Arduino Nerfi jaoks: kronograaf ja võtte loendur: 28 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:48

Minu eelmine Instructable käsitles noolemäära tuvastamise põhitõdesid infrapunakiirguri ja detektori abil. See projekt viib sammu edasi, kasutades trükkplaati, ekraani ja akusid, et valmistada kaasaskantav laskemoona loendur ja kronograaf. Lisaks lisame koonu välklambi simuleerimiseks mõned LED -id. Sest, pingipingi pink…

See võib tunduda heidutav projekt, kus on palju samme, kuid trükkplaadi ning kuvari ja mikrokontrolleri kommertskomponentide kasutamine muudab usaldusväärse projekti kokkupanemise palju lihtsamaks. Esitan ka projekti iga elemendi jaoks testkoodi, et tagada teie edu. Sa saad sellega hakkama !

Samm: osad ja tarvikud

Trükkplaat, kolm eksemplari maksab teile tasuta kohaletoimetamisega vaid 12,40 dollarit, seega tehke see koos sõbraga, et kulusid jagada:

OSH Park:

Elektroonilised osad

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

• 5 ea., 5 mm LED, teie valitud värv

  • Valge
  • Merevaik
• 6 ea., 100 oomi 1/8W 5% voolu piiravad takistid,
• 2 ea., 10K 1/8W 5% takisti,
• 1 ea. Fototransistor, [Everlight PT928-6B-F] (https://www.digikey.com/short/qtrp5m)
• 1 ea. IR-kiirgaja, [Everlight IR928-6C-F] (https://www.digikey.com/short/jzr3b8)
• 1 ea. 100 oomi takisti 1/8W 5%, [Stackpole CF18JT100R] (https://www.digikey.com/short/q72818)
• 1 ea., Isas-mees 12-tollised džemprijuhtmed, [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., Lüliti TACTILE SPST-NO 0.05A 24V, TE 1825910-6,

• 1 ea., 7-segmendiline I2C-ekraan:

  • PUNANE Adafruit 878
  • Sinine Adafruit 881,

3D osad

3D -osad loodi peamiselt TinkerCadis, mis tähendab, et neid on lihtne oma otstarbeks muuta:

• Kork ja korpus:
• Tünniadapter:

Olen pannud ka STL -ide koopiad Thingiverse'i:

Tööriistad ja muu:

• Jootekolb
• Traadi eemaldajad
• Tasapinnalised lõikurid
• Kuum liimipüstol
• Traat
• #2 keerme moodustavad kruvid
• 3/4 "PCV

2. samm:

Alustame trükkplaadist.

• Eraldage kaks väiksemat "murdelauda" keskelt ja asetage viimaste jaoks kasutusele, kasutades loputuslõikeid või keerates.
• Lõika karedad servad, viil või liiv, et neid tasandada.

3. samm:

Ma ei hakka sulle jootmist õpetama. Siin on paar minu lemmikvideot, mis näitavad seda palju paremini kui mina:

• Carrie Ann Geek Girl Diariesist.
• Colin firmast Adafruit

Üldiselt:

• Siiditrükimärgistuse abil leidke asukoht trükkplaadilt.
• Painutage komponendi juhtmed jalajäljele.
• Jootke juhtmed.
• Kärpige juhtmeid

Alustame takistitest, kuna need on kõige rikkalikumad, madalaimad istmed ja lihtsamini jootetavad. Need on kuumuskindlamad ja annavad teile võimaluse oma tehnikat täiendada. Neil pole ka polaarsust, nii et saate neid mõlemal viisil paigutada.

• 6 ea. 100 oomi takistid, mis piiravad voolu LED-idega, lähevad kohtadesse, mis on tähistatud tähtedega "*R" ja "100".
• 2 ea., 10 000 oomi takistid lähevad kohtadesse, millel on märge "10K".

4. samm:

Järgmisena paigaldame emitteri / detektori paari. Kui soovite nende toimimise kohta lisateavet, vaadake tagasi minu varasemaid juhiseid.

• Infrapunakiirgur on selge ja läheb tähisega "EMIT", kusjuures ümardatud lääts on suunatud keskpunkti.
• Infrapunaandur on must ja asub kohas, kus on märge "DETECT" ja ümardatud lääts on suunatud infrapunakiirguri poole.

5. samm:

Kuna 5 LED -i tõmbavad rohkem voolu, kui mikrokontroller otse toita saab, kasutame nende sisse- ja väljalülitamiseks transistorlülitit. See võib olla väike N-kanaliga MOSFET või tavaline NPN-transistor, kuna tegemist on umbes 100 mA-ga.

N-MOSFET läheb kohta, mis on märgistatud "Q1" ja lame nägu vastab märgistustele

6. samm:

LEDidel on polaarsus. Pikk juhe on positiivne ja trükkplaadil märgitud "+". Küljel on ka lame serv, mida ma kunagi selgelt ei näe.

• Paigaldage kõik valgusdioodid takistite ja MOSFETi vastasküljele.
• Pöörake plaat ümber ja jootke üks juhe ja igast LED -ist ainult üks juhe.

• Kontrollige valgusdioode, veendudes, et pikk juhe on augus, mis on tähistatud tähisega "+", ja kas LED on plaadiga samal tasemel.

  Soojendage liigend uuesti, vajutades samal ajal õrnalt LED -ist allapoole (vt foto 4)

• Joodage ülejäänud juhtmed ja lõigake.

7. samm:

Kontrollige, kas LED -rõngas sobib 3D -prinditud korki. See sobib ainult ühel viisil, MOSFETiga t-kujulise ava poole.

8. samm:

Aeg alustada juhtmestikuga!

• Võtke neli 6 -tollist traati ning riba ja tina mõlemast otsast.

• Jootke trükkplaadi päisesse:

  • Punane "+" jaoks.
  • Must "-" jaoks.
  • Värvivalik "S", mis on "strobo", või signaal LED -ide sisselülitamiseks.
  • Värvivalik "G", mis on "värav", või IR -detektorist tulev signaal.

9. samm:

Paneme ekraani valmis. Mulle meeldivad Adafruit'i "I2C seljakotid", sest need võtavad tööle ainult kaks signaalijuhet (lisaks toite ja maandusele). Saate neid ka aheldada.

Adafruit ametlikud juhised on aadressil:

• Veenduge, et kuvari orientatsioon oleks õige ja PCB -märgistusele vastavad kümnendkohad.

• Nagu eelmises etapis, tina ja riba 4 ea., 6 juhtmed:

  • Punane "+" jaoks
  • Must "-" jaoks.
  • Värvivalik "SDA" ja "SCL" jaoks.

10. samm:

Nupp on mõeldud kasutaja sisestamiseks. Ma kasutan seda laskemoona loenduri lähtestamiseks, kuid seda saab kasutada LED -ide sisse- ja väljalülitamiseks nagu taskulamp või mis iganes teie kujutlusvõime ette tuleb. See on teie projekt.

• Sisestage lüliti katkestusplaati ja jootke juhtmed.
• Kärpige, ribake ja plekkige kaks 6 -tollist traati. Üks peaks olema maandamiseks must, teine erilist värvi.
• Jootke juhtmed katkestusplaadi külge. Orienteerumisel pole tähtsust.

11. samm:

Liuglülitit kasutatakse toite sisse- ja väljalülitamiseks. Disain on natuke segane, kuid aitab kokkupanekul. Siiditrükil olevad märgised näitavad, kuidas lüliti katkestab kontakti kahe positiivse juhtme vahel.

• Lõika tainaümbrise juhtmed nii, et umbes 2 tolli jääks külge.
• Jootke liuglüliti purunemisplaadi külge.
• Eemaldage ja tinake järelejäänud ~ 4 "juhtmed patareipesast ja jootest purunemisplaadi ühele küljele (punane kuni"+", must"-").
• Jootke juhtmed patareipesast purunemisplaadi teisele poole (punane kuni "+", must "-").

12. samm:

Aeg alustada erinevate komponentide integreerimist. Salvestame nupu viimase jaoks, kuna saame ühe augu kaudu hõlpsalt mahutada ainult kolm juhtmest.

• Võtke kolm punast juhet, eemaldage ja keerake kokku:

  • LED rõngas
  • 7-segmendiline ekraan
  • Lükandlüliti

• Sisestage need ItsyBitsy padja "3V" põhja alt ja jootke oma kohale.

  Kui kasutate mõnda muud tüüpi plaati, kasutage tihvti "5V"

• Võtke kolm musta maandusjuhet samadest komponentidest, eemaldage ribad, keerake ja sisestage "G" padjale "3V" padja vastas.

13. samm:

Lõpetage LED -rõnga ühendamine, kinnitades värava ja strobo juhtmed vastavatele tihvtidele:

• Kinnitage "G" või väravajuhe ItsyBitsy tihvti A0 külge. See võimaldab meil tõrkeotsinguks saada analoognäidud.
• Kinnitage "S" või välgutraat tihvti 9 külge, mis võimaldab meil valgussignaali edastada, kui tahame hiljem heledust juhtida.

14. samm:

Lõpeta 7-segmendilise ekraani ühendamine, ühendades I2C juhtmed:

• Kinnitage kuvari SCL ("kella") tihvt ItsyBitsy SCL tihvti külge.
• Kinnitage ekraanilt SDA ("andmed") tihvt ItsyBitsy SDA tihvtile.

15. samm:

Nupu lisamise aeg:

• Kinnitage must juhe tahvli alumisel serval asuva ItsyBitsy "G" tihvti külge. See on sama maandussignaal kui teine "G" tihvt.
• Kinnitage värvijuhe ItsyBitsy tihvti "7" külge. See võimaldab meil loenduri lähtestamiseks kasutada riistvara katkestussignaali.

16. samm:

Siinkohal on aeg testida meie erinevaid komponente.

Kui kasutate Adafruit ItsyBitsyt esimest korda, peate konfigureerima oma Arduino IDE tahvli ära tundma.

Järgige juhiseid aadressil

Kui kasutate esimest korda Adafruit'i I2C kuvasid, peate uuesti konfigureerima oma Arduino IDE Adafruit'i raamatukogude kasutamiseks.

Järgige juhiseid aadressil

Aeg seda testida:

• Ühendage ItsyBitsy arvutiga USB Micro abil.
• [Tools] -> [Board] -> [Adafruit IstyBitsy 32U4 8MHz].
• [Tööriistad] -> [Port] -> mis iganes port ühendatud, tavaliselt suurim arv.
• [Fail] -> [Näited] -> [Adafruit LED -seljakottide raamatukogu] -> [seitsme segmendi]
• [Visand] -> [Laadi üles]

Kui üleslaadimine õnnestub, peaks ekraan elama ja hakkama näitama kasvavaid numbreid. Aeg lasta välja "ohoo!" hiilgusest. Kui ei, siis on aeg tõrkeotsingu müts pähe panna.

Kui üleslaadimine ebaõnnestus, kontrollige veel kord ItsyBitsy seadistusjuhiseid, IDE seadeid ja USB -kaabli ühendust.

Kui ekraan ei sütti, kontrollige veel kord seljakoti juhiseid ja juhtmestiku ühendusi.

17. samm:

IR -kiirguse / detektori paari testimise aeg.

• [Fail] -> [Näited] -> [Analoog] -> [AnalogReadSerial]
• Laadige oma lauale üles.
• Klõpsake IDE paremas nurgas ikooni "Serial Monitor".

Hea õnne korral näete väärtuste voogu. Need on 10-bitised analoogväärtused, seega vahemikus 0 kuni 1023.

• Kui fototransistor on valguse käes, laseb see voolul edasi ja signaal langeb 0 poole.
• Kui fototransistor ei näe IR -d, peatab see voolu, võimaldades signaalil kõrgele minna.

Kui te ei saa oodatud muudatusi, kontrollige järgmist.

• Kontrollige uuesti juhtmestikku rõngast mikrokontrollerini.

• Kas IR -tuli põleb?

  • See peaks katsudes olema veidi soe.
  • Odav mobiiltelefonikaamera näitab IR -valgust kenasti.
  • Kui see pole sisse lülitatud, on see tõenäoliselt tagurpidi ühendatud.

18. samm:

Aeg strobe testida. Kasutame lihtsalt "Blink" põhinäidet ja muudame PIN -koodi:

• [Fail] -> [Näited] -> [01. Basic] -> [Blink]
• Sõltuvalt teie IDE versioonist muutke tihvti numbrit, et see vastaks sammuga 13 valitud numbrile (tihvt 9).
• Laadige visand üles ja valmistuge pimestamiseks.

Kui te ei saa oodatud vilkumist, kontrollige oma juhtmestikku ja pin -numbreid.

19. samm:

Katsetamiseks on jäänud vaid nupp:

• [Fail] -> [Näited] -> [01. Põhi] -> [DigitalReadSerial]
• Muuda pushButton = 2; to pushButton = 7;
• Muuda pinMode (pushButton, INPUT); to pinMode (pushButton, INPUT_PULLUP);
• Laadi üles.

INPUT_PULLUP kinnitab nõrga tõmbetakistuse 3V külge, mis tähendab, et digitalRead () peaks tagastama väärtuse "HIGH" või "1". Nupu vajutamisel peaks see tagasi saama "LOW" või "0".

Kui te ei saa oodatud väärtusi, minge tagasi ja kontrollige nupu juhtmestikku.

20. samm:

On aeg meie testitud süsteem integreerida. Alustage PVC tünni ettevalmistamisega:

• Lõika 3/4 "PCV 85 mm pikkune osa.
• Märkige otsast 6 mm ja puurige mõlemast küljest 1/4 tolli või suurem auk võimalikult keskele.
• Pihustage silindri sisemust lapikuks mustaks, et neelata peegeldunud IR -valgust, kui noolemäng möödub.
• Märkige viili abil tünni otsa aukude asukoht.

21. samm:

• Kontrollige akuümbrise sobivust ja vajadusel trimmige.
• Sisestage ümbris (juhtme ots toitelüliti ava poole).
• Kinnitage korpus kuuma liimiga (mitte liiga palju, kui peame selle hiljem lahti võtma).

Samm 22:

Sisestage toitelüliti ja nupp 3D -korpuse aukudesse ja kinnitage need kuuma liimiga kohale

23. samm:

Lükake ItsyBitsy selle pesasse ja korraldage juhtmestik nii, et meil oleks tünni jaoks tee

24. samm:

• Sisestage LED -rõngas korki ja kinnitage see kuuma liimiga kohale.
• Kinnitage kate nii, et ItsyBitsy USB -port kerkib õigesse asendisse.

25. samm:

• Sisestage tünn nii, et silindri otsas olevad joondusmärgid vastaksid korgi märkidele.
• Kontrollige visuaalselt infrapunakiirgurit ja detektorit ning vaadake läbi tünni aukude. Vajadusel suurendage auke.
• Ühendage USB ItsyBitsy -ga ja korrake IR -kontrolle (AnalogReadSerial sketch).

26. samm:

Lõpliku joonduse saamine on natuke keeruline. Soovite oma tünni õigesse asendisse kinnitada.

• Kinnitage tünni adapter Nerfi lõhkaja külge.
• Lükake silindriümbris adapterile, veendudes, et lõhkeseadme otsas olevad kolm kruviava on ühel joonel.
• Kontrollige silindri joondamist väljapääsu poolel.
• Eemaldage sõlme silindri adapteri abil ettevaatlikult.
• Libistage silinderkott ettevaatlikult adapterilt maha, hoides samal ajal PVC -d sõrmega sees.
• Kinnitage tünn kuuma liimiga paika.
• Pange kokku, kontrollige toitu uuesti
• Kinnitage kork ja silindri adapter kruvide abil. #2 keerme moodustamine või varu -Nerf -kruvid töötavad.

27. samm:

On aeg mõne relvaklassi püsivara jaoks.

• Laadige alla ja seejärel laadige lisatud visand üles ItsyBitsy -le.
• Veenduge, et ekraan vilgub kriipsudega (kuni esimese lasu tegemiseni).
• Asetage sõrm tünni otsa IR -kiirguse blokeerimiseks piisavalt kaugele ja eemaldage see seejärel kiiresti.
• Veenduge, et valgusdioodid saaksid välku.
• Veenduge, et saate numbrilise näidu, mis vaheldub väärtusega "1" (võtete arv) ja mõne väikese jala sekundis väärtusega, näiteks "1,5".
• Vajutage tünni põhjas asuvat nuppu ja kontrollige, kas see läheb tagasi vilkuvate kriipsude juurde (nullib löökide arvu).

Kui mõni neist toimingutest ebaõnnestub, pöörduge tagasi ja kontrollige toimingut, kasutades eelnevaid testvisandeid. Uurige juhtmestikku, et näha, kas monteerimise ajal midagi ei tõrjunud.

28. samm: mis edasi?

Nüüd teate, kui kiiresti teie Nerf -relv tulistab, saate mõõta mis tahes tehtud modifikatsioonide mõju. Kuna tünn on eemaldatav ja kaasaskantav, võite lasta oma sõpradel oma plahvatusi kronoteerida.

Selles seerias edasi liikudes vaatame LiPo aku ja juhtmestiku uuendamist, hoorataste juhtimiseks MOSFET -i kasutamist ja täielikult kohandatava toimimisega valitud tulesüsteemi loomist.

Arduino võistluse 2019 teine koht