Cześć,
jakiś czas temu wpadłem na pomysł zbudowania trenażera do Silhouette. Jednak normalny trening w przydomowym ogródku jest w mieście mało rozsądny. Dlatego trenażer przeznaczony byłby do strzelania „na sucho” tj. z wykorzystaniem lasera. Buszując na ali wpadł mi w oko czujnik przecięcia wiązki służący np. do przerywania zamykania bramy. To rzeczywiście działa, na odległość kilkunastu metrów, a wypuszczona przez urządzenie wiązka lasera wraca do niego pod odbiciu od odblasku, a brak jej powrotu jest sygnalizowany.
czujnik bramowy.jpg
Natomiast, chociaż coś tam związanego z pierwszym zawodem czyli z elektroniką jeszcze pamiętałem, to nadanie działaniu tego wynalazku sensownej logiki zapowiadało się kłopotliwie, dlatego postanowiłem zaprojektować wszystko od początku. Pierwszym wyzwaniem był wybór platformy sprzętowej i pomyślałem o Arduino. Im więcej wczytywania się w temat, a więc im dalej w las tym więcej drzew, a finalnie stanęło na ESP32 w wersji DevkitC. Małe to-to, tanie i wszystko-mające (interface USB, woltomierz, WiFi z własnym access pointem i dodatkowo własnym niskoenergetycznym protokołem o większym zasięgu od standardowego, Bluetooth itp., dlatego wygrało tu z np. STM32)
esp32.jpg
Kolejna sprawa to stworzenie oprogramowania, ale moja dotychczasowa praktyka to zaledwie Basic na Commodore 16 jeszcze z czasów szkolnych, assembler na jego procesor 7501, a potem różne skrypty pod Windows. Słabo. Tymczasem tu w grę wchodziły nieznane mi zupełnie języki tj. podobno prosty ale nie wiem czy wystarczający tutaj Python, zapowiadający się na wymagający trochę praktyki FreeRTOS, i oczywiście C++. Nie święci garnki lepią, i dwa youtub’owe, puszczane po części wyłącznie fonią do snu kursy, i parę ćwiczeń w środowisku CodeBlocks załatwiły sprawę, i potem kolejne moduły pisane pod Arduino IDE zaczynały „żyć”. Koncepcja końcowego efektu również się rozwijała, i na tę chwilę obejmuje zestaw dwóch urządzeń. Pierwsze montowane na karabinie w formie elektroniki (sterownik, zasilanie i elektromagnes do symulowania uderzenia zbijaka) zamkniętej w zamienniku kartusza (Walther), nakładki na rękojeść odczytującej położenie spustu, oraz lasera na lunecie wraz z małym wyświetlaczem OLED (albo LCD, zobaczymy co się lepiej sprawdzi? BTW ramki DIY do wyświetlaczy to prawdziwa nisza rynkowa i nieprzyzwoite ceny za kawałek wydrukowanego plastiku). Drugie to cel-odbiornik lasera wraz z serwomechanizmem kładącym zamontowaną na nim figurkę (oczywiście indyka , zdaję sobie sprawę z ew. fałszującego wynik efektu przekoszenia karabinu, natomiast i tak używam poziomicy), przewymiarowaną dla odległości 15 metrów, tyle akurat mam u siebie terenu a i luneta już ostrzy na tej odległości. Do tej figurki nastąpi rzeczywiste celowanie, a odbiornik poniżej będzie wymagał wcześniejszego wyzerowania lasera. Będzie to przerobiony celownik red dot, taki a'la taktyczny, także nie spodziewam się niewygody. Wszystko jest przewidziane do maksymalnie szybkiego zakładania (wkręcany w gniazdo regulatora zamiennik kartusza, montaże Quick Detach i magnetyczne złącza elektryczne Pogo Pin). Elastyczność wynikająca z użycia programowalnego sterownika wykorzystałem do uzyskania dodatkowej funkcji, otóż rejestrowane jest nie tylko trafienie, ale mierzony jest czas utrzymania celu przed wciśnięciem spustu, oraz czas utrzymania celu po strzale. Było z tym trochę zabawy, ponieważ laser poza faktem trafienia musi nieść informację rozróżniającą czy jest to faza celowania czy faza strzału, i pierwotnie zamierzałem skorzystać z gotowych bibliotek używanych w pilotach TV. Nie powiodło się to, ale zainspirował mnie artykuł firmy która chwaliła się przygotowaniem bardzo szybkiej lecz programowej implementacji protokołu SPI, więc wpadłem na pomysł programowego modulowania lasera impulsami o zmiennym wypełnieniu. Odbiornika „zalicza” trafienie gdy rozpoznaje oczekiwaną sekwencję wystarczająco długo, a przy okazji na podobnej zasadzie zlicza inną sekwencję mającą miejsce przed i już po strzale, a zeruje zliczanie gdy któraś z nich zostanie przerwana. Mam nadzieję, że informacja o w/w czasach okaże się pomocna przy treningach. Nie widziałem sensu wyświetlania wartości poniżej 0.01s, doczytałem że cykl samego strzału dobrego PCP to co prawda 7-13ms, podobno elektryki schodzę jeszcze ciut niżej, ale chociaż zauważyłem że sterownik tego ESP poradziłby sobie z wartościami jeszcze niższymi, to zgaduję że i tak dla człowieka może dopiero 10-cio krotnie mniejsza (0.1s) rozdzielczość byłaby użyteczna.
Gadu gadu, a wypadałoby pokazać to, co już jest. Prototypowy nadajnik (niżej, laser jest przyklejony pod czarną taśmą) obecnie sam symuluje strzały o różnych czasach namierzania i utrzymania na celu. Odbiornik (wyżej, widać jak czerwone światło pada na jego czujnik) interpretuje sygnał z lasera i zarządza uruchomienie serwomechanizmu, a potem przez WiFi zwraca do nadajnika dane z przeprowadzonych pomiarów. Migotanie wyświetlacza to jedynie efekt rejestrowany przez aparat telefonu.
Dodatkowo, odbiornik podczas włączania przekazuje do nadajnika zwrotną informację o napięciu swoich akumulatorów, na filmie widać to w momencie gdy wciskam przycisk reset. Są to 2 x Li-Ion 18650. Będą tam ładowane przez hermetyczne złącze USB C więc posiada BMS, i jeszcze 2 (docelowo 3 dla oszczędności energii) regulatory napięcia Buck Step-Down (2 baterie mają 8.4V, a używam 3.3V dla ESP32, 5V dla odbiornika lasera i 6V dla serwo).
Przede mną wciąż jest najmniej przyjemna część, czyli poskładanie tego do kupy – najprzyjemniejsze dotąd okazało się projektowanie leżąc z zamkniętymi oczami - i rozwiązanie paru problemów. Jak dotąd ogarnąłem sprawę hermetyczności odbiornika posiadającego otwory optyki (przesłonę kalibrującą przewymiarowane pole celu można na szczęście zamontować na samym końcu prac) i mechanizmu figurki (krótki wał napędu od motorówki RC już czeka), i jestem mam nadzieję bliski dopracowanie optyki, która za pomocą zestawu kolimatorów rozprasza światło lasera tak, aby złapał je pojedynczy fotoelement. Kłopotliwe jest też zwykłe światło słoneczne zakłócające pracę wspomnianego fotoelementu, ale wąskopasmowy filtr 650 nm i ew. sunshade powinny pomóc. Spust karabinu nie będzie połączony mechanicznie z niczym nowym (poza małym, dodatkowym ramieniem, które będzie przesłaniać czujnik foto), zmieszczenie elektroniki w akrylowym kartuszu (jak ja mam tę rurę pleksi równo przeciąć wzdłuż?!?) też będzie gimnastyką.
I najważniejsze, powstrzymanie się przed pracą nad kolejnymi funkcjonalnościami, jak np. odczytywanie statystyk na smartfonie albo nawet tryb zawodów, zanim nie dokończę tego co już rozpoczęte... Chyba, że ktoś podpowie coś będącego w zasięgu.
Nie masz wymaganych uprawnień, aby zobaczyć pliki załączone do tego posta.
Sylwetki mają swojego SCATTA, szacun rek. Ależ trzeba wiedzy i pracy aby zrobić coś tak (na pozór) prostego. Super pomysł i wykonanie, że też Spinner tego nie widzi.
Klocki wreszcie w pudełku i trochę działają (coś wysypało się z pomiarami czasów, czyżby zakłócenia przenoszone zasilaniem?). Obudowa się domyka , większość elektroniki jest na płytce uniwersalnej, dołożyłem zworkę odłączania zasilania i zapewniłem łatwe dojście do USB kontrolera (dla aktualizacji softu), BMS profilaktycznie dostał termopad i aluminiowy wspornik jako radiator (nie żebrowany, tam i tak nie będzie obiegu powietrza), a oba akumulatory mają bezpieczniki. Tam gdzie się dało poszły grubsze przewody, Czekam jeszcze na parę części do mechanizmu, wtedy zamontuję jeszcze gniazdo ładowania, wyłącznik i przełącznik trybu kalibracji, fotoelement z odblaskami, uporządkuję przewody, osłonię przeszkadzające światłem ledy itd.
część mechanizmu, USB.jpg
edit: wadliwy fotoelement, pudełkową wersję montowałem jako nowy egzemplarz i jedna rzecze zawiodła, już wszystko działa.
edit2: podmiana zdjęcia na nowsze, jest gniazdo USB i wewnętrzny mechanizm (na sprzęgło czekam)
Nie masz wymaganych uprawnień, aby zobaczyć pliki załączone do tego posta.
Czasu brakuje, a tu trzeba zdecydować gdzie docelowo umieścić figurkę? Bez prototypu montażu ani rusz. W założeniach miała wylądować na samej górze pudełka, ale grubość pokrywy + zawiasy osi to już spora odległość i niepożądany wpływ przekoszenia karabinu. Na razie kombinuję z montażem przednim, tu jednak potencjalnie dochodzi błąd paralaksy w przypadku niedokładnego ustawienia się względem osi odbiornika, ponieważ figurka wyprzedzi kolimator o 30 mm. I nie jestem przekonany, czy to po prostu będzie estetycznie wyglądać, nawet przy symetrycznych zawiasach i ładnym wykończeniu? https://drive.google.com/file/d/1-XnY3G9cOZSZw_CAOu9i3-wTHgA4an3l/view?usp=sharing
Inne, pozbawione tych wad rozwiązanie to podnoszenie figurki i chowanie jej za przesłoną, tylko trochę szkoda mi efektu kładzenia jej.
Prawie pół roku minęło, na szczęście postęp jest.
Różnica w wysokości figurki i odbiornika nie dawała mi spokoju, i chęć jej zminimalizowania stworzyła potworki takie jak ten. Za ilością metalu stał pomysł przymocowania przesłon, które miały zasłonić różne detale których widok niepotrzebnie rozpraszałby podczas celowania, oraz udawać pomarańczową belkę, taką jak w koziołkach z Juli.
0.jpg
Łatwym rozwiązaniem byłaby decyzja o kładzeniu figurki do przodu, ale prawdziwe sylwetki lecą do tyłu, i przeciwny kierunek mógłby sprawiać dziwne odczucie. Najbliższe prawdy jest to, że realne figurki posyłane są w przestrzeń koziołkując poza pole widzenia, dlatego rozważałem zamianę mechaniki na wyświetlacz z animacją. Chyba jedynie ekran e-paper, taki jak w czytnikach ebooków wyglądałby całkiem naturalnie, jednak to jest po prostu zbyt powolne na szybką animację.
W międzyczasie wpadłem na pomysł użycia obudowy z wyższą pokrywą, i wydaje mi się że to najlepsze rozwiązanie. Obudowa przy okazji jest nieco większa, a w poprzedniej po prostu zabrakło mi już miejsca np. na dodatkowych przycisk do kładzenia figurki na czas transportu.
Oczywiście zabrakło mi śrubek, także to co powstało jest tymczasowo zmontowane nienachalnie dokładnie, na płytce tła jest wciąż folia zabezpieczająca, ale to kandydat na wersję ostateczną. Kolejny kandydat Przy okazji wspomniana płytka zyskała możliwość składania, ograniczyłem widoczne żelastwo do niezbędnego minimum i zamontowałem poziomicę. A nowa obudowa posiada uszy które ułatwią zamontowanie jej na paliku.
1.jpg
2.jpg
3.jpg
4.jpg
Co nieco ruszyło również w sprawie kartusza z elektroniką. Jego obudowę stanowić będzie raczej mleczna, jednoczęściowa rura pleksi. Powstało poliamidaowe gniazdo z metalową, gwintowaną tuleją wewnątrz, a z tego gniazda wychodzą prowadnice trzymające elektromagnes symulujący brzdęk i delikatny wstrząs zbijaka. Za nim widać gniazda czujnika spustu oraz lasera z ekranem. Miały być magnetyczne ale będą RJ45. A właśnie, ruch spustu miało wykrywać przecięcie poprzecznej wiązki światła z diody led, a wymyśliłem że będzie tam płytka z detektorem odległości.
5.jpg
Nie masz wymaganych uprawnień, aby zobaczyć pliki załączone do tego posta.
a kartusz uzbrojony, jedynie pokrywki akumulatorów jeszcze brak. Z przodu pozostała przestrzeń do wykorzystania w razie pojawienia się jakiegoś pomysłu, a jeśli nie przyjdzie to poświęcę temu miejscu parę minut pracy piłą i pilnikiem. Wnętrze trochę kojarzy mi się raczej z jakimś Javelinem, ale wtedy byłby kłopot na chrono
1.jpg
2.jpg
Bardzo mało miejsca w tej rurce, to zaledwie 28mm przekroju wewnętrznego... Korzystanie z gotowych modułów elektroniki, zamiast zbudowania własnego PCB, bardzo kaleczy estetykę, ale trudno.
Wreszcie "zmęczyłem" rozwiązanie spustu. Planowałem zamontować czujnik odległości za nim, jednak smukła dźwigienka nie odbijała dobrze światła i detekcja jej pozycji nie była stabilna. Odwróciłem układ, i czujnik za pomocą adaptera umieściłem na samym spuście, gdzie działa poprawnie. Poniżej czujnik obudowany laminatem i sztywnym blistrem, oraz adapter który bezinwazyjnie przykręciłem do łoża spustu:
6.jpg
7.jpg
5.jpg
4.jpg
Adapter umożliwia dość szybki demontaż czujnika, i sam nie przeszkadza w normalnym strzelaniu. A tak prezentuje się kartusz i czujnik na karabinie:
3.jpg
Podzespoły do złożenia ekranu i lasera już czekają, c.d.n.
Nie masz wymaganych uprawnień, aby zobaczyć pliki załączone do tego posta.
Laser z głowy, a poszło znacznie łatwiej niż sądziłem. Tzn. teoretycznie można było użyć oryginalnego emitera, ale zauważyłem że plamka różni się kształtem w różnych produktach, i docelowo wybrałem moduł o 8mm średnicy który wydawał się przodować w jasności i regularnym kształcie w/w plamki. Zatem po prostu wypatroszyłem oryginał i okazało się, że mechanizm regulacyjny jest mega prosty w budowie, a różnicę do 9mm średnicy tulei gniazda uzupełniłem ciasną, aluminiową nawijką z blachy z puszki na wcisk (Spinner nie był przekonany do wykorzystywania w uzupełnianie montażu elementów optyki za pomocą tworzyw sztucznych w rodzaju kliszy foto, i tej samej opinii od lat się trzymam)
8.jpg
9.jpg
10.jpg
BTW, widoczny na zdjęciach celownik red dot jest dostępny na Ali w różnych wykonaniach, wcześniej kupiłem w pełni aluminiowy, a potem od innego, tańszego sprzedawcy przyszła wersja z plastikową głowicą. W warunkach treningowych plastik ma jedynie przewagę mniejszej masy, za to nie ma zewnętrznej szybki zabezpieczającej, a głowice obu wersji mają odmienną średnicę - to w sumie drobiazgi, ale chyba warto wiedzieć. Zwłaszcza, gdy ulegnie się pokusie doprowadzenia projektu do najlepszej z osiągalnych wersji, i kupuje się zdublowane podzespoły, co daje poczucie spokoju i ogranicza czas oczekiwania w razie zniszczenia materiału. A że "przy okazji" takiego podejścia mam już na stanie dwie podobne lutownice, pudełko grotów T12, rozlutownicę (piękna sprawa! nie wiem, jak mogłem dotąd męczyć się ze sprężynową "strzykawką"??) i 3 mierniki, to już zupełnie inna historia
Już się cieszę na jutrzejsze składanie ekranu, jako odłączanego modułu na wtykach mini XLR; jeśli opychanie się świąteczną sałatką nie będzie kolidować z uzupełnieniem kodu o obsługę zbliżeniowego czujnika spustu, to trening może zacząć się wcześniej niż przewidywałem:)
Nie masz wymaganych uprawnień, aby zobaczyć pliki załączone do tego posta.
Dzięki!
Wspomniana pokrywka, samoprzylepne zaczepy do przewodów, ich oploty które już zamówiłem, odblaskowa wewnętrzna komora do odbiornika światła, wymiana śrubek przy spuście na długie radełkowane i parę innych drobiazgów, oto zostało do załatwienia. Ale na początku oczywiście testy realnego użytkowania. Bo jest już co testować
Zdjęcia są słabe, ponieważ zrobiłem je na gorąco po 1-szym odpaleniu kompletnego zestawu - ale koniecznie chciałem się podzielić sukcesem. Także jest kartusz z możliwością zarówno wymiany, jak i ładowania akumulatorów przez USB, który jest nakręcany 1:1 w miejsce oryginalnego zbiornika, i potrafi mechanicznie symulować efekt uderzenia zbijaka, jest samo-kalibrująca się nakładka spust, jest laser z odłączanym ekranem, montowany szybkim zaciskiem na szynie weaver na lunecie, a do tego odbiornik z mechanicznie kładzioną figurką, który mierzy czasy celowania oraz utrzymania celu po strzale, które wysyła przez wifi i pokazuje na wyświetlaczu na karabinie. Zestaw ma dodatkowy tryb pracy służący ustawianiu lasera, gdzie natychmiast informuje na ekranie o umieszczeniu wiązki światła w celu. Montaż wszystkich elementów jest całkowicie bezinwazyjny, a odbiornik jest szczelny na poziomie IP54.
Tryb ustawiania celownika/lasera:
4.jpg
Komunikat po udanym strzale, pokazujący czas udanego nieprzerywanego namierzania przed strzałem, i czas utrzymania celu po strzale:
5.jpg
Widok na montaż "na-lunetowy" od strony szybkiego zacisku:
3.jpg
Karabin kompletnie przezbrojony ze śrutu na laser:
2.jpg
1.jpg
Nie masz wymaganych uprawnień, aby zobaczyć pliki załączone do tego posta.
, zdaję sobie sprawę z ew. fałszującego wynik efektu przekoszenia karabinu, natomiast i tak używam poziomicy), przewymiarowaną dla odległości 15 metrów, tyle akurat mam u siebie terenu a i luneta już ostrzy na tej odległości. Do tej figurki nastąpi rzeczywiste celowanie, a odbiornik poniżej będzie wymagał wcześniejszego wyzerowania lasera. Będzie to przerobiony celownik red dot, taki a'la taktyczny, także nie spodziewam się niewygody. Wszystko jest przewidziane do maksymalnie szybkiego zakładania (wkręcany w gniazdo regulatora zamiennik kartusza, montaże Quick Detach i magnetyczne złącza elektryczne Pogo Pin). Elastyczność wynikająca z użycia programowalnego sterownika wykorzystałem do uzyskania dodatkowej funkcji, otóż rejestrowane jest nie tylko trafienie, ale mierzony jest czas utrzymania celu przed wciśnięciem spustu, oraz czas utrzymania celu po strzale. Było z tym trochę zabawy, ponieważ laser poza faktem trafienia musi nieść informację rozróżniającą czy jest to faza celowania czy faza strzału, i pierwotnie zamierzałem skorzystać z gotowych bibliotek używanych w pilotach TV. Nie powiodło się to, ale zainspirował mnie artykuł firmy która chwaliła się przygotowaniem bardzo szybkiej lecz programowej implementacji protokołu SPI, więc wpadłem na pomysł programowego modulowania lasera impulsami o zmiennym wypełnieniu. Odbiornika „zalicza” trafienie gdy rozpoznaje oczekiwaną sekwencję wystarczająco długo, a przy okazji na podobnej zasadzie zlicza inną sekwencję mającą miejsce przed i już po strzale, a zeruje zliczanie gdy któraś z nich zostanie przerwana. Mam nadzieję, że informacja o w/w czasach okaże się pomocna przy treningach. Nie widziałem sensu wyświetlania wartości poniżej 0.01s, doczytałem że cykl samego strzału dobrego PCP to co prawda 7-13ms, podobno elektryki schodzę jeszcze ciut niżej, ale chociaż zauważyłem że sterownik tego ESP poradziłby sobie z wartościami jeszcze niższymi, to zgaduję że i tak dla człowieka może dopiero 10-cio krotnie mniejsza (0.1s) rozdzielczość byłaby użyteczna.
, większość elektroniki jest na płytce uniwersalnej, dołożyłem zworkę odłączania zasilania i zapewniłem łatwe dojście do USB kontrolera (dla aktualizacji softu), BMS profilaktycznie dostał termopad i aluminiowy wspornik jako radiator (nie żebrowany, tam i tak nie będzie obiegu powietrza), a oba akumulatory mają bezpieczniki. Tam gdzie się dało poszły grubsze przewody, Czekam jeszcze na parę części do mechanizmu, wtedy zamontuję jeszcze gniazdo ładowania, wyłącznik i przełącznik trybu kalibracji, fotoelement z odblaskami, uporządkuję przewody, osłonię przeszkadzające światłem ledy itd.
