Arduino untuk Nerf: Chronograph dan Shot Counter: 28 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:56

Instruksi saya sebelumnya membahas dasar-dasar mendeteksi kecepatan panah menggunakan pemancar dan detektor inframerah. Proyek ini mengambil langkah lebih jauh, menggunakan papan sirkuit cetak, layar, dan baterai untuk membuat penghitung amunisi dan kronograf portabel. Selain itu, kami menambahkan beberapa LED untuk mensimulasikan flash moncong. Karena, pew pew pew…

Ini mungkin tampak seperti proyek yang menakutkan dengan banyak langkah, tetapi penggunaan papan sirkuit cetak dan komponen komersial untuk tampilan dan mikrokontroler membuatnya lebih mudah untuk merakit proyek yang andal. Saya juga akan memberikan kode uji untuk setiap elemen proyek untuk membantu memastikan kesuksesan Anda. Kamu bisa melakukannya !

Langkah 1: Suku Cadang dan Perlengkapan

Printed Circuit Board, tiga salinan hanya akan dikenakan biaya $12,40 dengan pengiriman gratis, jadi buat ini dengan seorang teman untuk berbagi biaya:

Taman K3:

Bagian elektronik

• 1 ea., Q1 MOSFET N-CH 20V 530MA TO92-3, Microchip TN0702N3-G,
• 5 ea., LED 5mm, warna pilihan Anda
  • Putih
  • Kuning
• 6 ea., 100 ohm 1/8W 5% resistor pembatas arus,
• 2 ea., 10K 1/8W resistor 5%,
• 1 Foto Transistor, [Everlight PT928-6B-F](https://www.digikey.com/short/qtrp5m)
• 1 Pemancar IR, [Everlight IR928-6C-F](https://www.digikey.com/short/jzr3b8)
• 1 Resistor 100 ohm 1/8W 5%, [Stackpole CF18JT100R](https://www.digikey.com/short/q72818)
• 1 ea., kabel jumper 12" jantan-jantan, [Adafruit 1955], (https://www.digikey.com/short/pzhhrt)
• 1 ea., Adafruit ItsyBitys 8Mhz 3V, [Adafruit 3675], (https://www.digikey.com/short/pzhhwj)
• 1 ea., BATT HOLDER AAA 3 SEL 6" LEADS,
• 1 ea., SWITCH SLIDE SPST, E-Switch EG1218,
• 1 ea., SWITCH TACTILE SPST-NO 0.05A 24V, TE 1825910-6,

• 1 ea., 7-segmen tampilan I2C:

  • Adafruit MERAH 878
  • Adafruit Biru 881,

Bagian 3D

Bagian 3D dibuat terutama di TinkerCad, yang berarti mudah dimodifikasi untuk tujuan Anda sendiri:

• Topi dan Badan:
• Adaptor Barel:

Saya juga telah meletakkan salinan STL di Thingiverse:

Alat & Lain-lain:

• Solder Besi
• penari telanjang kawat
• Snipper potong siram
• Pistol lem panas
• Kabel
• #2 sekrup pembentuk ulir
• 3/4" PCV

Langkah 2:

Kita akan mulai dengan papan sirkuit.

• Pisahkan dua papan "breakout" yang lebih kecil dari tengah dan sisihkan untuk yang terakhir menggunakan potongan rata atau dengan memutar.
• Pangkas tepi kasar, kikir atau pasir untuk menghaluskannya.

Langkah 3:

Saya tidak akan mencoba dan mengajari Anda menyolder. Berikut adalah beberapa video favorit saya yang menunjukkannya jauh lebih baik daripada yang saya bisa:

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

Secara umum:

• Temukan lokasi pada PCB menggunakan tanda sablon.
• Tekuk kabel komponen agar pas dengan jejak kaki.
• Solder kabelnya.
• Pangkas lead

Mari kita mulai dengan resistor karena mereka adalah yang paling banyak, tempat duduk terendah, dan paling mudah untuk disolder. Mereka lebih tahan panas dan akan memberi Anda kesempatan untuk memoles teknik Anda. Mereka juga tidak memiliki polaritas, sehingga Anda dapat menempatkannya dengan cara apa pun.

• 6 ea., resistor 100-ohm yang membatasi arus ke LED masuk ke tempat bertanda "* R" dan "100".
• 2 ea., resistor 10.000-ohm masuk ke tempat bertanda "10K".

Langkah 4:

Selanjutnya mari kita pasang pasangan emitor/detektor. Jika Anda ingin informasi lebih lanjut tentang cara kerjanya, lihat kembali Instruksi saya sebelumnya.

• Pemancar IR jernih dan masuk ke tempat bertanda "EMIT" dengan lensa bulat mengarah ke tengah.
• Detektor IR berwarna hitam dan berada di tempat bertanda "DETECT" dengan lensa bulat mengarah ke emitor IR.

Langkah 5:

Karena 5 LED akan menarik lebih banyak arus daripada yang dapat disuplai langsung oleh mikrokontroler, kami akan menggunakan sakelar transistor untuk menghidupkan dan mematikannya. Ini bisa berupa MOSFET saluran-N kecil atau transistor NPN biasa karena kita berurusan dengan sekitar 100 mA.

N-MOSFET masuk ke tempat bertanda "Q1" dengan permukaan datar yang cocok dengan tanda tersebut

Langkah 6:

LED memiliki polaritas. Ujung panjang positif dan ditandai dengan "+" pada PCB. Ada juga tepi datar di sisi yang tidak pernah saya lihat dengan jelas.

• Pasang semua LED di sisi yang berlawanan dengan resistor dan MOSFET.
• Balikkan papan dan solder satu timah, dan hanya satu timah dari setiap LED di tempatnya.

• Periksa LED, pastikan kabel panjang ada di lubang bertanda "+", dan LED rata dengan papan.

  Panaskan kembali sambungan sambil menekan perlahan LED untuk memasangnya (lihat foto 4)

• Solder sisa lead dan trim.

Langkah 7:

Uji kecocokan cincin led di tutup cetak 3D. Ini hanya akan cocok satu arah, dengan MOSFET menuju bukaan "berbentuk-t".

Langkah 8:

Saatnya memulai pemasangan kabel!

• Ambil empat kabel 6" dan kupas dan timah setiap ujungnya.

• Solder ke header pada PCB:

  • Merah untuk "+".
  • Hitam untuk "-".
  • Pilihan warna untuk "S" yaitu "strobo", atau sinyal untuk menyalakan LED.
  • Pilihan warna untuk "G" yaitu "gerbang", atau sinyal yang berasal dari detektor IR.

Langkah 9:

Mari kita siapkan tampilannya. Saya suka "ransel I2C" Adafruit karena mereka hanya membutuhkan dua kabel sinyal untuk bekerja (selain daya dan ground). Anda juga dapat mengikatnya bersama-sama.

Instruksi Adafruit resmi ada di:

• Pastikan Anda mendapatkan orientasi tampilan yang benar dengan titik desimal yang cocok dengan tanda PCB.

• Seperti pada langkah sebelumnya, timah dan kupas kabel 4 ea., 6 :

  • Merah untuk "+"
  • Hitam untuk "-".
  • Pilihan warna untuk "SDA" dan "SCL".

Langkah 10:

Tombol ini untuk input pengguna. Saya menggunakannya untuk mengatur ulang penghitung amunisi, tetapi dapat digunakan untuk menyalakan dan mematikan LED seperti senter, atau apa pun yang muncul dalam imajinasi Anda. Ini adalah proyek Anda.

• Masukkan sakelar di papan breakout dan solder ujungnya.
• Potong, kupas, dan timah dua kabel 6". Satu harus hitam untuk ground, yang lain warna yang khas.
• Solder kabel ke papan breakout. Orientasi tidak masalah.

Langkah 11:

Sakelar geser digunakan untuk menghidupkan dan mematikan. Desainnya agak membingungkan, tetapi membantu perakitan. Tanda pada layar sutra menunjukkan bagaimana sakelar memutuskan kontak antara dua kabel positif.

• Potong ujung pada wadah adonan sehingga kira-kira 2" tetap terpasang.
• Solder sakelar geser ke papan breakout.
• Kupas dan timah sisa kabel ~4" dari dudukan baterai dan solder ke satu sisi papan breakout (merah ke "+", hitam ke "-").
• Solder kabel dari dudukan baterai ke sisi lain papan breakout (merah ke "+", hitam ke "-").

Langkah 12:

Saatnya untuk mulai mengintegrasikan berbagai komponen. Kami akan menyimpan tombol untuk yang terakhir karena kami hanya dapat dengan mudah memasukkan tiga kabel melalui satu lubang.

• Ambil tiga sadapan merah, kupas dan putar bersama-sama:

  • cincin LED
  • Tampilan 7-segmen
  • Saklar geser

• Masukkan mereka melalui bagian bawah bantalan "3V" dari ItsyBitsy dan solder di tempatnya.

  Jika Anda menggunakan papan jenis lain, gunakan pin "5V"

• Ambil tiga kabel arde hitam dari komponen yang sama, kupas, putar, dan masukkan bantalan "G" di seberang bantalan "3V".

Langkah 13:

Selesai menghubungkan cincin LED dengan memasang gerbang dan kabel strobo ke pin yang sesuai:

• Pasang kabel "G" atau gerbang ke pin ItsyBitsy A0. Ini akan memungkinkan kita untuk mendapatkan pembacaan analog untuk pemecahan masalah.
• Pasang kabel "S" atau strobo ke pin 9 yang akan memungkinkan kita untuk PWM sinyal cahaya jika kita ingin mengontrol kecerahan nanti.

Langkah 14:

Selesaikan penyambungan layar 7-segmen dengan memasang kabel I2C:

• Pasang pin SCL ("jam") dari layar ke pin SCL pada ItsyBitsy.
• Pasang pin SDA ("data") dari layar ke pin SDA di ItsyBitsy.

Langkah 15:

Waktu untuk menambahkan tombol:

• Pasang ujung hitam ke pin ItsyBitsy "G" di tepi pendek bawah papan. Ini adalah sinyal ground yang sama dengan pin "G" lainnya.
• Pasang ujung warna ke pin ItsyBitsy "7". Ini akan memungkinkan kita untuk menggunakan sinyal interupsi perangkat keras untuk mengatur ulang penghitung.

Langkah 16:

Pada titik ini, saatnya untuk menguji berbagai komponen kami.

Jika ini adalah pertama kalinya Anda menggunakan Adafruit ItsyBitsy, Anda harus mengonfigurasi Arduino IDE Anda untuk mengenali papan tersebut.

Ikuti petunjuk di

Jika ini adalah pertama kalinya Anda menggunakan tampilan I2C Adafruit, Anda harus mengonfigurasi lagi Arduino IDE Anda untuk menggunakan pustaka Adafruit.

Ikuti petunjuknya di

Waktu untuk mengujinya:

• Lampirkan ItsyBitsy Anda ke komputer menggunakan USB Micro.
• [Alat] -> [Papan] -> [Adafruit IstyBitsy 32U4 8MHz].
• [Alat] -> [Port] -> port apa pun yang terhubung, biasanya angka tertinggi.
• [File] -> [Contoh] -> [Adafruit LED Backpack Library] -> [sevenseg]
• [Sketsa] -> [Unggah]

Jika unggahan berhasil, tampilan akan hidup dan mulai menunjukkan angka yang bertambah. Saatnya untuk mengeluarkan "teriakan!" kemuliaan. Jika tidak, saatnya memakai topi pemecah masalah.

Jika unggahan gagal, periksa kembali instruksi pengaturan ItsyBitsy, pengaturan IDE, dan koneksi kabel USB.

Jika layar gagal menyala, periksa kembali instruksi ransel dan koneksi kabel Anda.

Langkah 17:

Saatnya menguji pasangan emitor/detektor IR.

• [File] -> [Contoh] -> [Analog] -> [AnalogReadSerial]
• Unggah ke papan Anda.
• Klik ikon "Serial Monitor" di sudut kanan IDE.

Dengan sedikit keberuntungan, Anda akan melihat aliran nilai yang masuk. Ini adalah nilai analog 10-bit sehingga akan berkisar dari 0 hingga 1023.

• Ketika foto transistor terkena cahaya, memungkinkan arus lewat dan sinyal akan turun menuju 0.
• Ketika transistor foto tidak melihat IR, ia menghentikan aliran arus yang memungkinkan sinyal menjadi tinggi.

Jika Anda tidak mendapatkan perubahan yang diharapkan, berikut beberapa hal yang perlu diperiksa:

• Periksa kembali kabel dari ring ke mikrokontroler.

• Apakah LED IR menyala?

  • Itu harus sedikit hangat saat disentuh.
  • Kamera ponsel murah akan menampilkan cahaya IR dengan baik.
  • Jika tidak aktif, kemungkinan kabelnya mundur.

Langkah 18:

Saatnya untuk menguji strobo. Kami hanya akan menggunakan contoh dasar "Blink" dan mengubah nomor pin:

• [File] -> [Contoh] -> [01. Basic]->[Blink]
• Bergantung pada versi IDE Anda, ubah nomor pin agar sesuai dengan yang kami pilih di langkah 13 (pin 9).
• Unggah sketsa dan bersiaplah untuk dibutakan.

Jika Anda tidak mendapatkan flashing yang diharapkan, periksa kabel dan nomor pin Anda.

Langkah 19:

Yang tersisa untuk diuji hanyalah tombol tekan:

• [File] -> [Contoh] -> [01. Basic] -> [DigitalReadSerial]
• Ubah tombol tekan = 2; ke tombol tekan = 7;
• Ubah pinMode(PushButton, INPUT); ke pinMode(PushButton, INPUT_PULLUP);
• Mengunggah.

INPUT_PULLUP menempelkan resistor pullup lemah ke 3V yang berarti digitalRead() harus mengembalikan "TINGGI" atau "1". Ketika tombol ditekan, itu harus mengembalikan "RENDAH" atau "0".

Jika Anda tidak mendapatkan nilai yang diharapkan, kembali dan periksa kabel tombol.

Langkah 20:

Saatnya menempatkan sistem kami yang teruji ke dalam integrasi. Mulailah dengan menyiapkan laras PVC:

• Potong bagian dengan panjang 3/4" PCV 85mm.
• Tandai 6mm dari ujung dan bor lubang 1/4" atau lebih besar melalui kedua sisi, sepusat mungkin.
• Semprotkan bagian dalam laras hitam rata untuk menyerap cahaya IR yang dipantulkan saat anak panah lewat.
• Gunakan file untuk menandai posisi lubang di ujung laras.

Langkah 21:

• Uji kecocokan wadah baterai dan potong jika perlu.
• Masukkan kasing (ujung timah ke arah bukaan sakelar daya).
• Tempelkan kasing di tempatnya dengan lem panas (jangan terlalu banyak jika nanti kita harus membongkarnya).

Langkah 22:

Masukkan sakelar daya dan tombol ke dalam lubang casing 3D dan rekatkan dengan lem panas

Langkah 23:

Geser ItsyBitsy ke dalam slotnya dan atur kabelnya sehingga kita memiliki jalur untuk larasnya

Langkah 24:

• Masukkan cincin LED di tutupnya dan rekatkan dengan lem panas.
• Pasang tutupnya sehingga port USB ItsyBitsy muncul di posisi yang benar.

Langkah 25:

• Masukkan laras Anda sehingga tanda pelurusan pada ujung laras cocok dengan tanda tutup.
• Periksa secara visual emitor dan detektor IR dan terlihat melalui lubang di laras. Perbesar lubang jika diperlukan.
• Pasang USB ke ItsyBitsy dan jalankan kembali pemeriksaan IR (sketsa AnalogReadSerial).

Langkah 26:

Mendapatkan perataan akhir agak sulit. Anda ingin menambatkan laras Anda di posisi yang benar.

• Pasang adaptor barel ke blaster Nerf.
• Geser wadah barel ke adaptor, pastikan ketiga lubang sekrup pada ujung blaster sejajar.
• Verifikasi keselarasan barel di sisi keluar.
• Lepaskan rakitan dengan hati-hati menggunakan adaptor barel.
• Geser wadah barel dengan hati-hati dari adaptor sambil menahan PVC di tempatnya dengan jari Anda di dalamnya.
• Tempelkan laras di tempatnya dengan lem panas.
• Pasang kembali, periksa kembali makanan
• Pasang adaptor tutup dan laras menggunakan sekrup. # 2 pembentukan ulir, atau sekrup Nerf cadangan akan berfungsi.

Langkah 27:

Saatnya untuk beberapa firmware kelas senjata.

• Unduh dan kemudian Unggah sketsa terlampir ke ItsyBitsy.
• Pastikan tampilan berkedip tanda hubung (sampai tembakan pertama ditembakkan).
• Letakkan jari Anda di ujung laras cukup jauh untuk menghalangi sinar IR, lalu lepaskan dengan cepat.
• Pastikan Anda mendapatkan kilatan cahaya dari LED.
• Pastikan Anda mendapatkan pembacaan numerik yang akan bergantian dari "1" (jumlah tembakan) dan beberapa nilai kaki kecil per detik seperti "1,5".
• Tekan tombol di bagian bawah laras dan pastikan itu kembali ke tanda hubung yang berkedip (setel ulang jumlah bidikan).

Jika salah satu dari langkah ini gagal, maka kembali dan periksa kembali operasi menggunakan sketsa pengujian sebelumnya. Periksa kabel untuk melihat apakah ada yang berdesak-desakan selama perakitan.

Langkah 28: Apa Selanjutnya?

Sekarang Anda tahu seberapa cepat pistol Nerf Anda menembak, Anda dapat mengukur efek dari setiap mod yang Anda buat. Karena laras dapat dilepas dan dibawa-bawa, Anda dapat membiarkan teman Anda melakukan krono blaster mereka.

Bergerak maju dalam seri ini, kita akan melihat peningkatan baterai dan kabel untuk LiPo, menggunakan MOSFET untuk mengontrol roda gila, dan bekerja menuju sistem kebakaran pilihan dengan operasi yang sepenuhnya dapat disesuaikan.

Runner Up di Kontes Arduino 2019