Terninggenerator: 12 trinn (med bilder)

2025 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2025-01-13 06:58

Denne instruksen er for mitt store prosjekt som jeg fullførte som en del av IGCSE -systemer og kontrollkurs. Den fikk en A* karakter, og jeg vil veilede deg gjennom hvordan du gjør det i denne instruerbare. En anstendig bakgrunn innen elektronikk samt erfaring med Arduino og IDE er nødvendig for å fullføre dette prosjektet.

Bakgrunn

Med brettspill som synker i popularitet og elektronikk blomstrer, kan det virke vanskelig å sette seg ned og spille uten forstyrrelser fra gadgets. I dette spesifikke tilfellet vil min klient, en lærer i Warhammer -klubben, heller bruke fysiske terninger enn en online i klubben hans. Problemet er at han ikke kan ha terninger med 100 sider, og derfor må han bruke en terningssimulator på nettet. Det er her muligheten for dette produktet stiger.

Selv om størrelsen på markedet dette produktet er rettet mot synker, er behovet for det fortsatt. Brettspill blir en funksjon i fortiden mens online og elektroniske spill dukker opp. I dette tilfellet reduserer produktet mitt behov for telefoner eller internett under brettspill, noe som gjør at spillerne føler seg mindre koblet fra det faktiske spillet. Systemene den vil benytte seg av er 4511 IC og en Arduino Nano mikrokontroller. Dette prosjektet må bruke en mikrokontroller fordi kretsen uten en ville være for ineffektiv.

Funksjon

Produktet lar brukeren velge et tall mellom 0 og 100 ved hjelp av to dreiebrytere på venstre side av enheten. Dette nummeret vises for brukeren gjennom de to 7 segmentdisplayene rett over dreiebryterne som tilbakemelding. Når brukeren trykker på rulleknappen, rulles et tilfeldig tall mellom 0 og det valgte nummeret og vises på de 7 segmentdisplayene på høyre side av enheten.

Trinn 1: Kretsen

Det forenklede kretsdiagrammet ovenfor viser hver av de nødvendige Arduino -inngangene og -utgangene som skal brukes som referanse for senere trinn i prosjektet.

Hvordan fungerer kretsen?

Brukeren angir først antall sider de vil at terningen skal ha ved å bruke de to dreiebryterne, hvorav den ene styrer 10 -tallsplassen og den andre styrer 1 -tallsplassen. Dette tallet vises gjennom tilbakemelding på det første 7 -segmentet PCB, noe som gjør det lettere for brukeren å forstå nummeret de har valgt.

Brukerens desimalinngang konverteres til et binært format på Rotary PCB og sendes til Arduino Nano. Nano vil da velge et tilfeldig tall mellom 0 og det valgte tallet. Denne informasjonen vil deretter bli sendt i binært format til 2. 7-segmenters PCB når Push-To-Make (Roll) -bryteren trykkes ned.

Jeg har lagt ved Arduino -koden for referanse nedenfor for å gjøre forståelsen av hvordan dette produktet fungerer lettere.

Trinn 2: kretskort

Stykklister:

• 470 Ohm motstander x28
• 10K ohm motstander x22
• CD 4511BE x4
• 7 segmenters display (grønn, CC) x4
• Diode 1N4002 x44
• Roterende bryter (1P12T) x2
• Vippebryter (på-av) x2
• Trykk for å lage x1
• Arduino Nano x1
• LED grønn x2

Ved å bruke Autodesk Eagle på datamaskinen min, designet jeg skjematikken til hver PCB som vist på bildet ovenfor. Fra den skjematiske designen hadde jeg PCB -ene (2x 7 Segment PCB, 1x Rotary PCB) laget i Kina og sendt over.

Gerber -filer finnes her (Eagle -filer er vedlagt nedenfor)

Loddekomponenter

Sørg for god ventilasjon og vernebriller før lodding. Du må også sørge for å orientere og plassere alle komponentene i riktig posisjon før du lodder dem til brettet. Vær rask med strykejernet, siden du holder det over en pinne for lenge kan føre til at IC -en brenner ut. Sørg for at hvert kontaktpunkt er festet godt til brettet med loddetinn, og at det ikke er tørre ledd.

Å kutte ut hull

Først merket jeg ut hullene på hver PCB og justerte dem for å sikre at de var merket riktig. Dette ble gjort ved hjelp av en prøve -firkant, markør og linjal. Etter å ha merket hullene, brukte jeg en stålklemme for å holde kretskortet på plass og bore 4x 2 mm hull i hvert kretskort, etterfulgt av de nødvendige 3 mm hullene for å forhindre sprekkdannelse av TRFE -materialet.

Dette trinnet er viktig ettersom det vil tillate deg å sikre kretskortene ordentlig til huset senere.

Trinn 3: Kretsløp + testing

Oppgaver

• Kontroller alle PCB -tilkoblinger.
• Sett opp hele kretsen.
• Kjør koden gjennom kretsen for testing.
• Hvis det ikke fungerer, må du løse problemet og gjenta.

Kvalitetskontroll: Ved å bruke kontinuitetsinnstillingen på multimeteret sjekket jeg hvert spor og hver komponent for å oppdage og eliminere eventuelle shorts som kan påvirke kretsens funksjon. Hvis det ble funnet en kort, ble følgende trinn tatt for å løse problemet.

1. Identifiser den korte - sørg for at den korte faktisk er et problem og eksisterer ettersom jo flere ganger varme påføres kobberputene, desto mer sannsynlig er det at de enten smelter, blir skadet eller ikke -ledende.

2. Varm leddet forsiktig opp og sug opp det flytende loddet med en loddesug. Gjenta til alt loddetinn er fjernet. Hvis loddetinn ikke løsner, bruker du loddevek for å prøve å absorbere noe av det.

3. Til slutt lodder du begge leddene forsiktig og med minimalt loddetinn, men akkurat nok til at skjøten er sikker og ledende.

Laster opp koden:

For å laste opp koden til Arduino Nano må du først laste ned Arduino IDE. Last deretter ned denne Arduino Nano Driver og denne FTDI driveren.

Deretter bruker du koden fra trinn 1, og laster den opp via en USB til mikro-USB-kabel til Arduino Nano. Kretsen skal nå være i drift. Hvis det ikke fungerer, start feilsøking ved å dobbeltsjekke alle komponenter og tilkoblinger.

Ekstra LED

Hvis du ser nøye på det 7 -segmenters PCB -kortet, vil du legge merke til at det er et spor for en LED. Denne LED -lampen er der for å lyse når tallet 100 vises og de to syv segmentdisplayene viser to 0 -er. For å få dette til å fungere, bruker du to IKKE -porter og to OG -porter i en konfigurasjon som vil utløse LED -en når de ikke er noen innganger i 4511 IC.

Trinn 4: Brukergrensesnitt

Oppgaver

• Design brukergrensesnittet ved hjelp av Adobe illustrator.
• Laserskjær brukergrensesnittet og kontroller at det passer med kretskomponentene. Graver designen Warhammer eagle på brukergrensesnittet.
• Spraymaling designet grå/sølv.

Materiale: Svart akryl

Ved hjelp av Adobe Illustrator designet jeg brukergrensesnittet i samsvar med dimensjonene som er oppført på bildet ovenfor (klikk på se flere bilder). Jeg eksporterte deretter denne designfilen til laserskjæreren og kuttet ut stykket akryl.

Deretter sprayet jeg de graverte delene av akryl med en sølv/grå farge, og la plastarket ligge på akryl. Dette ble gjort flere ganger (4 ganger med 10 minutters intervaller) for å sikre et dristig og klart bilde. Etter å ha latt alt tørke, skrellet jeg av plastlaget og sørget for at det ikke var noen uregelmessigheter.

Trinn 5: Sideplater

Oppgaver

• Samling av asketre.
• Tegn ut alle skjærelinjene på treverket som en veiledning ved kutting. Klipp ut både venstre og høyre side for huset.

Materialer

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

Det neste trinnet i dette prosjektet, og kanskje den mest komplekse delen av huset, er sideplatene. Først, ved å bruke målingene ovenfor, merker du ut begge sidestykkene på et 10 mm tykt stykke asketre. Klipp ut den generelle formen på brikkene med en båndsag.

Deretter bruker du en ruter (rutemaskin) til å kutte ut sporene som er vist i diagrammene ovenfor. Det er to 10 mm brede x 5 mm tykke riller. og one3mm (bred) x 150mm (lang) x 5mm (dyp) rille i en 50 graders vinkel.

Etterbehandling

For å rette opp små feil i overflatejustering eller skarpe kanter, bruk fint sandpapir for å gå over delene for å jevne dem ut, noe som gir dem en fin estetisk appell. Profesjonalitet er nøkkelen.

Trinn 6: Topp-, bunn- og bakplater

Oppgaver

• Klipp ut den øverste stangen.
• Skjær ut bunnplaten.
• Laserskjær bakplaten etter at du har opprettet Adobe Illustrator-filen for laserskjæreren.

Topplate (materiale: aske)

Topplaten er et vanskelig stykke å produsere, da den inkluderer en vinkel på 50 grader på ett ansikt. For å kutte dette stykket, merker du først ut den generelle formen på blokken ved hjelp av dimensjonene ovenfor og et prøvefelt. Lag deretter vinkelen ved å sette bankvinkelen til båndsagplattformen på 50 grader. Derfra skjærer du langs den ene siden av rektangelet for å få det skrå ansiktet.

Videre, plan ut plattformen for å bruke båndsagen til å kutte ut de tre andre sidene av det rektangulære toppstykket.

Bunnplate (materiale: aske)

Bunnplaten er lett å kutte ut ved hjelp av en båndsag, siden det er en rektangulær blokk av Ashwood med dimensjonene 220 mm x 145 mm x 10 mm.

Bakplate (materiale: akryl)

Ved hjelp av adobe illustrator designet jeg bakplaten (135 mm x 230 mm) sammen med et spor for strøm-i-kabelen og av / på-bryteren sammen med hullene for skruene som vist i diagrammene ovenfor. Jeg eksporterte deretter denne filen til laserskjæreren og lot den kutte.

Bruk en blyant og linjal til å markere 4 hull (2 på hver side) for hullene for skruer (diameteren avhenger av skruen du bruker). Bruk en midtstans og en hammer til å lage en buk over hvert av disse hullene, og til slutt bruker du den riktige borekronen med en håndbor for å bore ut alle fire hullene.

Deretter fulgte jeg de samme trinnene for sprøytemaling av bokstaver på akryl som i trinn 4. Til slutt gikk jeg over hvert skruehull for å sikre at skruehodene ville være i flukt med akryloverflaten når jeg brukte en forsinkingsbor. montert.

Strømelektronikk:

Den innkommende strømforsyningen må være rundt 5V. Når den er ført gjennom strømhullet i bakplaten, må den positive ledningen føres gjennom strømbryteren slik at brukeren kan kontrollere strømmen til produktet. Den positive terminalen fra bryteren må deretter kobles til V (in) -pinnen på Arduino, og den negative/GND -ledningen må kobles til Arduino GND (in) -pinnen.

Trinn 7: Liming og klemming

Nå som alle husdelene er kuttet ut, må vi sette dem sammen. Alle brikkene er listet opp nedenfor:

• 2x sideplater
• 1x toppstang
• 1x bunnplass
• 1x brukergrensesnitt
• 1x bakplate

I dette trinnet er brikkene vi skal lime sammen:

• 1x toppstang
• 2x sideplater

Det er veldig viktig at disse bitene og disse bitene BARE limes til hverandre. Bunnplaten er vist på bildene ovenfor, men ER IKKE limt til sideplatene. Den er utelukkende plassert der som en guide og for posisjonering.

Trinn:

1. Ordne bitene i rekkefølge og sørg for at de alle kan plasseres og monteres riktig. Hvis dette ikke er tilfelle, kan du enten fil ned det problematiske stykket til det fungerer, eller lage det på nytt.

2. Påfør et lite, men rimelig lag med PVA -lim over de viktigste kontaktpunktene. I dette tilfellet vil disse punktene være det øverste rabattleddet på begge sidestykker.

3. Kombiner alle bitene sammen ved å bruke bunnplaten som en guide for å holde sideplatene og den øverste stangen oppe.

4. Bruk en eller to klemmer for å feste stykket i denne konfigurasjonen til limet har tørket og skjøtene er sikre.

Trinn 8: Boring

Totalt er det 8 hull som må bores i Ashwood. Alle hull må bores med en 2,5 mm borekrone.

Først klemte jeg ned huset for å sikre at det ikke beveger seg under boringsprosessen for kvalitetskontroll. Deretter merket jeg med en linjal og blyant alle 8 hullene som måtte bores bak og nederst. Ved hjelp av en midtstans og en kulepennhammer, innrykket jeg hvert punkt for å styre borekronen. Til slutt, ved hjelp av en håndbor og en 2,5 mm borekrone, boret jeg ut hvert hull.

Etter å ha boret hullene gjennom bakstykket i akryl og bunnstykket i tre, brukte jeg en forsinkingsbor for å lage en forsenking for hvert hull. Dette var nødvendig da jeg brukte selvskruende skruer for å feste bak- og bunnstykkene til huset. Dette betydde at med disse innsenkningsinnrykkene, ville skruehodet være i flukt med overflaten på materialet det ble skrudd inn i, noe som gir det et pent utseende og et trygt utvendig.

Trinn 9: Sliping og etterbehandling

Sliping av urenheter

Etter at huset var limt sammen, brukte jeg først grovt sandpapir for å bli kvitt overflødig tørket lim eller åpenbare feiljusteringsproblemer. Deretter for kvalitetskontroll. Jeg byttet til finere sandpapir og gikk over hver overflate for å sikre en jevn finish.

Påføring av en finish: Møbelvoks

Til slutt, for å gi asketre en fin finish og følelse, bestemte jeg meg for å vokse overflaten. Ved å bruke en poleringsklut, påførte jeg møbelvoksen på hver ytre overflate av treverket 4 ganger over med 30 minutters tørkesessioner i mellom for kvalitetskontroll. Dette var for kvalitetskontroll som sørget for at hver tomme av treet var belagt skikkelig og hadde samme tekstur.

Trinn 10: Fest elektronikken til huset

Materialer

• 12x M4 bolter
• 12x M4 nøtter
• 12x M4 nylonskiver

Over fester jeg kretskortene til brukergrensesnittet ved hjelp av bolter, muttere og nylonskiver. Jeg brukte Nylon-skiver fordi de er ikke-ledende og derfor ikke vil lage noen shorts ved kontakt med PCB-en min. Etter at kretskortene ble koblet til, brukte jeg en drill og en skrutrekker til å feste ryggen og bunnplatene til det endelige huset. Gjør denne prosessen med forsiktighet, da elektronikken kan være ganske delikat.

Skulle noen loddeskjøter bryte eller falle fra hverandre, er det viktig at du fikser det der og deretter fortsetter b4. Sørg for å teste kretsen før og etter å ha festet den til huset for å sikre at alt forblir i orden.

Trinn 11: Sett huset sammen

I dette siste trinnet, ta brukergrensesnittet og skyv det oppover sideplatesporene inn i huset. Plasser deretter bunnplaten under huset mellom de to sideplatens falseledd. Juster skruehullene, og sett inn alle 4 skruene (2 på hver side) med en skrutrekker for å sikre platen på plass.

Det siste trinnet er å feste bakplaten til huset. Gjør dette ved å justere skruehullene, og sett deretter inn de fire selvskruende treskruene i hver posisjon for å kontrollere at det sitter tett og jevnt.

Til slutt kan du glatte ut eventuelle feil ved å bruke fine sandpapir og møbelvoks. Hvis det er noen feil med justeringen, kan du gå tilbake til de foregående trinnene. Hvis du skulle trenge hjelp under denne prosessen, er du velkommen til å legge inn spørsmålene dine i kommentarfeltet nedenfor.

Trinn 12: Du er ferdig

Godt gjort med å fullføre prosjektet! Nyt!