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

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:07

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 municije i kronografa. Osim toga, dodajemo neke LED diode za simulaciju bljeska njuške. Jer, klupa za klupe…

Ovo može izgledati kao zastrašujući projekt s mnogo koraka, ali upotreba tiskane ploče i komercijalnih komponenti za zaslon i mikrokontroler znatno olakšavaju sastavljanje pouzdanog projekta. Također ću dostaviti testni kod 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 da podijelite troškove:

BZR Park:

Elektronski dijelovi

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

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

  • Bijela
  • Jantar
• 6 ea., 100 ohm 1/8W 5% otpornici za ograničavanje struje,
• 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. 100 ohmski otpornik 1/8W 5%, [Stackpole CF18JT100R] (https://www.digikey.com/short/q72818)
• 1 komad, 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 ĆELIJE 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 ekran:

  • CRVENI Adafruit 878
  • Blue Adafruit 881,

3D dijelovi

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

• Kapa i tijelo:
• Adapter za cijev:

Takođe sam stavio kopije STL -ova na Thingiverse:

Alati i ostalo:

• Lemilica
• Strojevi za skidanje žice
• Snajperi u ravnini
• Pištolj za vruće ljepilo
• Žica
• #2 vijka za oblikovanje navoja
• 3/4 "PCV

Korak 2:

Počet ćemo s pločom.

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

Korak 3:

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

• Carrie Ann iz Geek Girl Diaries.
• Colin iz Adafruit -a

Uglavnom:

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

Počnimo s otpornicima jer ih ima najviše, najniži su i najlakše se leme. Otpornije su na toplinu i pružit će vam priliku da osvježite svoju tehniku. Oni također nemaju polaritet, pa ih možete postaviti na bilo koji način.

• 6 ea., 100-ohmski otpornici koji ograničavaju struju na LED diode idu na mjesta označena sa "*R" i "100".
• 2 ea., 10, 000-ohm otpornika idu na mjesta označena sa "10K".

Korak 4:

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

• IC odašiljač je čist i ide na mjesto označeno "EMIT" sa zaobljenim sočivom usmjerenim prema sredini.
• IC detektor je crn i ide na mjesto označeno kao "DETECT" sa zaobljenim sočivom usmjerenim prema IC odašiljaču.

Korak 5:

Budući da će 5 LED dioda vući više struje nego što mikrokontroler može direktno isporučiti, upotrijebit ćemo tranzistorsku sklopku za njihovo uključivanje i isključivanje. To može biti mali N-kanalni MOSFET ili običan NPN tranzistor budući da se radi o oko 100 mA.

N-MOSFET ide na mjesto označeno "Q1" s ravnom površinom koja odgovara oznakama

Korak 6:

LED diode imaju polaritet. Dugi vod je pozitivan i označen sa "+" na PCB -u. Sa strane se nalazi i ravna ivica koju nikada ne mogu jasno vidjeti.

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

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

  Ponovo zagrijte spoj, lagano pritiskajući LED diodu da je namjestite (vidi sliku 4)

• Lemiti preostale elektrode i obrezati.

Korak 7:

Testirajte LED prsten u 3D štampanoj kapici. Uklapa se samo u jednom smjeru, s MOSFET-om prema otvoru u obliku slova "t".

Korak 8:

Vrijeme je za početak ožičenja!

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

• Lemiti u zaglavlje na štampanoj ploči:

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

Korak 9:

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

Zvanične upute za Adafruit nalaze se na:

• Proverite da li je orijentacija ekrana ispravna sa decimalnim zarezima koji odgovaraju oznakama na štampanoj ploči.

• Kao i u prethodnom koraku, kalajisane i trakaste 4 žice, 6 žice:

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

Korak 10:

Dugme je za korisnički unos. Koristim ga za poništavanje brojača municije, ali može se koristiti za uključivanje i isključivanje LED dioda poput svjetiljke ili za sve što vam mašta smisli. To je vaš projekat.

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

Korak 11:

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

• Odrežite provodnike na kućištu za tijesto tako da približno 2 "ostanu pričvršćeni.
• Lemite klizni prekidač na ploču za razbijanje.
• Odvojite i pokosite preostale vodiče od ~ 4 "od držača baterije i lemite na jednu stranu ploče za razbijanje (crveno na"+", crno na"-").
• Lemite elektrode iz držača baterije na drugu stranu ploče za razbijanje (crveno na "+", crno na "-").

Korak 12:

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

• Uzmite tri crvena kabla, ogolite i uvijte zajedno:

  • LED prsten
  • 7-segmentni ekran
  • 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 komponenti, okačite, uvijte i umetnite u podlogu "G" preko puta pločice "3V".

Korak 13:

Završite povezivanje LED prstena pričvršćivanjem kapija i žica za strob na odgovarajuće pinove:

• Priključite žicu "G" ili vrata na ItyBitsy pin A0. To će nam omogućiti da dobijemo analogna očitanja za rješavanje problema.
• Priključite "S" ili strobo žicu na pin 9 što će nam omogućiti da PWM svjetlosni signal želimo kasnije kontrolirati.

Korak 14:

Povežite 7-segmentni zaslon priključivanjem I2C žica:

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

Korak 15:

Vrijeme je za dodavanje dugmeta:

• Pričvrstite crni provodnik na ItyBitsy "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 Adafruitovih biblioteka.

Slijedite upute na

Vrijeme je da ga isprobate:

• Priključite svoj ItyBitsy na računar pomoću USB mikrofona.
• [Alati] -> [Ploča] -> [Adafruit IstyBitsy 32U4 8MHz].
• [Alati] -> [Port] -> koji je port ikada povezan, obično najveći broj.
• [Datoteka] -> [Primjeri] -> [Biblioteka Adafruit LED ruksaka] -> [sedam sekundi]
• [Skica] -> [Otpremi]

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 emiter / detektor.

• [Datoteka] -> [Primjeri] -> [Analogni] -> [AnalogReadSerial]
• Otpremite na svoju ploču.
• Kliknite na ikonu "Serial 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.

• Kada je foto tranzistor izložen svjetlosti, 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 morate provjeriti:

• Dvaput provjerite ožičenje od prstena do mikrokontrolera.

• Je li IC LED uključen?

  • Na dodir bi trebao biti malo topao.
  • Jeftina kamera za mobitele lijepo će prikazivati IC svjetlo.
  • Ako nije uključen, vjerovatno je povezan unatrag.

Korak 18:

Vreme 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).
• Otpremite skicu i pripremite se na slijepilo.

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

Korak 19:

Preostalo je samo testiranje pritiskom na dugme:

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

INPUT_PULLUP priključuje slab otpornik na 3V što znači da bi digitalRead () trebao vratiti "HIGH" ili "1". Kada se pritisne dugme, trebalo bi vratiti "LOW" ili "0".

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

Korak 20:

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

• Izrežite presjek od 3/4 "PCV dugačak 85 mm.
• Označite 6 mm od kraja i izbušite rupu od 1/4 "ili veću kroz obje strane, što je moguće centriranije.
• Poprskajte unutrašnjost cijevi ravno crno kako biste apsorbirali reflektirano IC svjetlo kada 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 moramo rastaviti).

Korak 22:

Umetnite prekidač za napajanje i dugme u otvore 3D kućišta i zalijepite ih vrućim ljepilom

Korak 23:

Umetnite ItsyBitsy u odgovarajući 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 poklopca.
• Vizuelno provjerite IC odašiljač i detektor i vidljivi su kroz rupe na cijevi. Povećajte rupe ako je potrebno.
• Priključite USB na ItsyBitsy i ponovo pokrenite IC provjere (AnalogReadSerial skica).

Korak 26:

Dobijanje 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 izvucite kućište cijevi s adaptera držeći PVC na mjestu s prstom unutra.
• Zalijepite cijev vrućim ljepilom.
• Ponovo sastavite, provjerite aliment
• Pričvrstite poklopac i adapter cijevi pomoću vijaka. #2 oblikovanje navoja ili rezervni Nerf vijci će raditi.

Korak 27:

Vrijeme je za neki firmware za oružje.

• Preuzmite, a zatim prenesite priloženu skicu na ItsyBitsy.
• Proverite da li na ekranu trepere crtice (sve dok ne ispalite prvi hitac).
• Stavite prst na kraj cijevi dovoljno daleko da blokirate IC snop, a zatim ga brzo uklonite.
• Uverite se da svetlost dobijate pomoću 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 dugme 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 da li je nešto gurnuto tokom montaže.

Korak 28: Šta je sljedeće?

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

Napredujući u ovoj seriji, pogledat ćemo nadogradnju baterije i ožičenja za LiPo, korištenje MOSFET -a za upravljanje zamašnjacima i rad na odabranom požarnom sistemu s potpuno prilagodljivim radom.

Drugoplasirani na Arduino takmičenju 2019