Nerf -kronografi ja palonopeus: 7 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:00

Johdanto

Väärennäisenä on aina erittäin tyydyttävää nähdä tinkimisen numeeriset tulokset. Monet meistä ovat modifioineet Nerf -aseita aikaisemmin ja kuka ei rakasta vaahtopalojen heittämistä talon yli yli 100 kuvaa sekunnissa?

Muutettuani monia Nerf -aseita koko elämäni ajan, alkaen siitä, kun olin ~ 10 -vuotias isäni kanssa, tähän asti, kun minä ja kämppäkaverit jatkamme vaahdon heittämistä asunnon yli toisiaan vastaan, olen aina halunnut tietää tarkasti, kuinka nopeasti tikat lentävät, ja kuinka monta tikkaa sekunnissa kämppikseni Rapid-Strike ampuu. Nerfille ja Airsoftille on saatavana kaupallisia ajanottoja, mutta erittäin tarkat ovat kalliita, ja on hauskaa rakentaa sellainen itse. Jos haluat ostaa sellaisen, Nerf julkaisi tynnyrin, joka on lähes identtinen tässä projektissa esitetyn kanssa (jossa on parempi teollinen muotoilu), ja se löytyy täältä:

Nerf Modulus Ghost-Ops Chrono Barrel

Nerf -versio on myös paristokäyttöinen, ja siinä näkyy laskuri tikanheittoa varten. Instructable sisältää myös näytön ja nollauspainikkeen, mutta luottaa nopeuden laskemiseen tikan pituuteen eikä näytä käyttävän keskeytyksiä. Tämän projektin pääpaino on sarjaviestinnässä (yksinkertaisena esimerkkinä, kuten tämä ei ollut helpoin löytää verkosta), ja keskeytysten käyttöön tarkan ajoituksen aikaansaamiseksi. Tämä voidaan todennäköisesti helposti muuttaa airsoft -kronografiksi samoista syistä tiukemman kotelon ja paremman asennusjärjestelmän avulla airsoft -aseille. Ilman keskeytyksiä koodi voi olla hitaampi ja vähemmän tehokas, ja myös mikrosekuntien tarkan ajan määrittäminen on paljon vaikeampaa, koska millisekunnit eivät tuota tarkkoja arvoja tikan nopeudelle.

En keskity liikaa kotelon suunnitteluun, vaikka STL -tiedostoja on saatavana GitHubissa, koska kuka tahansa voi vain ostaa Nerf -version, joka on ehdottomasti parempi varsinaiseen peliin, mutta tuleva versio tästä voi lieventää tuloksia.

Perusperiaatteet (oppimistulokset):

• On normaalin Nerf -tynnyrin muotoinen
• Valotransistorien käyttö tikan ajoitusportteina.
• Näyttää Adruino -keskeytysten käytön ajoituksessa
• Käsittelyn käyttö Arduinon kanssa sarjaviestintään

Projektin laajuus:

Aion tarkastella lähinnä tämän projektin yksityiskohtia lyhyillä katsauksilla ja suosittelen lukemaan Arduino- ja Processinging -viitteet tarkempia tietoja varten. Tämä ei opeta juottamista, vaan enemmän Arduinon ja prosessoinnin integrointia ja keskeytysten käyttöä. Suuri osa tästä oppimisesta tapahtuu lukemalla varsinainen kommentoitu koodi, joten varmista, että luet koko koodin läpi ennen sokeaa lataamista ja yrittämistä saada se toimimaan.

Edut vastaaviin projekteihin verrattuna:

• Keskeytysten käyttö suuren nopeuden tarkkaan mittaamiseen
• Laaja virheenkorjausosa valotransistoreille
• Palonopeuden (ROF) laskentamenetelmät, kierrosta sekunnissa (RPS)
• Koko näytön tietokoneen käyttöliittymä - ei hyödyllinen taistelun aikana, mutta hyvä, jos haluat näyttää muille tuloksia streamissa tai Youtubessa näytön tallentimen avulla.
• Mahdollista mukauttaa Airsoftiin tai Paintballiin muuttamalla vain koteloa
• Ei tarvitse mukautettuja piirilevyjä (Olisi mukavaa tulevassa päivityksessä, mutta kuka tahansa voi tehdä tämän suhteellisen edullisesti
• Kokonaiskustannukset alle 10 dollaria, kun osat on irrotettu ja jos 3D -tulostin on saatavilla - sama kuin kaupalliset kustannukset, ROF -lisäys

Vaihe 1: Tarvittavat osat ja työkalut

Jos sinulla on 3D -tulostin, tämä on loistava projekti sinulle, koska toimitan kotelon tiedostot. Voit vapaasti päivittää kotelon. Minulla ei ollut käsillä LCD -näyttöjä, mutta toisessa versiossa on toivottavasti LCD -näyttö ja siinä käytetään WEMOS D1- tai vastaavaa WiFi/BT -yhteensopivaa levyä ja akkua. Tämä mahdollistaa tietojen kirjaamisen mobiililaitteilla ja reaaliaikaisen palautteen - esimerkiksi kuinka monta tikkaa on jäljellä aseessa. Jotkut juotoskokemukset ovat suositeltavia, jos et tunne olosi mukavaksi, suosittelen noudattamaan juotettavien ohjeiden ohjeita ja todennäköisesti ostamaan ylimääräisiä elektronisia komponentteja joka tapauksessa.

Tarvittavat työkalut:

1. Juotin
2. Kuumailmapuhallin/ lämpöpistooli/ sytytin (jos käytetään kutistemuotoa)
3. Langanpoistimet
4. Mini -B USB -kaapeli (tai mikä tahansa kaapeli tarvitaan mikro -ohjaimellesi)
5. Kuuma liimapistooli tai vastaava (kiinnitin kaikki komponentit 3D -tulostettuun koteloon 3D -tulostuskynällä)

Tarvittavat materiaalit:

1. 22AWG Solid-wire-johdin, esim. Solid Core Wire -johtosarja 22AWG
2. Arduino Nano (tai vastaava, käytin kloonia), esim. 3 x Arduino Nano (klooni)
3. Vastussarja (2 x 220 ohmia, 2 x 220 k ohmia) Saatat pystyä käyttämään menestyksekkäästi pienempiä alasvetovastauksia, kuten 47 k, sattumalta huomasin, että tarvitsin tämän arvon toimiakseen. Vianetsintäoppaassa kuvataan, miten määritetään, onko alasvetovastus oikea arvo tietylle valotransistorille ja LED -sarjalle. Tämän vuoksi suosittelen hankkimaan sarjan: esim. Vastussarja
4. 2 x IR -LED, esim. IR -LED ja valotransistorisarja
5. 2 x valotransistori
6. 1 x 3D -painettu kotelo - IR -läpinäkymättömässä filamentissa (Hatchbox Silver toimi ja oli ainoa testattu väri)
7. Kaikki projektitiedostot ovat saatavilla täällä GitHubissa sekä liitteenä olevassa zip -tiedostossa. STL: t ovat saatavilla myös Thingiversessä täällä.

Vaihe 2: Leipälevyn testaus

Kun elektroniikka on saapunut, juotos johtaa valotransistoreihin ja IR-ledeihin ~ 20-30 cm virheenkorjausta varten, suosittelen näiden kutistamista. Minulla ei ollut oikean kokoista lämpökutistusta ja minun täytyi käyttää sähköteippiä tähän prototyyppiin. Näin voit käyttää niitä testaamiseen kotelossa. Jos olet tulostanut kotelon ja LEDit ja valotransistorit ovat oikeassa asennossa, voit aloittaa testauksen.

Varmista, että Arduino ja Processing on asennettu.

Alussa olevassa zip -tiedostossa on kaikki koodi sekä STL -tiedostot kotelon tulostamista varten.

Käytä Arduinoa virheenkorjaukseen aluksi ja käytä käsittelyä vain lopulliseen testaukseen (näet kaiken Arduinon sarjamonitorista).

Voit yrittää yksinkertaisesti laukaista Nerf -tikan kronografin kautta ja Chronogrpah_Updated.ino on asennettu Arduinolle. Jos tämä toimii, olet valmis. Jos tämä ei toimi, joudut todennäköisesti säätämään vastuksen arvoja. Tästä keskustellaan seuraavassa vaiheessa.

Hieman koodin toiminnasta:

1. Keskeytys pysäyttää koodin aina, kun tikka menee portin läpi ja määrittää ajan mikrosekunneissa
2. Nopeus lasketaan tällä ja aika tallennetaan
3. Laukausten välinen aika lasketaan ja muunnetaan kierroksiksi sekunnissa

4. Porttien välinen aika lasketaan ja muunnetaan jalkoiksi sekunnissa portin etäisyyden perusteella.

   Kahden portin käyttö mahdollistaa paremman tuloksen samalla ajoituksella (kuinka suuri osa anturista on peitettävä) ja vähentää hystereesiä

5. Tulinopeus ja -nopeus lähetetään sarjamuotoisesti pilkuilla erotettuna joko arduinon sarjamonitoriin tai käsittelyluonnokseen, joka mahdollistaa mukavan käyttöliittymän (keskity käsittelyyn, kun kaikki muu toimii!).

Vaihe 3: Testaus ja virheenkorjaus

Jos et onnistunut ensimmäisessä testissä, meidän on selvitettävä, mikä meni pieleen.

Avaa Arduinon esimerkki AnalogReadSerial, joka löytyy kohdasta File-> Examples-> 0.1 Basics-> AnalogReadSerial

Haluamme varmistaa, että valotransistorit toimivat odotetulla tavalla. Haluamme heidän lukevan KORKEA, kun tikka ei estä heitä, ja MATALA, kun tikka ei ole. Tämä johtuu siitä, että koodi käyttää keskeytyksiä tallentaakseen ajan, jolloin tikka kulkee anturin ohi, ja käytettävä keskeytystyyppi on FALLING, mikä tarkoittaa, että se laukeaa, kun siirrytään korkeasta matalaan. Varmistaaksemme, että nasta on KORKEA, voimme käyttää analogisten nastojen avulla näiden nastojen arvon määrittämistä.

Lataa Arduino -esimerkki AnalogReadSerial ja siirry digitaalisesta nastasta D2 tai D3 kohtaan A0.

D2: n tulisi olla ensimmäinen anturi ja D3: n tulisi olla toinen anturi. Valitse 1 lukeaksesi ja aloita sieltä. Noudata alla olevia ohjeita oikean ratkaisun määrittämiseksi lukemien perusteella:

Arvo on 0 tai erittäin alhainen:

Arvon pitäisi olla aluksi noin 1000, jos se lukee hyvin pienen arvon tai nollan, varmista, että LED -valot on kytketty oikein ja että ne eivät pala, samoin kuin kohdakkain. Poltin LEDit testissä käytettäessä 100 ohmin vastusta 220 ohmin sijasta. On parasta katsoa LEDien tekniset tiedot oikean vastuksen arvon määrittämiseksi, mutta useimmat LEDit toimivat todennäköisesti 220 ohmin vastuksen kanssa.

LEDit toimivat ja arvo on edelleen 0 tai erittäin alhainen:

Ongelma on todennäköisesti siinä, että alasvetovastus on liian alhainen. Jos sinulla on ongelma 220k: n vastuksen kanssa, voit ehkä nostaa sitä korkeammalle kuin tämä, mutta saatat saada melua. Varmista, että valotransistorisi ei ole palanut.

Arvo on keskialue:

Tämä aiheuttaa paljon ongelmia, lähinnä vääriä laukaisimia tai ei koskaan aiheuta korkeita. Meidän on varmistettava, että HIGH vastaanotetaan, jotta voimme tehdä tämän, tarvitsemme arvon ~ 600, mutta pyrimme siihen, että 900+ olisi turvallinen. Liian lähellä tätä kynnystä voi aiheuttaa vääriä laukaisimia, joten haluamme välttää vääriä positiivisia. Tämän arvon säätämiseksi haluamme lisätä ulosvedettävää vastusta (220K). Tein tämän jo muutaman kerran suunnittelussani ja sinun ei todennäköisesti tarvitse tehdä tätä, koska tämä on erittäin suuri arvo alasvetovastukselle.

Arvo on erittäin meluisa (hyppääminen paljon ilman ulkoisia ärsykkeitä):

Varmista, että johdotus on oikein vedettävällä vastuksella. Jos tämä on oikein, sinun on ehkä lisättävä vastuksen arvoa.

Arvo on jumissa 1000+, vaikka anturi estetään:

Varmista, että vetovastus on kytketty oikein, tämä tapahtuu todennäköisesti, jos alasvetoa ei tapahdu. Jos tämä on edelleen ongelma, yritä pienentää alasvetovastusarvoa.

Arvo on korkea ja menee nollaan, kun valo estetään:

Tämän pitäisi riittää anturin toimimiseen, mutta emme välttämättä ole riittävän nopeita vastauksia, kun tikka ylittää polun. Piirissä on jonkin verran kapasitanssia, ja 220K -vastuksen kanssa voi kestää jonkin aikaa, ennen kuin jännite putoaa vaaditun kynnyksen alle. Jos näin on, pienennä tämä vastus 100K ja katso kuinka testit toimivat.

VARMISTA, ETTÄ MIKÄN MUUT MUUTOKSET OVAT JOHDOLLISIA KUMMAN ANTURIN VÄLILLÄ

Saman piirin varmistaminen molemmille antureille säilyttää saman latenssin vastuksien välillä, mikä mahdollistaa parhaan mittaustarkkuuden.

Jos sinulla on muita ongelmia, pudota kommentti alle, niin autan sinua parhaani mukaan.

Vaihe 4: Laitteiston kokoaminen

Juotos komponentit pieneen piirilevyyn, kuten tässä näkyy:

LED -valojen ja valotransistorien johtimien tulisi leikata noin _.

Juotos Arduino levylle ja johda vastukset maasta helposti saataviin nastoihin. Varmista lisäksi, että 4 positiivista johtoa voidaan helposti liittää yhteen. Jos sinulla on ongelmia tämän kanssa, voit irrottaa osan langasta ja juottaa sen kaikkien johtimien poikki.

Johdotin anturit kotelon vastakkaiselle puolelle, mutta voit johdottaa joko niin kauan kuin pidät sivut yhtenäisinä. Leikkasin johdot pitemmiksi ja juotin johdot jokaiseen diodiin viimeiseksi. Päivitin langan reititystä hieman, jotta saat enemmän tilaa ja vähemmän huolta siitä, että jotkut johdot ovat piirilevyn alla ja toiset sen päällä helpon käytön vuoksi. STL: t ovat koko projektin zip -tiedostossa projektin alussa.

Vaihe 5: Lopullinen kokoonpano

Jos piirilevyn reiät eivät vastaa kronografin päärungon reikiä, voit todennäköisesti kiinnittää kotelon elektroniikan teipillä tai kuumaliimalla. Huomasin, että sitä ei tarvinnut kiinnittää johdon ja USB: n jälkeen olivat käytössä, mutta tulokset voivat vaihdella. Se on suunniteltu mahdollistamaan 1,75 mm: n filamentin puristamisen ruuvinreikiin lämpöpinoamista varten, mutta piirilevy voidaan myös ruuvata sisään tai liimata. Tärkeintä tässä on varmistaa, että USB -porttiin pääsee käsiksi.

Peitä elektroniikka elektroniikan kannella. Päivitettyjen tiedostojen pitäisi istua paremmin kuin minun ja toivottavasti painaa paikalleen, mutta käytin 3D -tulostuskynää hitsaamaan kannet paikoilleen. Olet nyt valmis ampumaan tikkaa!

Tuleva päivitys voi käyttää johtojen sisäistä reititystä, mutta tässä tapauksessa kannet ovat hieman Nerf -esteettisiä.

Vaihe 6: Kronografi toiminnassa

Käsitiedoston avaaminen: Chronograph_Intitial_Release mahdollistaa todella mukavan käyttöliittymän kronografille, joka näyttää sekä FPS että RPS (Rounds per Second). Jos sinulla on ongelmia yhdistämisessä, varmista, että suljet Arduino -sarjamonitorin, saatat joutua myös vaihtamaan koodin sarjaportin, mutta tämä on kommentoitu ja sen pitäisi olla yksinkertaista. Voit nollata maksimiarvot painamalla tietokoneen välilyöntiä.

Hieman koodin toiminnasta (Kuva käyttöliittymästä näkyy yllä):

1. Vastaanottaa panoksen Arduinolta
2. Vertaa tätä aiempaan syötteeseen löytääksesi enimmäisarvon
3. Näyttää nykyiset ja enimmäisarvot koko näytössä helpon visuaalisen palautteen saamiseksi
4. Palauttaa maksimiarvon, kun tilaa painetaan

Vaihe 7: Tulevat suunnitelmat

Tähän tuleva päivitys sisältää seuraavat parannukset. Jos sinulla on lisäominaisuuksia, jotka haluat, kerro siitä minulle, niin yritän ottaa ne käyttöön.

1. Sisältää LCD -näytön
2. Sisältää paristot
3. Nerf -yhteensopivat kiinnityspisteet
4. Päivitetty kotelo
5. Iron Nähtävyydet