Dice Generator: 12 Hakbang (na may Mga Larawan)

2025 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2025-01-13 06:58

Ang Mga Tagubilin na Ito ay para sa aking Pangunahing Proyekto na nakumpleto ko bilang bahagi ng aking Kursong Mga Sistema at Pagkontrol sa IGCSE. Nakatanggap ito ng A * grade at gagabayan kita sa kung paano ito gawin sa itinuturo na ito. Ang isang disenteng background sa electronics pati na rin ang karanasan sa Arduino at ito ay IDE ay kinakailangan upang makumpleto ang proyektong ito.

Background

Sa mga board game na bumababa sa kasikatan at booming ng electronics, maaaring mukhang mahirap umupo at maglaro nang walang panghihimasok ng mga gadget. Sa partikular na ito, ang aking kliyente, isang guro ng Warhammer club ay mas gugustuhin na gumamit ng pisikal na dice kaysa sa isang online sa kanyang club. Ang problema, hindi siya maaaring magkaroon ng dice na may 100 panig na dahilan kung bakit kailangan niyang gumamit ng isang online dice simulator. Dito tataas ang isang pagkakataon para sa produktong ito.

Habang ang laki ng merkado na nilalayon ng produktong ito ay bumababa, ang pangangailangan para dito ay mayroon pa rin. Ang mga board game ay nagiging tampok sa nakaraan habang lumalabas ang mga online at elektronikong laro. Sa partikular na halimbawang ito, binabawasan ng aking produkto ang pangangailangan para sa mga telepono o internet sa panahon ng gameplay ng board na ginagawa ang mga manlalaro na hindi gaanong nakakakonekta mula sa aktwal na laro. Ang mga system na gagamitin nito ay ang 4511 IC at isang Arduino Nano microcontroller. Ang proyektong ito ay kailangang gumamit ng isang microcontroller sapagkat, nang walang isa, ang circuit ay magiging masyadong hindi mabisa.

Pag-andar

Pinapayagan ng produkto ang gumagamit na pumili ng isang numero sa pagitan ng 0 at 100 gamit ang dalawang paikot na switch sa kaliwang bahagi ng aparato. Ang numerong ito ay ipinapakita sa gumagamit sa pamamagitan ng dalawang 7 segment na ipinapakita nang direkta sa itaas ng mga rotary switch bilang feedback. Pagkatapos, habang pinindot ng gumagamit ang roll button, isang random na numero sa pagitan ng 0 at ang napiling numero ay lulon at ipapakita sa 7 segment na ipinapakita sa kanang bahagi ng aparato.

Hakbang 1: Ang Circuit

Ang pinasimple na diagram ng circuit sa itaas ay nagpapakita ng bawat kinakailangang mga input at output ng Arduino upang magamit bilang sanggunian para sa mga susunod na hakbang sa proyekto.

Paano gumagana ang circuit?

Inilagay muna ng gumagamit ang bilang ng mga panig na nais nilang magkaroon ng kanilang dice sa pamamagitan ng paggamit ng dalawang paikot na switch kung saan kinokontrol ng isa ang 10 na digit na lugar at kinokontrol ng iba ang lugar na 1s digit. Ang numerong ito ay ipinapakita sa pamamagitan ng puna sa unang 7 segment na PCB na ginagawang mas madali para sa gumagamit na maunawaan ang numero na kanilang napili.

Ang input ng decimal ng gumagamit ay na-convert sa isang binary format sa Rotary PCB at ipinadala sa Arduino Nano. Ang nano ay pipili ng isang random na numero sa pagitan ng 0 at ng napiling numero. Ang impormasyong ito ay ipapadala sa isang binary format sa 2nd 7 Segment PCB kapag ang Push-To-Make (Roll) switch ay pinindot pababa.

Inilakip ko ang Arduino code para sa sanggunian sa ibaba upang gawing mas madali ang pag-unawa sa kung paano gumana ang produktong ito.

Hakbang 2: Mga naka-print na Circuit Board

Bill Of Materials:

• 470 Ohm Resistors x28
• 10K Ohm Resistors x22
• CD 4511BE x4
• 7 Segment Display (Green, CC) x4
• Diode 1N4002 x44
• Rotary Switch (1P12T) x2
• Rocker Switch (On-Off) x2
• Push To Make x1
• Arduino Nano x1
• LED Green x2

Gamit ang Autodesk Eagle sa aking computer, dinisenyo ko ang eskematiko ng bawat PCB tulad ng nakikita sa larawan sa itaas. Mula sa disenyo ng eskematiko, nagkaroon ako ng mga PCB (2x 7 Segment PCB, 1x Rotary PCB) na ginawa sa Tsina at naipadala.

Ang Gerber Files ay matatagpuan dito (Ang mga file ng Eagle ay nakakabit sa ibaba)

Mga Component ng Paghinang

Bago maghinang, tiyaking magkaroon ng mahusay na bentilasyon at mga baso sa kaligtasan. Kailangan mo ring tiyakin na i-orient at ilagay ang lahat ng mga bahagi sa kanilang tamang posisyon bago ito ihihinang sa pisara. Maging mabilis sa bakal habang ang paghawak nito sa isang pin nang masyadong mahaba ay maaaring maging sanhi ng pagkasunog ng IC. Siguraduhin na ang bawat contact point ay ligtas na nakakabit sa board gamit ang solder at na walang mga dry joint.

Pagputol ng Mga Butas

Una, minarkahan ko ang mga butas sa bawat PCB at nakahanay ang mga ito upang matiyak na tama ang kanilang marka. Ginawa ito gamit ang isang try square, marker, at pinuno. Matapos markahan ang mga butas, gumamit ako ng steel clamp upang hawakan ang PCB sa lugar at mag-drill ng 4x 2mm na mga butas sa bawat PCB board, na sinusundan ng kinakailangang mga butas na 3 mm upang maiwasan ang pag-crack ng materyal na TRFE.

Mahalaga ang hakbang na ito dahil papayagan kang maayos na ma-secure ang mga PCB sa pabahay sa paglaon.

Hakbang 3: Circuitry + Pagsubok

Mga Gawain

• Suriin ang lahat ng mga koneksyon sa PCB.
• I-set up ang buong circuit.
• Patakbuhin ang code sa pamamagitan ng circuit para sa pagsubok.
• Kung hindi ito gumana, ayusin ang problema at ulitin.

Pagkontrol sa Kalidad: Gamit ang setting ng pagpapatuloy sa multimeter, sinuri ko ang bawat track at sangkap upang makita at matanggal ang anumang mga shorts na maaaring makaapekto sa pagpapaandar ng circuit. Kung may nahanap na isang maikling, ang mga sumusunod na hakbang ay kinuha upang malutas ang problema.

1. Kilalanin ang maikli - siguraduhin na ang maikli ay talagang isang problema at umiiral tulad ng mas maraming beses na inilapat ang init sa mga tanso na tanso, mas malamang na matunaw, mapinsala o hindi kondaktibo.

2. Gamit ang isang solder sipsip, dahan-dahang painitin ang kasukasuan at sipsipin ang likidong solder. Ulitin hanggang sa maalis ang lahat ng solder. Kung ang solder ay hindi nagmula, gamit ang solder wick upang subukan at makuha ang ilan dito.

3. Panghuli, muling maghinang sa parehong mga kasukasuan na may pag-aalaga at may kaunting panghinang ngunit sapat lamang upang ang magkasanib ay ligtas at mapag-uugali.

Pag-upload ng Ang Code:

Upang mai-upload ang code sa Arduino Nano, una, i-download ang Arduino IDE. Susunod, i-download ang Arduino Nano Driver at ang driver na FTDI na ito.

Pagkatapos gamit ang code mula sa Hakbang 1, i-upload ito sa pamamagitan ng isang USB sa Micro-USB cable sa Arduino Nano. Ang circuit ay dapat na pagpapatakbo ngayon. Kung hindi ito gumana, simulan ang pag-troubleshoot sa pamamagitan ng pag-double check sa lahat ng mga bahagi at koneksyon.

Karagdagang LED

Kung titingnan mong maingat ang 7 segment na board ng PCB, mapapansin mo na mayroong puwang para sa isang LED. Ang LED na ito ay naroroon upang magaan kapag ang bilang na 100 ay ipinakita at ang dalawang 7 na nagpapakita ng segment ay magpapakita ng dalawang 0. Upang magawa ang gawaing ito, gumamit ng dalawang HINDI gate at dalawang AND gate sa isang pagsasaayos na magpapalitaw sa LED kapag ang mga ito ay walang mga input sa 4511 IC.

Hakbang 4: User Interface

Mga Gawain

• Idisenyo ang UI gamit ang Adobe ilustrador.
• Gupitin ng Laser ang UI at tiyaking umaangkop ito sa mga bahagi ng circuit. Ukitin ang disenyo ng agham ng Warhammer sa UI.
• Pagwilig ng pinturang kulay grey / pilak.

Materyal: Itim na Acrylic

Gamit ang Adobe Illustrator, dinisenyo ko ang User Interface alinsunod sa mga sukat na nakalista sa imahe sa itaas (i-click ang makita ang higit pang mga imahe). Pagkatapos ay na-export ko ang disenyo ng file na ito sa pamutol ng laser at gupitin ang piraso ng acrylic.

Pagkatapos, naiwan ang plastic sheet sa acrylic, spray ko ang pinturang nakaukit na mga seksyon ng acrylic na may kulay pilak / kulay-abo. Ginawa ito ng maraming beses (4 beses na may 10 minutong agwat) upang masiguro ang isang naka-bold at malinaw na imahe. Matapos iwanan ang lahat upang matuyo, binali ko ang layer ng plastik at tinitiyak na walang mga iregularidad.

Hakbang 5: Mga plate ng Gilid

Mga Gawain

• Koleksyon Ng Ash Wood.
• Iguhit ang lahat ng mga linya ng paggupit sa piraso ng kahoy para sa isang gabay sa paggupit. Gupitin ang parehong kaliwa at kanang bahagi para sa pabahay.

Mga Kagamitan

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

Ang susunod na hakbang ng proyektong ito, at marahil ang pinaka-kumplikadong bahagi ng pabahay, ay ang mga plate ng gilid. Una, gamit ang mga pagsukat na ibinigay sa itaas, markahan ang parehong mga piraso ng gilid sa isang 10mm makapal na piraso ng Ash Wood. Gamit ang isang band saw, gupitin ang pangkalahatang hugis ng mga piraso.

Susunod, gamit ang isang router (routing machine), gupitin ang mga groove na ipinapakita sa mga diagram sa itaas. Mayroong two10mm ang lapad x 5mm makapal na mga uka. at one3mm (lapad) x 150mm (haba) x 5mm (malalim) uka sa isang 50 degree na anggulo.

Tinatapos na

Upang maitama ang anumang maliliit na pagkakamali sa pagkakahanay sa ibabaw o matalim na mga gilid, gumamit ng pinong liha upang malagyan ang mga seksyon na iyon upang mapakinabangan ang mga ito na nagbibigay sa kanila ng magandang apela ng aesthetic. Ang propesyonalismo ay susi.

Hakbang 6: Mga Plato sa Itaas, Ibaba at Balik

Mga Gawain

• Gupitin ang tuktok na bar.
• Gupitin ang pang-ilalim na plato.
• Gupitin ng laser ang backplate pagkatapos likhain ang adobe Illustrator file para sa laser cutter.

Nangungunang Plate (Material: Ash)

Ang tuktok na plato ay isang nakakalito na piraso upang makabuo ng kasama nito ang isang anggulo ng 50 degree sa isang mukha. Upang maputol ang piraso na ito, markahan muna ang pangkalahatang hugis ng bloke gamit ang mga sukat na ibinigay sa itaas at isang try square. Susunod, likhain ang anggulo sa pamamagitan ng pagtatakda ng anggulo ng bangko ng band saw platform sa 50 degree. Mula doon, gupitin ang isang gilid ng rektanggulo upang makagawa ng slanted face.

Bukod dito, i-level ang platform upang magamit ang band saw upang gupitin ang iba pang tatlong panig ng hugis-parihaba na tuktok na piraso.

Ibabang Plato (Materyal: Abo)

Ang ilalim na plato ay madaling gupitin gamit ang isang band saw dahil ito ay isang hugis-parihaba na bloke ng Ashwood na may sukat na 220mm x 145mm x 10mm.

Back Plate (Materyal: Acrylic)

Gamit ang ilustrador ng adobe, dinisenyo ko ang backplate (135mm x 230mm) kasama ang isang puwang para sa Power In cable at ang On-Off switch kasama ang mga butas para sa mga tornilyo tulad ng nakikita sa mga diagram sa itaas. Pagkatapos ay na-export ko ang file na ito sa pamutol ng laser at pinutol ito.

Gamit ang isang lapis at pinuno, markahan ang 4 na butas (2 sa bawat panig) para sa mga butas para sa mga tornilyo (ang diameter ay depende sa ginagamit mong tornilyo). Gamit ang isang center punch at isang mallet, gumawa ng isang dent sa bawat isa sa mga butas na ito at sa wakas, gamitin ang naaangkop na bit ng drill na may isang drill sa kamay upang mag-drill ang lahat ng 4 na butas.

Susunod, sinundan ko ang parehong mga hakbang para sa pag-spray ng mga titik sa pagpinta sa acrylic tulad ng hakbang 4. Sa wakas, gamit ang isang countersink drill bit, pinunta ko ang bawat isa sa mga butas ng tornilyo upang matiyak na ang mga ulo ng tornilyo ay mapula sa ibabaw ng acrylic kapag tipunin.

Power Electronics:

Ang papasok na power supply ay dapat na nasa 5V. Sa sandaling na-redirect sa butas ng kuryente sa backplate, ang positibong kawad ay dapat na i-redirect sa pamamagitan ng switch ng kuryente upang makontrol ng gumagamit ang kuryente sa produkto. Ang positibong terminal mula sa switch ay dapat na konektado sa V (in) na pin sa Arduino at ang negatibo / GND wire ay dapat na konektado sa Arduino GND (in) pin.

Hakbang 7: Gluing at Clamping

Ngayon na ang lahat ng mga piraso ng pabahay ay na-cut out, kailangan nating pagsamahin ito. Ang lahat ng mga piraso ay nakalista sa ibaba:

• 2x Side Plates
• 1x Nangungunang Bar
• 1x Ibabang Lugar
• 1x Interface ng Gumagamit
• 1x Back Plate

Sa hakbang na ito, ang mga piraso na isasama namin sa gluing ay:

• 1x Nangungunang Bar
• 2x Side Plates

Napakahalaga na ang mga piraso at ang mga piraso na ito LAMANG ay nakadikit sa isa't isa. Ang ilalim na plato ay ipinapakita sa mga imahe sa itaas ngunit HINDI nakadikit sa mga gilid na plato. Ito ay nakalagay lamang doon bilang isang gabay at para sa pagpoposisyon.

Mga Hakbang:

1. Ayusin ang mga piraso sa pagkakasunud-sunod at tiyakin na ang lahat ay maaaring mailagay at magkakasamang maayos. Kung hindi ito ang kadahilanan, alinman i-file ang problemadong piraso hanggang sa gumana ito, o muling gawin ito.

2. Mag-apply ng isang maliit ngunit makatwirang layer ng pandikit ng PVA sa mga pangunahing punto ng contact. Sa kasong ito, ang mga puntong ito ay magiging nangungunang rebate joint sa magkabilang piraso ng gilid.

3. Pagsamahin ang lahat ng mga piraso nang magkasama gamit ang ilalim na plato bilang isang gabay upang matulungan ang pagpindot sa mga plate sa gilid at sa tuktok na bar.

4. Gumamit ng isa o dalawang clamp upang ma-secure ang piraso sa pagsasaayos na ito hanggang sa matuyo ang pandikit at ang mga kasukasuan ay ligtas lahat.

Hakbang 8: Pagbabarena

Sa kabuuan, mayroong 8 butas na dapat na drill sa Ashwood. Ang lahat ng mga butas ay dapat na drilled gamit ang isang 2.5mm drill bit.

Una kong na-clamp ang pabahay upang matiyak na hindi ito gumagalaw sa panahon ng proseso ng pagbabarena para sa kontrol sa kalidad. Pagkatapos, gamit ang isang pinuno at lapis, minarkahan ko ang lahat ng 8 mga butas na kailangang drill sa likod at sa ilalim. Gamit ang isang center punch at isang ball pen martilyo, inilagay ko ang bawat punto upang gabayan ang drill bit. Sa wakas, gamit ang isang hand drill at isang 2.5mm drill bit, binubutas ko ang bawat butas.

Matapos ang pagbabarena ng mga butas sa pamamagitan ng piraso ng likod ng acrylic at ang piraso ng kahoy sa ilalim, gumamit ako ng isang countersink drill bit upang lumikha ng isang countersink para sa bawat butas. Ito ay kinakailangan habang gumagamit ako ng mga self-tapping turnilyo upang sumali sa likod at ilalim na mga piraso sa pabahay. Nangangahulugan ito na sa mga countersink indent na ito, ang ulo ng tornilyo ay mapupula sa ibabaw ng materyal na ito ay na-screw sa pagbibigay nito ng magandang hitsura at ligtas na panlabas.

Hakbang 9: Pag-send at Pagtatapos

Pag-down down ng mga impurities

Matapos na nakadikit ang pabahay, ginamit ko muna ang magaspang na papel de liha upang mapupuksa ang anumang labis na pagkasalaw o halatang mga problema sa pagkakamali. Pagkatapos, para sa kontrol sa kalidad. Lumipat ako sa finer na papel de liha at inilagay ang bawat ibabaw upang matiyak na makinis ang pagtatapos.

Paglalapat ng tapusin: Wax ng Muwebles

Sa wakas, upang mabigyan ang abo ng kahoy ng isang magandang tapusin at pakiramdam, nagpasya akong i-wax ang ibabaw. Gamit ang isang tela ng buli, inilapat ko ang mga wax ng muwebles sa bawat panlabas na ibabaw ng kahoy na 4 na beses na may 30 minuto na mga session ng pagpapatayo sa pagitan para sa kontrol sa kalidad. Ito ay para sa kontrol sa kalidad na tiniyak na ang bawat pulgada ng kahoy ay pinahiran ng maayos at may parehong pagkakayari.

Hakbang 10: Secure Electronics sa Pabahay

Mga Kagamitan

• 12x M4 Bolts
• 12x M4 Nuts
• 12x M4 Nylon Washers

Sa itaas, ikinakabit ko ang mga PCB sa UI gamit ang bolts, nut at nylon washers. Gumamit ako ng mga nilabhan ng Nylon dahil ang mga ito ay hindi kondaktibo at samakatuwid ay hindi lilikha ng anumang mga shorts na nakikipag-ugnay sa aking PCB. Matapos ang mga PCB ay nai-hook up, gumamit ako ng isang drill at isang distornilyador upang ilakip ang aking likod at ilalim na mga plato sa huling pabahay. Gawin ang prosesong ito nang may pag-iingat dahil ang electronics ay maaaring may posibilidad na maging maselan.

Kung ang anumang solder joint ay masira o magkahiwalay, kinakailangan na ayusin mo ito doon at pagkatapos ay magpatuloy ang b4. Tiyaking subukan ang circuit bago at pagkatapos na ma-secure ito sa pabahay upang matiyak na ang lahat ay mananatili sa maayos na pagkilos.

Hakbang 11: Isama ang Pabahay

Sa huling hakbang na ito, gawin ang interface ng gumagamit at i-slide ito sa mga gilid ng plato sa gilid ng pabahay. Susunod, ilagay ang ilalim na plato sa ilalim ng pabahay sa pagitan ng magkasanib na magkasanib na bahagi ng plate. Ihanay ang mga butas ng tornilyo at gamit ang isang distornilyador, ipasok ang lahat ng 4 na turnilyo (2 sa bawat panig) upang ma-secure ang plato sa lugar.

Ang huling hakbang ay upang ilakip ang backplate sa pabahay. Gawin ito sa pamamagitan ng pag-align ng mga butas ng tornilyo at pagkatapos ay ipasok ang 4 na self-tapping na kahoy na mga tornilyo sa bawat posisyon na suriin upang matiyak na ito ay isang masikip at malagyan ng flush.

Panghuli, maaari mong makinis ang anumang mga pagkakamali gamit ang pinong mga sandalog at wax ng muwebles. Kung mayroong anumang mga error sa pagkakahanay, mangyaring muling bisitahin ang mga nakaraang hakbang. Kung kailangan mo ng anumang tulong sa prosesong ito, mangyaring huwag mag-atubiling i-post ang iyong mga katanungan sa seksyon ng komento sa ibaba.

Hakbang 12: Tapos Na

Magaling sa pagkumpleto ng proyekto! Mag-enjoy!