Tärningsgenerator: 12 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:41

Denna instruktion är för mitt större projekt som jag genomförde som en del av min IGCSE -system och kontrollkurs. Den fick A* -betyg och jag guidar dig igenom hur du gör det i denna instruerbara. En anständig bakgrund inom elektronik samt erfarenhet av Arduino och dess IDE krävs för att slutföra detta projekt.

Bakgrund

Med brädspel minskar i popularitet och elektronik blomstrar, kan det tyckas svårt att sitta ner och spela utan störningar av prylar. I det här specifika fallet skulle min klient, en lärare i Warhammer -klubben, hellre använda fysiska tärningar än en online i sin klubb. Problemet är att han inte kan ha tärningar med 100 sidor, varför han måste använda en tärningssimulator online. Det är här en möjlighet för denna produkt stiger.

Medan storleken på den marknad som denna produkt siktar på minskar, finns behovet av den fortfarande kvar. Brädspel blir en funktion i det förflutna medan online- och elektroniska spel dyker upp. I det här fallet minskar min produkt behovet av telefoner eller internet under brädspelet vilket gör att spelarna känner sig mindre kopplade från själva spelet. Systemen som den kommer att använda är 4511 IC och en Arduino Nano mikrokontroller. Detta projekt kommer att behöva använda en mikrokontroller eftersom kretsen utan en skulle vara för ineffektiv.

Fungera

Produkten låter användaren välja ett nummer mellan 0 och 100 med hjälp av två vridomkopplare på enhetens vänstra sida. Detta nummer visas för användaren genom de två 7 -segmentdisplayerna direkt ovanför vridomkopplarna som feedback. När användaren trycker på rullningsknappen rullas ett slumpmässigt tal mellan 0 och det valda numret och visas på de 7 segmentvisningarna på enhetens högra sida.

Steg 1: Kretsen

Det förenklade kretsschemat ovan visar var och en av de nödvändiga Arduino -ingångarna och -utgångarna som ska användas som referens för senare steg i projektet.

Hur fungerar kretsen?

Användaren matar först in antalet sidor de vill att deras tärningar ska ha genom att använda de två vridomkopplare varav den ena styr 10s -siffran och den andra kontrollerar 1 -siffrans plats. Detta nummer visas genom feedback på det första 7 -segmentet kretskortet vilket gör det lättare för användaren att förstå det nummer som de har valt.

Användarens decimalinmatning konverteras till ett binärt format på Rotary PCB och skickas till Arduino Nano. Nano väljer sedan ett slumpmässigt tal mellan 0 och det valda numret. Denna information kommer sedan att skickas i ett binärt format till det andra 7: e segmentets kretskort när knappen Push-To-Make (Roll) trycks ned.

Jag har bifogat Arduino -koden för referens nedan för att göra förståelsen av hur denna produkt fungerar enklare.

Steg 2: kretskort

Materialförteckning:

• 470 Ohm motstånd x28
• 10K Ohm motstånd x22
• CD 4511BE x4
• 7 segmentvisning (grön, CC) x4
• Diod 1N4002 x44
• Vridomkopplare (1P12T) x2
• Vippströmställare (på-av) x2
• Push To Make x1
• Arduino Nano x1
• LED grön x2

Med Autodesk Eagle på min dator utformade jag schemat över varje kretskort enligt bilden ovan. Från den schematiska designen fick jag PCB: erna (2x 7 Segment PCB, 1x Rotary PCB) tillverkade i Kina och levererade över.

Gerber -filer finns här (Eagle -filer bifogas nedan)

Lödningskomponenter

Se till att ha god ventilation och skyddsglasögon före lödning. Du måste också se till att orientera och placera alla komponenter i rätt position innan du lödar dem på brädet. Var snabb med strykjärnet eftersom det hålls över en stift för länge kan få IC att brinna ut. Se till att varje kontaktpunkt är ordentligt fastsatt på brädet med lödning och att det inte finns några torra fogar.

Skär ut hål

Först markerade jag hålen på varje kretskort och justerade dem för att se till att de var rätt märkta. Detta gjordes med hjälp av en trykvadrat, markör och linjal. Efter att ha markerat hålen använde jag en stålklämma för att hålla kretskortet på plats och borra 4x 2 mm hål i varje kretskort, följt av de 3 mm hål som krävs för att förhindra sprickbildning av TRFE -materialet.

Detta steg är viktigt eftersom det gör att du kan säkra kretskorten ordentligt till huset senare.

Steg 3: Kretsar + testning

Uppgifter

• Kontrollera alla PCB -anslutningar.
• Sätt upp hela kretsen.
• Kör koden genom kretsen för testning.
• Om det inte fungerar, åtgärda problemet och upprepa.

Kvalitetskontroll: Med kontinuitetsinställningen på multimetern kontrollerade jag varje spår och komponent för att upptäcka och eliminera eventuella kortslutningar som kan påverka kretsens funktion. Om en kort hittades togs följande steg för att lösa problemet.

1. Identifiera den korta - se till att den korta verkligen är ett problem och finns när fler gånger värme appliceras på kopparkuddarna, desto mer sannolikt är det att de antingen smälter, blir skadade eller icke -ledande.

2. Använd en lödsugare och värm försiktigt fogen och sug upp den flytande lödningen. Upprepa tills allt löd har tagits bort. Om lödet inte lossnar, använd lödveken för att försöka absorbera en del av det.

3. Slutligen, återlöd båda lederna med försiktighet och med minimal lödning men lagom så att fogen är säker och ledande.

Ladda upp koden:

För att ladda upp koden till Arduino Nano, ladda ner först Arduino IDE. Ladda sedan ner den här Arduino Nano -drivrutinen och den här FTDI -drivrutinen.

Använd sedan koden från steg 1 och ladda upp den via en USB-till-Micro-USB-kabel till Arduino Nano. Kretsen ska nu vara i drift. Om det inte fungerar kan du börja felsöka genom att dubbelkontrollera alla komponenter och anslutningar.

Ytterligare LED

Om du tittar noggrant på 7 -delars kretskort märker du att det finns en plats för en LED. Denna lysdiod är där för att tändas när siffran 100 visas och de två sju segmentdisplayerna visar två 0: or. För att få detta att fungera, använd två NOT -grindar och två OCH -grindar i en konfiguration som aktiverar lysdioden när de inte är några ingångar till 4511 IC.

Steg 4: Användargränssnitt

Uppgifter

• Utforma användargränssnittet med Adobe Illustrator.
• Laserskär UI och se till att det passar med kretskomponenterna. Gravera Warhammer eagle -designen på användargränssnittet.
• Sprayfärg designen grå/silver.

Material: Svart akryl

Med Adobe Illustrator utformade jag användargränssnittet i enlighet med de mått som anges i bilden ovan (klicka på se fler bilder). Jag exporterade sedan denna designfil till laserskäraren och klippte ut akrylbiten.

Sedan lämnade jag plastarket på akrylen, och jag sprayade de graverade delarna av akrylen med en silver/grå färg. Detta gjordes flera gånger (4 gånger med 10 minuters mellanrum) för att säkerställa en djärv och tydlig bild. Efter att ha låtit allt torka skalade jag av plastskiktet och såg till att det inte fanns några oegentligheter.

Steg 5: Sidoplattor

Uppgifter

• Samling av askträ.
• Rita ut alla skärlinjer på träbiten som en guide vid skärning. Klipp ut både vänster och höger sida för huset.

Material

1. Askträ 135 mm (b) x 300 mm (l) x 10 mm (d)

Nästa steg i detta projekt, och kanske den mest komplexa delen av huset, är sidoplåtarna. Markera först båda sidstyckena på en 10 mm tjock ask av trä med hjälp av mätningarna ovan. Skär ut den allmänna formen på bitarna med en bandsåg.

Skär sedan ut spåren som visas i diagrammen med en router (routingmaskin). Det finns två 10 mm breda x 5 mm tjocka spår. och one3mm (bred) x 150mm (lång) x 5mm (djup) spår i 50 graders vinkel.

Efterbehandling

För att korrigera eventuella små fel i ytjustering eller skarpa kanter, använd fint sandpapper för att gå över sektionerna för att jämna ut dem och ge dem en fin estetisk tilltalning. Professionalism är nyckeln.

Steg 6: Övre, nedre och bakre plattor

Uppgifter

• Klipp ut den övre stången.
• Skär ut bottenplattan.
• Laserskär bakplattan efter att ha skapat Adobe Illustrator-filen för laserskäraren.

Topplåt (Material: Ask)

Topplattan är en knepig bit att producera eftersom den innehåller en vinkel på 50 grader på ena sidan. För att klippa ut denna bit, markera först den allmänna formen på blocket med hjälp av måtten ovan och en trykvadrat. Skapa därefter vinkeln genom att ställa in bankvinkeln på bandsågplattformen vid 50 grader. Skär därifrån längs ena sidan av rektangeln för att få fram det snedställda ansiktet.

Utjämna dessutom plattformen för att använda bandsågen för att skära ut de tre andra sidorna av det rektangulära toppstycket.

Bottenplatta (Material: Ask)

Bottenplattan är lätt att skära ut med en bandsåg eftersom det är ett rektangulärt block av Ashwood med dimensionerna 220 mm x 145 mm x 10 mm.

Bakplatta (Material: Akryl)

Med hjälp av Adobe Illustrator konstruerade jag bakplattan (135 mm x 230 mm) tillsammans med en plats för Power In-kabeln och On-Off-omkopplaren tillsammans med hålen för skruvarna enligt diagrammen ovan. Jag exporterade sedan den här filen till laserskäraren och fick den att klippa.

Använd en penna och linjal för att markera 4 hål (2 på varje sida) för hålen för skruvar (diametern beror på skruven du använder). Använd en mittenstans och en klubba, gör en bucka över vart och ett av dessa hål och slutligen, använd lämplig borr med en handborr för att borra ut alla fyra hålen.

Därefter följde jag samma steg för sprutmålning av bokstäver på akryl som i steg 4. Slutligen gick jag över vart och ett av skruvhålen med en försänkningsborr för att säkerställa att skruvhuvudena skulle ligga i linje med akrylytan när monterad.

Kraftelektronik:

Den inkommande strömförsörjningen måste vara runt 5V. När den väl har dragits genom krafthålet i bakplattan måste den positiva ledningen dras genom strömbrytaren så att användaren kan styra strömmen till produkten. Den positiva terminalen från omkopplaren måste sedan anslutas till V (in) stift på Arduino och den negativa/GND -kabeln måste anslutas till Arduino GND (in) stift.

Steg 7: Limning och klämning

Nu när alla husdelar har skurits ut måste vi sätta ihop dem. Alla bitar listas nedan:

• 2x sidoplattor
• 1x översta bar
• 1x bottenplats
• 1x användargränssnitt
• 1x bakplatta

I det här steget är bitarna vi ska limma ihop:

• 1x översta bar
• 2x sidoplattor

Det är mycket viktigt att dessa bitar och dessa bitar ENDAST limmas på varandra. Bottenplattan visas på bilderna ovan men är INTE limmad på sidoplåtarna. Den är enbart placerad där som en guide och för positionering.

Steg:

1. Ordna bitarna i ordning och se till att de alla kan placeras och monteras ordentligt. Om så inte är fallet, antingen fila ner den problematiska delen tills den fungerar, eller göra om den.

2. Applicera ett litet men rimligt lager PVA -lim över de viktigaste kontaktpunkterna. I detta fall skulle dessa punkter vara den övre rabattskarven på båda sidostyckena.

3. Kombinera alla bitar tillsammans med bottenplattan som en guide för att hålla sidoplattorna och den övre stången uppe.

4. Använd en eller två klämmor för att fästa biten i denna konfiguration tills limmet har torkat och fogarna är säkrade.

Steg 8: Borrning

Totalt finns det 8 hål som måste borras i Ashwood. Alla hål måste borras med en 2,5 mm borr.

Först spände jag fast huset för att säkerställa att det inte rör sig under borrningsprocessen för kvalitetskontroll. Sedan markerade jag med en linjal och penna alla 8 hål som behövde borras baktill och längst ner. Med hjälp av en mittstans och en kulspetshammare indragade jag varje punkt för att styra borrkronan. Slutligen, med en handborr och en 2,5 mm borr, borrade jag ut varje hål.

Efter att ha borrat hålen genom bakstycket i akryl och botten av trä, använde jag en försänkningsborr för att skapa en försänkning för varje hål. Detta var nödvändigt eftersom jag använde självgängande skruvar för att fästa bak- och bottenbitarna med huset. Detta innebar att med dessa försänkningsfördjupningar skulle skruvhuvudet vara i linje med ytan på det material som det skruvades i för att ge det ett snyggt utseende och ett säkert yttre.

Steg 9: Slipning och efterbehandling

Slipning av orenheter

Efter att huset limmats ihop använde jag först grovt sandpapper för att bli av med eventuellt överflödigt lim eller uppenbara feljusteringsproblem. Sedan för kvalitetskontroll. Jag bytte till finare sandpapper och gick över varje yta för att säkerställa en jämn finish.

Applicera en finish: Möbelvax

Slutligen, för att ge askan en fin finish och känsla, bestämde jag mig för att vaxa ytan. Med en polerduk applicerade jag möbelvaxet på varje yttre yta av träet 4 gånger över med 30 minuters torkning mellan för kvalitetskontroll. Detta var för kvalitetskontroll som säkerställde att varje tum av träet var korrekt belagd och hade samma konsistens.

Steg 10: Säkra elektronik till huset

Material

• 12x M4 -bultar
• 12x M4 -muttrar
• 12x M4 Nylon brickor

Ovan fäster jag kretskorten på gränssnittet med hjälp av bultar, muttrar och nylonbrickor. Jag använde nylonbrickor eftersom de är icke-ledande och därför inte skapar några shorts vid kontakt med mitt kretskort. Efter att kretskortet hade anslutits använde jag en borrmaskin och en skruvmejsel för att fästa min rygg och bottenplattor på det slutliga huset. Gör denna process med försiktighet eftersom elektroniken kan vara ganska känslig.

Skulle några lödfogar gå sönder eller lossna, är det absolut nödvändigt att du fixar det där och sedan fortsätter b4. Var noga med att testa kretsen före och efter att den har fästs i huset för att säkerställa att allt fungerar.

Steg 11: Sätt ihop huset

I det sista steget, ta användargränssnittet och skjut upp det i sidoplåtens spår i huset. Placera därefter bottenplattan under höljet mellan de två sidoplattans falsfogar. Rikta in skruvhålen och använd en skruvmejsel och sätt i alla fyra skruvarna (2 på varje sida) för att säkra plattan på plats.

Det sista steget är att fästa bakplattan på huset. Gör detta genom att rikta in skruvhålen och sätt sedan in de fyra självgängande träskruvarna i varje läge för att se till att det sitter tätt och jämnt.

Slutligen kan du jämna ut eventuella fel med fina sandpapper och möbelvax. Om det finns några fel med inriktningen, vänligen besök de föregående stegen. Om du skulle behöva någon hjälp under den här processen får du gärna ställa dina frågor i kommentarsfältet nedan.

Steg 12: Du är klar

Bra jobbat med att slutföra projektet! Njut av!