Real Laser Arm Cannon From Metroid !: 9 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:22

Av Hyper_IonYoutube! Følg mer av forfatteren:

Om: Ingeniør/Maker/Hobbiest Mer om Hyper_Ion »

Det er ikke mange videospillkarakterer som er like fantastiske som Samus. Universet sparer dusørjeger med et av de kuleste våpnene i all sciFi. Da jeg så at Instructables var vert for en videospillbasert konkurranse, visste jeg umiddelbart at det var hennes våpen jeg ville gjøre til virkelighet.

Og dette er resultatet! Denne laserkanonen er kraftig nok til å ødelegge en ballong umiddelbart, tenne brannfarlige materialer ved kontakt og til og med skjære gjennom tynn plast! For ikke å nevne at den er lett synlig i luften (med et kamera, ikke se på den). Den har til og med lyseffekter!

Nyt!

n

Trinn 1: ADVARSEL

Lasere av denne kraften er utrolig farlige. Uten tilstrekkelig beskyttelse VIL denne laseren blinde deg med refleksjon. Når det er sagt, kan enheter som dette være trygge, langt sikrere enn mange laserskjær med åpen ramme, hvis de riktige trinnene er tatt.

FØRST: Bruk alltid øyebeskyttelse for denne laseren. Dette kan ikke overvurderes nok. Gode vernebriller betyr forskjellen mellom en laser du må være forsiktig rundt og en laser du ikke kunne betale meg for å være i samme rom på.

ANDRE: Ha RIKTIG med ekstra laserbriller rundt. Du kommer til å ønske å demonstrere dette. ALDRI demo uten at alle rundt deg har laserbriller. Det er noen ganske rimelige bulkpakker der ute.

TREDJE: Ha full kontroll over plassen du demonstrerer. Dette betyr at ingen kommer inn uten din tillatelse. Ingen dører som kan åpnes, og ingen vinduer som er avdekket.

FJERDE: Jeg har bygget inn en port som kan kobles fra for laseren. Når laseren ikke skal brukes, må du koble den fra. Dette er en endelig sikkerhet, så ingen som ikke skal bruke den skader seg selv eller andre.

I hovedsak behandler du laseren som den er. Forstå faren og unngå den. Hvis du følger disse trinnene, kan laseren nå det punktet hvor den er "brukbar" og "trygg nok". Men aldri behandle det som en spøk. Til slutt er dette ment som en demonstrasjon. Hvis du replikerer dette prosjektet, kan du lære farene på egen hånd. Jeg er ikke ansvarlig hvis du skader deg selv.

Trinn 2: Komponenter:

For dette prosjektet trenger du følgende: Komponenter:

• Hjemmelaget NeoPixel Ring (Sjekk opplæringen min her)
• 1 meter NeoPixel Strip
• 2,5 watt laserdiode
• Arduino Nano
• 11.1V Lipo
• TIP31A NPN -transistor
• 2N2222 NPN Transistor
• IRF9540n P-kanal MOSFET
• 3x 1k motstander
• 48 ohm motstand
• 500 ohm motstand
• Blå LED
• 2x kvinnelige JST -kontakter
• 5x 3 -lederkontakter (PWM -forlengere)
• Perforert brødbrett
• 5v regulator
• 3 Posisjonsbryter
• 8 Ohm høyttaler
• Mange 3D -trykte deler

Verktøy:

• 3D -skriver (eller utskriftstjeneste som denne)
• Loddejern
• Laser vernebriller !!

Trinn 3: 3D -utskrift og design

Den vanskeligste delen av dette prosjektet var definitivt 3D -modellering og design. Måten jeg designet denne kanonen på begynte med noen få referansebilder jeg fant på nettet. Jeg tilnærmet skalaen ved å sammenligne størrelsen på underarmen min til Samus, og brukte først og fremst "Curve" -verktøyet langs typiske modellmodeller for å designe grunnformen. Jeg delte armen i 9 hovedstykker for å lette utskriften.

Jeg gikk deretter gjennom prosessen med å legge til de tilpassede detaljene. Dette inkluderer en kjernefeste som inneholder laser, batteri, høyttaler, kretskort og vippebryter. Jeg kuttet også ut kanaler langs sidene for å legge til flere NeoPixel -strimler og en flat plate for å montere den tilpassede NeoPixel -ringen.

For å sikre brikkene sammen gikk jeg med min gå-til-metode: 3D-trykte tråder. Dette gir en sterk, konsentrisk metode for å feste to 3d -trykte stykker uten å måtte rote med ekstra maskinvare eller lim.

Alle brikkene ble skrevet ut på min QIDI Tech One -skriver med en oppløsning på 3 mm ved maksimal hastighet. Jeg fjernet støtte fra alle trådene, men det er vanligvis ikke nødvendig med mindre du forsøkte en høyere oppløsning. Jeg har funnet at ved høyere oppløsninger kan støtte noen ganger tyggegummi opp trådene og gjøre dem litt for stramme. Jeg har inkludert utskriftsprofilene mine i stasjonslenken for alle som er nysgjerrige.

Jeg tror sterkt på å dele redigerbare versjoner av filer, så jeg har levert både STL- og redigerbare Solidworks -filer både her og på min dingiverse -side.

Trinn 4: Elektronikk

Kretsen jeg designet for dette prosjektet har fire hovedseksjoner:

Strøm MOSFET:

På toppen av kretsen er det en irf9540n P-kanal MOSFET koblet mellom en 5 volt regulator og strømmen fra batteriet. Grunnen til at jeg bruker dette er fordi bryteren jeg foretrekker å bruke har tre tilstander. På den ene siden og midten låses den på plass, mens den på den andre siden fungerer som en øyeblikkelig bryter. Jeg lukker for å bruke den øyeblikkelige bryteren til å fungere som en digital inngang til arduinoen for å "lade laseren", for at midten skal "drives" (men ikke gjøre noe), og for at ytterste høyre skal "slås av". Den beste måten jeg kunne tenke meg å gjøre dette på, er å koble strøm til bryterens midtledning og kjøre ledningen helt til høyre til basen på en P-kanal MOSFET. På den måten, når bryteren er tilkoblet, er strømmen til høyre, strøm til MOSFET -basen og kretsen er deaktivert. Når bryteren er helt til venstre, går spenningen gjennom en spenningsdeler og deretter til en Arduino -pin der signalet kan leses. Når bryteren er i midten, påføres ingen spenning, og nedtrekksmotstanden på P-kanal MOSFET lukker P-kanal MOSFET og lar Arduino bli drevet.

Laserdriver:

Laserdioden på 2,5 watt drives av en TIP31A NPN -transistor. Jeg måtte kutte av kjøleribben til transistoren da jeg fant at klaringene var litt for stramme. Selv om jeg ikke vil anbefale dette, burde det være greit. Transistoren drives av en 1 k ohm motstand koblet mellom pinne 7 og transistorens port. Jeg har også en blå lysdiode og motstand parallelt med laserdioden for å fungere som en indikator for om laseren var tenkt å starte, selv om laseren ikke er plugget inn. Dette er en langt sikrere metode for feilsøking.

Lyddriver:

For å muliggjøre grunnleggende lydeffekter brukes en liten 2n2222 transistor og tilhørende 48 ohm motstand for å fungere som en grunnleggende lyddriver. En 8 ohm høyttaler er tilkoblet mellom 5v og denne transistoren, som er koblet til jord. Arduino svinger pin 11 raskt og raskt, noe som får høyttaleren til å svinge frem og tilbake og generere lyd.

NeoPixels:

For de få som ikke har jobbet med dem før, er NeoPixels en stripe med individuelt adresserbare RGB -lysdioder. I hovedsak bruker du strøm, jord og gir det et datasignal, og du kan kontrollere en stor rekke av dem. Det er 8 seksjoner i hele kanonen bygget for å huse NeoPixel Strips og en for en tilpasset NeoPixel -ring. Bare led dem sammen i en lang kjede, og koble den ene enden til pinne 9 på Arduino.

Trinn 5: Montering Del en: Kjernen

Etter at elektronikken er ferdig, er det neste trinnet den mekaniske monteringen. Vi starter med å sette sammen komponenten jeg har kalt "Core" basert på 3D -trykte "Core Frame". Dette er hele den funksjonelle delen av kanonen, minus NeoPixel -stripene. Kanonen vil fungere med bare denne komponenten satt sammen, alt annet er rett og slett asketisk.

1. Begynn med å feste vippebryteren til det angitte hullet med den medfølgende mutteren. Ha den ikke-øyeblikkelige siden vendt utover.
2. Fest deretter lasermodulen på 2,5 watt med to M4 7,5 mm lange maskinskruer. Jeg måtte bruke to skiver for min, ettersom skruene mine var for lange, men det burde ikke være et problem for deg hvis du har riktig størrelse.
3. Etter at laseren er festet, skru i elektronikkplaten ved hjelp av de to selvtappende M2 -skruene. Disse skal bite i plasten for å holde brettet på plass.
4. Bruk superlim og instasett spray for å feste batteriet og høyttaleren til sidene av kjernestativet. Alternativt kan du bruke borrelås eller varmt lim.
5. Koble batteriet, bryteren, laseren og høyttaleren til de angitte portene.

På dette tidspunktet bør kjernen være klar til å teste! Kast på deg et par vernebriller og fyr opp! Du må kanskje justere fokuset på laseren for å få de beste resultatene.

Trinn 6: Montering Del to: Lys

Nå er det på tide å legge til lysene! Hvis du ser på modellene jeg har laget, vil du finne at det på enden av hver kanal og midten av hver ring er rektangulære hull. Disse er beregnet for strøm- og datakabler for de forskjellige NeoPixel -stripene som skal mates gjennom. Jeg fant den beste metoden for meg å hoppe fra elektronikkbrettet rett til det laveste punktet og jobbe opp derfra.

1. Start med å tre sammen de nederste biter, og sørg for at mønsteret ligger på linje.
2. Legg til servo -utvidelser til "input" og "output" for den nedre halvdelen av kanonen. Jeg valgte å feste disse til den nedre enden av stripene mot utsiden av kanonen.
3. Klipp og lim hver LED -stripe inn i kanalen.
4. Legg til ledningstilkoblinger mellom "lukk" LED -strips. Tråd på en ny ring etter hvert loddet sett med ledninger.
5. Legg til en lang PWM -ledning fra det nederste settet med LED -strimler og ringene.
6. Legg til en lang PWM -ledning i den tilpassede NeoPixel -ringen, den skal være slutten på kjeden. Ikke lim ned NeoPixel -ringen.

*Merk: Jeg glemte å sette et hull i den nederste ringkanalen. Dette tvang meg til å trykke på sidekanalene, noe som etterlot et lite hull og noen uvanlige ledninger. Jeg har siden oppdatert modellen, noe som betyr at du ikke skal bekymre deg for det.

Trinn 7: Montering Del tre: Ferdig

Nå er det tid for siste samling!

1. Start med å skru de to nederste delene og "Core -rammen" sammen så langt de kommer.
2. Plugg inn "inngang" 3 -leder -kontakten fra den nedre halvdelen til kontakten på elektronikk -kortet. Dette er starten på NeoPixel -kjeden.
3. Lodd "utgang" 3 -leder -kontakten fra den nedre halvdelen inn i NeoPixel -stripen på kjernestativet.
4. Lim den tilpassede NeoPixel -ringen på plass.
5. Tråd på det andre til øverste 3D -trykte stykket.
6. Koble utgangen fra den øverste ring NeoPixel -stripen til den tilpassede NeoPixel -ringen.
7. Tråd på det aller øverste 3D -trykte stykket.
8. Fest de to sidestykkene i bunnen av kanonen. Du kan lime disse, men de er designet for å passe til friksjon.

Trinn 8: Kode

Nå er det på tide å laste opp koden!

Følgende er en grunnleggende beskrivelse av hvordan koden fungerer. Koden begynner med å vente i en stund -sløyfe til vippebryteren trykkes. Den beveger seg deretter inn i en annen mens sløyfe til vippebryteren ikke lenger trykkes. Dette er "lading" -modus. I denne mensløkken reduseres en variabel over tid, til den når 10, mens den samtidig spiller en lydeffekt og animasjon. Denne variabelen styrer frekvensen av ladingseffekten og hastigheten til NeoPixel -animasjonene. Den brukes også til å kontrollere lengden på laserpulsen når vippebryteren slippes, slik at du kan ta et mer "kraftig" laserskudd ved å lade lenger.

Trinn 9: Ferdig

Og det er det! Alt som trengs for å bygge en funksjonell laserkanon fra videospillet Metroid! Flott hvis ditt hjørne av universet er under angrep fra svarte ballonger. Som du kan se fra videoen, er denne laseren lett i stand til å pope ballonger, min favoritt demonstrasjon. Det kan også tenne fyrstikker, pistolpulver, brenne papir eller til og med slå gjennom tynt plexiglass. Å være en 2,5 watt laser, den er veldig kraftig så langt som hjemmelagde laservåpen går.

Jeg håper du likte dette prosjektet! Hvis du har forslag til hvordan jeg kan forbedre det, oppfordrer jeg deg til å la dem stå i beskrivelsen.

Forbli kul!

-HyperIon