Nerf Chronograph at Rate ng Fire Barrel: 7 Mga Hakbang

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:11

Panimula

Bilang isang tinkerer palaging napakasisiyahan na makita ang mga bilang na resulta ng iyong tinkering. Marami sa atin ang nagbago ng mga baril ng Nerf dati at sino ang hindi mahilig sa pag-fling ng mga piraso ng bula sa buong bahay na higit sa 100fps?

Matapos mabago ang maraming mga baril ng Nerf sa buong buhay ko, simula noong ako ay ~ 10 kasama ang aking Tatay hanggang ngayon kapag ako at ang aking mga kasama sa silid ay patuloy na naglalagay ng foam sa buong apartment sa bawat isa, palagi kong nais na malaman eksakto kung gaano kabilis lumilipad ang mga darts, at kung gaano karaming mga darts bawat segundo ang aking mga kasama sa kuwarto Rapid-Strike shoot. Mayroong mga magagamit na komersyal na kronograp para sa Nerf at Airsoft, ngunit ang mga mataas na katumpakan ay mahal, at nakakatuwa na bumuo ng isa sa aming sarili. Kung nais mong bumili ng isa, naglabas si Nerf ng isang bariles na halos magkapareho sa itinampok sa proyektong ito (na may ilang mas mahusay na disenyo ng industriya) at mahahanap ito rito:

Nerf Modulus Ghost-Ops Chrono Barrel

Ang bersyon ng Nerf ay pinalakas din ng baterya, at nagpapakita ng isang counter para sa mga dart na pinaputok. Ang Instructable dito ay nagsasama rin ng isang screen at isang pindutan ng pag-reset, subalit umaasa sa haba ng dart para sa pagkalkula ng bilis, at hindi lilitaw na gumagamit ng mga nakakagambala. Ang pangunahing pokus ng proyektong ito ay nasa serial komunikasyon (bilang isang simpleng halimbawa tulad nito ay hindi ang pinakamadaling makahanap ng online), at ang paggamit ng mga nakakagambala para sa tumpak na tiyempo. Ito ay maaaring madaling mai-convert sa isang airsoft kronograpo para sa parehong mga kadahilanan sa isang mas mahigpit na enclosure at isang mas mahusay na mounting system para sa mga airsoft gun. Nang hindi gumagamit ng mga nakakagambala ang code ay maaaring maging mas mabagal at hindi gaanong mahusay, mas mahirap din ito sa oras na patungkol sa mga microsecond na tumpak na dahil ang mga millisecond ay hindi makagawa ng tumpak na mga halaga para sa bilis ng pag-arrow.

Hindi ako mag-focus ng sobra sa disenyo ng enclosure bagaman ang mga file ng STL ay magagamit sa GitHub, dahil ang sinuman ay maaaring bumili lamang ng bersyon ng Nerf na tiyak na mas mahusay para sa aktwal na pag-play ng laro, ngunit ang isang hinaharap na bersyon ng ito ay maaaring mapagaan ang mga resulta.

Pangunahing Mga Prinsipyo (Mga Kinalabasan sa Pag-aaral):

• May form ng isang karaniwang Nerf Barrel
• Paggamit ng mga phototransistor bilang mga gate ng tiyempo para sa pana.
• Ipinapakita ang paggamit ng mga hadlang ng Adruino para sa tiyempo
• Paggamit ng Pagproseso kasama ang Arduino para sa Serial Communication

Saklaw ng Proyekto:

Plano kong puntahan ang karamihan sa mga detalye sa proyektong ito na may ilang mga maikling pangkalahatang ideya at inirerekumenda na basahin ang mga sanggunian para sa Arduino at Processsing para sa mas tiyak na impormasyon. Hindi ito magtuturo sa iyo kung paano maghinang, ngunit higit pa sa kung paano isama ang Arduino at Pagproseso at paggamit ng mga nakakagambala. Karamihan sa pag-aaral na ito ay sa pamamagitan ng pagbabasa ng aktwal na nagkomento na kod kaya't siguraduhing nabasa mo ang lahat ng code bago sa bulag na pag-upload at pagtatangka upang gumana ito.

Mga Pakinabang sa Mga Katulad na Mga Proyekto:

• Paggamit ng Mga Nakagambala para sa tumpak na pagsukat ng mataas na bilis
• Malawakang seksyon ng pag-debug para sa mga phototransistor
• Rate ng Fire (ROF) Pagkalkula ng mga output Rounds bawat Segundo (RPS)
• Fullscreen computer interface - hindi kapaki-pakinabang sa panahon ng labanan, ngunit mahusay kung nais mong ipakita sa iba ang mga resulta sa stream o Youtube gamit ang isang recorder ng screen.
• Potensyal na maiakma para sa Airsoft o Paintball sa pamamagitan ng pagbabago ng enclosure lamang
• Hindi na kailangan para sa mga pasadyang PCB (Magiging maganda sa isang pag-update sa hinaharap ngunit ang sinuman ay maaaring gawin ito para sa medyo mababang gastos
• Kabuuang gastos na mas mababa sa $ 10 kapag ang mga bahagi ay nahihiwalay at kung ang isang 3D printer ay magagamit - Sa katumbas ng gastos sa komersyo, na may karagdagan na ROF

Hakbang 1: Mga Kinakailangan na Mga Bahagi at Tool

Kung mayroon kang isang 3D printer ito ay magiging isang mahusay na proyekto para sa iyo dahil ibibigay ko ang mga file para sa enclosure. Huwag mag-atubiling i-update ang enclosure. Wala akong anumang mga LCD na nasa kamay, ngunit ang isang pangalawang bersyon ay sana magkaroon ng isang LCD at magamit ang isang WEMOS D1 o katulad na naka-board na naka-WiFi / BT, at isang baterya. Papayagan nito ang pag-log ng data sa feedback ng mobile at real time - halimbawa, kung gaano karaming mga darts ang natitira sa baril. Inirerekumenda ang ilang karanasan sa paghihinang, kung hindi ka komportable inirerekumenda ko ang pagsunod sa isang Maaaring maituro para sa paghihinang at malamang na bumili ng labis na mga elektronikong sangkap kung sakali.

Mga Kinakailangan na Tool:

1. Panghinang
2. Mainit na air blower / Heat Gun / Lighter (Kung gumagamit ng heat shrink)
3. Mga Striper ng Wire
4. Mini - B USB Cable (o alinmang cable ang kinakailangan para sa iyong micro controller)
5. Hot Glue Gun o Katulad (Gumamit ako ng 3D penc pen upang ilakip ang lahat ng mga bahagi sa naka-print na enclosure ng 3D)

Mga Kinakailangan na Materyales:

1. 22AWG Solid-core wire ex: Solid Core Wire Set 22AWG
2. Arduino Nano (o katulad, gumamit ako ng isang clone) hal: 3 x Arduino Nano (Clone)
3. Resistor Kit (2 x 220 ohm, 2 x 220k ohm) Maaari kang gumamit ng mas mababang halaga ng pulldown resistors tulad ng 47k na may tagumpay, Ngayon ko lang nalaman na kailangan ko ang halagang ito upang gumana ito. Binabalangkas ng gabay sa pag-troubleshoot kung paano matutukoy kung ang pulldown risistor ay ang tamang halaga para sa iyong tukoy na phototransistor at LED set. Dahil dito nirerekomenda ko ang pagkuha ng isang hanay: hal: Set ng Resistor
4. 2 x IR LED ex: IR LED at PhotoTransistor Set
5. 2 x PhotoTransistor
6. 1 x 3D na naka-print na Enclosure - Sa isang IR Opaque Filament (Nagtrabaho ang Hatchbox Silver at ang tanging kulay na nasubukan ko)
7. Ang mga buong Project File ay magagamit dito sa GitHub pati na rin sa nakalakip na Zip File. Ang mga STL ay magagamit din sa Thingiverse dito.

Hakbang 2: Pagsubok sa Breadboard

Kapag dumating na ang electronics, humahantong ang solder sa mga phototransistor at IR Leds ~ 20-30cm para sa pag-debug, inirerekumenda ko ang pag-urong ng mga ito. Wala akong tamang laki ng pag-urong ng init at kailangang gumamit ng electrical tape para sa prototype na ito. Papayagan nitong magamit mo ang mga ito para sa pagsubok sa enclosure. Kung na-print mo ang enclosure at may mga LED at photo transistor sa mga tamang posisyon maaari mong simulan ang pagsubok.

Tiyaking mayroon kang naka-install na Arduino at Pagproseso.

Ang zip file sa simula ay mayroong lahat ng code pati na rin ang mga STL file para sa pag-print ng enclosure.

Gumamit ng Arduino upang i-debug sa una at ginagamit lamang ang pagproseso para sa pangwakas na pagsubok (maaari mong makita ang lahat sa serial monitor mula sa Arduino).

Maaari mong subukan ang pagpapaputok lamang ng isang Nerf dart sa pamamagitan ng kronograpo na may naka-install na Chronogrpah_Updated.ino sa Arduino. Kung gagana ito pagkatapos ay handa ka na. Kung hindi ito gumana malamang na ayusin mo ang mga halagang resistor. Tinalakay ito sa susunod na hakbang.

Kaunti sa kung paano gumagana ang code:

1. Mapaputol ang itigil ang code tuwing ang dart ay dumaan sa isang gate at tumutukoy sa oras sa mga microsecond
2. Ang bilis ay kinakalkula kasama nito at ang oras ay naiimbak
3. Ang oras sa pagitan ng mga pag-shot ay kinakalkula at na-convert sa mga pag-ikot bawat segundo

4. Ang oras sa pagitan ng mga gate ay kinakalkula at nabago sa talampakan bawat segundo batay sa distansya ng gate.

   Ang paggamit ng dalawang pintuang-daan ay nagbibigay-daan para sa mas mahusay na mga resulta na may magkaparehong tiyempo (kung gaano karaming sensor ang dapat masakop) at binabawasan ang hysteresis

5. Ang bilis at rate ng apoy ay ipinapadala sa pamamagitan ng serial na pinaghihiwalay ng isang kuwit sa alinman sa serial monitor sa arduino o sa pagproseso ng sketch na nagpapahintulot para sa isang magandang UI (ituon ang pagproseso kapag gumagana ang lahat!).

Hakbang 3: Pagsubok at Pag-debug

Kung wala kang tagumpay sa paunang pagsubok, kailangan naming malaman kung ano ang maling nangyari.

Buksan ang halimbawa ng Arduino na AnalogReadSerial na matatagpuan sa File-> Mga Halimbawa-> 0.1 Mga Pangunahing Kaalaman -> AnalogReadSerial

Nais naming matiyak na ang mga phototransistors ay gumagana tulad ng inaasahan namin sa kanila. Nais namin na basahin nila ang TAAS kapag ang dart ay hindi hadlang sa kanila, at LOW kapag ang dart ay hindi. Ito ay dahil ang code ay gumagamit ng Mga Nakagagambala upang maitala ang oras kung kailan papasa ang dart sa sensor, at ang uri ng paggambala na ginagamit ay FALLING, na nangangahulugang magti-trigger ito mula pagpunta sa TAAS hanggang sa LOW. Upang matiyak na ang pin ay TAAS maaari naming gamitin ang paggamit ng mga analog pin upang matukoy ang halaga ng mga pin na ito.

I-upload ang Arduino Halimbawa ng AnalogReadSerial at tumalon mula sa digital pin D2 o D3 hanggang A0.

Ang D2 ay dapat na unang sensor at ang D3 ay dapat na pangalawang sensor. Pumili ng 1 na babasahin at magsimula doon. Sundin ang gabay sa ibaba upang matukoy ang tamang solusyon batay sa mga binasa:

Ang halaga ay 0 o napakababa:

Ang halaga ay dapat na nasa paligid ng 1000 sa una, kung ito ay nagbabasa ng isang napakababang halaga o zero pagkatapos ay tiyakin na ang iyong mga LED ay wired nang tama at hindi nasunog, pati na rin ang nakahanay nang maayos. Sinunog ko ang aking mga LED sa pagsubok kapag gumagamit ng isang 100 ohm risistor sa halip na 220 ohm. Mahusay na mag-refer sa datasheet para sa mga LED upang matukoy ang tamang halaga ng resistor, ngunit ang karamihan sa mga LED ay maaaring gumana sa 220 ohm risistor.

Gumagana ang mga LED, at ang Halaga ay 0 pa rin o napakababa:

Ang isyu ay malamang sa pull down risistor na masyadong mababa sa paglaban. Kung nagkakaroon ka ng isang isyu sa 220k risistor, maaari mo itong dagdagan nang mas mataas kaysa dito, ngunit maaaring magkaroon ng ingay. Dapat mong tiyakin na ang iyong photo transistor ay hindi nasunog.

Ang halaga ay isang gitnang saklaw:

Magdudulot ito ng napakaraming problema, karamihan sa mga maling pag-trigger, o hindi kailanman nagiging sanhi ng mataas. Kailangan naming matiyak na natanggap ang isang TAAS, upang magawa ito kailangan namin ng isang halaga ~ 600 ngunit hinahangad na ligtas ang 900+. Ang pagiging malapit sa threshold na ito ay maaaring maging sanhi ng mga maling pag-trigger, kaya nais naming maiwasan ang anumang maling positibo. Upang ayusin ang halagang ito, nais naming dagdagan ang pulldown risistor (220K). Nagawa ko na ito ng ilang beses sa aking disenyo at malamang na hindi mo ito gagawin dahil ito ay isang napakalaking halaga para sa isang pull-down risistor.

Napakaingay ng halaga (tumatalon sa paligid ng maraming walang panlabas na stimuli):

Tiyaking tama ang iyong mga kable gamit ang pull-down risistor. Kung ito ay tama, maaaring kailanganin mong taasan ang halaga ng risistor.

Ang halaga ay na-stuck sa 1000+, kahit na pag-block ng sensor:

Tiyaking naka-wire nang tama ang iyong pull-down risistor, malamang na mangyari ito kung walang pull-down. Kung isyu pa rin ito, subukang bawasan ang halaga ng pull-down na risistor.

Mataas ang halaga at pupunta sa zero kapag hinaharangan ang ilaw:

Ito ay dapat sapat na upang gumana ang sensor, subalit maaaring hindi kami sapat na mabilis na tugon habang tumatawid ang dart sa daanan. Mayroong ilang capacitance sa circuit, at sa resistensya ng 220K maaari itong tumagal ng ilang oras para sa boltahe na mahulog sa ibaba ng kinakailangang threshold. Kung ito ang kaso, bawasan ang risistor na ito sa 100K at tingnan kung paano gumagana ang mga pagsubok.

TIGURI ANG ANUMANG PAGBABAGO NG RESISTOR AY KONSISTENSA SA LAMANG SENSORS

Ang pagtiyak sa magkatulad na mga circuit para sa parehong mga sensor ay nagpapanatili ng parehong latency sa pagitan ng mga resistors na magpapahintulot sa pinakamahusay na kawastuhan sa mga sukat.

Kung mayroon kang anumang mga karagdagang isyu, mag-drop ng isang puna sa ibaba at gagawin ko ang aking makakaya upang matulungan ka.

Hakbang 4: Hardware Assembly

Paghinang ng mga sangkap sa maliit na PCB tulad ng nakikita dito:

Ang mga lead para sa LEDs at PhotoTransistors ay dapat na gupitin hanggang sa haba, humigit-kumulang na _.

I-solder ang Arduino papunta sa board, at i-wire ang mga resistors mula sa lupa hanggang sa ma-access ang mga pin. Bukod pa tiyakin na ang 4 Positibong mga wire ay maaaring madaling naka-attach magkasama. Kung nagkakaroon ka ng mga isyu sa ito, maaari mong i-strip ang isang piraso ng kawad at maghinang ito sa lahat ng mga lead sa dulo.

I-wire ang mga sensor sa kabaligtaran ng enclosure, subalit huwag mag-atubiling mag-wire alinman sa panatilihin mong pare-pareho ang mga panig. Pinutol ko ang mga wire upang mahaba at hinangin ang mga wires sa bawat huling diode. In-update ko nang bahagya ang pagruruta ng wire upang makapagbigay ng mas maraming silid at hindi gaanong mag-alala para sa pagkakaroon ng ilang mga wire sa ilalim ng PCB at iba pa para sa madaling gamitin. Ang mga STL ay nasa buong proyekto zip file sa simula ng proyekto.

Hakbang 5: Pangwakas na Assembly

Kung ang iyong PCB Holes ay hindi tumutugma sa mga butas sa pangunahing katawan ng kronograpo, maaari mong ma-secure ang mga electronics sa enclosure gamit ang ilang tape o mainit na pandikit, nalaman kong hindi na ito kailangang ma-secure pagkatapos ng wire at USB nasa lugar na, subalit ang iyong mga resulta ay maaaring magkakaiba. Dinisenyo ito upang payagan ang pagpindot ng 1.75mm na filament sa mga butas ng tornilyo para sa init na staking, subalit ang PCB ay maaari ding mai-screw in o nakadikit. Ang pinakamahalagang bahagi dito ay tinitiyak na ma-access ang USB port.

Takpan ang electronics ng electronics cover, Ang na-update na Files ay dapat magkasya nang mas mahusay kaysa sa minahan at sana ay pindutin sa lugar, subalit gumamit ako ng isang 3D pen sa pagpi-print upang hinangin ang mga takip sa lugar. Handa ka na ngayong magpaputok ng ilang mga dart!

Ang isang pag-update sa hinaharap ay maaaring gumamit ng panloob na pagruruta para sa mga wire, ngunit ang mga pabalat sa kasong ito ay bahagyang magbubunga sa Nerf aesthetic.

Hakbang 6: Chronograph sa Pagkilos

Ang pagbubukas ng File sa Pagproseso: Papayagan ng Chronograph_Intitial_Release para sa isang talagang magandang interface ng gumagamit para sa kronograpo na nagpapakita ng parehong FPS at RPS (Mga Round bawat Segundo). Kung nagkakaproblema ka sa pagkonekta tiyaking isinara mo ang iyong serial monitor ng Arduino, maaari mo ring baguhin ang serial port sa code, ngunit ito ay nagkomento at dapat maging simple. Upang i-reset ang mga max na halaga pindutin lamang ang space-bar sa iyong computer.

Medyo kung paano gumagana ang code (Maaaring makita ang larawan ng UI sa itaas):

1. Nakatanggap ng input mula sa Arduino
2. Kinukumpara ito sa nakaraang input upang hanapin ang max na halaga
3. Ipinapakita ang kasalukuyan at pinakamataas na halaga sa buong screen para sa madaling visual feedback
4. I-reset ang max na halaga kapag pinindot ang puwang

Hakbang 7: Mga Plano sa Hinaharap

Ang isang pag-update sa hinaharap para dito ay isasama ang mga sumusunod na pagpapabuti. Kung mayroon kang mga karagdagang tampok na nais mo, ipaalam sa akin at susubukan kong ipatupad ang mga ito.

1. Isama ang LCD Screen
2. Isama ang Mga Baterya
3. Mga katugmang Nerf na puntos ng Attachment
4. Nai-update na Enclosure
5. Mga Pananaw ng Bakal