Dobbelgenerator: 12 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:25

Hierdie instruksies is bedoel vir my hoofprojek wat ek voltooi het as deel van my IGCSE Systems and Controls Course. Dit het 'n A* -graad gekry en ek sal u lei hoe u dit in hierdie instruksies kan maak. 'N Goeie agtergrond in elektronika sowel as ervaring met Arduino en IDE is nodig om hierdie projek te voltooi.

Agtergrond

Aangesien bordspeletjies in gewildheid afneem en elektronika hoogty vier, kan dit moeilik lyk om te gaan sit en speel sonder die inmenging van toestelle. In hierdie spesifieke geval sal my kliënt, 'n onderwyser van die Warhammer -klub, eerder fisieke dobbelstene gebruik as 'n aanlyn in sy klub. Die probleem is dat hy nie 'n dobbelsteen met 100 kante kan hê nie, en daarom moet hy 'n aanlyn dobbelsteen -simulator gebruik. Dit is hier waar 'n geleentheid vir hierdie produk ontstaan.

Terwyl die grootte van die mark waarop hierdie produk gemik is, afneem, bestaan die behoefte daaraan steeds. Bordspeletjies word 'n kenmerk van die verlede, terwyl aanlyn- en elektroniese speletjies na vore kom. In hierdie spesifieke geval verminder my produk die behoefte aan telefone of die internet tydens bordspeletjies, sodat die spelers minder los van die werklike spel voel. Die stelsels waarvan dit gebruik sal maak, is die 4511 IC en 'n Arduino Nano -mikrobeheerder. Hierdie projek sal van 'n mikrobeheerder gebruik moet maak, want sonder een sou die stroombaan te ondoeltreffend wees.

Funksie

Met die produk kan die gebruiker 'n nommer tussen 0 en 100 kies deur twee draaiknoppies aan die linkerkant van die toestel te gebruik. Hierdie nommer word as terugvoer aan die gebruiker vertoon deur die twee 7 segmentskerms direk bokant die draaiskakelaars. As die gebruiker dan op die rolknoppie druk, word 'n ewekansige getal tussen 0 en die geselekteerde nommer gerol en op die sewe segment vertoon aan die regterkant van die toestel.

Stap 1: Die stroombaan

Die vereenvoudigde kringdiagram hierbo toon elk van die nodige Arduino -insette en -uitsette wat as verwysing vir latere stappe in die projek gebruik moet word.

Hoe werk die kring?

Die gebruiker voer eers die aantal sye in wat hulle wil hê dat sy dobbelsteen moet hê deur gebruik te maak van die twee draaiknoppies waarvan die een die 10 -syfer -plek beheer en die ander die 1 -syfer -plek. Hierdie getal word vertoon deur terugvoer op die eerste 7 -segment PCB, wat dit makliker maak vir die gebruiker om die nommer wat hy gekies het, te verstaan.

Die desimale invoer van die gebruiker word omgeskakel in 'n binêre formaat op die Rotary PCB en word na die Arduino Nano gestuur. Die nano kies dan 'n ewekansige getal tussen 0 en die geselekteerde nommer. Hierdie inligting sal dan in 'n binêre formaat na die 2de 7-segment-PCB gestuur word wanneer die Push-To-Make (Roll) -skakelaar ingedruk word.

Ek het die Arduino -kode hieronder aangeheg vir verwysing om die begrip van hoe hierdie produk werk makliker te maak.

Stap 2: Gedrukte stroombane

Materiaaltelling:

• Weerstands van 470 Ohm x28
• Weerstands van 10K Ohm x22
• CD 4511BE x4
• 7 segment vertoon (groen, CC) x4
• Diode 1N4002 x44
• Draaiskakelaar (1P12T) x2
• Wipskakelaar (aan-af) x2
• Druk om te maak x1
• Arduino Nano x1
• LED groen x2

Met die gebruik van Autodesk Eagle op my rekenaar, het ek die skema van elke PCB ontwerp soos op die foto hierbo gesien. Uit die skematiese ontwerp het ek die PCB's (2x 7 Segment PCB, 1x Rotary PCB) in China laat maak en gestuur.

Gerber -lêers kan hier gevind word (Eagle -lêers word hieronder aangeheg)

Soldeer komponente

Voordat u soldeer, moet u goeie ventilasie en veiligheidsbril hê. U moet ook sorg dat u alle komponente in die regte posisie oriënteer en plaas voordat u dit aan die bord soldeer. Wees vinnig met die yster, want as u dit te lank oor 'n speld hou, kan die IC uitbrand. Maak seker dat elke kontakpunt stewig aan die bord vasgemaak is met soldeersel en dat daar geen droë verbindings is nie.

Gaatjies uitsny

Eerstens het ek die gate op elke PCB gemerk en dit in lyn gebring om seker te maak dat dit korrek gemerk is. Dit is gedoen met 'n driehoek, merker en liniaal. Nadat ek die gate gemerk het, gebruik ek 'n staalklem om die printplaat vas te hou en boor 4x 2 mm gate in elke printplaat, gevolg deur die nodige 3 mm gate om te verhoed dat die TRFE -materiaal kraak.

Hierdie stap is belangrik, aangesien dit u in staat sal stel om die PCB's later behoorlik aan die behuising vas te maak.

Stap 3: stroombaan + toetsing

Take

• Gaan alle PCB -verbindings na.
• Stel die hele kring op.
• Voer die kode deur die kring vir toetsing.
• As dit nie werk nie, los die probleem op en herhaal.

Kwaliteitsbeheer: Met behulp van die kontinuïteitsinstelling op die multimeter het ek elke snit en komponent nagegaan om kortbroek wat die funksie van die stroombaan kan beïnvloed, op te spoor en uit te skakel. As 'n kort opsporing gevind is, is die volgende stappe gedoen om die probleem op te los.

1. Identifiseer die kortbroek - maak seker dat die kortbroek inderdaad 'n probleem is en bestaan, namate die koperblokkies hitte meer toedien, hoe groter is die waarskynlikheid dat hulle smelt, beskadig of nie -geleidend word.

2. Verhit die gewrig liggies met 'n soldeersuig en suig die vloeibare soldeer op. Herhaal totdat al die soldeersel verwyder is. As die soldeer nie loskom nie, gebruik soldeerstrook om dit te probeer absorbeer.

3. Ten slotte, soldeer albei gewrigte met omsigtigheid en met minimale soldeersel, maar net genoeg sodat die las veilig en geleidend is.

Laai die kode op:

Laai eers die Arduino IDE af om die kode na die Arduino Nano op te laai. Laai vervolgens hierdie Arduino Nano Driver en hierdie FTDI -bestuurder af.

Laai dit dan met die kode van stap 1 af via 'n USB- na mikro-USB-kabel na die Arduino Nano. Die kring behoort nou in werking te wees. As dit nie werk nie, begin met die oplos van probleme deur alle komponente en verbindings te kontroleer.

Bykomende LED

As u die 7 -segment PCB -bord noukeurig bekyk, sal u sien dat daar 'n gleuf vir 'n LED is. Hierdie LED is daar om te brand wanneer die getal 100 vertoon word en die twee sewe segmente twee twee 0s sal vertoon. Om dit te laat werk, gebruik twee NIE -hekke en twee EN -hekke in 'n konfigurasie wat die LED sal aktiveer as hulle geen insette in die 4511 IC het nie.

Stap 4: Gebruikerskoppelvlak

Take

• Ontwerp die UI met Adobe Illustrator.
• Lasersny die UI en maak seker dat dit by die kringkomponente pas. Graveer die Warhammer -arendontwerp op die UI.
• Spuitverf die ontwerp grys/silwer.

Materiaal: swart akriel

Met Adobe Illustrator het ek die gebruikerskoppelvlak ontwerp in ooreenstemming met die afmetings in die prent hierbo (klik sien meer prente). Ek het hierdie ontwerplêer dan na die lasersnyer uitgevoer en die stuk akriel uitgesny.

Toe ek die plastiekblad op die akriel laat, spuit ek die gegraveerde dele van die akriel met 'n silwer/grys kleur. Dit is verskeie kere gedoen (4 keer met tussenposes van 10 minute) om 'n vet en duidelike beeld te verseker. Nadat ek dit laat droog het, het ek die plastieklaag afgeskil en seker gemaak dat daar geen onreëlmatighede was nie.

Stap 5: Syborde

Take

• Versameling Ashout.
• Trek al die snylyne op die stuk hout as 'n gids as u sny. Sny die linker- en regterkant van die behuising uit.

Materiaal

1. Ashout 135 mm (w) x 300 mm (l) x 10 mm (d)

Die volgende stap van hierdie projek, en miskien die mees komplekse deel van die behuising, is die syplate. Gebruik eers die metings hierbo en merk albei systukke op 'n stuk mm 10 mm dik ashout. Sny die algemene vorm van die stukke met 'n lagsaag.

Gebruik dan 'n router (routing -masjien) om die groewe wat in die diagramme hierbo getoon word, uit te sny. Daar is twee groewe van 10 mm breed x 5 mm dik. en een3mm (breed) x 150mm (lank) x 5mm (diep) groef in 'n hoek van 50 grade.

Afwerking

Om klein foute in die uitlijning van die oppervlak of skerp rande reg te stel, gebruik fyn skuurpapier om oor die dele te gaan om dit glad te maak, wat 'n mooi estetiese aantrekkingskrag gee. Professionaliteit is die sleutel.

Stap 6: Bo-, onder- en agterplate

Take

• Sny die boonste balk uit.
• Sny die onderste plaat uit.
• Lasersny die agterplaat nadat u die Adobe Illustrator-lêer vir die lasersnyer gemaak het.

Topplaat (materiaal: as)

Die boonste plaat is 'n moeilike stuk om te vervaardig, aangesien dit 'n hoek van 50 grade op een kant bevat. Om hierdie stuk uit te sny, merk eers die algemene vorm van die blok met behulp van die afmetings hierbo en 'n driehoek. Skep vervolgens die hoek deur die bankhoek van die bandzaagplatform op 50 grade te stel. Sny van daar af aan die een kant van die reghoek om die skuins vlak te vorm.

Maak die platform ook gelyk om die bandzaag te gebruik om die ander drie sye van die reghoekige boonste stuk uit te sny.

Onderplaat (materiaal: as)

Die onderste plaat is maklik om uit te sny met behulp van 'n lagsaag, aangesien dit 'n reghoekige blok Ashwood is met die afmetings van 220 mm x 145 mm x 10 mm.

Agterplaat (materiaal: akriel)

Met Adobe Illustrator het ek die agterplaat (135 mm x 230 mm) saam met 'n gleuf vir die Power In-kabel en die aan-af-skakelaar ontwerp, asook die gate vir die skroewe, soos in die diagramme hierbo gesien. Ek het hierdie lêer dan na die lasersnyer uitgevoer en laat sny.

Merk met 'n potlood en liniaal 4 gate (2 aan elke kant) vir die gate vir skroewe (deursnee hang af van die skroef wat u gebruik). Gebruik 'n middelpunt en 'n hamer om 'n duik oor elkeen van hierdie gate te maak, en laastens gebruik die toepaslike boor met 'n handboor om al die vier gate uit te boor.

Vervolgens het ek dieselfde stappe gevolg vir die spuitverf van letters op akriel as in stap 4. Uiteindelik het ek met 'n versinkboor oor elk van die skroefgate gegaan om te verseker dat die skroefkoppe met die akrieloppervlak inpas. saamgestel.

Power Electronics:

Die inkomende kragtoevoer moet ongeveer 5V wees. Nadat die positiewe draad deur die kraggat in die agterplaat gelei is, moet die positiewe draad deur die aan / uit -skakelaar gelei word sodat die gebruiker die krag in die produk kan beheer. Die positiewe aansluiting van die skakelaar moet dan aan die V (in) pen op die Arduino gekoppel word en die negatiewe/GND draad moet aan die Arduino GND (in) pen gekoppel word.

Stap 7: Plak en klem

Noudat al die behuisingsstukke uitgesny is, moet ons dit bymekaar sit. Al die stukke word hieronder gelys:

• 2x syborde
• 1x boonste balk
• 1x onderste plek
• 1x Gebruikerskoppelvlak
• 1x agterplaat

In hierdie stap is die stukke wat ons aan mekaar gaan plak:

• 1x boonste balk
• 2x syborde

Dit is baie belangrik dat hierdie stukke en hierdie stukke SLEGS aan mekaar vasgeplak word. Die onderste plaat word op die foto's hierbo getoon, maar is NIE aan die syplate vasgemaak nie. Dit word slegs daar geplaas as 'n gids en vir posisionering.

Stappe:

1. Rangskik die stukke in volgorde en sorg dat hulle almal behoorlik geplaas en bymekaar gepas kan word. As dit nie die geval is nie, lê die problematiese stuk neer totdat dit werk, of maak dit weer.

2. Dien 'n klein, maar redelike laag PVA -gom oor die sleutelkontakpunte. In hierdie geval sou hierdie punte die boonste kortingsgewrig op beide systukke wees.

3. Kombineer al die stukke saam met die onderste plaat as 'n gids om die syplate en die boonste staaf vas te hou.

4. Gebruik een of twee klampe om die stuk in hierdie konfigurasie vas te maak totdat die gom droog is en die verbindings veilig is.

Stap 8: Boor

In totaal is daar 8 gate wat in die Ashwood geboor moet word. Alle gate moet met 'n boorpunt van 2,5 mm geboor word.

Eers het ek die behuising vasgemaak om te verseker dat dit nie beweeg tydens die boorproses vir kwaliteitskontrole nie. Toe merk ek met 'n liniaal en potlood al 8 gate wat aan die agterkant en onderkant geboor moes word. Met 'n middelpunt en 'n balpenhamer het ek elke punt ingekap om die boorpunt te lei. Uiteindelik het ek elke gat met 'n handboor en 'n boorpunt van 2,5 mm geboor.

Nadat ek die gate deur die agterkant van die akriel en die onderkant van die hout geboor het, het ek 'n versinkboor gebruik om 'n versink vir elke gat te maak. Dit was nodig, want ek gebruik selfskroefskroewe om die agter- en onderstukke aan die huis te koppel. Dit het beteken dat die skroefkop met hierdie insinkings gelyk sou wees aan die oppervlak van die materiaal waarin dit vasgeskroef is, wat 'n mooi voorkoms en 'n veilige buitekant bied.

Stap 9: Skuur en afwerking

Skuur onsuiwerhede af

Nadat die omhulsel aan mekaar vasgeplak is, het ek eers growwe skuurpapier gebruik om van oortollige droë gom of duidelike verkeerde uitlijningsprobleme ontslae te raak. Dan, vir kwaliteitskontrole. Ek het na fyner skuurpapier oorgegaan en oor elke oppervlak gegaan om 'n gladde afwerking te verseker.

'N Afwerking aanbring: Meubelwas

Ten slotte, om die ashout 'n mooi afwerking te gee, het ek besluit om die oppervlak te was. Met 'n poetsdoek het ek die meubelwas 4 keer op elke buitekant van die hout aangebring met 30 minute droogsessies tussenin vir kwaliteitskontrole. Dit was vir kwaliteitskontrole wat verseker het dat elke sentimeter van die hout behoorlik bedek was en dieselfde tekstuur het.

Stap 10: Beveilig elektronika aan die behuising

Materiaal

• 12x M4 boute
• 12x M4 Neute
• 12x M4 nylon wassers

Hierbo heg ek die PCB's aan die UI vas met die boute, moere en nylon wassers. Ek het Nylon-ringe gebruik omdat dit nie-geleidend is en daarom geen kortbroek sal skep as ek met my PCB in aanraking kom nie. Nadat die PCB's aangeskakel is, het ek 'n boor en 'n skroewedraaier gebruik om my rug- en onderplate aan die finale behuizing vas te maak. Doen hierdie proses met omsigtigheid, aangesien elektronika baie delikaat kan wees.

As enige soldeerverbindings breek of uitmekaar val, is dit noodsaaklik dat u dit daar regmaak en dan voortgaan. Maak seker dat u die kringloop toets voor en nadat dit aan die behuising vasgemaak is om te verseker dat alles in werkende toestand bly.

Stap 11: Sit die behuising saam

In hierdie laaste stap, neem die gebruikerskoppelvlak en skuif dit teen die syplaatgroefies in die behuizing. Plaas dan die onderste plaat onder die behuising tussen die twee syplaat se sponningsverbindings. Rig die skroefgate in en steek al 4 skroewe (2 aan elke kant) met 'n skroewedraaier in om die plaat vas te maak.

Die laaste stap is om die agterplaat aan die behuising vas te maak. Doen dit deur die skroefgate in lyn te bring en steek dan die 4 self-tappende houtskroewe in elke posisie om seker te maak dat dit goed pas.

Uiteindelik kan u alle foute met fyn skuurpapier en meubelwas uitvee. As daar foute met die belyning is, besoek die vorige stappe. As u hulp nodig het tydens hierdie proses, kan u u vrae in die kommentaarafdeling hieronder plaas.

Stap 12: U is klaar

Baie geluk met die voltooiing van die projek! Geniet dit!