W tej instrukcji pokażę ci tani sposób pomiaru prędkości rzutek Nerf. Mimo że posiadam chronometr, denerwuje mnie przez większość czasu. Aby uzyskać dobre wyniki, a nie kilka błędów, oświetlenie musi być idealne. Co często nie ma miejsca. Dlatego chciałem zbudować tańszy chronometr, niezależny od źródła światła i najlepiej zintegrowany z beczką Nerf.

Szczerze mówiąc przeklinałem kilka razy podczas budowy tej beczki, ponieważ przestrzeń wewnątrz niej jest ograniczona. Jeśli szukasz łatwiejszej metody, po prostu użyj rurki pcv i przyklej elementy na zewnątrz.

Skończyło się na tym, że kochałem beczkę, ponieważ zapewnia, że ​​rzutki Nerf przelatują przez nią zawsze.

Kieszonkowe dzieci:

Krok 1: Potrzebujesz rzeczy

Elektronika:

• Atmega328P
• Sterownik 7-segmentowy SAA 1064
• IC7805
• 2 x tranzystory NPN (z.B. BC547)
• 2 x diody IR (Osram LD 274-3)
• 2 x foto tranzystory (SFH 3100 F)
• Kwarc 16 MHz
• 1 x kondensator 4,7 uF
• 1 x 1 uF kondensator
• Kondensator 1 x 2,7 nF
• Kondensatory 2 x 22 pF
• Rezystor 1 x 22 kOhm
• Rezystory 3 x 10 kΩ
• Rezystory 2 x 220 Ohm
• 3 x 7-segmentowe wyświetlacze
• drut
• perfboard

Inny:

• Beczka nerfowa
• glina modelarska
• wiercić
• papier ścierny
• farba
• JB spawania

Krok 2: Dołączanie diod LED

Zacznij od zaznaczenia punktów, gdzie będą otwory na diody LED i foto tranzystory. Spróbuj umieścić je jak najdalej od siebie (aby uzyskać lepszy wynik), ale upewnij się, że Nerf nadal może być dołączony. Sięga dość daleko w beczkę.

Po zaznaczeniu otworu i upewnieniu się, że nie będzie on kolidował z funkcją lufy, wywierć otwory. Będziesz musiał wywiercić dwa otwory na foto tranzystory (zobaczysz, co mam na myśli, kiedy przyjrzysz się temu bliżej).

Podłącz przewody w sposób pokazany na drugim zdjęciu i użyj trzeciej ręki, aby przytrzymać diody LED na miejscu. Ważne jest, aby nie sięgały do ​​beczki, w przeciwnym razie spowolnią lub nawet zatrzymają strzałkę Nerf. Po znalezieniu właściwej pozycji użyj JB Weld lub innego typu mocnego kleju dwuskładnikowego, aby utrzymać je na miejscu.

Krok 3: Modyfikacja beczki

Przestrzeń w beczce jest bardzo ograniczona. Aby ukryć elektronikę, wypełnij cztery otwory z przodu i cztery pod szynami, jak pokazano na pierwszym zdjęciu. Użyłem do tego gliny modelarskiej.

Używaj papieru ściernego nawet na powierzchni. Ostrożnie wywierć otwór na wyświetlacz segmentowy. Użyłem plików diamentowych, aby je idealnie dopasować.

W zależności od wielkości przedziału baterii konieczne może być wycięcie części plastiku, jak pokazano na trzecim zdjęciu. Ponadto trzeba będzie usunąć części środkowej szyny, aby pasowały do ​​przewodów, i wywiercić otwór na przycisk (jak pokazano na szóstym zdjęciu).

Jeśli chcesz, możesz pomalować beczkę, ale to zależy od ciebie.

Krok 4: Elektronika

Prędkość rzutki mierzona jest za pomocą dwóch barier świetlnych, które znajdują się z przodu i na końcu lufy. Bariery świetlne składają się z diody podczerwieni (Osram LD 274-3) i fototranzystora (Q3 i Q4) (SFH 3100 F) każdy. Diody LED naświetlają fotoelektryczne tranzystory w beczce (patrz rysunek) i umożliwiają przepływ prądu między VV 5V a masą. Prowadzi to do mierzalnego sygnału w A1 i A0. Foto tranzystor zawiera również filtr światła dziennego, który zapobiega zakłócaniu światła otoczenia.

Gdy rzutka przechodzi przez barierę świetlną blokującą diodę IR, prąd spada natychmiast do zera. W tym czasie mikrokontroler zaczyna zliczać mikrosekundy, aż druga dioda LED zostanie zablokowana. Znając odległość między diodami LED, możemy obliczyć prędkość rzutki.

Wartość jest wysyłana do układu sterownika LED (SAA 1064), aby wyświetlić go na siedmiosegmentowym wyświetlaczu umieszczonym z boku lufy.

Użyłem Arduino UNO, aby załadować następujący kod do Atmega:

#include "Wire.h" // Sterowanie I2C #include "Bounce.h" bajt diaplayAddr = 0x70 >> 1; // Adres sterowania I2C int digitBytes 16 = {63, 6, 91, 79, 102, 109, 125, 7, 127, 111, 119, 124, 57, 94, 121, 113}; // 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9, kropka dziesiętna = +128 // bariera świetlna int LSFrontPin = A0; // bariera świetlna z przodu beczki int LSBackPin = A1; // bariera świetlna z tyłu beczki int TriggerPin = 11; float meanVal = 0; float meanCount = 0; // Datenverarbeitung int LSFrontVal = 0; int LSBackVal = 0; int BaseLineFront = 0; int BaseLineBack = 0; // próg, aby rozpoznać rzutkę int TriggerFront = 0; int TriggerBack = 0; // pomiar prędkości int measuringBack = 0; długość pływaka = 0,173; // m int loopTime = 100; // czas punktu pomiarowego w mikrosekundach unsigned long measureLoops = 0; unsigned long heartBeat = 0; float TempBaseLineFront = 0; float TempBaseLineBack = 0; Bounce Taster = Bounce (TriggerPin, 10); void setup () {Serial.begin (9600); Wire.begin (); // uruchomienie opóźnienia magistrali I2C (500); createDisplay (); pinMode (LSFrontPin, INPUT); pinMode (LSBackPin, INPUT); pinMode (TriggerPin, INPUT); opóźnienie (1000); // utwórz linię bazową dla (int ii = 0; ii <100; ii ++) {TempBaseLineFront = TempBaseLineFront + analogRead (LSFrontPin); TempBaseLineBack = TempBaseLineBack + analogRead (LSBackPin); opóźnienie (10); } BaseLineFront = (int) (TempBaseLineFront / 100); TriggerFront = (int) (0.8 * BaseLineFront); BaseLineBack = (int) (TempBaseLineBack / 100); TriggerBack = (int) (0.8 * BaseLineBack); // Pokaż, że inicjalizacja jest zakończona: trzykrotnie mrugaj z wartościami linii bazowej writeNumber (TriggerFront, 500); opóźnienie (200); writeNumber (TriggerBack, 500); opóźnienie (200); // writeNumber (888, 500); // delay (200); // writeNumber (888, 500); // delay (200); // writeNumber (888, 500); // delay (200); measuringBack = 1; // rozpocznij pomiar i poczekaj na rzutki} void createDisplay () {Wire.beginTransmission (diaplayAddr); Wire.write (B00000000); entgegen // Subadressing: B00000001 = Cyfra 1, Subadressing: B00000010 = Cyfra 2, Subadressing: B00000011 = Cyfra 3, Subadressing: B00000100 = Cyfra 4 Wire.write (B00110111); // bajt sterujący (mod dynamiczny włączony, 9 mA) Wire.endTransmission (); Wire.beginTransmission (diaplayAddr); Wire.write (1); // bajt instrukcji - pierwsza cyfra do sterowania to 1 (prawa strona) Wire.write (digitBytes 0); // cyfra 1 (RHS) Wire.write (digitBytes 1); // cyfra 2 Wire.write (digitBytes 2); // cyfra 3 Wire.endTransmission (); Wire.beginTransmission (diaplayAddr); Wire.write (1); // bajt instrukcji - pierwsza cyfra do sterowania to 1 (prawa strona) Wire.write (digitBytes 9); // cyfra 1 (RHS) Wire.write (digitBytes 0 + 128); // cyfra 2 + punkt Dezimal Wire.write (digitBytes 1); // cyfra 3 Wire.endTransmission (); } void writeNumber (liczba int, int waitTime) {// utworzenie numeru i wyświetlenie go dla waitTime ms int cyfra1 = liczba / 100; int cyfra 2 = (liczba - (cyfra 1 * 100)) / 10; int cyfra3 = liczba - cyfra1 * 100 - cyfra2 * 10; Serial.println (numer); Serial.print ("cyfra1:"); Serial.println (cyfra 1); Serial.print ("cyfra2:"); Serial.println (cyfra 2); Serial.print ("digit3:"); Serial.println (cyfra 3); Wire.beginTransmission (diaplayAddr); Wire.write (1); // bajt instrukcji - pierwsza cyfra do sterowania to 1 (prawa strona) Wire.write (digitBytes digit3); // cyfra 1 (RHS) Wire.write (digitBytes digit2 + 128); // cyfra 2 + kropka dziesiętna Wire.write (digitBytes digit1); // cyfra 3 Wire.endTransmission (); delay (waitTime); Wire.beginTransmission (diaplayAddr); Wire.write (1); // bajt instrukcji - pierwsza cyfra do sterowania to 1 (prawa strona) Wire.write (0); // cyfra 1 (RHS) Wire.write (0); // cyfra 2 + kropka dziesiętna Wire.write (0); // cyfra 3 Wire.endTransmission (); } void heartBeatBeat () {// pozwala kropce dziesiętnej migać Wire.beginTransmission (diaplayAddr); Wire.write (1); // bajt instrukcji - pierwsza cyfra do sterowania to 1 (prawa strona) Wire.write (0); // cyfra 1 (RHS) Wire.write (128); // cyfra 2 + kropka dziesiętna Wire.write (0); // cyfra 3 Wire.endTransmission (); opóźnienie (100); Wire.beginTransmission (diaplayAddr); Wire.write (1); // bajt instrukcji - pierwsza cyfra do sterowania to 1 (prawa strona) Wire.write (0); // cyfra 1 (RHS) Wire.write (0); // cyfra 2 + kropka dziesiętna Wire.write (0); // cyfra 3 Wire.endTransmission (); } void loop () {// Interwał hearbeat if (millis ()> (heartBeat + 5000)) {heartBeat = millis (); heartBeatBeat (); } // odczytaj przycisk Taster.update (); int TasterStatus = Taster.read (); unsigned long duration = Taster.duration (); if ((TasterStatus == HIGH) && (czas trwania <2000)) {writeNumber ((int) (meanVal * 10 / meanCount), 1000); } else if (TasterStatus == HIGH) {Serial.println ("reset"); writeNumber (0, 500); opóźnienie (200); writeNumber (0, 500); opóźnienie (200); writeNumber (0, 500); opóźnienie (200); meanVal = 0; meanCount = 0; opóźnienie (500); } // delayMicroseconds (loopTime); // if (digitalRead (TriggerPin) == HIGH) {Serial.println ("Trigger!"); } if (measuringBack == 1) {// Pfeil wurde noch nicht detektiert LSBackVal = analogRead (LSBackPin); if (LSBackVal <TriggerBack) {measuringBack = 0; measureLoops = micros (); Serial.print („Start Trigger:”); Serial.println (TriggerBack); Serial.println (LSBackVal); }} else {// dart został wykryty, ale nie dotarł na przód LSFrontVal = analogRead (LSFrontPin); if (LSFrontVal <TriggerFront) {unsigned long stopTime = micros (); float deltaTus = (float) (stopTime-measureLoops); deltaTus = deltaTus / 1.0e6; float mSpeed ​​= length / deltaTus; measuringBack = 1; Serial.println (measureLoops); Serial.println (stopTime); Serial.println (deltaTus); Serial.println (mSpeed); meanCount = meanCount + 1; meanVal = meanVal + mSpeed; Serial.println (meanVal); Serial.println (meanCount); writeNumber ((int) (mSpeed ​​* 10), 500); opóźnienie (200); }} // # Reset po 1 s, jeśli ((measuringBack == 0) && (micros ()> (measureLoops + 1000000))) {measuringBack = 1; }}