Мишень «Биатлон»

Владимир Макаров

Аннотация:
В статье рассматривается самостоятельное изготовление мишени биатлонного типа для пневматического тира. Управление мишенью осуществляется по радиоканалу с использованием микроконтроллеров ESP8266.

Рисунок 1. Внешний вид мишени с фронта.

Посмотрите демонстрационное видео работы мишени биатлонного типа;

Так-же это видео в более высоком разрешении можно посмотреть на РУТУБЕ:

Пульт управления мишенью

Схема электрическая принципиальная Пульта управления мишенью показана на рисунке.

Рисунок 2. Схема пульта управления.

Пульт управления мишенью построен на микроконтроллере ESP8266 (в исполнении платы ESP-12F). Питание на схему подается нажатием кнопки SA1 («Подъем мишени»). Индикатор D1 («Вкл/Откл») указывает на подачу питания на схему. Индикатор D2 («Сигнал») указывает на передачу сигнала для установки мишени в исходное состояние. Остальные элементы схемы обеспечивают приведение микропроцессора в рабочее состояние.

Передача сигнала на исполнительное устройство (мишень) осуществляется по протоколу «ESP NOW». В программном коде заложена передаваемая комбинация (0b00000001), которая опознается исполнительным устройством как команда «Поднять мишень». Программный код Пульта управления прилагается к данной статье. Физический МАС-адрес приемного устройства мишени заменяется программно. Его значение: 32-AE-A4-07-0D-66.

При отжатии кнопки «Подъем мишени» питание схемы отключается.
Устройство питается он двух батарей формата AAA.

Печатная плата Пульта управления показана на рисунке.

Рисунок 3. Печатная плата Пульта управления мишенью (со стороны радиодеталей).

Рисунок 4. Печатная плата Пульта управления мишенью (со стороны дорожек).

Внешний вид Пульта управления мишенью показан на рисунке.

Рисунок 5. Внешний вид Пульта управления мишенью.

Расположение деталей внутри корпуса Пульта управления мишенью показано на рисунке.

Рисунок 6. Внешний вид Пульта управления мишенью со снятой крышкой.

Блок управления мишенью

Схема электрическая принципиальная Блока управления мишенью показана на рисунке.

Рисунок 7. Схема электрическая принципиальная Блока управления мишенью.

Блок управления мишенью расположен в пластиковой коробке на тыльной стороне мишени и построен на микроконтроллере ESP8266 (в исполнении платы ESP-12F).
Питание на схему подается от источника питания 5 Вольт. В качестве источника питания может использоваться зарядное устройство смартфона/планшета, обеспечивающего ток не менее 2 Ампер. В полевых условиях, где нет возможности подключиться к электросети, для питания устройства может использоваться автономный источник питания, типа powerbank.

Питание микроконтроллера ESP8266 обеспечивается напряжением 3.3 Вольта через микросхему стабилизатора питания DA1 (LM1117-3.3). Индикатором подачи подача питания на устройство является светодиод D1 («Вкл/Откл»).
Механический подъем всех пяти мишеней («убоек») осуществляется сервоприводом M1. В устройстве использован сервопривод Tower Pro MG995. Сервопривод питается от основного источника питания 5 Вольт.

При подаче питания на устройство в микроконтроллере программно устанавливается MAC-адрес 32-AE-A4-07-0D-66. Можно установить любой MAC-адрес устройство, в том числе и оставить физический, установленный производителем. Но при этом новый MAC-адрес мишени будет необходимо внести в программный код Пульта управления мишенью.

Взаимодействие Пульта управления с Блоком управления осуществляется по радиоканалу с использованием протокола «ESP NOW». В программном коде заложена ожидаемая в посылке комбинация (0b00000001), которая опознается исполнительным устройством как команда «Поднять мишень».

Микроконтроллер ESP8266 после включения устройства ожидает сигнал на приведение мишени в исходное состояние. При поступлении сигнала с Пульта управления мишенью микроконтроллер подает команду на сервопривод для установки всех убоек в вертикальное положение. Установка убоек в вертикальное положение осуществляется синхронно с помощью подъемной планки, приводимой в движение рычагом сервопривода. После подъема убоек сервопривод и подъемная планка возвращаются в исходное положение. Убойки удерживаются в вертикальном положении ферритовыми магнитами. При попадании пули, убойка отрывается от ферритового магнита и падает внутрь корпуса мишени на стопорную планку, наглухо закрепленную на задней стенке мишени.

Индикатор «Есть связь» показывает готовность устройства к работе.
Индикатор «Огонь!» (красного свечения) разрешает стрельбу по мишени. Это такое состояние мишени, когда сервопривод и подъемная планка отошли от убоек, чем исключили риск их повреждения при попадании пулей в любую из убоек.
Индикатор «Отбой!» (зеленого свечения) загорается в период подъема убоек в исходное положение. При свечении этого индикатора стрельба должна быть прекращена.
Остальные элементы схемы обеспечивают приведение микропроцессора в рабочее состояние.

Программный код Блока управления мишенью также прилагается к данной статье.

Печатная плата Блока управления мишенью показана на рисунке.

Рисунок 8. Печатная плата Блока управления мишенью (со стороны радиодеталей).

Рисунок 9. Печатная плата Блока управления мишенью (со стороны дорожек).

Конструкция мишени

Мишень состоит из корпуса, защищенного стальным листом, пяти убоек диаметром 5 см, подъемного механизма в виде сервопривода с металлической подъемной планкой и Блока управления мишенью.
Размеры корпуса мишени: 450 х 170 х 200 мм (ширина х глубина х высота).
Внешний вид мишени показан на рисунках. Внешний вид мишени с фронтальной стороны изображен на рисунке в начале статьи.

Рисунок 10. Мишень. Внешний вид с тыла.

Внутреннее расположение элементов мишени показано на рисунке.

Схема электрическая принципиальная Блока управления мишенью показана на рисунке.

Рисунок 11. Мишень. Внутреннее расположение элементов.

Схема электрическая принципиальная Блока управления мишенью показана на рисунке.

Рисунок 12. Мишень. Блок управления мишенью.

Фиксация убоек в вертикальном положении при отведении подъемной планки осуществляется ферритовыми магнитами.

Приложение:

espnow_target_control.ino       Исходный программный код Пульта управления мишенью.

espnow_target.ino       Исходный программный код Блока управления мишенью.

target_control_schema.dch       Схема электрическая Пульта управления мишенью (DipTrace).

target_block_schema.dch       Схема электрическая Блока управления мишенью (DipTrace).

target_control_pcb.dip       Печатная плата Пульта управления мишенью (DipTrace).

target_block_pcb.dip       Печатная плата Блока управления мишенью (DipTrace).

Скачать архив