Arduino pentru Nerf: Cronograf și Contor de fotografii: 28 de pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:44

Anteriorul meu Instructable acoperea elementele de bază ale detectării vitezei săgeții folosind un emițător și un detector cu infraroșu. Acest proiect face un pas mai departe, folosind o placă cu circuite imprimate, un afișaj și baterii pentru a face un contor de muniție portabil și un cronograf. În plus, adăugăm câteva LED-uri pentru a simula flash-ul botului. Pentru că, strană strană strană…

Acest lucru poate părea un proiect descurajant, cu o mulțime de pași, dar utilizarea unei plăci cu circuite imprimate și a componentelor comerciale pentru afișaj și microcontroler facilitează asamblarea unui proiect de încredere. De asemenea, voi furniza codul de testare pentru fiecare element al proiectului pentru a vă asigura succesul. O poți face!

Pasul 1: Piese și consumabile

Placă de circuite imprimate, trei exemplare vă vor costa doar 12,40 USD cu transport gratuit, deci faceți acest lucru cu un prieten pentru a împărți costul:

OSH Park:

Parți electronice

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

• 5 buc., LED-uri de 5 mm, culoarea la alegere

  • Alb
  • Chihlimbar
• 6 u., 100 ohmi 1 / 8W 5% rezistențe de limitare a curentului,
• 2 buc., Rezistor 10K 1 / 8W 5%,
• 1 ea. Foto tranzistor, [Everlight PT928-6B-F] (https://www.digikey.com/short/qtrp5m)
• 1 ea. Emițător IR, [Everlight IR928-6C-F] (https://www.digikey.com/short/jzr3b8)
• 1 ea. Rezistor de 100 ohmi 1 / 8W 5%, [Stackpole CF18JT100R] (https://www.digikey.com/short/q72818)
• 1 buc., Fire jumper bărbați-bărbați de 12 ", [Adafruit 1955], (https://www.digikey.com/short/pzhhrt)
• 1 buc., Adafruit ItsyBitys 8Mhz 3V, [Adafruit 3675], (https://www.digikey.com/short/pzhhwj)
• 1 buc., SUPORT BATERIE AAA 3 CELULE DE 6 ",
• 1 buc., SWITCH SLIDE SPST, E-Switch EG1218,
• 1 buc., SWITCH TACTILE SPST-NO 0.05A 24V, TE 1825910-6,

• 1 ec., Afișaj I2C cu 7 segmente:

  • RED Adafruit 878
  • Blue Adafruit 881,

Piese 3D

Părțile 3D au fost create în principal în TinkerCad, ceea ce înseamnă că sunt ușor de modificat după propriul scop:

• Capac și corp:
• Adaptor butoi:

Am pus și copii ale STL-urilor pe Thingiverse:

Instrumente și diverse:

• Ciocan de lipit
• Decapanti de sârmă
• Sniper tăiat la culoare
• Pistol de lipit fierbinte
• Sârmă
• # 2 șuruburi de formare a filetului
• 3/4 "PCV

Pasul 2:

Vom începe cu placa de circuit.

• Separați cele două plăci mai mici „de rupere” de la mijloc și puneți-le deoparte pentru acestea din urmă, folosind tăieturi la culoare sau prin răsucire.
• Tăiați marginile aspre, pila sau nisip pentru a le netezi.

Pasul 3:

Nu am de gând să încerc să te învăț să lipesc. Iată câteva dintre videoclipurile mele preferate care îl arată mult mai bine decât pot:

• Carrie Ann din Geek Girl Diaries.
• Colin de la Adafruit

În general:

• Găsiți locația pe PCB folosind marcajele de serigrafie.
• Îndoiți cablurile componente pentru a se potrivi cu amprenta piciorului.
• Lipiți cablurile.
• Tundeți cablurile

Să începem cu rezistențe, deoarece acestea sunt cele mai abundente, cele mai scăzute locuri și cel mai ușor de lipit. Sunt mai rezistente la căldură și vă vor oferi șansa de a vă perfecționa tehnica. De asemenea, nu au polaritate, așa că le puteți pune în orice mod.

• 6 rezistențe, rezistențele de 100 ohmi care limitează curentul la LED-urile merg în punctele marcate cu „* R” și „100”.
• 2 rezistențe, rezistențele de 10 000 000 ohmi intră în punctele marcate cu "10K".

Pasul 4:

Apoi, să instalăm perechea emițător / detector. Dacă doriți mai multe informații despre modul în care acestea funcționează, consultați înapoi la Instructables-urile mele anterioare.

• Emițătorul IR este clar și merge în locul marcat „EMIT” cu obiectivul rotunjit îndreptat spre centru.
• Detectorul IR este negru și merge în locul marcat cu „DETECTARE” cu obiectivul rotunjit îndreptat spre emițătorul IR.

Pasul 5:

Deoarece cele 5 LED-uri vor atrage mai mult curent decât poate fi furnizat direct de microcontroler, vom folosi un comutator cu tranzistor pentru a le activa și opri. Acesta poate fi un MOSFET mic cu canal N sau un tranzistor NPN obișnuit, deoarece avem de-a face cu aproximativ 100 mA.

N-MOSFET merge în locul marcat cu „Q1”, cu fața plană care se potrivește cu marcajele

Pasul 6:

LED-urile au o polaritate. Conducerea lungă este pozitivă și este marcată cu un „+” pe PCB. Există, de asemenea, o margine plană pe lateral, pe care nu o pot vedea niciodată clar.

• Instalați toate LED-urile de pe partea opusă rezistențelor și MOSFET.
• Întoarceți placa și lipiți un cablu și doar un singur cablu din fiecare LED în poziție.

• Verificați LED-urile, verificând dacă cablul lung este în gaura marcată cu „+” și dacă LED-ul este la același nivel cu placa.

  Reîncălziți articulația în timp ce apăsați ușor în jos pe LED pentru a o așeza (a se vedea fotografia 4)

• Lipiți cablurile rămase și tăiați.

Pasul 7:

Testează montarea inelului led în capacul imprimat 3D. Se va potrivi doar într-o singură direcție, cu MOSFET către deschiderea „în formă de t”.

Pasul 8:

E timpul să începeți cablarea!

• Luați patru fire de 6 "și curățați și stanjați fiecare capăt.

• Lipiți în antetul de pe PCB:

  • Roșu pentru „+”.
  • Negru pentru „-”.
  • Alegerea culorii pentru „S” care este „stroboscop” sau semnalul pentru aprinderea LED-urilor.
  • Alegerea culorii pentru „G” care este „poartă” sau semnalul care vine de la detectorul IR.

Pasul 9:

Să pregătim afișajul. Îmi plac „rucsacurile I2C” de la Adafruit deoarece iau doar două fire de semnal pentru a funcționa (în plus față de alimentare și împământare). De asemenea, le puteți înlănțui.

Instrucțiunile oficiale Adafruit sunt la:

• Asigurați-vă că obțineți orientarea corectă a afișajului cu punctele zecimale care se potrivesc cu marcajele PCB.

• Ca și în etapa anterioară, tăiați și tăiați 4 buc., 6 fire:

  • Roșu pentru „+”
  • Negru pentru „-”.
  • Alegerea culorii pentru „SDA” și „SCL”.

Pasul 10:

Butonul este destinat introducerii utilizatorului. Îl folosesc pentru a reseta contorul de muniție, dar ar putea fi folosit pentru a aprinde și a stinge LED-urile ca o lanternă sau cu ce-ți vine imaginația. Este proiectul tău.

• Introduceți comutatorul în placa de rupere și lipiți cablurile.
• Tundeți, tăiați și stanjați două fire de 6 ". Unul ar trebui să fie negru pentru sol, celălalt o culoare distinctivă.
• Lipiți firele pe placa de rupere. Orientarea nu contează.

Pasul 11:

Comutatorul cu glisare este utilizat pentru a porni și opri alimentarea. Designul este puțin confuz, dar ajută la asamblare. Marcajele de pe ecranul de mătase arată cum întrerupătorul întrerupe contactul dintre cele două cabluri pozitive.

• Tăiați cablurile de pe carcasa bateriei astfel încât să rămână atașate aproximativ 2 ".
• Lipiți comutatorul glisant pe placa de rupere.
• Îndepărtați și ștergeți cablurile rămase de ~ 4 "de la suportul bateriei și lipiți pe o parte a plăcii de rupere (roșu la" + ", negru la" - ").
• Lipiți cablurile de la suportul bateriei pe cealaltă parte a plăcii de rupere (roșu la "+", negru la "-").

Pasul 12:

Este timpul să începeți integrarea diferitelor componente. Vom salva butonul pentru acesta din urmă, deoarece putem introduce cu ușurință doar trei fire printr-o singură gaură.

• Luați cele trei fire roșii, dezbrăcați și răsuciți împreună:

  • Inel cu LED
  • Afișaj pe 7 segmente
  • Comutator glisant

• Introduceți-le prin partea inferioară a plăcuței "3V" a ItsyBitsy și lipiți-o în poziție.

  Dacă utilizați un alt tip de placă, utilizați pinul "5V"

• Luați cele trei fire negre de masă de la aceleași componente, curățați-le, răsuciți-le și introduceți-le în tamponul „G” vizavi de tamponul „3V”.

Pasul 13:

Finalizați conectarea inelului LED prin atașarea firelor de poartă și stroboscop la pinii corespunzători:

• Atașați „G” sau firul de poartă la pinul ItsyBitsy A0. Acest lucru ne va permite să obținem citiri analogice pentru depanare.
• Atașați firul „S” sau stroboscop la pinul 9, ceea ce ne va permite să PWM semnalul luminos dacă dorim să controlăm luminozitatea mai târziu.

Pasul 14:

Finalizați conectarea afișajului pe 7 segmente prin atașarea firelor I2C:

• Atașați pinul SCL („ceas”) de pe afișaj la pinul SCL de pe ItsyBitsy.
• Atașați pinul SDA („date”) de pe afișaj la pinul SDA de pe ItsyBitsy.

Pasul 15:

Este timpul să adăugați butonul:

• Atașați cablul negru la pinul "G" ItsyBitsy de pe marginea scurtă inferioară a plăcii. Acesta este același semnal de masă ca celălalt pin „G”.
• Atașați cablul de culoare la pinul 7 "ItsyBitsy". Acest lucru ne va permite să folosim un semnal de întrerupere hardware pentru a reseta contorul.

Pasul 16:

În acest moment, este timpul să testăm diferitele noastre componente.

Dacă este prima dată când utilizați Adafruit ItsyBitsy, va trebui să vă configurați ID-ul Arduino pentru a recunoaște placa.

Urmați instrucțiunile de la

Dacă este prima dată când utilizați afișajele I2C Adafruit, va trebui din nou să vă configurați ID-ul Arduino pentru a utiliza bibliotecile Adafruit.

Urmați instrucțiunile de la

Este timpul să-l testați:

• Atașați ItsyBitsy la computer utilizând un USB Micro.
• [Tools] -> [Board] -> [Adafruit IstyBitsy 32U4 8MHz].
• [Instrumente] -> [Port] -> ce port conectat vreodată, de obicei cel mai mare număr.
• [Fișier] -> [Exemple] -> [Biblioteca de rucsacuri LED Adafruit] -> [sevenseg]
• [Schiță] -> [Încărcare]

Dacă încărcarea are succes, afișajul ar trebui să prindă viață și să înceapă să afișeze numere incrementale. E timpul să scoți un „hoop!” de glorie. Dacă nu, este timpul să vă îmbrăcați pălăria de depanare.

Dacă încărcarea a eșuat, verificați dublu instrucțiunile de configurare ItsyBitsy, setările IDE și conexiunea cablului USB.

Dacă afișajul nu se aprinde, verificați dublu instrucțiunile rucsacului și conexiunile de cablare.

Pasul 17:

Este timpul să testați perechea emițător / detector IR.

• [Fișier] -> [Exemple] -> [Analog] -> [AnalogReadSerial]
• Încărcați pe tablă.
• Faceți clic pe pictograma „Monitor serial” din colțul din dreapta al IDE.

Cu noroc, vedeți un flux de valori care intră. Acestea sunt valori analogice de 10 biți, așa că vor varia de la 0 la 1023.

• Când tranzistorul foto este expus la lumină, permite trecerea curentului și semnalul va cădea spre 0.
• Când tranzistorul foto nu vede IR, acesta oprește fluxul curent permițând semnalului să crească.

Dacă nu primiți modificările așteptate, iată câteva lucruri de verificat:

• Verificați dublu cablajul de la inel la microcontroler.

• LED-ul IR este aprins?

  • Ar trebui să fie ușor cald la atingere.
  • O cameră de telefonie mobilă ieftină va arăta frumos lumina IR.
  • Dacă nu este activat, este probabil conectat înapoi.

Pasul 18:

Este timpul să testați stroboscopul. Vom folosi doar exemplul de bază „Blink” și vom schimba numărul PIN:

• [Fișier] -> [Exemple] -> [01. Bază] -> [Clipește]
• În funcție de versiunea dvs. IDE, modificați numărul pinului pentru a se potrivi cu cel pe care l-am selectat la pasul 13 (pinul 9).
• Încărcați schița și pregătiți-vă să fiți orbiți.

Dacă nu primiți intermitentul așteptat, verificați cablajul și numerele de pin.

Pasul 19:

Tot ce rămâne de testat este butonul:

• [Fișier] -> [Exemple] -> [01. Basic] -> [DigitalReadSerial]
• Change pushButton = 2; to pushButton = 7;
• Schimbă pinMode (pushButton, INPUT); la pinMode (pushButton, INPUT_PULLUP);
• Încărcați.

INPUT_PULLUP atașează o rezistență slabă la 3V, ceea ce înseamnă că un digitalRead () ar trebui să returneze „HIGH” sau „1”. Când butonul este apăsat, acesta ar trebui să revină la „LOW” sau „0”.

Dacă nu obțineți valorile așteptate, reveniți înapoi și verificați cablarea butonului.

Pasul 20:

E timpul să punem sistemul nostru testat într-o integrare. Începeți prin pregătirea butoiului din PVC:

• Tăiați o secțiune de 3/4 "PCV 85mm lungime.
• Marcați 6 mm de la capăt și găuriți o gaură de 1/4 "sau mai mare prin ambele părți, cât mai centrată posibil.
• Pulverizați interiorul butoiului negru plat pentru a absorbi lumina IR reflectată când trece sageata.
• Utilizați un fișier pentru a marca poziția găurilor de la capătul butoiului.

Pasul 21:

• Testați carcasa bateriei și tăiați-o dacă este necesar.
• Introduceți carcasa (capătul cablului spre deschiderea comutatorului de alimentare).
• Luați carcasa în loc cu adeziv fierbinte (nu prea mult în cazul în care trebuie să o dezlipim din urmă).

Pasul 22:

Introduceți comutatorul de alimentare și butonul în orificiile carcasei 3D și fixați-le cu lipici fierbinte

Pasul 23:

Glisați ItsyBitsy în slot și aranjați cablajul astfel încât să avem o cale pentru butoi

Pasul 24:

• Introduceți inelul LED în capac și lipiți-l cu lipici fierbinte.
• Atașați capacul astfel încât portul USB ItsyBitsy să iasă în poziția corectă.

Pasul 25:

• Introduceți butoiul astfel încât marcajele de aliniere de pe capătul butoiului să se potrivească cu marcajele capacului.
• Verificați vizual emițătorul și detectorul IR și vizibil prin orificiile din butoi. Măriți găurile dacă este necesar.
• Atașați USB-ul la ItsyBitsy și rulați din nou verificările IR (schița AnalogReadSerial).

Pasul 26:

Obținerea alinierii finale este cam dificilă. Vrei să îți ancorezi butoiul în poziția corectă.

• Atașați adaptorul butoiului la un blaster Nerf.
• Glisați carcasa cilindrului pe adaptor, verificând că cele trei găuri ale șuruburilor de pe blaster se aliniază.
• Verificați alinierea butoiului pe partea de ieșire.
• Desprindeți cu grijă ansamblul folosind adaptorul cilindru.
• Glisați cu grijă carcasa butoiului de pe adaptor în timp ce țineți PVC-ul în poziție cu degetul înăuntru.
• Bateți butoiul în loc cu lipici fierbinte.
• Reasamblați, verificați din nou alimentul
• Atașați capacul și adaptorul cu butoi folosind șuruburi. # 2 formarea filetului sau șuruburile Nerf de rezervă vor funcționa.

Pasul 27:

Este timpul pentru unele firmware-uri de calitate.

• Descărcați și apoi încărcați schița atașată pe ItsyBitsy.
• Verificați dacă afișajul luminează intermitent (până când se trage prima fotografie).
• Așezați degetul în capătul cilindrului suficient de departe pentru a bloca fasciculul IR și apoi îndepărtați-l rapid.
• Verificați dacă obțineți un fulger de lumină de la LED-uri.
• Verificați că obțineți o citire numerică care va alterna de la „1” (număr de fotografii) și de câteva valori mici pe secundă, cum ar fi „1,5”.
• Apăsați butonul din partea de jos a butoiului și verificați dacă acesta revine la liniuțe intermitente (resetați numărul de fotografii).

Dacă oricare dintre acești pași eșuează, deci înapoi și verificați din nou operația folosind schițele de test anterioare. Examinați cablajul pentru a vedea dacă a fost împins ceva în timpul asamblării.

Pasul 28: Ce urmează?

Acum știi cât de repede trage arma ta Nerf, poți măsura efectele oricăror moduri pe care le faci. Deoarece butoiul este detașabil și portabil, le puteți permite prietenilor să-și croneze blasterele.

Mergând mai departe în această serie, ne vom uita la actualizarea bateriei și a cablajului pentru LiPo, folosind un MOSFET pentru a controla volanele și lucrând la un sistem select de incendiu cu funcționare complet personalizabilă.

Locul doi în concursul Arduino 2019