Real Laser Arm Cannon From Metroid !: 9 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:41

Av Hyper_IonYoutube! Följ mer av författaren:

Om: Ingenjör/Maker/Hobbiest Mer om Hyper_Ion »

Det finns inte många videospelkaraktärer som är lika fantastiska som Samus. Universumräddande premiejägare med ett av de coolaste vapnen i all sciFi. När jag såg Instructables var värd för en tv -spelbaserad tävling, visste jag direkt att det var hennes vapen jag ville förverkliga.

Och detta är resultatet! Denna laserkanon är tillräckligt kraftfull för att enkelt förstöra en ballong direkt, antända brandfarliga material vid kontakt och till och med skära igenom tunn plast! För att inte tala om att den är lätt synlig i luften (med en kamera, titta inte på den). Det har till och med ljus och ljudeffekter!

Njut av!

n

Steg 1: VARNING

Lasrar av denna kraft är otroligt farliga. Utan adekvat skydd kommer denna laser att blinda dig med en reflektion. Med detta sagt kan sådana här enheter vara säkra, mycket säkrare än många laserskärare med öppen ram, om de rätta stegen vidtas.

FÖRSTA: Använd alltid ögonskydd som är byggt för denna laser. Detta kan inte överskattas tillräckligt. Bra skyddsglasögon betyder skillnaden mellan en laser du måste vara försiktig runt och en laser du inte kunde betala mig för att vara i samma rum.

ANDRA: Ha RIKTIGT med extra laserglasögon runt omkring. Du kommer att vilja demonstrera detta. Demontera ALDRIG utan att alla i din omgivning har laserglasögon. Det finns några ganska billiga bulkförpackningar där ute.

TREDJE: Ha full kontroll över det utrymme du demonstrerar. Det betyder att ingen kommer in utan ditt tillstånd. Inga dörrar som kan öppnas och inga fönster som är otäckta.

FJÄRDE: Jag har byggt in en urkopplingsbar port för lasern. När lasern inte ska användas ska du koppla ur den. Detta är en slutlig säkerhet så ingen som inte ska använda den skadar sig själv eller andra.

I huvudsak behandla lasern som vad den är. Förstå faran och undvik den. Om du följer dessa steg kan lasern nå den punkt där den är "användbar" och "tillräckligt säker". Men behandla det aldrig som ett skämt. Slutligen är detta tänkt som en demonstration. Om du replikerar detta projekt, lär dig farorna på egen hand. Jag är inte ansvarig om du skadar dig själv.

Steg 2: Komponenter:

För detta projekt behöver du följande: Komponenter:

• Hemmagjord NeoPixel -ring (kolla in min handledning här)
• 1 meter NeoPixel Strip
• 2,5 watt laserdiod
• Arduino Nano
• 11.1V Lipo
• TIP31A NPN -transistor
• 2N2222 NPN Transistor
• IRF9540n P-kanal MOSFET
• 3x 1k motstånd
• 48 ohm motstånd
• 500 ohm motstånd
• Blå LED
• 2x kvinnliga JST -kontakter
• 5x 3 -trådskontakter (PWM -förlängare)
• Perforerad brödbräda
• 5v regulator
• 3 Lägesomkopplare
• 8 Ohm högtalare
• Många 3D -tryckta delar

Verktyg:

• 3D -skrivare (eller utskriftstjänst så här)
• Lödkolv
• Lasersäkerhetsglasögon !!

Steg 3: 3D -utskrift och design

Den svåraste delen av detta projekt var definitivt 3D -modellering och design. Sättet jag utformade denna kanon började med några referensbilder jag hittade online. Jag approximerade skalan genom att jämföra storleken på min underarm med Samus, och använde då främst verktyget "Curve" längs typiska modellmodeller för att utforma grundformen. Jag delade armen i 9 huvuddelar för att underlätta enklare utskrift.

Jag gick sedan igenom processen med att lägga till anpassade detaljer. Detta inkluderar ett kärnfäste som rymmer laser, batteri, högtalare, kretskort och omkopplare. Jag klippte också ut kanaler längs sidorna för att lägga till ytterligare NeoPixel -remsor och en platt platta för att montera den anpassade NeoPixel -ringen.

För att säkra bitarna ihop gick jag med min go-to-metod: 3D-tryckta trådar. Detta möjliggör en stark, koncentrisk metod för fastsättning av två 3d -tryckta bitar utan att behöva röra med extra hårdvara eller lim.

Alla bitar trycktes på min QIDI Tech One -skrivare med.3 mm upplösning vid maximal hastighet. Jag tog bort stöd från alla trådar, men det är vanligtvis inte nödvändigt om du inte försöker en högre upplösning. Jag har funnit att vid högre upplösningar kan stöd ibland tugga upp trådarna och göra dem lite för snäva. Jag har inkluderat mina utskriftsprofiler i enhetslänken för alla som är nyfikna.

Jag tror starkt på att dela redigerbara versioner av filer så jag har tillhandahållit både STL- och redigerbara Solidworks -filer både här och på min thingiverse -sida.

Steg 4: Elektronik

Kretsen jag konstruerade för detta projekt har fyra huvudavsnitt:

Power MOSFET:

Överst på kretsen finns en irf9540n P-kanal MOSFET ansluten mellan en 5 volt regulator och strömmen från batteriet. Anledningen till att jag använder detta är att omkopplaren jag föredrar att använda har tre tillstånd. Till ena sidan och mitten låses den på plats medan den på andra sidan fungerar som en tillfällig omkopplare. Jag stänger för att använda den momentana omkopplarsidan för att fungera som en digital ingång till arduino för att "ladda lasern", för att mitten ska "drivas" (men inte göra någonting) och för att längst till höger ska "stängas av". Det bästa sättet jag skulle kunna tänka mig att göra detta skulle vara att ansluta ström till omkopplarens mittkabel och köra ledningen längst till höger till basen på en P-kanal MOSFET. På det sättet, när omkopplaren är ansluten, är strömmen till höger, strömförsörjning till MOSFET: s bas och kretsen är avstängd. När omkopplaren är längst till vänster går spänningen genom en spänningsdelare och sedan till en Arduino -stift där signalen kan läsas. När omkopplaren är i mitten appliceras ingen spänning och neddragningsmotståndet på P-kanal MOSFET stänger P-kanal MOSFET och gör att Arduino kan drivas.

Laserdrivrutin:

Laserdioden på 2,5 watt drivs av en TIP31A NPN -transistor. Jag var tvungen att stänga av transistorns kylfläns när jag upptäckte att utrymmet var lite för tätt. Även om jag inte skulle rekommendera detta, borde det vara bra. Transistorn drivs av ett 1k ohm motstånd anslutet mellan stift 7 och transistorns grind. Jag har också en blå lysdiod och ett motstånd parallellt med laserdioden för att fungera som en indikator på om lasern var avsedd att eldas, även om lasern inte är inkopplad. Detta är en mycket säkrare metod för felsökning.

Ljuddrivrutin:

För att möjliggöra grundläggande ljudeffekter används en liten 2n2222 -transistor och ett medföljande 48 ohm -motstånd för att fungera som en grundläggande ljuddrivrutin. En 8 ohm högtalare är ansluten mellan 5v och denna transistor, som är ansluten till jord. Arduino oscillerar stift 11 snabbt och snabbt, vilket får högtalaren att pendla fram och tillbaka och generera ljud.

NeoPixels:

För de få som inte har arbetat med dem tidigare är NeoPixels en remsa av individuellt adresserbara RGB -lysdioder. I huvudsak använder du ström, jord och ger den en datasignal och du kan styra en enorm rad av dem. Det finns åtta sektioner i hela kanonen som är byggda för NeoPixel -remsor och en för en anpassad NeoPixel -ring. Anslut dem enkelt i en lång kedja och anslut ena änden till stift 9 på Arduino.

Steg 5: Montering Del ett: Kärnan

När elektroniken är klar är nästa steg den mekaniska monteringen. Vi börjar med att sätta ihop den komponent som jag har kallat "Core" baserad på 3D -tryckt "Core Frame". Detta är hela den funktionella delen av kanonen, minus NeoPixel -remsorna. Kanonen fungerar bara med denna komponent monterad, allt annat är helt enkelt asketiskt.

1. Börja med att fästa omkopplaren i det avsedda hålet med den medföljande muttern. Ha den icke-momentana sidan vänd utåt.
2. Säkra sedan lasermodulen på 2,5 watt med två M4 7,5 mm långa maskinskruvar. Jag var tvungen att använda två brickor för mina eftersom mina skruvar var för långa, men det borde inte vara ett problem för dig om du har rätt storlek.
3. Efter att lasern sitter fast skruvar du i elektronikkortet med de två M2 självtejpande skruvarna. Dessa bör bita i plasten för att hålla brädet på plats.
4. Använd superlim och insta-spray för att fästa batteriet och högtalaren på kärnramens sidor. Alternativt kan du använda kardborreband eller varmt lim.
5. Anslut batteriet, strömbrytaren, lasern och högtalaren till de angivna portarna.

Vid denna tidpunkt bör kärnan vara redo att testa! Släng på dig ett par skyddsglasögon och skjut upp det! Du kan behöva justera laserns fokus för att få bästa resultat.

Steg 6: Montering Del två: Ljus

Nu är det dags att lägga till lamporna! Om du tittar på modellerna jag gjorde kommer du att upptäcka att det finns rektangulära hål i slutet av varje kanal och i mitten av varje ring. Dessa är avsedda för ström- och datakablarna för de olika NeoPixel -remsorna som ska matas igenom. Jag hittade att den bästa metoden för mig var att hoppa från elektronikkortet direkt till den lägsta punkten och arbeta därifrån.

1. Börja med att trä ihop de flesta botten och se till att mönstret ligger i linje.
2. Lägg till servotillägg till din "input" och "output" för den nedre halvan av kanonen. Jag valde att fästa dessa på remsornas nedre ände mot kanonens utsida.
3. Klipp och limma varje LED -remsa i sin kanal.
4. Lägg till kabelanslutningar mellan "stäng" LED -remsor. Trä på en ny ring efter varje löd uppsättning trådar.
5. Lägg till en lång PWM -tråd från den nedre uppsättningen LED -remsor och ringarna.
6. Lägg till en lång PWM -tråd till den anpassade NeoPixel -ringen, det bör vara slutet på kedjan. Lim inte ner NeoPixel -ringen.

*Obs: Jag glömde att sätta ett hål i den längsta ringkanalen. Detta tvingade mig att slå in i sidokanalerna, vilket lämnade ett litet gap och några ovanliga ledningar. Jag har sedan uppdaterat modellen, vilket innebär att du inte behöver oroa dig för det.

Steg 7: Montering Del tre: Slutförande

Nu är det dags för den sista monteringen!

1. Börja med att skruva ihop de två nedre delarna och "Core -ramen" så långt de går.
2. Anslut "ingång" 3 -trådskontakten från den nedre halvan till anslutningen på elektronikkortet. Detta är starten på NeoPixel -kedjan.
3. Löd "utgång" 3 -trådskontakten från den nedre halvan i NeoPixel -remsan på kärnramen.
4. Lim den anpassade NeoPixel -ringen på plats.
5. Tråd på den andra till översta 3D -tryckta biten.
6. Anslut utgången från den övre ring NeoPixel -remsan till den anpassade NeoPixel -ringen.
7. Tråd på det översta 3D -tryckta stycket.
8. Knäpp i de två sidostyckena vid basen av kanonen. Du kan limma dessa, men de är utformade för att passa friktion.

Steg 8: Kod

Nu är det dags att ladda upp koden!

Följande är en grundläggande beskrivning av hur koden fungerar. Koden börjar med att vänta i en stund -slinga tills vippomkopplaren trycks in. Den flyttar sedan in i en annan medan loop tills vippomkopplaren inte längre trycks in. Detta är "laddning" -läget. I denna medan loop minskar en variabel med tiden, tills den når 10, samtidigt som den spelar en ljudeffekt och animering. Denna variabel styr frekvensen för laddningseffekten och hastigheten på NeoPixel -animeringarna. Den används också för att styra laserpulsens längd när vippomkopplaren släpps, så att du kan göra ett mer "kraftfullt" laserskott genom att ladda längre.

Steg 9: Klar

Och det är allt! Allt som krävs för att bygga en funktionell laserkanon från tv -spelet Metroid! Bra om just ditt hörn av universum utsätts för överfall från svarta ballonger. Som du kan se från videon kan denna laser enkelt spränga ballonger, min favorit demonstration. Det kan också tända tändstickor, pistolpulver, bränna papper eller till och med slå igenom tunt plexiglas. Att vara en 2,5 watt laser, dess mycket kraftfulla så långt som hemgjorda laser vapen når.

Jag hoppas att du gillade det här projektet! Om du har några förslag på hur jag kan förbättra det, uppmuntrar jag dig att lämna dem i beskrivningen.

Håll dig fantastisk!

-HyperIon