Kockagenerátor: 12 lépés (képekkel)

2025 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2025-01-23 14:47

Ez az utasítás az IGCSE Rendszerek és vezérlések tanfolyam részeként elvégzett fő projektemhez készült. A* osztályzatot kapott, és ebben az oktathatóban végigvezetem, hogyan kell elkészíteni. A projekt befejezéséhez tisztességes elektronikai háttér és tapasztalat szükséges az Arduino és az IDE területén.

Háttér

Mivel a társasjátékok népszerűsége csökken és az elektronika virágzik, nehéznek tűnhet leülni és játszani a kütyük beavatkozása nélkül. Ebben a konkrét esetben ügyfelem, a Warhammer klub tanára inkább fizikai kockákat használ, mint online a klubjában. A probléma az, hogy nem lehet 100 oldalas kockája, ezért online kockaszimulátor használatához kell folyamodnia. Itt nyílik meg a lehetőség erre a termékre.

Bár a piac mérete, amelyet ez a termék céloz, csökken, szükséglete továbbra is fennáll. A társasjátékok a múlt jellemzőjévé válnak, miközben megjelennek az online és az elektronikus játékok. Ebben a konkrét esetben a termékem csökkenti a telefonok vagy az internet szükségességét a társasjáték során, így a játékosok kevésbé érzik magukat a tényleges játéktól. A rendszer, amelyet használni fog, a 4511 IC és az Arduino Nano mikrokontroller. Ennek a projektnek egy mikrokontrollert kell használnia, mert annak hiányában az áramkör túlságosan hatástalan lenne.

Funkció

A termék lehetővé teszi a felhasználó számára, hogy 0 és 100 közötti számot válasszon a készülék bal oldalán található két forgó kapcsoló segítségével. Ezt a számot visszajelzésként a két 7 szegmenses kijelzőn, közvetlenül a forgókapcsolók felett jeleníti meg a felhasználó. Ezután, amikor a felhasználó megnyomja a tekercs gombot, a 0 és a kiválasztott szám közötti véletlenszerű szám görgetésre kerül, és megjelenik az eszköz jobb oldalán található 7 szegmens kijelzőn.

1. lépés: Az áramkör

A fenti egyszerűsített kapcsolási rajz bemutatja az összes szükséges Arduino bemenetet és kimenetet, amelyeket referenciaként kell használni a projekt későbbi lépéseiben.

Hogyan működik az áramkör?

A felhasználó először adja meg, hány oldalát szeretné a kockájának, a két forgó kapcsoló segítségével, amelyek közül az egyik a 10 -es, a másik pedig az 1 -es számjegyet szabályozza. Ez a szám az első 7 szegmensű NYÁK -on kapott visszajelzéseken keresztül jelenik meg, így a felhasználó könnyebben megértheti a kiválasztott számot.

A felhasználó tizedes bevitelét a Rotary PCB bináris formátumba konvertálja, és elküldi az Arduino Nano -nak. A nano ezután véletlenszerű számot választ a 0 és a kiválasztott szám között. Ezt az információt ezután bináris formátumban elküldi a 2. 7 szegmenses NYÁK-ra, amikor a push-to-make (roll) kapcsolót lenyomja.

Az alábbi hivatkozásként csatoltam az Arduino kódot, hogy megkönnyítsük a termék működésének megértését.

2. lépés: Nyomtatott áramkörök

Darabjegyzékben:

• 470 ohmos ellenállások x28
• 10K ohmos ellenállások x22
• CD 4511BE x4
• 7 Szegmens kijelző (zöld, CC) x4
• Dióda 1N4002 x44
• Forgókapcsoló (1P12T) x2
• Billenőkapcsoló (be-ki) x2
• Nyomja le a készítéshez x1
• Arduino Nano x1
• LED zöld x2

A számítógépemen az Autodesk Eagle segítségével megterveztem az egyes NYÁK -ok vázlatos rajzát, amint az a fenti képen látható. A sematikus kivitel alapján a PCB -ket (2x 7 szegmenses PCB, 1x forgó PCB) Kínában gyártottam és szállítottam.

A Gerber -fájlok itt találhatók (az Eagle -fájlok mellékelve)

Forrasztó alkatrészek

Forrasztás előtt győződjön meg róla, hogy jó szellőző és védőszemüveg van. Ezenkívül meg kell győződnie arról, hogy az összes alkatrészt eligazítja és a megfelelő helyzetbe helyezi, mielőtt a táblához forrasztja őket. Légy gyors a vasalóval, mivel túl sokáig tartva a csap felett, az IC kiéghet. Győződjön meg arról, hogy minden érintkezési pont biztonságosan rögzítve van a táblához forrasztással, és nincsenek száraz kötések.

Lyukak kivágása

Először megjelöltem a lyukakat minden PCB -n, és igazítottam őket, hogy megbizonyosodjak arról, hogy helyesen vannak megjelölve. Ez egy try square, marker és vonalzó segítségével történt. A lyukak megjelölése után acél szorítóval rögzítettem a NYÁK -ot, és 4x 2 mm -es lyukakat fúrtam minden egyes NYÁK -táblába, majd a szükséges 3 mm -es lyukakat, hogy megakadályozzam a TRFE anyag repedését.

Ez a lépés fontos, mivel lehetővé teszi a PCB -k megfelelő rögzítését a házban a későbbiekben.

3. lépés: Áramkör + tesztelés

Feladatok

• Ellenőrizze az összes PCB csatlakozást.
• Állítsa be a teljes áramkört.
• Futtassa a kódot az áramkörön a teszteléshez.
• Ha nem működik, javítsa ki a problémát, és ismételje meg.

Minőség -ellenőrzés: A multiméter folytonossági beállításával ellenőriztem minden sávot és alkatrészt, hogy észleljem és megszüntessem az áramkör működését befolyásoló rövidzárlatokat. Ha rövidzárlatot talált, a következő lépéseket tette a probléma megoldása érdekében.

1. Határozza meg a rövidzárlatot - győződjön meg arról, hogy a rövidzár valóban problémát jelent, és létezik, mivel minél többször melegítik a rézpárnákat, annál valószínűbb, hogy megolvadnak, megsérülnek vagy nem vezetnek.

2. Forrasztószívóval óvatosan melegítse fel a kötést, és szívja fel a folyékony forrasztót. Ismételje meg mindaddig, amíg az összes forrasztást el nem távolítja. Ha a forrasztás nem jön le, forrasztópisztoly segítségével próbálja meg felszívni egy részét.

3. Végül óvatosan és minimális forrasztással forrasztja újra mindkét kötést, de annyira, hogy a kötés biztonságos és vezetőképes legyen.

A kód feltöltése:

A kód feltöltéséhez az Arduino Nano -ba először töltse le az Arduino IDE -t. Ezután töltse le ezt az Arduino Nano illesztőprogramot és ezt az FTDI illesztőprogramot.

Ezután az 1. lépésből származó kód használatával töltse fel USB-ről Micro-USB-kábellel az Arduino Nano készülékre. Az áramkörnek most működőképesnek kell lennie. Ha nem működik, akkor kezdje el a hibaelhárítást az összes alkatrész és csatlakozás kétszeri ellenőrzésével.

További LED

Ha alaposan megnézi a 7 szegmenses NYÁK lapot, észre fogja venni, hogy van egy nyílás a LED számára. Ez a LED ott világít, amikor a 100 -as szám jelenik meg, és a két 7 szegmenses kijelző két 0 -t mutat. Ennek érdekében két NEM kaput és két ÉS kaput használjon olyan konfigurációban, amely akkor aktiválja a LED -et, ha nincs bemenet a 4511 IC -be.

4. lépés: Felhasználói felület

Feladatok

• Tervezze meg a felhasználói felületet az Adobe illustrator segítségével.
• Vágja le a felhasználói felületet lézerrel, és győződjön meg arról, hogy illeszkedik az áramkör elemeihez. Vésse a Warhammer sas formatervezést a felhasználói felületre.
• Spray festék szürke/ezüst színű.

Anyaga: fekete akril

Az Adobe Illustrator segítségével a felhasználói felületet a fenti képen megadott méreteknek megfelelően terveztem (kattintson a további képek megtekintéséhez). Ezt a kiviteli fájlt exportáltam a lézervágóba, és kivágtam az akrildarabot.

Ezután a műanyag lapot az akrilra hagyva szórással festettem az akril gravírozott metszeteit ezüst/szürke színnel. Ezt többször is elvégezték (négyszer 10 perces időközönként) a merész és tiszta kép biztosítása érdekében. Miután hagytam száradni az egészet, lehámoztam a műanyag réteget, és meggyőződtem arról, hogy nincsenek szabálytalanságok.

5. lépés: Oldalsó lemezek

Feladatok

• Kőrisfa gyűjtemény.
• Vágáskor húzza ki az összes vágóvonalat a fadarabon. Vágja ki a ház bal és jobb oldalát is.

Anyagok

1. Kőrisfa 135 mm (sz) x 300 mm (l) x 10 mm (d)

Ennek a projektnek a következő lépése, és talán a ház legbonyolultabb része az oldallapok. Először a fent megadott mérések segítségével jelölje ki mindkét oldaldarabot egy 10 mm vastag kőrisfa darabon. Szalagfűrésszel vágja ki a darabok általános alakját.

Ezután egy útválasztó (útválasztó gép) segítségével vágja ki a fenti ábrákon látható hornyokat. Két 10 mm széles x 5 mm vastag horony van. és egy 3 mm (széles) x 150 mm (hosszú) x 5 mm (mély) horony 50 fokos szögben.

Végső

Annak érdekében, hogy kijavítson minden apró hibát a felületi igazításban vagy az éles élekben, finom csiszolópapírral menjen át ezeken a részeken, hogy kisimítsa azokat, és szép esztétikai vonzerőt kölcsönözzön nekik. A profizmus kulcsfontosságú.

6. lépés: Felső, alsó és hátsó lemezek

Feladatok

• Vágja ki a felső rudat.
• Vágja ki az alsó lemezt.
• Lézerrel vágja le a hátlapot, miután létrehozta az Adobe illusztrátor fájlt a lézervágóhoz.

Felső lemez (anyag: hamu)

A felső lemezt trükkös darab előállítani, mivel 50 fokos szöget tartalmaz az egyik oldalon. Ennek a darabnak a kivágásához először jelölje ki a blokk általános alakját a fenti méretek és egy négyzet segítségével. Ezután hozza létre a szöget úgy, hogy a szalagfűrész -platform dőlésszögét 50 fokra állítja. Innen vágja le a téglalap egyik oldalát a ferde felület előállításához.

Továbbá, egyengesse ki a platformot, hogy a szalagfűrésszel kivághassa a téglalap alakú felső darab másik három oldalát.

Alsó lemez (anyag: hamu)

Az alsó lapot szalagfűrésszel könnyű kivágni, mivel ez egy téglalap alakú kőrisfa tömb, amelynek mérete 220 mm x 145 mm x 10 mm.

Hátsó lemez (anyag: akril)

Az Adobe Illustrator segítségével megterveztem a hátlapot (135 mm x 230 mm), valamint egy csatlakozót a tápkábel és a be-ki kapcsoló számára, valamint a csavarok lyukait a fenti ábrák szerint. Ezt követően exportáltam ezt a fájlt a lézervágóba, és elvágtam.

Ceruzával és vonalzóval jelöljön ki 4 lyukat (2 -et mindkét oldalon) a csavarok furatához (az átmérő a használt csavartól függ). Középső lyukasztóval és kalapáccsal horpadjon be mindegyik lyuk fölé, és végül a megfelelő fúrószárral kézi fúróval fúrja ki mind a 4 lyukat.

Ezután ugyanazokat a lépéseket követtem a betűk szórással történő festésére az akrilra, mint a 4. lépésben. Végül egy süllyesztő fúró segítségével átnéztem minden csavarlyukat annak érdekében, hogy a csavarfejek egy szintben legyenek az akril felülettel összeszerelt.

Teljesítményelektronika:

A bejövő tápegységnek 5V körülinek kell lennie. Miután átvezette a hátlapon lévő tápnyíláson, a pozitív vezetéket át kell vezetni a főkapcsolón, hogy a felhasználó képes legyen szabályozni a termék áramellátását. A kapcsoló pozitív csatlakozóját ezután az Arduino V (bemeneti) csatlakozójához, a negatív/GND vezetéket pedig az Arduino GND (bemenet) csatlakozóhoz kell csatlakoztatni.

7. lépés: Ragasztás és rögzítés

Most, hogy az összes házdarabot kivágtuk, össze kell raknunk őket. Az összes darabot az alábbiakban soroljuk fel:

• 2x oldalsó lemezek
• 1x felső sáv
• 1x alsó hely
• 1x felhasználói felület
• 1x hátsó lemez

Ebben a lépésben a következő darabokat fogjuk összeragasztani:

• 1x felső sáv
• 2x oldalsó lemezek

Nagyon fontos, hogy ezek a darabok és ezek a darabok CSAK egymáshoz legyenek ragasztva. Az alsó lemez a fenti képeken látható, de NEM ragasztva az oldalsó lemezekhez. Kizárólag útmutatóként és pozícionálás céljából helyezik el.

Lépések:

1. Rendezze el a darabokat sorrendben, és győződjön meg arról, hogy mindegyiket megfelelően lehet elhelyezni és összeilleszteni. Ha ez nem így van, vagy reszelje le a problémás darabot, amíg nem működik, vagy készítse el újra.

2. Vigyen fel egy kis, de ésszerű réteg PVA ragasztót a legfontosabb érintkezési pontokra. Ebben az esetben ezek a pontok lennének a felső visszatérítési kötés mindkét oldalon.

3. Keverje össze az összes darabot, és használja az alsó lapot, amely segíti az oldalsó lemezek és a felső rúd feltartását.

4. Egy vagy két bilincs segítségével rögzítse a darabot ebben a konfigurációban, amíg a ragasztó megszárad, és az illesztések rögzítve vannak.

8. lépés: Fúrás

Összesen 8 lyukat kell fúrni az Ashwoodba. Minden lyukat 2,5 mm -es fúróval kell fúrni.

Először leszorítottam a házat annak biztosítása érdekében, hogy ne mozduljon el a fúrási folyamat során a minőség -ellenőrzés érdekében. Ezután vonalzóval és ceruzával kijelöltem mind a 8 lyukat, amelyeket hátul és alul kellett fúrni. Középső lyukasztóval és golyóstoll kalapáccsal minden pontot behúztam, hogy vezéreljem a fúrót. Végül kézi fúróval és 2,5 mm -es fúróval fúrtam ki minden lyukat.

Miután a lyukakat átfúrtam az akril hátlapon és a fából készült alsó részen, süllyesztő fúrót használtam, hogy minden furathoz süllyesztőt hozzak létre. Erre szükség volt, mivel önmetsző csavarokat használtam a hátsó és alsó részek házhoz való csatlakoztatásához. Ez azt jelentette, hogy ezekkel a süllyesztett bemélyedésekkel a csavarfej egy síkban van a csavarozott anyag felületével, hogy szép megjelenést és biztonságos külsőt biztosítson.

9. lépés: Csiszolás és befejezés

A szennyeződések csiszolása

Miután a házat összeragasztották, először durva csiszolópapírt használtam, hogy megszabaduljak a felesleges szárított ragasztótól vagy a nyilvánvaló eltérési problémáktól. Aztán a minőségellenőrzésre. Finomabb csiszolópapírra váltottam, és minden felületen átmentem, hogy biztosítsam a sima felületet.

Felület alkalmazása: Bútorviasz

Végül annak érdekében, hogy a kőrisfa szép megjelenést és érzetet biztosítson, úgy döntöttem, hogy viaszolom a felületet. Polírozó kendővel négyszer felvittem a bútorviaszt a fa minden külső felületére, 30 perces szárítással a minőség -ellenőrzés érdekében. Ez volt a minőség -ellenőrzés, amely biztosította, hogy a fa minden centimétere megfelelően legyen bevonva és azonos textúrájú.

10. lépés: Biztonságos elektronika a házhoz

Anyagok

• 12x M4 csavar
• 12x M4 anya
• 12x M4 nylon alátétek

Fentebb a csavarok, anyák és nejlon alátétek segítségével rögzítem a nyomtatott áramköri lapokat a felhasználói felülethez. Nylon alátéteket használtam, mert nem vezetőképesek, ezért nem okoznak rövidzárlatot a PCB-vel való érintkezéskor. Miután a PCB -ket csatlakoztatta, fúróval és csavarhúzóval rögzítettem a hátsó és az alsó lemezeket a végső házhoz. Végezze el ezt az eljárást óvatosan, mivel az elektronika meglehetősen kényes lehet.

Ha bármelyik forrasztási kötés eltörik vagy szétesik, feltétlenül rögzítse ott, majd b4 folytassa. Feltétlenül ellenőrizze az áramkört a házhoz való rögzítés előtt és után, hogy minden működőképes maradjon.

11. lépés: Rakja össze a házat

Ebben az utolsó lépésben vegye fel a felhasználói felületet, és csúsztassa fel az oldalsó lemez hornyaiba a házba. Ezután helyezze az alsó lemezt a ház alá a két oldalsó lemez fugázó kötései közé. Igazítsa a csavarlyukakat, és csavarhúzóval helyezze be mind a 4 csavart (2 mindkét oldalon) a lemez rögzítéséhez.

Az utolsó lépés a hátlap rögzítése a házhoz. Ehhez igazítsa a csavarlyukakat, majd helyezze be a 4 önmetsző facsavart minden helyzetbe.

Végül finom csiszolópapír és bútorviasz segítségével elsimíthatja a hibákat. Ha bármilyen hibát észlel az igazítás során, kérjük, ismételje meg az előző lépéseket. Ha segítségre van szüksége a folyamat során, kérjük, bátran tegye fel kérdéseit az alábbi megjegyzés rovatba.

12. lépés: Kész

Jól sikerült a projekt befejezése! Élvezd!