Real Laser Arm Cannon จาก Metroid!: 9 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:04

โดย Hyper_IonYouTube!ติดตามเพิ่มเติมโดยผู้เขียน:

เกี่ยวกับ: วิศวกร/ผู้ผลิต/งานอดิเรก ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับ Hyper_Ion »

มีตัวละครในวิดีโอเกมไม่มากนักที่เจ๋งเท่า Samus นักล่าเงินรางวัลกอบกู้จักรวาลด้วยหนึ่งในอาวุธที่เจ๋งที่สุดในไซไฟทั้งหมด เมื่อฉันเห็น Instructables เป็นเจ้าภาพการแข่งขันที่ใช้วิดีโอเกม ฉันรู้ทันทีว่าเป็นอาวุธของเธอที่ฉันต้องการทำให้เป็นจริง

และนี่คือผลลัพธ์! ปืนใหญ่เลเซอร์นี้ทรงพลังพอที่จะทำลายลูกโป่งในทันที ติดไฟวัสดุที่ติดไฟได้เมื่อสัมผัส และแม้กระทั่งตัดผ่านพลาสติกบาง ๆ! ไม่ต้องพูดถึงมันมองเห็นได้ง่ายในอากาศ (ด้วยกล้องอย่ามองมัน) แถมยังมีเอฟเฟกต์แสงและเสียงอีกด้วย!

สนุก!

NS

ขั้นตอนที่ 1: คำเตือน

เลเซอร์แห่งพลังนี้อันตรายอย่างเหลือเชื่อ หากไม่มีการป้องกันที่เพียงพอ เลเซอร์นี้จะทำให้คุณตาบอดด้วยแสงสะท้อน ดังที่กล่าวไว้ อุปกรณ์เช่นนี้สามารถมีความปลอดภัย ปลอดภัยกว่าเครื่องตัดเลเซอร์แบบเปิดเฟรมจำนวนมาก หากทำตามขั้นตอนที่เหมาะสม

ครั้งแรก: สวมอุปกรณ์ป้องกันดวงตาที่สร้างขึ้นสำหรับเลเซอร์นี้เสมอ นี้ไม่สามารถพูดเกินจริงเพียงพอ แว่นตานิรภัยที่ดีหมายถึงความแตกต่างระหว่างเลเซอร์ที่คุณต้องระวังและเลเซอร์ที่คุณไม่สามารถจ่ายให้ฉันอยู่ในห้องเดียวกันได้

ประการที่สอง: มีแว่นตาเลเซอร์พิเศษอยู่มากมาย คุณจะต้องการสาธิตนี้ ไม่เคยสาธิตโดยที่ทุกคนรอบตัวคุณมีแว่นตาเลเซอร์ มีแพ็คจำนวนมากราคาไม่แพงพอสมควร

ประการที่สาม: ควบคุมพื้นที่ที่คุณสาธิตได้อย่างเต็มที่ ซึ่งหมายความว่าไม่มีใครเข้ามาโดยไม่ได้รับอนุญาตจากคุณ ไม่มีประตูเปิดและไม่มีหน้าต่างที่เปิดอยู่

ประการที่สี่: ฉันได้สร้างพอร์ตแบบถอดได้สำหรับเลเซอร์ เมื่อใดก็ตามที่ไม่ได้ใช้เลเซอร์ ให้ถอดปลั๊กออก นี่เป็นความปลอดภัยขั้นสุดท้าย ดังนั้นไม่มีใครที่ไม่ควรใช้มันทำร้ายตัวเองหรือผู้อื่น

โดยพื้นฐานแล้วให้รักษาเลเซอร์ตามที่เป็นอยู่ เข้าใจอันตรายและหลีกเลี่ยงมัน หากคุณทำตามขั้นตอนเหล่านี้ เลเซอร์จะไปถึงจุดที่ "ใช้งานได้" และ "ปลอดภัยเพียงพอ" แต่อย่ามองว่าเป็นเรื่องตลก สุดท้ายนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อเป็นการสาธิต หากคุณทำซ้ำโครงการนี้ เรียนรู้อันตรายด้วยตัวคุณเอง ฉันไม่รับผิดชอบถ้าคุณทำร้ายตัวเอง

ขั้นตอนที่ 2: ส่วนประกอบ:

สำหรับโครงการนี้ คุณจะต้องมีสิ่งต่อไปนี้:ส่วนประกอบ:

• แหวน NeoPixel แบบโฮมเมด (ดูบทแนะนำของฉันที่นี่)
• แถบ NeoPixel 1 เมตร
• เลเซอร์ไดโอด 2.5 วัตต์
• Arduino นาโน
• 11.1V Lipo
• TIP31A ทรานซิสเตอร์ NPN
• 2N2222 ทรานซิสเตอร์ NPN
• IRF9540n P-Channel MOSFET
• ตัวต้านทาน 3x 1k
• ตัวต้านทาน 48 โอห์ม
• ตัวต้านทาน 500 โอห์ม
• ไฟ LED สีฟ้า
• 2x ตัวเชื่อมต่อ JST ตัวเมีย
• ขั้วต่อสายไฟ 5x3 (ตัวขยาย PWM)
• เขียงหั่นขนมพรุน
• ตัวควบคุม 5v
• สวิตช์สลับ 3 ตำแหน่ง
• ลำโพง 8 โอห์ม
• ชิ้นส่วนที่พิมพ์ 3 มิติจำนวนมาก

เครื่องมือ:

• 3D Printer (หรือบริการพิมพ์แบบนี้)
• หัวแร้ง
• แว่นตานิรภัยเลเซอร์!!

ขั้นตอนที่ 3: การพิมพ์และออกแบบ 3D

ส่วนที่ยากที่สุดของโครงการนี้คือการสร้างแบบจำลองและการออกแบบ 3 มิติ วิธีที่ฉันออกแบบปืนใหญ่นี้เริ่มต้นด้วยรูปภาพอ้างอิงสองสามรูปที่ฉันพบทางออนไลน์ ฉันประมาณมาตราส่วนโดยเปรียบเทียบขนาดปลายแขนของฉันกับของ Samus จากนั้นใช้เครื่องมือ "เส้นโค้ง" ร่วมกับทักษะการสร้างแบบจำลองทั่วไปเพื่อออกแบบรูปทรงพื้นฐานเป็นหลัก ฉันแยกแขนออกเป็น 9 ส่วนหลักเพื่อให้พิมพ์ได้ง่ายขึ้น

จากนั้นฉันก็ทำตามขั้นตอนการเพิ่มรายละเอียดที่กำหนดเอง ซึ่งรวมถึงแกนยึดที่ยึดเลเซอร์ แบตเตอรี่ ลำโพง แผงวงจร และสวิตช์สลับ ฉันยังตัดช่องด้านข้างออกเพื่อเพิ่มแถบ NeoPixel เพิ่มเติม และแผ่นเรียบเพื่อติดตั้งวงแหวน NeoPixel แบบกำหนดเอง

เพื่อรักษาความปลอดภัยของชิ้นส่วนต่างๆ เข้าด้วยกัน ฉันจึงใช้วิธีเดิม: เธรดที่พิมพ์ 3 มิติ วิธีนี้ช่วยให้สามารถแนบชิ้นส่วนที่พิมพ์ 3 มิติสองชิ้นที่มีจุดศูนย์กลางและแข็งแกร่งโดยไม่ต้องยุ่งกับฮาร์ดแวร์หรือกาวเพิ่มเติม

ชิ้นส่วนทั้งหมดถูกพิมพ์บนเครื่องพิมพ์ QIDI Tech One ของฉันที่ความละเอียด.3 มม. ที่ความเร็วสูงสุด ฉันได้ลบการสนับสนุนออกจากชุดข้อความแล้ว แต่โดยทั่วไปไม่จำเป็น เว้นแต่คุณจะพยายามใช้ความละเอียดที่สูงขึ้น ฉันพบว่าการรองรับความละเอียดที่สูงกว่านั้นบางครั้งอาจทำให้ด้ายพันกันและทำให้แน่นเกินไปเล็กน้อย ฉันได้รวมโปรไฟล์การพิมพ์ของฉันไว้ในลิงก์ไดรฟ์สำหรับทุกคนที่สงสัย

ฉันเชื่ออย่างแรงกล้าในการแชร์ไฟล์เวอร์ชันที่แก้ไขได้ ดังนั้นฉันจึงได้ให้ทั้งไฟล์ STL และไฟล์ Solidworks ที่แก้ไขได้ ทั้งที่นี่และบนหน้าสิ่งของฉัน

ขั้นตอนที่ 4: อิเล็กทรอนิกส์

วงจรที่ฉันออกแบบสำหรับโครงการนี้มีสี่ส่วนหลัก:

เพาเวอร์มอสเฟต:

ที่ด้านบนของวงจรมี irf9540n P-Channel MOSFET ที่เชื่อมต่อระหว่างตัวควบคุม 5 โวลต์กับพลังงานจากแบตเตอรี่ เหตุผลที่ฉันใช้สิ่งนี้เป็นเพราะสวิตช์ที่ฉันต้องการใช้มีสามสถานะ ด้านหนึ่งและตรงกลางจะล็อกเข้าที่ ขณะที่ด้านไกลทำหน้าที่เป็นสวิตช์ชั่วขณะ ฉันใกล้จะใช้ด้านสวิตช์ชั่วขณะเพื่อทำหน้าที่เป็นอินพุตดิจิตอลไปยัง Arduino เพื่อ "ชาร์จเลเซอร์" เพื่อให้ตรงกลาง "ขับเคลื่อน" (แต่ไม่ทำอะไรเลย) และเพื่อ "ปิด" ทางขวาสุด. วิธีที่ดีที่สุดที่ฉันคิดได้คือเชื่อมต่อพลังงานเข้ากับสายนำกลางของสวิตช์และวิ่งไปทางขวาสุดไปยังฐานของ P-channel MOSFET ด้วยวิธีนี้ เมื่อต่อสวิตช์แล้ว กำลังไฟอยู่ทางด้านขวา พลังงานจะถูกนำไปใช้กับฐานของ MOSFET และวงจรจะถูกปิดการใช้งาน เมื่อสวิตช์อยู่ทางซ้ายสุด แรงดันไฟฟ้าจะผ่านตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้า จากนั้นไปยังพิน Arduino ที่สัญญาณสามารถอ่านได้ เมื่อสวิตช์อยู่ตรงกลาง จะไม่มีการใช้แรงดันไฟฟ้า และตัวต้านทานแบบดึงลงบน P-Channel MOSFET จะปิด P-Channel MOSFET และอนุญาตให้ Arduino จ่ายไฟได้

ไดร์เวอร์เลเซอร์:

เลเซอร์ไดโอด 2.5 วัตต์ขับเคลื่อนด้วยทรานซิสเตอร์ TIP31A NPN ฉันต้องตัดแผงระบายความร้อนของทรานซิสเตอร์ออกเมื่อพบว่าระยะห่างแน่นเกินไปเพียงเล็กน้อย แม้ว่าฉันจะไม่แนะนำสิ่งนี้ แต่ก็ควรจะใช้ได้ ทรานซิสเตอร์ขับเคลื่อนด้วยตัวต้านทาน 1k โอห์มที่เชื่อมต่อระหว่างพิน 7 และเกตของทรานซิสเตอร์ ฉันยังมีไฟ LED สีฟ้าและตัวต้านทานควบคู่ไปกับเลเซอร์ไดโอดเพื่อทำหน้าที่เป็นตัวบ่งชี้ว่าเลเซอร์มีจุดประสงค์เพื่อยิงหรือไม่ แม้ว่าจะไม่ได้เสียบปลั๊กเลเซอร์ไว้ก็ตาม นี่เป็นวิธีการแก้ไขปัญหาที่ปลอดภัยกว่ามาก

ไดรเวอร์เสียง:

เพื่อเปิดใช้งานเอฟเฟกต์เสียงพื้นฐาน ทรานซิสเตอร์ 2n2222 ขนาดเล็กและตัวต้านทาน 48 โอห์มที่ประกอบเข้าด้วยกันถูกใช้เพื่อทำหน้าที่เป็นไดรเวอร์เสียงพื้นฐาน ลำโพง 8 โอห์มเชื่อมต่อระหว่าง 5v กับทรานซิสเตอร์นี้ ซึ่งเชื่อมต่อกับกราวด์ Arduino สั่นขา 11 เปิดและปิดอย่างรวดเร็ว ทำให้ลำโพงสั่นไปมาและสร้างเสียง

นีโอพิกเซล:

สำหรับผู้ที่ไม่เคยใช้งานมาก่อน NeoPixels เป็นแถบไฟ LED RGB ที่ระบุตำแหน่งแยกกันได้ โดยพื้นฐานแล้วคุณใช้พลังงาน กราวด์ และให้สัญญาณข้อมูล และคุณสามารถควบคุมสายขนาดใหญ่ได้ มีทั้งหมด 8 ส่วนในปืนใหญ่ที่สร้างขึ้นเพื่อใช้เป็น NeoPixel Strips และอีกส่วนหนึ่งสำหรับวงแหวน NeoPixel แบบกำหนดเอง เพียงต่อเข้าด้วยกันเป็นสายยาวเส้นเดียว แล้วต่อปลายด้านหนึ่งเข้ากับขา 9 บน Arduino

ขั้นตอนที่ 5: การประกอบส่วนที่หนึ่ง: Core

หลังจากทำอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เสร็จแล้ว ขั้นตอนต่อไปคือการประกอบเครื่องกล เราเริ่มต้นด้วยการประกอบส่วนประกอบที่ฉันเรียกว่า "Core" โดยอิงจาก "Core Frame" ที่พิมพ์ 3 มิติ นี่คือส่วนการทำงานทั้งหมดของปืนใหญ่ ลบด้วยแถบ NeoPixel ปืนใหญ่จะทำงานเมื่อประกอบชิ้นส่วนนี้เท่านั้น อย่างอื่นเป็นเพียงนักพรต

1. เริ่มต้นด้วยการยึดสวิตช์สลับเข้ากับรูที่กำหนดโดยใช้น็อตที่ให้มา ให้ด้านที่ไม่ชั่วขณะหันออกด้านนอก
2. ถัดไปยึดโมดูลเลเซอร์ 2.5 วัตต์ให้แน่นโดยใช้สกรูเครื่องยาว M4 7.5 มม. สองตัว ฉันต้องใช้แหวนรองสองตัวเพราะฉันสกรูยาวเกินไป แต่นั่นก็ไม่ใช่ปัญหาสำหรับคุณถ้าคุณมีขนาดที่ถูกต้อง
3. หลังจากที่เลเซอร์ยึดสกรูเข้ากับบอร์ดอิเล็กทรอนิกส์แล้วโดยใช้สกรูยึดเทป M2 สองตัว สิ่งเหล่านี้ควรกัดพลาสติกเพื่อยึดกระดานให้เข้าที่
4. ใช้กาวซุปเปอร์กาวและสเปรย์ฉีดติดตั้งแบตเตอรี่และลำโพงเข้ากับด้านข้างของ Core Frame หรือคุณสามารถใช้เวลโครหรือกาวร้อนก็ได้
5. เสียบแบตเตอรี่ สวิตช์ เลเซอร์ และลำโพงเข้ากับพอร์ตที่กำหนด

ณ จุดนี้ Core ควรพร้อมที่จะทดสอบ! สวมแว่นตานิรภัยแล้วจุดไฟ! คุณอาจต้องปรับโฟกัสของเลเซอร์เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุด

ขั้นตอนที่ 6: การประกอบส่วนที่สอง: ไฟ

ถึงเวลาเพิ่มไฟแล้ว! หากคุณดูแบบจำลองที่ฉันทำ คุณจะพบว่าที่ปลายแต่ละช่องและตรงกลางของวงแหวนแต่ละวงจะมีรูสี่เหลี่ยม สิ่งเหล่านี้มีไว้สำหรับสายไฟและข้อมูลสำหรับแถบ NeoPixel ต่างๆ ที่จะป้อนผ่าน ฉันพบว่าวิธีที่ดีที่สุดสำหรับฉันคือการกระโดดจากบอร์ดอิเล็กทรอนิกส์ตรงไปยังจุดต่ำสุดและทำงานต่อจากที่นั่น

1. เริ่มต้นด้วยการร้อยชิ้นส่วนด้านล่างเข้าด้วยกันเพื่อให้แน่ใจว่ารูปแบบจะเรียงกัน
2. เพิ่มส่วนขยายเซอร์โวให้กับ "อินพุต" และ "เอาต์พุต" สำหรับครึ่งล่างของปืนใหญ่ ฉันเลือกที่จะติดสิ่งเหล่านี้กับปลายด้านล่างของแถบไปด้านนอกของปืนใหญ่
3. ตัดและติดแถบ LED แต่ละแถบลงในช่อง
4. เพิ่มการเชื่อมต่อสายไฟระหว่างแถบ LED "ปิด" ร้อยเกลียวบนวงแหวนใหม่หลังจากชุดสายไฟที่บัดกรีแล้วแต่ละชุด
5. เพิ่มสาย PWM แบบยาวหนึ่งเส้นจากชุดด้านล่างของแถบ LED และวงแหวน
6. เพิ่มสาย PWM แบบยาวให้กับวงแหวน NeoPixel แบบกำหนดเอง ซึ่งควรเป็นส่วนท้ายของห่วงโซ่. อย่าติดวงแหวน NeoPixel ลงไป

*หมายเหตุ: ลืมใส่รูในช่องวงแหวนด้านล่างสุด สิ่งนี้ทำให้ฉันต้องแตะช่องด้านข้างซึ่งเหลือช่องว่างเล็กน้อยและการเดินสายที่ผิดปกติ ฉันได้อัปเดตโมเดลแล้ว ซึ่งหมายความว่าคุณไม่ควรกังวลเรื่องนี้

ขั้นตอนที่ 7: การประกอบส่วนที่สาม: เสร็จสิ้น

ตอนนี้ถึงเวลาสำหรับการชุมนุมครั้งสุดท้าย!

1. เริ่มต้นด้วยการขันสกรูสองชิ้นด้านล่างและ "โครงหลัก" เข้าด้วยกันจนสุด
2. เสียบขั้วต่อสายไฟ "อินพุต" 3 เส้นจากครึ่งล่างเข้ากับจุดเชื่อมต่อบนบอร์ดอิเล็กทรอนิกส์ นี่คือจุดเริ่มต้นของห่วงโซ่ NeoPixel
3. บัดกรีขั้วต่อ "เอาต์พุต" 3 เส้นจากครึ่งล่างลงในแถบ NeoPixel บนเฟรมหลัก
4. กาววงแหวน NeoPixel แบบกำหนดเองเข้าที่
5. ร้อยด้ายบนชิ้นที่พิมพ์ 3 มิติที่สองถึงด้านบน
6. เสียบเอาต์พุตจากแถบ NeoPixel วงแหวนด้านบนเข้ากับ NeoPixel Ring แบบกำหนดเอง
7. ร้อยด้ายบนชิ้นงานที่พิมพ์ 3 มิติด้านบนสุด
8. ติดชิ้นส่วนสองด้านที่ฐานของปืนใหญ่ คุณสามารถติดกาวเหล่านี้ได้ แต่ได้รับการออกแบบมาเพื่อให้พอดีกับการเสียดสี

ขั้นตอนที่ 8: รหัส

ถึงเวลาอัปโหลดโค้ดแล้ว!

ต่อไปนี้เป็นคำอธิบายพื้นฐานเกี่ยวกับวิธีการทำงานของโค้ด รหัสเริ่มต้นด้วยการรอสักครู่จนกว่าจะกดสวิตช์สลับ จากนั้นจะย้ายไปที่อื่นในขณะที่วนซ้ำจนกว่าสวิตช์สลับจะไม่ถูกกดอีกต่อไป นี่คือโหมด "การชาร์จ" ในขณะที่วนรอบตัวแปรจะลดลงเมื่อเวลาผ่านไปจนกว่าจะถึง 10 ในขณะเดียวกันก็เล่นเอฟเฟกต์เสียงและภาพเคลื่อนไหว ตัวแปรนี้ควบคุมความถี่ของเอฟเฟกต์เสียงการชาร์จและความเร็วของแอนิเมชั่น NeoPixel นอกจากนี้ยังใช้เพื่อควบคุมความยาวของพัลส์เลเซอร์เมื่อปล่อยสวิตช์สลับ ดังนั้นคุณจึงสามารถยิงเลเซอร์ที่ "ทรงพลัง" ได้มากขึ้นด้วยการชาร์จนานขึ้น

ขั้นตอนที่ 9: เสร็จแล้ว

และนั่นแหล่ะ! ทั้งหมดที่ใช้ในการสร้างปืนใหญ่เลเซอร์ที่ใช้งานได้จากวิดีโอเกม Metroid! เยี่ยมมากถ้ามุมใดมุมหนึ่งของจักรวาลของคุณถูกจู่โจมจากลูกโป่งสีดำ ดังที่คุณเห็นจากวิดีโอ เลเซอร์นี้ทำให้ลูกโป่งแตกได้ง่าย การสาธิตที่ฉันชอบ นอกจากนี้ยังสามารถใช้ไม้ขีดไฟ ผงปืน กระดาษเผา หรือแม้แต่เจาะลูกแก้วบางๆ การเป็นเลเซอร์ 2.5 วัตต์ มันทรงพลังมากเท่าอาวุธเลเซอร์แบบโฮมเมด

ฉันหวังว่าคุณจะสนุกกับโครงการนี้! หากคุณมีข้อเสนอแนะว่าควรปรับปรุงอย่างไร เราขอแนะนำให้คุณทิ้งไว้ในคำอธิบาย

ที่น่ากลัวอยู่!

-ไฮเปอร์ไอออน