Настоящая лазерная пушка из Metroid !: 9 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:50

Автор: Hyper_IonYoutube! Следуйте дальше от автора:

О программе: Инженер / Создатель / Хобби Подробнее о Hyper_Ion »

Не так много персонажей видеоигр столь же круты, как Самус. Вселенная спасает охотника за головами с одним из самых крутых видов оружия во всей научной фантастике. Когда я увидел, что Instructables проводит соревнование по видеоиграм, я сразу понял, что это ее оружие, которое я хотел воплотить в жизнь.

И вот результат! Эта лазерная пушка достаточно мощна, чтобы мгновенно уничтожить воздушный шар, воспламенить горючие материалы при контакте и даже прорезать тонкий пластик! Не говоря уже о том, что он хорошо виден в воздухе (в камеру, не смотрите на него). В нем даже есть световые и звуковые эффекты!

Наслаждаться!

п

Шаг 1: ВНИМАНИЕ

Лазеры такой мощности невероятно опасны. Без надлежащей защиты этот лазер ослепит вас отражением. При этом такие устройства могут быть безопасными, намного безопаснее, чем многие лазерные резаки с открытой рамой, если будут предприняты соответствующие меры.

ПЕРВОЕ: Всегда используйте средства защиты глаз, предназначенные для этого лазера. Это невозможно переоценить. Хорошие защитные очки означают разницу между лазером, с которым нужно быть осторожным, и лазером, за который мне нельзя платить, чтобы я находился в одной комнате.

ВТОРОЙ: Имейте МНОГО дополнительных лазерных очков. Вы захотите продемонстрировать это. НИКОГДА не показывайте демоверсию без лазерных очков. Есть несколько довольно недорогих оптовых упаковок.

ТРЕТИЙ: Полный контроль над пространством, которое вы демонстрируете. Это означает, что никто не входит без вашего разрешения. Ни открывающихся дверей, ни открытых окон.

ЧЕТВЕРТЫЙ: Я встроил отключаемый порт для лазера. Если вы не собираетесь использовать лазер, отключайте его от сети. Это последняя мера безопасности, поэтому никто, кто не должен ее использовать, не причинит вреда себе или другим.

По сути, относитесь к лазеру так, как он есть. Осознайте опасность и избегайте ее. Если вы выполните эти шаги, лазер может достичь точки, в которой он «пригоден для использования» и «достаточно безопасен». Но никогда не относитесь к этому как к шутке. Наконец, это предназначено для демонстрации. Если вы реплицируете этот проект, изучите опасности самостоятельно. Я не несу ответственности, если вы поранились.

Шаг 2: Компоненты:

Для этого проекта вам понадобится следующее: Компоненты:

• Самодельное кольцо NeoPixel (посмотрите мой учебник здесь)
• 1 метр полосы NeoPixel
• Лазерный диод 2,5 Вт
• Ардуино Нано
• 11,1 В Lipo
• TIP31A NPN транзистор
• 2N2222 NPN транзистор
• IRF9540n МОП-транзистор с P-каналом
• 3 резистора по 1 кОм
• Резистор 48 ом
• Резистор 500 ом
• Синий светодиод
• 2x гнездовых разъема JST
• 5x 3-х проводных разъемов (ШИМ-удлинители)
• Перфорированный макет
• Регулятор 5v
• 3-позиционный тумблер
• Динамик 8 Ом
• Многие детали, напечатанные на 3D-принтере

Инструменты:

• 3D-принтер (или подобный сервис печати)
• Паяльник
• Очки для защиты от лазера !!

Шаг 3: 3D-печать и дизайн

Самой сложной частью этого проекта, безусловно, было 3D моделирование и дизайн. Способ, которым я спроектировал эту пушку, начался с нескольких эталонных изображений, которые я нашел в Интернете. Я приблизился к масштабу, сравнив размер своего предплечья с размером Самус, а затем в основном использовал инструмент «Кривая» вместе с типичными навыками создания модели, чтобы разработать базовую форму. Я разделил руку на 9 основных частей, чтобы облегчить печать.

Затем я прошел процесс добавления пользовательских деталей. Сюда входит крепление для сердечника, которое удерживает лазер, аккумулятор, динамик, печатную плату и тумблер. Я также вырезал каналы по бокам, чтобы добавить дополнительные полосы NeoPixel, и плоскую пластину, чтобы установить специальное кольцо NeoPixel.

Чтобы скрепить детали вместе, я использовал свой метод: нити, напечатанные на 3D-принтере. Это позволяет использовать прочный концентрический метод крепления двух частей, напечатанных на 3D-принтере, без необходимости возиться с дополнительным оборудованием или клеем.

Все детали были напечатаны на моем принтере QIDI Tech One с разрешением 0,3 мм на максимальной скорости. Я удалил поддержку из всех потоков, однако обычно в этом нет необходимости, если только вы не пытались установить более высокое разрешение. Я обнаружил, что при более высоких разрешениях поддержка иногда может склеивать нити и делать их слишком тугими. Я включил свои профили печати в ссылку на диск для всех, кому интересно.

Я твердо верю в совместное использование редактируемых версий файлов, поэтому я предоставил и STL, и редактируемые файлы Solidworks здесь и на моей странице thingiverse.

Шаг 4: Электроника

Схема, которую я разработал для этого проекта, состоит из четырех основных частей:

Мощность MOSFET:

В верхней части схемы находится МОП-транзистор irf9540n с P-каналом, подключенный между регулятором на 5 В и питанием от батареи. Причина, по которой я использую это, заключается в том, что переключатель, который я бы предпочел использовать, имеет три состояния. С одной стороны и посередине он фиксируется на месте, а с другой стороны действует как переключатель мгновенного действия. Я близок к тому, чтобы использовать сторону переключателя мгновенного действия, чтобы действовать как цифровой вход для Arduino для «зарядки лазера», чтобы средний был «запитан» (но ничего не делал), а крайний правый - «выключен». Лучшим способом, который я мог придумать для этого, было бы подключить питание к центральному выводу переключателя и подключить крайний правый вывод к основанию P-канального MOSFET. Таким образом, когда переключатель подключен, питание направлено вправо, питание подается на основание полевого МОП-транзистора и цепь отключается. Когда переключатель находится в крайнем левом положении, напряжение проходит через делитель напряжения, а затем на вывод Arduino, где можно прочитать сигнал. Когда переключатель находится посередине, напряжение не подается, а понижающий резистор на P-канальном MOSFET закрывает P-канальный MOSFET и позволяет питать Arduino.

Лазерный драйвер:

Лазерный диод мощностью 2,5 Вт управляется транзистором TIP31A NPN. Мне пришлось отрезать радиатор транзистора, когда я обнаружил, что зазор слишком мал. Хотя я бы не рекомендовал это, но все должно быть хорошо. Транзистор управляется резистором 1 кОм, подключенным между выводом 7 и затвором транзистора. У меня также есть синий светодиод и резистор, подключенные параллельно лазерному диоду, которые служат индикатором того, должен ли лазер сработать, даже если он не подключен к розетке. Это гораздо более безопасный метод поиска неисправностей.

Аудио драйвер:

Для включения основных звуковых звуковых эффектов в качестве основного аудиодрайвера используются небольшой транзистор 2n2222 и сопутствующий резистор на 48 Ом. Динамик на 8 Ом подключен между 5 В и этим транзистором, который заземлен. Arduino быстро включает и выключает вывод 11, заставляя динамик колебаться вперед и назад и генерировать звук.

NeoPixels:

Для тех немногих, кто раньше с ними не работал, NeoPixels - это полоса индивидуально адресуемых светодиодов RGB. По сути, вы подключаете питание, заземляете и даете ему сигнал данных, и вы можете управлять огромной линией из них. Пушка разделена на 8 секций, предназначенных для размещения полос NeoPixel, и одна для нестандартного кольца NeoPixel. Просто соедините их в одну длинную цепочку и подключите один конец к контакту 9 на Arduino.

Шаг 5: Сборка. Часть первая: ядро

После того, как электроника готова, следующим шагом будет механическая сборка. Мы начинаем со сборки компонента, который я назвал «Ядром», на основе напечатанного на 3D-принтере «Базового кадра». Это вся функциональная часть пушки, за исключением полосок NeoPixel. Пушка будет работать только с этим собранным компонентом, все остальное просто аскетично.

1. Начните с закрепления тумблера в предназначенном для него отверстии с помощью прилагаемой гайки. Поверните немгновенную сторону наружу.
2. Затем закрепите лазерный модуль мощностью 2,5 Вт с помощью двух крепежных винтов M4 длиной 7,5 мм. Мне пришлось использовать две шайбы для моих, так как мои винты были слишком длинными, однако это не должно быть проблемой для вас, если у вас есть правильный размер.
3. После того, как лазер закреплен, прикрутите плату электроники с помощью двух саморезов M2. Они должны вгрызаться в пластик, чтобы удерживать плату на месте.
4. С помощью суперклея и спрея Insta-Set прикрепите аккумулятор и динамик к бокам основной рамы. В качестве альтернативы вы можете использовать липучку или горячий клей.
5. Вставьте аккумулятор, переключатель, лазер и динамик в соответствующие порты.

На этом этапе ядро должно быть готово к тестированию! Наденьте защитные очки и зажигайте! Возможно, вам придется отрегулировать фокусировку лазера, чтобы получить наилучшие результаты.

Шаг 6: Сборка. Часть вторая: огни

Пришло время добавить огни! Если вы посмотрите на модели, которые я сделал, вы обнаружите, что на конце каждого канала и в середине каждого кольца есть прямоугольные отверстия. Они предназначены для проводов питания и передачи данных для различных полосок NeoPixel. Я обнаружил, что лучший способ для меня - это прыгнуть с платы электроники прямо в самую нижнюю точку и работать оттуда.

1. Начните с соединения самых нижних частей, чтобы узор совпадал.
2. Добавьте расширения сервопривода к вашим «входам» и «выходам» для нижней половины пушки. Я решил прикрепить их к нижнему концу полос к внешней стороне пушки.
3. Вырежьте и приклейте каждую светодиодную ленту в ее канал.
4. Добавьте проводные соединения между «закрытыми» светодиодными лентами. Надевайте новое кольцо после каждого припаянного набора проводов.
5. Добавьте один длинный провод ШИМ из нижнего набора светодиодных лент и колец.
6. Добавьте длинный провод ШИМ к заказному кольцу NeoPixel, он должен быть концом цепочки.. Не приклеивайте кольцо NeoPixel.

* Примечание: я забыл проделать отверстие в самом нижнем кольцевом канале. Это заставило меня подключиться к боковым каналам, оставив небольшой зазор и необычную проводку. С тех пор я обновил модель, а это значит, что вам не о чем беспокоиться.

Шаг 7: Сборка. Часть третья: Завершение

Пришло время окончательной сборки!

1. Начните с того, что прикрутите две нижние части и «основной каркас» до упора.
2. Вставьте «входной» трехпроводной соединитель снизу в разъем на плате электроники. Это начало цепочки NeoPixel.
3. Припаяйте «выходной» трехпроводной соединитель из нижней половины к полосе NeoPixel на основной раме.
4. Приклейте изготовленное на заказ кольцо NeoPixel на место.
5. Наденьте верхнюю часть на второй, напечатанный на 3D-принтере.
6. Подключите выход полосы NeoPixel верхнего кольца к настраиваемому кольцу NeoPixel Ring.
7. Проденьте нить на самый верхний кусок 3D-печати.
8. Защелкните две боковые части у основания пушки. Вы можете склеить их, но они рассчитаны на трение.

Шаг 8: Код

Пришло время загрузить код!

Ниже приводится базовое описание того, как работает код. Код начинается с ожидания в цикле while, пока не будет нажат тумблер. Затем он переходит в другой цикл while, пока тумблер не перестанет быть нажатым. Это режим "зарядки". В этом цикле while переменная уменьшается с течением времени, пока не достигнет 10, одновременно воспроизводя звуковой эффект и анимацию. Эта переменная управляет частотой звукового эффекта зарядки и скоростью анимации NeoPixel. Он также используется для управления длительностью лазерного импульса после отпускания тумблера, что позволяет сделать более «мощный» лазерный выстрел за счет более продолжительной зарядки.

Шаг 9: Готово

Вот и все! Все, что нужно, чтобы построить функциональную лазерную пушку из видеоигры Metroid! Отлично, если ваш конкретный уголок вселенной находится под атакой черных воздушных шаров. Как видно из видео, этот лазер легко запускает воздушные шары, моя любимая демонстрация. Он также может зажигать спички, порох, сжигать бумагу или даже пробивать тонкий оргстекло. Будучи лазером мощностью 2,5 Вт, он очень мощный для самодельного лазерного оружия.

Надеюсь, вам понравился этот проект! Если у вас есть предложения, как я могу его улучшить, я рекомендую вам оставить их в описании.

Оставайся классным!

-Гиперион