Arduino for Nerf: Chronograph and Shot Counter: 28 Steps (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:23

Min forrige Instructable dekket det grunnleggende for å oppdage darthastighet ved hjelp av en infrarød sender og detektor. Dette prosjektet tar det et skritt videre ved å bruke et kretskort, skjerm og batterier for å lage en bærbar ammunitorteller og kronograf. I tillegg legger vi til noen lysdioder for å simulere neseblits. Fordi, pew pew pew…

Dette kan virke som et skremmende prosjekt med mange trinn, men bruk av et kretskort og kommersielle komponenter for skjermen og mikrokontrolleren gjør det mye lettere å sette sammen et pålitelig prosjekt. Jeg vil også gi testkode for hvert element i prosjektet for å sikre suksess. Du kan gjøre det !

Trinn 1: Deler og rekvisita

Printed Circuit Board, tre eksemplarer koster deg bare $ 12,40 med gratis frakt, så lag dette med en venn for å dele kostnaden:

OSH Park:

Elektroniske deler

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

• 5 stk., 5 mm lysdioder, farge etter eget valg

  • Hvit
  • Rav
• 6 stk., 100 ohm 1/8W 5% strømbegrensende motstander,
• 2 stk., 10K 1/8W 5% motstand,
• 1 ea. Fototransistor, [Everlight PT928-6B-F] (https://www.digikey.com/short/qtrp5m)
• 1 ea. IR-sender, [Everlight IR928-6C-F] (https://www.digikey.com/short/jzr3b8)
• 1 ea. 100 ohm motstand 1/8W 5%, [Stackpole CF18JT100R] (https://www.digikey.com/short/q72818)
• 1 ea., Mann-hann 12 "jumperwires, [Adafruit 1955], (https://www.digikey.com/short/pzhhrt)
• 1 ea., Adafruit ItsyBitys 8Mhz 3V, [Adafruit 3675], (https://www.digikey.com/short/pzhhwj)
• 1 stk., BATTHOLDER AAA 3 CELL 6 "LEADS,
• 1 stk., SWITCH SLIDE SPST, E-Switch EG1218,
• 1 stk., SWITCH TACTILE SPST-NO 0.05A 24V, TE 1825910-6,

• 1 stk., 7-segment I2C-skjerm:

  • RØD Adafruit 878
  • Blue Adafruit 881,

3D -deler

3D -delene ble først og fremst laget i TinkerCad, noe som betyr at de er enkle å endre til ditt eget formål:

• Cap og kropp:
• Fatadapter:

Jeg har også lagt kopier av STL -ene på Thingiverse:

Verktøy og diverse:

• Loddejern
• Wire strippere
• Flush cut sneakers
• Varm limpistol
• Metalltråd
• #2 gjengeformende skruer
• 3/4 "PCV

Steg 2:

Vi skal begynne med kretskortet.

• Skill de to mindre "breakout" -brettene fra midten og sett til side ved hjelp av flush-cut eller ved å vri.
• Trim de grove kantene, filene eller sandene for å jevne dem ut.

Trinn 3:

Jeg skal ikke prøve å lære deg lodding. Her er et par av mine favorittvideoer som viser det mye bedre enn jeg kan:

• Carrie Ann fra Geek Girl Diaries.
• Colin fra Adafruit

Generelt:

• Finn plasseringen på kretskortet ved hjelp av silketrykkmarkeringene.
• Bøy komponentledningene slik at de passer til fotavtrykket.
• Lodde ledningene.
• Trim ledningene

La oss starte med motstander siden de er de rikeligste, laveste sitteplasser og enkleste å lodde. De er mer varmebestandige og gir deg en sjanse til å pusse opp teknikken din. De har heller ingen polaritet, så du kan sette dem på begge måter.

• 6 stk., 100 ohm motstander som begrenser strømmen til lysdiodene, går i punktene merket "*R" og "100".
• 2 stk., 10 000 ohm motstander går i flekkene merket "10K".

Trinn 4:

La oss deretter installere emitter / detektor -paret. Hvis du vil ha mer informasjon om hvordan disse fungerer, kan du se tilbake til mine tidligere instrukser.

• IR -senderen er klar og går på stedet merket "EMIT" med det avrundede objektivet pekende mot midten.
• IR -detektoren er svart og går i stedet merket "DETECT" med det avrundede objektivet pekende mot IR -senderen.

Trinn 5:

Siden de 5 lysdiodene vil trekke mer strøm enn det som kan leveres direkte av mikrokontrolleren, bruker vi en transistorbryter for å slå dem på og av. Dette kan være en liten N-kanal MOSFET eller en vanlig NPN-transistor siden vi har å gjøre med ca 100 mA.

N-MOSFET går i stedet merket "Q1" med det flate ansiktet som matcher merkene

Trinn 6:

Lysdioder har en polaritet. Den lange avledningen er positiv og merket med et "+" på kretskortet. Det er også en flat kant på siden som jeg aldri kan se tydelig.

• Installer alle lysdiodene på siden motsatt motstander og MOSFET.
• Snu brettet og lodd en ledning, og bare en ledning på hver LED på plass.

• Inspiser lysdiodene, kontroller at den lange ledningen er i hullet merket "+", og at lysdioden er i flukt med brettet.

  Varm leddet på nytt mens du skyver lysdioden forsiktig ned for å sette den (se bilde 4)

• Lodd de resterende ledningene og trim.

Trinn 7:

Testpass led -ringen i 3D -trykt hette. Den vil bare passe én vei, med MOSFET mot den "t-formede" åpningen.

Trinn 8:

På tide å begynne å koble til!

• Ta fire 6 "ledninger og strip og tinn hver ende.

• Loddetinn i overskriften på kretskortet:

  • Rød for "+".
  • Svart for "-".
  • Fargevalg for "S" som er "strobe", eller signalet for å slå på lysdiodene.
  • Fargevalg for "G" som er "gate", eller signalet som kommer fra IR -detektoren.

Trinn 9:

La oss gjøre skjermen klar. Jeg liker Adafruits "I2C -ryggsekker" fordi de bare tar to signaltråder til å fungere (i tillegg til strøm og jord). Du kan også lenke dem sammen.

De offisielle Adafruit-instruksjonene er på:

• Sørg for at du får visningsretningen riktig med desimalpunktene som samsvarer med PCB -merkene.

• Som i forrige trinn, blikk og stripe 4 ea., 6 ledninger:

  • Rød for "+"
  • Svart for "-".
  • Fargevalg for "SDA" og "SCL".

Trinn 10:

Knappen er for brukerinngang. Jeg bruker den til å tilbakestille ammunisjonstelleren, men den kan brukes til å slå lysdiodene på og av som en lommelykt, eller hva fantasien din kommer med. Det er prosjektet ditt.

• Sett bryteren i brytebrettet og lodd ledningene.
• Trim, strip og tinn to 6 "ledninger. Den ene skal være svart for bakken, den andre en særegen farge.
• Lodd ledningene til brettet. Orientering spiller ingen rolle.

Trinn 11:

Skyvebryteren brukes til å slå strømmen på og av. Designet er litt forvirrende, men hjelper med montering. Merkene på silkeskjermen viser hvordan bryteren bryter kontakten mellom de to positive ledningene.

• Klipp ledningene på rørehuset slik at omtrent 2 "forblir festet.
• Lodd glidebryteren til utbruddskortet.
• Strip og tinn de resterende ~ 4 "ledningene fra batteriholderen og loddetinnet til den ene siden av utbruddskortet (rødt til"+", svart til"-").
• Lodd ledningene fra batteriholderen til den andre siden av breakout-kortet (rødt til "+", svart til "-").

Trinn 12:

På tide å begynne å integrere de forskjellige komponentene. Vi vil lagre knappen for sistnevnte for siden vi bare enkelt kan passe tre ledninger gjennom et enkelt hull.

• Ta de tre røde ledningene, strip og vri sammen:

  • LED -ring
  • 7-segmenters skjerm
  • Skyvebryter

• Sett dem gjennom bunnen av "3V" -puten på ItsyBitsy og loddetinn på plass.

  Hvis du bruker en annen type brett, bruker du "5V" -nålen

• Ta de tre sorte jordledningene fra de samme komponentene, stripe, vri og sett inn "G" -puten overfor "3V" -puten.

Trinn 13:

Fullfør tilkoblingen av LED -ringen ved å feste porten og stroboskoplingene til passende pinner:

• Fest "G" eller portwiren til ItsyBitsy pin A0. Dette vil tillate oss å få analoge avlesninger for feilsøking.
• Fest "S" - eller stroboskoplederen til pinne 9, slik at vi kan PWM lyssignalet hvis vi vil kontrollere lysstyrken senere.

Trinn 14:

Fullfør tilkoblingen av 7-segmentskjermen ved å feste I2C-ledningene:

• Fest SCL -pinnen ("klokke") fra displayet til SCL -pinnen på ItsyBitsy.
• Fest SDA -pinnen ("data") fra displayet til SDA -pinnen på ItsyBitsy.

Trinn 15:

På tide å legge til knappen:

• Fest den svarte ledningen til ItsyBitsy "G" -nål på den nedre kortsiden av brettet. Dette er det samme bakkesignalet som den andre "G" -nålen.
• Fest fargeledningen til ItsyBitsy pin "7". Dette vil tillate oss å bruke et maskinvareavbruddssignal for å tilbakestille telleren.

Trinn 16:

På dette tidspunktet er det på tide å teste våre forskjellige komponenter.

Hvis dette er første gang du bruker Adafruit ItsyBitsy, må du konfigurere Arduino IDE for å gjenkjenne brettet.

Følg instruksjonene på

Hvis dette er første gang du bruker Adafruit's I2C -skjermer, må du igjen konfigurere Arduino IDE for å bruke Adafruit's biblioteker.

Følg instruksjonene på

På tide å teste det:

• Fest ItsyBitsy til datamaskinen din med en USB Micro.
• [Verktøy] -> [Brett] -> [Adafruit IstyBitsy 32U4 8MHz].
• [Verktøy] -> [Port] -> hvilken som helst port som er koblet til, vanligvis det høyeste tallet.
• [Fil] -> [Eksempler] -> [Adafruit LED ryggsekkbibliotek] -> [sevenseg]
• [Skisse] -> [Last opp]

Hvis opplastingen er vellykket, skal skjermen komme til liv og begynne å vise økende tall. På tide å slippe ut en "whoop!" av herlighet. Hvis ikke, på tide å ta på seg feilsøkingshatten.

Hvis opplastingen mislyktes, må du sjekke oppsettsinstruksjonene for ItsyBitsy, IDE -innstillinger og USB -kabeltilkobling.

Hvis displayet ikke lyser, må du dobbeltsjekke ryggsekkinstruksjonene og tilkoblingene.

Trinn 17:

På tide å teste IR -sender / detektorparet.

• [Fil] -> [Eksempler] -> [Analog] -> [AnalogReadSerial]
• Last opp til brettet ditt.
• Klikk på "Serial Monitor" -ikonet i høyre hjørne av IDE.

Hvis du er så heldig, ser du en strøm av verdier som kommer inn. Dette er 10-bits analoge verdier, så det vil variere fra 0 til 1023.

• Når fototransistoren blir utsatt for lys, lar den strøm passere og signalet vil falle mot 0.
• Når fototransistoren ikke ser IR, stopper den strømmen slik at signalet kan gå høyt.

Hvis du ikke får forventede endringer, er det noen ting du må sjekke:

• Dobbeltsjekk ledningene fra ringen til mikrokontrolleren.

• Er IR -lysdioden på?

  • Det skal være litt varmt å ta på.
  • Et billig mobiltelefonkamera vil vise IR -lys pent.
  • Hvis den ikke er på, er det sannsynligvis kablet bakover.

Trinn 18:

På tide å teste stroben. Vi skal bare bruke det grunnleggende "Blink" -eksemplet og endre pin -nummeret:

• [Fil] -> [Eksempler] -> [01. Basisk] -> [Blink]
• Avhengig av din IDE -versjon, endre PIN -nummeret til det som vi valgte i trinn 13 (pin 9).
• Last opp skissen og forbered deg på å bli blendet.

Hvis du ikke får den forventede blinkingen, må du sjekke ledningsnettet og pin -numrene.

Trinn 19:

Alt som gjenstår å teste er trykknappen:

• [Fil] -> [Eksempler] -> [01. Basic] -> [DigitalReadSerial]
• Endre pushButton = 2; til pushButton = 7;
• Endre pinMode (trykknapp, INNGANG); til pinMode (pushButton, INPUT_PULLUP);
• Laste opp.

INPUT_PULLUP fester en svak pullup -motstand til 3V, noe som betyr at en digitalRead () skal returnere "HIGH" eller "1". Når knappen trykkes, skal den returnere "LAV" eller "0".

Hvis du ikke får forventede verdier, går du tilbake og sjekker knappene.

Trinn 20:

På tide å sette vårt testede system inn i en integrasjon. Start med å forberede PVC -fatet:

• Skjær en seksjon på 3/4 "PCV 85 mm lang.
• Merk 6 mm fra enden og bor et 1/4 "eller større hull gjennom begge sider, så sentrert som mulig.
• Sprøyt innsiden av fatet svart for å absorbere reflektert IR -lys når pilen passerer.
• Bruk en fil for å markere plasseringen av hullene på enden av fatet.

Trinn 21:

• Test passe batterihuset og trim om nødvendig.
• Sett inn etuiet (ledningsenden mot strømbryteråpningen).
• Fest saken på plass med varmt lim (ikke for mye i tilfelle vi må skille den fra hverandre sistnevnte).

Trinn 22:

Sett strømbryteren og knappen inn i hullene i 3D -etuiet, og fest på plass med varmt lim

Trinn 23:

Skyv ItsyBitsy inn i sporet og ordne ledningene slik at vi har en bane for fatet

Trinn 24:

• Sett LED -ringen i hetten og fest den på plass med varmt lim.
• Fest hetten slik at ItsyBitsy USB -port kommer frem i riktig posisjon.

Trinn 25:

• Sett inn fatet slik at justeringsmerkene på fatenden samsvarer med hetteglassene.
• Kontroller visuelt IR -senderen og detektoren og er synlig gjennom hullene i fatet. Forstør hull om nødvendig.
• Fest USB -en til ItsyBitsy og kjør IR -sjekkene på nytt (AnalogReadSerial sketch).

Trinn 26:

Det er litt vanskelig å få den endelige justeringen. Du vil forankre fatet i riktig posisjon.

• Fest fatadapteren til en Nerf -blaster.
• Skyv fatthuset til adapteren, og kontroller at de tre skruehullene på blasterenden er på linje.
• Kontroller tønnejusteringen på utgangssiden.
• Løsne forsiktig enheten med fatadapteren.
• Skyv tønnehuset forsiktig av adapteren mens du holder PVC på plass med fingeren inni.
• Fest fatet på plass med varmt lim.
• Sett sammen igjen, sjekk mat
• Fest hetten og fatadapteren med skruer. #2 gjenging, eller ekstra Nerf -skruer vil fungere.

Trinn 27:

På tide med litt firmware for våpenklasse.

• Last ned og last deretter opp den vedlagte skissen til ItsyBitsy.
• Kontroller at displayet blinker (til det første skuddet er avfyrt).
• Plasser fingeren i fatenden langt nok til å blokkere IR -strålen og fjern den deretter raskt.
• Kontroller at du får et lysglimt fra lysdiodene.
• Kontroller at du får en numerisk avlesning som vil veksle fra "1" (skuddtelling) og noen små fot per sekund verdi som "1,5".
• Trykk på knappen nederst på fatet og kontroller at den går tilbake til blinkende streker (tilbakestill antall skudd).

Hvis noen av disse trinnene mislykkes, så gå tilbake og dobbeltsjekk operasjonen ved hjelp av de forrige testskissene. Undersøk ledninger for å se om noe ble skutt under montering.

Trinn 28: Hva neste?

Nå som du vet hvor fort Nerf -pistolen din skyter, kan du måle effekten av alle mods du gjør. Siden fatet er flyttbart og bærbart, kan du la vennene dine chrono sine blasters.

Fremover i denne serien vil vi se på oppgradering av batteri og ledninger for LiPo, ved hjelp av en MOSFET for å kontrollere svinghjul, og arbeide mot et utvalgt brannsystem med fullstendig tilpassbar drift.

Runner Up i Arduino -konkurransen 2019