Generator kockica: 12 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:05

Ove instrukcije su za moj glavni projekat koji sam završio u okviru svog kursa sistema i kontrola IGCSE. Dobio je ocjenu A* i vodit ću vas kako to učiniti u ovom uputstvu. Za dovršetak ovog projekta potrebno je pristojno iskustvo u elektronici, kao i iskustvo s Arduinom i njegovim IDE -om.

Pozadina

S opadanjem popularnosti društvenih igara i procvatom elektronike, može se činiti da je teško sjediti i igrati se bez smetnji gadžeta. U ovom konkretnom slučaju, moj klijent, učitelj kluba Warhammer, radije bi koristio fizičke kockice nego on -line u svom klubu. Problem je u tome što ne može imati kockice sa 100 strana, zbog čega mora pribjeći korištenju simulatora kockica na mreži. Tu se pruža prilika za ovaj proizvod.

Iako se veličina tržišta kojem je namijenjen ovaj proizvod smanjuje, potreba za njim i dalje postoji. Društvene igre postaju značajka prošlosti dok se pojavljuju internetske i elektroničke igre. U ovom konkretnom slučaju, moj proizvod smanjuje potrebu za telefonima ili internetom tokom igranja na ploči, čineći da se igrači osjećaju manje odvojeni od stvarne igre. Sistemi koje će koristiti su 4511 IC i Arduino Nano mikrokontroler. Ovaj projekt morat će koristiti mikrokontroler jer bi bez njega krug bio previše neefikasan.

Funkcija

Proizvod omogućuje korisniku odabir broja između 0 i 100 pomoću dva okretna prekidača na lijevoj strani uređaja. Ovaj broj se prikazuje korisniku kroz dva 7 segmentna prikaza direktno iznad okretnih prekidača kao povratna informacija. Zatim, dok korisnik pritisne tipku za pomicanje, slučajni broj između 0 i odabranog broja bit će premješten i prikazan na 7 segmentnim prikazima na desnoj strani uređaja.

Korak 1: Krug

Gore pojednostavljeni dijagram kruga prikazuje svaki od potrebnih Arduino ulaza i izlaza koji će se koristiti kao referenca za kasnije korake u projektu.

Kako radi kolo?

Korisnik prvo unosi broj strana koje želi da njihove kockice imaju pomoću dva okretna prekidača od kojih jedan kontrolira mjesto od 10 znamenki, a drugi mjesto mjesta od 1 znamenke. Ovaj broj se prikazuje putem povratnih informacija na prvoj 7 -segmentnoj PCB -i što korisniku olakšava razumijevanje broja koji je odabrao.

Korisnički decimalni unos pretvara se u binarni format na rotacijskoj ploči i šalje se na Arduino Nano. Nano će tada izabrati slučajan broj između 0 i odabranog broja. Ove informacije će se zatim poslati u binarnom formatu na PCB 2. 7 segmenta kada se pritisne prekidač Push-To-Make (Roll).

U nastavku sam priložio Arduino kôd za referencu kako bih lakše razumio kako ovaj proizvod radi.

Korak 2: Štampane ploče

Opis materijala:

• 470 Ohm otpornici x28
• 10K Ohm otpornici x22
• CD 4511BE x4
• 7 Segmentni prikaz (zelen, CC) x4
• Dioda 1N4002 x44
• Okretni prekidač (1P12T) x2
• Preklopni prekidač (uključeno-isključeno) x2
• Push To Make x1
• Arduino Nano x1
• LED zelena x2

Koristeći Autodesk Eagle na svom računaru, dizajnirao sam shemu svake štampane ploče kako se vidi na gornjoj fotografiji. Prema šemi, PCB -e (2x 7 segmentnih PCB -a, 1x rotaciono PCB) sam napravio u Kini i otpremio.

Gerber datoteke možete pronaći ovdje (Eagle datoteke su priložene ispod)

Komponente za lemljenje

Prije lemljenja pobrinite se da imate dobru ventilaciju i zaštitne naočale. Također morate biti sigurni da ste orijentirali i postavili sve komponente u ispravne položaje prije nego što ih lemite na ploču. Pobrinite se za glačalo jer ga predugo držanje iznad igle može uzrokovati pregorevanje IC -a. Uvjerite se da je svaka kontaktna točka dobro pričvršćena lemilicom za ploču i da nema suhih spojeva.

Izrezivanje rupa

Prvo sam označio rupe na svakom PCB -u i poravnao ih kako bih se uvjerio da su ispravno označene. To je učinjeno pomoću kvadrata pokušaja, markera i ravnala. Nakon označavanja rupa, upotrijebio sam čeličnu stezaljku da držim PCB na mjestu i izbušio rupe 4x 2 mm u svakoj ploči PCB -a, nakon čega slijede potrebne rupe od 3 mm kako bi se spriječilo pucanje TRFE materijala.

Ovaj korak je važan jer će vam omogućiti da kasnije pravilno pričvrstite PCB -ove za kućište.

Korak 3: Krug + testiranje

Zadaci

• Provjerite sve veze PCB -a.
• Postavite cijeli krug.
• Pokrenite kôd kroz kolo za testiranje.
• Ako ne uspije, riješite problem i ponovite.

Kontrola kvalitete: Koristeći postavku kontinuiteta na multimetru, provjerio sam svaku stazu i komponentu kako bih otkrio i uklonio sve kratke spojeve koji bi mogli utjecati na funkciju kola. Ako je pronađen kratki spoj, poduzeti su sljedeći koraci kako bi se problem riješio.

1. Prepoznajte kratki spoj - provjerite je li kratki spoj zaista problem i postoji li što se više puta toplina primjenjuje na bakrene jastučiće, veća je vjerovatnoća da će se istopiti, postati oštećeni ili neprovodljivi.

2. Pomoću sisaljke za lemljenje lagano zagrijte spoj i usisajte tekući lem. Ponavljajte dok se sav lem ne ukloni. Ako se lem ne otkine, upotrijebite lemni fitilj kako biste pokušali apsorbirati nešto od njega.

3. Na kraju, pažljivo zalemite oba spoja i uz minimalno lemljenje, ali tek toliko da spoj bude siguran i provodljiv.

Učitavanje koda:

Da biste učitali kôd na Arduino Nano, prvo preuzmite Arduino IDE. Zatim preuzmite ovaj Arduino Nano upravljački program i ovaj FTDI upravljački program.

Zatim pomoću koda iz 1. koraka prenesite ga putem USB na Micro-USB kabel na Arduino Nano. Krug bi sada trebao biti u funkciji. Ako ne uspije, započnite rješavanje problema dvostrukom provjerom svih komponenti i veza.

Dodatna LED dioda

Ako pažljivo pogledate 7 segmentnu PCB ploču, primijetit ćete da postoji utor za LED diodu. Ova LED dioda svijetli kada se prikaže broj 100, a dva 7 segmentna zaslona prikazuju dvije 0. Da biste ovo uspjeli, upotrijebite dva vrata NE i dva vrata I u konfiguraciji koja će aktivirati LED diodu ako nema ulaza u 4511 IC.

Korak 4: Korisničko sučelje

Zadaci

• Dizajnirajte korisničko sučelje koristeći Adobe illustrator.
• Lasersko izrežite korisničko sučelje i provjerite da li se uklapa u komponente kruga. Ugravirajte dizajn Warhammer orla na korisničko sučelje.
• Boja u spreju dizajna siva/srebrna.

Materijal: Crni akril

Koristeći Adobe Illustrator, dizajnirao sam korisničko sučelje u skladu s dimenzijama navedenim na gornjoj slici (kliknite da biste vidjeli više slika). Zatim sam izvezao ovu datoteku za dizajn na laserski rezač i izrezao komad akrila.

Zatim, ostavljajući plastični lim na akrilu, sprej sam obojao urezane dijelove akrila srebrnom/sivom bojom. To je učinjeno nekoliko puta (4 puta u intervalima od 10 minuta) kako bi se osigurala podebljana i jasna slika. Nakon što sam ostavio da se sve osuši, ogulio sam plastični sloj i uvjerio se da nema nepravilnosti.

Korak 5: Bočne ploče

Zadaci

• Kolekcija drva jasena.
• Nacrtajte sve linije za rezanje na komadu drveta za vodič prilikom rezanja. Izrežite lijevu i desnu stranu kućišta.

Materijali

1. Jasenovo drvo 135 mm (š) x 300 mm (d) x 10 mm (d)

Sljedeći korak ovog projekta, a možda i najsloženiji dio kućišta, su bočne ploče. Prvo, koristeći gore navedene mjere, označite oba bočna dijela na komadu jasenovog drveta debljine 10 mm. Pomoću tračne pile izrežite opći oblik komada.

Zatim pomoću usmjerivača (stroja za usmjeravanje) izrežite utore prikazane na gornjim dijagramima. Postoje dva utora širine 10 mm x 5 mm debljine. i jedan utor od 3 mm (širok) x 150 mm (dug) x 5 mm (dubok) pod uglom od 50 stepeni.

Završna obrada

Kako biste ispravili male greške u poravnanju površine ili oštrim rubovima, upotrijebite fini brusni papir da pređete preko tih dijelova kako biste ih izgladili dajući im lijepu estetsku privlačnost. Profesionalnost je ključna.

Korak 6: Gornje, donje i zadnje ploče

Zadaci

• Izrežite gornju traku.
• Izrežite donju ploču.
• Lasersko izrežite stražnju ploču nakon stvaranja datoteke Adobe Illustrator za laserski rezač.

Gornja ploča (materijal: jasen)

Gornja ploča je lukav komad za proizvodnju jer uključuje kut od 50 stupnjeva na jednoj strani. Da biste izrezali ovaj komad, prvo označite opći oblik bloka pomoću gore navedenih dimenzija i kvadrata pokušaja. Zatim stvorite kut postavljanjem kuta nagiba platforme tračne pile na 50 stupnjeva. Odatle izrežite jednu stranu pravokutnika kako biste dobili koso lice.

Nadalje, poravnajte platformu kako biste pomoću tračne pile izrezali ostale tri strane pravokutnog gornjeg dijela.

Donja ploča (materijal: jasen)

Donju ploču je lako izrezati pomoću tračne pile jer je to pravokutni blok od jasenovog drveta dimenzija 220 mm x 145 mm x 10 mm.

Zadnja ploča (materijal: akril)

Koristeći Adobe Illustrator, dizajnirao sam stražnju ploču (135 mm x 230 mm) zajedno s utorom za kabel za napajanje i prekidačem za uključivanje i isključivanje zajedno s rupama za vijke kako je prikazano na gornjim dijagramima. Zatim sam izvezao ovu datoteku u laserski rezač i dao je izrezati.

Olovkom i ravnalom označite 4 rupe (po 2 sa svake strane) za rupe za vijke (promjer ovisi o vijku koji koristite). Pomoću središnjeg proboja i čekića napravite udubljenje iznad svake od ovih rupa i na kraju upotrijebite odgovarajuću bušilicu s ručnom bušilicom da izbušite sve 4 rupe.

Zatim sam slijedio iste korake za bojenje slova raspršivanjem na akril kao u koraku 4. Konačno, koristeći svrdlo sa svrdlom, prešao sam svaku rupu za vijke kako bih se uvjerio da će glave vijaka biti u ravnini s akrilnom površinom kada sastavljen.

Energetska elektronika:

Ulazni izvor napajanja mora biti oko 5V. Nakon što se provuče kroz otvor za napajanje na stražnjoj ploči, pozitivna žica mora biti provedena kroz prekidač za napajanje tako da korisnik može kontrolirati napajanje proizvoda. Pozitivni terminal sa prekidača tada mora biti spojen na V (in) pin na Arduinu, a negativni/GND žica mora biti spojen na Arduino GND (in) pin.

Korak 7: Lijepljenje i stezanje

Sada kada su svi dijelovi kućišta izrezani, moramo ih sastaviti. Svi komadi su navedeni ispod:

• 2x bočne ploče
• 1x Top Bar
• 1x Bottom Place
• 1x korisničko sučelje
• 1x zadnja ploča

U ovom koraku, dijelovi koje ćemo lijepiti su:

• 1x Top Bar
• 2x bočne ploče

Vrlo je važno da se ti i samo ovi komadi zalijepe jedan za drugi. Donja ploča prikazana je na gornjim slikama, ali NIJE zalijepljena za bočne ploče. Tu se postavlja samo kao vodič i za pozicioniranje.

Koraci:

1. Rasporedite komade po redu i pobrinite se da se svi pravilno postave i spoje. Ako to nije slučaj, zapišite problematični dio dok ne uspije ili ga preradite.

2. Nanesite mali, ali razumni sloj PVA ljepila na ključne kontaktne točke. U ovom slučaju, ove bi točke bile gornji spojni spoj na oba bočna dijela.

3. Spojite sve dijelove zajedno koristeći donju ploču kao vodič za držanje bočnih ploča i gornje šipke.

4. Upotrijebite jednu ili dvije stezaljke za pričvršćivanje komada u ovoj konfiguraciji dok se ljepilo ne osuši i svi spojevi ne budu sigurni.

Korak 8: Bušenje

Ukupno ima 8 rupa koje se moraju izbušiti u Ashwood. Sve rupe moraju se izbušiti pomoću svrdla od 2,5 mm.

Prvo sam stegnuo kućište kako bih se osiguralo da se ne pomiče tijekom procesa bušenja radi kontrole kvalitete. Zatim sam pomoću ravnala i olovke označio svih 8 rupa koje je trebalo izbušiti straga i pri dnu. Koristeći središnji udarac i čekić s hemijskom olovkom, uvukao sam svaku točku kako bih usmjerio burgiju. Na kraju sam ručnom bušilicom i svrdlom od 2,5 mm izbušio svaku rupu.

Nakon što sam izbušio rupe kroz akrilni stražnji dio i drveni donji dio, upotrijebio sam burgiju za upuštanje kako bih stvorio upuštač za svaku rupu. To je bilo potrebno jer sam pomoću samoreznih vijaka spajao stražnje i donje dijelove s kućištem. To je značilo da će s ovim udubljenjima upuštanja glava vijka biti u ravnini s površinom materijala u koji je uvrnuta dajući joj lijep izgled i sigurnu vanjštinu.

Korak 9: Brušenje i završna obrada

Brušenje nečistoća

Nakon što je kućište zalijepljeno, prvo sam upotrijebio grubi brusni papir kako bih se riješio viška osušenog ljepila ili očiglednih problema s poravnavanjem. Zatim, radi kontrole kvaliteta. Prešao sam na finiji brusni papir i obišao svaku površinu kako bih osigurao glatku završnu obradu.

Nanošenje završne obrade: vosak za namještaj

Konačno, kako bih drvu jasena dao lijepu završnu obradu i osjećaj, odlučio sam depilirati površinu. Koristeći krpu za poliranje, nanosio sam vosak za namještaj na svaku vanjsku površinu drva 4 puta preko 30 minuta sušenja za kontrolu kvalitete. To je bilo radi kontrole kvalitete koja je osigurala da je svaki centimetar drveta pravilno premazan i iste teksture.

Korak 10: Osigurajte elektroniku na kućištu

Materijali

• 12x vijci M4
• 12x M4 matice
• 12x najlonske podloške M4

Iznad pričvršćujem štampane ploče na korisnički interfejs pomoću vijaka, matica i najlonskih podloška. Koristio sam najlonske podloške jer nisu provodljive i stoga neće stvoriti kratke hlače u dodiru s mojom tiskanom pločom. Nakon što su spojene ploče bile spojene, upotrijebio sam bušilicu i odvijač za pričvršćivanje stražnjih i donjih ploča na završno kućište. Obavite ovaj postupak pažljivo jer elektronika može biti prilično osjetljiva.

Ako se neki spojevi za lemljenje slome ili se raspadnu, imperativ je da ih tamo popravite, a zatim nastavite s b4. Obavezno testirajte krug prije i nakon pričvršćivanja na kućište kako biste bili sigurni da je sve u ispravnom stanju.

Korak 11: Stavite kućište zajedno

U ovom posljednjem koraku, uzmite korisničko sučelje i gurnite ga uz utore bočnih ploča u kućište. Zatim postavite donju ploču ispod kućišta između spojeva rafala dviju bočnih ploča. Poravnajte otvore za vijke i pomoću odvijača umetnite sva 4 vijka (po 2 sa svake strane) kako biste pričvrstili ploču.

Zadnji korak je pričvršćivanje zadnje ploče na kućište. Učinite to tako da poravnate rupe za vijke, a zatim umetnite 4 samorezna vijka za drvo u svaki položaj provjeravajući da li čvrsto i u ravnini pristaje.

Konačno, sve greške možete izravnati pomoću finog brusnog papira i voska za namještaj. Ako postoje greške pri poravnanju, molimo vas da ponovno posjetite prethodne korake. Ako vam je potrebna bilo kakva pomoć tokom ovog procesa, slobodno postavite svoja pitanja u odjeljak za komentare ispod.

Korak 12: Gotovi ste

Svaka čast na završetku projekta! Uživajte!