Электронный тир игрушка для дома своими руками. Фототир из лазерной указки

Фототир из лазерной указки

О лазерной указке и ее применении в различных конструкциях уже рассказывалось на страницах журнала “Радио”. Продолжая эту тему, предлагаю описание фототира с использованием все той же лазерной указки. Этот электронный тир состоит из двух узлов – пистолета и мишени с фотодатчиком. Мишень устроена так, что при попадании в нее луча указки раздается звуковой сигнал. Мишень (рис. 1) содержит фотодатчик на фототранзисторе VT1, ждущий одновибратор на логических элементах DD1.1, DD1.2 и генератор ЗЧ на элементах DD1.3, DD1.4. В исходном состоянии фототранзистор освещен слабо, поэтому на его коллекторе высокий логический уровень. На выходе ждущего одновибратора (вывод 3 DD1.1) низкий логический уровень, генератор ЗЧ не работает.

Если кратковременно осветить фототранзистор лазерным лучом указки, на его коллекторе появится низкий логический уровень, ждущий одновибратор сработает – в течение примерно 2 с на его выходе (вывод 3 DD1.1) будет присутствовать высокий логический уровень. Включится генератор ЗЧ, и пьезоизлучатель BQ1 начнет издавать звуковой сигнал, свидетельствующий о попадании в цель. Затем устройство вернется в исходное состояние.

Схема пистолета приведена на рис. 2. В его состав входит лазерная указка А1, интегральный стабилизатор напряжения DA1, накопительный конденсатор С1, кнопка-курок SB1 и батарея питания GB1. В исходном состоянии конденсатор С1 заряжен от батареи питания. При нажатии на кнопку SB1 он подключится ко входу стабилизатора напряжения, в результате чего на лазерную указку поступит питающее напряжение 5 В. Она будет излучать свет в течение короткого отрезка времени (доли секунды), пока конденсатор не разрядится. Если свет попадет в мишень, прозвучит сигнал. После отпускания кнопки-курка конденсатор снова зарядится – пистолет готов к “выстрелу”. Резистор R1 ограничивает зарядный ток конденсатора. Специального выключателя питания в пистолете нет, поскольку в режиме готовности ток от батареи практически не потребляется. Большинство деталей мишени размещают на печатной плате (рис. 3) из односторонне фольгированного стеклотекстолита.

Вариант конструкции мишени, которую использовал автор, показан на рис. 4. Для защиты от внешней засветки фототранзистор 4 размещают в пластмассовом светонепроницаемом корпусе 1, в качестве которого применена баночка из-под фотопленки. Примерно посередине размещена перегородка 2 из матового органического стекла. Для повышения чувствительности можно установить светоотражающий конус 3 из ватмана. Корпус крепят к плате 5, на которой располагают и пьезоизлучатель 6.

Конструкция пистолета показана на рис. 5. Для него понадобится корпус-“пустышка” подходящих размеров. Внутри него устанавливают лазерную указку 1 таким образом, чтобы она “стреляла” в полном соответствии с прицелом пистолета. Указку предварительно плотно обматывают изолентой, чтобы кнопка включения была нажата. В корпусе устанавливают также кнопку 2 и батарею питания 3. Монтаж ведут навесным методом.

В устройстве можно применить, кроме указанных на схеме, микросхему К176ЛА7, К564ЛА7, пьезоизлучатель ЗП-1; оксидные конденсаторы – К50, К52, К53, остальные – КМ-6, К10-17, любой подстроечный резистор, постоянные – МЛТ, С2-33, выключатель – любого типа, кнопка в пистолете – с самовозвратом. Налаживание пистолета сводится к подбору конденсатора С1 такой емкости, чтобы получить оптимальную длительность выстрела. В мишени резистором R1 устанавливают чувствительность, при которой она не реагирует на внешнее освещение. Саму мишень следует укрыть от прямых солнечных лучей и других источников света. Тональность и громкость звукового сигнала можно установить подбором конденсатора С3 (грубо) и резистора R3 (плавно). Продолжительность звукового сигнала устанавливают подбором конденсатора С2 и резистора R2.

Электронный тир игрушка для дома своими руками. Фототир из лазерной указки

Функциональная схема “лазерно­го пистолета” приведена на рис. 9.

Функциональная схема “лазер­ного пистолета” (рис. 9) состоит из: генератора запускающих импуль­сов, генератора модулирующих им­пульсов и генератора звуковой ча­стоты. В схеме предусмотрено два спусковых механизма ( SB 1 nSB 2), чтобы пистолет мог “стрелять” как “одиночными” (“Од”) выстрелами, так и “очередями” (“Оч”). “Перевод­чиком” режима огня служит трехпозиционный переключатель SA 1.

Схема (рис. 9) работает следу­ющим образом.

Переключатель SA 1 из нейт­рального (среднего) положения пе­реводится положение 2 (“Оч”). На­пряжение питания от источника GB 1 через диод VD 2 поступает на вход стабилизатора напряжения ( DA 1 ), а через него – на остальные элементы схемы, которые приво­дятся в состояние готовности. При этом зажигаются два светодиода ( HL 2 и HL 3).

При нажатии на спусковой крю­чок срабатывает переключатель SB 1 , включается генератор запус­кающих импульсов, генератор мо­дулирующих импульсов и генера­тор звуковой частоты. С выхода ге­нератора модулирующих импуль­сов сигнал поступает на транзис­тор VT 1 , в коллекторную цепь ко­торого включен источник оптичес­кого излучения HL 4. Источник из­лучения выдает пачки оптических импульсов.

При переводе переключателя SA 1 в положение 3 (“Од”) напряже­ние питания от источника GB 1 че­рез диод VD 1 поступает на вход стабилизатора напряжения ( DA 1), а через него – на остальные эле­менты схемы, которые приводятся в состояние готовности. При этом зажигается один светодиод ( HL 1). Генератор запускающих импульсов выключается.

При нажатии на спусковой крю­чок срабатывает переключатель SB 2, одномоментно включается ге­нератор модулирующих импульсов и генератор звука. С выхода гене­ратора модулирующих импульсов сигнал поступает на транзистор VT 1 , в коллекторную цепь которо­го включен источник оптического излучения HL 4. Источник излуче­ния выдает одну пачку оптических импульсов. В этом случае длитель­ность пачки импульсов определя­ется величиной емкости конденса­тора С4.

Интегральная схема DA 1 слу­жит стабилизатором напряжения питания. Переключатель SA 2 слу­жит выключателем звука. При пе­реводе переключателя SA 3 в поло­жение 2, источник излучения HL 4 переходит в непрерывный режим работы, который используется для настройки пистолета.

Принципиальная электрическая схема “лазерного пистолета” при­ведена на рис. 10.

Детали и основные элементы.

Источником излучения ( HL 4) служит лазерная указка (ЛУ), ра­ботающая в диапазоне 0,63 мкм с мощностью потока излучения по­рядка 1 мВт. Указка подвергается минимальной доработке. Для чего

крышка батарейного отсека отво­рачивается, а батареи извлекают­ся. Небольшим паяльником к пру­жинке, отходящей от печатной пла­ты указки, припаивается провод­ник, который подключается к отри­цательному полюсу источника пи­тания. Вывод от корпуса указки – подключается к положительному полюсу. Корпус указки плотно об­матывается скотчем, чтобы кнопка включения была нажата.

Если имеется возможность, то экземпляр ЛУ желательно ото­брать по минимальной величине пятна рассеяния, которая может лежать в диапазоне 05. 15 мм. Пятно рассеяния определяется пу­тем засветки обычной деревянной линейки с расстояния не менее 5 м.

Генератор модулирующих им­пульсов реализован на половине микросхемы типа К176ЛА7 ( DD 1 .1, DD 1 .2). Частота модуляции генера­тора определяется номиналом кон­денсатора СЗ и резистора R 4 и ус­танавливается в пределах 8. 10 Гц.

На другой половине микросхе­мы ( DD 1.3, DD 1.4) реализован ге­нератор модулирующих импульсов. Частота модуляции генератора оп­ределяется номиналом конденса­тора С7 и резистора R 7 и устанав­ливается в пределах 30. 35 Гц. При этом частота модуляции должна быть согласована с резонансной частотой усилителя фотосигнала (см. рис. 2). Частота модуляции выбрана произвольно и может ус­танавливаться любой, вплоть до десятков килогерц.

Для изготовления генератора звуковой частоты использована микросхема ( DA 2) усилителя типа LM 386 N , включенная в режиме уп­равляемого генератора. Частота генерации определяется элемента­ми (С6, R 8) и величиной сигнала управления, поступающего на базу транзистора VT 1 через подстроечный резистор R 9. Переключатель SA 2 служит для выключения звука.

В качестве”переводчика” ( SA 1) использован переключатель типа TS -53 ( on – off – on ). Переключатели SA 2 и SA 3 – движкового типа. В ка­честве переключателя SB 1 исполь­зован концевик типа МП-7, а в ка­честве SB 2 – концевик типа МП-11.

В качестве стабилизатора на­пряжения ( DA 1) использована мик­росхема 78 L 05.

В пистолете использован дина­мик (В 1) типа MRYD 251 4 с сопро­тивлением катушки R = 8 Ом.

VD 1 , VD 2 – диоды Шоттки типа 1 N5817, остальные – типа КД522. Светодиоды (HL1 .. .HL3) типа LH2640 красного свечения, диаметром 3 мм.

В описываемом варианте фото­тира использован корпус макета пи­столета от выпускавшегося в СССР электронного тира ЭЛТ-6, который был построен на базе газового ла­зера. Из корпуса были извлечены все лишние детали. Габаритные раз­меры пистолета: 413x160x40 мм. Масса 900 г. Внешний вид макета пистолета приведен на рис. 11.

Лазерная указка закрепляется в свободной полости корпуса пис­толета, в специальной оправке, по­зволяющей перемещать ее в трех плоскостях. Вариант установки указки в “лазерном пистолете” при­веден на рис. 12.

Все элементы схемы (рис. 10) размещены на печатной плате из одностороннего фольгированного стеклотекстолита с габаритными размерами: 180x32x1,5 мм. Пере­ключатель SA 1 и светодиоды ( HL 1. HL 3) закреплены на торце платы на круглом основании 032 мм. Внешний вид платы “лазерно­го пистолета” приведен на рис. 13, а вид платы со стороны переклю­чателя SA 1 приведен на рис. 14.

Переключатель SB 1 устанавли­вается непосредственно на печат­ной плате (рис. 13) и приводится в движение штоком, соединенным со спусковым крючком, а переключа­тель SB 2 устанавливается в руко­яти пистолета и приводится в дви­жение рычагом, называемым “уско­ритель”, также соединенным со спусковым крючком. Вариант раз­мещения переключателя SB 2 при­веден на рис. 15.

Собранная без ошибок электри­ческая схема “лазерного пистоле­та” не требует особой наладки. На­ладка осуществляется подбором элементов, помеченных “*” на схе­ме (рис. 10).

Определенные трудности пред­ставляет “пристрелка” пистолета, т.е. юстировка излучающего узла, с тем, чтобы направление лазерно­го луча совпадало с линией прице­ливания.

В использованной конструкции пистолета имеется 4-х линзовая оп­тическая система, которая позво­ляет получать пятно рассеяния по­рядка 4 мм на расстоянии до 10 м.

Без использования оптики пят­но рассеяния на расстоянии 6 мет­ров составляет порядка 6. 10 мм, и зависит от экземпляра лазерной указки.

Описанный вариант конструк­ции “лазерного пистолета” пред­ставляет собой законченное уст­ройство, которое может работать в автономном режиме с аналогичны­ми электронными мишенями.

Питание “лазерного пистолета” осуществляется от NiMn аккумуля­тора с напряжением 8,4 В емкостью 150. 250 мА/ч. Ток потребления схемы в исходном состоянии со­ставляет 15 мА, а при одиночных “выстрелах” – до 40 мА и до 75 мА – при “стрельбе очередями”.

При возможном повторении конструкции”лазерного пистолета” может быть использован корпус от любой подходящей игрушки. При этом размер платы (рис. 14) может быть существенно уменьшен при использовании микросхем в корпу­сах типа SOIC и бескорпусных пас­сивных элементов.

В качестве корпуса фототира использованы элементы корпуса большого термоса китайского про­изводства.

В корпусе размещены механизм поворота мишени и элементы ком­мутации, а также источник пита­ния. На корпусе размещаются электронная мишень и экран с ус­тройством подсветки.

Лазерный тир на базе Arduino

В этом посте я покажу вам, как я сделал домашний лазерный тир на базе Arduino. Очень простой и , в тоже время, увлекательный проект, который даёт возможность относительно безопасно, так сказать, пострелять в квартире и почувствовать себя настоящим ковбоем на ранчо).

Если тебе не хочется читать этот длиннопост можешь посмотреть видео выше, там показаны все этапы сборки.

Итак, для данного проекта нам понадобится:

– Источник питания 5В+

Сначала вам нужно вырезать два прямоугольника “A” (36×4 см) из фанеры, два прямоугольника “B” (8×3,5 см), один прямоугольник “C” (36×8 см), один прямоугольник “D” (35×8 см). В прямоугольнике «D» просверлите отверстие (10мм) в центре и два отверстия на расстоянии 12 см от центра. Точно так же нужно сверлить в деталях «А». Для красоты и защиты дерева я лакировал коробку.(Примеры показаны на фото)

Сборка толкательного механизма

Из фанеры нужно вырезать три прямоугольника (8 х 1 см) и просверлить их в центре отверстия (10 мм). Их нужно приклеить так, чтобы отверстия совпадали с отверстиями детали “D” на глубине 1 см. Под ними нужно приклеить сервопривод, как показано на фото. Также нужно сделать три заготовки (3 см) из алюминиевой трубки. Они будут выступать в качестве поршня.

Припаяйте длинные провода к фоторезисторам, а затем приклейте их к части «А».(как показано на фото)

Сборка лазерного пистолета

К кнопке нужно припаять два длинных провода, которые необходимо подключить к контактам лазерной кнопки. Из фанеры нужно вырезать три шаблона рукоятки пистолета, взятых из интернета. В одном из шаблонов нужно сделать отверстие для провода. Затем вам нужно склеить всё, как показано на видео. Ствол я сделал из обрезки ПВХ трубы. После склеивания поверхность необходимо обработать и покрасить. В пистолет стоит добавить схему на базе конденсатора, которая при нажатии кнопки давала бы кратковременный импульс на лазер, тем самым имитируя выстрел.

Вся электроника должна быть собрана в соответствии со схемой.

Для настройки датчиков откройте последовательный порт в Arduino IDE. Затем нужно, светя лазером на датчик, запомнить значение и записать его в скетч в строке, где написано analogRead (foto)> value

Когда лазерный луч попадает на датчик, arduino подает сигнал сервоприводу, поворачивая его, толкая поршень вверх, вызывая падение банки.

Так, как в основе проекта лежит Arduino, то границы возможностей для доработки достаточно большие. Я бы добавил какой-нибудь дисплейный модуль для вывода очков и ,допустим, времени, которое дается игроку на выстрелы. В такой тир можно уже будет пострелять в компании с друзьями, соревнуясь кто больше наберёт очков.Ну а, если у вас есть какие-нибудь идеи, буду рад почитать их в комментариях под постом.

Будьте осторожны. Не направляйте лазерный луч в глаза.

Спасибо, что прочитали мой пост. Надеюсь, он был полезен вам.

Какое то странное решение.

Во первых непрерывно светящийся лазер не даёт ощущения выстрела. Нет никакого смысла целиться. Ты видишь куда попадает точка и просто наводишь её в нужное место (нет ничего сложного попасть в спичечную головку с расстояния нескольких метров, но при стрельбе я такую же точность показать не смогу). Правильным способом было бы отлавливать момент нажатия на курок. Нажал на курок, пистолет даёт импульс скажем в 100 мс. Для следующего импульса нужно повторно нажимать. Это сразу повысит хардкорность игры.

Во вторых вручную поднимать банки это самое бесячее в пострелушках. Люди наоборот придумывают приспособления, чтобы обновлять мишени без необходимости ходить к ним. А тут как бы сурогат, но сурогат взявший не самое интересное, а самое бесячее.

Точка прицеливания существенно ниже цели. Наработанный навык брать ниже потом придется убирать. Хотя, о чем это я.

Дело в том, что приемный фотоэлемент находится существенно ниже мишени. Для игры дома оно и так сойдет. Но если ребенку когда-нибудь придется работать с настоящим пистолетом, то придется сначала выбивать наработанный навык брать прицел ниже на пару сантиметров.

Ну так я дал ссылки на свои предложения. Там фотоэлемент и является мишенью. Я занимался когда-то пулевой стрельбой, мне понятны ваши опасения. Кстати и с банками есть выход, пистолет можно пристрелять так, что целиться надо будет в середину банки или под обрез.

Мне понравилась идея. Очень интересная игрушка. Причем, не только для детей, но, вполне возможно устроить шуточный конкурс для друзей на вечеринке.
Мое видение ситуации: В пистолет вмонтировать ардуино с модулем ВТ. Во-первых, ардуино будет иметь возможность передавать команды на мишень, во-вторых, сможет имитировать звук выстрела, кратковременность вспышки и даже отдачу при установке груза на электромагните в стволе.
Поскольку мы получили возможность связи с мишенью, ее можно оформить как пневматический тир. Помните такие, когда надо попасть в маленький пятачок и фикурка опрокидывается? Вот в таком стиле. Соответственно, при попадании в пятачок, фигурка на сервомашинке опрокидывается (для детей), или подсвечивается как-то. Например, биатлонный вариант: корпус мишени белого цвета. датчик находится в центре черного круга мишени. При попадании, сервопривод поворачивает вбок черный круг, пряча его за корпусом, под черным кругом – тоже белый фон. Будет имитация закрытия черной биатлонной мишени. Далее, при попадании во все мишени, возвращаем программу мишени в начало, нажав кнопку на пистолете.
Кроме того, такой вариант самовозвращающихся мишеней дает возможность для создания определенных программ работы мишени. Отдельные объекты мишени могут беспорядочно подниматься на ограниченное время. Или повторять стандартные спортивные или боевые упражнения на скорость стрельбы. Например, МП-8 (RFP) – скорострельный малокалиберный пистолет. Дистанция 25 м. 5 одновременно появляющихся мишеней №5. 60 выстрелов. Стрельба ведется сериями по 5 выстрелов; в каждую из пяти одновременно появляющихся мишеней стрелок выполняет один выстрел. Упражнение разделено на 2 половины, каждая из которых состоит из двух серий по 8 с, двух по 6 с, и двух по 4 с. Перед началом зачетной стрельбы в каждой половине упражнения выполняется одна пробная серия за 8 с. Сначала все участники выполняют первую половину упражнения, а затем вторую.
http://www.shooting-ua.com/kinds.htm#1
Ну дистанция и все такое – это не важно, но есть временные задержки и определенные правила.
Еще, поставить аккумуляторы ЛиПо, мини зарядки от 5в USB/
Как вам мои предложения?)

А как вибромотор может симулировать отдачу при выстреле? Одним оборотом? Да и в рукояти. А груз в стволе – почти полная имитация.

Я не знаю, как это происходит в современных контроллерах игровых консолей. Можете объяснить? Просто не могу себе представить чертеж с распределением сил, создаваемых эксцентриком, приложенных к пистолету, чтобы они хоть как-то соответствовали силам, действующим на пистолет при выстреле. Либо вибромотор в консолях – это профанация, либо там стоит несколько моторов, вращающихся с разными скоростями в разных направлениях и плоскостях. Но такое реализовывать для линейной силы отдачи как-то странно.
Кстати, я хорошо представляю себе, как программно и технически реализовать свои советы, кроме, пожалуй, подбора соленоида 5-вольтового. Хотя, все равно мосфет на него ставить, можно и другое напряжение, но тогда банок ЛиПо нужно будет больше.

Но, все это дополнительные вещи, которые можно добавить. А можно и не добавлять. А вот мишени. Банки – это, безусловно, атмосферно, но несколько теряется смысл, ведь попасть нужно в точку, а банка больше.
Когда делаю какой-то свой проект, всегда потом понимаю, что можно было по-другому. Но переделываю редко). Кстати, по поводу материала. Есть материалы, которые легче обрабатывать, чем дерево. Это пеноплекс, потолочная плитка и листовой ПВХ, в зависимости от требуемой жесткости и прочности. Ну, и как-бы 3Д принтер еще помогает.

Источники:

http://cxem.net/house/1-27.php
http://cxema.my1.ru/publ/razdel_skhem_dlja_nachinajushhikh_radioljubitelej/ehlektronnye_igrushki/fototir_igrushka_dlja_vzroslykh_chast_2/50-1-0-5390
http://pikabu.ru/story/lazernyiy_tir_na_baze_arduino_7149719