Nerf uchun Arduino: xronograf va tortish taymeri: 28 qadam (rasmlar bilan)

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:25

Mening oldingi yo'riqnomam infraqizil emitent va detektor yordamida dart tezligini aniqlash asoslarini o'z ichiga olgan. Ushbu loyiha ko'chma o'q -dorilar taymeri va xronografini ishlab chiqarish uchun bosilgan elektron karta, displey va batareyalardan foydalangan holda bir qadam oldinga siljiydi. Bundan tashqari, biz chirog'ni simulyatsiya qilish uchun bir nechta LEDlarni qo'shamiz. Chunki, pew pew pew…

Bu juda ko'p bosqichli murakkab loyiha bo'lib tuyulishi mumkin, lekin displey va mikrokontroller uchun bosilgan elektron karta va tijorat komponentlaridan foydalanish ishonchli loyihani yig'ishni ancha osonlashtiradi. Muvaffaqiyatga erishish uchun men loyihaning har bir elementi uchun test kodini beraman. Siz buni qila olasiz !

1 -qadam: ehtiyot qismlar va materiallar

Bosma elektron karta, uchta nusxa sizga atigi 12,40 dollarni tashkil etadi, shuning uchun do'stingiz bilan narxni baham ko'ring:

OSH parki:

Elektron qismlar

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

• 5 ea, 5 mm LED, siz tanlagan rang

  • Oq
  • Kehribar
• 6 ta, 100 ohmli 1/8 Vt 5% oqim cheklovli rezistorlar,
• 2 ta, 10K 1/8 Vt 5% qarshilik,
• 1 ea. Surat tranzistori, [Everlight PT928-6B-F] (https://www.digikey.com/short/qtrp5m)
• 1 ea. IR emitent, [Everlight IR928-6C-F] (https://www.digikey.com/short/jzr3b8)
• 1 ea. 100 ohmli qarshilik 1/8 Vt 5%, [Stackpole CF18JT100R] (https://www.digikey.com/short/q72818)
• 1 ta, erkak-erkak 12 dyuymli o'tish simlari, [Adafruit 1955], (https://www.digikey.com/short/pzhhrt)
• 1 ta, Adafruit ItsyBitys 8Mhz 3V, [Adafruit 3675], (https://www.digikey.com/short/pzhhwj)
• 1 ta, BATT HOLDER AAA 3 CELL 6 "LEADS,
• 1 ta, SWITCH SLIDE SPST, E-Switch EG1218,
• 1 ta, SPST-NO 0.05A 24V, TE 1825910-6, https://www.digikey.com/short/p49hh2 ga o'ting.

• 1 ta, 7 segmentli I2C displeyi:

  • RED Adafruit 878
  • Moviy Adafruit 881,

3D qismlar

3D qismlar asosan TinkerCad -da yaratilgan, ya'ni ularni o'z maqsadingizga o'zgartirish oson:

• Qopqoq va tanasi:
• Barrel adapteri:

Men STL nusxalarini Thingiverse -ga joylashtirdim:

Asboblar va boshqalar:

• Lehimlash temir
• Tel -chiziqlar
• Kesilgan snayperlarni yuving
• Issiq yopishtiruvchi qurol
• Tel
• 2 -sonli vintlardek vintlar
• 3/4 dyuymli PCV

2 -qadam:

Biz elektron kartadan boshlaymiz.

• O'rta qismdan ikkita kichik "chiqib ketish" taxtasini ajratib oling va ularni kesish yoki burish orqali bir chetga qo'ying.
• Qalin qirralarni kesib oling, ularni tekislang.

3 -qadam:

Men sizni lehimlashga o'rgatmayman. Mana men yoqtirgan videolardan bir nechtasi, buni men ko'rsatganimdan ko'ra yaxshiroq ko'rsataman:

• Kerri Enn qizlarning kundaliklaridan.
• Adafruitdan Kolin

Umuman:

• Ipak ekranli belgilar yordamida PCBdagi joyni toping.
• Oyoq iziga mos kelish uchun komponent svetoforlarini buking.
• Qo'rg'oshinlarni lehimlang.
• Qatlamlarni kesib oling

Keling, rezistorlardan boshlaylik, chunki ular eng ko'p, eng past o'rindiqlar va lehimlash oson. Ular issiqlikka bardoshli va sizga texnikani takomillashtirish imkoniyatini beradi. Ularda ham qutb yo'q, shuning uchun ularni har qanday yo'l bilan qo'yish mumkin.

• LEDlar tokini cheklaydigan 6 ta 100 ohmli rezistorlar "*R" va "100" bilan belgilangan nuqtalarga o'tadi.
• 2 ta, 10 000 ohmli rezistorlar "10K" bilan belgilangan joylarga kiradi.

4 -qadam:

Keyinchalik, emitent / detektor juftini o'rnatamiz. Agar ular qanday ishlashi haqida ko'proq ma'lumotga ega bo'lishni istasangiz, oldingi ko'rsatmalarimga murojaat qiling.

• Infraqizil nur chiqaruvchi aniq va "EMIT" deb belgilangan joyga borib, dumaloq linzalari markazga qaragan.
• IQ detektori qora rangda va "DETECT" deb belgilangan joyga borib, dumaloq optikasi IQ emitentiga ishora qiladi.

5 -qadam:

5 ta LED to'g'ridan -to'g'ri mikrokontrolder tomonidan berilgandan ko'ra ko'proq oqimga ega bo'lishi uchun biz ularni yoqish va o'chirish uchun tranzistorli kalitdan foydalanamiz. Bu kichik N-kanalli MOSFET yoki oddiy NPN tranzistori bo'lishi mumkin, chunki biz taxminan 100 mA bilan ishlaymiz.

N-MOSFET "Q1" belgisida, tekis yuzi belgilarga mos keladi

6 -qadam:

LEDlar qutbga ega. Uzoq qo'rg'oshin ijobiy va PCBda "+" belgisi bilan belgilanadi. Yon tomonda men hech qachon aniq ko'ra olmayman.

• Rezistorlar va MOSFETga qarama -qarshi tomondan barcha LEDlarni o'rnating.
• Taxtani ag'daring va bitta simni lehimlang va har bir LEDning faqat bitta simini joyiga qo'ying.

• LEDlarni tekshiring, uzun sim "+" bilan belgilangan teshikda va LED taxtaga to'g'ri tushishini tekshiring.

  O'rnatish uchun LEDni sekin bosib, bo'g'inni qizdiring (4 -rasmga qarang)

• Qolgan iplarni lehimlang va kesing.

7 -qadam:

3D halqa qopqog'idagi etakchali halqani sinovdan o'tkazish. Bu faqat bitta tomonga mos keladi, MOSFET "t shaklidagi" ochilish tomon.

8 -qadam:

Elektr o'tkazishni boshlash vaqti keldi!

• 6 dyuymli to'rtta simni oling va har bir uchini torting va qalay qiling.

• PCB sarlavhasiga lehim:

  • "+" Uchun qizil rang.
  • Qora "-" uchun.
  • "Strobe" "S" uchun rang tanlash yoki LEDlarni yoqish uchun signal.
  • "G" uchun rang tanlash - bu "eshik" yoki IQ detektoridan keladigan signal.

9 -qadam:

Keling, displeyni tayyorlaymiz. Menga Adafruitning "I2C ryukzaklari" yoqadi, chunki ular ishlash uchun faqat ikkita signal simini oladi (quvvat va erdan tashqari). Siz ularni bir -biriga bog'lab qo'yishingiz mumkin.

Adafruit-ning rasmiy ko'rsatmalari:

• PCB belgilariga mos keladigan kasr nuqtalari bilan ekran yo'nalishini to'g'ri qabul qilganingizga ishonch hosil qiling.

• Oldingi bosqichda bo'lgani kabi, kalay va tasma 4 ta, 6 dyuymli simlar:

  • "+" Uchun qizil
  • Qora "-" uchun.
  • "SDA" va "SCL" uchun rang tanlash.

10 -qadam:

Tugma foydalanuvchi kiritish uchun mo'ljallangan. Men uni o'q -dorilarni hisoblagichini qayta o'rnatish uchun ishlataman, lekin u chiroqlarni yoqish yoki o'chirish uchun yoki sizning tasavvuringiz bilan nima sodir bo'lishi mumkin. Bu sizning loyihangiz.

• Kalitni kesish taxtasiga joylashtiring va simlarni lehimlang.
• Ikkita 6 dyuymli simlarni qirqing, torting va qalaylang. Biri qora, ikkinchisi o'ziga xos rang bo'lishi kerak.
• Simlarni kesish taxtasiga lehimlang. Yo'nalish muhim emas.

11 -qadam:

Slayd kaliti quvvatni yoqish va o'chirish uchun ishlatiladi. Dizayn biroz chalkash, lekin yig'ilishga yordam beradi. Ipak ekranidagi belgilar, kalitning ikkita ijobiy sim o'rtasidagi aloqani qanday uzayotganini ko'rsatadi.

• Taxminan 2 dyuym mahkamlanib qolishi uchun xamir qutisidagi uchlarini kesib oling.
• Slayd kalitini payvandlash taxtasiga lehimlang.
• Qolgan ~ 4 dyuymli akkumulyator ushlagichidan va lehimdan uzilish taxtasining bir tomoniga torting va qalay qiling (qizil rang "+" ga, qora "-" gacha).
• Batareya ushlagichidan ajratgich taxtasining boshqa tomoniga o'tkazgichlarni lehimlang (qizil "+", qora "-").

12 -qadam:

Turli tarkibiy qismlarni birlashtirishni boshlash vaqti keldi. Biz tugmani ikkinchisiga saqlaymiz, chunki biz uchta simni bitta teshik orqali osongina joylashtiramiz.

• Uchta qizil ipni oling, echib oling va burang:

  • LED halqa
  • 7 segmentli displey
  • Slayd kaliti

• Ularni ItsyBitsy "3V" yostig'ining pastki qismiga joylashtiring va lehimlang.

  Agar siz boshqa turdagi taxtadan foydalanayotgan bo'lsangiz, "5V" pinidan foydalaning

• Xuddi shu komponentlardan uchta qora tuproqli simni oling, "3V" yostig'ining qarshisidagi "G" yostig'ini olib tashlang, burang va joylashtiring.

13 -qadam:

Darvoza va strob simlarini tegishli pinlarga ulash orqali LED halqasini ulashni tugating:

• "G" yoki eshik simini ItyBitsy A0 piniga ulang. Bu bizga muammolarni bartaraf qilish uchun analog o'qishni olish imkonini beradi.
• "S" yoki strob simini 9 -pinga ulang, bu bizga yorug'lik signalini PWM orqali uzatishga imkon beradi, agar biz keyinchalik nashrida nazorat qilishni xohlasak.

14 -qadam:

I2C simlarini ulash orqali 7 segmentli displeyni ulashni tugating:

• SCL ("soat") pinini displeydan ItsyBitsy -dagi SCL piniga ulang.
• SDA ("ma'lumotlar") pinini displeydan ItsyBitsy -dagi SDA piniga ulang.

15 -qadam:

Tugmani qo'shish vaqti:

• Qora simni taxtaning pastki qisqa chetidagi ItsyBitsy "G" piniga ulang. Bu boshqa "G" pimi bilan bir xil yer signalidir.
• Rangli simni ItyBitsy "7" piniga ulang. Bu hisoblagichni qayta o'rnatish uchun uskuna uzilish signalidan foydalanishga imkon beradi.

16 -qadam:

Bu vaqtda biz turli komponentlarimizni sinab ko'rish vaqti keldi.

Agar siz Adafruit ItsyBitsy -ni birinchi marta ishlatayotgan bo'lsangiz, Arduino IDE -ni taxtani tanib olish uchun sozlashingiz kerak bo'ladi.

Ko'rsatmalarga amal qiling

Agar siz Adafruit I2C displeylarini birinchi marta ishlatayotgan bo'lsangiz, Ardaino IDE -ni Adafruit kutubxonalaridan foydalanish uchun yana sozlashingiz kerak bo'ladi.

Ko'rsatmalarga amal qiling

Sinab ko'rish vaqti keldi:

• USB Micro yordamida ItyBitsy -ni kompyuteringizga ulang.
• [Asboblar] -> [Kengash] -> [Adafruit IstyBitsy 32U4 8MHz].
• [Asboblar] -> [Port] -> qaysi port ulangan bo'lsa, odatda eng yuqori raqam.
• [Fayl] -> [Misollar] -> [Adafruit LED xalta kutubxonasi] -> [sevenseg]
• [Eskiz] -> [Yuklash]

Agar yuklash muvaffaqiyatli bo'lsa, displey jonlanishi va ortib borayotgan raqamlarni ko'rsatishni boshlashi kerak. "Voy!" shon -sharaf. Agar yo'q bo'lsa, muammolarni bartaraf qilish shlyapasini kiyish vaqti keldi.

Agar yuklash muvaffaqiyatsiz bo'lsa, ItsyBitsy sozlash ko'rsatmalari, IDE sozlamalari va USB kabeli ulanishini ikki marta tekshiring.

Agar displey yoqilmasa, yukxalta ko'rsatmalarini va simli ulanishlarni ikki marta tekshiring.

17 -qadam:

IR emitent / detektor juftligini sinab ko'rish vaqti keldi.

• [Fayl] -> [Misollar] -> [Analog] -> [AnalogReadSerial]
• Kengashingizga yuklang.
• IDE -ning o'ng burchagidagi "Serial monitor" belgisini bosing.

Omad kelganda, siz qiymatlar oqimini ko'rasiz. Bu 10 bitli analog qiymatlar, shuning uchun ular 0 dan 1023 gacha bo'ladi.

• Fotosurat tranzistor nurga tushganda, u tokni o'tkazadi va signal 0 ga tushadi.
• Fotosurat tranzistori IQni ko'rmasa, u signal oqimining ko'tarilishiga imkon beradigan oqim oqimini to'xtatadi.

Agar siz kutilgan o'zgarishlarni olmasangiz, bu erda tekshirishingiz kerak bo'lgan narsalar:

• Ringdan mikrokontroldagi simlarni ikki marta tekshiring.

• IQ LED yonadimi?

  • Bir oz teginish uchun iliq bo'lishi kerak.
  • Arzon uyali telefon kamerasi IQ nurini yaxshi ko'rsatadi.
  • Agar u yoqilmagan bo'lsa, u orqaga qarab ulangan bo'lishi mumkin.

18 -qadam:

Strobni sinab ko'rish vaqti keldi. Biz shunchaki "Blink" ning asosiy misolidan foydalanamiz va pin raqamini o'zgartiramiz:

• [Fayl] -> [Misollar] -> [01. Asosiy] -> [Ko'z yumish]
• IDE versiyasiga qarab, pin raqamini 13 -qadamda tanlangan raqamga mos keladigan qilib o'zgartiring (pin 9).
• Eskizni yuklang va ko'r bo'lishga tayyorlaning.

Agar siz kutilgan miltillashni olmasangiz, simi va pin raqamlarini tekshiring.

19 -qadam:

Tekshirish uchun faqat tugma bosiladi:

• [Fayl] -> [Misollar] -> [01. Asosiy] -> [DigitalReadSerial]
• PushButton = 2 ni o'zgartiring; pushButton = 7;
• PinMode -ni o'zgartirish (pushButton, INPUT); pinMode (pushButton, INPUT_PULLUP);
• Yuklab olish.

INPUT_PULLUP kuchsiz tortish qarshiligini 3V ga ulaydi, ya'ni digitalRead () "HIGH" yoki "1" ni qaytarishi kerak. Tugma bosilganda "LOW" yoki "0" ga qaytishi kerak.

Agar siz kutilgan qiymatlarni ololmasangiz, orqaga qayting va tugma simlarini tekshiring.

20 -qadam:

Bizning sinovdan o'tgan tizimimizni integratsiyaga kiritish vaqti keldi. PVX barrelni tayyorlash bilan boshlang:

• 85 mm uzunlikdagi 3/4 dyuymli PCV qismini kesib oling.
• Oxiridan 6 mm masofani belgilang va iloji boricha o'rtada, har ikki tomondan 1/4 dyuymli yoki undan katta teshik oching.
• Dart o'tayotganda aks ettirilgan IQ nurini yutish uchun barrelning ichki qismini tekis qora püskürtün.
• Barrel oxiridagi teshiklarning o'rnini belgilash uchun faylni ishlating.

21 -qadam:

• Batareya qutisiga mos keladigan sinovni o'tkazing va agar kerak bo'lsa kesing.
• Kosonni joylashtiring (uchi quvvat tugmasi ochilishi tomon).
• Ishni issiq elim bilan mahkamlang (agar biz uni ajratib olishimiz kerak bo'lsa).

22 -qadam:

Quvvat tugmasi va tugmani 3D qutining teshiklariga joylashtiring va issiq elim bilan mahkamlang

23 -qadam:

ItsyBitsy -ni uyasiga joylashtiring va simlarni joylashtiring, shunda bizda barrel uchun yo'l bor

24 -qadam:

• LED halqasini qopqog'iga soling va issiq elim bilan mahkamlang.
• ItyBitsy USB porti to'g'ri holatda bo'lishi uchun qopqoqni mahkamlang.

25 -qadam:

• Bochka uchidagi hizalama belgilari qopqoq belgilariga mos kelishi uchun bochkani joylashtiring.
• IR emitenti va detektorini vizual ravishda tekshiring va bochkaning teshiklari orqali ko'rinib tursin. Agar kerak bo'lsa, teshiklarni kattalashtiring.
• USB -ni ItsyBitsy -ga ulang va IQ tekshiruvlarini qayta ishga tushiring (AnalogReadSerial eskizi).

26 -qadam:

Yakuniy hizalamani olish biroz qiyin. Siz barrelingizni to'g'ri holatda mahkamlamoqchisiz.

• Barrel adapterini Nerf blasteriga ulang.
• Barrel korpusini adapterga siljiting, portlash uchidagi uchta vintli teshik mos tushishini tekshiring.
• Chiqish tomonidagi barrel hizalanishini tekshiring.
• Barrel adapteri yordamida montajni ehtiyotkorlik bilan ajratib oling.
• PVXni barmog'ingiz bilan ushlab turganda, barrel qutisini adapterdan ehtiyotkorlik bilan siljiting.
• Barrelni issiq elim bilan mahkamlang.
• Qayta yig'ing, ovqatni qayta tekshiring
• Qopqoq va barrel adapterini vintlar yordamida ulang. #2 -sonli iplar yoki zaxira vintlardek ishlaydi.

27 -qadam:

Qurol -yarog 'darajasidagi dasturiy ta'minotni tayyorlash vaqti keldi.

• Yuklab oling va keyin biriktirilgan eskizni ItsyBitsy -ga yuklang.
• Displey chiziqlar yonib turganligini tekshiring (birinchi o'q otilmaguncha).
• Barmog'ingizni bochkaning oxirigacha joylashtiring, bu esa IQ nurini to'sib qo'yadi va keyin tezda olib tashlanadi.
• LEDlar yonib turganini tekshiring.
• Siz "1" (o'qlar soni) va "1.5" kabi soniyasiga bir necha kichik futdan farq qiladigan raqamli o'qishni olganingizni tasdiqlang.
• Bochkaning pastki qismidagi tugmani bosing va uning miltillovchi chiziqlarga qaytishini tekshiring (tortishish sonini tiklash).

Agar ushbu bosqichlardan birortasi muvaffaqiyatsiz bo'lsa, orqaga qayting va oldingi test chizmalaridan foydalanib operatsiyani qayta tekshiring. O'rnatish paytida biror narsa chayqalib ketganligini tekshirish uchun simlarni tekshiring.

28 -qadam: Keyin nima bo'ladi?

Endi siz Nerf qurolingiz qanchalik tez o'q otayotganini bilasiz, siz har qanday modning ta'sirini o'lchashingiz mumkin. Barrel olinadigan va ko'chma bo'lgani uchun, siz do'stlaringizga portlatgichlarni chron qilishiga ruxsat berishingiz mumkin.

Bu ketma -ketlikda biz LiPo uchun batareya va simlarni yangilashni, volanlarni boshqarish uchun MOSFET -dan foydalanishni va to'liq moslashtiriladigan operatsiyali tanlangan o't o'chirish tizimiga o'tishni ko'rib chiqamiz.

Arduino 2019 musobaqasida ikkinchi o'rinni egalladi