Kauliukų generatorius: 12 žingsnių (su paveikslėliais)

2025 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2025-01-13 06:57

Ši instrukcija skirta mano pagrindiniam projektui, kurį baigiau kaip IGCSE sistemų ir valdymo kursų dalį. Jis gavo A* pažymį, ir aš jums padėsiu, kaip tai padaryti šioje pamokoje. Norint užbaigti šį projektą, reikia geros elektronikos patirties ir patirties su „Arduino“ir jos IDE.

Fonas

Mažėjant stalo žaidimų populiarumui ir klestint elektronikai, gali atrodyti, kad sunku atsisėsti ir žaisti be programėlių trukdžių. Šiuo konkrečiu atveju mano klientas, „Warhammer“klubo mokytojas, mieliau naudotų fizinius kauliukus, o ne internetinius savo klube. Problema ta, kad jis negali turėti kaulų su 100 pusių, todėl jis turi pasinaudoti internetiniu kauliukų simuliatoriumi. Čia atsiranda galimybė šiam produktui.

Nors šio produkto rinkos dydis mažėja, jo poreikis vis dar egzistuoja. Stalo žaidimai tampa praeities bruožu, o atsiranda internetiniai ir elektroniniai žaidimai. Šiuo konkrečiu atveju mano produktas sumažina telefonų ar interneto poreikį žaidžiant stalo žaidimus, todėl žaidėjai jaučiasi mažiau atskirti nuo tikrojo žaidimo. Sistemos, kurias jis naudos, yra 4511 IC ir „Arduino Nano“mikrovaldiklis. Šiam projektui teks naudoti mikrovaldiklį, nes be jo grandinė būtų pernelyg neefektyvi.

Funkcija

Gaminys leidžia vartotojui pasirinkti skaičių nuo 0 iki 100, naudojant du sukamuosius jungiklius kairėje prietaiso pusėje. Šis skaičius vartotojui rodomas per du 7 segmentų ekranus tiesiai virš sukamųjų jungiklių kaip grįžtamasis ryšys. Tada vartotojui paspaudus sukimo mygtuką, atsitiktinis skaičius nuo 0 iki pasirinkto skaičiaus bus rodomas ir rodomas 7 segmento ekranuose, esančiuose dešinėje prietaiso pusėje.

1 žingsnis: grandinė

Aukščiau pateiktoje supaprastintoje schemoje pavaizduoti visi būtini „Arduino“įėjimai ir išėjimai, kurie bus naudojami kaip nuoroda vėlesniems projekto veiksmams.

Kaip veikia grandinė?

Vartotojas pirmiausia įveda norimų kauliukų kraštinių skaičių, naudodamas du sukamuosius jungiklius, kurių vienas valdo 10 skaitmenų vietą, o kitas - 1 skaitmenų vietą. Šis skaičius rodomas per atsiliepimus apie pirmuosius 7 segmentų PCB, kad vartotojui būtų lengviau suprasti pasirinktą numerį.

Vartotojo dešimtainė įvestis sukamajame PCB konvertuojama į dvejetainį formatą ir siunčiama į „Arduino Nano“. Tada nano pasirinks atsitiktinį skaičių nuo 0 iki pasirinkto skaičiaus. Ši informacija bus išsiųsta dvejetainiu formatu į 2-ojo 7 segmento PCB, kai nuspaudžiamas „Push-To-Make“(Roll) jungiklis.

Žemiau pridėjau „Arduino“kodą, kad būtų lengviau suprasti, kaip šis produktas veikia.

2 žingsnis: spausdintinės plokštės

Sąmata:

• 470 omų rezistoriai x28
• 10K omų rezistoriai x22
• CD 4511BE x4
• 7 segmentų ekranas (žalias, CC) x4
• Diodas 1N4002 x44
• Sukamasis jungiklis (1P12T) x2
• Svirtinis jungiklis (įjungtas-išjungtas) x2
• Paspauskite, kad padarytumėte x1
• „Arduino Nano“x1
• Žalias šviesos diodas x2

Naudodamas „Autodesk Eagle“savo kompiuteryje, sukūriau kiekvieno PCB schemą, kaip parodyta aukščiau esančioje nuotraukoje. Remiantis schematišku dizainu, PCB (2x 7 segmentų PCB, 1x rotacinis PCB) turėjau pagamintas Kinijoje ir pristatytas.

„Gerber“failus galite rasti čia („Eagle“failus pridedame žemiau)

Litavimo komponentai

Prieš litavimą įsitikinkite, kad turite gerą ventiliaciją ir apsauginius akinius. Prieš lituodami juos prie plokštės, taip pat turite įsitikinti, kad visi komponentai yra orientuoti ir išdėstyti teisingose vietose. Būkite greiti su lygintuvu, nes per ilgai laikydami virš kaiščio, IC gali sudegti. Įsitikinkite, kad kiekvienas kontaktinis taškas yra tvirtai pritvirtintas prie plokštės lydmetaliu ir ar nėra sausų jungčių.

Skylių iškirtimas

Pirma, aš pažymėjau skyles ant kiekvieno PCB ir suderinau jas, kad įsitikinčiau, ar jos pažymėtos teisingai. Tai buvo padaryta naudojant bandomąjį kvadratą, žymeklį ir liniuotę. Pažymėjęs skyles, aš naudoju plieninį spaustuką, kad laikyčiau PCB ir kiekvienoje PCB plokštėje išgręžčiau 4x 2 mm skyles, o po to - reikiamas 3 mm skyles, kad TRFE medžiaga neskilinėtų.

Šis žingsnis yra svarbus, nes vėliau galėsite tinkamai pritvirtinti PCB prie korpuso.

3 žingsnis: grandinė + testavimas

Užduotys

• Patikrinkite visas PCB jungtis.
• Nustatykite visą grandinę.
• Išbandykite kodą per grandinę.
• Jei tai neveikia, išspręskite problemą ir pakartokite.

Kokybės kontrolė: Naudodamas multimetro tęstinumo nustatymą, patikrinau kiekvieną takelį ir komponentą, kad aptikčiau ir pašalinčiau visus trumpus junginius, galinčius turėti įtakos grandinės veikimui. Jei buvo aptiktas trumpas, buvo imtasi šių veiksmų, kad būtų išspręsta problema.

1. Nustatykite trumpąjį - įsitikinkite, kad trumpasis iš tikrųjų yra problema ir ar jis egzistuoja, nes kuo daugiau kartų varis padengiamas šiluma, tuo didesnė tikimybė, kad jie ištirps, sugadins arba nelaidžios.

2. Lituoklio siurbtuku švelniai pašildykite jungtį ir įsiurbkite skystą lydmetalį. Pakartokite, kol bus pašalintas visas lydmetalis. Jei lydmetalis neatsitraukia, naudokite lydmetalio dagtį, kad pabandytumėte sugerti dalį jo.

3. Galiausiai lituokite abi jungtis atsargiai ir su minimaliu lydmetaliu, tačiau tiek, kad jungtis būtų patikima ir laidi.

Įkeliamas kodas:

Norėdami įkelti kodą į „Arduino Nano“, pirmiausia atsisiųskite „Arduino IDE“. Tada atsisiųskite šią „Arduino Nano“tvarkyklę ir šią FTDI tvarkyklę.

Tada naudodami 1 veiksmo kodą įkelkite jį per USB į „Micro-USB“kabelį į „Arduino Nano“. Dabar grandinė turėtų veikti. Jei tai neveikia, pradėkite trikčių diagnostiką, dar kartą patikrindami visus komponentus ir jungtis.

Papildomas šviesos diodas

Jei atidžiai pažvelgsite į 7 segmentų PCB plokštę, pastebėsite, kad yra šviesos diodo lizdas. Šis šviesos diodas turi užsidegti, kai rodomas skaičius 100, o du 7 segmentų ekranai rodys du 0. Norėdami tai padaryti, naudokite du NOT vartus ir du AND vartus konfigūracijoje, kuri suaktyvins šviesos diodą, kai jie nebus įvesti į 4511 IC.

4 žingsnis: vartotojo sąsaja

Užduotys

• Sukurkite vartotojo sąsają naudodami „Adobe“iliustratorių.
• Iškirpkite vartotojo sąsają lazeriu ir įsitikinkite, kad ji atitinka grandinės komponentus. Išgraviruokite „Warhammer“erelio dizainą ant vartotojo sąsajos.
• Purškiamais dažais pilka/sidabrinė spalva.

Medžiaga: juodas akrilas

Naudodamas „Adobe Illustrator“, sukūriau vartotojo sąsają pagal matmenis, nurodytus aukščiau esančiame paveikslėlyje (spustelėkite, jei norite pamatyti daugiau vaizdų). Tada aš eksportavau šį dizaino failą į lazerinį pjaustytuvą ir iškirpiau akrilo gabalėlį.

Tada, palikdamas plastikinį lakštą ant akrilo, purškiau dažytas graviruotas akrilo dalis sidabro/pilkos spalvos. Tai buvo daroma kelis kartus (4 kartus su 10 minučių intervalu), kad vaizdas būtų drąsus ir aiškus. Palikusi viską išdžiūti, nulupiau plastikinį sluoksnį ir įsitikinau, kad nėra pažeidimų.

5 žingsnis: šoninės plokštės

Užduotys

• Uosio medienos kolekcija.
• Pjaudami nubrėžkite visas pjovimo linijas ant medžio gabalo. Iškirpkite kairę ir dešinę korpuso pusę.

Medžiagos

1. Pelenų mediena 135 mm (plotis) x 300 mm (l) x 10 mm (gylis)

Kitas šio projekto žingsnis ir galbūt sudėtingiausia korpuso dalis yra šoninės plokštės. Pirmiausia, naudodami aukščiau pateiktus matavimus, pažymėkite abi šonines dalis ant 10 mm storio uosio medienos gabalo. Naudodami juostinį pjūklą, iškirpkite bendrą gabalų formą.

Tada, naudodami maršrutizatorių (maršrutizatorių), iškirpkite griovelius, parodytus aukščiau pateiktose diagramose. Yra du 10 mm pločio x 5 mm storio grioveliai. ir vienas 3 mm (platus) x 150 mm (ilgas) x 5 mm (gilus) griovelis 50 laipsnių kampu.

Apdaila

Norėdami ištaisyti visas nedideles paviršiaus išlyginimo ar aštrių briaunų klaidas, naudokite smulkų švitrinį popierių, kad perbrauktumėte tas dalis, kad jas išlygintumėte, suteikdami jiems gražų estetinį vaizdą. Svarbiausia - profesionalumas.

6 žingsnis: viršutinės, apatinės ir galinės plokštės

Užduotys

• Iškirpkite viršutinę juostą.
• Iškirpkite apatinę plokštę.
• Sukurkite lazerinio pjaustytuvo „Adobe“iliustratoriaus failą, lazeriu nupjaukite galinę plokštę.

Viršutinė plokštė (medžiaga: pelenai)

Viršutinė plokštė yra sudėtinga gaminti, nes ji apima 50 laipsnių kampą viename paviršiuje. Norėdami iškirpti šį gabalą, pirmiausia pažymėkite bendrą bloko formą, naudodami aukščiau pateiktus matmenis ir pabandykite kvadratą. Tada sukurkite kampą, nustatydami juostinio pjūklo platformos pakreipimo kampą 50 laipsnių kampu. Iš ten iškirpkite vieną stačiakampio pusę, kad susidarytų įstrižas paviršius.

Be to, išlyginkite platformą, kad juostiniu pjūklu iškirptumėte kitas tris stačiakampio viršutinės dalies puses.

Apatinė plokštė (medžiaga: pelenai)

Apatinę plokštę lengva iškirpti naudojant juostinį pjūklą, nes tai stačiakampis uosio medžio blokas, kurio matmenys yra 220 mm x 145 mm x 10 mm.

Galinė plokštė (medžiaga: akrilas)

Naudodamas „Adobe“iliustratorių, suprojektavau galinę plokštę (135 mm x 230 mm) kartu su „Power In“kabelio lizdu ir įjungimo-išjungimo jungikliu bei varžtų skylėmis, kaip parodyta aukščiau esančiose diagramose. Tada aš eksportavau šį failą į lazerinį pjaustytuvą ir iškirpiau.

Naudodami pieštuką ir liniuotę, pažymėkite 4 skyles (po 2 kiekvienoje pusėje) varžtų skylėms (skersmuo priklauso nuo naudojamo varžto). Naudodami centrinį štampą ir plaktuką, padarykite įdubimą virš kiekvienos iš šių skylių ir galiausiai naudokite atitinkamą grąžtą su rankiniu grąžtu, kad išgręžtumėte visas 4 skyles.

Toliau aš padariau tuos pačius veiksmus, kaip dažyti lakus ant akrilo purškiant purkštuką, kaip ir 4 žingsnyje. Galiausiai, naudodamas gręžimo gręžtuvą, perėjau kiekvieną varžto skylę, kad užtikrintų, jog varžtų galvutės būtų lygios akrilo paviršiui. surinkti.

Galios elektronika:

Įeinantis maitinimo šaltinis turi būti apie 5 V. Pravedus per galinės plokštės maitinimo angą, teigiamas laidas turi būti nukreiptas per maitinimo jungiklį, kad vartotojas galėtų valdyti gaminio maitinimą. Tada teigiamas jungiklio gnybtas turi būti prijungtas prie „Arduino“V (į) kaiščio, o neigiamas/GND laidas - prie „Arduino GND“(į) kaiščio.

7 žingsnis: klijavimas ir tvirtinimas

Dabar, kai visos korpuso dalys buvo išpjautos, turime jas sujungti. Visos dalys yra išvardytos žemiau:

• 2x šoninės plokštės
• 1x viršutinė juosta
• 1x apatinė vieta
• 1x vartotojo sąsaja
• 1x galinė plokštė

Šiame etape mes sujungsime šiuos gabalus:

• 1x viršutinė juosta
• 2x šoninės plokštės

Labai svarbu, kad šie gabalai ir šie gabalai būtų klijuoti vienas prie kito. Apatinė plokštė parodyta aukščiau esančiuose paveikslėliuose, bet NĖRA priklijuota prie šoninių plokščių. Jis yra tik ten kaip vadovas ir padėties nustatymui.

Žingsniai:

1. Išdėstykite gabalus ir įsitikinkite, kad juos visus galima tinkamai sudėti ir sujungti. Jei taip nėra, nukopijuokite probleminį kūrinį, kol jis veiks, arba padarykite jį iš naujo.

2. Ant pagrindinių kontaktinių vietų užtepkite nedidelį, bet pagrįstą PVA klijų sluoksnį. Šiuo atveju šie taškai būtų viršutinė nuolaidų jungtis abiejose šoninėse dalyse.

3. Sujunkite visas dalis, naudodami apatinę plokštę kaip vadovą, kuris padės išlaikyti šonines plokštes ir viršutinę juostą.

4. Naudokite vieną ar du spaustukus, kad pritvirtintumėte tokią konfigūraciją, kol klijai išdžius ir visos jungtys bus tvirtos.

8 žingsnis: gręžimas

Iš viso yra 8 skylės, kurias reikia išgręžti į Ashwood. Visos skylės turi būti gręžiamos naudojant 2,5 mm grąžtą.

Pirmiausia užspaudžiau korpusą, kad gręžimo metu jis nejudėtų, kad būtų galima kontroliuoti kokybę. Tada, naudodamas liniuotę ir pieštuką, pažymėjau visas 8 skyles, kurias reikėjo išgręžti gale ir apačioje. Naudodamas centrinį štampą ir tušinuką su plaktuku, kiekvieną tašką įtraukiau, kad nukreipčiau grąžtą. Galiausiai, naudodamas rankinį grąžtą ir 2,5 mm grąžtą, išgręžiau kiekvieną skylę.

Išgręžęs skyles per akrilo galinę dalį ir medinę apatinę dalį, aš panaudojau gręžimo grąžtą, kad sukurtų kiekvienos skylės įdubimą. Tai buvo būtina, nes aš naudoju savisriegius varžtus, kad galinę ir apatinę dalis sujungčiau su korpusu. Tai reiškė, kad su šiomis įdubimo įdubomis varžto galvutė būtų lygi su medžiagos, į kurią buvo įsukta, paviršiumi, suteikdama jai gražią išvaizdą ir saugią išorę.

9 žingsnis: šlifavimas ir apdaila

Nešvarumų nušlifavimas

Po to, kai korpusas buvo suklijuotas, pirmiausia panaudojau šiurkštų švitrinį popierių, kad pašalinčiau išdžiūvusį klijų perteklių ar akivaizdžias nesutapimo problemas. Tada dėl kokybės kontrolės. Aš perėjau prie smulkesnio švitrinio popieriaus ir perėjau kiekvieną paviršių, kad būtų užtikrinta sklandi apdaila.

Apdaila: Baldų vaškas

Galiausiai, norėdamas suteikti uosio medienai gražią apdailą ir jausmą, nusprendžiau paviršių vaškuoti. Naudodama poliravimo šluostę, keturis kartus tepiau baldų vašką ant kiekvieno išorinio medžio paviršiaus ir 30 minučių išdžiovinau, kad būtų galima kontroliuoti kokybę. Tai buvo skirta kokybės kontrolei, kuri užtikrino, kad kiekvienas medienos colis būtų tinkamai padengtas ir tos pačios tekstūros.

10 veiksmas: apsaugokite elektroniką prie korpuso

Medžiagos

• 12x M4 varžtai
• 12x M4 veržlės
• 12x M4 nailono poveržlės

Viršuje aš pritvirtinu PCB prie vartotojo sąsajos, naudodami varžtus, veržles ir nailono poveržles. Naudojau nailonines poveržles, nes jos nėra laidžios ir todėl nesudarys jokių šortų kontaktuojant su mano PCB. Po to, kai PCB buvo prijungtas, aš naudoju grąžtą ir atsuktuvą, kad galinę ir apatinę plokštes pritvirtinčiau prie galutinio korpuso. Atlikite šį procesą atsargiai, nes elektronika gali būti gana subtili.

Jei bet kurios lydmetalio jungtys sulūžtų ar išsisklaidytų, būtinai jas sutvarkykite ten ir toliau b4. Būtinai išbandykite grandinę prieš ir po tvirtinimo prie korpuso, kad įsitikintumėte, jog viskas išlieka darbinga.

11 žingsnis: surinkite būstą

Šiame paskutiniame žingsnyje paimkite vartotojo sąsają ir pastumkite ją aukštyn šoninės plokštės grioveliais į korpusą. Tada padėkite apatinę plokštę po korpusu tarp dviejų šoninių plokščių atlenkimo jungčių. Sulygiuokite varžtų skyles ir atsuktuvu įkiškite visus 4 varžtus (po 2 iš abiejų pusių), kad plokštelė būtų pritvirtinta.

Paskutinis žingsnis yra pritvirtinti galinę plokštę prie korpuso. Padarykite tai sulygiuodami varžtų skyles ir įkiškite 4 savisriegius medvaržčius į kiekvieną padėtį, kad įsitikintumėte, ar jis tvirtai priglunda.

Galiausiai galite ištaisyti visas klaidas naudodami smulkius švitrinius popierius ir baldų vašką. Jei lyginant yra kokių nors klaidų, pakartokite ankstesnius veiksmus. Jei šio proceso metu jums reikia pagalbos, nedvejodami rašykite savo klausimus žemiau esančiame komentarų skyriuje.

12 žingsnis: baigta

Puiku, kad baigėte projektą! Mėgautis!