автор Макаров Владимир.

ЖЕСТЬ. Новая жизнь консервной банки.

Довольно долго я примеривался к алюминиевым банкам из-под пива, колы и др. напитков. Эта красота с логотипами известных фирм манит потребителей, но после употребления содержимого каждую банку ожидает незавидная участь.
Ее в лучшем случае переплавят, в худшем она станет неприглядным мусором на наших улицах или свалках.

Вместе с тем, банка может продолжить «службу» в прежнем качестве – как контейнер, но теперь уже как красивый контейнер для радиоэлектронного устройства. Есть желание собрать несколько устройств в пивных банках. В изделиях предполагается использовать алюминиевые и стальные консервные банки, поэтому за проектом закрепилось общее название ЖЕСТЬ.

ЖЕСТЬ № 2 «БАНКА-МИШЕНЬ».

Для любителей стрельбы из пневматического оружия.

Люблю я пострелять. Осталась эта любовь к оружию с армейской службы. Помню, как в далеком 1981 году меня, молодого лейтенанта, учил стрелять из личного пистолета мой первый начальник, подполковник Валерий Михайлович Павлов. «Ты, - говорил он,-  когда целишься в мишень, не думай о спуске, а думай о журавлях, пролетающих по небу».  И я всегда стрелял на «отлично».
Прошло много лет.  Теперь стреляю из пневматики (МР-654К и BERETTA). Но остался, как жизненное правило, этот мудрый совет моего наставника.

Сам я предпочитаю стрелять по спортивным мишеням, но когда приезжают друзья, то стрельба ведется по жестяным банкам. Наглядно, зрелищно и весело. Один недостаток -  надо идти  после стрельбы снова устанавливать банки, топтать газон, что особенно неприятно в дождливую погоду. Да и проход в зону огня требует четкого соблюдения дисциплины.

Как заставить мишень автоматически возвращаться на место после попадания?  На помощь пришел микроконтроллер ATTINY13A и сервопривод.

Рисунок 1. Внешний вид устройства.

Внешний вид внутренней части устройства.

Демонстрационное видео работы устройства.

Принцип работы устройства прост. Банка закреплена на вертикальной штанге, которая другим концом закреплена на шарнире (мебельной петле). Когда пуля попадает в банку, штанга с банкой падают. 
При этом замыкается контакт, фиксируя попадание. Микроконтроллер, получив сигнал «есть попадание», генерирует сигнал ШИМ и подает его на сервопривод.

Сервопривод возвращает штангу с банкой в вертикальное положение, а затем возвращается на свою исходную позицию. Штанга удерживается  в вертикальном положении с помощью магнита.  Силы притяжения магнита достаточно для удержания штаги, но пуля, попавшая в банку, легко отрывает штангу от магнита.

Электрическая часть.

Электрическая принципиальная схема устройства приведена на рисунке 2.

Рисунок 2. Схема электрическая принципиальная.

Микроконтроллер ATTINY13A периодически проверяет состояние контакта S2. При попадании в банку-мишень контакт замыкается.  При этом загорается красный светодиод LED2. Это сигнал запрета огня по мишени на время работы подъемного механизма.

Система выжидает успокоения мишени после падения (2 сек.) и выдает команду на сервопривод на подъем мишени. Сервопривод через тягу поднимает мишень и откатывается в исходное положение. После отката сервопривода красный светодиод LED2 гаснет, а зеленый светодиод LED1 загорается, сигнализируя о разрешении на открытие огня по мишени.

 Питается устройство от трех батареек AA. Сервопривод любой аналоговый на напряжение 4,8V. У меня установлен сервопривод SANWA SRM-102. Дроссель L1, конденсаторы C1 и C2 развязывают цепи питания микроконтроллера и сервопривода по электрическим помехам.

Электромеханическая часть

Арматуру конструкции составляют два жестяных подвеса, используемых при монтаже гипсо-картонных панелей.  Наличие в них множества регулярных отверстий позволяет без дополнительного сверления навешивать и подгонять основные детали, к которым относятся:

 

• Поворотно-возвратный механизм (ПВМ).
• Штанга с мишенью.
• Контактный узел.
• Сервопривод с тягой.
• Корпус с электронным узлом управления.

Поворотно-возвратный механизм.

Поворотно-возвратный механизм сделан из обычной мебельной петли. На рисунке показаны основные элементы ПВМ.

 

Рисунок 3. Поворотно-возвратный механизм (ПВМ).

Цикл работы механизма состоит из четырех тактов.

Такт № 1. Состояние покоя.

Рисунок 4. Состояние покоя.

Штанга удерживается магнитом. Верхняя часть петли в горизонтальном положении. Нижняя часть петли отведена на исходную позицию.

Такт № 2. Упала мишень.

Рисунок 5. Упала мишень.

Штанга с верхней частью петли под воздействием пули разорвали связь с магнитом и повернулись до упора по часовой стрелке.

Такт № 3. Подъём мишени.

Рисунок 6. Подъём мишени.

Сервопривод получает команду от системы на подъем мишени. Качалка поворачивается по часовой стрелке и через тягу переводит нижнюю часть петли в горизонтальное положение. При этом верхняя часть петли выталкивается на исходное положение. Штанга входит в поле магнита и притягивается к нему.

Такт № 4. Откат нижней части петли.

Рисунок 7. Откат нижней части петли.

Сервопривод получает команду вернуть нижнюю часть петли в исходное положение и поворачивает качалку против часовой стрелки. Нижняя часть петли под воздействием тяги возвращается в исходное положение. Верхняя часть петли остается в горизонтальном положении за счет притянутой магнитом штанги. Конструкция вошла в состояние покоя. Готова к следующему выстрелу.

Родная ось петли извлечена и заменена шпилькой такого же диаметра. Шпилька закрепляется гайками на арматуре конструкции.

Рисунок 8. Петля со шпилькой и штангой.

Штанга с мишенью.

Штанга сделана из шпильки с резьбой М5 на обоих концах. Одним концом штанга прикрепляется гайками к верхней части петли ПВМ. Соединение необходимо сильно затянуть или пропаять с паяльной кислотой. К другому концу штанги прикрепляется банка-мишень. В дне банки необходимо сделать по центру отверстие D5. Чтобы банку не сорвало пулей со штанги необходимо использовать широкие шайбы с отверстием D5.

Рисунок 9. Мишень на штанге.

К сожалению, алюминиевая банка недолговечна. Пули разрывают ее в клочья очень быстро. Видимо, кому-то даже будет интересно добить мишень «в ноль». Если надоест прикручивать к устройству алюминиевые банки, сделайте более долговечную мишень, например из стальной жестяной банки или из стального кружка как в пневматическом тире.

Рисунок 10. По этой банке было сделано восемь попаданий.

Контактный узел.

Задача контактного узла – обеспечить короткое замыкание при падении мишени. Узел сделан из микро-переключателя типа МП-5 (микрик). В состоянии покоя конструкции контактная группа -  разомкнута.

Рисунок 11. . Контактный узел.

Сервопривод с тягой.

Сервопривод через качалку, тягу и ушко передает усилие на нижнюю часть петли.Сервопривод закреплен на арматуре с помощью шпилек. Тяга сделана из полоски жести. Середина тяги деформирована в гармошку для обеспечения продольной упругости и демпфирования усилия сервопривода.

Рисунок 12.Сервопривод, качалка, тяга, петля.

Корпус с электронным блоком управления.

В корпусе расположены элементы питания, электронная часть устройства, тумблер включения и индикаторы.

Рисунок 13. Корпус со снятой крышкой.

Рисунок 14. Корпус устройства в сборе.

Программная часть.

Для загрузки .hex файла программы необходимо подключить программатор типа AVRISPmkII к шести-штырьковому разъему ISP6PIN, расположенному на плате устройства. При этом надо соблюдать соответствие номеров соединяемых контактов вилки (на плате) и гнезда (на шлейфе программатора).
При программировании обязательно разомкните контакт микрика, потому что он подключен к тому же контакту микроконтроллера, через который проходит сигнал SCK от программатора.

Запрограммировать микроконтроллер можно и вне родительской платы, используя универсальный программатор для микроконтроллеров данного типа. Установка «фьюзов» микроконтроллера: LOW = 0x7A, HIGH = 0xFF,  EXT = 0xFF.
К статье прилагается .hex файл программы, а так же исходный программный код на СИ.

Архив для статьи