مدفع ذراع ليزر حقيقي من ميترويد: 9 خطوات (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:38

بواسطة Hyper_IonYoutube! اتبع المزيد من قبل المؤلف:

حول: المهندس / صانع / Hobbiest المزيد حول Hyper_Ion »

لا يوجد العديد من شخصيات ألعاب الفيديو الرائعة مثل Samus. الكون ينقذ صائد الجوائز بواحد من أروع الأسلحة في جميع أفلام الخيال العلمي. عندما رأيت Instructables تستضيف مسابقة قائمة على ألعاب الفيديو ، عرفت على الفور أنه سلاحها الذي أردت أن أحققه.

وهذه هي النتيجة! مدفع الليزر هذا قوي بما يكفي لتدمير البالون بسهولة على الفور ، وإشعال المواد القابلة للاشتعال عند التلامس ، وحتى قطع البلاستيك الرقيق! ناهيك عن أنه يمكن رؤيته بسهولة في الهواء (بالكاميرا ، لا تنظر إليه). حتى أنه يحتوي على مؤثرات ضوئية وصوتية!

يتمتع!

ن

الخطوة 1: تحذير

الليزر بهذه القوة خطير للغاية. بدون حماية كافية ، سوف يعميك هذا الليزر بالانعكاس. ومع ذلك ، يمكن أن تكون مثل هذه الأجهزة آمنة ، وأكثر أمانًا من العديد من قواطع الليزر ذات الإطار المفتوح ، إذا تم اتخاذ الخطوات المناسبة.

أولاً: ارتدِ دائمًا واقيًا للعين مصممًا لهذا الليزر. هذا لا يمكن المبالغة فيه بما فيه الكفاية. تعني نظارات السلامة الجيدة الفرق بين الليزر الذي يجب أن تكون حذرًا حوله والليزر الذي لا يمكنك أن تدفع لي مقابل أن أكون في نفس الغرفة.

ثانيًا: احصل على الكثير من نظارات الليزر الإضافية. سترغب في عرض هذا. لا تقم أبدًا بالعرض التجريبي بدون أن يكون لدى كل من حولك نظارات ليزر. هناك بعض العبوات السائبة الرخيصة إلى حد ما هناك.

ثالثًا: تمتع بالتحكم الكامل في المساحة التي تعرضها. هذا يعني أن لا أحد يدخل بدون إذنك. لا أبواب مفتوحة ولا نوافذ مكشوفة.

رابعًا: لقد بنيت في منفذ غير قابل للتوصيل لليزر. عندما لا يكون الليزر على وشك الاستخدام ، افصله. هذه سلامة نهائية ، لذا لا يؤذي أي شخص ليس من المفترض أن يستخدمه نفسه أو يؤذي الآخرين.

في الأساس ، تعامل مع الليزر كما هو. افهم الخطر وتجنبه. إذا اتبعت هذه الخطوات ، يمكن أن يصل الليزر إلى النقطة التي يكون فيها "صالحًا للاستخدام" و "آمنًا بدرجة كافية". لكن لا تعاملها على أنها مزحة. أخيرًا ، هذا هو المقصود كمظاهرة. إذا قمت بتكرار هذا المشروع ، فتعرف على المخاطر بنفسك. أنا لست مسؤولاً إذا جرحت نفسك.

الخطوة الثانية: المكونات:

ستحتاج لهذا المشروع إلى ما يلي:

• حلقة NeoPixel محلية الصنع (راجع البرنامج التعليمي الخاص بي هنا)
• 1 متر من شريط NeoPixel
• 2.5 وات ليزر ديود
• اردوينو نانو
• 11.1 فولت ليبو
• TIP31A NPN الترانزستور
• 2N2222 الترانزستور NPN
• IRF9540n ف قناة MOSFET
• 3x 1 كيلو مقاومات
• 48 أوم المقاوم
• 500 أوم المقاوم
• الصمام الأزرق
• 2x أنثى موصلات JST
• موصلات أسلاك 5 × 3 (موسعات PWM)
• اللوح المثقوب
• منظم 5 فولت
• 3 مفتاح تبديل الوضع
• 8 أوم مكبر صوت
• العديد من الأجزاء المطبوعة ثلاثية الأبعاد

أدوات:

• طابعة ثلاثية الأبعاد (أو خدمة طباعة مثل هذه)
• لحام حديد
• نظارات السلامة بالليزر !!

الخطوة 3: الطباعة ثلاثية الأبعاد والتصميم

كان أصعب جزء في هذا المشروع هو التصميم والتصميم ثلاثي الأبعاد. بدأت الطريقة التي صممت بها هذا المدفع ببعض الصور المرجعية التي وجدتها على الإنترنت. قاربت المقياس بمقارنة حجم ساعدي بمقاس ساموس ، ثم استخدمت بشكل أساسي أداة "المنحنى" جنبًا إلى جنب مع مهارات صنع النماذج النموذجية لتصميم الشكل الأساسي. قمت بتقسيم الذراع إلى 9 قطع رئيسية لتسهيل الطباعة.

ثم مررت بعملية إضافة التفاصيل المخصصة. يتضمن ذلك حاملًا أساسيًا يحمل الليزر والبطارية ومكبر الصوت ولوحة الدائرة ومفتاح التبديل. لقد قطعت أيضًا القنوات على طول الجوانب لإضافة شرائط NeoPixel إضافية ولوحة مسطحة لتركيب حلقة NeoPixel المخصصة.

من أجل تأمين القطع معًا ، اتبعت طريقة go-to الخاصة بي: خيوط مطبوعة ثلاثية الأبعاد. يتيح ذلك طريقة قوية ومتحدة المركز لربط قطعتين مطبوعتين ثلاثية الأبعاد دون الحاجة إلى العبث بأي أجهزة أو غراء إضافي.

تمت طباعة جميع القطع على طابعة QIDI Tech One الخاصة بي بدقة 0.3 مم بأقصى سرعة. لقد قمت بإزالة الدعم من جميع الخيوط ، ولكن هذا ليس ضروريًا عادةً إلا إذا كنت تحاول الحصول على دقة أعلى. لقد وجدت في دقة أعلى ، يمكن للدعم في بعض الأحيان أن يفسد الخيوط ويجعلها ضيقة جدًا. لقد قمت بتضمين ملفات تعريف الطباعة الخاصة بي في رابط محرك الأقراص لأي شخص لديه فضول.

أنا مؤمن بشدة بمشاركة إصدارات قابلة للتحرير من الملفات ، لذا فقد قدمت ملفات STL وملفات Solidworks القابلة للتحرير هنا وعلى صفحتي المتنوعة.

الخطوة 4: الإلكترونيات

الدائرة التي صممتها لهذا المشروع تتكون من أربعة أقسام رئيسية:

موسفيت الطاقة:

يوجد في الجزء العلوي من الدائرة irf9540n P-Channel MOSFET متصل بين منظم 5 فولت والطاقة من البطارية. سبب استخدامي لهذا هو أن المفتاح الذي أفضل استخدامه به ثلاث حالات. إلى جانب واحد والوسط ، يتم تثبيته في مكانه بينما يعمل على الجانب البعيد كمفتاح مؤقت. لقد اقتربت من استخدام جانب التبديل اللحظي للعمل كمدخل رقمي إلى اردوينو "لشحن الليزر" ، ولكي يتم "تشغيل" الوسط (ولكن لا أفعل أي شيء) ، و "إيقاف تشغيل" أقصى اليمين. أفضل طريقة يمكن أن أفكر بها للقيام بذلك هي توصيل الطاقة بالقيادة المركزية للمفتاح وتشغيل أقصى اليمين لقاعدة MOSFET بقناة P. بهذه الطريقة ، عندما يكون المفتاح متصلًا بالطاقة على اليمين ، يتم تطبيق الطاقة على قاعدة MOSFET ويتم تعطيل الدائرة. عندما يكون المفتاح في أقصى اليسار ، يمر الجهد عبر مقسم جهد ثم إلى دبوس Arduino حيث يمكن قراءة الإشارة. عندما يكون المفتاح في المنتصف ، لا يتم تطبيق أي جهد ، ويقوم المقاوم المنسدل في P-Channel MOSFET بإغلاق P-Channel MOSFET ويسمح لـ Arduino بالطاقة.

سائق الليزر:

يتم تشغيل الصمام الثنائي الليزري 2.5 وات بواسطة ترانزستور TIP31A NPN. اضطررت إلى قطع المشتت الحراري للترانزستور عندما وجدت أن الخلوص كان ضيقًا جدًا. على الرغم من أنني لا أوصي بهذا ، يجب أن يكون جيدًا. يتم تشغيل الترانزستور بواسطة مقاوم 1 كيلو أوم متصل بين دبوس 7 وبوابة الترانزستور. لدي أيضًا مصباح LED أزرق ومقاوم بالتوازي مع الصمام الثنائي لليزر للعمل كمؤشر على ما إذا كان الليزر يهدف إلى إطلاق النار ، حتى لو لم يتم توصيل الليزر. هذه طريقة أكثر أمانًا لحل المشاكل.

برنامج تشغيل الصوت:

من أجل تمكين المؤثرات الصوتية الأساسية ، يتم استخدام ترانزستور 2n2222 صغير ومقاوم 48 أوم المصاحب للعمل كمحرك صوت أساسي. يتم توصيل مكبر صوت 8 أوم بين 5 فولت وهذا الترانزستور ، وهو متصل بالأرض. يقوم Arduino بتأرجح دبوس 11 بين التشغيل والإيقاف بسرعة ، مما يتسبب في تأرجح السماعة للأمام والخلف وتوليد الصوت.

نيوبكسلز:

بالنسبة للقلة الذين لم يعملوا معهم من قبل ، فإن NeoPixels عبارة عن شريط من مصابيح RGB LED القابلة للتوجيه بشكل فردي. في الأساس تقوم بتطبيق الطاقة والأرض وإعطائها إشارة بيانات ويمكنك التحكم في خط ضخم منها. هناك 8 أقسام في جميع أنحاء المدفع مصممة لإيواء شرائط NeoPixel وقسم واحد لحلقة NeoPixel مخصصة. ما عليك سوى توصيلها معًا في سلسلة طويلة واحدة ، وتوصيل أحد طرفيها بالرقم 9 على Arduino.

الخطوة 5: التجميع الجزء الأول: الجوهر

بعد الانتهاء من الإلكترونيات ، فإن الخطوة التالية هي التجميع الميكانيكي. نبدأ بتجميع المكون الذي أطلق عليه "Core" استنادًا إلى "الإطار الأساسي" المطبوع ثلاثي الأبعاد. هذا هو الجزء الوظيفي بالكامل من المدفع ، باستثناء شرائط NeoPixel. المدفع سيعمل فقط مع هذا المكون المركب ، كل شيء آخر هو ببساطة زاهد.

1. ابدأ بتثبيت مفتاح التبديل في الفتحة المخصصة له باستخدام الجوز المتضمن. اجعل الجانب غير اللحظي متجهًا للخارج.
2. بعد ذلك ، قم بتأمين وحدة الليزر 2.5 وات باستخدام مسامير آلة بطول 7.5 مم. اضطررت إلى استخدام غسالتين لي لأن البراغي كانت طويلة جدًا ، ولكن لا ينبغي أن يكون ذلك مشكلة بالنسبة لك إذا كان لديك الحجم الصحيح.
3. بعد أن يتم تثبيت المسمار اللولبي في لوحة الإلكترونيات باستخدام مسامير اللولب ذاتية اللصق M2. يجب أن يعض البلاستيك لتثبيت السبورة في مكانها.
4. باستخدام الغراء الفائق ورذاذ الإنستا ، قم بتوصيل البطارية ومكبر الصوت بجوانب الإطار الأساسي. بدلاً من ذلك ، يمكنك استخدام الفيلكرو أو الغراء الساخن.
5. قم بتوصيل البطارية والمفتاح والليزر ومكبر الصوت في المنافذ المخصصة لهم.

في هذه المرحلة ، يجب أن يكون Core جاهزًا للاختبار! ارمِ زوجًا من نظارات الأمان واشعله! قد تضطر إلى ضبط تركيز الليزر للحصول على أفضل النتائج.

الخطوة 6: التجميع الجزء الثاني: الأضواء

حان الوقت الآن لإضافة الأضواء! إذا نظرت إلى النماذج التي صنعتها ستجد أنه في نهاية كل قناة وفي منتصف كل حلقة توجد ثقوب مستطيلة. هذه مخصصة لأسلاك الطاقة والبيانات لشرائح NeoPixel المختلفة ليتم تغذيتها من خلالها. لقد وجدت أن أفضل طريقة بالنسبة لي هي القفز من لوحة الإلكترونيات مباشرة إلى أدنى نقطة والعمل من هناك.

1. ابدأ بربط معظم القطع السفلية معًا ، مع ضمان محاذاة النمط.
2. أضف ملحقات المؤازرة إلى "المدخلات" و "الإخراج" للنصف السفلي من المدفع. اخترت إرفاق هذه بالطرف السفلي من الشرائط باتجاه الجزء الخارجي من المدفع.
3. قم بقص كل شريط LED ولصقه بالغراء في قناته.
4. أضف توصيلات الأسلاك بين شرائط LED "القريبة". الخيط على حلقة جديدة بعد كل مجموعة أسلاك ملحومة.
5. أضف سلك PWM طويلًا من المجموعة السفلية لشرائط LED والحلقات.
6. أضف سلك PWM طويل إلى حلقة NeoPixel المخصصة ، يجب أن تكون نهاية السلسلة.. لا تلصق حلقة NeoPixel.

* ملاحظة: لقد نسيت أن أضع ثقبًا في الجزء السفلي من القناة الأكثر رنينًا. أجبرني هذا على النقر على القنوات الجانبية ، مما ترك فجوة بسيطة وبعض الأسلاك غير العادية. لقد قمت منذ ذلك الحين بتحديث النموذج ، مما يعني أنه لا داعي للقلق بشأن ذلك.

الخطوة 7: التجميع الجزء الثالث: الانتهاء

حان الوقت الآن للتجميع النهائي!

1. ابدأ بربط القطعتين السفلية و "الإطار الأساسي" معًا بقدر ما سيصلان.
2. قم بتوصيل موصل "الإدخال" المكون من 3 أسلاك من النصف السفلي بالاتصال الموجود على لوحة الإلكترونيات. هذه بداية سلسلة NeoPixel.
3. قم بلحام موصل الأسلاك "الإخراج" من النصف السفلي في شريط NeoPixel على الإطار الأساسي.
4. ألصق حلقة NeoPixel المخصصة في مكانها.
5. الخيط على الجزء الثاني لأعلى قطعة مطبوعة ثلاثية الأبعاد.
6. قم بتوصيل الإخراج من شريط NeoPixel ذو الحلقة العلوية بحلقة NeoPixel المخصصة.
7. الخيط على أعلى قطعة مطبوعة ثلاثية الأبعاد.
8. أدخل القطعتين الجانبيتين في قاعدة المدفع. يمكنك لصقها ، لكنها مصممة لتكون مناسبة للاحتكاك.

الخطوة 8: الكود

حان الوقت الآن لتحميل الكود!

فيما يلي وصف أساسي لكيفية عمل الكود. يبدأ الرمز بالانتظار في حلقة while حتى يتم الضغط على مفتاح التبديل. ثم ينتقل إلى حلقة أثناء أخرى حتى لا يتم الضغط على مفتاح التبديل. هذا هو وضع "الشحن". في حلقة while loop ، يتم إنقاص متغير بمرور الوقت ، حتى يصل إلى 10 ، بينما يتم تشغيل مؤثر صوتي ورسوم متحركة في نفس الوقت. يتحكم هذا المتغير في تردد المؤثرات الصوتية للشحن وسرعة الرسوم المتحركة NeoPixel. يتم استخدامه أيضًا للتحكم في طول نبضة الليزر بمجرد تحرير مفتاح التبديل ، مما يسمح لك بعمل لقطة ليزر "أكثر قوة" عن طريق الشحن لفترة أطول.

الخطوة 9: تم

وهذا كل شيء! كل ما يتطلبه الأمر لبناء مدفع ليزر وظيفي من لعبة الفيديو Metroid! عظيم إذا كان ركنك الخاص من الكون يتعرض للهجوم من البالونات السوداء. كما ترون من الفيديو ، هذا الليزر قادر بسهولة على فرقعة البالونات ، العرض التوضيحي المفضل لدي. يمكنه أيضًا أن يخفف أعواد الثقاب ، أو مسحوق البنادق ، أو يحرق الورق ، أو حتى يخترق زجاج شبكي رقيق. لكونه ليزر 2.5 واط ، فهو قوي للغاية فيما يتعلق بأسلحة الليزر محلية الصنع.

أتمنى أن تكون قد استمتعت بهذا المشروع! إذا كان لديك أي اقتراحات حول كيفية تحسينها ، فأنا أشجعك على تركها في الوصف.

ابق رائعًا!

-فرط