Arduino za Nerf: Kronograf i brojač snimaka: 28 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:35

Moj prethodni Instructable pokrivao je osnove otkrivanja brzine strelice pomoću infracrvenog odašiljača i detektora. Ovaj projekt čini korak dalje, koristeći tiskanu ploču, zaslon i baterije za izradu prijenosnog brojača streljiva i kronografa. Dodatno, dodajemo neke LED diode za simulaciju bljeska njuške. Jer, pew pew pew…

Ovo se može činiti zastrašujućim projektom s puno koraka, ali upotreba tiskane ploče i komercijalnih komponenti za zaslon i mikrokontroler znatno olakšavaju sastavljanje pouzdanog projekta. Također ću dostaviti testni kôd za svaki element projekta kako bih vam osigurao uspjeh. Možeš ti to !

Korak 1: Dijelovi i potrošni materijal

Tiskana ploča, tri kopije koštat će vas samo 12,40 USD uz besplatnu dostavu, pa napravite ovo s prijateljem kako biste podijelili troškove:

OSH Park:

Elektronički dijelovi

• 1 ea., Q1 MOSFET N-CH 20V 530MA TO92-3, Mikročip TN0702N3-G,

• 5 ea., 5 mm LED dioda, boja po vašem izboru

  • Bijela
  • Jantar
• 6 ea., 100 ohma 1/8W otpornici za ograničavanje struje 5%,
• 2 ea., 10K 1/8W otpornik 5%,
• 1 ea. Foto tranzistor, [Everlight PT928-6B-F] (https://www.digikey.com/short/qtrp5m)
• 1 ea. IC odašiljač, [Everlight IR928-6C-F] (https://www.digikey.com/short/jzr3b8)
• 1 ea. Otpor 100 ohma 1/8W 5%, [Stackpole CF18JT100R] (https://www.digikey.com/short/q72818)
• 1 ea., Muško-muški 12 "kratkospojnik, [Adafruit 1955], (https://www.digikey.com/short/pzhhrt)
• 1 ea., Adafruit ItsyBitys 8Mhz 3V, [Adafruit 3675], (https://www.digikey.com/short/pzhhwj)
• 1 ea., DRŽAČ BATT AAA 3 CELIJE 6 "LEADS,
• 1 ea., SWITCH SLIDE SPST, E-Switch EG1218,
• 1 ea., PREKIDAČ TAKTILNE SPST-NO 0,05A 24V, TE 1825910-6,

• 1 ea., 7-segmentni I2C zaslon:

  • CRVENI Adafruit 878
  • Blue Adafruit 881,

3D dijelovi

3D dijelovi stvoreni su prvenstveno u TinkerCad -u, što znači da ih je lako mijenjati prema vlastitoj namjeni:

• Kapa i tijelo:
• Adapter za bačvu:

Također sam stavio kopije STL -ova na Thingiverse:

Alati i ostalo:

• Lemilica
• Skidači žica
• Snajperi u ravnini
• Pištolj za vruće ljepilo
• Žica
• #2 vijci za oblikovanje navoja
• 3/4 "PCV

Korak 2:

Počet ćemo s pločom.

• Odvojite dvije manje "breakout" ploče od sredine i odvojite za potonje rezovima u ravnini ili uvijanjem.
• Odrežite grube rubove, turpijom ili pijeskom kako biste ih izgladili.

3. korak:

Neću vas pokušavati naučiti lemljenju. Evo par mojih omiljenih video zapisa koji to prikazuju mnogo bolje nego što mogu:

• Carrie Ann iz Geek Girl Diaries.
• Colin iz Adafruta

Općenito:

• Pronađite mjesto na PCB -u pomoću oznaka svilenog zaslona.
• Savijte dijelove komponenti tako da odgovaraju otisku stopala.
• Lemiti elektrode.
• Odrežite vodiče

Počnimo s otpornicima budući da su oni najbrojniji, najniži i najjednostavniji za lemljenje. Otpornije su na toplinu i pružit će vam priliku da osvježite svoju tehniku. Također nemaju polaritet, pa ih možete postaviti na bilo koji način.

• 6 ea., 100-ohmski otpornici koji ograničavaju struju na LED diode nalaze se na mjestima označenim s "*R" i "100".
• 2 ea., 10 000-ohmskih otpornika idu na mjesta označena s "10K".

Korak 4:

Zatim instalirajmo par odašiljač / detektor. Ako želite više informacija o tome kako to funkcionira, vratite se na moje ranije upute.

• IC odašiljač je čist i ide na mjesto s oznakom "EMIT" s zaobljenom lećom usmjerenom prema sredini.
• IC detektor je crn i nalazi se na mjestu označenom "DETECT" sa zaobljenim objektivom usmjerenim prema IC odašiljaču.

5. korak:

Budući da će 5 LED dioda trošiti više struje nego što mikrokontroler može izravno isporučiti, upotrijebit ćemo tranzistorsku sklopku za njihovo uključivanje i isključivanje. To može biti mali N-kanalni MOSFET ili običan NPN tranzistor budući da imamo posla s oko 100 mA.

N-MOSFET ide na mjesto označeno "Q1" s ravnim licem koje odgovara oznakama

Korak 6:

LED diode imaju polaritet. Dugi vod je pozitivan i označen s "+" na PCB -u. Sa strane se nalazi i ravni rub koji nikada ne mogu jasno vidjeti.

• Ugradite sve LED diode na stranu suprotnu od otpornika i MOSFET -a.
• Preokrenite ploču i lemite jedan kabel, a samo jedan od svake LED diode na svom mjestu.

• Pregledajte LED diode i provjerite je li dugačak kabel u rupi s oznakom "+" i je li LED u ravnini s pločom.

  Ponovno zagrijte spoj, lagano gurajući LED prema dolje da biste ga namjestili (pogledajte fotografiju 4)

• Ostatke lemiti i obrezati.

Korak 7:

Testirajte LED prsten u 3D tiskanoj kapici. Odgovarat će samo na jedan način, s MOSFET-om prema otvoru u obliku slova "t".

Korak 8:

Vrijeme je za početak ožičenja!

• Uzmite četiri 6 "žice i ogolite ih sa svakog kraja.

• Lemiti u zaglavlje na PCB -u:

  • Crveno za "+".
  • Crno za "-".
  • Odabir boje za "S" koja je "stroboskop", ili signal za uključivanje LED dioda.
  • Odabir boje za "G" koja je "gate" ili signal koji dolazi iz IC detektora.

Korak 9:

Pripremimo zaslon. Sviđaju mi se Adafruit -ovi "I2C ruksaci" jer za rad uzimaju samo dvije signalne žice (pored napajanja i mase). Također ih možete povezati zajedno.

Službene upute za Adafruit nalaze se na:

• Provjerite je li orijentacija zaslona ispravna, a decimalne točke odgovaraju oznakama na PCB -u.

• Kao i u prethodnom koraku, žice od kositra i trake od 4 ea., 6 :

  • Crveno za "+"
  • Crno za "-".
  • Odabir boje za "SDA" i "SCL".

10. korak:

Gumb je za korisnički unos. Koristim ga za poništavanje brojača municije, ali mogao bi se koristiti za uključivanje i isključivanje LED dioda poput svjetiljke ili za sve što zamislite. To je vaš projekt.

• Umetnite prekidač u zaštitnu ploču i lemite žice.
• Odrežite, ogolite i kositrite dvije žice od 6 ". Jedna bi trebala biti crna za uzemljenje, a druga izrazite boje.
• Lemite žice na ploču za razbijanje. Orijentacija nije bitna.

11. korak:

Klizni prekidač služi za uključivanje i isključivanje napajanja. Dizajn je pomalo zbunjujući, ali pomaže pri sastavljanju. Oznake na svilenom ekranu pokazuju kako prekidač prekida kontakt između dva pozitivna vodiča.

• Izrežite vodove na kućištu za tijesto tako da približno 2 "ostanu pričvršćeni.
• Lemite klizni prekidač na ploču za razbijanje.
• Odvojite i kosite preostale kabele od 4 "od držača baterije i lemite ih s jedne strane ploče za razbijanje (crveno na"+", crno na"-").
• Lemite žice iz držača baterije na drugu stranu ploče za razbijanje (crveno na "+", crno na "-").

Korak 12:

Vrijeme je za početak integracije različitih komponenti. Gumb ćemo spremiti za potonje jer možemo jednostavno provući samo tri žice kroz jednu rupu.

• Uzmite tri crvena vodiča, skinite ih i uvijte zajedno:

  • LED prsten
  • 7-segmentni zaslon
  • Klizni prekidač

• Umetnite ih kroz dno "3V" jastučića ItsyBitsy i lemite na mjesto.

  Ako koristite drugu vrstu ploče, upotrijebite pin "5V"

• Uzmite tri crne žice za uzemljenje iz istih sastavnih dijelova, skinite ih, uvijte i umetnite u podlogu "G" preko puta pločice "3V".

Korak 13:

Spajanje LED prstena dovršite pričvršćivanjem kapija i žica za strob na odgovarajuće pinove:

• Priključite žicu "G" ili vrata na ItyBitsy pin A0. To će nam omogućiti dobivanje analognih očitanja za rješavanje problema.
• Priključite žicu "S" ili stroboskop na pin 9 što će nam omogućiti PWM svjetlosni signal ako kasnije želimo kontrolirati svjetlinu.

Korak 14:

Povežite 7-segmentni zaslon priključivanjem žica I2C:

• Spojite SCL ("clock") pin s zaslona na SCL pin na ItsyBitsyju.
• Spojite SDA ("data") pin sa zaslona na SDA pin na ItsyBitsyju.

Korak 15:

Vrijeme je za dodavanje gumba:

• Pričvrstite crni kabel na ItsyBitsy "G" iglu na donjem kratkom rubu ploče. Ovo je isti signal uzemljenja kao i drugi "G" pin.
• Pričvrstite žicu u boji na ItsyBitsy pin "7". To će nam omogućiti korištenje hardverskog signala prekida za poništavanje brojača.

Korak 16:

U ovom trenutku, vrijeme je za testiranje različitih komponenti.

Ako prvi put koristite Adafruit ItsyBitsy, morat ćete konfigurirati svoj Arduino IDE za prepoznavanje ploče.

Slijedite upute na

Ako prvi put koristite Adafruit -ove I2C zaslone, morat ćete ponovno konfigurirati svoj Arduino IDE za korištenje Adafrutovih knjižnica.

Slijedite upute na

Vrijeme je da ga isprobate:

• Priključite svoj ItsyBitsy na računalo pomoću USB mikrofona.
• [Alati] -> [Ploča] -> [Adafruit IstyBitsy 32U4 8MHz].
• [Alati] -> [Port] -> koji god port bio povezan, obično najveći broj.
• [Datoteka] -> [Primjeri] -> [Knjižnica Adafruit LED ruksaka] -> [sedam sekundi]
• [Skica] -> [Učitaj]

Ako je prijenos uspješan, zaslon bi trebao oživjeti i početi prikazivati sve veće brojeve. Vrijeme je da pustite "huk!" slave. Ako ne, vrijeme je da stavite kapu za rješavanje problema.

Ako prijenos nije uspio, dvaput provjerite upute za postavljanje ItsyBitsyja, IDE postavke i vezu USB kabela.

Ako se zaslon ne uključi, dvaput provjerite upute za naprtnjaču i vaše ožičenje.

Korak 17:

Vrijeme je za testiranje para IC odašiljač / detektor.

• [Datoteka] -> [Primjeri] -> [Analogno] -> [AnalogReadSerial]
• Prenesite na svoju ploču.
• Kliknite ikonu "Serijski monitor" u desnom kutu IDE -a.

Uz malo sreće, vidite niz vrijednosti koje dolaze. To su 10-bitne analogne vrijednosti pa će se kretati od 0 do 1023.

• Kad je foto tranzistor izložen svjetlu, on propušta struju i signal će pasti prema 0.
• Kada foto tranzistor ne vidi IC, zaustavlja protok struje dopuštajući da signal ide visoko.

Ako ne primate očekivane promjene, evo nekoliko stvari koje trebate provjeriti:

• Dvaput provjerite ožičenje od prstena do mikrokontrolera.

• Je li IC LED uključen?

  • Na dodir bi trebao biti malo topao.
  • Jeftina kamera za mobitel lijepo će pokazati IR svjetlo.
  • Ako nije uključen, vjerojatno je povezan unatrag.

Korak 18:

Vrijeme je za testiranje stroboskopa. Koristit ćemo samo osnovni "Blink" primjer i promijeniti pin broj:

• [Datoteka] -> [Primjeri] -> [01. Osnovno] -> [Treptanje]
• Ovisno o vašoj IDE verziji, promijenite pin broj tako da odgovara onom koji smo odabrali u koraku 13 (pin 9).
• Učitajte skicu i pripremite se na slijepilo.

Ako ne dobijete očekivano treptanje, provjerite ožičenje i brojeve pinova.

Korak 19:

Sve što preostaje za testiranje je pritisni gumb:

• [Datoteka] -> [Primjeri] -> [01. Osnovno] -> [DigitalReadSerial]
• Promijeni pushButton = 2; to pushButton = 7;
• Promijeni pinMode (pushButton, INPUT); to pinMode (pushButton, INPUT_PULLUP);
• Učitaj.

INPUT_PULLUP priključuje slab otpornik na 3V što znači da bi digitalRead () trebao vratiti "HIGH" ili "1". Kada je gumb pritisnut, trebao bi vratiti "LOW" ili "0".

Ako ne dobivate očekivane vrijednosti, vratite se i provjerite ožičenje gumba.

Korak 20:

Vrijeme je da naš testirani sustav stavimo u integraciju. Počnite s pripremom PVC cijevi:

• Izrežite presjek od 3/4 "PCV duljine 85 mm.
• Označite 6 mm od kraja i izbušite rupu od 1/4 "ili veću kroz obje strane, što je moguće središte.
• Poprskajte unutrašnjost cijevi ravno crnom bojom kako biste apsorbirali reflektirano IC svjetlo kad strelica prođe.
• Pomoću turpije označite položaj rupa na kraju cijevi.

Korak 21:

• Testirajte namještanje kućišta baterije i po potrebi ga obrežite.
• Umetnite kućište (kraj kabla prema otvoru prekidača za napajanje).
• Zalijepite kućište vrućim ljepilom (ne previše u slučaju da ga kasnije moramo rastaviti).

Korak 22:

Umetnite prekidač za napajanje i gumb u rupe 3D kućišta i pričvrstite ih vrućim ljepilom

Korak 23:

Umetnite ItsyBitsy u utor i rasporedite ožičenje tako da imamo put za cijev

Korak 24:

• Umetnite LED prsten u čep i pričvrstite ga vrućim ljepilom.
• Pričvrstite poklopac tako da se njegov ItyBitsy USB priključak pojavi u ispravnom položaju.

Korak 25:

• Umetnite cijev tako da oznake poravnanja na kraju cijevi odgovaraju oznakama čepa.
• Vizualno provjerite IC odašiljač i detektor i vidljivi su kroz rupe u cijevi. Povećajte rupe ako je potrebno.
• Priključite USB na ItsyBitsy i ponovno pokrenite IC provjere (AnalogReadSerial skica).

Korak 26:

Dobivanje konačnog poravnanja pomalo je teško. Želite usidriti cijev u ispravnom položaju.

• Pričvrstite adapter cijevi na Nerf blaster.
• Gurnite kućište cijevi na adapter, provjeravajući da li se tri rupe za vijke na kraju blastera poravnavaju.
• Provjerite poravnanje cijevi na izlaznoj strani.
• Pažljivo odvojite sklop pomoću adaptera za cijev.
• Pažljivo gurnite kućište cijevi s adaptera držeći PVC na mjestu s prstom unutra.
• Cijev pričvrstite vrućim ljepilom.
• Ponovno sastavite, provjerite aliment
• Pričvrstite poklopac i adapter cijevi pomoću vijaka. #2 formiranje navoja, ili rezervni Nerf vijci će raditi.

Korak 27:

Vrijeme je za neki firmware za oružje.

• Preuzmite, a zatim prenesite priloženu skicu na ItsyBitsy.
• Provjerite da li na zaslonu trepere crtice (sve dok ne ispalite prvi hitac).
• Stavite prst na kraj cijevi dovoljno daleko da blokirate IC snop, a zatim ga brzo uklonite.
• Provjerite dobivate li bljesak svjetla iz LED dioda.
• Provjerite dobivate li numeričko očitanje koje će se izmjenjivati od "1" (broj snimaka) i neke male stope u sekundi vrijednosti poput "1,5".
• Pritisnite gumb na dnu cijevi i provjerite vraća li se na trepereće crtice (resetirajte broj snimaka).

Ako bilo koji od ovih koraka ne uspije, vratite se i dvaput provjerite rad koristeći prethodne testne skice. Pregledajte ožičenje da vidite je li bilo što gurnuto tijekom montaže.

Korak 28: Što je sljedeće?

Sada znate koliko brzo puca vaš pištolj Nerf, možete mjeriti učinke svih modifikacija koje napravite. Budući da je cijev uklonjiva i prenosiva, možete dopustiti svojim prijateljima da kroniraju svoje blastere.

Odlazeći naprijed u ovoj seriji, pogledat ćemo nadogradnju baterije i ožičenja za LiPo, korištenje MOSFET -a za upravljanje zamašnjacima i rad prema odabranom požarnom sustavu s potpuno prilagodljivim radom.

Drugoplasirani na Arduino natjecanju 2019