Penjana Dadu: 12 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:08

Instructables ini adalah untuk Projek Utama saya yang saya lengkapkan sebagai sebahagian daripada Kursus Sistem dan Kawalan IGCSE saya. Ia mendapat gred A * dan saya akan membimbing anda bagaimana membuatnya dalam arahan ini. Latar belakang elektronik yang baik serta pengalaman dengan Arduino dan IDE diperlukan untuk menyelesaikan projek ini.

Latar belakang

Dengan permainan papan yang semakin popular dan elektronik berkembang, mungkin sukar untuk duduk dan bermain tanpa gangguan alat. Dalam kes khusus ini, pelanggan saya, seorang guru kelab Warhammer lebih suka menggunakan dadu fizikal daripada dadu dalam talian di kelabnya. Masalahnya ialah, dia tidak boleh mempunyai dadu dengan 100 sisi dan itulah sebabnya dia mesti menggunakan simulator dadu dalam talian. Di sinilah peluang untuk produk ini meningkat.

Walaupun ukuran pasaran yang diinginkan produk ini semakin menurun, namun keperluan untuk produk tersebut masih ada. Permainan papan menjadi ciri masa lalu semasa permainan dalam talian dan elektronik muncul. Dalam keadaan ini, produk saya mengurangkan keperluan telefon atau internet semasa permainan papan membuat pemain merasa tidak terputus dari permainan sebenar. Sistem yang akan digunakannya adalah IC 4511 dan mikrokontroler Arduino Nano. Projek ini mesti menggunakan mikrokontroler kerana, tanpa satu, litar akan terlalu tidak cekap.

Fungsi

Produk ini membolehkan pengguna memilih nombor antara 0 dan 100 menggunakan dua suis putar di sebelah kiri peranti. Nombor ini ditunjukkan kepada pengguna melalui dua paparan segmen 7 tepat di atas suis putar sebagai maklum balas. Kemudian, semasa pengguna menekan butang roll, nombor rawak antara 0 dan nombor yang dipilih akan digulung dan dipaparkan pada paparan 7 segmen di sebelah kanan peranti.

Langkah 1: Litar

Gambarajah litar ringkas di atas menunjukkan setiap input dan output Arduino yang diperlukan untuk dijadikan rujukan untuk langkah-langkah selanjutnya dalam projek.

Bagaimana litar berfungsi?

Pengguna terlebih dahulu memasukkan bilangan sisi yang mereka inginkan dengan menggunakan dua suis putar yang satu mengendalikan tempat digit 10s dan yang lain mengendalikan tempat digit 1s. Nombor ini ditunjukkan melalui maklum balas mengenai PCB 7 segmen pertama yang memudahkan pengguna memahami nombor yang telah mereka pilih.

Input perpuluhan pengguna ditukar menjadi format binari pada Rotary PCB dan dihantar ke Arduino Nano. Nano kemudian akan memilih nombor rawak antara 0 dan nombor yang dipilih. Maklumat ini kemudian akan dihantar dalam format binari ke PCB 7 Segmen ke-2 apabila suis Push-To-Make (Roll) ditekan ke bawah.

Saya telah melampirkan kod Arduino untuk rujukan di bawah untuk membuat pemahaman tentang bagaimana produk ini berfungsi lebih mudah.

Langkah 2: Papan Litar Bercetak

Bil bahan:

• 470 Perintang Ohm x28
• Perintang 10K Ohm x22
• CD 4511BE x4
• 7 Paparan Segmen (Hijau, CC) x4
• Diod 1N4002 x44
• Suis Putar (1P12T) x2
• Suis Rocker (Hidup-Mati) x2
• Tolak Untuk Membuat x1
• Arduino Nano x1
• LED Hijau x2

Dengan menggunakan Autodesk Eagle di komputer saya, saya merancang skema setiap PCB seperti yang dilihat pada foto di atas. Dari reka bentuk skematik, saya mempunyai PCB (PCB Segmen 2x7, PCB Rotary 1x) yang dibuat di China dan dihantar.

Fail Gerber boleh didapati di sini (fail Eagle dilampirkan di bawah)

Komponen Pematerian

Sebelum menyolder, pastikan mempunyai cermin mata pengudaraan dan keselamatan yang baik. Anda juga perlu memastikan untuk mengorientasikan dan meletakkan semua komponen pada kedudukannya yang betul sebelum memasangkannya ke papan. Cepat menggunakan besi kerana memegangnya terlalu lama boleh menyebabkan IC terbakar. Pastikan setiap titik hubungan diikat dengan selamat ke papan dengan pateri dan tidak ada sendi kering.

Memotong Lubang

Pertama, saya menandakan lubang pada setiap PCB dan menyelaraskannya untuk memastikan lubang tersebut ditandai dengan betul. Ini dilakukan menggunakan petak, penanda, dan pembaris. Setelah menandakan lubang, saya menggunakan penjepit keluli untuk menahan PCB di tempatnya dan mengebor lubang 4x 2mm di setiap papan PCB, diikuti dengan lubang 3 mm yang diperlukan untuk mengelakkan keretakan bahan TRFE.

Langkah ini penting kerana ia membolehkan anda mengamankan PCB ke perumahan dengan betul di kemudian hari.

Langkah 3: Litar + Ujian

Tugas

• Periksa semua sambungan PCB.
• Sediakan keseluruhan litar.
• Jalankan kod melalui litar untuk ujian.
• Sekiranya tidak berjaya, selesaikan masalahnya dan ulangi.

Kawalan Kualiti: Dengan menggunakan pengaturan kesinambungan pada multimeter, saya memeriksa setiap trek dan komponen untuk mengesan dan menghilangkan seluar pendek yang dapat mempengaruhi fungsi litar. Sekiranya terdapat kekurangan, langkah-langkah berikut diambil untuk menyelesaikan masalah tersebut.

1. Kenal pasti pintasan - pastikan pintasan itu memang menjadi masalah dan memang wujud kerana semakin banyak haba digunakan pada tembaga, semakin besar kemungkinan ia meleleh, menjadi rosak atau tidak konduktif.

2. Dengan menggunakan penyedut pateri, panaskan sendi dengan perlahan dan menyedut pateri cecair. Ulangi sehingga semua pateri dikeluarkan. Sekiranya pateri tidak terlepas, gunakan sumbu pateri untuk mencuba dan menyerap sebahagiannya.

3. Akhirnya, pasangkan semula kedua-dua sendi dengan berhati-hati dan dengan solder yang minimum tetapi cukup supaya sendi itu selamat dan konduktif.

Memuat naik Kod:

Untuk memuat naik kod ke Arduino Nano, pertama, muat turun Arduino IDE. Seterusnya, muat turun Pemandu Arduino Nano ini dan pemacu FTDI ini.

Kemudian gunakan kod dari Langkah 1, muat naik melalui kabel USB ke Mikro-USB ke Arduino Nano. Litar sekarang harus beroperasi. Sekiranya tidak berjaya, mulakan penyelesaian masalah dengan memeriksa semula semua komponen dan sambungan.

LED tambahan

Sekiranya anda melihat papan PCB 7 segmen dengan teliti, anda akan melihat bahawa terdapat slot untuk LED. LED ini ada untuk menyala ketika nombor 100 dipaparkan dan dua paparan 7 segmen akan menunjukkan dua 0. Untuk membuat ini berfungsi, gunakan dua gerbang NOT dan dua gerbang AND dalam konfigurasi yang akan mencetuskan LED apabila mereka tidak memasukkan input ke IC 4511.

Langkah 4: Antara Muka Pengguna

Tugas

• Reka bentuk UI menggunakan ilustrator Adobe.
• Potong UI dengan laser dan pastikan ia sesuai dengan komponen litar. Ukir reka bentuk helang Warhammer ke UI.
• Semburkan cat reka bentuk kelabu / perak.

Bahan: Akrilik Hitam

Dengan menggunakan Adobe Illustrator, saya merancang Antaramuka Pengguna sesuai dengan dimensi yang tertera dalam gambar di atas (klik lihat lebih banyak gambar). Saya kemudian mengeksport fail reka bentuk ini ke pemotong laser dan memotong kepingan akrilik.

Kemudian, dengan meninggalkan kepingan plastik di atas akrilik, saya menyemburkan cat bahagian ukiran akrilik dengan warna perak / kelabu. Ini dilakukan beberapa kali (4 kali dengan selang 10 minit) untuk memastikan gambar yang berani dan jelas. Setelah membiarkan semuanya kering, saya mengupas lapisan plastik dan memastikan tidak ada penyimpangan.

Langkah 5: Plat Sebelah

Tugas

• Koleksi Kayu Ash.
• Lukiskan semua garisan pemotong pada sekeping kayu sebagai panduan semasa memotong. Potong bahagian kiri dan kanan untuk perumahan.

Bahan

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

Langkah seterusnya projek ini, dan mungkin bahagian perumahan yang paling kompleks, adalah plat sisi. Pertama, dengan menggunakan ukuran yang diberikan di atas, tandakan kedua-dua bahagian sisi pada sekeping Ash Wood setebal 10mm. Dengan menggunakan gergaji pita, potong bentuk kepingan umum.

Seterusnya, dengan menggunakan penghala (mesin penghala), potong alur yang ditunjukkan dalam rajah di atas. Terdapat dua alur tebal 10mm lebar x 5mm. dan alur satu3mm (lebar) x 150mm (panjang) x 5mm (dalam) pada sudut 50 darjah.

Penamat

Untuk membetulkan kesalahan kecil dalam penjajaran permukaan atau tepi tajam, gunakan kertas pasir halus untuk memeriksa bahagian-bahagian tersebut untuk melicinkannya sehingga memberikan daya tarikan estetik yang bagus. Profesionalisme adalah kunci.

Langkah 6: Plat Atas, Bawah dan Belakang

Tugas

• Potong bar atas.
• Potong pinggan bawah.
• Potong bahagian belakang dengan laser setelah membuat fail ilustrator adobe untuk pemotong laser.

Plat Atas (Bahan: Abu)

Plat atas adalah bahagian yang sukar untuk dihasilkan kerana merangkumi sudut 50 darjah pada satu muka. Untuk memotong bahagian ini, tandakan terlebih dahulu bentuk umum blok menggunakan dimensi yang diberikan di atas dan petak cubaan. Seterusnya, buat sudut dengan menetapkan sudut bank platform gergaji pita pada 50 darjah. Dari situ, potong sepanjang satu sisi segi empat tepat untuk menghasilkan wajah yang condong.

Selanjutnya, ratakan platform untuk menggunakan gergaji pita untuk memotong tiga sisi bahagian atas segi empat tepat yang lain.

Plat Bawah (Bahan: Abu)

Plat bawah mudah dipotong menggunakan gergaji pita kerana ia adalah blok Ashwood segi empat tepat dengan dimensi 220mm x 145mm x 10mm.

Plat Belakang (Bahan: Akrilik)

Dengan menggunakan ilustrator adobe, saya merancang plat belakang (135mm x 230mm) bersama dengan slot untuk kabel Power In dan suis On-Off bersama dengan lubang untuk skru seperti yang dilihat pada gambar rajah di atas. Saya kemudian mengeksport fail ini ke pemotong laser dan memotongnya.

Dengan menggunakan pensil dan pembaris, tandakan 4 lubang (2 di setiap sisi) untuk lubang untuk skru (diameter bergantung pada skru yang anda gunakan). Dengan menggunakan pukulan tengah dan palu, buat lubang di setiap lubang ini dan akhirnya, gunakan gerudi yang sesuai dengan gerudi tangan untuk mengebor keempat-empat lubang.

Seterusnya, saya mengikuti langkah yang sama untuk mengecat huruf ke akrilik seperti pada langkah 4. Akhirnya, dengan menggunakan gerudi kaunter, saya memeriksa setiap lubang skru untuk memastikan bahawa kepala skru akan rata dengan permukaan akrilik ketika berkumpul.

Elektronik Kuasa:

Bekalan kuasa yang masuk mestilah sekitar 5V. Setelah disalurkan melalui lubang kuasa di pelat belakang, wayar positif mesti dialirkan melalui suis kuasa sehingga pengguna dapat mengawal daya ke dalam produk. Terminal positif dari suis kemudian mesti disambungkan ke pin V (in) pada Arduino dan wayar negatif / GND mesti disambungkan ke pin Arduino GND (in).

Langkah 7: Melekatkan dan Mengapit

Sekarang semua bahagian perumahan telah dipotong, kita perlu menyatukannya. Semua kepingan disenaraikan di bawah:

• Plat Sisi 2x
• Bar Teratas 1x
• 1x Tempat Bawah
• Antara muka pengguna 1x
• 1x Plat Belakang

Pada langkah ini, potongan yang akan kita gabungkan adalah:

• Bar Teratas 1x
• Plat Sisi 2x

Adalah sangat penting bahawa kepingan dan kepingan ini HANYA dilekatkan satu sama lain. Plat bawah ditunjukkan pada gambar di atas tetapi TIDAK terpaku pada plat sisi. Ia diletakkan di sana sebagai panduan dan untuk kedudukan.

Langkah-langkah:

1. Susun kepingan mengikut urutan dan pastikan semuanya dapat diletakkan dan dipasang bersama dengan betul. Sekiranya ini tidak berlaku, failkan bahagian yang bermasalah sehingga berjaya, atau buat semula.

2. Sapukan lapisan gam PVA yang kecil tetapi munasabah di atas titik hubungan utama. Dalam kes ini, titik-titik ini akan menjadi gabungan rebat teratas pada kedua-dua bahagian sisi.

3. Satukan semua kepingan bersama-sama menggunakan plat bawah sebagai panduan untuk menopang plat sisi dan palang atas.

4. Gunakan satu atau dua penjepit untuk menahan sekeping dalam konfigurasi ini sehingga gam kering dan sendi semuanya selamat.

Langkah 8: Penggerudian

Secara keseluruhan, terdapat 8 lubang yang mesti digerudi ke Ashwood. Semua lubang mesti digerudi menggunakan gerudi bit 2.5mm.

Mula-mula saya menekan perumahan untuk memastikan bahawa ia tidak bergerak semasa proses penggerudian untuk kawalan kualiti. Kemudian, dengan menggunakan pembaris dan pensil, saya menandakan semua 8 lubang yang perlu digerudi di bahagian belakang dan di bahagian bawah. Dengan menggunakan pukulan tengah dan tukul pena bola, saya menandakan setiap titik untuk membimbing mata gerudi. Akhirnya, dengan menggunakan gerudi tangan dan gerudi 2.5mm, saya menggerudi setiap lubang.

Setelah menggerudi lubang melalui bahagian belakang akrilik dan bahagian bawah kayu, saya menggunakan bit gerudi kaunter untuk membuat perangka untuk setiap lubang. Ini adalah mustahak kerana saya menggunakan skru mengetuk sendiri untuk memasukkan bahagian belakang dan bawah ke perumahan. Ini bermaksud bahawa dengan lekukan counterersink ini, kepala skru akan rata dengan permukaan bahan yang dilekatkan agar kelihatan cantik dan luaran yang selamat.

Langkah 9: Pengamplasan dan Penamat

Mengurangkan kekotoran

Setelah perumahan dilekatkan bersama, saya mula-mula menggunakan kertas pasir kasar untuk menyingkirkan masalah kering berlebihan atau masalah penyelarasan yang jelas. Kemudian, untuk kawalan kualiti. Saya beralih ke kertas pasir yang lebih halus dan pergi ke setiap permukaan untuk memastikan kemasan yang lancar.

Memakai kemasan: Lilin Perabot

Akhirnya, untuk memberi kesan dan nuansa yang baik pada kayu abu, saya memutuskan untuk membuat permukaan lilin. Dengan menggunakan kain penggilap, saya mengaplikasikan lilin perabot ke setiap permukaan luar kayu sebanyak 4 kali dengan sesi pengeringan selama 30 minit untuk kawalan kualiti. Ini adalah untuk kawalan kualiti yang memastikan setiap inci kayu dilapisi dengan betul dan memiliki tekstur yang sama.

Langkah 10: Elektronik Selamat ke Perumahan

Bahan

• Selak 12x M4
• Kacang 12x M4
• Pencuci Nilon 12x M4

Di atas, saya pasangkan PCB ke UI menggunakan bolt, mur dan mesin basuh nilon. Saya menggunakan mesin basuh Nylon kerana tidak konduktif dan oleh itu tidak akan membuat seluar pendek semasa bersentuhan dengan PCB saya. Setelah PCB disambungkan, saya menggunakan gerudi dan pemutar skru untuk melekatkan pinggan belakang dan bawah ke perumahan akhir. Lakukan proses ini dengan berhati-hati kerana elektronik cenderung agak halus.

Sekiranya sendi pateri pecah atau pecah, adalah mustahak anda memperbaikinya di sana dan kemudian b4 teruskan. Pastikan untuk menguji litar sebelum dan sesudah memasangkannya ke perumahan untuk memastikan semuanya berfungsi dengan baik.

Langkah 11: Gabungkan Perumahan

Pada langkah terakhir ini, ambil antara muka pengguna dan luncurkannya ke alur plat sisi ke dalam perumahan. Seterusnya, letakkan plat bawah di bawah perumahan antara sendi rebat plat kedua sisi. Sejajarkan lubang skru dan gunakan pemutar skru, masukkan keempat-empat skru (2 di setiap sisi) untuk menahan plat di tempatnya.

Langkah terakhir adalah memasang pelat belakang ke perumahan. Lakukan ini dengan meluruskan lubang skru dan kemudian masukkan 4 skru kayu yang mengetuk sendiri ke dalam setiap kedudukan memeriksa untuk memastikan bahawa ia sesuai dan padat.

Akhirnya, anda dapat menyelesaikan sebarang kesalahan menggunakan kertas pasir dan lilin perabot. Sekiranya terdapat sebarang kesalahan dengan penjajaran, kunjungi semula langkah-langkah sebelumnya. Sekiranya anda memerlukan bantuan semasa proses ini, sila hantarkan soalan anda di bahagian komen di bawah.

Langkah 12: Anda Selesai

Syabas dalam menyelesaikan projek! Selamat mencuba!