Arduino pour Nerf : Chronographe et compteur de tirs : 28 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:07

Mon précédent Instructable couvrait les bases de la détection de la vitesse des fléchettes à l'aide d'un émetteur et d'un détecteur infrarouge. Ce projet va encore plus loin en utilisant une carte de circuit imprimé, un écran et des piles pour fabriquer un compteur de munitions et un chronographe portables. De plus, nous ajoutons des LED pour simuler le flash de bouche. Parce que, pew pew pew…

Cela peut sembler un projet intimidant avec de nombreuses étapes, mais l'utilisation d'une carte de circuit imprimé et de composants commerciaux pour l'affichage et le microcontrôleur facilitent grandement l'assemblage d'un projet fiable. Je fournirai également un code de test pour chaque élément du projet afin d'assurer votre succès. Tu peux le faire !

Étape 1: Pièces et fournitures

Circuit imprimé, trois exemplaires ne vous coûteront que 12,40 $ avec la livraison gratuite, alors faites-le avec un ami pour partager le coût:

Parc SST:

Parties éléctroniques

• 1 unité, Q1 MOSFET N-CH 20V 530MA TO92-3, micropuce TN0702N3-G,

• 5 unités, LED 5 mm, couleur au choix

  • Blanc
  • Ambre
• 6 unités, 100 ohms 1/8W 5% résistances de limitation de courant,
• 2 unités, résistance 10K 1/8W 5%,
• 1 ch. Transistor photo, [Everlight PT928-6B-F](https://www.digikey.com/short/qtrp5m)
• 1 ch. Émetteur IR, [Everlight IR928-6C-F](https://www.digikey.com/short/jzr3b8)
• 1 ch. Résistance 100 ohms 1/8W 5%, [Stackpole CF18JT100R](https://www.digikey.com/short/q72818)
• 1 ch., câbles de raccordement mâle-mâle de 12 ", [Adafruit 1955], (https://www.digikey.com/short/pzhhrt)
• 1 pièce, Adafruit ItsyBitys 8Mhz 3V, [Adafruit 3675], (https://www.digikey.com/short/pzhhwj)
• 1 unité, PORTE-BATTE AAA 3 CELLULES 6 ",
• 1 pièce, SWITCH SLIDE SPST, E-Switch EG1218,
• 1 pièce, COMMUTATEUR TACTILE SPST-NO 0,05A 24V, TE 1825910-6,

• 1 unité, écran I2C à 7 segments:

  • ROUGE Adafruit 878
  • Bleu Adafruit 881,

Pièces 3D

Les pièces 3D ont été créées principalement dans TinkerCad, ce qui signifie qu'elles sont faciles à modifier à votre guise:

• Casquette et corps:
• Adaptateur de baril:

J'ai également mis des copies des STL sur Thingiverse:

Outils et Divers:

• Fer à souder
• Pince à dénuder
• Cisailles à coupe affleurante
• Pistolet à colle chaude
• Câble
• Vis autotaraudeuses #2
• 3/4" PCV

Étape 2:

Nous allons commencer par le circuit imprimé.

• Séparez les deux plus petites planches « breakout » du milieu et réservez-les pour ces dernières en utilisant des coupes à ras ou en les tordant.
• Coupez les bords rugueux, limez ou poncez pour les lisser.

Étape 3:

Je ne vais pas essayer de t'apprendre à souder. Voici quelques-unes de mes vidéos préférées qui le montrent bien mieux que moi:

• Carrie Ann de Geek Girl Diaries.
• Colin d'Adafruit

En général:

• Trouvez l'emplacement sur le PCB à l'aide des marquages sérigraphiés.
• Pliez les fils du composant pour s'adapter à l'empreinte du pied.
• Soudez les fils.
• Couper les fils

Commençons par les résistances car elles sont les plus nombreuses, les plus basses et les plus faciles à souder. Ils sont plus résistants à la chaleur et vous permettront de perfectionner votre technique. Ils n'ont pas non plus de polarité, vous pouvez donc les mettre dans les deux sens.

• 6 ea., des résistances de 100 ohms qui limitent le courant vers les LED vont dans les points marqués "*R" et "100".
• 2 ea., des résistances de 10 000 ohms vont dans les endroits marqués "10K".

Étape 4:

Ensuite, installons le couple émetteur/détecteur. Si vous souhaitez plus d'informations sur leur fonctionnement, reportez-vous à mes précédents Instructables.

• L'émetteur IR est clair et va à l'endroit marqué "EMIT" avec la lentille arrondie pointant vers le centre.
• Le détecteur IR est noir et va à l'endroit marqué "DETECT" avec la lentille arrondie pointant vers l'émetteur IR.

Étape 5:

Étant donné que les 5 LED consommeront plus de courant que ce qui peut être fourni directement par le microcontrôleur, nous utiliserons un interrupteur à transistor pour les allumer et les éteindre. Cela peut être un petit MOSFET à canal N ou un transistor NPN ordinaire puisque nous avons affaire à environ 100 mA.

Le N-MOSFET va à l'endroit marqué "Q1" avec la face plate correspondant aux marques

Étape 6:

Les LED ont une polarité. Le fil long est positif et marqué d'un "+" sur le PCB. Il y a aussi un bord plat sur le côté que je ne peux jamais voir clairement.

• Installez toutes les LED du côté opposé aux résistances et au MOSFET.
• Retournez la carte et soudez un fil, et un seul fil de chaque LED en place.

• Inspectez les LED, en vérifiant que le long fil est dans le trou marqué "+", et que la LED est alignée avec la carte.

  Réchauffez le joint tout en appuyant doucement sur la LED pour l'asseoir (voir photo 4)

• Soudez les fils restants et coupez.

Étape 7:

Testez l'ajustement de l'anneau LED dans le capuchon imprimé en 3D. Il ne s'adaptera que dans un sens, avec le MOSFET vers l'ouverture "en forme de T".

Étape 8:

Il est temps de commencer le câblage !

• Prenez quatre fils de 6" et dénudez et étamez chaque extrémité.

• Souder dans l'en-tête sur le PCB:

  • Rouge pour "+".
  • Noir pour "-".
  • Choix de couleur pour "S" qui est "strobe", ou le signal pour allumer les LED.
  • Choix de la couleur pour "G" qui est "gate", ou le signal provenant du détecteur IR.

Étape 9:

Préparons l'affichage. J'aime les "sacs à dos I2C" d'Adafruit car ils ne prennent que deux fils de signaux pour fonctionner (en plus de l'alimentation et de la terre). Vous pouvez également les enchaîner.

Les instructions officielles d'Adafruit sont à l'adresse:

• Assurez-vous que l'orientation de l'affichage est correcte avec les points décimaux correspondant aux marquages du PCB.

• Comme à l'étape précédente, étamez et dénudez 4 fils de 6 :

  • Rouge pour "+"
  • Noir pour "-".
  • Choix de couleur pour "SDA" et "SCL".

Étape 10:

Le bouton sert à la saisie de l'utilisateur. Je l'utilise pour réinitialiser le compteur de munitions, mais il pourrait être utilisé pour allumer et éteindre les LED comme une lampe de poche, ou tout ce que votre imagination propose. C'est votre projet.

• Insérez l'interrupteur dans la carte de dérivation et soudez les fils.
• Coupez, dénudez et étamez deux fils de 6". L'un doit être noir pour la masse, l'autre de couleur distinctive.
• Soudez les fils à la carte de dérivation. L'orientation n'a pas d'importance.

Étape 11:

L'interrupteur à glissière est utilisé pour allumer et éteindre l'appareil. La conception est un peu déroutante, mais aide à l'assemblage. Les marques sur l'écran en soie montrent comment l'interrupteur rompt le contact entre les deux fils positifs.

• Coupez les fils sur le boîtier de la batterie de manière à ce qu'environ 2" restent attachés.
• Soudez l'interrupteur à glissière à la carte de dérivation.
• Dénudez et étamez les fils de ~4" restants du support de batterie et soudez sur un côté de la carte de dérivation (rouge à "+", noir à "-").
• Soudez les fils du support de batterie à l'autre côté de la carte de dérivation (rouge à "+", noir à "-").

Étape 12:

Il est temps de commencer à intégrer les différents composants. Nous garderons le bouton pour ce dernier car nous ne pouvons facilement faire passer que trois fils dans un seul trou.

• Prenez les trois fils rouges, dénudez et torsadez ensemble:

  • Anneau LED
  • Affichage 7 segments
  • Interrupteur à glissière

• Insérez-les par le bas du plot "3V" de l'ItsyBitsy et soudez en place.

  Si vous utilisez un autre type de carte, utilisez la broche "5V"

• Prenez les trois fils de terre noirs des mêmes composants, dénudez, torsadez et insérez dans le pad "G" en face du pad "3V".

Étape 13:

Terminez la connexion de l'anneau LED en attachant les fils de la porte et du stroboscope aux broches appropriées:

• Attachez le fil "G" ou porte à la broche ItsyBitsy A0. Cela nous permettra d'obtenir des lectures analogiques pour le dépannage.
• Attachez le fil "S" ou stroboscopique à la broche 9 qui nous permettra de PWM le signal lumineux si nous voulons contrôler la luminosité plus tard.

Étape 14:

Terminez la connexion de l'affichage à 7 segments en attachant les fils I2C:

• Attachez la broche SCL ("horloge") de l'écran à la broche SCL sur ItsyBitsy.
• Attachez la broche SDA ("données") de l'écran à la broche SDA sur ItsyBitsy.

Étape 15:

Il est temps d'ajouter le bouton:

• Attachez le fil noir à la broche ItsyBitsy "G" sur le bord court inférieur de la carte. C'est le même signal de masse que l'autre broche "G".
• Attachez le fil de couleur à la broche ItsyBitsy "7". Cela nous permettra d'utiliser un signal d'interruption matérielle pour réinitialiser le compteur.

Étape 16:

À ce stade, il est temps de tester nos différents composants.

Si c'est la première fois que vous utilisez l'Adafruit ItsyBitsy, vous devrez configurer votre IDE Arduino pour reconnaître la carte.

Suivez les instructions sur

Si c'est la première fois que vous utilisez les écrans I2C d'Adafruit, vous devrez à nouveau configurer votre IDE Arduino pour utiliser les bibliothèques d'Adafruit.

Suivez les instructions sur

Il est temps de le tester:

• Connectez votre ItsyBitsy à votre ordinateur à l'aide d'un micro USB.
• [Outils] -> [Carte] -> [Adafruit IstyBitsy 32U4 8MHz].
• [Outils] -> [Port] -> quel que soit le port connecté, généralement le nombre le plus élevé.
• [Fichier] -> [Exemples] -> [Adafruit LED Backpack Library] -> [sevenseg]
• [Esquisse] -> [Télécharger]

Si le téléchargement réussit, l'affichage devrait s'animer et commencer à afficher des nombres incrémentiels. Il est temps de laisser échapper un "whoop!" de gloire. Sinon, il est temps de mettre le chapeau de dépanneur.

Si le téléchargement a échoué, vérifiez les instructions de configuration ItsyBitsy, les paramètres IDE et la connexion par câble USB.

Si l'écran ne s'allume pas, vérifiez les instructions du sac à dos et vos connexions de câblage.

Étape 17:

Il est temps de tester le couple émetteur/détecteur IR.

• [Fichier] -> [Exemples] -> [Analogique] -> [AnalogReadSerial]
• Téléchargez sur votre tableau.
• Cliquez sur l'icône "Serial Monitor" dans le coin droit de l'IDE.

Avec un peu de chance, vous voyez un flux de valeurs arriver. Ce sont des valeurs analogiques de 10 bits, elles vont donc de 0 à 1023.

• Lorsque le phototransistor est exposé à la lumière, il laisse passer le courant et le signal chutera vers 0.
• Lorsque le phototransistor ne voit pas l'IR, il arrête le flux de courant permettant au signal de monter.

Si vous n'obtenez pas les changements attendus, voici quelques points à vérifier:

• Vérifiez le câblage de l'anneau au microcontrôleur.

• La LED IR est-elle allumée ?

  • Il doit être légèrement chaud au toucher.
  • Une caméra de téléphone portable bon marché affichera bien la lumière IR.
  • S'il n'est pas allumé, il est probablement câblé à l'envers.

Étape 18:

Il est temps de tester le stroboscope. Nous allons simplement utiliser l'exemple de base "Blink" et changer le numéro de broche:

• [Fichier] -> [Exemples] -> [01. Basic] -> [Clignote]
• En fonction de votre version IDE, modifiez le numéro de broche pour qu'il corresponde à celui que nous avons sélectionné à l'étape 13 (broche 9).
• Téléchargez le croquis et préparez-vous à être aveuglé.

Si vous n'obtenez pas le clignotement attendu, vérifiez votre câblage et vos numéros de broche.

Étape 19:

Il ne reste plus qu'à tester le bouton poussoir:

• [Fichier] -> [Exemples] -> [01. Basic] -> [DigitalReadSerial]
• Changer le bouton-poussoir = 2; au bouton-poussoir = 7;
• Changer pinMode(pushButton, INPUT); à pinMode(pushButton, INPUT_PULLUP);
• Télécharger.

L'INPUT_PULLUP attache une faible résistance de pullup à 3V, ce qui signifie qu'un digitalRead() devrait renvoyer "HIGH" ou "1". Lorsque le bouton est enfoncé, il devrait retourner "LOW" ou "0".

Si vous n'obtenez pas les valeurs attendues, revenez en arrière et vérifiez le câblage du bouton.

Étape 20:

Il est temps de mettre notre système testé dans une intégration. Commencez par préparer le fût en PVC:

• Coupez une section de 3/4" PCV de 85 mm de long.
• Marquez 6 mm de l'extrémité et percez un trou de 1/4" ou plus des deux côtés, aussi centré que possible.
• Vaporisez l'intérieur du canon noir mat pour absorber la lumière IR réfléchie lorsque la fléchette passe.
• Utilisez une lime pour marquer la position des trous à l'extrémité du canon.

Étape 21:

• Testez l'ajustement du boîtier de la batterie et coupez-le si nécessaire.
• Insérez le boîtier (l'extrémité du fil vers l'ouverture de l'interrupteur d'alimentation).
• Collez le boîtier en place avec de la colle chaude (pas trop au cas où nous devions le démonter par la suite).

Étape 22:

Insérez l'interrupteur d'alimentation et le bouton dans les trous du boîtier 3D et fixez-les avec de la colle chaude

Étape 23:

Faites glisser le ItsyBitsy dans son emplacement et disposez le câblage de manière à ce que nous ayons un chemin pour le canon

Étape 24:

• Insérez l'anneau LED dans le capuchon et fixez-le avec de la colle chaude.
• Fixez le capuchon pour que le port USB ItsyBitsy ressorte dans la bonne position.

Étape 25:

• Insérez votre canon de sorte que les repères d'alignement sur l'extrémité du canon correspondent aux repères du capuchon.
• Vérifiez visuellement l'émetteur et le détecteur IR et visible à travers les trous dans le canon. Agrandissez les trous si besoin.
• Connectez l'USB à ItsyBitsy et réexécutez les vérifications IR (esquisse AnalogReadSerial).

Étape 26:

Obtenir l'alignement final est un peu délicat. Vous voulez ancrer votre canon dans la bonne position.

• Fixez l'adaptateur de canon à un blaster Nerf.
• Faites glisser le boîtier du canon sur l'adaptateur, en vérifiant que les trois trous de vis à l'extrémité du blaster s'alignent.
• Vérifiez l'alignement du canon du côté de la sortie.
• Détachez soigneusement l'ensemble à l'aide de l'adaptateur de canon.
• Faites glisser délicatement le boîtier du canon hors de l'adaptateur tout en maintenant le PVC en place avec votre doigt à l'intérieur.
• Fixez le canon en place avec de la colle chaude.
• Remonter, revérifier l'aliment
• Fixez le capuchon et l'adaptateur de canon à l'aide de vis. Le filetage no 2 ou les vis Nerf de rechange fonctionneront.

Étape 27:

Il est temps pour certains firmware de qualité d'armes.

• Téléchargez, puis téléchargez le croquis ci-joint sur ItsyBitsy.
• Vérifiez que l'affichage fait clignoter des tirets (jusqu'à ce que le premier coup de feu soit tiré).
• Placez votre doigt dans l'extrémité du canon suffisamment loin pour bloquer le faisceau infrarouge, puis retirez-le rapidement.
• Vérifiez que vous obtenez un flash de lumière des LED.
• Vérifiez que vous obtenez une lecture numérique qui alternera entre « 1 » (nombre de coups) et quelques petits pieds par seconde comme « 1,5 ».
• Appuyez sur le bouton au bas du canon et vérifiez qu'il revient aux tirets clignotants (réinitialisez le nombre de coups).

Si l'une de ces étapes échoue, revenez en arrière et revérifiez l'opération à l'aide des esquisses de test précédentes. Examinez le câblage pour voir si quelque chose a été bousculé pendant l'assemblage.

Étape 28: Et ensuite ?

Maintenant que vous savez à quelle vitesse votre pistolet Nerf tire, vous pouvez mesurer les effets de tous les mods que vous créez. Étant donné que le canon est amovible et portable, vous pouvez laisser vos amis chronométrer leurs blasters.

À l'avenir dans cette série, nous examinerons la mise à niveau de la batterie et du câblage pour LiPo, en utilisant un MOSFET pour contrôler les volants d'inertie et en travaillant vers un système d'incendie sélectionné avec un fonctionnement entièrement personnalisable.

Finaliste du concours Arduino 2019