Arduino for Nerf: hronogrāfs un šāvienu skaitītājs: 28 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:55

Mans iepriekšējais Instructable aptvēra šautriņu ātruma noteikšanas pamatus, izmantojot infrasarkano staru izstarotāju un detektoru. Šis projekts paver soli tālāk, izmantojot iespiedshēmas plati, displeju un baterijas, lai izveidotu pārnēsājamu munīcijas skaitītāju un hronogrāfu. Turklāt mēs pievienojam dažas gaismas diodes, lai modelētu purnas zibspuldzi. Jo, soliņš soliņš soliņš…

Tas var šķist biedējošs projekts ar daudzām darbībām, taču drukātās shēmas plates un komerciālo komponentu izmantošana displejam un mikrokontrolleram ievērojami atvieglo uzticama projekta montāžu. Es sniegšu arī testa kodu katram projekta elementam, lai palīdzētu nodrošināt jūsu panākumus. Tu to vari izdarīt !

1. darbība: detaļas un piederumi

Iespiesta shēma, trīs eksemplāri ar bezmaksas piegādi jums izmaksās tikai 12,40 USD, tāpēc dariet to kopā ar draugu, lai dalītos izmaksās:

DDVA parks:

Elektroniskās daļas

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

• 5 ea., 5 mm gaismas diodes, krāsa pēc jūsu izvēles

  • Balta
  • Dzintars
• 6 ea., 100 omi 1/8W 5% strāvas ierobežošanas rezistori,
• 2 ea., 10K 1/8W 5% rezistors,
• 1 ea. Foto tranzistors, [Everlight PT928-6B-F] (https://www.digikey.com/short/qtrp5m)
• 1 ea. IR izstarotājs, [Everlight IR928-6C-F] (https://www.digikey.com/short/jzr3b8)
• 1 ea. 100 omu rezistors 1/8W 5%, [Stackpole CF18JT100R] (https://www.digikey.com/short/q72818)
• 1 ea., Vīriešu un vīriešu 12 collu džemperis, [Adafruit 1955], (https://www.digikey.com/short/pzhhrt)
• 1 ea., Adafruit ItsyBitys 8Mhz 3V, [Adafruit 3675], (https://www.digikey.com/short/pzhhwj)
• 1 ea., BATT HOLDER AAA 3 CELL 6 "LEADS,
• 1 ea., SWITCH SLIDE SPST, E-Switch EG1218,
• 1 ea., PĀRSLĒGT TACTILE SPST-NO 0.05A 24V, TE 1825910-6,

• 1 ea., 7 segmentu I2C displejs:

  • SARKANAIS Adafruit 878
  • Zils Adafruit 881,

3D daļas

3D daļas tika izveidotas galvenokārt TinkerCad, kas nozīmē, ka tās ir viegli modificēt atbilstoši jūsu vajadzībām:

• Vāciņš un korpuss:
• Mucas adapteris:

Esmu ievietojis arī STL kopijas vietnē Thingiverse:

Rīki un citi:

• Lodāmurs
• Stiepļu noņēmēji
• Flush cut snippers
• Karstās līmes pistole
• Vads
• #2 vītņu veidošanas skrūves
• 3/4 "PCV

2. darbība:

Mēs sāksim ar shēmas plati.

• Atdaliet divus mazākos "izlaušanās" dēļus no vidus un novietojiet tos pēdējiem, izmantojot griezuma griezumus vai pagriežot.
• Apgrieziet raupjās malas, vīlīti vai smiltis, lai tās izlīdzinātu.

3. darbība:

Es nemēģināšu iemācīt jums lodēt. Šeit ir daži mani iecienītākie videoklipi, kas to parāda daudz labāk nekā es varu:

• Kerija Anna no Geek Girl Diaries.
• Kolins no Adafruit

Vispārīgi:

• Atrodiet PCB atrašanās vietu, izmantojot zīda ekrāna marķējumus.
• Salieciet detaļu vadus, lai tie atbilstu pēdas nospiedumam.
• Lodējiet vadus.
• Apgrieziet vadus

Sāksim ar rezistoriem, jo tie ir visbagātākie, zemākie sēdekļi un visvieglāk pielodējami. Tie ir karstumizturīgāki un dos jums iespēju uzlabot savu tehniku. Tiem arī nav polaritātes, tāpēc tos var ievietot jebkurā veidā.

• 6 ea., 100 omu rezistori, kas ierobežo strāvu līdz gaismas diodēm, nonāk vietās, kas apzīmētas ar "*R" un "100".
• 2 ea., 10 000 omu rezistori iet vietās, kas apzīmētas ar "10K".

4. solis:

Tālāk instalēsim emitera / detektora pāri. Ja vēlaties iegūt plašāku informāciju par to darbību, skatiet manu iepriekšējo instrukciju.

• IR izstarotājs ir skaidrs un iet vietā, kas apzīmēta ar “EMIT”, un noapaļotais objektīvs ir vērsts uz centru.
• IR detektors ir melns un atrodas vietā, kas apzīmēta ar “DETECT” un noapaļota lēca vērsta pret IR izstarotāju.

5. darbība:

Tā kā 5 gaismas diodes patērēs vairāk strāvas, nekā to var tieši piegādāt mikrokontrolleris, mēs ieslēgsim un izslēgsim tranzistora slēdzi. Tas var būt mazs N kanāla MOSFET vai parasts NPN tranzistors, jo mums ir darīšana ar aptuveni 100 mA.

N-MOSFET iet vietā, kas apzīmēta ar "Q1", un plakanā seja atbilst marķējumam

6. darbība

Gaismas diodēm ir polaritāte. Garais vads ir pozitīvs un uz PCB ir atzīmēts ar "+". Sānos ir arī plakana mala, kuru es nekad nevaru skaidri redzēt.

• Uzstādiet visas gaismas diodes pretējā pusē pret rezistoriem un MOSFET.
• Apgrieziet dēli un pielodējiet vienu vadu un tikai vienu katras gaismas diodes vadu.

• Pārbaudiet gaismas diodes, pārbaudot, vai garais vads atrodas caurumā, kas apzīmēts ar "+", un vai gaismas diode ir vienā līmenī ar plāksni.

  Uzsildiet savienojumu, vienlaikus viegli piespiežot gaismas diodi, lai to novietotu (skat. 4. fotoattēlu)

• Lodējiet atlikušos vadus un sagrieziet.

7. darbība:

Pārbaudiet, vai LED gredzens ir ievietots 3D drukātajā vāciņā. Tas derēs tikai vienā virzienā, ar MOSFET pret “t-veida” atveri.

8. darbība

Laiks sākt elektroinstalāciju!

• Paņemiet četrus 6 collu vadus un sloksnes un alvas katrā galā.

• Lodēt PCB galvenē:

  • Sarkana zīme "+".
  • Melns “-”.
  • Krāsu izvēle "S", kas ir "strobe", vai signāls, lai ieslēgtu gaismas diodes.
  • Krāsu izvēle "G", kas ir "vārti", vai signāls, kas nāk no IR detektora.

9. darbība

Sagatavosim displeju. Man patīk Adafruit "I2C mugursomas", jo uz tām tiek ņemti tikai divi signāla vadi (papildus jaudai un zemei). Jūs varat arī savienot tos kopā.

Oficiālie Adafruit norādījumi ir pieejami vietnē

• Pārliecinieties, ka displeja orientācija ir pareiza, un decimāldaļas atbilst PCB marķējumam.

• Tāpat kā iepriekšējā solī, alvas un sloksnes 4 ea., 6 stieples:

  • Sarkans “+”
  • Melns “-”.
  • Krāsu izvēle "SDA" un "SCL".

10. darbība:

Poga ir paredzēta lietotāja ievadīšanai. Es to izmantoju, lai atiestatītu munīcijas skaitītāju, taču to varētu izmantot, lai ieslēgtu un izslēgtu gaismas diodes kā lukturīti, vai to, ko jebkad nāk jūsu iztēle. Tas ir jūsu projekts.

• Ievietojiet slēdzi sadalīšanas panelī un pielodējiet vadus.
• Apgrieziet, noņemiet un skārdojiet divus 6 collu vadus. Vienam jābūt melnam zemei, otram - atšķirīgai krāsai.
• Lodējiet vadus pie sadalīšanas paneļa. Orientācijai nav nozīmes.

11. darbība:

Bīdāmo slēdzi izmanto, lai ieslēgtu un izslēgtu strāvu. Dizains ir nedaudz mulsinošs, bet palīdz montāžā. Zīda ekrāna marķējumi parāda, kā slēdzis pārtrauc kontaktu starp diviem pozitīvajiem vadiem.

• Izgrieziet mīklas vada vadus tā, lai aptuveni 2 collas paliktu piestiprināti.
• Lodējiet bīdāmo slēdzi pie sadalīšanas dēļa.
• Atdaliet un ielejiet atlikušos ~ 4 collu vadus no akumulatora turētāja un lodēšanas uz sadales paneļa vienu pusi (sarkans līdz "+", melns līdz "-").
• Lodējiet vadus no akumulatora turētāja uz sadales paneļa otru pusi (sarkans līdz "+", melns līdz "-").

12. solis:

Laiks sākt integrēt dažādus komponentus. Mēs saglabāsim pēdējo pogu, jo caur vienu caurumu mēs varam viegli ievietot tikai trīs vadus.

• Paņemiet trīs sarkanos vadus, noņemiet un savijiet kopā:

  • LED gredzens
  • 7 segmentu displejs
  • Bīdāms slēdzis

• Ievietojiet tos caur ItsyBitsy spilventiņa "3V" apakšdaļu un lodējiet vietā.

  Ja izmantojat cita veida plāksni, izmantojiet tapu "5V"

• Paņemiet trīs melnos zemējuma vadus no tām pašām sastāvdaļām, noņemiet, savērpiet un ievietojiet "G" spilventiņā pret "3V" spilventiņu.

13. darbība

Pabeidziet LED gredzena pievienošanu, piestiprinot vārtus un strobe vadus pie atbilstošām tapām:

• Pievienojiet "G" vai vārtu vadu ItsyBitsy tapai A0. Tas ļaus mums iegūt analogos rādījumus problēmu novēršanai.
• Pievienojiet "S" vai strobe vadu 9. tapai, kas ļaus mums PWM gaismas signālam, ja vēlamies vēlāk kontrolēt spilgtumu.

14. darbība:

Pabeidziet 7 segmentu displeja savienošanu, pievienojot I2C vadus:

• Pievienojiet SCL ("pulksteņa") tapu no displeja SCL tapai ItsyBitsy.
• Pievienojiet SDA ("datu") tapu no displeja SDA tapai ItsyBitsy.

15. darbība:

Laiks pievienot pogu:

• Pievienojiet melno vadu ItsyBitsy "G" tapai tāfeles apakšējā īsajā malā. Tas ir tāds pats zemes signāls kā otra "G" tapa.
• Pievienojiet krāsas vadu ItsyBitsy tapai "7". Tas ļaus mums izmantot aparatūras pārtraukšanas signālu, lai atiestatītu skaitītāju.

16. darbība:

Šajā brīdī ir pienācis laiks pārbaudīt mūsu dažādās sastāvdaļas.

Ja pirmo reizi izmantojat Adafruit ItsyBitsy, jums būs jākonfigurē Arduino IDE, lai tas atpazītu dēli.

Izpildiet norādījumus vietnē

Ja pirmo reizi izmantojat Adafruit I2C displejus, jums atkal būs jākonfigurē Arduino IDE, lai izmantotu Adafruit bibliotēkas.

Izpildiet norādījumus vietnē

Laiks to pārbaudīt:

• Pievienojiet ItsyBitsy datoram, izmantojot USB Micro.
• [Rīki] -> [Dēlis] -> [Adafruit IstyBitsy 32U4 8MHz].
• [Rīki] -> [Ports] -> kāds jebkad pieslēgts ports, parasti lielākais skaitlis.
• [Fails] -> [Piemēri] -> [Adafruit LED mugursomu bibliotēka] -> [septiņi segmenti]
• [Skice] -> [Augšupielādēt]

Ja augšupielāde ir veiksmīga, displejam vajadzētu atdzīvoties un sākt rādīt pieaugošus skaitļus. Ir pienācis laiks izlaist "brēku!" no godības. Ja nē, ir laiks uzvilkt problēmu novēršanas cepuri.

Ja augšupielāde neizdevās, vēlreiz pārbaudiet ItsyBitsy iestatīšanas norādījumus, IDE iestatījumus un USB kabeļa savienojumu.

Ja displejs neiedegas, vēlreiz pārbaudiet mugursomas instrukcijas un vadu savienojumus.

17. darbība:

Laiks pārbaudīt IR emitētāja / detektora pāri.

• [Fails] -> [Piemēri] -> [Analogs] -> [AnalogReadSerial]
• Augšupielādējiet savā dēlī.
• IDE labajā stūrī noklikšķiniet uz ikonas "Seriālais monitors".

Ar veiksmi jūs redzat vērtību plūsmu. Tās ir 10 bitu analogās vērtības, tāpēc tās būs no 0 līdz 1023.

• Kad foto tranzistors ir pakļauts gaismai, tas ļauj pāriet strāvai un signāls samazināsies līdz 0.
• Ja foto tranzistors neredz IR, tas pārtrauc strāvas plūsmu, ļaujot signālam paaugstināties.

Ja nesaņemat gaidītās izmaiņas, pārbaudiet dažas lietas:

• Vēlreiz pārbaudiet elektroinstalāciju no gredzena līdz mikrokontrolleram.

• Vai IR gaismas diode deg?

  • Pieskaroties tam vajadzētu būt nedaudz siltam.
  • Lēta mobilā tālruņa kamera lieliski parādīs IR gaismu.
  • Ja tas nav ieslēgts, visticamāk, tas ir pieslēgts atpakaļ.

18. darbība:

Laiks pārbaudīt strobu. Mēs vienkārši izmantosim pamata "Blink" piemēru un mainīsim PIN numuru:

• [Fails] -> [Piemēri] -> [01. Pamata] -> [Mirgot]
• Atkarībā no jūsu IDE versijas, mainiet tapas numuru, lai tas atbilstu numuram, kuru izvēlējāmies 13. darbībā (9. tapa).
• Augšupielādējiet skici un sagatavojieties apžilbināšanai.

Ja negaidāt gaidīto mirgošanu, pārbaudiet vadu un tapu numurus.

19. darbība:

Atliek pārbaudīt tikai spiedpogu:

• [Fails] -> [Piemēri] -> [01. Basic] -> [DigitalReadSerial]
• Mainīt spiedpogas = 2; to pushButton = 7;
• Mainīt pinMode (spiedpoga, INPUT); to pinMode (spiedpoga, INPUT_PULLUP);
• Augšupielādēt.

INPUT_PULLUP 3V piestiprina vāju pievilkšanas rezistoru, kas nozīmē, ka digitalRead () jāatgriež "HIGH" vai "1". Nospiežot pogu, tai jāatgriežas "LOW" vai "0".

Ja nesaņemat gaidītās vērtības, atgriezieties un pārbaudiet pogas vadu.

20. darbība:

Ir pienācis laiks integrēt mūsu pārbaudīto sistēmu. Sāciet ar PVC mucas sagatavošanu:

• Izgrieziet 3/4 collu PCV 85 mm garu daļu.
• Atzīmējiet 6 mm no gala un urbiet 1/4 collu vai lielāku caurumu caur abām pusēm, cik vien iespējams centrā.
• Izsmidziniet mucas iekšpusi melni, lai absorbētu atstaroto IR gaismu, kad šautriņa iet garām.
• Izmantojiet failu, lai atzīmētu caurumu stāvokli mucas galā.

21. darbība:

• Pārbaudiet akumulatora korpusa uzstādīšanu un, ja nepieciešams, sagrieziet to.
• Ievietojiet korpusu (vada galu pret strāvas slēdža atveri).
• Piestipriniet korpusu ar karstu līmi (ne pārāk daudz, ja mums tas vēlāk jāizjauc).

22. darbība:

Ievietojiet barošanas slēdzi un pogu 3D korpusa caurumos un pielīmējiet ar karstu līmi

23. darbība:

Iebīdiet ItsyBitsy tā slotā un sakārtojiet vadu, lai mums būtu ceļš stobram

24. darbība:

• Ievietojiet LED gredzenu vāciņā un pielīmējiet vietā ar karstu līmi.
• Piestipriniet vāciņu, lai ItsyBitsy USB ports parādītos pareizajā vietā.

25. darbība:

• Ievietojiet mucu tā, lai izlīdzināšanas zīmes uz stobra gala sakristu ar vāciņa atzīmēm.
• Vizuāli pārbaudiet infrasarkano staru izstarotāju un detektoru un vai tas ir redzams caur caurumiem mucā. Ja nepieciešams, palieliniet caurumus.
• Pievienojiet USB ierīci ItsyBitsy un atkārtojiet IS pārbaudes (AnalogReadSerial skice).

26. darbība:

Galīgās izlīdzināšanas iegūšana ir nedaudz sarežģīta. Jūs vēlaties noenkurot mucu pareizajā stāvoklī.

• Pievienojiet mucas adapteri Nerf blasterim.
• Bīdiet mucas korpusu uz adaptera, pārbaudot, vai trīs skrūvju atveres spridzinātāja galā sakrīt.
• Pārbaudiet mucas izlīdzināšanu izejas pusē.
• Uzmanīgi noņemiet montāžu, izmantojot mucas adapteri.
• Uzmanīgi nobīdiet mucas korpusu no adaptera, vienlaikus turot PVC vietā ar pirkstu iekšā.
• Piestipriniet mucu vietā ar karstu līmi.
• Salieciet, pārbaudiet ēdienu
• Piestipriniet vāciņu un mucas adapteri, izmantojot skrūves. #2 vītņu veidošana vai rezerves Nerf skrūves darbosies.

27. darbība:

Ir pienācis laiks ieroču klases programmaparatūrai.

• Lejupielādējiet un pēc tam augšupielādējiet pievienoto skici ItsyBitsy.
• Pārbaudiet, vai displejā mirgo svītras (līdz tiek uzņemts pirmais šāviens).
• Ievietojiet pirkstu mucas galā pietiekami tālu, lai bloķētu IR staru, un pēc tam ātri noņemiet to.
• Pārliecinieties, vai no gaismas diodēm parādās gaismas zibspuldze.
• Pārbaudiet, vai skaitliskais rādījums mainās no “1” (kadru skaits) un dažām mazām pēdām sekundē, piemēram, “1,5”.
• Nospiediet pogu stobra apakšā un pārbaudiet, vai tā atkal mirgo ar svītrām (atiestatiet šāvienu skaitu).

Ja kāda no šīm darbībām neizdodas, atgriezieties un vēlreiz pārbaudiet darbību, izmantojot iepriekšējās testa skices. Pārbaudiet vadu, lai redzētu, vai montāžas laikā kaut kas nav grūdies.

28. darbība: kas tālāk?

Tagad jūs zināt, cik ātri šaujas jūsu Nerf lielgabals, jūs varat izmērīt visu jūsu veikto modifikāciju ietekmi. Tā kā muca ir noņemama un pārnēsājama, varat ļaut saviem draugiem hronizēt savus pūtējus.

Turpinot šo sēriju, mēs aplūkosim LiPo akumulatora un vadu uzlabošanu, izmantojot MOSFET, lai kontrolētu spararatus, un strādāsim pie izvēlētas ugunsdzēsības sistēmas ar pilnīgi pielāgojamu darbību.

Otrā vieta Arduino konkursā 2019