नेरफ के लिए Arduino: क्रोनोग्रफ़ और शॉट काउंटर: 28 कदम (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:21

मेरे पिछले इंस्ट्रक्शनल ने इंफ्रारेड एमिटर और डिटेक्टर का उपयोग करके डार्ट स्पीड का पता लगाने की मूल बातें कवर कीं। पोर्टेबल बारूद काउंटर और क्रोनोग्रफ़ बनाने के लिए एक मुद्रित सर्किट बोर्ड, डिस्प्ले और बैटरी का उपयोग करके यह परियोजना इसे एक कदम आगे ले जाती है। इसके अतिरिक्त, हम थूथन फ्लैश का अनुकरण करने के लिए कुछ एल ई डी जोड़ते हैं। क्योंकि, प्यू प्यू प्यू।..

यह कई चरणों के साथ एक कठिन परियोजना की तरह लग सकता है, लेकिन एक मुद्रित सर्किट बोर्ड और प्रदर्शन और माइक्रोकंट्रोलर के लिए वाणिज्यिक घटकों का उपयोग एक विश्वसनीय परियोजना को इकट्ठा करना बहुत आसान बनाता है। मैं आपकी सफलता सुनिश्चित करने में सहायता के लिए परियोजना के प्रत्येक तत्व के लिए परीक्षण कोड भी प्रदान करूंगा। आप यह कर सकते हैं !

चरण 1: भागों और आपूर्ति

मुद्रित सर्किट बोर्ड, तीन प्रतियों की कीमत आपको मुफ्त शिपिंग के साथ केवल $ 12.40 होगी, इसलिए लागत साझा करने के लिए इसे किसी मित्र के साथ बनाएं:

OSH पार्क:

इलेक्ट्रॉनिक पुर्ज़े

• 1 ईए।, Q1 MOSFET N-CH 20V 530MA TO92-3, माइक्रोचिप TN0702N3-G,

• 5 ईए।, 5 मिमी एल ई डी, आपकी पसंद का रंग

  • सफेद
  • एम्बर
• 6 ईए।, 100 ओम 1/8W 5% वर्तमान सीमित प्रतिरोधक,
• 2 ईए।, 10K 1/8W 5% रोकनेवाला,
• 1 ईए। फोटो ट्रांजिस्टर, [एवरलाइट PT928-6B-F](https://www.digikey.com/short/qtrp5m)
• 1 ईए। IR एमिटर, [एवरलाइट IR928-6C-F](https://www.digikey.com/short/jzr3b8)
• 1 ईए। 100 ओम रेसिस्टर 1/8W 5%, [स्टैकपोल CF18JT100R](https://www.digikey.com/short/q72818)
• 1 ईए., पुरुष-पुरुष 12" जम्पर तार, [एडफ्रूट १९५५], (https://www.digikey.com/short/pzhhrt)
• 1 ईए।, एडफ्रूट इट्सीबाइट्स 8 मेगाहर्ट्ज 3 वी, [एडफ्रूट 3675], (https://www.digikey.com/short/pzhhwj)
• 1 ईए।, बैट होल्डर एएए 3 सेल 6" लीड्स,
• 1 ईए।, स्विच स्लाइड एसपीएसटी, ई-स्विच ईजी 1218,
• 1 ईए।, स्विच टैक्टाइल SPST-NO 0.05A 24V, TE 1825910-6,

• 1 ईए।, 7-सेगमेंट I2C डिस्प्ले:

  • रेड एडफ्रूट 878
  • ब्लू एडफ्रूट 881,

3डी पार्ट्स

3D भागों को मुख्य रूप से TinkerCad में बनाया गया था, जिसका अर्थ है कि उन्हें आपके अपने उद्देश्य के लिए संशोधित करना आसान है:

• कैप और बॉडी:
• बैरल एडेप्टर:

मैंने एसटीएल की प्रतियां थिंगविवर्स पर भी डाली हैं:

उपकरण और विविध:

• सोल्डरिंग आयरन
• वायर स्ट्रिपर्स
• फ्लश कट स्निपर्स
• गर्म गोंद वाली बंदूक
• वायर
• #2 धागा बनाने वाले पेंच
• 3/4" पीसीवी

चरण 2:

हम सर्किट बोर्ड से शुरुआत करने जा रहे हैं।

• दो छोटे "ब्रेकआउट" बोर्डों को बीच से अलग करें और फ्लश-कट का उपयोग करके या घुमाकर बाद के लिए अलग रख दें।
• उन्हें चिकना करने के लिए खुरदुरे किनारों, फ़ाइल या रेत को ट्रिम करें।

चरण 3:

मैं आपको सोल्डरिंग सिखाने की कोशिश नहीं करने जा रहा हूं। यहां मेरे कुछ पसंदीदा वीडियो हैं जो इसे मुझसे कहीं बेहतर दिखाते हैं:

• गीक गर्ल डायरीज़ से कैरी एन।
• एडफ्रूट से कॉलिन

सामान्य रूप में:

• सिल्क स्क्रीन मार्किंग का उपयोग करके पीसीबी पर स्थान खोजें।
• पैर के निशान को फिट करने के लिए कंपोनेंट को मोड़ें।
• लीड मिलाप करें।
• लीड ट्रिम करें

आइए प्रतिरोधों से शुरू करें क्योंकि वे सबसे भरपूर, सबसे कम बैठने वाले और सोल्डर के लिए सबसे आसान हैं। वे अधिक गर्मी प्रतिरोधी हैं और आपको अपनी तकनीक पर ब्रश करने का मौका देंगे। उनके पास कोई ध्रुवता भी नहीं है, इसलिए आप उन्हें किसी भी तरह से रख सकते हैं।

• 6 ईए।, 100-ओम रेसिस्टर्स जो एल ई डी तक करंट को सीमित करते हैं, "* आर" और "100" चिह्नित स्पॉट में जाते हैं।
• 2 ईए।, 10, 000-ओम प्रतिरोधक "10K" चिह्नित स्पॉट में जाते हैं।

चरण 4:

अगला, एमिटर / डिटेक्टर जोड़ी स्थापित करें। यदि आप इस बारे में अधिक जानकारी चाहते हैं कि ये कैसे काम करते हैं, तो मेरे पहले के इंस्ट्रक्शंस को देखें।

• IR एमिटर स्पष्ट है और केंद्र की ओर इशारा करते हुए गोल लेंस के साथ "EMIT" चिह्नित स्थान पर जाता है।
• IR डिटेक्टर काला है और IR एमिटर की ओर इशारा करते हुए गोल लेंस के साथ "DETECT" चिह्नित स्थान पर जाता है।

चरण 5:

चूंकि 5 एल ई डी माइक्रोकंट्रोलर द्वारा सीधे आपूर्ति की तुलना में अधिक करंट खींचेंगे, हम उन्हें चालू और बंद करने के लिए एक ट्रांजिस्टर स्विच का उपयोग करेंगे। यह एक छोटा एन-चैनल एमओएसएफईटी या एक नियमित एनपीएन ट्रांजिस्टर हो सकता है क्योंकि हम लगभग 100 एमए के साथ काम कर रहे हैं।

N-MOSFET "Q1" चिह्नित स्थान पर जाता है, जिसमें सपाट चेहरे चिह्नों से मेल खाते हैं।

चरण 6:

एल ई डी में एक ध्रुवता होती है। लंबी लीड सकारात्मक है और पीसीबी पर "+" के साथ चिह्नित है। किनारे पर एक सपाट किनारा भी है जिसे मैं कभी भी स्पष्ट रूप से नहीं देख सकता।

• प्रतिरोधों और MOSFET के विपरीत सभी एल ई डी स्थापित करें।
• बोर्ड को पलटें और एक सीसा मिलाप करें, और प्रत्येक एलईडी के केवल एक लीड को जगह दें।

• एल ई डी का निरीक्षण करें, लंबे लीड की पुष्टि "+" के रूप में चिह्नित छेद में है, और यह कि एलईडी बोर्ड के साथ फ्लश है।

  एलईडी को बैठने के लिए धीरे से नीचे की ओर धकेलते हुए जोड़ को गर्म करें (फोटो 4 देखें)।

• शेष लीड को मिलाएं और ट्रिम करें।

चरण 7:

टेस्ट एलईडी रिंग को 3डी प्रिंटेड कैप में फिट करें। यह केवल एक तरह से फिट होगा, MOSFET के साथ "टी-आकार" खोलने की ओर।

चरण 8:

वायरिंग शुरू करने का समय!

• चार 6" तार लें और प्रत्येक सिरे पर पट्टी और टिन लें।

• पीसीबी पर हैडर में मिलाप:

  • "+" के लिए लाल।
  • "-" के लिए काला।
  • "एस" के लिए रंग पसंद जो "स्ट्रोब" है, या एल ई डी चालू करने का संकेत है।
  • "जी" के लिए रंग पसंद जो "गेट" है, या आईआर डिटेक्टर से आने वाला सिग्नल।

चरण 9:

चलिए डिस्प्ले तैयार करते हैं। मुझे Adafruit के "I2C बैकपैक्स" पसंद हैं क्योंकि वे काम करने के लिए केवल दो सिग्नल वायर लेते हैं (पावर और ग्राउंड के अलावा)। आप उन्हें एक साथ चेन भी कर सकते हैं।

आधिकारिक एडफ्रूट निर्देश यहां हैं:https://learn.adafruit.com/adafruit-led-backpack/0-dot-56-seven-segment-backpack

• सुनिश्चित करें कि आपको पीसीबी चिह्नों से मेल खाने वाले दशमलव बिंदुओं के साथ डिस्प्ले ओरिएंटेशन सही है।

• जैसा कि पहले चरण में, टिन और पट्टी 4 ईए।, 6 तार:

  • "+" के लिए लाल
  • "-" के लिए काला।
  • "एसडीए" और "एससीएल" के लिए रंग पसंद।

चरण 10:

बटन उपयोगकर्ता इनपुट के लिए है। मैं इसका उपयोग बारूद काउंटर को रीसेट करने के लिए करता हूं, लेकिन इसका उपयोग एलईडी को टॉर्च की तरह चालू और बंद करने के लिए किया जा सकता है, या कभी भी आपकी कल्पना के साथ क्या आता है। यह आपका प्रोजेक्ट है।

• ब्रेकआउट बोर्ड में स्विच डालें और लीड को मिलाप करें।
• ट्रिम, पट्टी, और टिन दो 6 "तार। एक जमीन के लिए काला होना चाहिए, दूसरा एक विशिष्ट रंग होना चाहिए।
• तारों को ब्रेकआउट बोर्ड से मिलाएं। अभिविन्यास कोई फर्क नहीं पड़ता।

चरण 11:

स्लाइड स्विच का उपयोग बिजली को चालू और बंद करने के लिए किया जाता है। डिजाइन थोड़ा भ्रमित करने वाला है, लेकिन असेंबली में मदद करता है। सिल्क स्क्रीन पर निशान दिखाते हैं कि कैसे स्विच दो सकारात्मक लीड के बीच संपर्क को तोड़ रहा है।

• बैटर केस पर लीड्स को काटें ताकि लगभग 2" लगे रहें।
• स्लाइड स्विच को ब्रेकआउट बोर्ड से मिलाएं।
• पट्टी और टिन शेष ~ 4" बैटरी धारक और मिलाप से ब्रेकआउट बोर्ड के एक तरफ ले जाता है (लाल से "+", काला से "-")।
• बैटरी होल्डर से ब्रेकआउट बोर्ड के दूसरी तरफ (लाल से "+", काला से "-") तक लीड मिलाएं।

चरण 12:

विभिन्न घटकों को एकीकृत करना शुरू करने का समय। हम बाद के लिए बटन को सहेजेंगे क्योंकि हम केवल एक छेद के माध्यम से केवल तीन तारों को आसानी से फिट कर सकते हैं।

• तीन लाल लीड लें, पट्टी करें और एक साथ मोड़ें:

  • एलईडी रिंग
  • 7-सेगमेंट डिस्प्ले
  • स्लाइड स्विच

• जगह में इट्सीबिट्सी और सोल्डर के "3वी" पैड के नीचे से उन्हें डालें।

  यदि आप किसी अन्य प्रकार के बोर्ड का उपयोग कर रहे हैं, तो "5V" पिन का उपयोग करें।

• एक ही घटक से तीन ब्लैक ग्राउंड वायर लें, स्ट्रिप, ट्विस्ट करें और "3V" पैड से "G" पैड में डालें।

चरण 13:

गेट और स्ट्रोब तारों को उपयुक्त पिन से जोड़कर एलईडी रिंग को जोड़ना समाप्त करें:

• इट्सीबिट्सी पिन ए0 में "जी" या गेट वायर संलग्न करें। यह हमें समस्या निवारण के लिए एनालॉग रीडिंग प्राप्त करने की अनुमति देगा।
• 9 को पिन करने के लिए "एस" या स्ट्रोब तार संलग्न करें जो हमें बाद में चमक को नियंत्रित करने के लिए प्रकाश सिग्नल को पीडब्लूएम करने की अनुमति देगा।

चरण 14:

I2C तारों को जोड़कर 7-सेगमेंट डिस्प्ले को कनेक्ट करना समाप्त करें:

• डिस्प्ले से SCL ("घड़ी") पिन को ItsyBitsy पर SCL पिन से अटैच करें।
• डिस्प्ले से एसडीए ("डेटा") पिन को ItsyBitsy पर SDA पिन से अटैच करें।

चरण 15:

बटन जोड़ने का समय:

• ब्लैक लेड को बोर्ड के निचले छोटे किनारे पर स्थित ItsyBitsy "G" पिन से जोड़ दें। यह अन्य "G" पिन के समान ही ग्राउंड सिग्नल है।
• रंगीन लीड को इट्सीबिट्सी पिन "7" में संलग्न करें। यह हमें काउंटर को रीसेट करने के लिए हार्डवेयर इंटरप्ट सिग्नल का उपयोग करने की अनुमति देगा।

चरण 16:

इस समय, हमारे विभिन्न घटकों का परीक्षण करने का समय आ गया है।

यदि आप पहली बार Adafruit ItsyBitsy का उपयोग कर रहे हैं, तो आपको बोर्ड को पहचानने के लिए अपने Arduino IDE को कॉन्फ़िगर करना होगा।

https://learn.adafruit.com/introducting-itsy-bitsy-32u4/arduino-ide-setup पर दिए गए निर्देशों का पालन करें

यदि आप पहली बार Adafruit के I2C डिस्प्ले का उपयोग कर रहे हैं, तो आपको Adafruit के पुस्तकालयों का उपयोग करने के लिए अपने Arduino IDE को फिर से कॉन्फ़िगर करना होगा।

https://learn.adafruit.com/adafruit-led-backpack/downloads. पर दिए गए निर्देशों का पालन करें

इसके परीक्षण का समय है:

• USB माइक्रो का उपयोग करके अपने ItsyBitsy को अपने कंप्यूटर से अटैच करें।
• [टूल्स] -> [बोर्ड] -> [एडफ्रूट इस्टीबिट्सी ३२यू४ ८मेगाहर्ट्ज]।
• [टूल्स] -> [पोर्ट] -> जो भी पोर्ट जुड़ा है, आमतौर पर सबसे ज्यादा संख्या।
• [फ़ाइल] -> [उदाहरण] -> [एडफ्रूट एलईडी बैकपैक लाइब्रेरी] -> [सेवेनसेग]
• [स्केच] -> [अपलोड करें]

यदि अपलोड सफल होता है, तो प्रदर्शन में जान आनी चाहिए और बढ़ती संख्या दिखाना शुरू कर देना चाहिए। एक "हूप!" बाहर जाने का समय! महिमा के। यदि नहीं, तो समस्या निवारक टोपी लगाने का समय आ गया है।

यदि अपलोड विफल हो जाता है, तो ItsyBitsy सेटअप निर्देश, IDE सेटिंग्स और USB केबल कनेक्शन को दोबारा जांचें।

यदि डिस्प्ले प्रकाश में विफल रहता है, तो बैकपैक निर्देशों और अपने वायरिंग कनेक्शन की दोबारा जांच करें।

चरण 17:

आईआर एमिटर / डिटेक्टर जोड़ी का परीक्षण करने का समय।

• [फ़ाइल] -> [उदाहरण] -> [एनालॉग] -> [AnalogReadSerial]
• अपने बोर्ड पर अपलोड करें।
• आईडीई के दाएं कोने में "सीरियल मॉनिटर" आइकन पर क्लिक करें।

किसी भी भाग्य के साथ, आप आने वाले मूल्यों की एक धारा देख रहे हैं। ये 10-बिट एनालॉग मान हैं, इसलिए 0 से 1023 तक होंगे।

• जब फोटो ट्रांजिस्टर प्रकाश के संपर्क में आता है, तो यह करंट को पास होने देता है और सिग्नल 0 की ओर गिर जाएगा।
• जब फोटो ट्रांजिस्टर आईआर नहीं देखता है, तो यह सिग्नल को उच्च जाने की इजाजत देकर वर्तमान प्रवाह को रोकता है।

यदि आपको अपेक्षित परिवर्तन नहीं मिल रहे हैं, तो यहां कुछ चीजों की जांच की जा सकती है:

• रिंग से माइक्रोकंट्रोलर तक वायरिंग को दोबारा जांचें।

• क्या IR LED चालू है?

  • यह स्पर्श करने के लिए थोड़ा गर्म होना चाहिए।
  • एक सस्ता सेल फोन कैमरा आईआर लाइट को अच्छी तरह दिखाएगा।
  • यदि यह चालू नहीं है, तो इसके पीछे की ओर तार होने की संभावना है।

चरण 18:

स्ट्रोब का परीक्षण करने का समय। हम केवल मूल "ब्लिंक" उदाहरण का उपयोग करने जा रहे हैं और पिन नंबर बदल सकते हैं:

• [फाइल] -> [उदाहरण] -> [01.बेसिक] -> [ब्लिंक]
• अपने आईडीई संस्करण के आधार पर, चरण 13 (पिन 9) में हमारे द्वारा चुने गए पिन नंबर से मिलान करने के लिए पिन नंबर बदलें।
• स्केच अपलोड करें और अंधे होने की तैयारी करें।

यदि आपको अपेक्षित फ्लैशिंग नहीं मिलती है, तो अपने वायरिंग और पिन नंबरों की जांच करें।

चरण 19:

परीक्षण के लिए जो कुछ बचा है वह है पुश बटन:

• [फाइल] -> [उदाहरण] -> [01.बेसिक] -> [DigitalReadSerial]
• पुशबटन = 2 बदलें; पुशबटन = 7;
• पिनमोड बदलें (पुशबटन, इनपुट); पिनमोड के लिए (पुशबटन, INPUT_PULLUP);
• डालना।

INPUT_PULLUP एक कमजोर पुलअप रोकनेवाला को 3V से जोड़ता है जिसका अर्थ है कि एक digitalRead () को "उच्च" या "1" वापस करना चाहिए। जब बटन दबाया जाता है, तो इसे "LOW" या "0" वापस करना चाहिए।

यदि आपको अपेक्षित मूल्य नहीं मिल रहे हैं, तो वापस जाएं और बटन वायरिंग की जांच करें।

चरण 20:

हमारे परीक्षण किए गए सिस्टम को एकीकरण में डालने का समय। पीवीसी बैरल तैयार करके शुरू करें:

• 3/4 "पीसीवी 85 मिमी लंबा एक खंड काटें।
• अंत से 6 मिमी चिह्नित करें और जितना संभव हो सके केंद्रित के रूप में दोनों पक्षों के माध्यम से 1/4 "या बड़ा छेद ड्रिल करें।
• डार्ट के गुजरने पर परावर्तित IR प्रकाश को अवशोषित करने के लिए बैरल के अंदर सपाट काले रंग का स्प्रे करें।
• बैरल के अंत में छेद की स्थिति को चिह्नित करने के लिए एक फ़ाइल का उपयोग करें।

चरण 21:

• परीक्षण बैटरी केस को फिट करें और यदि आवश्यक हो तो ट्रिम करें।
• केस डालें (पावर स्विच ओपनिंग की ओर लीड एंड)।
• मामले को गर्म गोंद के साथ रखें (यदि हमें इसे बाद में अलग करना पड़े तो बहुत अधिक नहीं)।

चरण 22:

पावर स्विच और बटन को 3D केस होल में डालें और गर्म गोंद के साथ कील करें।

चरण 23:

ItsyBitsy को इसके स्लॉट में स्लाइड करें और वायरिंग की व्यवस्था करें ताकि हमारे पास बैरल के लिए एक रास्ता हो।

चरण 24:

• टोपी में एलईडी रिंग डालें और गर्म गोंद के साथ कील लगाएं।
• टोपी संलग्न करें ताकि इट्सीबिट्सी यूएसबी पोर्ट सही स्थिति में उभर आए।

चरण 25:

• आप बैरल डालें ताकि बैरल के अंत पर संरेखण के निशान कैप के निशान से मेल खा सकें।
• आईआर एमिटर और डिटेक्टर की दृष्टि से जांच करें और बैरल में छेद के माध्यम से दिखाई दें। यदि आवश्यक हो तो छेद बढ़ाएँ।
• USB को ItsyBitsy से संलग्न करें और IR जाँचों को फिर से चलाएँ (AnalogReadSerial स्केच)।

चरण 26:

अंतिम संरेखण प्राप्त करना थोड़ा मुश्किल है। आप अपने बैरल को सही स्थिति में लंगर डालना चाहते हैं।

• बैरल एडॉप्टर को नेरफ ब्लास्टर से अटैच करें।
• एडॉप्टर पर बैरल केस को स्लाइड करें, यह सत्यापित करते हुए कि ब्लास्टर एंड लाइन पर तीन स्क्रू होल ऊपर हैं।
• बाहर निकलने की तरफ बैरल संरेखण को सत्यापित करें।
• बैरल एडॉप्टर का उपयोग करके असेंबली को सावधानीपूर्वक अलग करें।
• पीवीसी को अपनी उंगली से अंदर रखते हुए एडॉप्टर से बैरल केस को सावधानी से स्लाइड करें।
• बैरल को गर्म गोंद के साथ रखें।
• फिर से इकट्ठा करें, एलिमेंट की दोबारा जांच करें
• स्क्रू का उपयोग करके कैप और बैरल एडॉप्टर संलग्न करें। # 2 धागा बनाने, या अतिरिक्त नेरफ स्क्रू काम करेंगे।

चरण 27:

कुछ हथियार ग्रेड फर्मवेयर के लिए समय।

• डाउनलोड करें और फिर संलग्न स्केच को ItsyBitsy पर अपलोड करें।
• सत्यापित करें कि डिस्प्ले फ्लैशिंग डैश है (जब तक पहला शॉट निकाल दिया जाता है)।
• IR बीम को अवरुद्ध करने के लिए अपनी उंगली को बैरल के अंत में इतनी दूर रखें और फिर उसे जल्दी से हटा दें।
• सत्यापित करें कि आपको एल ई डी से प्रकाश की एक फ्लैश मिलती है।
• सत्यापित करें कि आपको एक संख्यात्मक रीडिंग मिलती है जो "1" (शॉट काउंट) से वैकल्पिक होगी और कुछ छोटे फीट प्रति सेकंड मान जैसे "1.5"।
• बैरल के नीचे बटन दबाएं और सत्यापित करें कि यह फ्लैशिंग डैश (रीसेट शॉट गिनती) पर वापस जाता है।

यदि इनमें से कोई भी चरण विफल हो जाता है, तो पिछले परीक्षण स्केच का उपयोग करके ऑपरेशन को वापस और दोबारा जांचें। यह देखने के लिए वायरिंग की जांच करें कि असेंबली के दौरान कुछ गड़बड़ तो नहीं हुई।

चरण 28: आगे क्या?

अब आप जानते हैं कि आपकी Nerf गन कितनी तेजी से शूट कर रही है, आप अपने द्वारा बनाए गए किसी भी मॉड के प्रभावों को माप सकते हैं। चूंकि बैरल हटाने योग्य और पोर्टेबल है, आप अपने दोस्तों को उनके ब्लास्टर्स को क्रोनो करने दे सकते हैं।

इस श्रृंखला में आगे बढ़ते हुए, हम लीपो के लिए बैटरी और वायरिंग को अपग्रेड करने, फ्लाईव्हील को नियंत्रित करने के लिए एमओएसएफईटी का उपयोग करने और पूरी तरह से अनुकूलन योग्य ऑपरेशन के साथ चुनिंदा फायर सिस्टम की ओर काम करने पर ध्यान देंगे।

Arduino प्रतियोगिता 2019 में उपविजेता