Arduino for Nerf: Chronograph and Shot Counter: 28 Steps (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:09

Instructable saya sebelum ini merangkumi asas-asas mengesan kelajuan anak panah menggunakan pemancar dan pengesan inframerah. Projek ini melangkah lebih jauh, menggunakan papan litar bercetak, paparan, dan bateri untuk membuat kaunter peluru dan kronograf mudah alih. Selain itu, kami menambah beberapa LED untuk mensimulasikan kilat muncung. Kerana, pew pew pew…

Ini mungkin kelihatan seperti projek yang menakutkan dengan banyak langkah, tetapi penggunaan papan litar bercetak dan komponen komersial untuk paparan dan mikrokontroler menjadikannya lebih mudah untuk menyusun projek yang boleh dipercayai. Saya juga akan memberikan kod ujian untuk setiap elemen projek untuk memastikan kejayaan anda. Awak boleh lakukannya !

Langkah 1: Bahagian dan Bekalan

Printed Circuit Board, tiga salinan akan dikenakan biaya hanya $ 12.40 dengan penghantaran percuma, jadi buat ini dengan rakan untuk berkongsi kos:

OSH Park:

Bahagian elektronik

• 1 ea., Q1 MOSFET N-CH 20V 530MA TO92-3, Microchip TN0702N3-G,
• 5 ea., LED 5mm, warna pilihan anda
  • Putih
  • Amber
• 6 ea., 100 ohm 1 / 8W 5% perintang had semasa,
• 2 ea., Perintang 10K 1 / 8W 5%,
• 1 ea. Transistor Foto, [Everlight PT928-6B-F] (https://www.digikey.com/short/qtrp5m)
• 1 ea. Pemancar IR, [Everlight IR928-6C-F] (https://www.digikey.com/short/jzr3b8)
• 1 ea. 100 ohm perintang 1 / 8W 5%, [Stackpole CF18JT100R] (https://www.digikey.com/short/q72818)
• 1 ea., Kabel jumper 12 "lelaki-lelaki, [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., SWITCH TACTILE SPST-NO 0.05A 24V, TE 1825910-6,

• 1 ea., Paparan I2C 7 segmen:

  • RED Adafruit 878
  • Blue Adafruit 881,

Bahagian 3D

Bahagian 3D dibuat terutamanya di TinkerCad, yang bermaksud ia mudah diubah mengikut tujuan anda sendiri:

• Cap dan Badan:
• Penyesuai Barel:

Saya juga telah meletakkan salinan STL di Thingiverse:

Alat & Pelbagai:

• Besi pematerian
• Pelucut wayar
• Snipers potong siram
• Pistol gam panas
• Kawat
• # 2 skru membentuk benang
• PCV 3/4"

Langkah 2:

Kita akan bermula dengan papan litar.

• Pisahkan dua papan "pelarian" yang lebih kecil dari tengah dan sisihkan untuk yang terakhir menggunakan pemotongan flush atau dengan memutar.
• Potong tepi, fail atau pasir yang kasar untuk melicinkannya.

Langkah 3:

Saya tidak akan mencuba dan mengajar anda pematerian. Berikut adalah beberapa video kegemaran saya yang menunjukkannya lebih baik daripada yang saya dapat:

• Carrie Ann dari Geek Girl Diaries.
• Colin dari Adafruit

Secara umum:

• Cari lokasi di PCB menggunakan tanda skrin sutera.
• Bengkokkan bahagian komponen agar sesuai dengan cetakan kaki.
• Memateri petunjuk.
• Potong petunjuk

Mari mulakan dengan perintang kerana tempat duduk yang paling banyak, paling rendah, dan paling senang dipateri. Mereka lebih tahan panas dan akan memberi anda peluang untuk mengikuti teknik anda. Mereka juga tidak mempunyai kekutuban, jadi anda boleh memasukkannya dengan cara yang sama.

• 6 ea., Perintang 100 ohm yang menghadkan arus ke LED masuk di tempat bertanda "* R" dan "100".
• 2 ea., Perintang 10, 000-ohm masuk ke tempat yang bertanda "10K".

Langkah 4:

Seterusnya, mari pasang pasangan pemancar / pengesan. Sekiranya anda mahukan lebih banyak maklumat mengenai cara kerjanya, rujuk kembali Instructables saya yang terdahulu.

• Pemancar IR jelas dan berada di tempat bertanda "EMIT" dengan lensa bulat menunjuk ke arah pusat.
• Pengesan IR berwarna hitam dan berada di tempat bertanda "DETECT" dengan lensa bulat menunjuk ke arah pemancar IR.

Langkah 5:

Oleh kerana 5 LED akan menarik arus lebih banyak daripada yang boleh dibekalkan secara langsung oleh mikrokontroler, kami akan menggunakan suis transistor untuk menghidupkan dan mematikannya. Ini boleh menjadi MOSFET saluran N kecil atau transistor NPN biasa kerana kita berurusan dengan kira-kira 100 mA.

N-MOSFET berada di tempat bertanda "Q1" dengan wajah rata yang sepadan dengan tanda

Langkah 6:

LED mempunyai kekutuban. Pimpin panjang positif dan ditandai dengan tanda "+" pada PCB. Terdapat juga tepi rata di sisi yang tidak dapat saya lihat dengan jelas.

• Pasang semua LED di sisi yang bertentangan dengan perintang dan MOSFET.
• Balikkan papan dan pasangkan satu plumbum, dan hanya satu plumbum setiap LED di tempatnya.

• Periksa LED, pastikan plumbum panjang berada di lubang bertanda "+", dan bahawa LED menyala dengan papan.

  Panaskan sendi sambil menekan perlahan-lahan pada LED untuk meletakkannya (lihat foto 4)

• Selesaikan baki dan trim yang tinggal.

Langkah 7:

Uji pasangkan cincin yang dipimpin di penutup bercetak 3D. Ia hanya sesuai dengan satu arah, dengan MOSFET ke arah bukaan "berbentuk-t".

Langkah 8:

Masa untuk memulakan pendawaian!

• Ambil empat wayar 6 "dan jalur dan timah setiap hujungnya.

• Memasukkan ke tajuk pada PCB:

  • Merah untuk "+".
  • Hitam untuk "-".
  • Pilihan warna untuk "S" iaitu "strobe", atau isyarat untuk menyalakan LED.
  • Pilihan warna untuk "G" yang merupakan "gerbang", atau isyarat yang datang dari pengesan IR.

Langkah 9:

Mari siapkan paparan. Saya suka "ransel I2C" Adafruit kerana mereka hanya menggunakan dua wayar isyarat untuk berfungsi (selain kuasa dan tanah). Anda juga boleh mengikatnya bersama.

Arahan Adafruit rasmi adalah di:

• Pastikan orientasi paparan anda betul dengan titik perpuluhan sepadan dengan tanda PCB.

• Seperti pada langkah sebelumnya, timah dan jalur wayar 4 ea., 6 :

  • Merah untuk "+"
  • Hitam untuk "-".
  • Pilihan warna untuk "SDA" dan "SCL".

Langkah 10:

Butang itu untuk input pengguna. Saya menggunakannya untuk menetapkan semula penghitung peluru, tetapi ia dapat digunakan untuk menyalakan dan mematikan LED seperti lampu suluh, atau apa sahaja imajinasi anda muncul. Ini adalah projek anda.

• Masukkan suis di papan pelarian dan pasangkan palamnya.
• Potong, jalur, dan timah dua wayar 6 ". Satu mestilah hitam untuk tanah, yang lain berwarna khas.
• Pateri wayar ke papan pelarian. Orientasi tidak menjadi masalah.

Langkah 11:

Suis slaid digunakan untuk menghidupkan dan mematikan kuasa. Reka bentuknya agak membingungkan, tetapi membantu pemasangan. Tanda pada skrin sutera menunjukkan bagaimana suis memutuskan hubungan antara dua petunjuk positif.

• Potong plag pada bekas adunan sehingga kira-kira 2 "tetap terpasang.
• Pateri suis slaid ke papan pelarian.
• Tanggalkan dan timbangkan baki ~ 4 "dari pemegang bateri dan pateri ke satu sisi papan pelarian (merah hingga" + ", hitam hingga" - ").
• Pateri plumbum dari pemegang bateri ke bahagian lain dari papan pelarian (merah hingga "+", hitam hingga "-").

Langkah 12:

Masa untuk mula mengintegrasikan pelbagai komponen. Kami akan menyimpan butang untuk yang terakhir kerana kami hanya dapat memasukkan tiga wayar dengan mudah melalui satu lubang.

• Ambil tiga petunjuk merah, jalur dan putar bersama:

  • Cincin LED
  • Paparan 7 segmen
  • Suis slaid

• Masukkan mereka melalui bahagian bawah pad "3V" dari ItsyBitsy dan pateri di tempatnya.

  Sekiranya anda menggunakan papan jenis lain, gunakan pin "5V"

• Keluarkan tiga wayar tanah hitam dari komponen yang sama, jalur, putar, dan masukkan ke dalam pad "G" di seberang pad "3V".

Langkah 13:

Selesaikan penyambungan cincin LED dengan memasang pintu gerbang dan wayar strob ke pin yang sesuai:

• Pasang wayar "G" atau gerbang ke pin ItsyBitsy A0. Ini akan membolehkan kita mendapatkan bacaan analog untuk menyelesaikan masalah.
• Pasang wayar "S" atau strobe ke pin 9 yang akan membolehkan kita PWM memberi isyarat cahaya sekiranya kita mahu mengawal kecerahan kemudian.

Langkah 14:

Selesaikan penyambungan paparan 7 segmen dengan memasang wayar I2C:

• Pasang pin SCL ("jam") dari paparan ke pin SCL di ItsyBitsy.
• Pasang pin SDA ("data") dari paparan ke pin SDA di ItsyBitsy.

Langkah 15:

Masa untuk menambah butang:

• Pasang plag hitam ke pin "G" ItsyBitsy di tepi pendek bawah papan. Ini adalah isyarat tanah yang sama dengan pin "G" yang lain.
• Pasang plumbum warna ke pin ItsyBitsy "7". Ini akan membolehkan kita menggunakan isyarat gangguan perkakasan untuk menetapkan semula kaunter.

Langkah 16:

Pada ketika ini, sudah tiba masanya untuk menguji pelbagai komponen kami.

Sekiranya ini pertama kalinya anda menggunakan Adafruit ItsyBitsy, anda perlu mengkonfigurasi Arduino IDE anda untuk mengenali papan kenyataan.

Ikuti arahan di

Sekiranya ini adalah pertama kalinya anda menggunakan paparan I2C Adafruit, anda sekali lagi perlu mengkonfigurasi IDE Arduino anda untuk menggunakan perpustakaan Adafruit.

Ikuti arahan di

Masa untuk mengujinya:

• Pasang ItsyBitsy ke komputer anda menggunakan Mikro USB.
• [Alatan] -> [Papan] -> [Adafruit IstyBitsy 32U4 8MHz].
• [Alat] -> [Port] -> port yang pernah disambungkan, biasanya bilangan tertinggi.
• [Fail] -> [Contoh] -> [Perpustakaan Ransel LED Adafruit] -> [sevenseg]
• [Sketsa] -> [Muat naik]

Sekiranya muat naik berjaya, paparan harus dihidupkan dan mula menunjukkan angka yang bertambah. Masa untuk mengeluarkan "teriakan!" kemuliaan. Sekiranya tidak, masa untuk memakai topi penyelesai masalah.

Sekiranya muat naik gagal, periksa semula arahan penyediaan ItsyBitsy, tetapan IDE, dan sambungan kabel USB.

Sekiranya paparan gagal menyala, periksa semula arahan beg galas dan sambungan pendawaian anda.

Langkah 17:

Masa untuk menguji pasangan pemancar / pengesan IR.

• [Fail] -> [Contoh] -> [Analog] -> [AnalogReadSerial]
• Muat naik ke papan anda.
• Klik ikon "Monitor Bersiri" di sudut kanan IDE.

Nasib baik, anda melihat aliran nilai masuk. Ini adalah nilai analog 10-bit sehingga akan berkisar antara 0 hingga 1023.

• Apabila transistor foto terkena cahaya, ia membenarkan arus berlalu dan isyarat akan turun ke arah 0.
• Apabila transistor foto tidak melihat IR, ia menghentikan aliran arus yang membolehkan isyarat naik tinggi.

Sekiranya anda tidak mendapat perubahan yang diharapkan, berikut adalah beberapa perkara yang perlu diperiksa:

• Periksa semula pendawaian dari gelang ke mikrokontroler.

• Adakah LED IR menyala?

  • Ia harus sedikit hangat semasa disentuh.
  • Kamera telefon bimbit yang murah akan menunjukkan cahaya IR dengan baik.
  • Sekiranya tidak dihidupkan, kemungkinan berkabel ke belakang.

Langkah 18:

Masa untuk menguji strob. Kami hanya akan menggunakan contoh "Blink" asas dan menukar nombor pin:

• [Fail] -> [Contoh] -> [01. Asas] -> [Berkedip]
• Bergantung pada versi IDE anda, ubah nombor pin agar sesuai dengan yang kami pilih pada langkah 13 (pin 9).
• Muat naik lakaran dan bersiaplah untuk dibutakan.

Sekiranya tidak mendapat kelipan yang diharapkan, periksa kabel dan nombor pin anda.

Langkah 19:

Yang tinggal hanyalah ujian butang tekan:

• [Fail] -> [Contoh] -> [01. Asas] -> [DigitalReadSerial]
• Tukar pushButton = 2; untuk menolakButton = 7;
• Tukar pinMode (pushButton, INPUT); untuk pinMode (pushButton, INPUT_PULLUP);
• Muat naik.

INPUT_PULLUP melampirkan resistor penarik lemah ke 3V yang bermaksud digitalRead () harus mengembalikan "TINGGI" atau "1". Apabila butang ditekan, ia harus mengembalikan "RENDAH" atau "0".

Sekiranya anda tidak mendapat nilai yang diharapkan, kembali dan periksa pendawaian butang.

Langkah 20:

Masa untuk menggabungkan sistem kami yang diuji. Mulakan dengan menyediakan tong PVC:

• Potong bahagian sepanjang 3/4 "PCV 85mm.
• Tandakan 6mm dari hujung dan gerudi lubang 1/4 "atau lebih besar melalui kedua-dua belah pihak, sedekat mungkin di tengah.
• Semburkan bahagian dalam laras hitam rata untuk menyerap cahaya IR yang dipantulkan ketika anak panah itu berlalu.
• Gunakan fail untuk menandakan kedudukan lubang di hujung tong.

Langkah 21:

• Uji pasangkan casing bateri dan potong jika diperlukan.
• Masukkan casing (hujung plumbum ke arah bukaan suis kuasa).
• Pasang kes ini dengan gam panas (jangan terlalu banyak sekiranya kita perlu membongkarnya kemudian).

Langkah 22:

Masukkan suis kuasa dan butang ke dalam lubang casing 3D dan pasangkan dengan gam panas

Langkah 23:

Luncurkan ItsyBitsy ke dalam slotnya dan susun pendawaian sehingga kami mempunyai jalan untuk tong

Langkah 24:

• Masukkan cincin LED di penutup dan tempelkan di tempat dengan gam panas.
• Pasang penutup sehingga port USB ItsyBitsy muncul pada kedudukan yang betul.

Langkah 25:

• Masukkan tong anda sehingga tanda penjajaran pada hujung tong sesuai dengan tanda tutup.
• Periksa pemancar dan pengesan IR secara visual dan dapat dilihat melalui lubang di tong. Besarkan lubang jika diperlukan.
• Pasang USB ke ItsyBitsy dan jalankan semula pemeriksaan IR (lakaran AnalogReadSerial).

Langkah 26:

Mendapatkan penjajaran akhir agak sukar. Anda mahu menambat tong anda pada kedudukan yang betul.

• Pasang penyesuai tong ke peletup Nerf.
• Geser sarung tong ke penyesuai, mengesahkan bahawa ketiga-tiga lubang skru pada hujung pelepah berbaris.
• Sahkan penjajaran laras di bahagian keluar.
• Tanggalkan pemasangan dengan berhati-hati menggunakan penyesuai tong.
• Geser sarung laras dengan berhati-hati dari penyesuai sambil memegang PVC di tempat dengan jari anda ke dalam.
• Pasang tong di tempat dengan gam panas.
• Pasang semula, semak semula makanan
• Pasang penyesuai penutup dan tong menggunakan skru. Pembentuk benang # 2, atau skru Nerf yang tersisa akan berfungsi.

Langkah 27:

Masa untuk beberapa firmware kelas senjata.

• Muat turun dan kemudian Muat naik lakaran yang dilampirkan ke ItsyBitsy.
• Pastikan paparan memusingkan tanda hubung (sehingga tembakan pertama dilancarkan).
• Letakkan jari anda di hujung tong cukup jauh untuk menyekat pancaran IR dan kemudian lepaskannya dengan cepat.
• Pastikan anda mendapat kilatan cahaya dari LED.
• Pastikan anda mendapat bacaan berangka yang akan bergantian dari "1" (jumlah pukulan) dan beberapa kaki kecil per detik seperti "1.5".
• Tekan butang di bahagian bawah tong dan sahkan ia kembali ke tanda pusing yang berkelip (set semula jumlah tembakan).

Sekiranya salah satu daripada langkah-langkah ini gagal, jadi kembali dan periksa semula operasi menggunakan lakaran ujian sebelumnya. Periksa pendawaian untuk melihat apakah ada yang tersendat semasa pemasangan.

Langkah 28: Apa Seterusnya?

Sekarang anda tahu seberapa pantas senjata Nerf anda ditembak, anda dapat mengukur kesan mod yang anda buat. Oleh kerana tong itu boleh ditanggalkan dan mudah alih, anda boleh membiarkan rakan anda menyusun pelepasannya.

Melangkah ke hadapan dalam siri ini, kita akan melihat peningkatan bateri dan pendawaian untuk LiPo, menggunakan MOSFET untuk mengawal roda gila, dan berusaha menuju sistem kebakaran terpilih dengan operasi yang dapat disesuaikan sepenuhnya.

Naib Johan dalam Peraduan Arduino 2019