תותח זרוע לייזר אמיתי מ- Metroid !: 9 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:13

מאת Hyper_IonYoutube! עקוב אחר מאת המחבר:

אודות: מהנדס/יוצר/תחביב ביותר על Hyper_Ion »

אין הרבה דמויות משחקי וידאו מדהימות כמו סאמוס. צייד ראשים עולמי שמציל את היקום עם אחד הנשקים המגניבים ביותר במדע ה- SciFi. כשראיתי ש- Instructables מארחת תחרות המבוססת על משחקי וידאו, מיד ידעתי שזה הנשק שלה שאני רוצה להפוך למציאות.

וזו התוצאה! תותח הלייזר הזה חזק מספיק כדי להרוס בלון בקלות מיידית, להצית חומרים דליקים במגע ואפילו לחתוך פלסטיק דק! שלא לדבר על זה שהוא נראה בקלות באוויר (במצלמה, אל תסתכלו עליו). יש לו אפילו אפקטים של אור וצליל!

תהנה!

נ

שלב 1: אזהרה

לייזרים בעלי עוצמה זו מסוכנים להפליא. ללא הגנה נאותה הלייזר הזה יעוור אותך עם השתקפות. עם זאת, מכשירים כאלה יכולים להיות בטוחים, בטוחים בהרבה מרוב חותכי לייזר עם מסגרת פתוחה, אם יש לנקוט בצעדים הנכונים.

ראשית: תמיד לבש הגנה לעיניים הבנויה לייזר זה. אי אפשר להפריז בזה מספיק. משקפי בטיחות טובים פירושם ההבדל בין לייזר שעליך להיזהר מסביב ללייזר שלא יכולת לשלם לי כדי להיות באותו חדר.

שנית: יש הרבה משקפי לייזר נוספים מסביב. אתה תרצה להדגים את זה. לעולם אל תדגימי מבלי שלכולם סביבך יהיו משקפי לייזר. יש כמה אריזות בתפזורת זולות למדי.

שלישי: יש שליטה מלאה על החלל שאתה מדגים. המשמעות היא שאף אחד לא נכנס ללא רשותך. אין דלתות נפתחות, ואין חלונות ללא כיסוי.

רביעית: בניתי יציאה הניתנת לניתוק עבור הלייזר. בכל פעם שהלייזר לא עומד בשימוש, נתק אותו מהחשמל. זוהי בטיחות סופית ולכן אף אחד שאינו אמור להשתמש בה פוגע בעצמו או באחרים.

בעיקרו של דבר, התייחסו ללייזר כפי שהוא. הבינו את הסכנה והימנעו ממנה. אם תבצע את השלבים האלה הלייזר יכול להגיע לנקודה שבה הוא "שמיש" ו"בטוח מספיק ". אבל לעולם אל תתייחס לזה כאל בדיחה. לבסוף, זה מיועד כהדגמה. אם אתה משכפל את הפרויקט הזה, למד לבד את הסכנות. אני לא אחראי אם תפגע בעצמך.

שלב 2: רכיבים:

לפרויקט זה תזדקק לדברים הבאים: רכיבים:

• טבעת NeoPixel תוצרת בית (עיין במדריך שלי כאן)
• 1 מטר של רצועת NeoPixel
• דיודת לייזר 2.5 וואט
• ארדואינו ננו
• 11.1V ליפו
• טרנזיסטור NPN TIP31A
• טרנזיסטור NPN 2N2222
• IRF9540n P-Channel MOSFET
• נגדים 3x 1k
• נגד 48 אוהם
• נגד 500 אוהם
• LED כחול
• 2 מחברי JST נקבה
• מחברי 5x 3 חוטים (מאריכי PWM)
• לוח לחם מחורר
• רגולטור 5v
• 3 מתג מיקום המיקום
• רמקול 8 אוהם
• חלקים רבים המודפסים בתלת מימד

כלים:

• מדפסת תלת מימד (או שירות הדפסה כזה)
• מלחם
• משקפי בטיחות בלייזר !!

שלב 3: הדפסה ועיצוב תלת מימד

החלק הקשה ביותר בפרויקט זה היה בהחלט הדוגמנות והתכנון בתלת מימד. הדרך שעיצבתי את התותח הזה התחילה מכמה תמונות הפניה שמצאתי באינטרנט. קירבתי את הסקאלה על ידי השוואת גודל האמה שלי לזה של סאמוס, ואז השתמשתי בעיקר בכלי ה"עקומה "לצד דגמי יצירת דגמים אופייניים בצד לעיצוב הצורה הבסיסית. חילקתי את הזרוע ל 9 חלקים עיקריים על מנת להקל על ההדפסה.

לאחר מכן עברתי את תהליך הוספת הפרטים המותאמים אישית. זה כולל הר ליבה שמחזיק את הלייזר, הסוללה, הרמקול, הלוח והמתג. אני גם חותך ערוצים לאורך הצדדים כדי להוסיף רצועות NeoPixel נוספות, וצלחת שטוחה על מנת להרכיב את טבעת NeoPixel המותאמת אישית.

על מנת לאבטח את החלקים יחד הלכתי בשיטת ה go-to שלי: חוטים מודפסים בתלת מימד. זה מאפשר שיטת חיבור חזקה וקונצנטרית של שתי חלקים מודפסים בתלת -ממד מבלי להתעסק עם חומרה או דבק נוספים.

כל החלקים הודפסו במדפסת QIDI Tech One שלי ברזולוציה של 3 מ מ במהירות מרבית. הסרתי תמיכה מסביב לשרשורים, אולם זה בדרך כלל לא הכרחי אלא אם כן ניסית לרזולוציה גבוהה יותר. גיליתי ברזולוציות גבוהות יותר תמיכה יכולה לפעמים לסותם את החוטים ולהפוך אותם קצת צמודים מדי. צירפתי את פרופילי ההדפסה שלי בקישור הכונן לכל מי שסקרן.

אני מאמין חזק בשיתוף גרסאות הניתנות לעריכה של קבצים ולכן סיפקתי הן את קבצי STL והן את קבצי Solidworks הניתנים לעריכה הן כאן והן בדף ה- dingiverse שלי.

שלב רביעי: אלקטרוניקה

המעגל שעיצבתי לפרויקט זה כולל ארבעה חלקים עיקריים:

כוח MOSFET:

בחלק העליון של המעגל יש MOSFET ערוצי P-channel irf9540n המחובר בין ווסת 5 וולט לבין הכוח מהסוללה. הסיבה שאני משתמש בזה היא כי למתג שהייתי מעדיף להשתמש בו יש שלושה מצבים. בצד אחד ובאמצע הוא ננעל למקומו ואילו בצד הרחוק הוא משמש כמתג רגעי. אני קרוב להשתמש בצד המתג הרגעי כדי לשמש ככניסה דיגיטלית לארדואינו ל"טעינת הלייזר ", כדי שהאמצע יהיה" מופעל "(אך לא עושה דבר), וכדי שהימין הקיצוני" יכבה ". הדרך הטובה ביותר שיכולתי לחשוב לעשות זאת היא לחבר את הכוח למוביל המרכזי של המתג ולהפעיל את הפתח הימני הקיצוני לבסיס MOSFET של ערוץ P. כך, כאשר המתג מחובר החשמל הוא מימין, כוח מופעל לבסיס ה- MOSFET והמעגל מושבת. כאשר המתג נמצא בקצה השמאלי הקיצוני, המתח עובר דרך מחלק מתח ולאחר מכן אל סיכת Arduino שבה ניתן לקרוא את האות. כאשר המתג באמצע, לא מופעל מתח, ונגד המשיכה כלפי מטה ב- MOSFET ערוץ P סוגר את ה- MOSFET P-Channel ומאפשר להפעיל את הארדואינו.

דרייבר לייזר:

דיודת הלייזר 2.5 וואט מונעת על ידי טרנזיסטור NIP TIP31A. נאלצתי לנתק את גוף הקירור של הטרנזיסטור כשגיליתי שהמרווח מעט הדוק מדי. למרות שלא הייתי ממליץ על זה, זה אמור להיות בסדר. הטרנזיסטור מונע על ידי הנגד של 1 קילו -אוהם המחובר בין סיכה 7 לשער הטרנזיסטור. יש לי גם LED כחול ונגד במקביל לדיודת הלייזר כדי לשמש אינדיקטור אם הלייזר נועד לירות, גם אם הלייזר אינו מחובר לחשמל. זוהי שיטה בטוחה בהרבה לאיתור בעיות.

מנהל התקן שמע:

על מנת לאפשר אפקטים קוליים אודיו בסיסיים, משתמשים בטרנזיסטור קטן, 2n2222 ונגד 48 אוהם, המשמש כנהג אודיו בסיסי. רמקול 8 אוהם מחובר בין 5 וולט לבין הטרנזיסטור הזה, המחובר לקרקע. ה- Arduino מתנדנד את הסיכה 11 לסירוגין במהירות, וגורם לרמקול להתנדנד הלוך ושוב וליצור צליל.

NeoPixels:

למעטים שלא עבדו איתם בעבר, NeoPixels הם רצועה של נוריות RGB הניתנות להתייחסות בנפרד. בעיקרו של דבר אתה מפעיל כוח, מקרקעין ונותן לו אות נתונים ותוכל לשלוט על שורה עצומה מהם. ישנם 8 חלקים ברחבי התותח שנבנו כדי להכיל רצועות NeoPixel ואחד עבור טבעת NeoPixel מותאמת אישית. כל שעליך לעשות הוא לחבר אותם בשרשרת ארוכה אחת, ולחבר קצה אחד לסיכה 9 על הארדואינו.

שלב 5: הרכבה חלק ראשון: הליבה

לאחר סיום האלקטרוניקה, השלב הבא הוא הרכבה המכנית. אנו מתחילים בהרכבת הרכיב שכיניתי "הליבה" המבוססת על "מסגרת הליבה" המודפסת בתלת -ממד. זהו כל החלק התפקודי של התותח, מינוס רצועות NeoPixel. התותח יפעל כאשר רק הרכיב הזה מורכב, כל השאר פשוט סגפני.

1. התחל על ידי אבטחת מתג המתג לתוך החור המיועד שלו באמצעות האום הכלול שלו. הפוך את הצד הלא רגעי כלפי חוץ.
2. לאחר מכן אבטח את מודול הלייזר בנפח 2.5 ואט באמצעות שני ברגי מכונה באורך M4 באורך 7.5 מ"מ. הייתי צריך להשתמש בשני מכונות כביסה שלי מכיוון שהברגים שלי היו ארוכים מדי, אולם זו לא אמורה להוות בעיה עבורך אם יש לך את הגודל הנכון.
3. לאחר הלייזר הבורג מאובטח בלוח האלקטרוניקה באמצעות שני ברגי ההדבקה העצמית של M2. אלה צריכים לנגוס בפלסטיק כדי להחזיק את הלוח במקומו.
4. חיבור הסוללה והרמקול לצדי מסגרת הליבה בעזרת דבק סופר ותרסיס אינסטה סט. לחילופין ניתן להשתמש בוולקרו או בדבק חם.
5. חבר את הסוללה, המתג, הלייזר והרמקול ליציאות המיועדות להם.

בשלב זה הליבה צריכה להיות מוכנה לבדיקה! הרכיבי זוג משקפי בטיחות ולירי אותו! ייתכן שיהיה עליך להתאים את המיקוד של הלייזר על מנת לקבל את התוצאות הטובות ביותר.

שלב 6: הרכבה חלק ב ': אורות

עכשיו הגיע הזמן להוסיף את האורות! אם תסתכל על הדגמים שיצרתי תמצא שבסוף כל ערוץ ובאמצע כל טבעת ישנם חורים מלבניים. אלה מיועדים לחוטי החשמל והנתונים עבור רצועות ה- NeoPixel השונות להזין. מצאתי שהשיטה הטובה ביותר עבורי היא לקפוץ מלוח האלקטרוניקה הישר לנקודה הנמוכה ביותר ולעבוד משם.

1. התחל על ידי השחלת רוב החלקים התחתונים, וודא שהתבנית מסתדרת.
2. הוסף הרחבות סרוו ל"קלט "ו"פלט" עבור החצי התחתון של התותח. בחרתי לצרף אותם לקצה התחתון של הרצועות כלפי חוץ של התותח.
3. חותכים וסופר דבק כל רצועת LED לתוך הערוץ שלה.
4. הוסף חיבורי תיל בין רצועות לד "סגורות". חוט על טבעת חדשה אחרי כל חוטים מולחמים.
5. הוסף חוט PWM ארוך אחד מהמערכת התחתונה של רצועות הלד והטבעות.
6. הוסף חוט PWM ארוך לטבעת NeoPixel המותאמת אישית, זה אמור להיות סוף השרשרת.. אל תדביק את טבעת NeoPixel.

*הערה: שכחתי לשים חור בערוץ הטבעת התחתון ביותר. זה אילץ אותי להיכנס לתעלות הצדדיות, מה שהותיר פער קל וכמה חיווט יוצא דופן. מאז עדכנתי את הדגם, כלומר לא צריך לדאוג לגבי זה.

שלב 7: הרכבה חלק שלישי: סיום

עכשיו הגיע הזמן לאסיפה האחרונה!

1. התחל על ידי הברגת שתי החלקים התחתונים ו"מסגרת הליבה "יחד עד שיגיעו.
2. חבר את מחבר 3 הכבלים "הכניסה" מהחצי התחתון לחיבור בלוח האלקטרוניקה. זוהי תחילתה של רשת NeoPixel.
3. הלחם את מחבר 3 החוטים "פלט" מהחצי התחתון לתוך רצועת NeoPixel על מסגרת הליבה.
4. הדבק את טבעת NeoPixel המותאמת למקומה.
5. חוט על היצירה המודפסת בתלת -ממד השנייה עד העליונה.
6. חבר את הפלט מרצועת NeoPixel הטבעת העליונה לתוך טבעת NeoPixel המותאמת אישית.
7. חוט על היצירה המודפסת בתלת מימד העליונה.
8. הצמד את שני חלקי הצד בבסיס התותח. אתה יכול להדביק את אלה, אבל הם נועדו כך שיתאימו לחיכוך.

שלב 8: קוד

הגיע הזמן להעלות את הקוד!

להלן תיאור בסיסי של אופן הפעולה של הקוד. הקוד מתחיל בהמתנה בלולאת זמן עד ללחיצת מתג המתג. לאחר מכן הוא עובר ללולאה אחרת בזמן עד שלא נלחץ עוד על מתג המתג. זהו מצב ה"טעינה ". בלולאת while זה משתנה יורד עם הזמן, עד שהוא מגיע ל -10, ובמקביל מנגן אפקט צליל ואנימציה. משתנה זה שולט בתדירות אפקט הצליל הטעינה ובמהירות האנימציות של NeoPixel. הוא משמש גם לשליטה על אורך דופק הלייזר לאחר שחרור מתג המתג, ובכך מאפשר לך לבצע צילום לייזר "חזק יותר" על ידי טעינה ארוכה יותר.

שלב 9: בוצע

וזה הכל! כל מה שצריך כדי לבנות תותח לייזר פונקציונלי ממשחק הווידאו Metroid! נהדר אם הפינה הספציפית שלך ביקום נמצאת תחת תקיפה של בלונים שחורים. כפי שאתה יכול לראות מהסרטון הלייזר הזה מסוגל לפוצץ בלונים בקלות, ההדגמה האהובה עליי. זה יכול גם להדליק גפרורים, אבקת אקדח, לשרוף נייר או אפילו להכות דרך פרספקס דק. בהיותו לייזר בנפח 2.5 וואט, הוא עוצמתי מאוד בכל הנוגע לנשק לייזר תוצרת בית.

אני מקווה שנהניתם מהפרויקט הזה! אם יש לך הצעות כיצד אוכל לשפר את זה, אני ממליץ לך להשאיר אותן בתיאור.

הישאר מדהים!

-היפרון