Prawdziwe działo laserowe z Metroid!: 9 kroków (ze zdjęciami)

2025 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2025-01-23 15:02

Autor: Hyper_IonYoutube! Śledź więcej autora:

O: Inżynier/Twórca/Hobbysta Więcej o Hyper_Ion »

Nie ma wielu postaci z gier wideo tak niesamowitych jak Samus. Łowca nagród ratujący wszechświat z jedną z najfajniejszych broni w całym świecie science fiction. Kiedy zobaczyłem, że Instructables prowadzi konkurs oparty na grach wideo, od razu wiedziałem, że to jej broń, którą chciałem urzeczywistnić.

I to jest wynik! To działo laserowe jest wystarczająco potężne, aby z łatwością zniszczyć balon natychmiast, podpalić materiały łatwopalne w kontakcie, a nawet przeciąć cienki plastik! Nie wspominając o tym, że jest łatwo widoczny w powietrzu (przez kamerę, nie patrz na nią). Ma nawet efekty świetlne i dźwiękowe!

Cieszyć się!

n

Krok 1: OSTRZEŻENIE

Lasery o tej mocy są niezwykle niebezpieczne. Bez odpowiedniej ochrony ten laser Oślepi Cię odbiciem. Biorąc to pod uwagę, takie urządzenia mogą być bezpieczne, znacznie bezpieczniejsze niż wiele wycinarek laserowych z otwartą ramą, jeśli zostaną podjęte odpowiednie kroki.

PIERWSZY: Zawsze noś ochronę oczu stworzoną dla tego lasera. Tego nie można wystarczająco przecenić. Dobre okulary ochronne oznaczają różnicę między laserem, przy którym trzeba uważać, a laserem, za którego przebywanie w tym samym pomieszczeniu nie można mi zapłacić.

PO DRUGIE: Miej pod ręką WIELE dodatkowych okularów laserowych. Będziesz chciał to zademonstrować. NIGDY nie pokazuj, gdy wszyscy wokół ciebie nie mają okularów laserowych. Istnieje kilka dość niedrogich opakowań zbiorczych.

PO TRZECIE: Miej pełną kontrolę nad przestrzenią, którą demonstrujesz. Oznacza to, że nikt nie wchodzi bez Twojej zgody. Żadnych otwieranych drzwi i nieosłoniętych okien.

PO CZWARTE: Wbudowałem odłączany port dla lasera. Zawsze, gdy laser nie będzie używany, odłącz go. Jest to ostateczne zabezpieczenie, więc nikt, kto nie powinien z niego korzystać, nie rani siebie ani innych.

Zasadniczo traktuj laser tak, jak jest. Zrozum niebezpieczeństwo i unikaj go. Jeśli wykonasz te kroki, laser może dotrzeć do punktu, w którym jest „użyteczny” i „wystarczająco bezpieczny”. Ale nigdy nie traktuj tego jak żart. Na koniec ma to być demonstracja. Jeśli powielisz ten projekt, sam poznaj niebezpieczeństwa. Nie odpowiadam za to, że się skrzywdzisz.

Krok 2: Komponenty:

Do tego projektu potrzebne będą następujące elementy:Komponenty:

• Domowy pierścień NeoPixel (sprawdź mój samouczek tutaj)
• 1 metr paska NeoPixel
• 2,5-watowa dioda laserowa
• Arduino Nano
• 11.1V Lipo
• Tranzystor TIP31A NPN
• Tranzystor 2N2222 NPN
• IRF9540n MOSFET z kanałem P
• 3x rezystory 1k
• Rezystor 48 omów
• Rezystor 500 omów
• Niebieska dioda LED
• 2x żeńskie złącza JST
• 5x 3 przewodowe złącza (przedłużacze PWM)
• Perforowana płyta chlebowa
• Regulator 5v
• 3-pozycyjny przełącznik dwupozycyjny
• Głośnik 8 omów
• Wiele części drukowanych w 3D

Narzędzia:

• Drukarka 3D (lub taka usługa drukowania)
• Lutownica
• Laserowe okulary ochronne!!

Krok 3: Drukowanie i projektowanie 3D

Najtrudniejszą częścią tego projektu było zdecydowanie modelowanie i projektowanie 3D. Sposób, w jaki zaprojektowałem tę armatę, zaczął się od kilku zdjęć referencyjnych, które znalazłem w Internecie. Przybliżyłem skalę, porównując rozmiar mojego przedramienia z Samusem, a następnie używałem narzędzia „Krzywa” wraz z typowymi umiejętnościami modelarskimi, aby zaprojektować podstawowy kształt. Ramię podzieliłem na 9 głównych części, aby ułatwić drukowanie.

Następnie przeszedłem przez proces dodawania niestandardowych szczegółów. Obejmuje to mocowanie rdzenia, które utrzymuje laser, baterię, głośnik, płytkę drukowaną i przełącznik. Wyciąłem też kanały wzdłuż boków, aby dodać dodatkowe paski NeoPixel oraz płaską płytkę, aby zamontować niestandardowy pierścień NeoPixel.

Aby połączyć elementy razem, wybrałem moją ulubioną metodę: nici drukowane w 3D. Pozwala to na mocną, koncentryczną metodę mocowania dwóch wydrukowanych elementów 3D bez konieczności używania dodatkowego sprzętu lub kleju.

Wszystkie elementy zostały wydrukowane na mojej drukarce QIDI Tech One w rozdzielczości 0,3 mm przy maksymalnej prędkości. Usunąłem obsługę wątków, ale zazwyczaj nie jest to konieczne, chyba że próbowałeś uzyskać wyższą rozdzielczość. Odkryłem, że w wyższych rozdzielczościach obsługa może czasami zakleszczyć wątki i sprawić, że będą trochę zbyt ciasne. Dołączyłem moje profile drukowania w linku do dysku dla każdego, kto jest ciekawy.

Mocno wierzę w udostępnianie edytowalnych wersji plików, więc udostępniłem zarówno pliki STL, jak i edytowalne pliki Solidworks zarówno tutaj, jak i na mojej stronie.

Krok 4: Elektronika

Obwód, który zaprojektowałem dla tego projektu, ma cztery główne sekcje:

MOSFET mocy:

W górnej części obwodu znajduje się irf9540n P-Channel MOSFET podłączony między regulatorem 5 V a zasilaniem z akumulatora. Powodem, dla którego tego używam, jest to, że przełącznik, którego wolałbym użyć, ma trzy stany. Z jednej strony i pośrodku blokuje się na swoim miejscu, podczas gdy z drugiej strony działa jak chwilowy przełącznik. Zamierzam użyć strony przełącznika chwilowego, aby działać jako wejście cyfrowe do arduino w celu „ładowania lasera”, aby środek był „zasilany” (ale nic nie robił), a skrajny prawy był „wyłączony”. Najlepszym sposobem, w jaki mógłbym to zrobić, byłoby podłączenie zasilania do środkowego przewodu przełącznika i poprowadzenie skrajnego prawego przewodu do podstawy MOSFET-a z kanałem P. W ten sposób, gdy przełącznik jest podłączony, zasilanie jest po prawej stronie, zasilanie jest podawane do podstawy MOSFET i obwód jest wyłączony. Gdy przełącznik znajduje się daleko w lewo, napięcie przechodzi przez dzielnik napięcia, a następnie do pinu Arduino, gdzie można odczytać sygnał. Gdy przełącznik znajduje się w środku, napięcie nie jest podawane, a rezystor ściągający na P-Channel MOSFET zamyka P-Channel MOSFET i umożliwia zasilanie Arduino.

Sterownik laserowy:

Dioda laserowa o mocy 2,5 W jest napędzana przez tranzystor TIP31A NPN. Musiałem odciąć radiator tranzystora, gdy stwierdziłem, że luz jest trochę za ciasny. Chociaż nie poleciłbym tego, powinno być w porządku. Tranzystor jest napędzany przez rezystor 1 kΩ podłączony między pinem 7 a bramką tranzystora. Posiadam również niebieską diodę LED i rezystor równolegle z diodą laserową, które działają jako wskaźnik, czy laser miał strzelać, nawet jeśli laser nie jest podłączony. Jest to znacznie bezpieczniejsza metoda rozwiązywania problemów.

Sterownik audio:

Aby umożliwić podstawowe efekty dźwiękowe, mały tranzystor 2n2222 i towarzyszący mu rezystor 48 omów są używane jako podstawowy sterownik audio. Głośnik 8 omów jest podłączony między 5 V a tym tranzystorem, który jest podłączony do masy. Arduino szybko włącza i wyłącza pin 11, powodując, że głośnik oscyluje w przód iw tył i generuje dźwięk.

Neopiksele:

Dla nielicznych, którzy wcześniej z nimi nie pracowali, NeoPixels to pasek indywidualnie adresowanych diod LED RGB. Zasadniczo podajesz moc, uziemienie i podajesz sygnał danych, a możesz kontrolować ogromną ich linię. W armacie znajduje się 8 sekcji przeznaczonych do przechowywania pasków NeoPixel i jedna do niestandardowego pierścienia NeoPixel. Po prostu połącz je razem w jeden długi łańcuch i podłącz jeden koniec do pinu 9 w Arduino.

Krok 5: Montaż, część pierwsza: rdzeń

Po wykonaniu elektroniki kolejnym krokiem jest montaż mechaniczny. Zaczynamy od złożenia komponentu, który nazwałem „rdzeniem”, opartego na wydrukowanej w 3D „ramie rdzenia”. To cała funkcjonalna część armaty, bez pasków NeoPixel. Armata będzie działać tylko z tym komponentem, wszystko inne jest po prostu ascetyczne.

1. Zacznij od zamocowania przełącznika w wyznaczonym otworze za pomocą dołączonej nakrętki. Niech nie chwilowa strona skierowana jest na zewnątrz.
2. Następnie zabezpiecz 2,5-watowy moduł laserowy za pomocą dwóch śrub maszynowych M4 o długości 7,5 mm. Musiałem użyć dwóch podkładek, ponieważ moje śruby były za długie, jednak nie powinno to stanowić problemu, jeśli masz odpowiedni rozmiar.
3. Po zamocowaniu lasera przykręć płytkę elektroniki za pomocą dwóch wkrętów samogwintujących M2. Powinny one wgryźć się w plastik, aby utrzymać deskę na miejscu.
4. Za pomocą super kleju i sprayu insta-set przymocuj baterię i głośnik do boków ramy Core Frame. Alternatywnie możesz użyć rzepu lub kleju na gorąco.
5. Podłącz baterię, przełącznik, laser i głośnik do wyznaczonych portów.

W tym momencie rdzeń powinien być gotowy do testów! Załóż okulary ochronne i odpal! Aby uzyskać najlepsze wyniki, konieczne może być wyregulowanie ostrości lasera.

Krok 6: Część druga montażu: Światła

Teraz nadszedł czas, aby dodać światła! Jeśli spojrzysz na modele, które wykonałem, zobaczysz, że na końcu każdego kanału i w środku każdego pierścienia znajdują się prostokątne otwory. Są one przeznaczone do prowadzenia przewodów zasilających i danych dla różnych taśm NeoPixel. Znalazłem najlepszą dla mnie metodę, aby skoczyć z płytki z elektroniką prosto do najniższego punktu i stamtąd pracować.

1. Zacznij od nawleczenia ze sobą dolnych części, upewniając się, że wzór jest wyrównany.
2. Dodaj rozszerzenia serwa do "wejścia" i "wyjścia" dla dolnej połowy armaty. Zdecydowałem się przymocować je do dolnego końca pasków na zewnątrz armaty.
3. Wytnij i super przyklej każdy pasek LED do swojego kanału.
4. Dodaj połączenia przewodowe między "zamkniętymi" paskami LED. Nawlecz nowy pierścień po każdym przylutowanym zestawie przewodów.
5. Dodaj jeden długi przewód PWM z dolnego zestawu taśm LED i pierścieni.
6. Dodaj długi przewód PWM do niestandardowego pierścienia NeoPixel, powinien to być koniec łańcucha. Nie przyklejaj pierścienia NeoPixel.

*Uwaga: zapomniałem zrobić dziurę w dolnym kanale pierścienia. To zmusiło mnie do wpięcia się w boczne kanały, które pozostawiły niewielką lukę i nieco nietypowe okablowanie. Od tego czasu zaktualizowałem model, co oznacza, że nie powinieneś się tym martwić.

Krok 7: Montaż, część trzecia: Wykańczanie

Teraz czas na ostateczny montaż!

1. Zacznij od skręcenia dwóch dolnych części i „Rdzenia ramy” do oporu.
2. Wpiąć 3 przewodowe złącze „wejście” od dolnej połowy do złącza na płytce elektroniki. To początek łańcucha NeoPixel.
3. Przylutuj 3 przewodowe złącze „wyjściowe” z dolnej połowy do paska NeoPixel na ramie rdzenia.
4. Przyklej niestandardowy pierścień NeoPixel na swoim miejscu.
5. Nawlecz na drugi od góry wydrukowany kawałek 3D.
6. Podłącz wyjście z górnego pierścienia paska NeoPixel do niestandardowego pierścienia NeoPixel Ring.
7. Nić na najwyższym kawałku wydrukowanym w 3D.
8. Zatrzaśnij dwa boczne elementy u podstawy armaty. Można je skleić, ale są one zaprojektowane tak, aby pasowały na wcisk.

Krok 8: Kod

Teraz czas na wgranie kodu!

Poniżej znajduje się podstawowy opis działania kodu. Kod zaczyna się od oczekiwania w pętli while, aż zostanie naciśnięty przełącznik. Następnie przechodzi do kolejnej pętli while, aż przełącznik nie będzie już wciśnięty. To jest tryb „ładowania”. W tej pętli while zmienna jest zmniejszana w czasie, aż osiągnie 10, jednocześnie odtwarzając efekt dźwiękowy i animację. Ta zmienna kontroluje częstotliwość efektu dźwiękowego ładowania i szybkość animacji NeoPixel. Służy również do kontrolowania długości impulsu laserowego po zwolnieniu przełącznika, co pozwala na wykonanie mocniejszego strzału laserowego poprzez dłuższe ładowanie.

Krok 9: Gotowe

I to wszystko! Wszystko, czego potrzeba, aby zbudować funkcjonalne działo laserowe z gry wideo Metroid! Świetnie, jeśli twój konkretny zakątek wszechświata jest atakowany przez czarne balony. Jak widać na filmie, ten laser jest w stanie z łatwością przebijać balony, co jest moją ulubioną demonstracją. Może również oświetlać zapałki, proch strzelniczy, palić papier, a nawet przebijać cienką pleksi. Będąc laserem o mocy 2,5 W, jest bardzo potężny, jeśli chodzi o broń laserową domowej roboty.

Mam nadzieję, że podobał Ci się ten projekt! Jeśli masz jakieś sugestie, jak mógłbym to ulepszyć, zachęcam do pozostawienia ich w opisie.

Bądź niesamowity!

-HyperIon