Nerfov kronograf in stopnja ognjene cevi: 7 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:03

Uvod

Kot popravljavec je vedno zelo zadovoljen, če vidite numerične rezultate svojega popravljanja. Mnogi od nas smo že spremenili pištole Nerf in kdo ne mara premetavanja kosov pene po hiši s hitrostjo več kot 100 sličic na sekundo?

Po tem, ko sem v svojem življenju spremenil številne pištole Nerf, od takrat, ko sem bil star približno 10 let z očetom, do zdaj, ko sva jaz in moji sostanovalci še naprej premetavali peno po stanovanju drug proti drugemu, sem vedno želel natančno vedeti, kako hitro pikado leti, in koliko pikadov na sekundo streljajo moji sostanovalci Rapid-Strike. Za Nerf in Airsoft so na voljo komercialni kronografi, vendar so visoko natančni dragi in zabavno je, da jih izdelamo sami. Če ga želite kupiti, je Nerf izdal sod, skoraj enak tistemu iz tega projekta (z nekaj boljšim industrijskim dizajnom), in ga najdete tukaj:

Nerf modul Ghost-Ops Chrono sod

Različica Nerf deluje tudi na baterije in prikazuje števec strelov. Instructable tukaj vključuje tudi zaslon in gumb za ponastavitev, vendar se za izračun hitrosti opira na dolžino pikado in se zdi, da ne uporablja prekinitev. Glavni poudarek tega projekta bo na serijski komunikaciji (na primer preprostega primera, kakršnega ni bilo najlažje najti na spletu) in uporabi prekinitev za natančen čas. Iz istih razlogov ga je mogoče zaradi enostavnejšega ohišja in boljšega sistema pritrditve za pištole airsoft enostavno pretvoriti v airsoft kronograf. Brez uporabe prekinitev je lahko koda počasnejša in manj učinkovita, prav tako je veliko težje časovno natančno določiti mikrosekunde, saj milisekunde ne bodo ustvarile natančnih vrednosti za hitrost pikado.

Ne bom se preveč osredotočal na zasnovo ohišja, čeprav so datoteke STL na voljo v GitHubu, saj lahko vsakdo kupi samo različico Nerf, ki je vsekakor boljša za dejansko igranje iger, vendar lahko prihodnja različica tega ublaži rezultate.

Osnovna načela (učni rezultati):

• Ima obliko standardnega sodčka Nerf
• Uporaba fototranzistorjev kot časovnih vrat za pikado.
• Prikazuje uporabo prekinitev Adruino za merjenje časa
• Uporaba obdelave z Arduinom za serijsko komunikacijo

Obseg projekta:

Načrtujem, da bom v tem projektu preučil predvsem posebnosti z nekaj kratkimi pregledi in priporočam, da za podrobnejše informacije preberete reference za Arduino in Processsing. To vas ne bo naučilo spajkati, ampak bolj, kako integrirati Arduino in obdelavo ter uporabljati prekinitve. Večji del tega učenja se bo zgodil z branjem dejanske komentirane kode, zato se prepričajte, da ste prebrali vso kodo, preden jo na slepo naložite in poskušate delovati.

Prednosti podobnih projektov:

• Uporaba prekinitev za natančno merjenje visoke hitrosti
• Obsežen razdelek za odpravljanje napak za fototranzistorje
• Hitrost požara (ROF) Izračun izhodnih krogov na sekundo (RPS)
• Celozaslonski računalniški vmesnik - med bitko ni uporaben, vendar je odličen, če želite drugim pokazati rezultate v toku ali Youtube s snemalnikom zaslona.
• Možnost prilagajanja za Airsoft ali Paintball s spremembo samo ohišja
• Ni potrebe po tiskanih vezjih po meri (v prihodnji posodobitvi bi bilo lepo, vendar lahko to stori vsak za relativno nizke stroške
• Skupni stroški manj kot 10 USD, ko so deli razdeljeni in če je na voljo 3D tiskalnik - enakovredno komercialnim stroškom, z dodatkom ROF

1. korak: potrebni deli in orodja

Če imate 3D tiskalnik, bo to odličen projekt za vas, saj bom zagotovil datoteke za ohišje. Posodobite ohišje. Nisem imel pri roki nobenih LCD -jev, vendar bo druga različica, upam, imela LCD -zaslon z uporabo WEMOS D1 ali podobne plošče, ki podpira WiFi/BT, in baterijo. To bo omogočilo beleženje podatkov v mobilnih napravah in povratne informacije v realnem času - na primer, koliko pikadov je ostalo v pištoli. Priporočljivo je nekaj spajkanja, če se ne počutite prijetno, priporočam, da sledite navodilom za spajkanje in za vsak slučaj verjetno kupite dodatne elektronske komponente.

Potrebna orodja:

1. Spajkalnik
2. Puhalo za vroč zrak/ toplotna pištola/ vžigalnik (če uporabljate toplotno skrčljivo)
3. Odstranjevalci žice
4. Mini -B USB kabel (ali kateri koli kabel je potreben za vaš mikro krmilnik)
5. Pištola za vroče lepilo ali podobno (s pisalom za 3D tiskanje sem pritrdil vse komponente na ohišje s 3D tiskanjem)

Potrebni materiali:

1. 22AWG Enožična žica ex: Komplet polnovrednih žic 22AWG
2. Arduino Nano (ali podobno, uporabil sem klon) npr.: 3 x Arduino Nano (klon)
3. Komplet uporov (2 x 220 ohm, 2 x 220 k ohm) Morda boste lahko uspešno uporabili spustne upore manjše vrednosti, na primer 47 k, slučajno sem ugotovil, da potrebujem to vrednost, da deluje. V priročniku za odpravljanje težav je opisano, kako ugotoviti, ali je spustni upor pravilna vrednost za vaš poseben fototranzistor in LED sklop. Zaradi tega priporočam, da dobite komplet: ex: Resistor Set
4. 2 x IR LED ex: IR LED in komplet fototranzistorjev
5. 2 x PhotoTransistor
6. 1 x 3D tiskano ohišje - V IR neprozorni nitki (Hatchbox Silver Worked in je bila edina barva, ki sem jo preizkusil)
7. Celotne projektne datoteke so na voljo tukaj na GitHubu in v priloženi datoteki Zip. STL -ji so na voljo tudi na Thingiverse tukaj.

2. korak: Testiranje ploščic

Ko elektronika prispe, spajka vodi do fototranzistorjev in IR svetilk ~ 20-30 cm za odpravljanje napak, priporočam, da jih toplotno skrčimo. Nisem imel pravilne velikosti termoskrčitve in sem moral za ta prototip uporabiti električni trak. To vam bo omogočilo, da jih uporabite za testiranje v ohišju. Če ste natisnili ohišje in imate LED in foto tranzistorje v pravilnih položajih, lahko začnete s preskušanjem.

Prepričajte se, da imate nameščeni Arduino in Processing.

Datoteka zip na začetku vsebuje vso kodo in datoteke STL za tiskanje ohišja.

Najprej uporabite Arduino za odpravljanje napak, obdelavo pa uporabite le za končno testiranje (vse lahko vidite v serijskem monitorju iz Arduina).

Lahko poskusite preprosto sprožiti pikado Nerf skozi kronograf z Chronogrpah_Updated.ino, nameščenim na Arduinu. Če to deluje, ste pripravljeni. Če to ne deluje, boste verjetno morali prilagoditi vrednosti upora. O tem se govori v naslednjem koraku.

Nekaj o tem, kako koda deluje:

1. Prekinitev zaustavi kodo, kadar pikado gre skozi vrata in določi čas v mikrosekundah
2. S tem se izračuna hitrost in čas shrani
3. Čas med streli se izračuna in pretvori v naboje na sekundo

4. Čas med vrati se izračuna in pretvori v stope na sekundo glede na razdaljo do vrat.

   Uporaba dveh vrat omogoča boljše rezultate z enakim časovnim razporedom (koliko senzorja mora biti pokrito) in zmanjšuje histerezo

5. Hitrost in hitrost streljanja se pošljeta prek zaporedja, ločenega z vejico, na serijski monitor v arduinu ali na skico za obdelavo, ki omogoča lep uporabniški vmesnik (osredotočite se na obdelavo, ko vse ostalo deluje!).

3. korak: Testiranje in odpravljanje napak

Če z začetnim testom niste uspeli, moramo ugotoviti, kaj je šlo narobe.

Odprite primer Arduina AnalogReadSerial, ki ga najdete v Datoteka-> Primeri-> 0,1 Osnove-> AnalogReadSerial

Želimo zagotoviti, da fototranzistorji delujejo tako, kot pričakujemo. Želimo, da berejo VISOKO, ko jih puščica ne blokira, in NISKO, ko pikado ne. To je zato, ker koda uporablja prekinitve za beleženje časa, ko puščica prečka senzor, in vrsta prekinitve, ki se uporablja, je FALLING, kar pomeni, da se bo sprožila pri prehodu od VISOKEGA do NIZKEGA. Za zagotovitev, da je pin visok, lahko z uporabo analognih zatičev določimo vrednost teh zatičev.

Naložite primer Arduino AnalogReadSerial in skočite z digitalnega zatiča D2 ali D3 na A0.

D2 mora biti prvi senzor, D3 pa drugi senzor. Izberite 1 za branje in začnite tam. Sledite spodnjim navodilom, da na podlagi odčitkov določite pravilno rešitev:

Vrednost je 0 ali zelo nizka:

Vrednost bi morala biti na začetku okrog 1000, če bere zelo nizko vrednost ali nič, potem zagotovite, da so vaše LED -diode pravilno ožičene in niso izgorele, pa tudi dobro poravnane. Med preskušanjem sem izgorela LED diode, ko sem uporabila 100 ohmski upor namesto 220 ohmov. Za določitev pravilne vrednosti upora se je najbolje obrniti na podatkovni list za LED, vendar bo večina LED verjetno delovala z uporom 220 ohmov.

LED diode delujejo in vrednost je še vedno 0 ali zelo nizka:

Težava je verjetno v premajhnem uporu izvlečnega upora. Če imate težave z 220k uporom, ga lahko povečate višje od tega, vendar lahko pride do hrupa. Prepričajte se, da vaš foto tranzistor ni pregorel.

Vrednost je srednji razpon:

To bo povzročilo veliko težav, večinoma lažnih sprožilcev ali pa nikoli ne bo povzročilo visoke vrednosti. Zagotoviti moramo, da je prejet HIGH, da bi to naredili, potrebujemo vrednost ~ 600, vendar si želimo, da bo 900+ varno. Če ste preblizu tega praga, lahko pride do lažnih sprožilcev, zato se želimo izogniti napačnim pozitivnim rezultatom. Za prilagoditev te vrednosti želimo povečati upor (220K). To sem že nekajkrat naredil v svoji zasnovi in verjetno vam tega ne bo treba storiti, saj je to zelo velika vrednost za spustni upor.

Vrednost je zelo hrupna (veliko skakanje brez zunanjih dražljajev):

Prepričajte se, da je ožičenje pravilno z izvlečnim uporom. Če je to pravilno, boste morda morali povečati vrednost upora.

Vrednost ostane pri 1000+, tudi če blokirate senzor:

Prepričajte se, da je vaš spustni upor pravilno ožičen, do tega bo verjetno prišlo, če ne pride do spuščanja. Če je to še vedno problem, poskusite zmanjšati vrednost upornega upora.

Vrednost je visoka in se pri blokiranju svetlobe zniža na nič:

To bi moralo zadostovati za delovanje senzorja, vendar morda ne bomo dovolj hitri odziv, ko puščica prečka pot. V vezju je nekaj kapacitivnosti in z uporom 220K lahko traja nekaj časa, da napetost pade pod zahtevani prag. V tem primeru zmanjšajte ta upor na 100K in poglejte, kako testi delujejo.

Zagotovite, da so morebitne spremembe upora upočasnjene med obema senzorjema

Zagotavljanje enakih vezij za oba senzorja ohranja enako zakasnitev med upori, kar bo omogočilo najboljšo natančnost pri meritvah.

Če imate dodatne težave, spodaj napišite komentar in potrudil se bom, da vam pomagam.

4. korak: Sestavljanje strojne opreme

Spajkajte komponente na majhno tiskano vezje, kot je prikazano tukaj:

Kabli LED in fototranzistorjev se morajo prerezati na dolžino, približno _.

Spojite Arduino na ploščo in uporite žice od tal do dostopnih zatičev. Poleg tega zagotovite, da lahko 4 pozitivne žice enostavno pritrdite skupaj. Če imate s tem težave, lahko kos žice odlepite in ga na koncu spajkate po vseh vodih.

Senzorje sem priključil na nasprotno stran ohišja, vendar jih lahko priključite, dokler stranice ostanejo skladne. Žice sem prerezal, da sem jih podaljšal, žice pa sem nazadnje spajkal na vsako od diod. Nekoliko sem posodobil usmerjanje žic, da bi zagotovil več prostora in manj skrbi, da bi imeli nekaj žic pod tiskano vezje, druge pa nad njo za lažjo uporabo. STL -ji so na začetku projekta v celotni zip datoteki projekta.

5. korak: Končna montaža

Če se vaše luknje na tiskanem vezju ne ujemajo z luknjami na ohišju glavnega kronografa, lahko elektroniko v ohišju verjetno pritrdite s trakom ali vročim lepilom. Ugotovil sem, da je po žici in USB-ju ni treba zavarovati so bili na mestu, vendar se lahko vaši rezultati razlikujejo. Zasnovan je tako, da omogoča stiskanje 1,75 mm filamenta v luknje za vijake za toplotno zajemanje, vendar je lahko tudi tiskano vezje privit ali lepljen. Najpomembnejši del pri tem je zagotoviti, da so vrata USB dostopna.

Pokrijte elektroniko s pokrovom elektronike. Posodobljene datoteke bi se morale bolje prilegati mojim in upajmo, da se bodo pritrdile na svoje mesto, vendar sem za varjenje pokrovov uporabil pero za 3D tiskanje. Zdaj ste pripravljeni na streljanje!

Prihodnja posodobitev lahko uporablja notranje usmerjanje za žice, vendar pokrovi v tem primeru nekoliko popustijo estetiki Nerf.

6. korak: Kronograf v akciji

Odpiranje datoteke za obdelavo: Chronograph_Intitial_Release bo omogočil resnično lep uporabniški vmesnik za kronograf, ki prikazuje tako FPS kot RPS (okrogle na sekundo). Če imate težave pri povezovanju, če ste zaprli serijski monitor Arduino, boste morda morali spremeniti tudi serijska vrata v kodi, vendar je to komentirano in bi moralo biti preprosto. Če želite ponastaviti največje vrednosti, preprosto pritisnite preslednico v računalniku.

Nekaj o tem, kako koda deluje (fotografijo uporabniškega vmesnika si lahko ogledate zgoraj):

1. Prejema vložke od Arduina
2. Primerja to s preteklim vnosom, da najde največjo vrednost
3. Za celoten zaslon prikaže trenutne in največje vrednosti za enostavno vizualno povratno informacijo
4. Ponastavi največjo vrednost, ko pritisnete presledek

7. korak: Prihodnji načrti

Prihodnja posodobitev za to bo vključevala naslednje izboljšave. Če imate dodatne funkcije, ki bi jih želeli, mi to sporočite in jih bom poskušal implementirati.

1. Vključuje LCD zaslon
2. Vključujejo baterije
3. Nerf kompatibilne pritrdilne točke
4. Posodobljeno ohišje
5. Železne znamenitosti