Создание реальной военной игры в жанре Tower Defense: 11 шагов

2025 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2025-01-23 15:04

Здравствуйте, мы GBU!

Нашей команде была поставлена задача в нашем классе VG100 «Введение в инженерное дело»: спроектировать и построить настоящую игру Warzone Tower Defense. VG100 - это основной класс, который все первокурсники должны проходить в Объединенном институте (JI). Объединенный институт - это программа между Мичиганским университетом (UM) и Шанхайским университетом Цзяо Тонг (SJTU). Объединенный институт, расположенный на красивой и обширный кампус Минханг, аккредитованный ABET и получивший высокие награды; это престижная и известная школа в SJTU и в Китае. Курс VG100 - сложный и увлекательный.

Для игры мы должны построить бумажную башню, которая сможет защитить себя от атакующих жуков (роботизированных машин). Башня будет использовать лазер, чтобы поразить датчик освещенности на машине, чтобы остановить ее. У нас было несколько требований:

Правила игры:

• Роботизированная машина будет двигаться прямо по трассе со средней белой линией в сторону башни.
• Дорожка общей протяженностью 2,5 м имеет безопасную зону 0,5 м в начале, где машина не остановится даже при облучении вышки лазером.
• В конце безопасной зоны есть белая линия, где машина остановится на 2-4 секунды.
• После остановки жука можно облучить вышкой. Будет одна последняя белая линия, на которой жук остановится перед тем, как поразить башню.

Положение о конкурсе:

Башня

• Должен быть изготовлен из бумаги формата А4.
• Можно использовать только белый клей для сборки башни
• Не менее 60 см в высоту
• Ширина каждой стороны не должна превышать 3 листа бумаги.

Ошибка / Автомобиль

• Должна быть передняя вертикальная доска размером 15м х 10см.
• Фотодатчик, обнаруживающий лазер, размещается на высоте 5 см над землей перед вертикальной доской.
• Светоотражающая стена построена вокруг светочувствительного датчика.

Для справочного видео:

Шаг 1: концептуальная диаграмма

Выше представлены схемы автомобиля и башни в разобранном виде.

Шаг 2: Перечень материалов / Необходимые расходные материалы

Необходимые инструменты:

• Горячий клей
• Отвертка
• Ножницы
• Винты
• Пила
• Точный нож
• Клей
• Лента
• Паяльный пистолет

Другие необходимые материалы:

• Акриловая доска
• Картон
• Деревянный блок
• Твердый пенополистирол
• Электрическая лента
• Батарейный ящик
• Малые винты для металлических труб из латуни с шестигранной головкой
• L-образные соединители
• Пластиковые соединители
• Вешалка

Совет: если вы планируете покупать на Taobao, покупайте дополнительные важные компоненты, такие как двигатели, платы приводных двигателей, сервоприводы, датчики слежения и т. Д.

Шаг 3: принципиальные схемы

Выше показаны краткие электрические схемы автомобиля и башни. Это будут полезные цифры, когда мы будем собирать башню и машину.

Будьте осторожны, правильно подключив провод. Для пайки некоторых частей проводов требуется паяльник. Соблюдайте осторожность при работе с паяльником.

Шаг 4. Строительство основной базы автомобиля [Подготовка автомобиля]

1. Возьмите картонную пластину и с помощью точного ножа разрежьте ее на части размером 23 x 29,5 см. (Это будет основной корпус автомобиля.)
2. Используя пилу, отрежьте деревянный брусок до размеров: 24 см x 5 см x 2,4 см. (Это будет служить платформой для управляющих компонентов.)

Шаг 5: Подготовка передней вертикальной доски [Подготовка автомобиля]

1. Возьмите пластиковую доску и ножницами отрежьте ее до размера 15 х 10 см.
2. Сделайте прорезь шириной 1,5 см и высотой 0,5 см (5 см от низа доски и примерно в центре по горизонтали) с помощью электродрели.
3. Вырежьте небольшую деревянную пластину размером 1,5 x 0,5 см и приклейте ее горячим клеем прямо под только что образовавшуюся прорезь.
4. Используя ножницы, отрежьте пенополистирол, чтобы создать отражающую стену для сторон фотодатчика.
5. Приклейте кусочки бумаги к стене по бокам, чтобы датчик лучше отражал свет.

Шаг 6. Сборка колес [Подготовка автомобиля]

1. Вырежьте 4 акриловых круга с помощью программы лазерной резки, каждый радиусом: 4,75 см.
2. Приклейте горячим клеем акриловые круги к внешней стороне соответствующих колес.
3. Выньте два колеса (радиусом 2,9 см) и прикрепите колеса к моторам.
4. Надежно прикрутите оси на место. С помощью ножниц отрежьте плечики и зафиксируйте их примерно на 27 см.
5. Выньте два последних колеса. Проденьте ось через трубку плечиков и соедините их осью.
6. Прикрутите металлические соединители L-образной формы к основному корпусу. Проденьте ось с колесами без мотора через отверстие. Закрутите винты.
7. Возьмите белый пластиковый разъем и прикрутите колеса с моторами к основному корпусу.

Шаг 7: Сборка автомобиля

1. Прикрутите Arduino Uno лицевой стороной вверх к верхней части деревянной платформы, поставив ее на конец.
2. Присоедините мост Arduino к верхней части Arduino Uno.
3. Затем возьмите плату приводного двигателя и прикрутите ее к другому концу деревянной платформы.
4. Поместите деревянную доску в середину основного корпуса. Надежно приклейте его горячим клеем.
5. Приклейте аккумуляторный ящик к деревянному бруску горячим клеем.
6. Прикрутите датчик силы света к небольшой деревянной плите, которая была прикреплена к передней части вертикальной доски.
7. Прикрутите ИК-датчик к днищу автомобиля ближе к одной из сторон.
8. Присоедините провода, следуя принципиальной схеме автомобиля, приведенной в шаге 3.
9. Надежно заклейте провода и любые пролетные пути. Следите, чтобы провода не спутывались с колесами.

Шаг 8: Изготовление бумажной башни

1. Башня сделана из треугольных призм из бумаги формата А4.
2. Предварительно сделайте шаблон: 21см х 2см.
3. Возьмите лист бумаги и сложите с трех сторон.
4. Склейте две стороны вместе. Повторяйте, пока у вас не будет достаточно призм.
5. Следуйте схеме и склейте призмы, как показано.
6. Сложите бумагу, как показано на картинках, чтобы создать квадратную основу с полушестиугольной структурой для вершины башни.
7. Приклейте квадратное основание к вершине башни.
8. Сделайте подставку для соты для сервопривода.
9. Приклейте подставку для сот на квадратное основание на вершине башни.

Совет: мы предлагаем использовать ленту для проверки различных положений перед приклеиванием к основанию и стойке с сотами, потому что башня, если она сделана из бумаги, очень важно, чтобы все части были надежно приклеены, чтобы предотвратить проблемы с балансировкой в дальнейшем.

Шаг 9: Сборка башни

1. Используя небольшую шестигранную латунную металлическую трубу, соедините сервопривод 180 ° и сервопривод 270 ° вместе, так чтобы 180 ° находилось сверху.
2. Приклейте лазер к сервоприводу на 180 ° горячим способом.
3. Сбалансируйте и закрепите Arduino Uno и батареи на верхней платформе башни.
4. Наклейте горячим клеем ультразвуковой датчик расстояния на каждую сторону основания.
5. Подключите провода, как показано на принципиальной схеме башни на шаге 3.

Шаг 10: Полный обзор системы

Это был конечный продукт, который мы создали.

Спасибо, что прочитали наше руководство, и мы надеемся, что оно вам понравилось. Если у вас есть какие-либо вопросы относительно нашего проекта, вы можете связаться с нашим руководителем группы по адресу: [email protected].

Шаг 11. Устранение неполадок

Автомобиль / Ошибка

1. Если какой-либо электрический компонент не работает должным образом, проверьте провода, чтобы убедиться, что они правильно подключены.

2. Если электрические компоненты по-прежнему не работают должным образом, даже если провода подключены правильно, используйте датчик напряжения для проверки напряжения в разных местах. Возможно, было нарушено напряжение тока. Приблизительные правильные значения напряжения указаны ниже:

   1. Колеса: 9В
   2. Датчики [Все]: 5V
   3. Сервоприводы: 6-12 В
   4. Аккумулятор: 12 В
3. Если автомобиль не работает, убедитесь, что плата Arduino и приводного двигателя подключены напрямую или вместе с макетной платой. Исходя из опыта, мы рекомендуем использовать одну и ту же батарею для питания Arduino и приводного двигателя.
4. При тестировании тележки на гусенице вы слышите громкий звук, это может быть трение между двигателями и осью или внешними колесами и гусеницей. Используйте смазочное масло для моторов и вазалин на внутренней стороне акриловой крышки на колесах.

Башня

1. Держите башню в сухом месте, потому что, если воздух слишком влажный, бумага размягчается и не выдерживает никакого веса.
2. Если лазер не стреляет точно, измените код, чтобы изменить углы. Однако совет: измените определенные части кода, чтобы не повлиять и на другие углы.