Arduino pro Nerf: Chronograf a počítadlo snímků: 28 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:21

Můj předchozí Instructable pokrýval základy detekce rychlosti šipky pomocí infračerveného vysílače a detektoru. Tento projekt jde ještě o krok dále, pomocí desky s plošnými spoji, displeje a baterií vyrobil přenosné počítadlo munice a chronograf. Kromě toho jsme přidali několik diod LED pro simulaci úsťového záblesku. Protože, lavice lavice lavice…

Může se to zdát jako skličující projekt se spoustou kroků, ale použití desky s plošnými spoji a komerčních komponent pro displej a mikrokontrolér značně usnadňuje sestavení spolehlivého projektu. Poskytnu také testovací kód pro každý prvek projektu, abych zajistil váš úspěch. Můžeš to udělat !

Krok 1: Díly a spotřební materiál

Deska s plošnými spoji, tři kopie vás budou stát pouze 12,40 $ s dopravou zdarma, takže se o tuto cenu podělte s přítelem:

Park BOZP:

Elektronické součástky

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

• 5 ks, 5 mm LED, barva dle vašeho výběru

  • Bílá
  • Amber
• 6 ea., 100 ohmů 1/8W 5% odpory omezující proud,
• 2 ea., 10K 1/8W 5% odpor,
• 1 kus. Fotografický tranzistor, [Everlight PT928-6B-F] (https://www.digikey.com/short/qtrp5m)
• 1 kus. IR vysílač, [Everlight IR928-6C-F] (https://www.digikey.com/short/jzr3b8)
• 1 kus. 100 ohmový rezistor 1/8W 5%, [Stackpole CF18JT100R] (https://www.digikey.com/short/q72818)
• 1 ea., Samčí a samčí 12 "propojovací vodiče, [Adafruit 1955], (https://www.digikey.com/short/pzhhrt)
• 1 ea., Adafruit ItsyBitys 8Mhz 3V, [Adafruit 3675], (https://www.digikey.com/short/pzhhwj)
• 1 kus, DRŽÁK BATT AAA 3 BUŇKY 6 "VEDENÍ,
• 1 kus, SPÍNAČ SLIDE SPST, E-Switch EG1218,
• 1 kus, SPÍNAČ TACTILE SPST-NO 0,05A 24V, TE 1825910-6,

• 1 ea., 7segmentový displej I2C:

  • ČERVENÝ Adafruit 878
  • Blue Adafruit 881,

3D díly

3D díly byly vytvořeny především v TinkerCad, což znamená, že je lze snadno upravit podle vlastního účelu:

• Víčko a tělo:
• Sudový adaptér:

Také jsem vložil kopie STL na Thingiverse:

Nástroje a různé:

• Páječka
• Odstraňovače drátů
• Flush cut snipers
• Horká lepicí pistole
• Drát
• Šrouby tvořící závit č. 2
• 3/4 "PCV

Krok 2:

Začneme s obvodovou deskou.

• Oddělte dvě menší „odlomené“desky od středu a odložte je na druhé místo pomocí zarovnávacích řezů nebo zkroucením.
• Ořízněte hrubé hrany, pilníkem nebo pískem, abyste je vyhladili.

Krok 3:

Nebudu se tě snažit naučit tě pájet. Zde je pár mých oblíbených videí, která to ukazují mnohem lépe než já:

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

Obecně:

• Najděte umístění na desce plošných spojů pomocí značení na sítotisku.
• Ohněte vodiče součásti tak, aby odpovídaly otisku nohy.
• Pájejte vývody.
• Zkraťte vodiče

Začněme s odpory, protože jsou nejhojnější, nejnižší a snadno se pájí. Jsou odolnější vůči teplu a dají vám šanci oprášit vaši techniku. Nemají také polaritu, takže je můžete vložit jakkoli.

• 6 ea., 100 ohmové odpory, které omezují proud LED, jdou v místech označených „*R“a „100“.
• 2 ea., 10 000-ohm odpory jdou v místech označených „10K“.

Krok 4:

Dále nainstalujeme pár vysílač / detektor. Pokud chcete další informace o tom, jak tyto funkce fungují, podívejte se zpět na mé dřívější Instructables.

• IR vysílač je čistý a míří na místo označené „EMIT“se zaoblenou čočkou směřující do středu.
• IR detektor je černý a jde v místě označeném „DETECT“se zaoblenou čočkou směřující k IR vysílači.

Krok 5:

Protože 5 LED bude odebírat více proudu, než může být přímo dodáváno mikrokontrolérem, použijeme k jejich zapnutí a vypnutí tranzistorový spínač. Může to být malý N-kanálový MOSFET nebo obyčejný NPN tranzistor, protože máme co do činění s asi 100 mA.

N-MOSFET jde na místo označené "Q1" s plochou tváří odpovídající značení

Krok 6:

LED diody mají polaritu. Dlouhý vodič je kladný a na desce plošných spojů je označen „+“. Na straně je také plochý okraj, který nikdy jasně nevidím.

• Nainstalujte všechny LED diody na stranu naproti rezistorům a MOSFET.
• Otočte desku a připájejte jeden vývod a pouze jeden vývod každé LED na místo.

• Zkontrolujte diody LED a ověřte, zda je dlouhý vodič v otvoru označeném „+“a zda je dioda LED v jedné rovině s deskou.

  Zahřejte kloub a jemným zatlačením na LED diodu jej usaďte (viz foto 4)

• Zapájejte zbývající vývody a ořízněte.

Krok 7:

Vyzkoušejte, zda LED kroužek zapadl do 3D tištěného víčka. Bude se hodit pouze jedním způsobem, s MOSFET směrem k otvoru ve tvaru „T“.

Krok 8:

Čas začít zapojovat!

• Vezměte čtyři 6 "dráty a oba konce odizolujte a pocínujte.

• Pájka do záhlaví na DPS:

  • Červená pro „+“.
  • Černá pro „-“.
  • Výběr barvy pro „S“, což je „stroboskop“, nebo signál pro zapnutí LED diod.
  • Výběr barvy pro „G“, což je „brána“, nebo signál přicházející z IR detektoru.

Krok 9:

Pojďme si připravit displej. Líbí se mi „I2C batohy“společnosti Adafruit, protože do práce berou pouze dva signální vodiče (kromě napájení a uzemnění). Můžete je také spojit dohromady.

Oficiální pokyny Adafruit jsou na:

• Zajistěte správnou orientaci displeje s desetinnými čárkami odpovídajícími značkám DPS.

• Stejně jako v předchozím kroku cínujte a odizolujte 4 ea., 6 dráty:

  • Červená pro „+“
  • Černá pro „-“.
  • Výběr barvy pro „SDA“a „SCL“.

Krok 10:

Tlačítko je pro vstup uživatele. Používám to k resetování počítadla munice, ale dalo by se to použít k zapnutí a vypnutí LED diod jako baterka nebo cokoli, s čím vaše představivost přijde. Je to váš projekt.

• Vložte spínač do odlamovací desky a připájejte vodiče.
• Ořízněte, odizolujte a pocínujte dva 6 "dráty. Jeden by měl být černý pro zem, druhý by měl mít výraznou barvu.
• Připájejte dráty k odlamovací desce. Na orientaci nezáleží.

Krok 11:

Posuvný vypínač slouží k zapnutí a vypnutí napájení. Design je trochu matoucí, ale pomáhá s montáží. Značky na hedvábné obrazovce ukazují, jak spínač přerušuje kontakt mezi dvěma kladnými vodiči.

• Odřízněte vodiče na těstíčku tak, aby zůstaly připevněny přibližně 2 palce.
• Pájejte posuvný spínač na odlamovací desku.
• Odizolujte a pocínujte zbývající ~ 4 "vodiče z držáku baterie a pájky na jednu stranu odlamovací desky (červená na"+", černá na"-").
• Pájejte vývody z držáku baterie na druhou stranu odpojovací desky (červená na "+", černá na "-").

Krok 12:

Čas začít integrovat různé komponenty. Tlačítko si uložíme pro druhé, protože do jednoho otvoru snadno vejdeme pouze tři dráty.

• Vezměte tři červené svody, odizolujte a stočte dohromady:

  • LED kroužek
  • 7segmentový displej
  • Posuvný spínač

• Vložte je skrz dno „3V“podložky ItsyBitsy a připájejte na místo.

  Pokud používáte jiný typ desky, použijte pin „5V“

• Vezměte tři černé zemnicí vodiče ze stejných součástek, odizolujte, stočte a vložte do podložky „G“naproti podložce „3V“.

Krok 13:

Dokončete připojení prstence LED připojením brány a bleskových vodičů k příslušným kolíkům:

• Připojte „G“nebo hradlový vodič ke kolíku ItsyBitsy A0. To nám umožní získat analogové hodnoty pro řešení potíží.
• Připojte "S" nebo stroboskopický vodič na pin 9, který nám umožní PWM světelný signál, pokud chceme později ovládat jas.

Krok 14:

Dokončete připojení 7segmentového displeje připojením vodičů I2C:

• Připojte pin SCL („hodiny“) z displeje ke kolíku SCL na ItsyBitsy.
• Připojte pin SDA („data“) z displeje ke kolíku SDA na ItsyBitsy.

Krok 15:

Čas na přidání tlačítka:

• Připojte černý vodič ke kolíku ItsyBitsy „G“na spodním krátkém okraji desky. Jedná se o stejný zemní signál jako na druhém pinu „G“.
• Připojte barevný vodič k kolíku ItsyBitsy „7“. To nám umožní použít hardwarový signál přerušení k vynulování počítadla.

Krok 16:

V tuto chvíli je čas otestovat naše různé komponenty.

Pokud používáte Adafruit ItsyBitsy poprvé, budete muset nakonfigurovat Arduino IDE, aby desku rozpoznalo.

Postupujte podle pokynů na

Pokud používáte I2C displeje Adafruit poprvé, budete muset znovu nakonfigurovat své Arduino IDE, aby používalo knihovny Adafruit.

Postupujte podle pokynů na

Čas vyzkoušet:

• Připojte svůj ItsyBitsy k počítači pomocí USB Micro.
• [Nástroje] -> [Deska] -> [Adafruit IstyBitsy 32U4 8MHz].
• [Nástroje] -> [Port] -> jakýkoli připojený port, obvykle nejvyšší číslo.
• [Soubor] -> [Příklady] -> [Adafruit LED Backpack Library] -> [sevenseg]
• [Skica] -> [Nahrát]

Pokud je nahrávání úspěšné, displej by měl ožít a začít ukazovat přírůstková čísla. Čas vypustit „hups!“slávy. Pokud ne, je čas nasadit si klobouk pro odstraňování problémů.

Pokud se odeslání nezdařilo, zkontrolujte znovu pokyny k nastavení ItsyBitsy, nastavení IDE a připojení kabelem USB.

Pokud se displej nerozsvítí, znovu zkontrolujte pokyny k batohu a vaše zapojení.

Krok 17:

Čas na testování dvojice IR vysílač / detektor.

• [Soubor] -> [Příklady] -> [Analog] -> [AnalogReadSerial]
• Nahrajte na svou nástěnku.
• Klikněte na ikonu „Serial Monitor“v pravém rohu IDE.

S trochou štěstí vidíte přicházející proud hodnot. Jedná se o 10bitové analogové hodnoty, takže se budou pohybovat od 0 do 1023.

• Když je fototranzistor vystaven světlu, umožní průchod proudu a signál klesne směrem k 0.
• Když fototranzistor nevidí IR, zastaví tok proudu a nechá signál jít vysoko.

Pokud nedostáváte očekávané změny, je třeba zkontrolovat několik věcí:

• Znovu zkontrolujte zapojení od prstence k mikrokontroléru.

• Svítí IR LED?

  • Na dotek by měl být mírně teplý.
  • Levná kamera mobilního telefonu pěkně ukáže IR světlo.
  • Pokud není zapnutý, je pravděpodobně zapojen zpět.

Krok 18:

Čas vyzkoušet stroboskop. Použijeme pouze základní příklad „Blink“a změníme číslo PIN:

• [Soubor] -> [Příklady] -> [01. Základní] -> [Blikat]
• V závislosti na verzi IDE změňte číslo PIN tak, aby odpovídalo číslu, které jsme vybrali v kroku 13 (pin 9).
• Nahrajte skicu a připravte se na oslepení.

Pokud se vám nezobrazí očekávané blikání, zkontrolujte zapojení a čísla pinů.

Krok 19:

K testování zbývá pouze tlačítko:

• [Soubor] -> [Příklady] -> [01. Základní] -> [DigitalReadSerial]
• Změnit tlačítko = 2; to pushButton = 7;
• Změnit pinMode (pushButton, INPUT); na pinMode (pushButton, INPUT_PULLUP);
• Nahrát.

INPUT_PULLUP připojuje slabý pullup rezistor na 3V, což znamená, že digitalRead () by měl vrátit „HIGH“nebo „1“. Po stisknutí tlačítka by se mělo vrátit „LOW“nebo „0“.

Pokud nedostáváte očekávané hodnoty, vraťte se zpět a zkontrolujte zapojení tlačítek.

Krok 20:

Čas dát náš testovaný systém do integrace. Začněte přípravou PVC sudu:

• Odřízněte část 3/4 "PCV o délce 85 mm.
• Vyznačte 6 mm od konce a vyvrtejte po obou stranách otvor o průměru 1/4 "nebo větší, jak je to možné.
• Při průchodu šipky nastříkejte vnitřek hlavně černou barvou, aby absorbovala odražené infračervené světlo.
• Pomocí pilníku označte polohu otvorů na konci hlavně.

Krok 21:

• Vyzkoušejte fit pouzdro baterie a v případě potřeby jej ořízněte.
• Vložte pouzdro (konec kabelu směrem k otvoru vypínače).
• Přilepte pouzdro na místo horkým lepidlem (ne příliš v případě, že ho budeme muset rozebrat).

Krok 22:

Vložte vypínač a tlačítko do otvorů ve 3D pouzdru a přichyťte horkým lepidlem

Krok 23:

Zasuňte ItsyBitsy do slotu a uspořádejte kabeláž, abychom měli cestu pro hlaveň

Krok 24:

• Vložte LED kroužek do víčka a přichyťte ho horkým lepidlem.
• Nasaďte kryt, aby port USB ItsyBitsy vypadal ve správné poloze.

Krok 25:

• Vložte hlaveň tak, aby značky zarovnání na konci hlavně odpovídaly značkám čepice.
• Vizuálně zkontrolujte infračervený vysílač a detektor a podívejte se skrz otvory v hlavni. V případě potřeby otvory zvětšete.
• Připojte USB k ItsyBitsy a spusťte IR kontroly (skica AnalogReadSerial).

Krok 26:

Získání konečného zarovnání je trochu složité. Chcete svou hlaveň ukotvit ve správné poloze.

• Připojte adaptér hlavně k blasteru Nerf.
• Nasuňte pouzdro hlavně na adaptér a ověřte, zda jsou tři otvory pro šrouby na konci blasteru zarovnány.
• Ověřte zarovnání hlavně na výstupní straně.
• Opatrně odpojte sestavu pomocí sudového adaptéru.
• Opatrně vysuňte pouzdro hlavně z adaptéru a držte PVC na místě s prstem uvnitř.
• Zajistěte hlaveň horkým lepidlem.
• Znovu sestavte, znovu zkontrolujte výživu
• Pomocí šroubů připevněte adaptér víčka a hlavně. Bude fungovat tváření závitů č. 2 nebo náhradní šrouby Nerf.

Krok 27:

Čas na nějaký firmware pro zbraně.

• Stáhněte a poté nahrajte přiložený náčrtek do ItsyBitsy.
• Ověřte, že na displeji blikají pomlčky (dokud nevystřelí první výstřel).
• Umístěte prst na konec hlavně dostatečně daleko, abyste zablokovali infračervený paprsek, a poté jej rychle odeberte.
• Ověřte, zda z LED diod svítí záblesk.
• Ověřte, že získáte číselný údaj, který se bude střídat od „1“(počet výstřelů) a hodnoty několika malých stop za sekundu, jako „1,5“.
• Stiskněte tlačítko na spodní části hlavně a ověřte, že se vrátí k blikajícím čárkám (resetujte počet výstřelů).

Pokud některý z těchto kroků selže, vraťte se a znovu zkontrolujte operaci pomocí předchozích testovacích skic. Prohlédněte zapojení, abyste zjistili, zda při montáži nebylo něco strženo.

Krok 28: Co dál?

Nyní víte, jak rychle střílí vaše zbraň Nerf, můžete měřit efekty jakýchkoli provedených modů. Protože je hlaveň odnímatelná a přenosná, můžete nechat své přátele chrono blastery.

V této sérii se budeme zabývat upgradem baterie a kabeláže pro LiPo, pomocí MOSFETu pro ovládání setrvačníků a prací směrem k vybranému požárnímu systému s plně přizpůsobitelným provozem.

Druhé místo v soutěži Arduino Contest 2019