آردوینو برای Nerf: Chronograph و Shot Counter: 28 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:55

دستورالعمل قبلی من اصول اولیه تشخیص سرعت دارت با استفاده از امیتر و آشکارساز مادون قرمز را پوشش می داد. این پروژه با استفاده از برد مدار چاپی ، صفحه نمایش و باتری ها یک شمارشگر قابل حمل و کرونوگراف را یک گام جلوتر می برد. علاوه بر این ، ما برخی از LED ها را برای شبیه سازی فلاش پوزه اضافه می کنیم. چون ، پیو پیو پیو. به به

این ممکن است پروژه ای دلهره آور با مراحل زیاد به نظر برسد ، اما استفاده از برد مدار چاپی و اجزای تجاری برای نمایشگر و میکروکنترلر ، مونتاژ یک پروژه قابل اطمینان را بسیار آسان می کند. همچنین کد تست را برای هر یک از عناصر پروژه ارائه می دهم تا از موفقیت شما اطمینان حاصل شود. شما می توانید آن را انجام دهید!

مرحله 1: قطعات و لوازم

مدار چاپی ، سه نسخه برای شما فقط 12.40 دلار با ارسال رایگان هزینه دارد ، بنابراین این هزینه را با یک دوست تهیه کنید:

OSH Park:

قطعات الکترونیکی

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

• 5 ea. ، LED های 5 میلی متری ، رنگ دلخواه شما

  • سفید
  • کهربا
• 6 ea. ، 100 اهم 1/8W 5٪ مقاومت محدود کننده جریان ،
• 2 ea. ، مقاومت 10K 1/8W 5٪ ،
• 1 ea ترانزیستور عکس ، [Everlight PT928-6B-F] (https://www.digikey.com/short/qtrp5m)
• 1 ea IR Emitter ، [Everlight IR928-6C-F] (https://www.digikey.com/short/jzr3b8)
• 1 ea مقاومت 100 اهم 1/8W 5٪ ، [Stackpole CF18JT100R] (https://www.digikey.com/short/q72818)
• 1 ea. ، سیم جهنده 12 اینچی مرد-مرد ، [Adafruit 1955] ، (https://www.digikey.com/short/pzhhrt)
• 1 سال ، Adafruit ItsyBitys 8Mhz 3V ، [Adafruit 3675] ، (https://www.digikey.com/short/pzhhwj)
• 1 سال ، BATT HOLDER AAA 3 CELL 6 "LEADS ،
• 1 سال ، SWITCH SLIDE SPST ، E-Switch EG1218 ،
• 1 سال ، SWITCH TACTILE SPST-NO 0.05A 24V ، TE 1825910-6 ،

• 1 Ea. ، صفحه نمایش 7 بخش I2C:

  • RED Adafruit 878
  • آبی Adafruit 881 ،

قطعات سه بعدی

قطعات سه بعدی عمدتاً در TinkerCad ایجاد شده اند ، به این معنی که می توان آنها را به راحتی با اهداف خود تغییر داد:

• کلاه و بدن:
• آداپتور بشکه:

من همچنین نسخه هایی از STL ها را در Thingiverse قرار داده ام:

ابزارها و متفرقه:

• آهن لحیم کاری
• استریپرهای سیم
• تک تیراندازهای برش خورده
• چسب حرارتی تفنگی
• سیم
• #2 پیچ تشکیل دهنده نخ
• PCV 3/4 اینچ

گام 2:

ما قصد داریم با برد مدار شروع کنیم.

• دو تخته کوچکتر "شکستن" را از وسط جدا کرده و با استفاده از برش های فلاش یا پیچاندن برای دومی کنار بگذارید.
• لبه های ناهموار ، سوهان یا ماسه را کوتاه کنید تا صاف شوند.

مرحله 3:

من سعی نمی کنم لحیم کاری را به شما آموزش دهم. در اینجا چند ویدئوی مورد علاقه من وجود دارد که آن را بسیار بهتر از من نشان می دهد:

• کری آن از Geek Girl Diaries.
• کالین از Adafruit

بطور کلی:

• با استفاده از علامت های صفحه ابریشم ، محل PCB را پیدا کنید.
• لبه های قطعه را خم کنید تا متناسب با چاپ پا باشد.
• سرنخ ها را لحیم کنید
• سرنخ ها را کوتاه کنید

بیایید با مقاومت ها شروع کنیم زیرا آنها بیشترین ، کمترین صندلی و آسان ترین لحیم کاری را دارند. آنها مقاوم تر در برابر حرارت هستند و به شما فرصتی می دهند تا تکنیک خود را تقویت کنید. آنها همچنین قطبی ندارند ، بنابراین می توانید آنها را در هر دو حالت قرار دهید.

• 6 ea. ، مقاومت 100 اهمی که جریان را به LED محدود می کند در نقاط با علامت "*R" و "100" قرار دارد.
• مقاومت 2 ea. ، 10 ، 000 اهم در نقاطی که با "10K" مشخص شده اند قرار می گیرند.

مرحله 4:

بعد ، بیایید جفت emitter / detector را نصب کنیم. اگر می خواهید اطلاعات بیشتری در مورد نحوه عملکرد این دستگاه ها داشته باشید ، به دستورالعمل های قبلی من مراجعه کنید.

• ساطع کننده IR روشن است و در نقطه ای با علامت "EMIT" با عدسی گرد به سمت مرکز حرکت می کند.
• آشکارساز مادون قرمز سیاه است و در نقطه ای با علامت "DETECT" با لنز گرد به سمت ساطع کننده IR حرکت می کند.

مرحله 5:

از آنجایی که 5 LED بیشتر از آنچه میکروکنترلر می تواند جریان دهد جریان بیشتری را جذب می کند ، ما از یک سوئیچ ترانزیستور برای روشن و خاموش کردن آنها استفاده می کنیم. این می تواند یک MOSFET کوچک N یا یک ترانزیستور معمولی NPN باشد زیرا ما با حدود 100 میلی آمپر سروکار داریم.

N-MOSFET در نقطه ای با علامت "Q1" قرار می گیرد و صورت صاف با علائم مشخص شده مطابقت دارد

مرحله 6:

LED ها دارای قطبیت هستند. سرب طولانی مثبت است و روی PCB با "+" مشخص شده است. همچنین یک لبه صاف در طرف آن وجود دارد که هرگز نمی توانم آن را به وضوح ببینم.

• تمام LED ها را در طرف مقابل مقاومتها و MOSFET نصب کنید.
• تخته را بچرخانید و یک سرب ، و فقط یک سربی از هر LED را در جای خود لحیم کنید.

• LED ها را بررسی کنید ، مطمئن شوید که سرب طولانی در سوراخی با علامت "+" قرار دارد و LED با صفحه تطبیق دارد.

  مفصل را در حالی که LED را به آرامی به سمت پایین فشار می دهید ، گرم کنید (عکس 4 را ببینید)

• سر باقی مانده را بچسبانید و تزیین کنید.

مرحله 7:

حلقه led را در درپوش چاپ سه بعدی تست کنید. فقط با یک جهت مناسب است ، با MOSFET به سمت دهانه "t".

مرحله 8:

زمان شروع سیم کشی!

• چهار سیم 6 اینچی بردارید و هر سر آن را نوار و قلع کنید.

• در سربرگ روی PCB لحیم می شود:

  • قرمز برای "+".
  • سیاه برای "-".
  • انتخاب رنگ برای "S" که "strobe" است یا سیگنال روشن کردن LED ها.
  • انتخاب رنگ برای "G" که "دروازه" یا سیگنال از آشکارساز IR است.

مرحله 9:

بیایید صفحه نمایش را آماده کنیم. من "کوله پشتی I2C" آدافروت را دوست دارم زیرا آنها فقط دو سیم سیگنال برای کار (علاوه بر قدرت و زمین) به کار می گیرند. همچنین می توانید آنها را با هم زنجیر کنید.

دستورالعمل های رسمی Adafruit در:

• اطمینان حاصل کنید که جهت نمایش را با صحیح اعشار با علائم PCB مطابقت داده اید.

• همانطور که در مرحله قبل ، سیم و نوار 4 ea. ، 6 اینچ:

  • قرمز برای "+"
  • سیاه برای "-".
  • انتخاب رنگ برای "SDA" و "SCL".

مرحله 10:

دکمه برای ورودی کاربر است. من از آن برای تنظیم مجدد شمارنده مهمات استفاده می کنم ، اما می توان از آن برای روشن یا خاموش کردن LED ها مانند یک چراغ قوه یا آنچه تصور شما به دست می آید استفاده کرد. پروژه شماست

• سوئیچ را در برد شکستن قرار دهید و سیم ها را لحیم کنید.
• دو سیم 6 اینچی را کوتاه ، نوار و قلع کنید. یکی باید برای زمین سیاه باشد ، دیگری رنگ متمایز.
• سیم ها را به تخته شکست بچسبانید. جهت گیری مهم نیست.

مرحله 11:

کلید خاموش برای روشن و خاموش کردن دستگاه استفاده می شود. طراحی کمی گیج کننده است ، اما به مونتاژ کمک می کند. علائم روی صفحه ابریشم نشان می دهد که چگونه سوئیچ تماس بین دو سیم مثبت را می شکند.

• سرپوش های مورد خمیر را برش دهید تا تقریباً 2 اینچ به آن متصل بماند.
• سوئیچ اسلاید را به صفحه شکست بچسبانید.
• نوارهای باقی مانده 4 اینچی را از محل نگهدارنده باتری جدا کرده و به یک طرف تخته شکست (از قرمز به "+" ، مشکی به "-") بچسبانید و قلع کنید.
• سیمها را از محل نگهدارنده باتری به طرف دیگر صفحه شکست (از قرمز به "+" ، سیاه به "-") لحیم کنید.

مرحله 12:

زمان شروع ادغام اجزای مختلف است. ما دکمه را برای قسمت دوم ذخیره می کنیم زیرا فقط می توانیم سه سیم را به راحتی در یک سوراخ قرار دهیم.

• سه سر قرمز را بردارید ، بچسبانید و با هم بچرخانید:

  • حلقه LED
  • نمایشگر 7 قسمتی
  • سوئیچ کشویی

• آنها را از پایین پد "3V" ItsyBitsy وارد کرده و در جای خود لحیم کنید.

  اگر از نوع دیگری از برد استفاده می کنید ، از پین "5V" استفاده کنید

• سه سیم زمین مشکی را از اجزای یکسان بردارید ، بپیچید ، بچرخانید و در پد "G" روبروی پد "3V" قرار دهید.

مرحله 13:

اتصال حلقه LED را با اتصال سیم دروازه و بارق به پین های مناسب به پایان برسانید:

• سیم "G" یا دروازه را به پین ItsyBitsy A0 وصل کنید. این به ما این امکان را می دهد تا برای عیب یابی قرائت های آنالوگ دریافت کنیم.
• سیم "S" یا بارق را به پین 9 وصل کنید که اگر بخواهیم بعداً روشنایی را کنترل کنیم ، به ما اجازه می دهد سیگنال نور را PWM کنیم.

مرحله 14:

اتصال صفحه نمایش 7 قسمتی را با اتصال سیمهای I2C به پایان برسانید:

• پین SCL ("ساعت") را از صفحه نمایش به پین SCL در ItsyBitsy وصل کنید.
• پین SDA ("data") را از صفحه نمایش به پین SDA در ItsyBitsy وصل کنید.

مرحله 15:

زمان اضافه کردن دکمه:

• سیم سیاه را به پین ItsyBitsy "G" در لبه کوتاه پایین تخته وصل کنید. این همان سیگنال زمینی پین دیگر "G" است.
• خط رنگ را به پین ItsyBitsy "7" وصل کنید. این به ما امکان می دهد از یک سیگنال وقفه سخت افزاری برای تنظیم مجدد شمارنده استفاده کنیم.

مرحله 16:

در این مرحله ، وقت آن است که اجزای مختلف خود را آزمایش کنیم.

اگر برای اولین بار است که از Adafruit ItsyBitsy استفاده می کنید ، باید شناسه Arduino خود را برای تشخیص برد پیکربندی کنید.

دستورالعمل ها را در https://learn.adafruit.com/introducting-itsy-bitsy-32u4/arduino-ide-setup دنبال کنید

اگر برای اولین بار است که از صفحه نمایش های Adafruit I2C استفاده می کنید ، مجددا باید IDE Arduino خود را برای استفاده از کتابخانه های Adafruit پیکربندی کنید.

دستورالعمل ها را در https://learn.adafruit.com/adafruit-led-backpack/downloads دنبال کنید

زمان آزمایش آن است:

• ItsyBitsy خود را با استفاده از USB Micro به رایانه خود وصل کنید.
• [ابزارها] -> [تابلو] -> [Adafruit IstyBitsy 32U4 8MHz].
• [ابزارها] -> [بندر] -> هر پورت متصل شده ، معمولاً بیشترین تعداد.
• [پرونده] -> [نمونه ها] -> [کتابخانه کوله پشتی LED Adafruit] -> [heftseg]
• [طرح] -> [بارگذاری]

اگر بارگذاری موفقیت آمیز باشد ، صفحه نمایش باید زنده شود و اعداد افزایشی را نشان دهد. وقت آن رسیده که یک "وای!" از جلال اگر نه ، وقت آن است که کلاه عیب یاب بر سر بگذارید.

اگر بارگذاری ناموفق بود ، دستورالعمل های راه اندازی ItsyBitsy ، تنظیمات IDE و اتصال کابل USB را دوباره بررسی کنید.

اگر صفحه نمایش روشن نشد ، دستورالعمل های کوله پشتی و اتصالات سیم کشی خود را دوباره بررسی کنید.

مرحله 17:

زمان آزمایش زوج ساطع کننده / آشکارساز IR است.

• [فایل] -> [مثالها] -> [آنالوگ] -> [AnalogReadSerial]
• روی برد خود بارگذاری کنید.
• روی نماد "Serial Monitor" در گوشه سمت راست IDE کلیک کنید.

با هر شانس ، شما شاهد جریان مقادیری هستید. این مقادیر آنالوگ 10 بیتی هستند ، بنابراین از 0 تا 1023 متغیر خواهند بود.

• وقتی ترانزیستور عکس در معرض نور قرار می گیرد ، اجازه عبور جریان را می دهد و سیگنال به سمت 0 کاهش می یابد.
• هنگامی که ترانزیستور عکس IR را نمی بیند ، جریان فعلی را متوقف می کند تا سیگنال بالا برود.

اگر تغییرات مورد انتظار را دریافت نمی کنید ، موارد زیر را باید بررسی کنید:

• سیم کشی را از حلقه به میکروکنترلر دوبار بررسی کنید.

• آیا LED IR روشن است؟

  • باید کمی لمس شود.
  • یک دوربین تلفن همراه ارزان ، نور IR را به خوبی نشان می دهد.
  • اگر روشن نیست ، احتمالاً سیم عقب است.

مرحله 18:

زمان آزمایش استروب است. ما فقط از مثال اصلی "چشمک زدن" استفاده می کنیم و شماره پین را تغییر می دهیم:

• [فایل] -> [مثالها] -> [01. اساسی] -> [چشمک زدن]
• بسته به نسخه IDE شما ، شماره پین را برای مطابقت با شماره ای که در مرحله 13 انتخاب کردیم (پین 9) تغییر دهید.
• طرح را بارگذاری کنید و برای نابینایی آماده شوید.

اگر چشمک نمی زنید ، سیم کشی و شماره پین خود را بررسی کنید.

مرحله 19:

تنها چیزی که برای آزمایش باقی مانده است دکمه فشاری است:

• [پرونده] -> [مثالها] -> [01. اساسی] -> [DigitalReadSerial]
• تغییر pushButton = 2؛ به pushButton = 7 ؛
• تغییر pinMode (pushButton ، INPUT) ؛ به pinMode (pushButton ، INPUT_PULLUP) ؛
• بارگذاری.

INPUT_PULLUP یک مقاومت کششی ضعیف را به 3 وصل می کند ، به این معنی که یک DigitalRead () باید "HIGH" یا "1" را برگرداند. وقتی دکمه فشار داده می شود ، باید "LOW" یا "0" را برگرداند.

اگر مقادیر مورد انتظار را دریافت نکردید ، به عقب برگردید و سیم کشی دکمه را بررسی کنید.

مرحله 20:

زمان آن رسیده است که سیستم آزمایش شده خود را در یکپارچه سازی قرار دهیم. با تهیه بشکه PVC شروع کنید:

• قسمتی از PCV 3/4 اینچی به طول 85 میلی متر را برش دهید.
• 6 میلی متر را از انتها علامت زده و سوراخی 1/4 اینچی یا بزرگتر را از هر دو طرف ، تا جایی که امکان دارد ، سوراخ کنید.
• داخل بشکه را با رنگ مشکی تخت اسپری کنید تا نور IR منعکس شده هنگام عبور از دارت جذب شود.
• از یک فایل برای علامت گذاری موقعیت سوراخ های انتهای بشکه استفاده کنید.

مرحله 21:

• باتری را محک بزنید و در صورت نیاز آن را برش دهید.
• قاب را وارد کنید (انتهای سربی به سمت باز شدن کلید برق).
• قاب را با چسب داغ در جای خود بچسبانید (در صورتی که مجبور باشیم آن را جدا کنیم) زیاد نباشد.

مرحله 22:

کلید پاور و دکمه را در سوراخ های قاب سه بعدی قرار دهید و با چسب حرارتی در جای خود بچسبانید

مرحله 23:

ItsyBitsy را در شکاف آن قرار دهید و سیم کشی را ترتیب دهید تا راهی برای بشکه داشته باشیم

مرحله 24:

• حلقه LED را در درپوش قرار داده و با چسب حرارتی در جای خود بچسبانید.
• درپوش را وصل کنید تا پورت USB ItsyBitsy در موقعیت صحیح ظاهر شود.

مرحله 25:

• بشکه را به گونه ای وارد کنید که علائم تراز در انتهای بشکه با علائم کلاهک مطابقت داشته باشد.
• ساطع کننده و آشکارساز IR را بصری و از طریق سوراخ های بشکه قابل مشاهده است. در صورت نیاز سوراخ ها را بزرگ کنید.
• USB را به ItsyBitsy وصل کنید و چک های IR را مجدداً اجرا کنید (طرح AnalogReadSerial).

مرحله 26:

بدست آوردن تراز نهایی کمی مشکل است. شما می خواهید بشکه خود را در موقعیت مناسب لنگر بزنید.

• آداپتور لوله را به بلستر Nerf وصل کنید.
• بدنه بشکه را روی آداپتور بکشید و مطمئن شوید که سه سوراخ پیچ در انتهای بلستر با هم خط دارند.
• تراز بشکه را در سمت خروجی بررسی کنید.
• با استفاده از آداپتور بشکه ، مجموعه را با دقت جدا کنید.
• در حالی که PVC را با انگشت خود در داخل آن نگه داشته اید ، محفظه بشکه را با دقت از روی آداپتور بردارید.
• بشکه را در محل خود با چسب حرارتی بچسبانید.
• جمع آوری مجدد ، بررسی مجدد تغذیه
• درپوش و آداپتور لوله را با استفاده از پیچ وصل کنید. شماره 2 تشکیل پیچ ، یا پیچ یدکی Nerf کار می کند.

مرحله 27:

زمان برای برخی از سیستم عامل درجه سلاح است.

• بارگیری کرده و سپس طرح پیوست شده را در ItsyBitsy بارگذاری کنید.
• بررسی کنید که خط تیره صفحه نمایش چشمک می زند (تا زمانی که اولین شلیک انجام شود).
• انگشت خود را آنقدر در انتهای بشکه قرار دهید که پرتو IR را مسدود کرده و سپس سریع آن را بردارید.
• تأیید کنید که از LED ها یک فلاش نور دریافت می کنید.
• تأیید کنید که یک عدد خوانده می شود که متناظر با "1" (تعداد شلیک) و مقداری فوت کوچک در ثانیه مانند "1.5" است.
• دکمه را در قسمت پایین بشکه فشار دهید و بررسی کنید که به خط چشمک زدن بازگردد (تنظیم مجدد شمارش شات).

اگر هریک از این مراحل شکست خورد ، پس با استفاده از طرح های آزمایشی قبلی ، عملیات را مجدداً بررسی کرده و مجدداً بررسی کنید. سیم کشی را بررسی کنید تا ببینید آیا هنگام مونتاژ چیزی خراب شده است یا خیر.

مرحله 28: بعد چه؟

اکنون می دانید که تفنگ Nerf شما چقدر سریع شلیک می کند ، می توانید جلوه های هر مد را که ایجاد می کنید اندازه گیری کنید. از آنجا که بشکه قابل جابجایی و قابل حمل است ، می توانید به دوستان خود اجازه دهید تا بلاست های خود را تنظیم کنند.

در ادامه این مجموعه ، ما به ارتقاء باتری و سیم کشی LiPo ، استفاده از MOSFET برای کنترل چرخ فلک و کار به سمت سیستم آتش نشانی انتخابی با عملکرد کاملاً قابل تنظیم خواهیم پرداخت.

نفر دوم مسابقات آردوینو 2019