Kauliņu ģenerators: 12 soļi (ar attēliem)

2025 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2025-01-23 14:59

Šī pamācība ir paredzēta manam lielajam projektam, kuru pabeidzu IGCSE sistēmu un vadības kursu ietvaros. Tā saņēma atzīmi A*, un es jums pastāstīšu, kā to izdarīt šajā pamācībā. Lai pabeigtu šo projektu, ir nepieciešama pienācīga pieredze elektronikā, kā arī pieredze darbā ar Arduino un tā IDE.

Fons

Tā kā galda spēļu popularitāte samazinās un uzplaukst elektronika, var šķist, ka ir grūti sēdēt un spēlēt bez sīkrīku iejaukšanās. Šajā konkrētajā gadījumā mans klients, Warhammer kluba skolotājs, labprātāk izmantotu fiziskus kauliņus, nevis tiešsaistē savā klubā. Problēma ir tā, ka viņam nevar būt kauliņi ar 100 malām, tāpēc viņam jāizmanto tiešsaistes kauliņu simulators. Šeit palielinās šī produkta iespēja.

Lai gan šī produkta tirgus apjoms samazinās, vajadzība pēc tā joprojām pastāv. Galda spēles kļūst par pagātnes iezīmi, kamēr parādās tiešsaistes un elektroniskās spēles. Šajā konkrētajā gadījumā mans produkts samazina nepieciešamību pēc tālruņiem vai interneta galda spēles laikā, liekot spēlētājiem justies mazāk atvienotiem no faktiskās spēles. Sistēmas, kuras tā izmantos, ir 4511 IC un Arduino Nano mikrokontrolleris. Šim projektam būs jāizmanto mikrokontrolleris, jo bez tā ķēde būtu pārāk neefektīva.

Funkcija

Produkts ļauj lietotājam izvēlēties skaitli no 0 līdz 100, izmantojot divus rotējošos slēdžus ierīces kreisajā pusē. Šis numurs tiek parādīts lietotājam divos 7 segmentu displejos tieši virs rotācijas slēdžiem kā atgriezeniskā saite. Pēc tam, kad lietotājs nospiež ritināšanas pogu, nejaušs skaitlis no 0 līdz izvēlētajam skaitlim tiks ritināts un parādīts 7 segmentu displejos ierīces labajā pusē.

1. solis: ķēde

Iepriekš redzamā vienkāršotā shēma parāda katru nepieciešamo Arduino ieeju un izeju, kas jāizmanto kā atsauce turpmākajiem projekta posmiem.

Kā darbojas ķēde?

Lietotājs vispirms ievada to kauliņu malu skaitu, kuri izmanto kauliņus, izmantojot divus rotējošos slēdžus, no kuriem viens kontrolē 10 ciparu vietu, bet otrs kontrolē 1 ciparu vietu. Šis numurs tiek parādīts, izmantojot atsauksmes par pirmajiem 7 segmenta PCB, lai lietotājam būtu vieglāk saprast izvēlēto numuru.

Lietotāja decimālā ievade rotācijas PCB tiek pārvērsta binārā formātā un tiek nosūtīta uz Arduino Nano. Pēc tam nano izvēlēsies nejaušu skaitli no 0 līdz izvēlētajam skaitlim. Pēc tam šī informācija tiks nosūtīta binārā formātā uz 2. 7 segmenta PCB, nospiežot nospiežamo (Roll-to-Make (Roll)) slēdzi.

Tālāk esmu pievienojis Arduino kodu atsaucei, lai atvieglotu šī produkta darbību.

2. darbība: iespiedshēmas plates

Materiālu rēķins:

• 470 omu rezistori x28
• 10K omu rezistori x22
• CD 4511BE x4
• 7 Segmentu displejs (zaļš, CC) x4
• Diode 1N4002 x44
• Rotējošais slēdzis (1P12T) x2
• Virziena slēdzis (ieslēgts-izslēgts) x2
• Piespiediet, lai izveidotu x1
• Arduino Nano x1
• Zaļā gaismas diode x2

Izmantojot savā datorā Autodesk Eagle, es izveidoju katras PCB shēmu, kā redzams iepriekš redzamajā fotoattēlā. No shematiskā dizaina man bija Ķīnā izgatavotas un nosūtītas PCB (2x 7 segmentu PCB, 1x rotējošās PCB).

Gerber failus var atrast šeit (Eagle faili ir pievienoti zemāk)

Lodēšanas komponenti

Pirms lodēšanas pārliecinieties, vai ir laba ventilācija un aizsargbrilles. Jums arī jāpārliecinās, ka visas detaļas ir jāpielāgo un jānovieto pareizajās pozīcijās, pirms tās pielodēt pie tāfeles. Esiet ātrs ar gludekli, jo pārāk ilgi turot to virs tapas, IC var izdegt. Pārliecinieties, ka katrs saskares punkts ir droši piestiprināts pie plātnes ar lodmetālu un vai nav sausu savienojumu.

Caurumu izgriešana

Pirmkārt, es atzīmēju caurumus katrā PCB un izlīdzināja tos, lai pārliecinātos, ka tie ir pareizi marķēti. Tas tika darīts, izmantojot izmēģinājuma kvadrātu, marķieri un lineālu. Pēc caurumu marķēšanas es izmantoju tērauda skavu, lai noturētu PCB vietā un katrā PCB plāksnē izurbtu 4x 2 mm caurumus, kam seko vajadzīgie 3 mm caurumi, lai novērstu TRFE materiāla plaisāšanu.

Šis solis ir svarīgs, jo tas ļaus jums vēlāk pareizi piestiprināt PCB pie korpusa.

3. darbība: shēma + pārbaude

Uzdevumi

• Pārbaudiet visus PCB savienojumus.
• Iestatiet visu ķēdi.
• Pārbaudiet kodu caur ķēdi.
• Ja tas nedarbojas, novērsiet problēmu un atkārtojiet.

Kvalitātes kontrole: Izmantojot multimetra nepārtrauktības iestatījumu, es pārbaudīju katru celiņu un komponentu, lai noteiktu un novērstu visus īssavienojumus, kas varētu ietekmēt ķēdes darbību. Ja tika atrasts īssavienojums, tika veiktas šādas darbības, lai atrisinātu problēmu.

1. Identificējiet īso - pārliecinieties, ka īssavienojums patiešām ir problēma un vai tas pastāv, jo, jo vairāk reizes vara spilventiņi tiek pielietoti siltumā, jo lielāka iespēja, ka tie izkausēs, sabojāsies vai nebūs vadoši.

2. Izmantojot lodēšanas piesūcēju, viegli uzsildiet savienojumu un iesūciet šķidro lodmetālu. Atkārtojiet, līdz tiek noņemts viss lodējums. Ja lodmetāls nenokrīt, izmantojiet lodēšanas dakts, lai mēģinātu to absorbēt.

3. Visbeidzot, abus savienojumus atkārtoti lodējiet uzmanīgi un ar minimālu lodēšanu, bet pietiekami, lai savienojums būtu drošs un vadošs.

Koda augšupielāde:

Lai augšupielādētu kodu Arduino Nano, vispirms lejupielādējiet Arduino IDE. Pēc tam lejupielādējiet šo Arduino Nano draiveri un šo FTDI draiveri.

Pēc tam, izmantojot 1. darbības kodu, augšupielādējiet to, izmantojot USB, lai Micro-USB kabeli Arduino Nano. Tagad ķēdei vajadzētu darboties. Ja tas nedarbojas, sāciet problēmu novēršanu, vēlreiz pārbaudot visus komponentus un savienojumus.

Papildu LED

Uzmanīgi aplūkojot 7 segmentu PCB plāksni, jūs pamanīsit, ka ir gaismas diodes slots. Šī gaismas diode iedegas, kad tiek parādīts skaitlis 100, un divi 7 segmentu displeji parādīs divus 0. Lai veiktu šo darbu, izmantojiet divus NOT vārtus un divus AND vārtus konfigurācijā, kas aktivizēs gaismas diode, ja tie nav ievadīti 4511 IC.

4. darbība: lietotāja interfeiss

Uzdevumi

• Izstrādājiet lietotāja saskarni, izmantojot Adobe illustrator.
• Izgrieziet lietotāja saskarni ar lāzeru un pārliecinieties, vai tā atbilst ķēdes komponentiem. Iegravējiet Warhammer ērgļa dizainu lietotāja saskarnē.
• Izsmidziniet dizainu pelēkā/sudraba krāsā.

Materiāls: melns akrils

Izmantojot Adobe Illustrator, es izveidoju lietotāja saskarni atbilstoši izmēriem, kas norādīti iepriekš attēlā (noklikšķiniet, lai redzētu vairāk attēlu). Pēc tam šo dizaina failu eksportēju uz lāzera griezēju un izgriezu akrila gabalu.

Pēc tam, atstājot plastmasas loksni uz akrila, es smidzināju akrila gravētās daļas ar sudraba/pelēku krāsu. Tas tika darīts vairākas reizes (4 reizes ar 10 minūšu intervālu), lai nodrošinātu drosmīgu un skaidru attēlu. Pēc tam, kad viss bija nožuvis, es noņemu plastmasas slāni un pārliecinājos, ka nav nekādu pārkāpumu.

5. solis: sānu plāksnes

Uzdevumi

• Oša koka kolekcija.
• Griešanas laikā uz koka gabala izvelciet visas griešanas līnijas. Izgrieziet korpusa kreiso un labo pusi.

Materiāli

1. Pelnu koks 135 mm (platums) x 300 mm (garš) x 10 mm (d)

Nākamais šī projekta posms un, iespējams, vissarežģītākā korpusa daļa ir sānu plāksnes. Vispirms, izmantojot iepriekš minētos mērījumus, atzīmējiet abas sānu daļas uz 10 mm bieza pelnu koka gabala. Izmantojot lentzāģi, izgrieziet gabalu vispārējo formu.

Pēc tam, izmantojot maršrutētāju (maršrutēšanas mašīnu), izgrieziet rievas, kas parādītas iepriekš redzamajās diagrammās. Ir divas 10 mm platas x 5 mm biezas rievas. un viena 3 mm (plata) x 150 mm (gara) x 5 mm (dziļa) grope 50 grādu leņķī.

Apdare

Lai labotu nelielas kļūdas virsmas izlīdzināšanā vai asās malās, izmantojiet smalku smilšpapīru, lai pārvietotos pa šīm sadaļām, lai tās izlīdzinātu, piešķirot tām jauku estētisku pievilcību. Profesionalitāte ir galvenais.

6. darbība: augšējās, apakšējās un aizmugurējās plāksnes

Uzdevumi

• Izgrieziet augšējo joslu.
• Izgrieziet apakšējo plāksni.
• Izgrieziet aizmugurējo plāksni ar lāzeru pēc Adobe ilustratora faila izveides lāzera griezējam.

Augšējā plāksne (materiāls: pelni)

Augšējā plāksne ir sarežģīta, lai to izgatavotu, jo tā vienā pusē ir 50 grādu leņķis. Lai izgrieztu šo gabalu, vispirms atzīmējiet bloka vispārējo formu, izmantojot iepriekš norādītos izmērus un izmēģiniet kvadrātu. Pēc tam izveidojiet leņķi, iestatot lentzāģa platformas slīpuma leņķi 50 grādos. No turienes nogrieziet vienu taisnstūra malu, lai iegūtu šķībo virsmu.

Turklāt izlīdziniet platformu, lai izmantotu lentzāģi, lai izgrieztu pārējās trīs taisnstūra augšējās daļas malas.

Apakšējā plāksne (materiāls: pelni)

Apakšējo plāksni ir viegli izgriezt, izmantojot lentzāģi, jo tas ir pelnu koka taisnstūra bloks ar izmēriem 220 mm x 145 mm x 10 mm.

Aizmugurējā plāksne (materiāls: akrils)

Izmantojot Adobe ilustratoru, es izveidoju aizmugurējo plāksni (135 mm x 230 mm), kā arī ligzdu strāvas padeves kabelim un ieslēgšanas-izslēgšanas slēdzi, kā arī skrūvju caurumus, kā redzams iepriekš redzamajās diagrammās. Pēc tam es eksportēju šo failu uz lāzera griezēju un liku to sagriezt.

Izmantojot zīmuli un lineālu, atzīmējiet 4 caurumus (2 katrā pusē) skrūvju caurumiem (diametrs ir atkarīgs no izmantotās skrūves). Izmantojot centrālo perforatoru un āmuru, izveidojiet iedobumu virs katra no šiem caurumiem un, visbeidzot, izmantojiet atbilstošo urbi ar rokas urbi, lai izurbtu visus 4 caurumus.

Tālāk es veicu tās pašas darbības, lai uz akrila uzkrāsotu burtus uz aerosola, kā aprakstīts 4. solī. Visbeidzot, izmantojot urbjmašīnu, es pārlaidu katru skrūvju caurumu, lai nodrošinātu, ka skrūvju galviņas ir vienā līmenī ar akrila virsmu. samontēts.

Jaudas elektronika:

Ienākošajam barošanas avotam jābūt aptuveni 5 V. Kad pozitīvais vads ir izvadīts caur aizmugurējās plāksnes strāvas atveri, tas jānovieto caur barošanas slēdzi, lai lietotājs varētu kontrolēt izstrādājuma barošanu. Pēc tam slēdža pozitīvais terminālis jāpievieno A (A) kontaktam uz Arduino, un negatīvajam/GND vadam jābūt savienotam ar Arduino GND (ieejas) tapu.

7. solis: līmēšana un nostiprināšana

Tagad, kad visi korpusa gabali ir izgriezti, mums tie jāsaliek kopā. Visi gabali ir uzskaitīti zemāk:

• 2x sānu plāksnes
• 1x augšējā josla
• 1x apakšējā vieta
• 1x lietotāja interfeiss
• 1x aizmugurējā plāksne

Šajā solī mēs līmēsim kopā šādus gabalus:

• 1x augšējā josla
• 2x sānu plāksnes

Ir ļoti svarīgi, lai šie gabali un šie gabali TIKAI būtu pielīmēti viens pie otra. Apakšējā plāksne ir parādīta iepriekš redzamajos attēlos, bet NAV pielīmēta pie sānu plāksnēm. Tas ir novietots tikai kā ceļvedis un pozicionēšanai.

Soļi:

1. Sakārtojiet gabalus kārtībā un pārliecinieties, ka tos visus var pareizi novietot un salikt kopā. Ja tas tā nav, vai nu noglabājiet problemātisko gabalu, līdz tas darbojas, vai pārtaisiet to.

2. Uzklājiet nelielu, bet pamatotu PVA līmes slāni virs galvenajiem kontaktpunktiem. Šajā gadījumā šie punkti būtu augšējais atlaižu savienojums abās sānu daļās.

3. Apvienojiet visus gabalus kopā, izmantojot apakšējo plāksni kā vadotni, lai palīdzētu noturēt sānu plāksnes un augšējo stieni.

4. Izmantojiet vienu vai divas skavas, lai nostiprinātu gabalu šajā konfigurācijā, līdz līme ir izžuvusi un visi savienojumi ir droši.

8. solis: urbšana

Kopumā Ašvudā ir jāizurbj 8 caurumi. Visi caurumi ir jāizurbj, izmantojot 2,5 mm urbi.

Vispirms es saspiedu korpusu, lai nodrošinātu, ka tas urbšanas laikā nekustās, lai kontrolētu kvalitāti. Tad, izmantojot lineālu un zīmuli, es atzīmēju visus 8 caurumus, kas bija jāizurbj aizmugurē un apakšā. Izmantojot centrālo perforatoru un lodīšu pildspalvas āmuru, es katru punktu atkāpu, lai vadītu urbi. Visbeidzot, izmantojot rokas urbi un 2,5 mm urbi, es izurbju katru caurumu.

Pēc caurumu urbšanas caur akrila aizmugurējo daļu un koka apakšējo gabalu es izmantoju urbšanas urbi, lai izveidotu caurumu. Tas bija nepieciešams, jo es izmantoju pašvītņojošas skrūves, lai savienotu aizmugurējo un apakšējo daļu ar korpusu. Tas nozīmēja, ka ar šiem iegremdētajiem ievilkumiem skrūves galva būtu vienā līmenī ar materiāla virsmu, kurā tā tika ieskrūvēta, piešķirot tai jauku izskatu un drošu ārpusi.

9. solis: slīpēšana un apdare

Piemaisījumu slīpēšana

Pēc korpusa salīmēšanas es vispirms izmantoju rupju smilšpapīru, lai atbrīvotos no pārmērīgas žāvētas līmes vai acīmredzamām neatbilstības problēmām. Pēc tam kvalitātes kontrolei. Es pārgāju uz smalkāku smilšpapīru un gāju pāri katrai virsmai, lai nodrošinātu vienmērīgu apdari.

Apdares uzklāšana: Mēbeļu vasks

Visbeidzot, lai pelnu koksne iegūtu jauku apdari un sajūtu, es nolēmu virsmu vaskot. Izmantojot pulēšanas drānu, es četras reizes uzklāju mēbeļu vasku uz katras koka ārējās virsmas, starp tām 30 minūšu žāvēšanas sesijās kvalitātes kontrolei. Tas bija paredzēts kvalitātes kontrolei, kas nodrošināja, ka katrs koksnes collas ir pareizi pārklāts un tai ir vienāda tekstūra.

10. solis: droša elektronika pie korpusa

Materiāli

• 12x M4 skrūves
• 12x M4 uzgriežņi
• 12x M4 neilona mazgātāji

Iepriekš es piestiprinu PCB pie lietotāja saskarnes, izmantojot skrūves, uzgriežņus un neilona paplāksnes. Es izmantoju neilona paplāksnes, jo tās ir nevadošas un tāpēc neradīs šortus saskarē ar manu PCB. Pēc PCB pievienošanas es izmantoju urbi un skrūvgriezi, lai piestiprinātu muguras un apakšējās plāksnes gala korpusam. Veiciet šo procesu uzmanīgi, jo elektronika var būt diezgan delikāta.

Ja kādi lodēšanas savienojumi saplīst vai saplīst, obligāti to nofiksējiet tur un pēc tam turpiniet b4. Noteikti pārbaudiet ķēdi pirms un pēc tās nostiprināšanas pie korpusa, lai pārliecinātos, ka viss paliek darba kārtībā.

11. solis: salieciet korpusu kopā

Pēdējā posmā paņemiet lietotāja saskarni un pabīdiet to augšup uz sānu plāksnes rievām korpusā. Pēc tam ievietojiet apakšējo plāksni zem korpusa starp abām sānu plāksnes atloka šuvēm. Izlīdziniet skrūvju caurumus un, izmantojot skrūvgriezi, ievietojiet visas 4 skrūves (2 katrā pusē), lai plāksne nostiprinātos vietā.

Pēdējais solis ir piestiprināt aizmugurējo plāksni pie korpusa. Dariet to, izlīdzinot skrūvju caurumus un pēc tam ievietojiet 4 pašvītņojošās koka skrūves katrā pozīcijas pārbaudē, lai pārliecinātos, ka tā ir cieši un vienā līmenī.

Visbeidzot, jūs varat izlīdzināt visas kļūdas, izmantojot smalkas smilšpapīrus un mēbeļu vasku. Ja izlīdzināšanas laikā ir radušās kļūdas, lūdzu, vēlreiz pārskatiet iepriekšējās darbības. Ja šī procesa laikā jums nepieciešama palīdzība, lūdzu, ievietojiet savus jautājumus komentāru sadaļā zemāk.

12. solis: esat pabeidzis

Labi darīts, lai pabeigtu projektu! Izbaudi!