Projekt von Makern - IoT Nerfgun

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Maker: Moritz König

 

I. Video:

 

II. Material:

Für den Bau eines IoT NerfGun Targets werden folgende Bauteile benötigt:

  • Bastlersperrholz 1,5mm Stärke
  • Moosgummi 4mm Stärke
  • Microcontroller (Teensy LC)
  • ESP8266 oder Wemos D1 Mini
  • LED Siebensegment Anzeige
  • Neopixel 24 Ring
  • Pushbutton (3x)
  • QTR-1A Entfernungssensor
  • USB-Micro Buchse
  • Kabel, Leim, Klebeband (doppelseitig), Heißklebe

 

Für die Modifikationen der NerfGun werden folgende Teile benötigt:

  • LiPo Akku
  • LiPo USB Ladeplatine
  • ESP8266 oder Wemos D1 Mini
  • Taster (soft)
  • Schalter

 

III. Das Target

Aus dem 1,5mm dünnen Sperrholz werden mit Hilfe der ersten Vorlage und einem Lasercutter die benötigten Holzbauteile ausgeschnitten. Sämtliche Moosgummiteile werden auf selbe Weise aus der zweiten Vorlage ausgeschnitten. Zu Beginn werden folgende Holzteile miteinander verleimt: Oberteil, ein Seitenteil sowie die Vorderseite. Auf der Vorderseite wird der 24 Pixel LED-Ring durch doppelseitiges Klebeband um den ausgeschnittenen Kreis geklebt. Dabei sollten zuerst die drei Löcher für die Anschlusskabel des Ringes gebohrt werden. 

 

nerf-gun-target-1

 

Im Anschluss werden die Moosgummi-Seiten mit doppelseitigem Klebeband an die Innenseiten des Holzgehäuses angebracht. In den schrägen Schlitz an den Seiten des Gehäuses wird die Halterung für die Zielplatte gesteckt, die vorerst mit dem flexiblen Moosgummiteil verklebt wird. Durch die rechteckigen Ausschnitte im Moosgummi wird die Zielscheibe beweglich sodass sie beim Treffen eines Pfeiles zurückgestoßen wird. Um den Rückstoß zu erkennen wird der Entfernungssensor auf dem langen Sperrholz mit Heißklebe fixiert und zwischen die beiden Ausschnitte in die Seitenwände des Gehäuses gesteckt, ebenso wie die Holzplatte für den Microcontroller. 

nerf-gun-target-2

Für die Spannungsversorgung des Targets wird ein kleiner Kasten aus Holz an die rechte Seite des Gehäuses mit etwas Leim angebracht. Im Inneren des Kastens befindet sie lediglich die USB-Buchse.

 nerf-gun-target-3

 

IV. Die Modifikationen der NerfGun

nerfgun-1

 

Damit die NerfGun in der Lage ist Nachrichten an das Target zu senden sobald der Auslöser betätigt wurde, befindet sich im inneren der Gun direkt hinter der Feder des Auslösers Platz für einen 0,5mm Taster.

 

nerfgun-2

 

Die weiche Ausführung des Tasters enthält einen Hügel der perfekt zu dem Pin des Auslösers passt. Zwischen Auslöser und Magazin befindet sich Platz für das Wifi-Modul, den Schalter zum Ein- und Ausschalten der Gun sowie dem USB-Ladegerät des LiPo Akkus.

 

 nerfgun-3

 

Der LiPo Akku hingegen befindet sich direkt im Griff der Gun, wobei je nach Art des Akkus ein Paar Stabilisatoren entfernt werden müssen. Das Ladegerät wird mit Heißklebe befestigt, wohingegen alle anderen Komponenten nicht zwangsläufig verklebt werden müssen.

 

nerfgun-4

 

V. Elektronik und Spielmodi

Der Teensy Microcontroller ist zuständig für die I2C 7-Segment Anzeige, den Abstandssensor, die drei Taster und den Neopixel Ring. Der Wemos oder der ESP8266 sind hier nur nötig wenn eine Verbindung zur Gun benötigt wird. Wird die Gun eingeschaltet und ausgelöst, wird von der Gun eine UDP-Nachricht an das Target gesendet. Wird diese am Wemos des Targets empfangen wird der Pin D5 von 0V auf 5V geschaltet (grünes Verbindungskabel). Der digitale Eingang des Teensys erkennt diesen Spannungswechsel und kann darauf anschließend reagieren.

Mit dem mittlerem Taster am Target wählt man die Spielmodus aus. Der linke und der rechte Taster sind dafür da, Werte in dem gewissen Spielmodus zu erhöhen oder zu verringern. Die 7-Segment Anzeige zeigt dabei den aktuellen Wert an.

Die ersten beiden Spielmodi benötigen keine IoT NerfGun, d.h. das Wifi-Modul kann ausgeschaltet bleiben. Die letzen beiden Spielmodi entsprechen den ersten beiden nur mit IoT Funktionalität, sodass auch die Fehlschüsse erkannt werden.

  • Spielmodus 1: In diesem Spielmodus wird die Zeit eingestellt, in der möglichst viele Treffer erzielt werden müssen. Der Timer beginnt erst dann, wenn der erste Pfeil die Zielscheibe getroffen hat. Pfeile die nicht das Target treffen werden nicht berücksichtigt. Wird das Ziel getroffen, leuchtet der LED-Ring grün auf. Ist der Timer abgelaufen, werden die erzielten Treffer auf der 7-Segment Anzeige angezeigt.
  • Spielmodus 2: In dieser Variante wird die Anzahl an Treffer eingestellt. Ebenso wie in Spielmodus 1 wird das Spiel erst gestartet wenn der erste Treffer erzielt wird. Wird das Target getroffen, leuchtet der LED-Ring grün auf. An dem Ring kann ebenfalls die aktuelle Trefferzahl abgelesen werden. Nach dem letzen Treffer wird auf der 7-Segment Anzeige die benötigte Zeit eingeblendet.
  • Spielmodus 3/4: Diese beiden Spielmodi repräsentieren die ersten beiden mit der Erweiterung, dass die NerfGun eingeschaltet sein muss. Hierbei werden auch die Fehlschüsse erkannt. Wird der Auslöser betätigt und innerhalb kürzester Zeit kein Treffer erkannt werden, wird ein Fehlschuss gezählt. Das Spiel beginnt hierbei auch beim Fehlschuss.

 

VI. Downloads:

 Lasercutter -Vorlagen für das Gehäuse und Moosgummi

Arduino-Code (NerfGun, NerfTarget, NerfTargetWemos)

Fritzing-Schaltplan

10.08.2017 00:00 |

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