Pháo cánh tay Laser thực sự từ Metroid!: 9 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:32

Bởi Hyper_IonYoutube! Theo dõi Thêm của tác giả:

Giới thiệu: Kỹ sư / Nhà sản xuất / Hobbiest Thông tin thêm về Hyper_Ion »

Không có nhiều nhân vật trò chơi điện tử tuyệt vời như Samus. Thợ săn tiền thưởng cứu vũ trụ với một trong những vũ khí tuyệt vời nhất trong tất cả các phim khoa học viễn tưởng. Khi tôi thấy Huấn luyện viên đang tổ chức một cuộc thi dựa trên Trò chơi điện tử, tôi ngay lập tức biết rằng đó là vũ khí của cô ấy mà tôi muốn biến thành hiện thực.

Và đây là kết quả! Pháo laser này đủ mạnh để dễ dàng phá hủy một quả bóng bay ngay lập tức, đốt cháy các vật liệu dễ cháy khi tiếp xúc, và thậm chí có thể cắt xuyên qua lớp nhựa mỏng! Chưa kể nó có thể dễ dàng nhìn thấy trong không khí (bằng máy ảnh, đừng nhìn vào nó). Nó thậm chí còn có hiệu ứng ánh sáng và âm thanh!

Thưởng thức!

n

Bước 1: CẢNH BÁO

Tia laze của sức mạnh này cực kỳ nguy hiểm. Nếu không có sự bảo vệ đầy đủ, tia laser này SẼ làm bạn bị mù do phản xạ. Điều đó nói lên rằng, các thiết bị như thế này có thể an toàn, an toàn hơn nhiều máy cắt laser khung mở, nếu thực hiện các bước thích hợp.

ĐẦU TIÊN: Luôn đeo kính bảo vệ mắt được thiết kế cho tia laser này. Điều này không thể được phóng đại đủ. Kính an toàn tốt có nghĩa là sự khác biệt giữa tia laser mà bạn phải cẩn thận xung quanh và tia laser mà bạn không thể trả cho tôi để ở cùng phòng.

THỨ HAI: Có hàng loạt kính laze bổ sung xung quanh. Bạn sẽ muốn demo cái này. KHÔNG BAO GIỜ demo mà mọi người xung quanh bạn không có kính laser. Có một số gói số lượng lớn khá rẻ tiền hiện có.

THỨ BA: Có toàn quyền kiểm soát không gian bạn demo. Điều này có nghĩa là không ai vào mà không có sự cho phép của bạn. Không có cửa mở và không có cửa sổ không có mái che.

THỨ TƯ: Tôi đã tích hợp sẵn một cổng có thể rút phích cắm cho tia laser. Bất cứ khi nào tia laser không được sử dụng, hãy rút phích cắm của nó. Đây là sự an toàn cuối cùng để không ai không được phép sử dụng nó làm tổn thương bản thân hoặc người khác.

Về cơ bản, hãy coi tia laser như những gì nó vốn có. Hiểu được mối nguy hiểm và tránh nó. Nếu bạn làm theo các bước này, tia laser có thể đạt đến điểm "có thể sử dụng được" và "đủ an toàn". Nhưng đừng bao giờ coi nó như một trò đùa. Cuối cùng, đây là một cuộc biểu tình. Nếu bạn nhân rộng dự án này, hãy tự mình tìm hiểu những nguy hiểm. Tôi không chịu trách nhiệm nếu bạn làm tổn thương chính mình.

Bước 2: Các thành phần:

Đối với dự án này, bạn sẽ cần những thứ sau:

• Nhẫn NeoPixel tự chế (Xem hướng dẫn của tôi ở đây)
• 1 mét dải NeoPixel
• Diode Laser 2,5 Watt
• Arduino Nano
• 11.1V Lipo
• Bóng bán dẫn NPN TIP31A
• Bóng bán dẫn NPN 2N2222
• IRF9540n P-Channel MOSFET
• Điện trở 3x 1k
• Điện trở 48 ohm
• Điện trở 500 ohm
• LED xanh lam
• 2x đầu nối JST nữ
• Đầu nối 3 dây 5x (Bộ mở rộng PWM)
• Breadboard đục lỗ
• Bộ điều chỉnh 5v
• 3 Công tắc chuyển đổi vị trí
• Loa 8 Ohm
• Nhiều bộ phận in 3D

Công cụ:

• Máy in 3D (Hoặc Dịch vụ in như thế này)
• Sắt hàn
• Kính an toàn Laser !!

Bước 3: In và Thiết kế 3D

Phần khó nhất của dự án này chắc chắn là mô hình 3D và thiết kế. Cách tôi thiết kế khẩu pháo này bắt đầu với một vài hình ảnh tham khảo mà tôi tìm thấy trên mạng. Tôi ước tính tỷ lệ bằng cách so sánh kích thước cẳng tay của mình với Samus, sau đó chủ yếu sử dụng công cụ "Đường cong" cùng với các kỹ năng tạo mô hình điển hình để thiết kế hình dạng cơ bản. Tôi chia cánh tay thành 9 phần chính để tạo điều kiện cho việc in ấn dễ dàng hơn.

Sau đó, tôi đã thực hiện quá trình thêm các chi tiết tùy chỉnh. Điều này bao gồm một giá đỡ lõi giữ laser, pin, loa, bảng mạch và công tắc bật tắt. Tôi cũng cắt bỏ các kênh dọc theo các bên để thêm các dải NeoPixel bổ sung và một tấm phẳng để gắn vòng NeoPixel tùy chỉnh.

Để cố định các mảnh với nhau, tôi đã sử dụng phương pháp bắt đầu: các sợi chỉ in 3D. Điều này cho phép một phương pháp gắn kết đồng tâm, mạnh mẽ của hai miếng in 3d mà không cần phải rắc rối với bất kỳ phần cứng hoặc keo bổ sung nào.

Tất cả các mảnh được in trên máy in QIDI Tech One của tôi ở độ phân giải.3mm ở tốc độ tối đa. Tôi đã xóa hỗ trợ khỏi các luồng xung quanh, tuy nhiên điều đó thường không cần thiết trừ khi bạn đang cố gắng giải quyết vấn đề cao hơn. Tôi đã tìm thấy ở độ phân giải cao hơn, sự hỗ trợ đôi khi có thể làm cho các chủ đề bị căng và làm cho chúng hơi quá chặt. Tôi đã đưa hồ sơ in của mình vào liên kết ổ đĩa cho bất kỳ ai tò mò.

Tôi rất tin tưởng vào việc chia sẻ các phiên bản có thể chỉnh sửa của tệp vì vậy tôi đã cung cấp cả tệp STL và tệp Solidworks có thể chỉnh sửa ở đây và trên trang điều hướng của tôi.

Bước 4: Điện tử

Mạch tôi thiết kế cho dự án này có bốn phần chính:

Power MOSFET:

Ở đầu mạch có MOSFET kênh P irf9540n được kết nối giữa bộ điều chỉnh 5 volt và nguồn điện từ pin. Lý do tôi sử dụng điều này là vì công tắc tôi muốn sử dụng có ba trạng thái. Ở một bên và ở giữa, nó sẽ khóa vào vị trí trong khi ở phía xa, nó hoạt động như một công tắc tạm thời. Tôi gần sử dụng phía công tắc tạm thời để hoạt động như một đầu vào kỹ thuật số cho arduino để "sạc tia laser", cho phần giữa được "cấp nguồn" (nhưng không làm gì cả) và phần bên phải được "tắt". Cách tốt nhất tôi có thể nghĩ để làm điều này là kết nối nguồn điện với dây dẫn trung tâm của công tắc và chạy dây dẫn phía xa bên phải đến chân đế của MOSFET kênh P. Bằng cách đó, khi công tắc được kết nối nguồn ở bên phải, nguồn được cấp vào đế của MOSFET và mạch bị vô hiệu hóa. Khi công tắc ở phía ngoài cùng bên trái, điện áp sẽ đi qua bộ chia điện áp và sau đó đến chân Arduino nơi tín hiệu có thể được đọc. Khi công tắc ở giữa, không có điện áp nào được áp dụng và điện trở kéo xuống trên MOSFET kênh P đóng MOSFET kênh P và cho phép Arduino được cấp nguồn.

Trình điều khiển Laser:

Diode laser 2,5 watt được điều khiển bởi bóng bán dẫn TIP31A NPN. Tôi đã phải cắt tản nhiệt của bóng bán dẫn khi tôi thấy khe hở hơi quá chặt. Mặc dù tôi sẽ không đề nghị điều này, nhưng nó sẽ ổn thôi. Bóng bán dẫn được điều khiển bởi một điện trở 1k ohm được kết nối giữa chân 7 và cổng của bóng bán dẫn. Tôi cũng có một đèn LED màu xanh lam và điện trở song song với đi-ốt laser để hoạt động như một chỉ báo cho biết liệu tia laser có được định bắn hay không, ngay cả khi tia laser không được cắm vào. Đây là một phương pháp an toàn hơn rất nhiều để tránh sự cố.

Trình điều khiển âm thanh:

Để kích hoạt các hiệu ứng âm thanh cơ bản, một bóng bán dẫn 2n2222 nhỏ và điện trở 48 ohm đi kèm được sử dụng để hoạt động như một trình điều khiển âm thanh cơ bản. Một loa 8 ohm được kết nối giữa 5v và bóng bán dẫn này, được kết nối với đất. Arduino dao động chân 11 bật và tắt nhanh chóng, làm cho loa dao động qua lại và tạo ra âm thanh.

NeoPixels:

Đối với một số ít người chưa từng làm việc với chúng trước đây, NeoPixels là một dải đèn LED RGB có thể định vị riêng. Về cơ bản, bạn sử dụng nguồn điện, mặt đất và cung cấp cho nó một tín hiệu dữ liệu và bạn có thể kiểm soát một dòng lớn trong số chúng. Có 8 phần xuyên suốt khẩu pháo được xây dựng để chứa các Dải NeoPixel và một cho một vòng NeoPixel tùy chỉnh. Chỉ cần nối chúng lại với nhau thành một chuỗi dài và kết nối một đầu với chân số 9 trên Arduino.

Bước 5: Lắp ráp Phần một: Cốt lõi

Sau khi làm xong phần điện tử, bước tiếp theo là phần lắp ráp cơ khí. Chúng tôi bắt đầu bằng cách lắp ráp thành phần mà tôi gọi là "Core" dựa trên "Core Frame" được in 3D. Đây là toàn bộ phần chức năng của khẩu pháo, trừ các dải NeoPixel. Pháo sẽ hoạt động chỉ với bộ phận này được lắp ráp, mọi thứ khác chỉ đơn giản là khổ hạnh.

1. Bắt đầu bằng cách cố định công tắc bật tắt vào lỗ được chỉ định bằng đai ốc đi kèm. Để mặt không nhất thời hướng ra bên ngoài.
2. Tiếp theo, cố định mô-đun laser 2,5 watt bằng hai vít máy M4 dài 7,5mm. Tôi đã phải sử dụng hai vòng đệm cho vít của tôi vì vít của tôi quá dài, tuy nhiên điều đó sẽ không thành vấn đề đối với bạn nếu bạn có kích thước chính xác.
3. Sau khi tia laser được vặn chặt vào bo mạch điện tử bằng hai vít tự gắn M2. Chúng sẽ cắn vào nhựa để giữ bảng đúng vị trí.
4. Sử dụng keo siêu dính và keo xịt cố định gắn pin và loa vào các cạnh của Khung lõi. Ngoài ra, bạn có thể sử dụng khóa dán hoặc keo nóng.
5. Cắm pin, công tắc, laser và loa vào các cổng được chỉ định của chúng.

Tại thời điểm này, Core đã sẵn sàng để kiểm tra! Ném một cặp kính an toàn và bắn nó lên! Bạn có thể phải điều chỉnh tiêu điểm của tia laser để có được kết quả tốt nhất.

Bước 6: Lắp ráp Phần hai: Đèn

Bây giờ là lúc để thêm đèn! Nếu bạn nhìn vào các mô hình tôi đã làm, bạn sẽ thấy rằng ở cuối mỗi kênh và giữa mỗi vòng có các lỗ hình chữ nhật. Chúng được thiết kế để cấp nguồn và dây dữ liệu cho các dải NeoPixel khác nhau được cấp qua. Tôi tìm thấy phương pháp tốt nhất cho mình là nhảy từ bảng điện tử thẳng xuống điểm thấp nhất và làm việc từ đó.

1. Bắt đầu bằng cách xâu các mảnh dưới cùng lại với nhau, đảm bảo các mẫu thẳng hàng.
2. Thêm phần mở rộng servo vào "đầu vào" và "đầu ra" của bạn cho nửa dưới của khẩu pháo. Tôi đã chọn gắn những thứ này vào đầu dưới của các dải hướng ra bên ngoài của khẩu pháo.
3. Cắt và dán keo từng dải LED vào kênh của nó.
4. Thêm kết nối dây giữa các dải LED "đóng". Luồn vào một vòng mới sau mỗi bộ dây được hàn.
5. Thêm một dây PWM dài từ tập hợp các dải LED dưới cùng và các vòng.
6. Thêm một dây PWM dài vào vòng NeoPixel tùy chỉnh, nó phải là phần cuối của chuỗi.. Không keo xuống vòng NeoPixel.

* Lưu ý: Tôi đã quên đặt một lỗ ở dưới cùng của kênh vòng nhất. Điều này buộc tôi phải khai thác các kênh bên cạnh, để lại một khoảng trống nhỏ và một số hệ thống dây điện bất thường. Tôi đã cập nhật mô hình kể từ đó, có nghĩa là bạn không cần phải lo lắng về điều đó.

Bước 7: Lắp ráp Phần ba: Kết thúc

Bây giờ là thời gian cho việc lắp ráp cuối cùng!

1. Bắt đầu bằng cách vặn hai mảnh dưới cùng và "Khung cốt lõi" với nhau cho đến khi chúng đi được.
2. Cắm đầu nối 3 dây "đầu vào" từ nửa dưới vào kết nối trên bảng điện tử. Đây là bước khởi đầu của chuỗi NeoPixel.
3. Hàn đầu nối 3 dây "đầu ra" từ nửa dưới vào dải NeoPixel trên khung lõi.
4. Dán vòng NeoPixel tùy chỉnh vào vị trí.
5. Chủ đề trên mảnh in 3D thứ hai đến đầu.
6. Cắm đầu ra từ dải NeoPixel vòng trên cùng vào Vòng NeoPixel tùy chỉnh.
7. Chủ đề trên mảnh in 3D rất hàng đầu.
8. Đính vào hai mảnh bên ở chân pháo. Bạn có thể dán những thứ này, nhưng chúng được thiết kế để phù hợp với ma sát.

Bước 8: Mã

Bây giờ đã đến lúc tải lên mã!

Sau đây là mô tả cơ bản về cách mã hoạt động. Mã bắt đầu bằng cách đợi trong một vòng lặp cho đến khi công tắc bật tắt được nhấn. Sau đó, nó chuyển sang một vòng lặp while khác cho đến khi không còn nhấn công tắc bật tắt nữa. Đây là chế độ "sạc". Trong vòng lặp while này, một biến được giảm dần theo thời gian, cho đến khi nó đạt đến 10, đồng thời phát hiệu ứng âm thanh và hoạt ảnh. Biến này kiểm soát tần số của hiệu ứng âm thanh khi sạc và tốc độ của hoạt ảnh NeoPixel. Nó cũng được sử dụng để kiểm soát độ dài của xung laser sau khi công tắc bật tắt được nhả ra, do đó cho phép bạn tạo ra một bức ảnh laser "mạnh mẽ" hơn bằng cách sạc lâu hơn.

Bước 9: Đã xong

Và đó là nó! Tất cả những gì cần thiết để chế tạo một khẩu pháo laser chức năng từ trò chơi điện tử Metroid! Tuyệt vời nếu một góc vũ trụ cụ thể của bạn đang bị tấn công từ những quả bóng bay màu đen. Như bạn có thể thấy từ video, tia laser này có thể dễ dàng làm nổ bóng bay, cuộc trình diễn yêu thích của tôi. Nó cũng có thể đốt diêm, bột súng, đốt giấy, hoặc thậm chí đục lỗ qua các tấm thủy tinh mỏng. Là loại laser 2,5 watt, rất mạnh mẽ so với vũ khí laser tự chế.

Tôi hy vọng bạn thích dự án này! Nếu bạn có bất kỳ đề xuất nào về cách tôi có thể cải thiện nó, tôi khuyến khích bạn để lại chúng trong phần mô tả.

Luôn tuyệt vời!

-HyperIon