Real Laser Arm Cannon From Metroid !: 9 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:34

Από Hyper_IonYoutube! Ακολουθήστε Περισσότερα από τον συγγραφέα:

Σχετικά με: Engineer/Maker/Hobbiest Περισσότερα για το Hyper_Ion »

Δεν υπάρχουν πολλοί χαρακτήρες βιντεοπαιχνιδιών τόσο φοβεροί όσο ο Samus. Σύμπαν κυνηγός εξοικονόμησης κεφαλαίων με ένα από τα πιο ωραία όπλα σε όλο το sciFi. Όταν είδα ότι η Instructables διοργανώνει έναν διαγωνισμό που βασίζεται σε Βιντεοπαιχνίδια, αμέσως κατάλαβα ότι ήταν το όπλο της που ήθελα να κάνω πραγματικότητα.

Και αυτό είναι το αποτέλεσμα! Αυτό το κανόνι λέιζερ είναι αρκετά ισχυρό για να καταστρέψει εύκολα ένα μπαλόνι αμέσως, να αναφλέξει εύφλεκτα υλικά σε επαφή και ακόμη και να κόψει λεπτό πλαστικό! Για να μην αναφέρουμε ότι είναι εύκολα ορατό στον αέρα (από μια κάμερα, μην το κοιτάτε). Έχει ακόμη και εφέ φωτός και ήχου!

Απολαμβάνω!

ν

Βήμα 1: ΠΡΟΕΙΔΟΠΟΙΗΣΗ

Τα λέιζερ αυτής της ισχύος είναι απίστευτα επικίνδυνα. Χωρίς επαρκή προστασία, αυτό το λέιζερ θα σας τυφλώσει με μια αντανάκλαση. Τούτου λεχθέντος, συσκευές όπως αυτή μπορούν να είναι ασφαλείς, πολύ ασφαλέστερες από πολλούς κόφτες λέιζερ ανοιχτού πλαισίου, εάν ληφθούν τα κατάλληλα βήματα.

ΠΡΩΤΟ: Φοράτε πάντα προστατευτικά ματιών κατασκευασμένα για αυτό το λέιζερ. Αυτό δεν μπορεί να υπερεκτιμηθεί αρκετά. Τα καλά γυαλιά ασφαλείας σημαίνουν τη διαφορά μεταξύ ενός λέιζερ που πρέπει να προσέχεις και ενός λέιζερ που δεν θα μπορούσες να μου πληρώσεις για να είμαι στο ίδιο δωμάτιο.

ΔΕΥΤΕΡΟ: Έχετε ΠΟΛΛΑ επιπλέον γυαλιά λέιζερ τριγύρω. Θα θέλετε να το δείξετε. ΠΟΤΕ επίδειξη χωρίς όλοι γύρω σας να έχουν γυαλιά λέιζερ. Υπάρχουν αρκετά φθηνά μαζικά πακέτα εκεί έξω.

ΤΡΙΤΟ: Έχετε τον πλήρη έλεγχο του χώρου που κάνετε επίδειξη. Αυτό σημαίνει ότι κανείς δεν μπαίνει χωρίς την άδειά σας. Χωρίς ανοιγόμενες πόρτες και χωρίς ακάλυπτα παράθυρα.

ΤΕΤΑΡΤΟ: Έχω ενσωματώσει μια θύρα χωρίς δυνατότητα σύνδεσης για το λέιζερ. Κάθε φορά που το λέιζερ δεν πρόκειται να χρησιμοποιηθεί, αποσυνδέστε το. Αυτή είναι μια τελευταία ασφάλεια, οπότε κανένας που δεν πρέπει να το χρησιμοποιήσει δεν βλάπτει τον εαυτό του ή τους άλλους.

Ουσιαστικά, αντιμετωπίστε το λέιζερ όπως είναι. Κατανοήστε τον κίνδυνο και αποφύγετε τον. Εάν ακολουθήσετε αυτά τα βήματα, το λέιζερ μπορεί να φτάσει στο σημείο όπου είναι "χρήσιμο" και "αρκετά ασφαλές". Αλλά ποτέ μην το αντιμετωπίζετε σαν αστείο. Τέλος, αυτό προορίζεται ως επίδειξη. Εάν επαναλάβετε αυτό το έργο, μάθετε μόνοι σας τους κινδύνους. Δεν είμαι υπεύθυνος εάν βλάψετε τον εαυτό σας.

Βήμα 2: Συστατικά:

Για αυτό το έργο θα χρειαστείτε τα ακόλουθα: Στοιχεία:

• Σπιτικό δαχτυλίδι NeoPixel (δείτε το σεμινάριο μου εδώ)
• 1 μέτρο NeoPixel Strip
• Δίοδος λέιζερ 2,5 Watt
• Arduino Nano
• 11.1V Lipo
• TIP31A NPN Transistor
• 2N2222 Τρανζίστορ NPN
• IRF9540n P-Channel MOSFET
• Αντιστάσεις 3x 1k
• Αντίσταση 48 ohm
• Αντίσταση 500 ohm
• Μπλε LED
• 2x θηλυκές συνδέσεις JST
• 5x 3 συνδετήρες καλωδίων (PWM Extenders)
• Διάτρητο Breadboard
• Ρυθμιστής 5v
• 3 Διακόπτης εναλλαγής θέσης
• Ηχείο 8 Ohm
• Πολλά ανταλλακτικά τρισδιάστατης εκτύπωσης

Εργαλεία:

• 3D εκτυπωτής (ή υπηρεσία εκτύπωσης όπως αυτή)
• Συγκολλητικό σίδερο
• Γυαλιά ασφαλείας Laser !!

Βήμα 3: Τρισδιάστατη εκτύπωση και σχεδιασμός

Το πιο δύσκολο μέρος αυτού του έργου ήταν σίγουρα η τρισδιάστατη μοντελοποίηση και ο σχεδιασμός. Ο τρόπος που σχεδίασα αυτό το κανόνι ξεκίνησε με μερικές εικόνες αναφοράς που βρήκα στο διαδίκτυο. Προσέγγισα την κλίμακα συγκρίνοντας το μέγεθος του αντιβραχίου μου με αυτό του Samus, στη συνέχεια χρησιμοποίησα κυρίως το εργαλείο "Curve" κατά μήκος τυπικού μοντέλου, κάνοντας δεξιότητες για να σχεδιάσω το βασικό σχήμα. Χώρισα το χέρι σε 9 κύρια κομμάτια για να διευκολύνω την εκτύπωση.

Στη συνέχεια πέρασα από τη διαδικασία προσθήκης των προσαρμοσμένων λεπτομερειών. Αυτό περιλαμβάνει μια βάση στήριξης που συγκρατεί το λέιζερ, την μπαταρία, το ηχείο, την πλακέτα κυκλώματος και τον διακόπτη εναλλαγής. Έκοψα επίσης κανάλια κατά μήκος των πλευρών για να προσθέσω επιπλέον λωρίδες NeoPixel και μια επίπεδη πλάκα για να τοποθετήσω τον προσαρμοσμένο δακτύλιο NeoPixel.

Προκειμένου να ασφαλίσω τα κομμάτια, πήγα με τη μέθοδο μου: τρισδιάστατα εκτυπωμένα νήματα. Αυτό επιτρέπει μια ισχυρή, ομόκεντρη μέθοδο στερέωσης δύο τρισδιάστατων τυπωμένων τεμαχίων χωρίς να χρειάζεται να μπλέξετε με επιπλέον υλικό ή κόλλα.

Όλα τα κομμάτια εκτυπώθηκαν στον εκτυπωτή μου QIDI Tech One σε ανάλυση 0,3mm στη μέγιστη ταχύτητα. Αφαίρεσα την υποστήριξη από τα νήματα, ωστόσο αυτό δεν είναι συνήθως απαραίτητο, εκτός αν επιχειρήσατε υψηλότερη ανάλυση. Έχω διαπιστώσει ότι σε υψηλότερες αναλύσεις η υποστήριξη μπορεί μερικές φορές να κολλήσει τα νήματα και να τα κάνει πολύ σφιχτά. Έχω συμπεριλάβει τα προφίλ εκτύπωσής μου στη σύνδεση μονάδας δίσκου για όποιον είναι περίεργο.

Πιστεύω πολύ στην κοινή χρήση επεξεργάσιμων εκδόσεων αρχείων, οπότε έχω παράσχει τόσο τα αρχεία STL όσο και τα επεξεργάσιμα αρχεία Solidworks τόσο εδώ όσο και στη σελίδα του thingiverse.

Βήμα 4: Ηλεκτρονικά

Το κύκλωμα που σχεδίασα για αυτό το έργο έχει τέσσερις κύριες ενότητες:

Ισχύς MOSFET:

Στην κορυφή του κυκλώματος υπάρχει ένα irf9540n P-Channel MOSFET συνδεδεμένο μεταξύ ενός ρυθμιστή 5 βολτ και της ισχύος από την μπαταρία. Ο λόγος που το χρησιμοποιώ είναι επειδή ο διακόπτης που θα προτιμούσα να χρησιμοποιήσω έχει τρεις καταστάσεις. Από τη μία πλευρά και τη μέση κλειδώνει στη θέση της, ενώ στη μακρινή πλευρά λειτουργεί ως στιγμιαίος διακόπτης. Κλείνω να χρησιμοποιήσω τη στιγμιαία πλευρά του διακόπτη για να λειτουργήσει ως ψηφιακή είσοδος στο arduino για να "φορτίσει το λέιζερ", για να τροφοδοτηθεί η μέση (αλλά να μην κάνει τίποτα) και για να "απενεργοποιηθεί" η ακροδεξιά Το Ο καλύτερος τρόπος που θα μπορούσα να σκεφτώ για να γίνει αυτό θα ήταν να συνδέσω την τροφοδοσία με το κεντρικό καλώδιο του διακόπτη και να τρέξω τον ακροδεξιό αγωγό στη βάση ενός POS-MOSFET. Με αυτόν τον τρόπο, όταν ο διακόπτης είναι συνδεδεμένος, η τροφοδοσία είναι δεξιά, η ισχύς εφαρμόζεται στη βάση του MOSFET και το κύκλωμα απενεργοποιείται. Όταν ο διακόπτης είναι προς τα αριστερά, η τάση περνάει από ένα διαχωριστή τάσης και στη συνέχεια σε μια ακίδα Arduino όπου μπορεί να διαβαστεί το σήμα. Όταν ο διακόπτης βρίσκεται στη μέση, δεν εφαρμόζεται τάση και η αντίσταση έλξης προς τα κάτω στο P-Channel MOSFET κλείνει το P-Channel MOSFET και επιτρέπει την τροφοδοσία του Arduino.

Πρόγραμμα οδήγησης λέιζερ:

Η δίοδος λέιζερ 2,5 watt οδηγείται από ένα τρανζίστορ TIP31A NPN. Έπρεπε να κόψω τη ψύκτρα του τρανζίστορ όταν διαπίστωσα ότι η απόσταση ήταν λίγο πολύ σφιχτή. Αν και δεν θα το συνιστούσα, θα έπρεπε να είναι εντάξει. Το τρανζίστορ κινείται από μια αντίσταση 1k ohm συνδεδεμένη μεταξύ του πείρου 7 και της πύλης του τρανζίστορ. Έχω επίσης ένα μπλε LED και μια αντίσταση παράλληλα με τη δίοδο λέιζερ για να λειτουργήσει ως ένδειξη για το αν το λέιζερ προοριζόταν να πυροδοτήσει, ακόμη και αν το λέιζερ δεν είναι συνδεδεμένο. Αυτή είναι μια πολύ ασφαλέστερη μέθοδος προβλημάτων.

Πρόγραμμα οδήγησης ήχου:

Για να ενεργοποιηθούν τα βασικά ηχητικά εφέ, ένα μικρό τρανζίστορ 2n2222 και μια συνοδευτική αντίσταση 48 ohm χρησιμοποιούνται ως βασικό πρόγραμμα οδήγησης ήχου. Ένα ηχείο 8 ωμ συνδέεται μεταξύ 5v και αυτού του τρανζίστορ, το οποίο είναι συνδεδεμένο στη γείωση. Το Arduino ταλαντώνει τον ακροδέκτη 11 ενεργοποιείται και απενεργοποιείται γρήγορα, προκαλώντας ταλαντώσεις μπρος -πίσω και παραγωγή ήχου.

NeoPixels:

Για τους λίγους που δεν έχουν συνεργαστεί ξανά μαζί τους, το NeoPixels είναι μια λωρίδα LED για RGB που απευθύνονται ξεχωριστά. Ουσιαστικά εφαρμόζετε ισχύ, γείωση και του δίνετε ένα σήμα δεδομένων και μπορείτε να ελέγξετε μια τεράστια γραμμή από αυτά. Υπάρχουν 8 τμήματα σε όλο το κανόνι που έχουν κατασκευαστεί για να φιλοξενήσουν NeoPixel Strips και ένα για προσαρμοσμένο δαχτυλίδι NeoPixel. Απλώς συνδέστε τα σε μια μακριά αλυσίδα και συνδέστε το ένα άκρο με τον πείρο 9 στο Arduino.

Βήμα 5: Συναρμολόγηση Μέρος Πρώτο: Ο Πυρήνας

Αφού τελειώσουν τα ηλεκτρονικά, το επόμενο βήμα είναι η μηχανική συναρμολόγηση. Ξεκινάμε με τη συναρμολόγηση του στοιχείου που αποκάλεσα "Core" βασισμένο στο 3D εκτυπωμένο "Core Frame". Αυτό είναι ολόκληρο το λειτουργικό μέρος του πυροβόλου, πλην των ταινιών NeoPixel. Το κανόνι θα λειτουργήσει μόνο με αυτό το εξάρτημα συναρμολογημένο, όλα τα άλλα είναι απλά ασκητικά.

1. Ξεκινήστε ασφαλίζοντας τον διακόπτη εναλλαγής στην καθορισμένη οπή του χρησιμοποιώντας το περικόχλιο που περιλαμβάνεται. Έχετε τη μη στιγμιαία πλευρά στραμμένη προς τα έξω.
2. Στη συνέχεια ασφαλίστε τη μονάδα λέιζερ 2,5 watt χρησιμοποιώντας δύο βίδες μήκους M4 7,5 mm. Έπρεπε να χρησιμοποιήσω δύο ροδέλες για τη δική μου καθώς οι βίδες μου ήταν πολύ μακριές, ωστόσο αυτό δεν θα πρέπει να είναι πρόβλημα για εσάς εάν έχετε το σωστό μέγεθος.
3. Αφού το λέιζερ ασφαλίσει, βιδώστε την πλακέτα ηλεκτρονικών χρησιμοποιώντας τις δύο βίδες αυτοκόλλησης Μ2. Αυτά πρέπει να δαγκώσουν στο πλαστικό για να κρατήσουν τη σανίδα στη θέση της.
4. Χρησιμοποιώντας σούπερ κόλλα και σπρέι insta-set συνδέστε την μπαταρία και το ηχείο στα πλαϊνά του Core Frame. Εναλλακτικά μπορείτε να χρησιμοποιήσετε velcro ή ζεστή κόλλα.
5. Συνδέστε την μπαταρία, το διακόπτη, το λέιζερ και το ηχείο στις καθορισμένες θύρες τους.

Σε αυτό το σημείο ο πυρήνας θα πρέπει να είναι έτοιμος για δοκιμή! Ρίξτε ένα ζευγάρι γυαλιά ασφαλείας και πυροδοτήστε το! Youσως χρειαστεί να προσαρμόσετε την εστίαση του λέιζερ για να έχετε τα καλύτερα αποτελέσματα.

Βήμα 6: Συναρμολόγηση Μέρος Δεύτερο: Φώτα

Itsρθε η ώρα να προσθέσουμε τα φώτα! Αν κοιτάξετε τα μοντέλα που έφτιαξα θα διαπιστώσετε ότι στο τέλος κάθε καναλιού και στη μέση κάθε δακτυλίου υπάρχουν ορθογώνιες τρύπες. Αυτά προορίζονται για τα καλώδια τροφοδοσίας και δεδομένων για τις διάφορες ταινίες NeoPixel που πρέπει να τροφοδοτηθούν. Βρήκα ότι η καλύτερη μέθοδος για μένα ήταν να πηδήξω από την πλακέτα ηλεκτρονικών κατευθείαν στο χαμηλότερο σημείο και να δουλέψω από εκεί.

1. Ξεκινήστε περνώντας με σπείρωμα το κάτω μέρος των περισσότερων κομματιών, διασφαλίζοντας ότι το μοτίβο ευθυγραμμίζεται.
2. Προσθέστε επεκτάσεις σερβο στην "είσοδο" και την "έξοδο" για το κάτω μισό του πυροβόλου. Επέλεξα να τα συνδέσω στο κάτω άκρο των λωρίδων προς το εξωτερικό του κανόνι.
3. Κόψτε και κολλήστε υπερβολικά κάθε λωρίδα LED στο κανάλι της.
4. Προσθέστε συνδέσεις σύρματος μεταξύ των "κλειστών" λωρίδων LED. Κλωστή σε νέο δακτύλιο μετά από κάθε συγκολλημένη σειρά καλωδίων.
5. Προσθέστε ένα μακρύ σύρμα PWM από το κάτω σετ λωρίδων LED και τους δακτυλίους.
6. Προσθέστε ένα μακρύ καλώδιο PWM στον προσαρμοσμένο δακτύλιο NeoPixel, θα πρέπει να είναι το τέλος της αλυσίδας. Μην κολλάτε τον δακτύλιο NeoPixel.

*Σημείωση: Ξέχασα να βάλω μια τρύπα στο κάτω κανάλι με τα περισσότερα δαχτυλίδια. Αυτό με ανάγκασε να αγγίξω τα πλευρικά κανάλια, που άφησαν ένα μικρό κενό και ασυνήθιστη καλωδίωση. Έκτοτε έχω ενημερώσει το μοντέλο, πράγμα που σημαίνει ότι δεν πρέπει να ανησυχείτε για αυτό.

Βήμα 7: Συναρμολόγηση Μέρος Τρίτο: Τελειώνοντας

Τώρα ήρθε η ώρα για την τελική συναρμολόγηση!

1. Ξεκινήστε βιδώνοντας τα δύο κάτω κομμάτια και το "Core frame" μαζί όσο μπορούν.
2. Συνδέστε το βύσμα 3 καλωδίων "εισόδου" από το κάτω μισό στη σύνδεση στην πλακέτα ηλεκτρονικών συσκευών. Αυτή είναι η αρχή της αλυσίδας NeoPixel.
3. Συγκολλήστε το καλώδιο σύνδεσης "εξόδου" 3 από το κάτω μισό στη λωρίδα NeoPixel στο πλαίσιο του πυρήνα.
4. Κολλήστε τον προσαρμοσμένο δακτύλιο NeoPixel στη θέση του.
5. Κλωστή στο κομμάτι που εκτυπώνεται από το δεύτερο έως το επάνω μέρος.
6. Συνδέστε την έξοδο από την επάνω λωρίδα NeoPixel στο προσαρμοσμένο δαχτυλίδι NeoPixel.
7. Νήμα στο κορυφαίο κομμάτι με 3D εκτύπωση.
8. Τραβήξτε τα δύο πλευρικά κομμάτια στη βάση του πυροβόλου. Μπορείτε να τα κολλήσετε, αλλά έχουν σχεδιαστεί για να ταιριάζουν με τριβή.

Βήμα 8: Κωδικός

Itsρθε η ώρα να ανεβάσετε τον κωδικό!

Ακολουθεί μια βασική περιγραφή του τρόπου λειτουργίας του κώδικα. Ο κώδικας ξεκινά περιμένοντας σε ένα βρόχο μέχρι να πατηθεί ο διακόπτης εναλλαγής. Στη συνέχεια, μετακινείται σε έναν άλλο βρόχο, ενώ ο διακόπτης εναλλαγής δεν πιέζεται πλέον. Αυτή είναι η λειτουργία "φόρτισης". Σε αυτόν τον βρόχο while μια μεταβλητή μειώνεται με την πάροδο του χρόνου, μέχρι να φτάσει το 10, ενώ ταυτόχρονα παίζει ηχητικό εφέ και κινούμενη εικόνα. Αυτή η μεταβλητή ελέγχει τη συχνότητα του εφέ ήχου φόρτισης και την ταχύτητα των κινούμενων εικόνων NeoPixel. Χρησιμοποιείται επίσης για τον έλεγχο του μήκους του παλμού λέιζερ μόλις απελευθερωθεί ο διακόπτης εναλλαγής, επιτρέποντάς σας έτσι να κάνετε μια πιο «ισχυρή» λήψη λέιζερ φορτίζοντας για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα.

Βήμα 9: Τέλος

Και αυτό είναι! Το μόνο που χρειάζεται για να κατασκευαστεί ένα λειτουργικό κανόνι λέιζερ από το βιντεοπαιχνίδι Metroid! Τέλεια αν η συγκεκριμένη γωνιά του σύμπαντος δέχεται επίθεση από μαύρα μπαλόνια. Όπως μπορείτε να δείτε από το βίντεο, αυτό το λέιζερ μπορεί εύκολα να σκάσει μπαλόνια, την αγαπημένη μου επίδειξη. Μπορεί επίσης να ανάψει σπίρτα, σκόνη πυροβόλων όπλων, να κάψει χαρτί, ή ακόμη και να τρυπήσει λεπτό πλεξιγκλάς. Όντας ένα λέιζερ 2,5 watt, είναι πολύ ισχυρό όσον αφορά τα σπιτικά όπλα λέιζερ.

Ελπίζω να σας άρεσε αυτό το έργο! Εάν έχετε οποιεσδήποτε προτάσεις για το πώς θα μπορούσα να το βελτιώσω, σας ενθαρρύνω να τις αφήσετε στην περιγραφή.

Μείνε υπέροχος!

-Υπερ