Arduino pre Nerf: Chronograf a počítadlo záberov: 28 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:58

Môj predchádzajúci Instructable pokrýval základy zisťovania rýchlosti šípok pomocou infračerveného žiariča a detektora. Tento projekt ide o krok ďalej, pričom pomocou dosky s plošnými spojmi, displeja a batérií vyrobil prenosný počítadlo munície a chronograf. Okrem toho sme pridali niekoľko diód LED na simuláciu úsťového blesku. Pretože, lavica lavica lavica…

Môže sa to zdať ako náročný projekt s mnohými krokmi, ale použitie dosky s plošnými spojmi a komerčných komponentov pre displej a mikrokontrolér značne uľahčuje zostavenie spoľahlivého projektu. Poskytnem tiež testovací kód pre každý prvok projektu, aby som zaistil váš úspech. Ty to dokážeš !

Krok 1: Diely a spotrebný materiál

Doska s plošnými spojmi, tri kópie vás budú stáť iba 12,40 dolárov s bezplatnou dopravou, takže sa podeľte o náklady s priateľom:

Park BOZP:

Elektronické súčiastky

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

• 5 ks, 5 mm diódy LED, farba podľa vášho výberu

  • Biela
  • Amber
• 6 ea., 100 ohm 1/8W 5% odpory obmedzujúce prúd,
• 2 ea., 10K 1/8W 5% odpor,
• 1 ea. Foto tranzistor, [Everlight PT928-6B-F] (https://www.digikey.com/short/qtrp5m)
• 1 ea. IR vysielač, [Everlight IR928-6C-F] (https://www.digikey.com/short/jzr3b8)
• 1 ea. 100 ohmový rezistor 1/8W 5%, [Stackpole CF18JT100R] (https://www.digikey.com/short/q72818)
• 1 kus., 12-palcové prepojovacie lanko muž-muž, [Adafruit 1955], (https://www.digikey.com/short/pzhhrt)
• 1 ea., Adafruit ItsyBitys 8Mhz 3V, [Adafruit 3675], (https://www.digikey.com/short/pzhhwj)
• 1 kus., BATT DRŽiak AAA 3 BUNKY 6 "VODIČE,
• 1 kus., SPÍNAČ SLIDE SPST, E-Switch EG1218,
• 1 kus., SPÍNAČ TACTILE SPST-NO 0,05A 24V, TE 1825910-6,

• 1 ea., 7-segmentový I2C displej:

  • ČERVENÝ Adafruit 878
  • Blue Adafruit 881,

3D diely

3D diely boli vytvorené predovšetkým v TinkerCad, čo znamená, že sa dajú ľahko upraviť podľa vlastného účelu:

• Čiapka a telo:
• Hlavňový adaptér:

Kópie STL som vložil aj do Thingiverse:

Nástroje a rôzne:

• Spájkovačka
• Odizolovače drôtov
• Flush cut ostreľovače
• Horúca lepiaca pištoľ
• Drôt
• Skrutky č. 2 na vytváranie závitov
• 3/4 "PCV

Krok 2:

Začneme s obvodovou doskou.

• Dve menšie „oddeľovacie“dosky oddeľte od stredu a odložte na ne pomocou zarovnávacích rezov alebo skrútením.
• Orezajte hrubé hrany, pilníkom alebo pieskom, aby ste ich vyhladili.

Krok 3:

Nebudem sa snažiť naučiť vás spájkovať. Tu je pár mojich obľúbených videí, ktoré to ukazujú oveľa lepšie, ako môžem:

• Carrie Ann z Geek Girl Diaries.
• Colin od spoločnosti Adafruit

Všeobecne:

• Nájdite umiestnenie na DPS pomocou značenia na hodvábnej obrazovke.
• Ohnite vodiče súčiastky tak, aby zodpovedali odtlačku chodidla.
• Spájkujte vodiče.
• Orezajte zvody

Začnime s odpormi, pretože sú najpočetnejšie, najnižšie sediace a najľahšie spájkovateľné. Sú odolnejšie voči teplu a dajú vám šancu oprášiť svoju techniku. Tiež nemajú polaritu, takže ich môžete dať akýmkoľvek spôsobom.

• 6 ea., 100 ohmové odpory, ktoré obmedzujú prúd pre LED diódy, idú v bodoch označených „*R“a „100“.
• 2 ea., 10 000-ohmové odpory idú v miestach označených „10K“.

Krok 4:

Ďalej nainštalujme pár emitor / detektor. Ak chcete získať ďalšie informácie o tom, ako fungujú, vráťte sa k mojim predchádzajúcim pokynom.

• IR žiarič je čistý a smeruje k miestu označenému „EMIT“so zaoblenou šošovkou smerujúcou do stredu.
• IR detektor je čierny a smeruje k miestu označenému „DETECT“so zaoblenou šošovkou smerujúcou k IR vysielaču.

Krok 5:

Pretože 5 LED diód bude čerpať viac prúdu, ako môže byť priamo dodávané mikrokontrolérom, použijeme na ich zapnutie a vypnutie tranzistorový spínač. Môže to byť malý N-kanálový MOSFET alebo bežný NPN tranzistor, pretože máme do činenia s asi 100 mA.

N-MOSFET ide na miesto označené „Q1“s plochou tvárou zodpovedajúcou značkám

Krok 6:

LED diódy majú polaritu. Dlhý vodič je kladný a na PCB je označený „+“. Na boku je tiež plochý okraj, ktorý nikdy nevidím jasne.

• Nainštalujte všetky LED diódy na stranu oproti odporom a MOSFET.
• Prevráťte dosku a spájkujte jeden kábel a na každej LED iba jeden kábel.

• Skontrolujte diódy LED a overte, či je dlhý kábel v otvore označenom „+“, a či LED dióda svieti v jednej rovine s doskou.

  Zohrejte kĺb a jemne zatlačte na diódu LED, aby sa usadil (pozri fotografiu 4)

• Spájkujte zvyšné zvody a orežte.

Krok 7:

Testujte osadenie krúžku LED v 3D tlačenom uzávere. Bude sa hodiť iba jedným smerom, pričom MOSFET bude smerovať k otvoru v tvare „t“.

Krok 8:

Čas začať s elektroinštaláciou!

• Vezmite štyri 6 -palcové drôty a oba konce odizolujte a pocínujte.

• Spájkujte do záhlavia na DPS:

  • Červená pre „+“.
  • Čierna pre „-“.
  • Voľba farby pre „S“, čo je „stroboskop“, alebo signál pre zapnutie diód LED.
  • Voľba farby pre „G“, čo je „brána“alebo signál prichádzajúci z infračerveného detektora.

Krok 9:

Pripravme si displej. Páči sa mi „batoh I2C“spoločnosti Adafruit, pretože do práce (okrem napájania a uzemnenia) vyžadujú iba dva signálne vodiče. Môžete ich tiež spojiť reťazcom.

Oficiálne pokyny pre Adafruit sú na:

• Zaistite správnu orientáciu displeja s desatinnými čiarkami zodpovedajúcimi značkám DPS.

• Rovnako ako v predchádzajúcom kroku pocínujte a odizolujte 4 ks., 6 “drôty:

  • Červená pre „+“
  • Čierna pre „-“.
  • Voľba farby pre „SDA“a „SCL“.

Krok 10:

Toto tlačidlo slúži na zadanie používateľovi. Používam to na resetovanie počítadla munície, ale dalo by sa to použiť na zapnutie a vypnutie LED diód ako baterky alebo na čokoľvek, s čím vaša predstavivosť príde. Je to váš projekt.

• Vložte spínač do oddeľovacej dosky a spájkujte vodiče.
• Orežte, odizolujte a pocínujte dva 6 -palcové vodiče. Jeden by mal byť čierny pre uzemnenie a druhý výraznú farbu.
• Pripájajte vodiče k oddeľovacej doske. Na orientácii nezáleží.

Krok 11:

Posuvný vypínač slúži na zapnutie a vypnutie napájania. Dizajn je trochu mätúci, ale pomáha pri montáži. Značky na hodvábnej obrazovke ukazujú, ako spínač prerušuje kontakt medzi dvoma kladnými vodičmi.

• Odrežte vodiče na puzdre na cesto tak, aby zostali pripevnené približne 2 palce.
• Pripájajte posuvný prepínač k oddeľovacej doske.
• Odizolujte a ocínujte zvyšné ~ 4 "vodiče z držiaka batérie a spájky na jednu stranu oddeľovacej dosky (červená na"+", čierna na"-").
• Zapájajte vodiče z držiaka batérie na druhú stranu oddeľovacej dosky (červená na „+“, čierna na „-“).

Krok 12:

Čas začať integrovať rôzne komponenty. Tlačidlo uložíme pre druhé, pretože do jedného otvoru ľahko zmestíme iba tri drôty.

• Vezmite tri červené zvody, odizolujte a stočte dohromady:

  • LED krúžok
  • 7-segmentový displej
  • Posuvný prepínač

• Vložte ich cez spodok podložky "3V" ItsyBitsy a spájkujte na mieste.

  Ak používate iný typ dosky, použite kolík „5V“

• Vyberte tri čierne uzemňovacie vodiče z rovnakých komponentov, odizolujte, stočte a zasuňte do podložky „G“oproti podložke „3V“.

Krok 13:

Dokončite pripojenie krúžku LED pripojením brány a bleskových vodičov k príslušným kolíkom:

• Pripojte „G“alebo drôt brány na kolík ItsyBitsy A0. To nám umožní získať analógové hodnoty na riešenie problémov.
• Pripojte „S“alebo stroboskopický vodič na pin 9, ktorý nám umožní PWM svetelný signál, ak chceme neskôr ovládať jas.

Krok 14:

Dokončite pripojenie 7-segmentového displeja pripojením vodičov I2C:

• Pripojte pin SCL („hodiny“) z displeja k kolíku SCL na ItsyBitsy.
• Pripojte kolík SDA („údaje“) z displeja k kolíku SDA na zariadení ItsyBitsy.

Krok 15:

Čas na pridanie tlačidla:

• Pripojte čierny vodič na kolík ItsyBitsy „G“na spodnom krátkom okraji dosky. Toto je rovnaký pozemný signál ako druhý kolík „G“.
• Pripojte farebný vodič k kolíku ItsyBitsy „7“. To nám umožní použiť hardvérový signál prerušenia na vynulovanie počítadla.

Krok 16:

V tomto mieste je načase otestovať naše rôzne komponenty.

Ak používate Adafruit ItsyBitsy prvýkrát, budete musieť nakonfigurovať svoje Arduino IDE, aby rozpoznalo dosku.

Postupujte podľa pokynov na

Ak používate displeje I2C spoločnosti Adafruit prvýkrát, budete musieť znova nakonfigurovať svoje Arduino IDE tak, aby používalo knižnice Adafruit.

Postupujte podľa pokynov na stránke

Čas vyskúšať:

• Pripojte svoj ItsyBitsy k počítaču pomocou USB Micro.
• [Nástroje] -> [Doska] -> [Adafruit IstyBitsy 32U4 8MHz].
• [Nástroje] -> [Port] -> akýkoľvek pripojený port, zvyčajne najvyššie číslo.
• [Súbor] -> [Príklady] -> [Adafruit LED Backpack Library] -> [sevenseg]
• [Skica] -> [Nahrať]

Ak je nahrávanie úspešné, displej by mal ožiť a začať zobrazovať prírastkové čísla. Čas vypustiť „hurá!“slávy. Ak nie, je čas nasadiť si klobúk pre odstraňovanie problémov.

Ak sa nahrávanie nepodarilo, dvakrát si prečítajte pokyny pre nastavenie ItsyBitsy, nastavenia IDE a pripojenie káblom USB.

Ak sa displej nerozsvieti, dvakrát skontrolujte pokyny k batohu a zapojenie.

Krok 17:

Čas na testovanie dvojice IR vysielača / detektora.

• [Súbor] -> [Príklady] -> [Analógové] -> [AnalogReadSerial]
• Nahrajte na svoju nástenku.
• Kliknite na ikonu „Sériový monitor“v pravom rohu IDE.

Pri troche šťastia vidíte prichádzajúci prúd hodnôt. Ide o 10-bitové analógové hodnoty, takže sa budú pohybovať od 0 do 1023.

• Keď je fototranzistor vystavený svetlu, umožní prechod prúdu a signál klesne smerom k 0.
• Keď fototranzistor nevidí IR, zastaví tok prúdu, čím sa signál zvýši.

Ak nedostávate očakávané zmeny, je potrebné skontrolovať niekoľko vecí:

• Dvakrát skontrolujte zapojenie z krúžku do mikrokontroléra.

• Svieti IR LED dióda?

  • Na dotyk by mala byť mierne teplá.
  • Lacná kamera pre mobilné telefóny pekne ukáže IR svetlo.
  • Ak nie je zapnutý, je pravdepodobne zapojený dozadu.

Krok 18:

Čas na testovanie stroboskopu. Použijeme iba príklad „Blink“a zmeníme číslo PIN:

• [Súbor] -> [Príklady] -> [01. Základný] -> [Blink]
• V závislosti od verzie IDE zmeňte číslo PIN tak, aby zodpovedalo číslu, ktoré sme vybrali v kroku 13 (kolík 9).
• Nahrajte náčrt a pripravte sa na oslepnutie.

Ak sa vám nezobrazí očakávané blikanie, skontrolujte čísla káblov a pinov.

Krok 19:

Na testovanie zostáva iba tlačidlo:

• [Súbor] -> [Príklady] -> [01. Základný] -> [DigitalReadSerial]
• Zmeniť tlačidlo = 2; na stlačenie tlačidla = 7;
• Zmeniť pinMode (tlačidlo, VSTUP); na pinMode (pushButton, INPUT_PULLUP);
• Odovzdať.

INPUT_PULLUP pripája slabý pullup odpor na 3V, čo znamená, že digitalRead () by mal vrátiť „HIGH“alebo „1“. Po stlačení tlačidla by sa malo vrátiť „LOW“alebo „0“.

Ak nedostávate očakávané hodnoty, vráťte sa a skontrolujte zapojenie tlačidiel.

Krok 20:

Čas vložiť náš testovaný systém do integrácie. Začnite prípravou PVC suda:

• Vyrežte časť 3/4 "PCV dlhú 85 mm.
• Označte 6 mm od konca a vyvŕtajte otvor 1/4 palca alebo väčší cez obe strany tak, ako je to možné.
• Vnútri suda nastriekajte na čierno, aby absorbovalo odrazené IR svetlo, keď šípka prejde.
• Pilníkom označte polohu otvorov na konci hlavne.

Krok 21:

• Otestujte, či je puzdro batérie vhodné a v prípade potreby ho orežte.
• Vložte puzdro (koniec elektródy smerom k otvoru vypínača).
• Pripevnite puzdro na miesto horúcim lepidlom (nie príliš, v prípade, že ho musíme rozobrať).

Krok 22:

Vložte vypínač a tlačidlo do otvorov v 3D puzdre a prichyťte horúcim lepidlom

Krok 23:

Zasuňte ItsyBitsy do slotu a usporiadajte káble, aby sme mali cestu pre hlaveň

Krok 24:

• Vložte krúžok LED do uzáveru a prilepte na miesto horúcim lepidlom.
• Nasaďte kryt, aby bol port USB ItsyBitsy v správnej polohe.

Krok 25:

• Vložte hlaveň tak, aby značky zarovnania na konci hlavne zodpovedali značkám uzáveru.
• Vizuálne skontrolujte IR žiarič a detektor a sú viditeľné cez otvory v hlavni. V prípade potreby otvory zväčšite.
• Pripojte USB k ItsyBitsy a spustite IR kontroly (skica AnalogReadSerial).

Krok 26:

Získanie konečného zarovnania je trochu zložité. Chcete ukotviť hlaveň v správnej polohe.

• Pripojte adaptér hlavne k blasteru Nerf.
• Nasuňte puzdro hlavne na adaptér a overte, či sú tri otvory pre skrutky na konci blastera zarovnané.
• Skontrolujte zarovnanie hlavne na výstupnej strane.
• Opatrne odpojte zostavu pomocou valcového adaptéra.
• Opatrne vysuňte puzdro hlavne z adaptéra, pričom držte PVC na mieste prstom dovnútra.
• Pripevnite sud na miesto horúcim lepidlom.
• Znovu zostavte, znova skontrolujte výživu
• Pripojte kryt a adaptér hlavne pomocou skrutiek. Bude fungovať tvarovanie závitov #2 alebo náhradné skrutky Nerf.

Krok 27:

Čas na firmvér pre niektoré zbrane.

• Stiahnite si a potom nahrajte priložený náčrt do ItsyBitsy.
• Skontrolujte, či na displeji blikajú čiarky (kým nevystrelí prvý výstrel).
• Položte prst na koniec hlavne dostatočne ďaleko, aby ste zablokovali infračervený lúč, a potom ho rýchlo vyberte.
• Skontrolujte, či z diód LED svieti blesk.
• Overte, či získate číselný údaj, ktorý sa bude striedať od „1“(počet záberov) a hodnoty niekoľkých malých stôp za sekundu, napríklad „1,5“.
• Stlačte tlačidlo na spodnej časti hlavne a overte, či sa vráti k blikajúcim čiarkam (resetovanie počtu striel).

Ak niektorý z týchto krokov zlyhá, vráťte sa a znova skontrolujte operáciu pomocou predchádzajúcich testovacích skíc. Skontrolujte zapojenie, aby ste zistili, či počas montáže nebolo niečo pokazené.

Krok 28: Čo ďalej?

Teraz viete, ako rýchlo strieľa vaša zbraň Nerf, a môžete zmerať účinky akýchkoľvek úprav, ktoré urobíte. Pretože je hlaveň odnímateľná a prenosná, môžete nechať svojich priateľov chrono blastery.

V tejto sérii sa budeme pozerať na aktualizáciu batérie a kabeláže pre LiPo, pomocou MOSFETu na ovládanie zotrvačníkov a prácu na vybranom požiarnom systéme s úplne prispôsobiteľnou prevádzkou.

Druhé miesto v súťaži Arduino 2019