Real Laser Arm Cannon From Metroid !: 9 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:27

Af Hyper_IonYoutube! Følg mere af forfatteren:

Om: Ingeniør/Maker/Hobbiest Mere om Hyper_Ion »

Der er ikke mange videospilkarakterer lige så fantastiske som Samus. Universet redder dusørjæger med et af de sejeste våben i alt sciFi. Da jeg så, at Instructables var vært for en videospilbaseret konkurrence, vidste jeg straks, at det var hendes våben, jeg ville gøre til virkelighed.

Og dette er resultatet! Denne laserkanon er kraftig nok til let at ødelægge en ballon med det samme, antænde brandfarlige materialer ved kontakt og endda skære igennem tynd plast! For ikke at nævne det er let synligt i luften (med et kamera, se ikke på det). Det har endda lys og lydeffekter!

God fornøjelse!

n

Trin 1: ADVARSEL

Lasere af denne kraft er utroligt farlige. Uden tilstrækkelig beskyttelse vil denne laser blinde dig med en refleksion. Når det er sagt, kan enheder som dette være sikre, langt sikrere end mange laserskærere med åben ramme, hvis de rigtige skridt tages.

FØRST: Bær altid øjenværn, der er bygget til denne laser. Dette kan ikke overvurderes nok. Gode sikkerhedsbriller betyder forskellen mellem en laser, du skal være forsigtig omkring og en laser, du ikke kunne betale mig for at være i samme rum.

ANDET: Hav MEGET ekstra laserglas rundt omkring. Du vil gerne demonstrere dette. ALDRIG demo uden at alle omkring dig har laserbriller. Der er nogle temmelig billige bulkpakker derude.

TREDJE: Få fuld kontrol over den plads, du demonstrerer. Det betyder, at ingen kommer ind uden din tilladelse. Ingen døre, der er åbne, og ingen vinduer uden afdækning.

FJERDE: Jeg har indbygget en stik, der kan tages ud af stikkontakten til laseren. Når laseren ikke er ved at blive brugt, skal du tage stikket ud af stikkontakten. Dette er en endelig sikkerhed, så ingen, der ikke skal bruge den, skader sig selv eller andre.

I det væsentlige skal du behandle laseren som hvad den er. Forstå faren og undgå den. Hvis du følger disse trin, kan laseren nå det punkt, hvor den er "brugbar" og "sikker nok". Men behandl det aldrig som en vittighed. Endelig er dette tænkt som en demonstration. Hvis du gentager dette projekt, skal du lære farerne på egen hånd. Jeg er ikke ansvarlig, hvis du skader dig selv.

Trin 2: Komponenter:

Til dette projekt skal du bruge følgende: Komponenter:

• Hjemmelavet NeoPixel Ring (Se min tutorial her)
• 1 meter NeoPixel Strip
• 2,5 watt laserdiode
• Arduino Nano
• 11.1V Lipo
• TIP31A NPN Transistor
• 2N2222 NPN Transistor
• IRF9540n P-kanal MOSFET
• 3x 1k modstande
• 48 ohm modstand
• 500 ohm modstand
• Blå LED
• 2x kvindelige JST -stik
• 5x 3 -leder stik (PWM -forlængere)
• Perforeret brødbræt
• 5v regulator
• 3 Position vippekontakt
• 8 Ohm højttaler
• Mange 3D -trykte dele

Værktøjer:

• 3D -printer (eller udskrivningstjeneste som denne)
• Loddekolbe
• Laser sikkerhedsbriller !!

Trin 3: 3D -udskrivning og design

Den sværeste del af dette projekt var bestemt 3D -modellering og design. Måden jeg designede denne kanon på startede med et par referencebilleder, jeg fandt online. Jeg tilnærmede skalaen ved at sammenligne størrelsen af min underarm med Samus's, og brugte derefter primært værktøjet "Curve" langs typiske modelfremstillingsfærdigheder til at designe den grundlæggende form. Jeg delte armen i 9 hovedstykker for at lette udskrivning.

Jeg gennemgik derefter processen med at tilføje de tilpassede detaljer. Dette inkluderer en kerneholder, der indeholder laser, batteri, højttaler, printkort og vippekontakt. Jeg skar også kanaler ud langs siderne for at tilføje yderligere NeoPixel -strimler og en flad plade for at montere den brugerdefinerede NeoPixel -ring.

For at sikre stykkerne sammen gik jeg med min go-to metode: 3D-trykte tråde. Dette giver mulighed for en stærk, koncentrisk metode til fastgørelse af to 3d -trykte stykker uden at skulle rode med ekstra hardware eller lim.

Alle stykker blev trykt på min QIDI Tech One -printer med en opløsning på.3 mm ved maksimal hastighed. Jeg fjernede support fra omkring trådene, men det er typisk ikke nødvendigt, medmindre du forsøgte en højere opløsning. Jeg har fundet ved højere opløsninger understøttelse kan undertiden gummi op i trådene og gøre dem lidt for stramme. Jeg har inkluderet mine printprofiler i drevlinket for alle, der er nysgerrige.

Jeg tror stærkt på at dele redigerbare versioner af filer, så jeg har leveret både STL- og redigerbare Solidworks -filer både her og på min thingiverse -side.

Trin 4: Elektronik

Det kredsløb, jeg designet til dette projekt, har fire hovedafsnit:

Power MOSFET:

På toppen af kredsløbet er der en irf9540n P-kanal MOSFET forbundet mellem en 5 volt regulator og strømmen fra batteriet. Grunden til, at jeg bruger dette, er fordi den switch, jeg foretrækker at bruge, har tre tilstande. Til den ene side og midten låses den på plads, mens den på den anden side fungerer som en kortvarig kontakt. Jeg lukker for at bruge den momentane switch side til at fungere som en digital indgang til arduinoen for at "oplade laseren", for midten at blive "drevet" (men ikke gøre noget) og for yderst til højre at blive "slukket". Den bedste måde, jeg kunne tænke mig at gøre dette på, ville være at tilslutte strøm til switchens midterledning og føre den yderste højre ledning til bunden af en P-kanal MOSFET. På den måde, når kontakten er tilsluttet, er strømmen til højre, strøm til MOSFET's base, og kredsløbet deaktiveres. Når kontakten er yderst til venstre, går spændingen gennem en spændingsdeler og derefter til en Arduino -pin, hvor signalet kan læses. Når kontakten er i midten, tilføres ingen spænding, og nedtrapningsmodstanden på P-kanal MOSFET lukker P-kanal MOSFET og tillader Arduino at blive drevet.

Laser driver:

2,5 watt laserdioden drives af en TIP31A NPN transistor. Jeg var nødt til at afbryde kølelegemet på transistoren, da jeg fandt, at afstanden bare var lidt for stram. Selvom jeg ikke ville anbefale dette, burde det være fint. Transistoren drives af en 1 k ohm modstand forbundet mellem pin 7 og transistorens port. Jeg har også en blå LED og modstand parallelt med laserdioden for at fungere som en indikator for, om laseren var beregnet til at affyre, selvom laseren ikke er tilsluttet. Dette er en langt sikrere metode til fejlfinding.

Lyd driver:

For at muliggøre grundlæggende lydeffekter bruges en lille, 2n2222 transistor og ledsagende 48 ohm modstand til at fungere som en grundlæggende lyddriver. En 8 ohm højttaler er forbundet mellem 5v og denne transistor, som er forbundet til jorden. Arduino svinger pin 11 hurtigt og hurtigt, hvilket får højttaleren til at svinge frem og tilbage og generere lyd.

NeoPixels:

For de få, der ikke har arbejdet med dem før, er NeoPixels en stribe individuelt adresserbare RGB -lysdioder. I det væsentlige anvender du strøm, jord og giver det et datasignal, og du kan styre en enorm række af dem. Der er 8 sektioner i hele kanonen bygget til at huse NeoPixel Strips og en til en brugerdefineret NeoPixel ring. Bare led dem sammen i en lang kæde, og slut den ene ende til pin 9 på Arduino.

Trin 5: Montering Del 1: Kernen

Når elektronikken er færdig, er det næste trin den mekaniske samling. Vi starter med at samle den komponent, jeg har betegnet "Core" baseret på 3D -printet "Core Frame". Dette er hele den funktionelle del af kanonen minus NeoPixel -strimlerne. Kanonen fungerer kun med denne komponent samlet, alt andet er simpelthen asketisk.

1. Begynd med at fastgøre vippekontakten i det udpegede hul ved hjælp af den medfølgende møtrik. Hav den ikke-momentane side vendt udad.
2. Derefter fastgør du 2,5 watt lasermodulet ved hjælp af to M4 7,5 mm lange maskinskruer. Jeg var nødt til at bruge to skiver til mine, da mine skruer var for lange, men det burde ikke være et problem for dig, hvis du har den korrekte størrelse.
3. Efter laseren er skruet fast i elektronikkortet ved hjælp af de to M2 selvbåndende skruer. Disse skal bide i plasten for at holde brættet på plads.
4. Ved hjælp af superlim og insta-set spray fastgør du batteriet og højttaleren til siderne af Core Frame. Alternativt kan du bruge velcro eller varm lim.
5. Sæt batteriet, kontakten, laseren og højttaleren i deres udpegede porte.

På dette tidspunkt skal Core være klar til at teste! Kast et par sikkerhedsbriller på, og fyr det op! Du skal muligvis justere laserens fokus for at få de bedste resultater.

Trin 6: Samling del to: Lys

Nu er det tid til at tilføje lysene! Hvis du ser på de modeller, jeg lavede, vil du opdage, at der for enden af hver kanal og midten af hver ring er rektangulære huller. Disse er beregnet til strøm- og datakablerne til de forskellige NeoPixel -strimler, der skal føres igennem. Jeg fandt den bedste metode for mig at springe fra elektronikbrættet lige til det laveste punkt og arbejde op derfra.

1. Start med at tråde de fleste bundstykker sammen, og sørg for, at mønsteret ligger på linje.
2. Tilføj servo -udvidelser til din "input" og "output" for den nederste halvdel af kanonen. Jeg valgte at fastgøre disse til den nederste ende af strimlerne mod ydersiden af kanonen.
3. Skær og superlim hver LED -strimmel i sin kanal.
4. Tilføj ledningsforbindelser mellem "luk" LED -strimler. Tråd på en ny ring efter hvert loddet sæt tråde.
5. Tilføj en lang PWM -ledning fra bunden af LED -strimler og ringene.
6. Tilføj en lang PWM -ledning til den brugerdefinerede NeoPixel -ring, det skal være slutningen på kæden. Lim ikke NeoPixel -ringen ned.

*Bemærk: Jeg glemte at sætte et hul i den nederste ringkanal. Dette tvang mig til at trykke på sidekanalerne, hvilket efterlod et lille hul og nogle usædvanlige ledninger. Jeg har siden opdateret modellen, hvilket betyder, at du ikke skal bekymre dig om det.

Trin 7: Montering Del tre: Afslutning

Nu er det tid til den sidste samling!

1. Start med at skrue de to nederste stykker og "Core -rammen" sammen, så langt de når.
2. Tilslut "input" 3 -leder stikket fra den nederste halvdel til forbindelsen på elektronikkortet. Dette er starten på NeoPixel -kæden.
3. Loddet "output" 3 -wire -stikket fra den nederste halvdel ind i NeoPixel -strimlen på kernerammen.
4. Lim den brugerdefinerede NeoPixel -ring på plads.
5. Tråd på det andet til top 3D -trykte stykke.
6. Slut output fra den øverste ring NeoPixel -strip til den brugerdefinerede NeoPixel -ring.
7. Tråd på det øverste 3D -trykte stykke.
8. Snap de to sidestykker i bunden af kanonen. Du kan lime disse, men de er designet til at passe til friktion.

Trin 8: Kode

Nu er det tid til at uploade koden!

Det følgende er en grundlæggende beskrivelse af, hvordan koden fungerer. Koden begynder med at vente i et stykke tid, indtil vippekontakten trykkes ned. Den bevæger sig derefter ind i en anden loop, indtil vippekontakten ikke længere trykkes. Dette er tilstanden "opladning". I denne while loop en variabel formindskes over tid, indtil den når 10, mens den samtidig spiller en lydeffekt og animation. Denne variabel styrer frekvensen af opladningens lydeffekt og hastigheden på NeoPixel -animationerne. Det bruges også til at styre laserpulsens længde, når vippekontakten slippes, så du kan lave et mere "kraftfuldt" laserskud ved at oplade i længere tid.

Trin 9: Udført

Og det er det! Alt hvad der skal til for at bygge en funktionel laserkanon fra videospillet Metroid! Fantastisk hvis dit særlige hjørne af universet er under angreb fra sorte balloner. Som du kan se fra videoen, er denne laser let i stand til at pope balloner, min yndlingsdemonstration. Det kan også tænde tændstikker, pistolpulver, brænde papir eller endda slå igennem tyndt plexiglas. At være en 2,5 watt laser, dens meget kraftfuld så langt som hjemmelavede laser våben rækker.

Jeg håber, at du nød dette projekt! Hvis du har forslag til, hvordan jeg kan forbedre det, opfordrer jeg dig til at efterlade dem i beskrivelsen.

Bliv fantastisk!

-HyperIon