Arduino para sa Nerf: Chronograph at Shot Counter: 28 Mga Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:13

Saklaw ng aking nakaraang Instructable ang mga pangunahing kaalaman sa pagtuklas ng bilis ng dart gamit ang isang infrared emitter at detector. Ang proyektong ito ay tumatagal ng isang hakbang pa, gamit ang isang naka-print na circuit board, display, at mga baterya upang makagawa ng isang portable ammo counter at kronograpo. Bilang karagdagan, nagdagdag kami ng ilang mga LED upang gayahin ang flash ng muzzle. Kasi, pew pew pew…

Ito ay maaaring mukhang isang nakakatakot na proyekto na may maraming mga hakbang, ngunit ang paggamit ng isang naka-print na circuit board at mga komersyal na bahagi para sa display at microcontroller ay ginagawang mas madali upang tipunin ang isang maaasahang proyekto. Magbibigay din ako ng test code para sa bawat elemento ng proyekto upang makatulong na matiyak ang iyong tagumpay. Kaya mo yan !

Hakbang 1: Mga Bahagi at Mga Pantustos

Printed Circuit Board, ang tatlong kopya ay nagkakahalaga sa iyo lamang ng $ 12.40 na may libreng pagpapadala, kaya gawin ito sa isang kaibigan upang ibahagi ang gastos:

OSH Park:

Mga Elektronikong Bahagi

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

• 5 ea., 5mm LEDs, kulay na iyong pinili

  • Puti
  • Amber
• 6 ea., 100 ohm 1 / 8W 5% kasalukuyang naglilimita sa mga resistors,
• 2 ea., 10K 1 / 8W 5% resistor,
• 1 ea Photo Transistor, [Everlight PT928-6B-F] (https://www.digikey.com/short/qtrp5m)
• 1 ea IR Emitter, [Everlight IR928-6C-F] (https://www.digikey.com/short/jzr3b8)
• 1 ea 100 ohm resistor 1 / 8W 5%, [Stackpole CF18JT100R] (https://www.digikey.com/short/q72818)
• 1 ea., Male-male 12 "jumper wires, [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., 7-segment na display ng I2C:

  • RED Adafruit 878
  • Blue Adafruit 881,

Mga Bahaging 3D

Pangunahing nilikha ang mga bahagi ng 3D sa TinkerCad, na nangangahulugang madali silang mabago sa iyong sariling layunin:

• Cap at Katawan:
• Barrel Adapter:

Naglagay din ako ng mga kopya ng STL sa Thingiverse:

Mga tool at Misc:

• Panghinang
• Mga striper ng wire
• Flush cut sniper
• Mainit na glue GUN
• Kawad
• # 2 thread na bumubuo ng mga tornilyo
• 3/4 "PCV

Hakbang 2:

Magsisimula na kami sa circuit board.

• Paghiwalayin ang dalawang mas maliit na "breakout" na mga board mula sa gitna at itabi para sa huli gamit ang flush-cut o sa pamamagitan ng pag-ikot.
• Putulin ang magaspang na mga gilid, file o buhangin upang makinis ang mga ito.

Hakbang 3:

Hindi ko susubukan at turuan kang maghinang. Narito ang isang pares ng aking mga paboritong video na ipinapakita itong mas mahusay kaysa sa magagawa ko:

• Carrie Ann mula sa Geek Girl Diaries.
• Colin mula sa Adafruit

Sa pangkalahatan:

• Hanapin ang lokasyon sa PCB gamit ang mga marka ng screen ng seda.
• Baluktot ang mga bahagi ng lead upang magkasya sa pag-print ng paa.
• Maghinang ng mga lead.
• Putulin ang mga lead

Magsimula tayo sa mga resistors dahil ang mga ito ang pinaka-sagana, pinakamababang upuan, at pinakamadaling maghinang. Ang mga ito ay higit na lumalaban sa init at bibigyan ka ng pagkakataon na magsipilyo sa iyong pamamaraan. Wala rin silang polarity, kaya maaari mong ilagay ang mga ito sa alinmang paraan.

• 6 ea., 100-ohm resistors na naglilimita sa kasalukuyan sa mga LEDs ay pumupunta sa mga spot na minarkahang "* R" at "100".
• 2 ea., 10, 000-ohm resistors pumunta sa mga spot na minarkahang "10K".

Hakbang 4:

Susunod, i-install natin ang pares ng emitter / detector. Kung nais mo ng karagdagang impormasyon tungkol sa kung paano ito gumagana, sumangguni sa aking naunang Mga Tagubilin.

• Ang IR emitter ay malinaw at pumupunta sa spot na minarkahang "EMIT" na may bilugan na lens na nakaturo sa gitna.
• Ang IR detector ay itim at pumupunta sa spot na minarkahang "DETECT" na may bilugan na lens na tumuturo sa IR emitter.

Hakbang 5:

Dahil ang 5 LEDs ay makakakuha ng mas maraming kasalukuyang kaysa direktang maibigay ng microcontroller, gagamit kami ng isang transistor switch upang i-on at i-off ang mga ito. Maaari itong maging isang maliit na N-channel MOSFET o isang regular na NPN transistor dahil nakikipag-usap kami sa halos 100 mA.

Ang N-MOSFET ay pumupunta sa lugar na minarkahang "Q1" kasama ang patag na mukha na tumutugma sa mga marka

Hakbang 6:

Ang mga LED ay may polarity. Ang mahabang lead ay positibo at minarkahan ng isang "+" sa PCB. Mayroon ding isang patag na gilid sa gilid na hindi ko malinaw na nakikita.

• I-install ang lahat ng mga LED sa gilid sa tapat ng resistors at MOSFET.
• I-flip ang board at maghinang ng isang tingga, at isang lead lamang ng bawat LED sa lugar.

• Suriin ang mga LED, ang pagpapatunay ng mahabang tingga ay nasa butas na may markang "+", at ang LED ay mapula sa board.

  Painitin ang kasukasuan habang dahan-dahang itulak pababa sa LED upang maupuan ito (tingnan ang larawan 4)

• Paghinang ng natitirang mga lead at trim.

Hakbang 7:

Pagsubok magkasya ang pinangunahang singsing sa naka-print na cap ng 3D. Tama lamang ang sukat sa isang paraan, kasama ang MOSFET patungo sa "hugis na" pambungad.

Hakbang 8:

Oras upang simulan ang mga kable!

• Kumuha ng apat na 6 na wires at i-strip at lata sa bawat dulo.

• Maghinang sa header sa PCB:

  • Pula para sa "+".
  • Itim para sa "-".
  • Pagpipili ng kulay para sa "S" na kung saan ay "strobo", o ang signal upang i-on ang mga LED.
  • Pagpipili ng kulay para sa "G" na kung saan ay "gate", o ang senyas na nagmumula sa IR detector.

Hakbang 9:

Ihanda na natin ang display. Gusto ko ang "I2C backpacks" ng Adafruit dahil kumukuha lang sila ng dalawang signal wires upang gumana (bilang karagdagan sa lakas at lupa). Maaari mo ring i-chain ang mga ito nang magkasama.

Ang opisyal na mga tagubilin sa Adafruit ay nasa:

• Tiyaking nakuha mong wasto ang orientation ng display sa mga decimal point na tumutugma sa mga marka ng PCB.

• Tulad ng sa naunang hakbang, tin at i-strip ang 4 ea., 6 na mga wire:

  • Pula para sa "+"
  • Itim para sa "-".
  • Pagpipili ng kulay para sa "SDA" at "SCL".

Hakbang 10:

Ang pindutan ay para sa pag-input ng gumagamit. Ginagamit ko ito upang i-reset ang counter ng munisyon, ngunit maaari itong magamit upang i-on at i-off ang mga LED tulad ng isang flashlight, o kung ano ang naiisip ng iyong imahinasyon. Ito ang iyong proyekto.

• Ipasok ang switch sa breakout board at maghinang ng mga lead.
• Gupitin, i-strip, at i-lata ang dalawang 6 "na wires. Ang isa ay dapat na itim para sa lupa, ang isa ay isang natatanging kulay.
• Paghinang ng mga wire sa breakout board. Hindi mahalaga ang oryentasyon.

Hakbang 11:

Ginagamit ang slide switch upang buksan at patayin ang kuryente. Ang disenyo ay medyo nakalilito, ngunit tumutulong sa pagpupulong. Ipinapakita ng mga pagmamarka sa screen ng seda kung paano sinisira ng switch ang contact sa pagitan ng dalawang positibong lead.

• Gupitin ang mga lead sa batter case upang humigit-kumulang na 2 "manatiling naka-attach.
• Solder ang slide switch sa breakout board.
• I-strip at i-tin ang natitirang ~ 4 "na humahantong mula sa may hawak ng baterya at solder sa isang bahagi ng breakout board (pula sa" + ", itim sa" - ").
• Paghinang ng mga lead mula sa may hawak ng baterya patungo sa kabilang panig ng breakout board (pula hanggang "+", itim hanggang "-").

Hakbang 12:

Oras upang simulang isama ang iba't ibang mga bahagi. Kami ay i-save ang pindutan para sa huli para sa dahil madali lamang kaming magkasya sa tatlong mga wire sa pamamagitan ng isang solong butas.

• Dalhin ang tatlong pulang lead, i-strip at iikot sama-sama:

  • LED singsing
  • 7-segment na pagpapakita
  • Slide switch

• Ipasok ang mga ito sa ilalim ng "3V" pad ng ItsyBitsy at panghinang sa lugar.

  Kung gumagamit ka ng isa pang uri ng board, gamitin ang "5V" pin

• Kunin ang tatlong mga itim na ground wires mula sa magkatulad na mga bahagi, hubarin, i-twist, at ipasok sa pad na "G" sa tapat ng pad na "3V".

Hakbang 13:

Tapusin ang pagkonekta sa singsing na LED sa pamamagitan ng paglakip ng gate at mga strobo wire sa naaangkop na mga pin:

• Ikabit ang "G" o gate wire sa ItsyBitsy pin A0. Papayagan kaming makakuha ng mga pagbasa ng analog para sa pag-troubleshoot.
• Ikabit ang "S" o strobo wire upang i-pin ang 9 na magpapahintulot sa amin na PWM ang ilaw na senyas kung nais naming makontrol ang liwanag sa paglaon.

Hakbang 14:

Tapusin ang pagkonekta sa 7-segment na display sa pamamagitan ng paglakip sa mga wires ng I2C:

• Ikabit ang SCL ("orasan") na pin mula sa display hanggang sa SCL pin sa ItsyBitsy.
• Ikabit ang SDA ("data") na pin mula sa display hanggang sa SDA pin sa ItsyBitsy.

Hakbang 15:

Oras upang idagdag ang pindutan:

• Ikabit ang itim na tingga sa ItsyBitsy "G" na pin sa ibabang maikling gilid ng board. Ito ang parehong ground signal tulad ng iba pang "G" pin.
• Ikabit ang kulay na humantong sa ItsyBitsy pin na "7". Papayagan kaming gumamit ng isang signal ng nakakagambala sa hardware upang mai-reset ang counter.

Hakbang 16:

Sa puntong ito, oras na upang subukan ang aming iba't ibang mga bahagi.

Kung ito ang iyong unang pagkakataon sa paggamit ng Adafruit ItsyBitsy, kakailanganin mong i-configure ang iyong Arduino IDE upang makilala ang board.

Sundin ang mga tagubilin sa

Kung ito ang iyong unang pagkakataon sa paggamit ng mga ipinapakitang I2C ng Adafruit, kakailanganin mong muling i-configure ang iyong Arduino IDE upang magamit ang mga aklatan ng Adafruit.

Sundin ang mga tagubilin sa

Oras upang subukan ito:

• Ikabit ang iyong ItsyBitsy sa iyong computer gamit ang isang USB Micro.
• [Tools] -> [Board] -> [Adafruit IstyBitsy 32U4 8MHz].
• [Tools] -> [Port] -> kung ano ang nakakonekta sa port, karaniwang ang pinakamataas na bilang.
• [File] -> [Mga Halimbawa] -> [Adafruit LED Backpack Library] -> [sevenseg]
• [Sketch] -> [Mag-upload]

Kung matagumpay ang pag-upload, dapat mabuhay ang display at magsimulang magpakita ng mga nagdaragdag na numero. Oras upang palabasin ang isang "whoop!" ng kaluwalhatian. Kung hindi, oras upang ilagay sa sumbrero ng troubleshooter.

Kung nabigo ang pag-upload, i-double check ang mga tagubilin sa pag-set up ng ItsyBitsy, mga setting ng IDE, at koneksyon sa USB cable.

Kung nabigo ang ilaw sa ilaw, i-double check ang mga tagubilin sa backpack at ang iyong mga koneksyon sa mga kable.

Hakbang 17:

Oras upang subukan ang pares ng IR emitter / detector.

• [File] -> [Mga Halimbawa] -> [Analog] -> [AnalogReadSerial]
• Mag-upload sa iyong board.
• I-click ang icon na "Serial Monitor" sa kanang sulok ng IDE.

Sa anumang swerte, nakakakita ka ng isang daloy ng mga halagang papasok. Ito ang 10-bit na halagang analog kaya ang saklaw mula 0 hanggang 1023.

• Kapag ang photo transistor ay nakalantad sa ilaw, pinapayagan nitong lumipas ang kasalukuyang at ang signal ay bababa sa 0.
• Kapag hindi nakikita ng photo transistor ang IR, ihihinto nito ang kasalukuyang daloy na pinapayagan ang signal na maging mataas.

Kung hindi ka nakakakuha ng mga inaasahang pagbabago, narito ang ilang mga bagay na dapat suriin:

• I-double check ang mga kable mula sa singsing patungo sa microcontroller.

• Naka-on ba ang IR LED?

  • Dapat itong maging bahagyang mainit sa pagpindot.
  • Ang isang murang camera ng cell phone ay magpapakita ng ilaw sa IR nang maayos.
  • Kung hindi ito naka-on, malamang na naka-wire paatras.

Hakbang 18:

Oras upang subukan ang strobo. Gagamitin lamang namin ang pangunahing halimbawa ng "Blink" at babaguhin ang numero ng pin:

• [File] -> [Mga Halimbawa] -> [01. Basic] -> [Blink]
• Nakasalalay sa iyong bersyon ng IDE, baguhin ang numero ng pin upang tumugma sa pinili namin sa hakbang 13 (pin 9).
• I-upload ang sketch at maghanda na mabulag.

Kung hindi mo nakuha ang inaasahang flashing, suriin ang iyong mga kable at numero ng pin.

Hakbang 19:

Ang natitira lamang upang subukan ay ang pindutan ng push:

• [File] -> [Mga Halimbawa] -> [01. Basic] -> [DigitalReadSerial]
• Baguhin ang pindutan ng pindutan = 2; upang itulak ang Button = 7;
• Baguhin ang pinMode (pushbutton, INPUT); upang i-pinMode (pushbutton, INPUT_PULLUP);
• I-upload

Ang INPUT_PULLUP ay nakakabit ng isang mahinang resistor na pullup sa 3V na nangangahulugang isang digitalRead () na dapat bumalik sa "TAAS" o "1". Kapag pinindot ang pindutan, dapat itong bumalik "LOW" o "0".

Kung hindi ka nakakakuha ng mga inaasahang halaga, bumalik at suriin ang mga kable ng pindutan.

Hakbang 20:

Oras upang ilagay ang aming nasubok na system sa isang pagsasama. Magsimula sa pamamagitan ng paghahanda ng PVC bariles:

• Gupitin ang isang seksyon ng 3/4 "PCV 85mm ang haba.
• Markahan ang 6mm mula sa dulo at mag-drill ng 1/4 "o mas malaking butas sa magkabilang panig, na nakasentro hangga't maaari.
• Pagwilig ng loob ng bariles na patag na itim upang makuha ang masasalamin na ilaw ng IR kapag lumipas ang dart.
• Gumamit ng isang file upang markahan ang posisyon ng mga butas sa dulo ng bariles.

Hakbang 21:

• Pagsubok magkasya sa kaso ng baterya at i-trim kung kinakailangan.
• Ipasok ang kaso (ang tingga ng tingga patungo sa pagbubukas ng switch ng kuryente).
• Itabi ang kaso sa lugar na may mainit na pandikit (hindi masyadong marami kung sakaling kailanganin nating ihiwalay ito).

Hakbang 22:

Ipasok ang switch ng kuryente at ang pindutan sa mga butas ng kaso ng 3D at iakma sa lugar na may mainit na pandikit

Hakbang 23:

I-slide ang ItsyBitsy sa slot nito at ayusin ang mga kable upang magkaroon kami ng landas para sa bariles

Hakbang 24:

• Ipasok ang singsing na LED sa takip at iakma sa lugar na may mainit na pandikit.
• Ikabit ang takip upang ang ItsyBitsy USB port ay umusbong sa tamang posisyon.

Hakbang 25:

• Ipasok ang iyong bariles upang ang mga marka ng pagkakahanay sa dulo ng bariles ay tumutugma sa mga marka ng cap.
• Biswal na suriin ang IR emitter at detector at nakikita sa pamamagitan ng mga butas sa bariles. Palakihin ang mga butas kung kinakailangan.
• Ikabit ang USB sa ItsyBitsy at ibalik ang IR check (AnalogReadSerial sketch).

Hakbang 26:

Ang pagkuha ng huling pagkakahanay ay medyo nakakalito. Nais mong i-angkla ang iyong bariles sa tamang posisyon.

• Ikabit ang adapter ng bariles sa isang Nerf blaster.
• I-slide ang kaso ng bariles sa adapter, pinatutunayan na ang tatlong butas ng tornilyo sa linya ng blaster end ay pataas.
• I-verify ang pagkakahanay ng bariles sa exit side.
• Maingat na tanggalin ang pagpupulong gamit ang adapter ng bariles.
• Maingat na i-slide ang kaso ng bariles sa adapter habang hinahawakan ang PVC sa lugar gamit ang iyong daliri sa loob.
• Itama ang bariles sa lugar na may mainit na pandikit.
• Magtipon muli, muling suriin ang aliment
• Ikabit ang adapter ng cap at bariles gamit ang mga tornilyo. # 2 na bumubuo ng thread, o gagana ang mga Nerf screw na gagana.

Hakbang 27:

Oras para sa ilang firmware ng grade ng armas.

• I-download at pagkatapos ay I-upload ang naka-attach na sketch sa ItsyBitsy.
• I-verify na ang display ay kumikislap na mga gitling (hanggang sa maalis ang unang pagbaril).
• Ilagay ang iyong daliri sa dulo ng bariles na sapat na malayo upang harangan ang IR beam at pagkatapos ay mabilis itong alisin.
• Patunayan na nakakuha ka ng isang flash ng ilaw mula sa mga LED.
• I-verify na makakakuha ka ng isang pagbasa na may bilang na kung saan ay kahalili mula sa "1" (pagbaril bilang) at ilang maliit na talampakan bawat segundo na halaga tulad ng "1.5".
• Pindutin ang pindutan sa ilalim ng bariles at i-verify na bumalik ito sa mga flashing dash (i-reset ang bilang ng pagbaril).

Kung alinman sa mga hakbang na ito ay nabigo, sa gayon bumalik at i-double check ang operasyon gamit ang nakaraang mga sketch ng pagsubok. Suriin ang mga kable upang makita kung may nai-jostle sa pagpupulong.

Hakbang 28: Ano ang Susunod?

Ngayon alam mo kung gaano kabilis ang pagbaril ng iyong Nerf gun, masusukat mo ang mga epekto ng anumang mga mod na iyong ginawa. Dahil ang bariles ay naaalis at portable, maaari mong hayaan ang iyong mga kaibigan na chrono ang kanilang mga blasters.

Sumusulong sa seryeng ito, titingnan namin ang pag-upgrade ng baterya at mga kable para sa LiPo, gamit ang isang MOSFET upang makontrol ang mga flywheel, at nagtatrabaho patungo sa isang piling sistema ng sunog na may ganap na napapasadyang operasyon.

Runner Up sa Arduino Contest 2019