Nerf hronogrāfs un ugunsbremzes ātrums: 7 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:52

Ievads

Kā tinkētājam vienmēr ir ļoti patīkami redzēt jūsu izveicības skaitliskos rezultātus. Daudzi no mums jau iepriekš ir pārveidojuši Nerf ieročus, un kam nepatīk putu gabalu mētāšana pa māju ar ātrumu virs 100 kadriem sekundē?

Pēc daudzu Nerf ieroču pārveidošanas visu mūžu, sākot no 10 gadu vecuma kopā ar tēti, līdz pat šim brīdim, kad es un mani istabas biedri turpinām putot pa dzīvokli viens otram, es vienmēr esmu vēlējies precīzi zināt, cik ātri šautriņas lido., un cik šautriņas sekundē šauj mani istabas biedri Rapid-Strike. Nerf un Airsoft ir pieejami komerciāli hronogrāfi, taču augstas precizitātes tie ir dārgi, un ir jautri to izveidot patstāvīgi. Ja vēlaties to iegādāties, Nerf izlaida mucu, kas ir gandrīz identiska šim projektam (ar labāku rūpniecisko dizainu), un to var atrast šeit:

Nerf Modulus Ghost-Ops Chrono Barrel

Nerf versija tiek darbināta arī ar akumulatoru, un tajā tiek parādīts skaitītājs šautriņu šaušanai. Instructable šeit ietver arī ekrānu un atiestatīšanas pogu, tomēr ātruma aprēķināšanai paļaujas uz šautriņas garumu un, šķiet, neizmanto pārtraukumus. Šī projekta galvenā uzmanība tiks pievērsta seriālajai komunikācijai (kā vienkāršs piemērs, piemēram, šis nebija visvieglāk atrodams tiešsaistē), un pārtraukumu izmantošana precīzam laikam. To pašu iemeslu dēļ, iespējams, var viegli pārvērst par airsoft hronogrāfu, izmantojot stingrāku korpusu un labāku airsoft ieroču montāžas sistēmu. Neizmantojot pārtraukumus, kods var būt lēnāks un mazāk efektīvs, turklāt ir daudz grūtāk precīzi noteikt mikrosekundes, jo milisekundes neradīs precīzas šautriņas ātruma vērtības.

Es pārāk nekoncentrējos uz korpusa dizainu, lai gan STL faili ir pieejami vietnē GitHub, jo ikviens var vienkārši iegādāties Nerf versiju, kas noteikti ir labāka faktiskai spēlei, taču tā turpmākā versija var mazināt rezultātus.

Pamatprincipi (mācību rezultāti):

• Ir standarta Nerf mucas forma
• Fototransistoru izmantošana kā šautriņas laika vārti.
• Parāda Adruino pārtraukumu izmantošanu laika noteikšanai
• Apstrādes izmantošana ar Arduino seriālai saziņai

Projekta darbības joma:

Es plānoju pārsvarā apskatīt šī projekta specifiku ar dažiem īsiem pārskatiem un iesaku izlasīt atsauces uz Arduino un Processsing, lai iegūtu precīzāku informāciju. Tas jums nemācīs lodēt, bet gan to, kā integrēt Arduino un apstrādi un izmantot pārtraukumus. Liela daļa no šīs mācīšanās notiks, lasot faktisko komentēto kodu, tāpēc, lūdzu, pārliecinieties, ka esat izlasījis visu kodu, pirms akli augšupielādējat un mēģināt to iedarbināt.

Priekšrocības salīdzinājumā ar līdzīgiem projektiem:

• Pārtraukumu izmantošana liela ātruma precīzai mērīšanai
• Plaša atkļūdošanas sadaļa fototransistoriem
• Uguns ātruma (ROF) aprēķins, izvades kārtas (RPS)
• Pilnekrāna datora interfeiss - nav noderīgs kaujas laikā, bet lieliski, ja vēlaties citiem parādīt rezultātus straumē vai Youtube ar ekrāna ierakstītāju.
• Iespējams pielāgot Airsoft vai Paintball, mainot tikai korpusu
• Nav vajadzīgi pielāgoti PCB (būtu jauki nākamajā atjauninājumā, bet ikviens to var izgatavot par salīdzinoši zemām izmaksām
• Kopējās izmaksas ir mazākas par 10 ASV dolāriem, ja detaļas tiek sadalītas un ja ir pieejams 3D printeris - līdzvērtīgi komerciālajām izmaksām, pievienojot ROF

1. darbība. Nepieciešamās detaļas un rīki

Ja jums ir 3D printeris, tas jums būs lielisks projekts, jo es nodrošināšu korpusa failus. Jūtieties brīvi atjaunināt korpusu. Man pie rokas nebija neviena LCD, bet, cerams, ka otrajā versijā būs LCD un tiks izmantota WEMOS D1 vai līdzīga WiFi/BT iespējota tāfele un akumulators. Tas ļaus reģistrēt datus mobilajā ierīcē un atgriezenisko saiti reāllaikā, piemēram, to, cik šautriņu ir palicis pistolē. Ieteicama zināma lodēšanas pieredze, ja nejūtaties ērti, iesaku ievērot lodēšanas instrukciju un, iespējams, katram gadījumam iegādāties papildu elektroniskos komponentus.

Nepieciešamie rīki:

1. Lodāmurs
2. Karstā gaisa pūtējs/ karstuma pistole/ šķiltavas (ja tiek izmantota saraušanās)
3. Stiepļu noņēmēji
4. Mini -B USB kabelis (vai jebkurš kabelis, kas nepieciešams jūsu mikrokontrolleram)
5. Karstās līmes pistole vai līdzīga (es izmantoju 3D drukas pildspalvu, lai visas detaļas pievienotu 3D drukātajam korpusam)

Nepieciešamie materiāli:

1. 22AWG Viendzīslu vads, piemēram: vienlaidu vadu komplekts 22AWG
2. Arduino Nano (vai līdzīgs, es izmantoju klonu), piemēram: 3 x Arduino Nano (klons)
3. Rezistoru komplekts (2 x 220 omi, 2 x 220 k omi) Iespējams, ka ar panākumiem varēsit izmantot nolaižamos rezistorus, piemēram, 47 k, es tikko atradu, ka šī vērtība ir nepieciešama, lai tā darbotos. Problēmu novēršanas rokasgrāmatā ir izklāstīts, kā noteikt, vai nolaižamais rezistors ir pareizā vērtība jūsu konkrētajam fototransistoram un LED komplektam. Šī iemesla dēļ es iesaku iegādāties komplektu: piemēram: rezistoru komplekts
4. 2 x IR LED, piemēram: IR LED un fototransistoru komplekts
5. 2 x fototransistors
6. 1 x 3D drukāts korpuss - IR necaurspīdīgā pavedienā (Hatchbox Silver strādāja un bija vienīgā krāsa, kuru pārbaudīju)
7. Pilni projektu faili ir pieejami šeit vietnē GitHub, kā arī pievienotajā ZIP failā. STL ir pieejami arī vietnē Thingiverse.

2. darbība: maizes dēļa pārbaude

Kad elektronika ir atnākusi, lodēšana noved pie fototransistoriem un IR LED ~ 20-30 cm atkļūdošanai, es iesaku tos samazināt. Man nebija pareizā izmēra siltuma saraušanās, un šim prototipam bija jāizmanto elektriskā lente. Tas ļaus jums tos izmantot testēšanai kamerā. Ja esat izdrukājis korpusu un gaismas diodes un foto tranzistori ir pareizajās pozīcijās, varat sākt testēšanu.

Pārliecinieties, vai esat instalējis Arduino un Processing.

Zip failā sākumā ir viss kods, kā arī STL faili korpusa drukāšanai.

Vispirms izmantojiet Arduino, lai atkļūdotu, un apstrādi izmantojiet tikai galīgajai pārbaudei (visu varat redzēt Arduino sērijas monitorā).

Jūs varat mēģināt vienkārši izšaut Nerf šautriņu, izmantojot hronogrāfu, izmantojot Arduino instalētu Chronogrpah_Updated.ino. Ja tas darbojas, viss ir gatavs. Ja tas nedarbojas, jums, iespējams, būs jāpielāgo rezistora vērtības. Tas tiek apspriests nākamajā solī.

Nedaudz par koda darbību:

1. Pārtraukums pārtrauc kodu, kad šautriņa iet caur vārtiem, un nosaka laiku mikrosekundēs
2. Ar to tiek aprēķināts ātrums un laiks tiek saglabāts
3. Laiks starp kadriem tiek aprēķināts un pārvērsts par kārtām sekundē

4. Laiks starp vārtiem tiek aprēķināts un pārvērsts pēdās sekundē, pamatojoties uz vārtu attālumu.

   Divu vārtu izmantošana ļauj sasniegt labākus rezultātus ar identisku laiku (cik liela daļa sensora ir jāpārklāj) un samazina histerēzi

5. Ugunsgrēka ātrums un ātrums tiek nosūtīts, izmantojot seriālu, atdalot ar komatu, vai nu sērijveida monitoram arduino, vai apstrādes skicei, kas nodrošina jauku lietotāja saskarni (koncentrējieties uz apstrādi, kad viss pārējais darbojas!).

3. darbība. Testēšana un atkļūdošana

Ja jums neveicās ar sākotnējo pārbaudi, tad mums ir jānoskaidro, kas notika nepareizi.

Atveriet Arduino piemēru AnalogReadSerial, kas atrodams sadaļā Fails-> Piemēri-> 0,1 Pamati-> AnalogReadSerial

Mēs vēlamies nodrošināt, lai fototransistori darbotos, kā mēs to gaidām. Mēs vēlamies, lai viņi lasa AUGSTU, kad šautriņa viņus nebloķē, un ZEMU, kad šautriņa nav. Tas ir tāpēc, ka kods izmanto pārtraukumus, lai ierakstītu laiku, kad šautriņa iet garām sensoram, un tiek izmantots pārtraukuma veids FALLING, kas nozīmē, ka tas aktivizēsies, pārejot no HIGH uz LOW. Lai nodrošinātu, ka tapa ir AUGSTA, mēs varam izmantot analogās tapas, lai noteiktu šo tapu vērtību.

Augšupielādējiet Arduino piemēru AnalogReadSerial un pārejiet no digitālās tapas D2 vai D3 uz A0.

D2 jābūt pirmajam sensoram un D3 - otrajam sensoram. Izvēlieties 1 lasīšanai un sāciet ar to. Izpildiet tālāk sniegtos norādījumus, lai, pamatojoties uz rādījumiem, noteiktu pareizo risinājumu:

Vērtība ir 0 vai ļoti zema:

Sākotnēji vērtībai vajadzētu būt aptuveni 1000, ja tā rāda ļoti zemu vērtību vai nulli, tad pārliecinieties, vai gaismas diodes ir pareizi pievienotas vadiem un nav izdegtas, kā arī labi izlīdzinātas. Pārbaudot, es sadedzināju savas gaismas diodes, kad 220 omu vietā izmantoju 100 omu rezistoru. Vislabāk ir atsaukties uz gaismas diodes datu lapu, lai noteiktu pareizo rezistora vērtību, taču lielākā daļa gaismas diodes, iespējams, darbosies ar 220 omu rezistoru.

Gaismas diodes darbojas, un vērtība joprojām ir 0 vai ļoti zema:

Problēma, visticamāk, ir nolaižamā rezistora pretestība. Ja jums ir problēma ar 220k rezistoru, jūs, iespējams, varētu to palielināt par augstāku, taču var rasties troksnis. Jums jāpārliecinās, ka jūsu foto tranzistors nav izdegis.

Vērtība ir vidējā diapazons:

Tas radīs daudz problēmu, galvenokārt viltus izraisītājus, vai nekad neradīs augstu. Mums ir jānodrošina HIGH saņemšana, lai to izdarītu, mums ir nepieciešama vērtība ~ 600, bet jācenšas panākt, lai 900+ būtu drošs. Pārāk tuvu šim slieksnim var izraisīt viltus aktivizētājus, tāpēc mēs vēlamies izvairīties no viltus pozitīviem rezultātiem. Lai pielāgotu šo vērtību, mēs vēlamies palielināt nolaižamo rezistoru (220K). Es to jau izdarīju dažas reizes savā dizainā, un jums, iespējams, tas nebūs jādara, jo šī ir ļoti liela vērtība nolaižamajam rezistoram.

Vērtība ir ļoti trokšņaina (daudz lec apkārt bez ārējiem stimuliem):

Pārliecinieties, vai elektroinstalācija ir pareiza, izmantojot nolaižamo rezistoru. Ja tas ir pareizi, jums var būt nepieciešams palielināt rezistora vērtību.

Vērtība ir iestrēdzis pie 1000+, pat bloķējot sensoru:

Pārliecinieties, vai jūsu nolaižamais rezistors ir pareizi pievienots vadiem, tas var notikt, ja nenotiek nolaišana. Ja šī problēma joprojām pastāv, mēģiniet samazināt nolaižamā rezistora vērtību.

Vērtība ir augsta un bloķē gaismu līdz nullei:

Tam vajadzētu būt pietiekamam, lai sensors darbotos, tomēr mēs, iespējams, neesam pietiekami ātri, kad šautriņa šķērso ceļu. Ķēdē ir zināma kapacitāte, un ar 220K rezistoru var paiet zināms laiks, līdz spriegums nokrītas zem vajadzīgā sliekšņa. Ja tas tā ir, samaziniet šo rezistoru līdz 100K un apskatiet, kā darbojas testi.

Nodrošiniet, lai visas rezistoru izmaiņas būtu konsekventas starp abiem sensoriem

Nodrošinot vienādas shēmas abiem sensoriem, tiek saglabāts vienāds latents starp rezistoriem, kas ļaus sasniegt vislabāko mērījumu precizitāti.

Ja jums ir kādas papildu problēmas, atstājiet komentāru zemāk, un es darīšu visu iespējamo, lai jums palīdzētu.

4. solis: aparatūras montāža

Lodējiet komponentus mazajā PCB, kā redzams šeit:

Gaismas diožu un fototranzistoru vadiem vajadzētu sagriezties aptuveni _ garumā.

Lodējiet Arduino uz tāfeles un vadu rezistorus no zemes līdz pieejamām tapām. Turklāt pārliecinieties, ka 4 pozitīvos vadus var viegli savienot kopā. Ja jums rodas problēmas, varat noņemt stieples gabalu un pielodēt to pie visiem vadiem beigās.

Es pievienoju sensorus korpusa pretējai pusei, tomēr nekautrējieties pieslēgt vadu, ja vien malas ir nemainīgas. Es nogriezu vadus, lai tie būtu garāki, un pielodēju vadus pie katras diodes. Es nedaudz atjaunināju vadu maršrutēšanu, lai nodrošinātu vairāk vietas un mazāk jāuztraucas par to, ka daži vadi ir zem PCB, bet citi - virs tā, lai to būtu ērti lietot. STL ir projekta pilnajā ZIP failā projekta sākumā.

5. solis: galīgā montāža

Ja jūsu PCB caurumi neatbilst galvenajā hronogrāfa korpusā esošajiem caurumiem, jūs, iespējams, varat nostiprināt elektroniku kamerā ar lenti vai karstu līmi, es atklāju, ka tas nav jānostiprina pēc stieples un USB bija spēkā, tomēr jūsu rezultāti var atšķirties. Tas ir paredzēts, lai varētu saspiest 1,75 mm kvēldiegu skrūvju atverēs siltuma salikšanai, tomēr PCB var arī ieskrūvēt vai pielīmēt. Vissvarīgākā daļa ir nodrošināt USB porta pieejamību.

Pārklājiet elektroniku ar elektronikas vāku. Atjauninātajiem failiem vajadzētu būt labākiem nekā manējie, un, cerams, tie tiks iespiesti savā vietā, tomēr es izmantoju 3D drukas pildspalvu, lai metinātu vākus vietā. Tagad jūs esat gatavs izšaut dažas šautriņas!

Turpmākajā atjauninājumā vadiem var tikt izmantota iekšējā maršrutēšana, taču pārsegi šajā gadījumā nedaudz atbilst Nerf estētikai.

6. darbība: hronogrāfs darbībā

Apstrādes faila atvēršana: Chronograph_Intitial_Release ļaus izveidot patiešām jauku lietotāja interfeisu hronogrāfam, kas parāda gan FPS, gan RPS (kārtas sekundē). Ja rodas problēmas ar savienojuma izveidošanu, pārliecinieties, ka esat aizvēris Arduino sērijas monitoru, iespējams, būs jāmaina arī seriālais ports kodā, taču tas ir komentēts un tam jābūt vienkāršam. Lai atiestatītu maksimālās vērtības, vienkārši nospiediet datora atstarpes taustiņu.

Nedaudz par koda darbību (lietotāja saskarnes fotoattēlu var redzēt iepriekš):

1. Saņem ieguldījumu no Arduino
2. Salīdziniet to ar iepriekšējo ievadi, lai atrastu maksimālo vērtību
3. Parāda pašreizējās un maksimālās vērtības pilnekrāna režīmā, lai būtu vieglāk vizuāli atgriezties
4. Atiestata maksimālo vērtību, nospiežot atstarpi

7. solis: nākotnes plāni

Turpmākajā atjauninājumā tiks iekļauti šādi uzlabojumi. Ja jums ir papildu funkcijas, kuras vēlaties, informējiet mani, un es mēģināšu tās ieviest.

1. Iekļaujiet LCD ekrānu
2. Iekļaujiet baterijas
3. Nerf saderīgi stiprinājuma punkti
4. Atjaunināts korpuss
5. Dzelzs apskates vietas