Generator de zaruri: 12 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:43

Acest Instructables este pentru proiectul meu major pe care l-am finalizat ca parte a cursului meu de sisteme și controale IGCSE. A primit o notă A * și vă voi ghida cum să o faceți în acest instructable. Pentru a finaliza acest proiect este necesar un background decent în electronică, precum și experiență cu Arduino și IDE-ul său.

fundal

Odată cu scăderea popularității jocurilor de masă și a creșterii electronice, poate părea greu să te așezi și să te joci fără interferența gadgeturilor. În acest caz specific, clientul meu, un profesor al clubului Warhammer, ar prefera să folosească zaruri fizice decât unul online din clubul său. Problema este că nu poate avea zaruri cu 100 de fețe, motiv pentru care trebuie să recurgă la utilizarea unui simulator de zaruri online. Aici crește o oportunitate pentru acest produs.

În timp ce dimensiunea pieței către care se adresează acest produs este în scădere, nevoia pentru acesta există în continuare. Jocurile de societate devin o caracteristică a trecutului, în timp ce apar jocurile online și electronice. În acest caz special, produsul meu reduce nevoia de telefoane sau de internet în timpul jocului pe tablă, făcând jucătorii să se simtă mai puțin deconectați de jocul real. Sistemele pe care le va folosi sunt 4511 IC și un microcontroler Arduino Nano. Acest proiect va trebui să utilizeze un microcontroler deoarece, fără unul, circuitul ar fi prea ineficient.

Funcţie

Produsul permite utilizatorului să selecteze un număr între 0 și 100 folosind două comutatoare rotative din partea stângă a dispozitivului. Acest număr este afișat utilizatorului prin intermediul celor două afișaje pe 7 segmente direct deasupra comutatoarelor rotative ca feedback. Apoi, pe măsură ce utilizatorul apasă butonul de rulare, un număr aleatoriu între 0 și numărul selectat va fi rulat și afișat pe cele 7 segmente afișate în partea dreaptă a dispozitivului.

Pasul 1: Circuitul

Diagrama simplificată de mai sus arată fiecare dintre intrările și ieșirile Arduino necesare pentru a fi utilizate ca referință pentru pașii ulteriori ai proiectului.

Cum funcționează circuitul?

Utilizatorul introduce mai întâi numărul de laturi pe care dorește să le aibă zarurile folosind cele două comutatoare rotative, dintre care unul controlează locul de 10 cifre și celălalt controlează locul de 1 cifră. Acest număr este afișat prin feedback pe primele 7 segmente PCB, ceea ce face mai ușor pentru utilizator să înțeleagă numărul pe care l-a ales.

Intrarea zecimală a utilizatorului este convertită într-un format binar pe placa rotativă și este trimisă la Arduino Nano. Nano va alege apoi un număr aleatoriu între 0 și numărul selectat. Aceste informații vor fi trimise apoi într-un format binar către PCB-ul cu 2 segmente pe 7, atunci când comutatorul Push-To-Make (Roll) este apăsat.

Am atașat codul Arduino pentru referință mai jos, pentru a face mai ușoară înțelegerea modului în care funcționează acest produs.

Pasul 2: Plăci de circuite imprimate

Proiect de lege de materiale:

• Rezistențe 470 Ohm x28
• Rezistoare 10K Ohm x22
• CD 4511BE x4
• Afișaj pe 7 segmente (verde, CC) x4
• Diodă 1N4002 x44
• Comutator rotativ (1P12T) x2
• Comutator basculant (On-Off) x2
• Apăsați pentru a face x1
• Arduino Nano x1
• LED verde x2

Folosind Autodesk Eagle pe computer, am proiectat schema fiecărui PCB așa cum se vede în fotografia de mai sus. Din proiectarea schematică, am avut PCB-urile (2x 7 Segment PCB, 1x Rotary PCB) fabricate în China și expediate.

Fișierele Gerber pot fi găsite aici (fișierele Eagle sunt atașate mai jos)

Componente de lipit

Înainte de lipire, asigurați-vă că aveți o bună ventilație și ochelari de protecție. De asemenea, trebuie să vă asigurați că orientați și așezați toate componentele în pozițiile lor corecte înainte de a le lipi pe tablă. Fii rapid cu fierul de călcat, deoarece ținându-l peste un știft prea mult timp poate provoca arderea CI. Asigurați-vă că fiecare punct de contact este fixat în siguranță pe tablă cu lipit și că nu există îmbinări uscate.

Decuparea găurilor

În primul rând, am marcat găurile de pe fiecare PCB și le-am aliniat pentru a mă asigura că au fost marcate corect. Acest lucru a fost făcut folosind un pătrat de încercare, un marker și o riglă. După marcarea găurilor, am folosit o clemă de oțel pentru a menține PCB-ul în poziție și a găuri 4x găuri de 2 mm în fiecare placă PCB, urmate de găurile necesare de 3 mm pentru a preveni crăparea materialului TRFE.

Acest pas este important, deoarece vă va permite să fixați corect PCB-urile pe carcasă mai târziu.

Pasul 3: Circuit + Testare

Sarcini

• Verificați toate conexiunile PCB.
• Configurați întregul circuit.
• Rulați codul prin circuit pentru testare.
• Dacă nu funcționează, remediați problema și repetați.

Controlul calității: Folosind setarea de continuitate pe multimetru, am verificat fiecare pistă și componentă pentru a detecta și elimina orice scurtcircuit care ar putea afecta funcția circuitului. Dacă a fost găsit un scurtcircuit, s-au făcut următorii pași pentru a rezolva problema.

1. Identificați scurtul - asigurați-vă că scurtul este într-adevăr o problemă și există cu cât de multe ori se aplică căldură pe tampoanele de cupru, cu atât este mai probabil ca acestea să se topească, să fie deteriorate sau neconductoare.

2. Utilizând o ventuză de lipit, încălziți ușor articulația și aspirați lichidul de lipit. Repetați până când toate lipiturile sunt îndepărtate. Dacă lipirea nu se desprinde, utilizați fitil de lipit pentru a încerca să absorbiți o parte din ea.

3. În cele din urmă, re-lipiți ambele articulații cu grijă și cu lipire minimă, dar suficient pentru ca îmbinarea să fie sigură și conductivă.

Încărcarea codului:

Pentru a încărca codul pe Arduino Nano, descărcați mai întâi ID-ul Arduino. Apoi, descărcați acest driver Arduino Nano și acest driver FTDI.

Apoi, folosind codul de la Pasul 1, încărcați-l prin intermediul unui cablu USB la Micro-USB pe Arduino Nano. Circuitul ar trebui să fie acum operațional. Dacă nu funcționează, începeți depanarea verificând dublu toate componentele și conexiunile.

LED suplimentar

Dacă priviți cu atenție placa PCB pe 7 segmente, veți observa că există un slot pentru un LED. Acest LED este acolo pentru a se aprinde atunci când este afișat numărul 100 și cele două afișaje pe 7 segmente ar afișa două 0. Pentru ca acest lucru să funcționeze, utilizați două porți NU și două porți ȘI într-o configurație care va declanșa LED-ul atunci când nu există intrări în IC 4511.

Pasul 4: Interfață utilizator

Sarcini

• Proiectați interfața utilizând Adobe Illustrator.
• Tăiați cu laser interfața de utilizare și asigurați-vă că se potrivește cu componentele circuitului. Gravați designul vulturului Warhammer pe interfața de utilizare.
• Vopsea spray cu gri / argintiu.

Material: Acril negru

Folosind Adobe Illustrator, am proiectat interfața utilizatorului în conformitate cu dimensiunile enumerate în imaginea de mai sus (faceți clic pe vedeți mai multe imagini). Am exportat apoi acest fișier de proiectare către dispozitivul de tăiat cu laser și am decupat bucata de acril.

Apoi, lăsând foaia de plastic pe acril, am vopsit cu spray secțiunile gravate ale acrilului cu o culoare argintie / gri. Acest lucru a fost făcut de mai multe ori (de 4 ori cu intervale de 10 minute) pentru a asigura o imagine îndrăzneață și clară. După ce am lăsat totul la uscat, am dezlipit stratul de plastic și m-am asigurat că nu există nereguli.

Pasul 5: Plăci laterale

Sarcini

• Colecție de lemn de frasin.
• Trageți toate liniile de tăiere de pe bucata de lemn pentru un ghid la tăiere. Decupați atât partea stângă, cât și partea dreaptă pentru carcasă.

Materiale

1. Lemn de frasin 135mm (l) x 300mm (l) x 10mm (d)

Următorul pas al acestui proiect și poate cea mai complexă parte a carcasei sunt plăcile laterale. Mai întâi, folosind măsurătorile date mai sus, marcați ambele piese laterale pe o bucată de lemn de frasin de 10 mm grosime. Folosind un ferăstrău cu bandă, decupați forma generală a pieselor.

Apoi, folosind un router (mașină de rutare), tăiați canelurile prezentate în diagramele de mai sus. Există două caneluri de 10 mm lățime x 5 mm grosime. și o canelură de 3 mm (lată) x 150 mm (lungă) x 5 mm (adâncă) la un unghi de 50 de grade.

Finisare

Pentru a corecta orice erori mici în alinierea suprafeței sau a muchiilor ascuțite, folosiți șmirghel fin pentru a trece peste acele secțiuni, pentru a le netezi oferindu-le un aspect estetic frumos. Profesionalismul este cheia.

Pasul 6: Plăci superioare, inferioare și posterioare

Sarcini

• Decupați bara superioară.
• Decupați placa de jos.
• Tăiați cu laser placa posterioară după crearea fișierului ilustrator de chirpici pentru tăietorul laser.

Placă superioară (material: frasin)

Placa superioară este o piesă dificil de produs, deoarece include un unghi de 50 de grade pe o singură față. Pentru a tăia această piesă, marcați mai întâi forma generală a blocului folosind dimensiunile date mai sus și un pătrat de încercare. Apoi, creați unghiul setând unghiul de banc al platformei ferăstrăului cu bandă la 50 de grade. De acolo, tăiați de-a lungul unei părți a dreptunghiului pentru a produce fața înclinată.

Mai mult, nivelați platforma pentru a utiliza ferăstrăul cu bandă pentru a tăia celelalte trei laturi ale piesei superioare dreptunghiulare.

Placă inferioară (material: frasin)

Placa de jos este ușor de decupat folosind un ferăstrău cu bandă, deoarece este un bloc dreptunghiular din lemn de frasin cu dimensiunile de 220 mm x 145 mm x 10 mm.

Placa din spate (Material: acrilic)

Folosind Adobe Illustrator, am proiectat placa posterioară (135mm x 230mm) împreună cu un slot pentru cablul de alimentare și comutatorul On-Off împreună cu găurile pentru șuruburi, așa cum se vede în diagramele de mai sus. Am exportat apoi acest fișier către dispozitivul de tăiat cu laser și l-am tăiat.

Folosind un creion și o riglă, marcați 4 găuri (2 pe fiecare parte) pentru găurile pentru șuruburi (diametrul depinde de șurubul pe care îl utilizați). Folosind un pumn central și un ciocan, faceți o dantură peste fiecare dintre aceste găuri și, în cele din urmă, utilizați burghiul corespunzător cu un burghiu manual pentru a găuri toate cele 4 găuri.

Apoi, am urmat aceiași pași pentru vopsirea literelor pe acrilic ca la pasul 4. În cele din urmă, folosind un burghiu cu zăvor, am trecut peste fiecare dintre orificiile șuruburilor pentru a mă asigura că capetele șuruburilor vor fi la același nivel cu suprafața acrilică atunci când asamblate.

Electronică de putere:

Sursa de alimentare trebuie să fie de aproximativ 5V. Odată direcționat prin orificiul de alimentare din placa de bază, firul pozitiv trebuie dirijat prin întrerupătorul de alimentare, astfel încât utilizatorul să poată controla puterea în produs. Terminalul pozitiv de la comutator trebuie apoi conectat la pinul V (in) de pe Arduino iar firul negativ / GND trebuie conectat la pinul Arduino GND (in).

Pasul 7: Lipire și prindere

Acum că toate piesele de carcasă au fost tăiate, trebuie să le punem împreună. Toate piesele sunt enumerate mai jos:

• 2x plăci laterale
• 1x bara de sus
• 1x Partea inferioară
• 1x interfață utilizator
• 1x placa din spate

În acest pas, piesele pe care le vom lipi sunt:

• 1x bara de sus
• 2x plăci laterale

Este foarte important ca aceste piese și numai aceste piese să fie lipite unele de altele. Placa de jos este prezentată în imaginile de mai sus, dar NU ESTE lipită de plăcile laterale. Este plasat acolo doar ca ghid și pentru poziționare.

Pași:

1. Aranjați piesele în ordine și asigurați-vă că toate pot fi așezate și montate corespunzător. Dacă nu este cazul, fie înregistrați piesa problematică până când funcționează, fie refaceți-o.

2. Aplicați un strat mic, dar rezonabil de adeziv PVA peste punctele cheie de contact. În acest caz, aceste puncte ar fi îmbinarea superioară a rabatului pe ambele piese laterale.

3. Combinați toate piesele împreună folosind placa inferioară ca ghid pentru a ajuta la susținerea plăcilor laterale și a barei superioare.

4. Folosiți una sau două cleme pentru a fixa piesa în această configurație până când adezivul s-a uscat și îmbinările sunt toate sigure.

Pasul 8: Foraj

În total, există 8 găuri care trebuie să fie găurite în frasin. Toate găurile trebuie să fie găurite folosind un burghiu de 2,5 mm.

Mai întâi am prins carcasa pentru a mă asigura că nu se mișcă în timpul procesului de foraj pentru controlul calității. Apoi, folosind o riglă și un creion, am marcat toate cele 8 găuri care trebuiau găurite în spate și în partea de jos. Folosind un pumn central și un ciocan cu pix, am indentat fiecare punct pentru a ghida burghiul. În cele din urmă, folosind un burghiu manual și un burghiu de 2,5 mm, am forat fiecare gaură.

După găurirea găurilor prin piesa din spate acrilică și piesa de fund din lemn, am folosit un burghiu cu zăvor pentru a crea o zăvor pentru fiecare gaură. Acest lucru a fost necesar, deoarece foloseam șuruburi autofiletante pentru a îmbina piesele din spate și de jos cu carcasa. Acest lucru a însemnat că, cu aceste indentări de zăvor, capul șurubului ar fi la același nivel cu suprafața materialului în care a fost înșurubat, oferindu-i un aspect frumos și un exterior sigur.

Pasul 9: Șlefuire și finisare

Șlefuirea impurităților

După ce carcasa a fost lipită împreună, am folosit mai întâi hârtie abrazivă pentru a scăpa de orice adeziv uscat în exces sau probleme evidente de aliniere. Apoi, pentru controlul calității. Am trecut la un șmirghel mai fin și am trecut peste fiecare suprafață pentru a asigura un finisaj neted.

Aplicarea unui finisaj: ceară de mobilă

În cele din urmă, pentru a oferi lemnului de frasin un finisaj frumos și am simțit, am decis să ceară suprafața. Folosind o cârpă de lustruit, am aplicat ceara de mobilier pe fiecare suprafață exterioară a lemnului de 4 ori, cu sesiuni de uscare de 30 de minute între ele pentru controlul calității. Acest lucru a fost pentru controlul calității, care a asigurat că fiecare centimetru de lemn a fost acoperit corect și a avut aceeași textură.

Pasul 10: fixați dispozitivele electronice pe carcasă

Materiale

• 12x șuruburi M4
• 12x M4 Nuts
• 12x șaibe din nailon M4

Mai sus, atașez PCB-urile la UI folosind șuruburile, piulițele și șaibele din nailon. Am folosit șaibe din nylon deoarece sunt neconductoare și, prin urmare, nu vor crea pantaloni scurți la contactul cu PCB-ul meu. După ce PCB-urile au fost conectate, am folosit un burghiu și o șurubelniță pentru a atașa plăcile din spate și de jos la carcasa finală. Faceți acest proces cu grijă, deoarece electronica poate tinde să fie destul de delicată.

În cazul în care articulațiile de lipit se rup sau se desfac, este imperativ să o fixați acolo și apoi să continuați. Asigurați-vă că testați circuitul înainte și după fixarea acestuia pe carcasă pentru a vă asigura că totul rămâne în stare de funcționare.

Pasul 11: Puneți locuința împreună

În acest ultim pas, luați interfața cu utilizatorul și glisați-o pe canelurile plăcii laterale în carcasă. Apoi, așezați placa inferioară sub carcasă între îmbinările de rabatare ale celor două plăci laterale. Aliniați orificiile șuruburilor și cu ajutorul unei șurubelnițe, introduceți toate cele 4 șuruburi (2 pe fiecare parte) pentru a fixa placa în poziție.

Ultimul pas este atașarea plăcii posterioare la carcasă. Faceți acest lucru prin alinierea orificiilor șuruburilor și apoi introduceți cele 4 șuruburi de lemn autofiletante în fiecare poziție verificând pentru a vă asigura că este bine și strâns.

În cele din urmă, puteți elimina orice erori folosind tapete de nisip fine și ceară pentru mobilier. Dacă există erori de aliniere, reveniți la pașii anteriori. Dacă ar trebui să aveți nevoie de ajutor în timpul acestui proces, vă rugăm să nu ezitați să postați întrebările dvs. în secțiunea de comentarii de mai jos.

Pasul 12: Ești gata

Bravo la finalizarea proiectului! Bucurați-vă!