม.×30xม.
3. ใช้มีดเซรามิกหั่นสี่เหลี่ยมทั้งสองข้าง เราตั้งชื่ออันแรกเป็นบอร์ด 1 และอันที่สองเป็นบอร์ด 2
4. ขัดสี่เหลี่ยมผืนผ้าด้วยเครื่องขูดและทำให้ขนาดพอดีกับขนาดดั้งเดิม

ขั้นตอนที่ 4: การสร้างและประกอบบั๊ก: การซ่อมชิ้นส่วนหลักบนบอร์ด

1. ติดฉลากรูต๊าปใน Arduino และทำเครื่องหมายบนบอร์ด 2
2. ใช้รูเป็นจุดเริ่มต้นเพื่อสร้างระบบพิกัด
3. วัดทุกองค์ประกอบและค้นหาตำแหน่งที่เหมาะสมบนกระดาน 2
4. ใส่ Arduino Uno, บอร์ดไดรฟ์ และบอร์ดเบรดบอร์ดบนบอร์ด 2 แล้วใช้สกรูยึดเข้ากับบอร์ด
5. เชื่อมต่อทั้งสามยูนิตด้วยสายไฟอย่างถูกต้องตามแผนภาพวงจรก่อนหน้า รูปที่ 1 รูปที่ 2 รูปที่ 3 และรูปที่ 4 ในขั้นตอนที่ 1

ขั้นตอนที่ 5: การประดิษฐ์และประกอบบั๊ก: การเพิ่มยางและล้อให้กับรถยนต์

1. ต่อยางและมอเตอร์กับขายึดมอเตอร์และยึดไว้ที่ด้านหลังของรถ หากคุณทำอย่างถูกต้อง ล้อหลังควรขนานกัน
2. ใช้ล้อสากลและเพิ่มน็อตสองสามตัวที่ด้านหน้ารถเพื่อให้รถมีความสมดุลมากขึ้น
3. แก้ไขเซ็นเซอร์ติดตามสายบนรถด้วยสกรูและน็อต เพื่อให้เซ็นเซอร์ทำงานได้อย่างถูกต้อง ให้ใส่น็อตระหว่างเซ็นเซอร์กับบอร์ด 2 เพื่อให้ใกล้พื้นมากขึ้น
4. ยึดบอร์ด 1 ในแนวตั้งบนบอร์ด 2 ด้วยขายึดรูปตัว L สกรูและน็อต

5. เจาะรู 4 รูขนานกับพื้น โดยตั้งฉากตรงกลางของด้านที่ยาวกว่าของกระดาน 2 และห่างจากพื้น 5 ซม.

6. ยึดโฟโตเซนเซอร์บนบอร์ด 2 ด้วยสกรูและน็อต และจัดให้ขนานกับพื้น ตรวจสอบรูปที่ 3 ของขั้นตอนนี้ก่อนทำการติดตั้งเพื่อให้แน่ใจว่าการวางแนวของเซ็นเซอร์รับแสงนั้นถูกต้อง

ขั้นตอนที่ 6: การสร้างและประกอบบั๊ก: การเพิ่มส่วนอื่นๆ ของรถยนต์และภาพรวมบางส่วน

ติดแบตเตอรี่ลิเธียม 11.1V ที่ด้านหลังของบอร์ด 2 และเชื่อมต่อกับไดรฟ์ด้วยสายไฟ

ภาพรวมของจุดบกพร่องที่เสร็จสิ้นแล้วสามารถดูได้ที่ด้านบน

ขั้นตอนที่ 7: การสร้างหอคอย: สี่เสาหลัก

สิ่งที่คุณต้องการสำหรับหอคอย:

• กระดาษ A4 *11
• กาวขาว
• ไม้บรรทัดที่ถูกต้อง

สี่เสาหลัก:

เอากระดาษ A4 จำนวน 4 แผ่น แบ่งกระดาษ A4 แต่ละชิ้นออกเป็น 3 ชิ้น โดยแต่ละแผ่นกว้าง 70 มม. และยาว 297 มม. (ยิ่งแม่นยิ่งดี)

เคล็ดลับ: หั่นกระดาษทุกชิ้นด้วยมีดกระดาษอย่างอดทนและระมัดระวัง เพื่อให้ขั้นตอนต่อมาง่ายขึ้น

คำเตือน: อย่าตัดตัวเอง

• ต่อจุดสี่ส่วนทั้งสองด้านที่สั้นกว่า (70 มม.) ด้วยดินสอ
• ลากเส้นขนานกับด้านที่สั้นกว่าและระยะห่างควรเป็น 90 มม.

ขั้นตอนที่ 8: การสร้างหอคอย: ชิ้นส่วนเสริมแรง

• นำกระดาษ 2 แผ่น แล่เป็น 6 ส่วนเท่าๆ กัน และขนาดควรเป็น 35mm*297mm และควรมี 12 ส่วน
• ใช้ไม้บรรทัดที่แม่นยำในการวัดความยาว 207 มม. ใน 8 ส่วนและตัดเป็น 35 มม. * 207 มม. ซึ่งเป็นส่วน C
• ทำ 4 ส่วนเช่นเดียวกันซึ่งขนาดเหล่านี้คือ 35 มม. * 117 มม. และนี่คือส่วน D

ขั้นตอนที่ 9: การสร้างหอคอย: คอลัมน์

นำส่วน A สองส่วนและส่วน B หนึ่งส่วน จากนั้นติดตามภาพต่อไปนี้

รอสักครู่กว่าทากาวบนพื้นผิวทั้งหมด หลังจากนั้นม้วนด้วยความระมัดระวังและความอดทนมากกว่าที่เราจะได้แท่งมา

เคล็ดลับ: เพื่อประสิทธิภาพสูงสุด โปรดให้เส้นสีน้ำเงินในภาพตรงกัน

ใช้สอง partC และ one part D วางไว้ในตำแหน่งเดียวกันเช่นภาพจากนั้นใช้กาวเพื่อให้ส่วนเหล่านี้แนบกับแท่งที่ทำในรูปที่ 3.3.2

หลังจากที่กาวสีขาวแห้ง เสาหลักหนึ่งถูกทำขึ้น และทำซ้ำสามครั้งเพื่อให้ได้สี่ทั้งหมด

ขั้นตอนที่ 10: การสร้างหอคอย: ส่วนเชื่อมต่อ

นำกระดาษ 5 แผ่น แบ่งเป็น 6 ส่วนเท่าๆ กัน แล้วพับเป็นม้วนให้ได้ขนาด 35 มม.*297 มม. และมีความหนากระดาษ 6 แผ่น กว่าจะใช้แผ่นกาวติดหลังจากส่วนนี้แห้ง ตัดเป็นครึ่ง

วาดเส้นอ้างอิงดังรูปต่อไปนี้ ทำ 2 partE และ 8 partF มากกว่าตัดส่วนที่เป็นเงาออก มากกว่าขยายส่วนตรงกลางเป็นวงกลม และด้านบนและด้านล่างควรมีความหนากระดาษทั้งสามชิ้น

ให้ความสนใจกับชิ้นส่วนที่เป็นวงกลมและจัดการอย่างระมัดระวังเพื่อให้ความหนาของกระดาษเพียงแผ่นเดียว

ขั้นตอนที่ 11: การประกอบหอคอย

การประกอบเสาและส่วนต่อต่างๆ ดังรูป โอบรับกระดาษหนาแผ่นเดียวรอบเสา ติดสิ่งเหล่านี้ด้วยกาว

เคล็ดลับ: เห็นได้ชัดว่าความยาวที่เป็นประโยชน์ของส่วน E และส่วน F แตกต่างกัน ดังนั้นส่วน E จึงถูกใช้เพื่อเชื่อมต่อระหว่างส่วนในแนวทแยง ในขณะที่ส่วน F ใช้กับส่วนข้างเคียง ใช้ส่วนเชื่อมต่อที่เหมาะสม (ส่วน E และส่วน F) เพื่อเชื่อมต่อ ทุกจุดที่ทำเครื่องหมายไว้ในภาพ

เคล็ดลับ: หากหอคอยมีปัญหาเรื่องความมั่นคงของโครงสร้าง ให้พยายามทำรูตรงกลางส่วนเชื่อมต่อสองส่วน และใช้แท่งไม้เพื่อข้ามมันเหมือนกับงานเดือยและร่องฟันในประเทศจีนโบราณ

ขั้นตอนที่ 12: มุมมองระบบขั้นสุดท้าย & การแก้ไขปัญหา

นี่คือลักษณะของระบบสุดท้าย

ส่วนการแก้ไขปัญหา:

บั๊กของฉันจะไม่ไป! ฉันควรทำอย่างไรดี?

ตรวจสอบให้แน่ใจว่าไม่ได้เปิดใช้งานเซ็นเซอร์ติดตามเส้นที่ด้านข้าง นอกจากนี้ ใช้ตัวควบคุม IR เพื่อเปลี่ยน isRunning? ตั้งค่าสถานะเป็น "จริง" และ ForceStop? ตั้งค่าสถานะเป็น "เท็จ" (ดู 2.6.)

บั๊กของฉันกำลังออกนอกลู่นอกทาง

ตรวจสอบให้แน่ใจว่าไม่มีสิ่งใดขวางทางล้อ และมอเตอร์ได้รับการยึดตำแหน่งอย่างถูกต้อง นอกจากนี้ คุณสามารถปรับความเร็วของล้อใดล้อหนึ่งได้ โดยการปรับตัวคูณความเร็วของมอเตอร์ (ดู 2.6.)

หอคอยของฉันกำลังยิงแบบสุ่ม

แก้ไขเซ็นเซอร์ระยะทางในตำแหน่งที่ถูกต้อง ตรวจสอบให้แน่ใจว่าส่วนต่างๆ ของร่างกาย/สิ่งของ/เฟอร์นิเจอร์บางส่วนไม่ได้เข้าไปยุ่ง และไม่มีอะไรปรากฏขึ้นตรงหน้าพวกเขาในทันใด

ทั้งหมดที่กล่าวมาข้างต้นไม่สามารถแก้ปัญหาของฉันได้

กดปุ่มรีเซ็ตบนบอร์ด Arduino และอธิษฐานขอให้ดีที่สุด