Истинско оръдие за лазерна ръка от Metroid!: 9 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:51

От Hyper_IonYoutube! Следвайте още от автора:

За: Инженер/Създател/Хобист Повече за Hyper_Ion »

Няма много герои от видеоигри, толкова страхотни като Самус. Вселената спестява ловец на глави с едно от най -готините оръжия във всички sciFi. Когато видях, че Instructables организира състезание, базирано на видеоигри, веднага разбрах, че това е нейното оръжие, което искам да превърна в реалност.

И това е резултатът! Това лазерно оръдие е достатъчно мощно, за да унищожи незабавно балон, да запали запалими материали при контакт и дори да прореже тънка пластмаса! Да не говорим, че се вижда лесно във въздуха (от камера, не го гледайте). Той дори има светлинни и звукови ефекти!

Наслади се!

н

Стъпка 1: ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ

Лазерите с такава мощност са изключително опасни. Без подходяща защита този лазер ще ви заслепи с отражение. Като се има предвид това, устройства като това могат да бъдат безопасни, далеч по -безопасни от много лазерни фрези с отворена рамка, ако се предприемат правилните стъпки.

ПЪРВО: Винаги носете предпазни очила, създадени за този лазер. Това не може да бъде надценено достатъчно. Добрите предпазни очила означават разликата между лазер, с който трябва да внимавате, и лазер, за който не можете да ми платите, за да бъда в една и съща стая.

ВТОРО: Имайте много допълнителни лазерни очила наоколо. Ще искате да демонстрирате това. НИКОГА демонстрация, без всички около вас да имат лазерни очила. Има някои доста евтини насипни пакети.

ТРЕТО: Имайте пълен контрол над пространството, което демонстрирате. Това означава, че никой не влиза без вашето разрешение. Без отварящи се врати и без непокрити прозорци.

ЧЕТВЪРТО: Вградих отключващ порт за лазера. Когато лазерът няма да се използва, изключете го от контакта. Това е крайна безопасност, така че никой, който не трябва да го използва, наранява себе си или другите.

По същество третирайте лазера като такъв, какъвто е. Разберете опасността и я избегнете. Ако следвате тези стъпки, лазерът може да достигне точката, където е "използваем" и "достатъчно безопасен". Но никога не се отнасяйте към това като на шега. И накрая, това е замислено като демонстрация. Ако повторите този проект, научете опасностите сами. Не нося отговорност, ако се нараните.

Стъпка 2: Компоненти:

За този проект ще ви трябва следното: Компоненти:

• Домашен пръстен NeoPixel (Вижте моя урок тук)
• 1 метър лента NeoPixel
• 2.5 ватов лазерен диод
• Arduino Nano
• 11.1V Lipo
• TIP31A NPN транзистор
• 2N2222 NPN транзистор
• IRF9540n P-Channel MOSFET
• 3x 1k резистори
• Резистор 48 ома
• Резистор 500 ома
• Син светодиод
• 2x женски JST конектори
• 5x 3 жични конектора (PWM удължители)
• Перфорирана дъска
• 5v регулатор
• 3 Позиционен превключвател
• 8 ома високоговорител
• Много 3D отпечатани части

Инструменти:

• 3D принтер (или услуга за печат като тази)
• Поялник
• Лазерни защитни очила !!

Стъпка 3: 3D печат и дизайн

Най -трудната част от този проект определено беше 3D моделирането и дизайна. Начинът, по който проектирах това оръдие, започна с няколко референтни изображения, които намерих онлайн. Приблизих мащаба, като сравних размера на предмишницата си с тази на Самус, след което предимно използвах инструмента „Крива“заедно с типичните умения за създаване на модели, за да проектирам основната форма. Разделих ръката на 9 основни парчета, за да улесня печатането.

След това преминах през процеса на добавяне на персонализирани подробности. Това включва основен монтаж, който държи лазера, батерията, високоговорителя, платката и превключвателя. Също така изрязах канали по страните, за да добавя допълнителни ленти NeoPixel и плоска плоча, за да монтирам персонализирания пръстен NeoPixel.

За да закрепя парчетата заедно, аз отидох с моя go-to метод: 3D отпечатани нишки. Това позволява силен, концентричен метод за закрепване на две 3D отпечатани парчета, без да се налага да се бъркате с допълнителен хардуер или лепило.

Всички парчета бяха отпечатани на моя принтер QIDI Tech One с.3 мм резолюция при максимална скорост. Премахнах поддръжката от нишките, но това обикновено не е необходимо, освен ако не се опитвате с по -висока разделителна способност. Открих, че при по -високи резолюции поддръжката понякога може да размаже нишките и да ги направи малко прекалено стегнати. Включих моите печатни профили в линка за устройство за всеки, който е любопитен.

Силно вярвам в споделянето на редактируеми версии на файлове, така че предоставих както STL, така и редактируемите файлове на Solidworks както тук, така и на страницата си.

Стъпка 4: Електроника

Схемата, която проектирах за този проект, има четири основни раздела:

Мощен MOSFET:

В горната част на веригата има irf9540n P-Channel MOSFET, свързан между 5-волтов регулатор и захранването от батерията. Причината да използвам това е, че превключвателят, който бих предпочел да използва, има три състояния. От едната и средата се заключва на място, а от другата страна действа като моментен превключвател. Затварям се да използвам моменталната страна на превключвателя, за да действам като цифров вход към arduino, за да "зарежда лазера", за средата да се "захранва" (но не прави нищо) и за крайния десен да бъде "изключен". Най-добрият начин, по който бих могъл да си помисля, е да свържа захранването към централния проводник на превключвателя и да прокарам крайния десен проводник към основата на P-канал MOSFET. По този начин, когато превключвателят е свързан, захранването е надясно, захранването се подава към основата на MOSFET и веригата е деактивирана. Когато превключвателят е най -вляво, напрежението преминава през делител на напрежение и след това до щифт Arduino, където сигналът може да бъде прочетен. Когато превключвателят е в средата, не се прилага напрежение, а издърпващият се резистор на P-Channel MOSFET затваря P-Channel MOSFET и позволява захранването на Arduino.

Лазерен драйвер:

2.5 ватовият лазерен диод се задвижва от TIP31A NPN транзистор. Трябваше да прекъсна радиатора на транзистора, когато установих, че хлабината е малко прекалено стегната. Въпреки че не бих препоръчал това, би трябвало да е наред. Транзисторът се задвижва от 1k ом резистор, свързан между щифт 7 и портата на транзистора. Също така имам син светодиод и резистор успоредно с лазерния диод, който да служи като индикатор за това дали лазерът е предназначен да работи, дори ако лазерът не е включен. Това е далеч по -безопасен метод за отстраняване на проблеми.

Аудио драйвер:

За да се активират основните аудио звукови ефекти, малък 2n2222 транзистор и придружаващият 48 ома резистор се използват като основен аудио драйвер. 8 ома високоговорител е свързан между 5v и този транзистор, който е свързан към земята. Arduino осцилира бързо и изключва щифт 11, което кара високоговорителя да се колебае напред -назад и да генерира звук.

NeoPixels:

За малцината, които преди не са работили с тях, NeoPixels са лента от индивидуално адресируеми RGB светодиоди. По същество прилагате захранване, заземяване и му давате сигнал за данни и можете да контролирате огромна линия от тях. В оръдието има 8 секции, създадени за поставяне на NeoPixel ленти и една за персонализиран пръстен NeoPixel. Просто ги свържете заедно в една дълга верига и свържете единия край към щифт 9 на Arduino.

Стъпка 5: Монтаж Част първа: Ядрото

След като електрониката е свършена, следващата стъпка е механичното сглобяване. Започваме с сглобяването на компонента, който нарекох "Core", на базата на 3D отпечатаната "Core Frame". Това е цялата функционална част на оръдието, минус лентите NeoPixel. Оръдието ще функционира само с този компонент, всички останали са просто аскетични.

1. Започнете, като закрепите превключвателя в определения му отвор с помощта на включената гайка. Неподвижната страна да е обърната навън.
2. След това закрепете 2.5 ватовия лазерен модул с помощта на два винта M4 с дължина 7,5 мм. Трябваше да използвам две шайби за моите, тъй като винтовете ми бяха твърде дълги, но това не би трябвало да е проблем за вас, ако имате правилния размер.
3. След като лазерът е закрепен, завийте електронната платка с помощта на двата самонарязващи се винта M2. Те трябва да ухапят в пластмасата, за да държат дъската на място.
4. С помощта на супер лепило и инсталиран спрей прикрепете батерията и високоговорителя отстрани на основната рамка. Като алтернатива можете да използвате велкро или горещо лепило.
5. Включете батерията, превключвателя, лазера и високоговорителя в определените им портове.

В този момент ядрото трябва да е готово за тестване! Хвърлете чифт предпазни очила и го запалете! Може да се наложи да регулирате фокуса на лазера, за да получите най -добри резултати.

Стъпка 6: Монтаж Част втора: Светлини

Сега е време да добавим светлините! Ако погледнете моделите, които направих, ще откриете, че в края на всеки канал и в средата на всеки пръстен има правоъгълни дупки. Те са предназначени за захранване и кабели за данни за различните ленти NeoPixel, през които да се подава. Открих, че най -добрият метод за мен е да скоча от електронната платка направо до най -ниската точка и да работя от там.

1. Започнете, като сглобите най -долните части, като се уверите, че моделът се подрежда.
2. Добавете серво разширения към вашия "вход" и "изход" за долната половина на оръдието. Избрах да ги прикрепя към долния край на лентите към външната страна на оръдието.
3. Изрежете и залепете всяка LED лента в нейния канал.
4. Добавете кабелни връзки между "затварящи" LED ленти. Нанизвайте нов пръстен след всеки запоен комплект проводници.
5. Добавете един дълъг ШИМ проводник от долния комплект LED ленти и пръстените.
6. Добавете дълъг ШИМ проводник към персонализирания пръстен NeoPixel, той трябва да е краят на веригата. Не залепвайте пръстена NeoPixel.

*Забележка: Забравих да сложа дупка в най -долния пръстен канал. Това ме принуди да се включа в страничните канали, което остави лека празнина и някакво необичайно окабеляване. Оттогава актуализирах модела, което означава, че не трябва да се притеснявате за това.

Стъпка 7: Монтаж Част трета: Довършване

Сега е време за окончателното сглобяване!

1. Започнете, като завиете долните две части и "основната рамка" заедно, доколкото ще стигнат.
2. Включете "входния" 3 -жилен конектор от долната половина в връзката на електронната платка. Това е началото на веригата NeoPixel.
3. Запоявайте "изходния" 3 жичен конектор от долната половина в лентата NeoPixel на основната рамка.
4. Залепете персонализирания пръстен NeoPixel на място.
5. Нишка върху второто отгоре 3D отпечатано парче.
6. Включете изхода от горния пръстен NeoPixel лента в персонализирания пръстен NeoPixel.
7. Нишка върху най -горното 3D отпечатано парче.
8. Включете двете странични части в основата на оръдието. Можете да ги залепите, но те са проектирани така, че да прилягат на триене.

Стъпка 8: Код

Сега е време да качите кода!

По -долу е дадено основно описание на това как работи кодът. Кодът започва с изчакване в цикъл while, докато превключвателят бъде натиснат. След това се премества в друг цикъл while, докато превключвателят вече не се натиска. Това е режимът "зареждане". В този цикъл while променлива се намалява с течение на времето, докато достигне 10, като в същото време възпроизвежда звуков ефект и анимация. Тази променлива контролира честотата на зареждащия звуков ефект и скоростта на NeoPixel анимациите. Той също така се използва за контрол на дължината на лазерния импулс, след като превключвателят се освободи, като по този начин ви позволява да направите по -"мощен" лазерен изстрел, като зареждате по -дълго.

Стъпка 9: Готово

И това е! Всичко необходимо за изграждането на функционално лазерно оръдие от видеоиграта Metroid! Чудесно, ако конкретното ви кътче на Вселената е нападнато от черни балони. Както можете да видите от видеото, този лазер лесно може да пусне балони, любимата ми демонстрация. Той може също да запали кибрит, пистолет на прах, да изгори хартия или дори да пробие тънък плексиглас. Като 2.5 ватов лазер, той е много мощен, що се отнася до домашните лазерни оръжия.

Надявам се този проект да ви хареса! Ако имате някакви предложения как мога да го подобря, препоръчвам ви да ги оставите в описанието.

Останете страхотни!

-Хипер