Tour de garde contre bugs : 12 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:07

Nous sommes des étudiants de première année de l'Institut conjoint UM-SJTU, situé sur le campus Ming Hang de l'Université Jiaotong de Shanghai, à Shanghai, en Chine.

Nous sommes ici pour former le Groupe 13 pour le cours VG100 Introduction to Engineering du JI, et ce projet, qui s'appelle "GUARD TOWER VERSUS BUGS", est un projet du cours. Les membres du groupe, de gauche à droite, sont:

Wang Shuhan,;

Yu Siyuan,;

Gong Tianyu,;

Sun Bingqi,;

Shen Zheyu,.

Au moment où ce manuel est publié, les résultats finaux du jeu ne sont pas encore sortis. Néanmoins, notre bogue est le PREMIER bogue à réussir le test de bogue et excelle en performances. Dans ce manuel, nous montrerons comment construire le bug et la tour.

RÈGLES DU JEU Dans ce projet compétitif, les groupes essaient de construire des "bugs", qui sont essentiellement des mini-voitures pilotées par arduino, qui peuvent être "tuées" au laser, ainsi que des tours qui peuvent tuer les bugs des autres avec son laser. Les règles du jeu sont grosso modo énumérées comme suit:

3 insectes s'approchent et essaient de « faire tomber » la tour à partir de 3 pistes sur 4 qui se trouvent autour de la tour. La tour doit tuer les insectes avant qu'elle ne soit « abaissée »

L'insecte doit parcourir le chemin en 0,2 ~ 0,3 m/s et s'arrêter tant qu'il est irradié par le laser; les exceptions sont qu'il ne peut pas être tué lorsqu'il est dans l'abri ou s'il s'arrête sur la ligne blanche

Les contraintes sur notre conception peuvent être résumées comme les éléments suivants:

• Conception de bogues

  • Déplacez-vous entre 0,2 m/s et 0,3 m/s.
  • Insensible au ratissage du laser.
  • Capable d'aller tout droit le long de la piste.
  • Se comporter selon les exigences implicites dans la règle du jeu.

• Conception de la tour

  • Au moins 60 cm de haut.
  • Fabriqué à partir de papier A4 80g\m^2.
  • Pas d'empilement de plus de 3 couches de papier A4.
  • Composants électroniques (hors capteurs) placés uniquement au sommet de la tour.

Le bogue doit réussir le test de bogue le plus tôt possible et bien fonctionner le jour du jeu; les performances de la tour dépendent d'autres facteurs, notamment:

• Poids. Plus léger, c'est mieux.

• Vitesse, qui comprend:

  • Tuer plus d'insectes avant d'être touché, de préférence tous les 3;
  • Tuer les insectes le plus tôt possible, c'est-à-dire les tuer avant qu'ils ne bougent beaucoup.

Pour la liste des matériaux, veuillez vous référer au document suivant:

Liste des matériaux pour la tour: ici

Liste des matériaux pour le bug: ici

Étape 1: schémas de circuit du bogue

Quelques notes rapides:

Les schémas de circuit sont divisés en 4 différents pour un bon visuel, c'est-à-dire que la carte arduino et la planche à pain sont les mêmes dans les 4 schémas

"S." signifie "Capteur"

Les capteurs de suivi de ligne peuvent sembler légèrement différents de ceux de la liste des matériaux en ce sens qu'ils ont des potentiomètres pour ajuster leur sensibilité; cela n'affectera pas vraiment la fonctionnalité globale du bogue

Le potentiomètre R1 règle le rétroéclairage de l'écran LCD

Les broches sur la maquette des deux premières rangées sont équivalentes à l'intérieur de la rangée. Si vous voyez plusieurs fils connectés à une broche, trouvez-en simplement une autre

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Tous les schémas réalisés avec Fritzing @ fritzing.org.

• Schémas du capteur de lumière fournis par
• Schémas du pont en H L298N fournis par
• Schémas de la batterie LiPoly fournis par
• Schémas BH1750FVI fournis par

Étape 2: Schéma de circuit de la tour

Quelques notes rapides:

Étant donné que le servomoteur est très gourmand en énergie, une deuxième carte Arduino est utilisée pour fournir une alimentation électrique régulée appropriée au moteur

Débranchez les batteries lorsque la tour doit être inactive. Les servos les drainent rapidement

Étape 3: Fabrication et assemblage de bogues: Préparation de la carte

1. Utilisez un crayon pour dessiner un rectangle (15 cm × 10 cm).
2. Dessinez un autre rectangle de 15cm × 30xm.
3. Utilisez un couteau en céramique pour trancher les deux rectangles. Nous nommons le premier Board 1 et le second Board 2.
4. Polissez le rectangle avec une râpe et faites que sa taille corresponde parfaitement à la taille d'origine.

Étape 4: Fabrication et assemblage de bogues: Fixation des pièces principales sur la carte

1. Étiquetez un trou de taraudage dans l'Arduino et marquez-le sur la carte 2.
2. Utilisez le trou comme origine pour établir un système de coordonnées.
3. Mesurez tous les composants de l'élément et localisez-les sur la position appropriée sur la carte 2.
4. Placez l'Arduino Uno, la carte de lecteur et la planche à pain sur la carte 2 et utilisez des vis pour les fixer sur la carte.
5. Connectez les trois unités avec des fils correctement, selon les schémas de circuit précédents Figure 1, Figure 2, Figure 3 et Figure 4 à l'étape 1.

Étape 5: Fabrication et assemblage de bogues: Ajout de pneus et de roues à la voiture

1. Connectez les pneus et les moteurs avec des supports de moteur et fixez-le à l'arrière de la voiture. Si vous l'avez fait correctement, les roues arrière doivent être parallèles les unes aux autres.
2. Utilisez une roue universelle et ajoutez quelques écrous à l'avant de la voiture, afin que la voiture puisse être plus équilibrée.
3. Fixez le capteur de suivi de ligne sur la voiture avec des vis et des écrous. Afin que le capteur puisse fonctionner correctement, placez des écrous entre le capteur et la carte 2 pour le rapprocher du sol.
4. Fixez la carte 1 verticalement sur la carte 2 avec des supports en forme de L, des vis et des écrous.

5. Percez 4 trous parallèles au sol, à mi-perpendiculaire des côtés les plus longs de la planche 2 et à 5 cm du sol.

6. Fixez le capteur photo sur la carte 2 avec des vis et des écrous, et maintenez-le parallèle au sol. Vérifiez la figure 3 de cette étape avant l'installation pour vous assurer que l'orientation du capteur photo est correcte.

Étape 6: Fabrication et assemblage de bogues: ajout d'autres pièces de la voiture et aperçu partiel

Collez la pile au lithium 11,1 V à l'arrière de la carte 2 et connectez-la au lecteur avec des fils

Un aperçu du bug fini peut être vu ci-dessus.

Étape 7: Fabrication de la tour: les quatre piliers

Ce dont vous avez besoin pour la tour:

• Papier A4 * 11
• Colle blanche
• Une règle précise

Les quatre piliers:

Prenez 4 feuilles de papier A4. Coupez chaque morceau de papier A4 en 3 morceaux, chacun mesurant 70 mm de large et 297 mm de long. (Plus c'est précis, mieux c'est)

CONSEILS: Tranchez chaque morceau de papier avec un coupe-papier patiemment et soigneusement, afin que les étapes ultérieures soient plus faciles.

AVERTISSEMENT: NE VOUS COUPEZ PAS.

• Connectez les quarts de points sur les deux côtés les plus courts (70 mm) au crayon.
• Tracez une ligne parallèle à un côté plus court et la distance doit être de 90 mm.

Étape 8: Fabrication de la tour: les pièces de renfort

• Prenez 2 morceaux de papier, coupez-les en six parties égales et la taille doit être de 35 mm * 297 mm et il doit y avoir 12 parties.
• En utilisant une règle précise pour mesurer une longueur de 207 mm sur 8 parties et la couper à 35 mm * 207 mm, ce sont la partie C.
• De même, faites 4 pièces dont ces tailles sont de 35 mm * 117 mm et voici la pièce D.

Étape 9: Fabrication de la tour: les colonnes

Prenez deux parties A et une partie B, puis collez-les comme sur l'image suivante

Attendez un moment avant d'appliquer de la colle sur toute la surface, puis roulez-la avec beaucoup de soin et de patience pour obtenir un bâton

CONSEILS: pour une efficacité optimale, veuillez faire coïncider les lignes bleues de l'image.

Prenez deux partC et une partD, placez-les dans la même position que sur la photo, puis utilisez la colle pour faire attacher ces pièces au bâton fait à la figure 3.3.2

Une fois la colle blanche sèche, l'un des piliers est fabriqué et répétez-le trois fois pour en faire quatre en tout

Étape 10: Fabrication de la tour: les pièces de connexion

Prenez 5 morceaux de papier, divisés également en six parties, puis pliez-le comme un rouleau pour en faire un format de 35 mm * 297 mm et avoir une épaisseur de six morceaux de papier puis appliquez une tranche de colle pour le coller, une fois ces parties sèches coupez-les en deux

Tracez la ligne de référence comme sur les images suivantes, faites 2 partiesE et 8 partiesF, puis coupez les parties d'ombre et prolongez la partie centrale en un cercle et les côtés haut et bas doivent être à la fois trois morceaux d'épaisseur de papier

Faites attention aux parties en cercle et manipulez-les avec soin pour n'en faire qu'une seule épaisseur de papier

Étape 11: Assemblage de la tour

Assembler les piliers et les pièces de connexion comme sur l'image suivante. Embrassez le papier épais autour du pilier. Collez-les avec de la colle.

CONSEILS: Il est clair que la longueur utile de la partie E et de la partie F est différente, donc la partie E est utilisée pour se connecter entre les diagonales tandis que la partie F est utilisée pour les voisines. Utilisez les pièces de connexion appropriées (partie E et partie F) pour vous connecter tous les points marqués sur l'image.

CONSEILS: Si la tour a un problème de stabilité de la structure, essayez de faire un trou au centre des deux pièces de connexion du milieu et utilisez un bâton pour la traverser, tout comme le travail à tenon et mortaise dans la Chine ancienne.

Étape 12: Vue finale du système et dépannage

Voilà à quoi ressemble le système final.

Section de dépannage:

Mon bug ne va pas! Que dois-je faire?

Assurez-vous que les capteurs de suivi de ligne sur les côtés ne sont pas activés. Utilisez également le contrôleur IR pour modifier le paramètre isRunning? Drapeau sur « vrai » et forceStop ? Marquer sur « faux ». (Voir 2.6.)

Mon bug est en train de dérailler

Assurez-vous que rien ne gêne la roue et que les moteurs sont correctement fixés à leur emplacement. En outre, vous pouvez affiner la vitesse de l'une ou l'autre des roues en ajustant le multiplicateur de vitesse des moteurs. (Voir 2.6.)

Ma tour tire au hasard

Fixez les capteurs de distance dans la bonne position. Assurez-vous que les parties de votre corps/vos affaires/certains meubles ne se mettent pas sur leur chemin et que rien n'apparaisse soudainement devant eux.

Rien de ce qui précède ne résout mon problème

Appuyez sur le bouton Reset de la carte Arduino et priez pour le meilleur.