Máy tạo xúc xắc: 12 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:32

Tài liệu hướng dẫn này dành cho Dự án lớn của tôi mà tôi đã hoàn thành trong khuôn khổ Khóa học Điều khiển và Hệ thống IGCSE của mình. Nó nhận được điểm A * và tôi sẽ hướng dẫn bạn cách thực hiện nó trong tài liệu hướng dẫn này. Cần có kiến thức nền tảng tốt về điện tử cũng như kinh nghiệm với Arduino và IDE đó là bắt buộc để hoàn thành dự án này.

Tiểu sử

Với việc trò chơi hội đồng ngày càng phổ biến và thiết bị điện tử bùng nổ, có vẻ như khó có thể ngồi xuống và chơi mà không có sự can thiệp của các thiết bị. Trong trường hợp cụ thể này, khách hàng của tôi, một giáo viên của câu lạc bộ Warhammer thà sử dụng xúc xắc vật lý hơn là một trò chơi trực tuyến trong câu lạc bộ của anh ấy. Vấn đề là, anh ta không thể có xúc xắc có 100 mặt, đó là lý do tại sao anh ta phải sử dụng trình mô phỏng xúc xắc trực tuyến. Đây là lúc cơ hội cho sản phẩm này tăng lên.

Trong khi quy mô thị trường mà sản phẩm này hướng đến đang giảm, nhu cầu về nó vẫn tồn tại. Trò chơi hội đồng đang trở thành một đặc điểm của quá khứ trong khi các trò chơi trực tuyến và điện tử xuất hiện. Trong trường hợp cụ thể này, sản phẩm của tôi làm giảm nhu cầu sử dụng điện thoại hoặc Internet trong khi chơi trò chơi trên bàn, khiến người chơi ít cảm thấy bị ngắt kết nối với trò chơi thực tế hơn. Các hệ thống mà nó sẽ sử dụng là IC 4511 và vi điều khiển Arduino Nano. Dự án này sẽ phải sử dụng vi điều khiển vì nếu không có vi điều khiển, mạch sẽ quá kém hiệu quả.

Hàm số

Sản phẩm cho phép người dùng chọn một số từ 0 đến 100 bằng hai công tắc xoay ở phía bên trái của thiết bị. Con số này được hiển thị cho người dùng thông qua hai màn hình 7 phân đoạn ngay phía trên các công tắc xoay dưới dạng phản hồi. Sau đó, khi người dùng nhấn nút cuộn, một số ngẫu nhiên giữa 0 và số đã chọn sẽ được cuộn và hiển thị trên màn hình 7 phân đoạn ở phía bên phải của thiết bị.

Bước 1: Mạch

Sơ đồ mạch đơn giản ở trên cho thấy từng đầu vào và đầu ra Arduino cần thiết được sử dụng làm tài liệu tham khảo cho các bước sau của dự án.

Mạch hoạt động như thế nào?

Trước tiên, người dùng nhập số mặt mà họ muốn xúc xắc của họ có bằng cách sử dụng hai công tắc xoay trong đó một công tắc điều khiển vị trí chữ số 10 và công tắc kia điều khiển vị trí chữ số 1s. Con số này được hiển thị thông qua phản hồi trên PCB 7 đoạn đầu tiên, giúp người dùng dễ dàng hiểu số mà họ đã chọn.

Đầu vào thập phân của người dùng được chuyển đổi thành định dạng nhị phân trên Rotary PCB và được gửi đến Arduino Nano. Sau đó nano sẽ chọn một số ngẫu nhiên giữa 0 và số đã chọn. Thông tin này sau đó sẽ được gửi ở định dạng nhị phân đến PCB 7 Phân đoạn thứ 2 khi công tắc Đẩy để Thực hiện (Cuộn) được nhấn xuống.

Tôi đã đính kèm mã Arduino để tham khảo bên dưới để giúp hiểu rõ hơn về cách sản phẩm này hoạt động dễ dàng hơn.

Bước 2: Bảng mạch in

Hóa đơn nguyên vật liệu:

• Điện trở 470 Ohm x28
• Điện trở 10K Ohm x22
• CD 4511BE x4
• Hiển thị 7 phân đoạn (Xanh lục, CC) x4
• Diode 1N4002 x44
• Công tắc quay (1P12T) x2
• Công tắc Rocker (Bật-Tắt) x2
• Đẩy để thực hiện x1
• Arduino Nano x1
• LED xanh lá cây x2

Sử dụng Autodesk Eagle trên máy tính của mình, tôi đã thiết kế sơ đồ của từng PCB như trong hình trên. Từ thiết kế sơ đồ, tôi đã có PCB (2x 7 phân đoạn PCB, 1x PCB quay) được sản xuất tại Trung Quốc và được vận chuyển.

Tệp Gerber có thể được tìm thấy tại đây (tệp Eagle được đính kèm bên dưới)

Các thành phần hàn

Trước khi hàn, hãy đảm bảo có hệ thống thông gió tốt và kính an toàn. Bạn cũng cần đảm bảo định hướng và đặt tất cả các thành phần vào đúng vị trí của chúng trước khi hàn chúng vào bo mạch. Hãy nhanh tay với bàn ủi vì giữ nó trên chốt quá lâu có thể làm cháy IC. Đảm bảo rằng mỗi điểm tiếp xúc được gắn chặt vào bảng bằng vật liệu hàn và không có bất kỳ mối nối nào bị khô.

Cắt lỗ

Đầu tiên, tôi đánh dấu các lỗ trên mỗi PCB và căn chỉnh chúng để đảm bảo chúng được đánh dấu chính xác. Điều này được thực hiện bằng cách sử dụng thử hình vuông, điểm đánh dấu và thước kẻ. Sau khi đánh dấu các lỗ, tôi sử dụng một kẹp thép để giữ PCB tại chỗ và khoan các lỗ 4x 2mm trên mỗi bảng PCB, tiếp theo là các lỗ 3 mm cần thiết để ngăn chặn sự nứt vỡ của vật liệu TRFE.

Bước này rất quan trọng vì nó sẽ cho phép bạn giữ chặt PCB vào nhà sau này.

Bước 3: Mạch + Kiểm tra

Nhiệm vụ

• Kiểm tra tất cả các kết nối PCB.
• Thiết lập toàn bộ mạch.
• Chạy mã qua mạch để thử nghiệm.
• Nếu nó không hoạt động, hãy khắc phục sự cố và lặp lại.

Kiểm soát chất lượng: Sử dụng cài đặt liên tục trên đồng hồ vạn năng, tôi đã kiểm tra từng rãnh và thành phần để phát hiện và loại bỏ bất kỳ lỗi ngắn nào có thể ảnh hưởng đến chức năng của mạch. Nếu tìm thấy lỗi ngắn, các bước sau được thực hiện để giải quyết sự cố.

1. Xác định đoạn ngắn - đảm bảo rằng đoạn ngắn thực sự là một vấn đề và tồn tại vì càng nhiều lần tác dụng nhiệt lên miếng đồng, chúng càng có nhiều khả năng bị nóng chảy, bị hỏng hoặc không dẫn điện.

2. Sử dụng một miếng mút hàn, làm nóng nhẹ mối nối và hút chất lỏng hàn lên. Lặp lại cho đến khi loại bỏ hết chất hàn. Nếu chất hàn không chảy ra, hãy sử dụng bấc hàn để thử và hấp thụ một phần.

3. Cuối cùng, hàn lại cả hai mối nối một cách cẩn thận và với lượng hàn tối thiểu nhưng vừa đủ để mối nối được chắc chắn và dẫn điện.

Tải lên mã:

Để tải mã lên Arduino Nano, trước tiên, hãy tải xuống Arduino IDE. Tiếp theo, tải xuống Trình điều khiển Arduino Nano và trình điều khiển FTDI này.

Sau đó, sử dụng mã từ Bước 1, tải nó lên qua cáp USB sang Micro-USB tới Arduino Nano. Mạch bây giờ sẽ hoạt động. Nếu nó không hoạt động, hãy bắt đầu khắc phục sự cố bằng cách kiểm tra kỹ tất cả các thành phần và kết nối.

Đèn LED bổ sung

Nếu bạn nhìn kỹ bảng mạch PCB 7 đoạn, bạn sẽ nhận thấy rằng có một khe cho đèn LED. Đèn LED này sẽ sáng khi số 100 được hiển thị và hai màn hình 7 đoạn sẽ hiển thị hai số 0. Để thực hiện điều này, hãy sử dụng hai cổng NOT và hai cổng AND trong một cấu hình sẽ kích hoạt đèn LED khi chúng không có đầu vào IC 4511.

Bước 4: Giao diện người dùng

Nhiệm vụ

• Thiết kế giao diện người dùng bằng Adobe illustrator.
• Cắt laser giao diện người dùng và đảm bảo nó phù hợp với các thành phần mạch. Khắc thiết kế đại bàng Warhammer lên giao diện người dùng.
• Phun sơn thiết kế màu xám / bạc.

Chất liệu: Acrylic đen

Sử dụng Adobe Illustrator, tôi đã thiết kế Giao diện Người dùng phù hợp với các kích thước được liệt kê trong hình trên (nhấp vào xem thêm hình ảnh). Sau đó, tôi xuất tệp thiết kế này sang máy cắt laser và cắt ra miếng acrylic.

Sau đó, để tấm nhựa trên acrylic, tôi phun sơn các phần đã khắc của acrylic với màu bạc / xám. Điều này được thực hiện nhiều lần (4 lần với khoảng thời gian 10 phút) để đảm bảo hình ảnh đậm và rõ ràng. Sau khi để tất cả khô, tôi bóc lớp nhựa và đảm bảo không có bất kỳ điểm bất thường nào.

Bước 5: Tấm bên

Nhiệm vụ

• Bộ Sưu Tập Gỗ Tần Bì.
• Vẽ ra tất cả các đường cắt trên miếng gỗ để có hướng dẫn khi cắt. Cắt cả bên trái và bên phải của nhà ở.

Vật liệu

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

Bước tiếp theo của dự án này, và có lẽ là phần phức tạp nhất của nhà ở, là các tấm bên. Đầu tiên, sử dụng các phép đo đã cho ở trên, đánh dấu cả hai mặt bên trên một miếng Gỗ tần bì dày 10mm. Sử dụng một chiếc cưa vòng, cắt ra hình dạng chung của các mảnh.

Tiếp theo, sử dụng bộ định tuyến (máy định tuyến), cắt các rãnh được hiển thị trong sơ đồ trên. Có hai rãnh rộng 10mm x dày 5mm. và rãnh one3mm (rộng) x 150mm (dài) x 5mm (sâu) ở góc 50 độ.

Kết thúc

Để sửa bất kỳ lỗi nhỏ nào trong việc căn chỉnh bề mặt hoặc các cạnh sắc, hãy sử dụng giấy nhám mịn để lướt qua các phần đó để làm phẳng chúng tạo cho chúng vẻ đẹp thẩm mỹ. Chuyên nghiệp là chìa khóa.

Bước 6: Tấm trên, tấm dưới và tấm sau

Nhiệm vụ

• Cắt thanh trên cùng.
• Cắt ra tấm dưới cùng.
• Cắt la-de tấm nền sau khi tạo tệp adobe illustrator cho máy cắt la-de.

Tấm trên cùng (Chất liệu: Tro)

Tấm trên cùng là một phần khó sản xuất vì nó bao gồm một góc 50 độ trên một mặt. Để cắt mảnh này ra, trước tiên hãy đánh dấu hình dạng chung của khối bằng cách sử dụng các kích thước đã cho ở trên và một hình vuông thử. Tiếp theo, tạo góc bằng cách đặt góc bờ của bệ cưa vòng là 50 độ. Từ đó, cắt dọc theo một cạnh của hình chữ nhật để tạo ra mặt nghiêng.

Hơn nữa, hãy san bằng nền để sử dụng cưa vòng để cắt ba cạnh còn lại của mảnh hình chữ nhật trên cùng.

Tấm đáy (Chất liệu: Ash)

Tấm dưới cùng có thể dễ dàng cắt ra bằng cưa vòng vì nó là một khối gỗ tần bì hình chữ nhật với kích thước 220mm x 145mm x 10mm.

Tấm lưng (Chất liệu: Acrylic)

Sử dụng adobe illustrator, tôi đã thiết kế tấm nền (135mm x 230mm) cùng với một khe cắm cho cáp Nguồn vào và công tắc Bật-Tắt cùng với các lỗ cho các vít như được thấy trong sơ đồ ở trên. Sau đó, tôi xuất tệp này sang máy cắt laser và đã cắt nó.

Sử dụng bút chì và thước kẻ, đánh dấu 4 lỗ (mỗi bên 2 lỗ) cho các lỗ cho vít (đường kính tùy thuộc vào vít bạn sử dụng). Sử dụng một cái đục lỗ ở giữa và một cái vồ, tạo một vết lõm trên mỗi lỗ này và cuối cùng, sử dụng mũi khoan thích hợp với máy khoan cầm tay để khoan cả 4 lỗ.

Tiếp theo, tôi làm theo các bước tương tự để phun sơn chữ lên acrylic như trong bước 4. Cuối cùng, sử dụng một mũi khoan gắn chìm, tôi đi qua từng lỗ vít để đảm bảo rằng các đầu vít sẽ bằng phẳng với bề mặt acrylic khi đã lắp ráp.

Năng lượng điện:

Nguồn điện đầu vào phải khoảng 5V. Sau khi được chuyển qua lỗ nguồn trên tấm nền, dây dương phải được chuyển qua công tắc nguồn để người dùng có thể kiểm soát nguồn điện vào sản phẩm. Đầu cực dương từ công tắc sau đó phải được kết nối với chân V (in) trên Arduino và dây âm / GND phải được kết nối với chân Arduino GND (in).

Bước 7: Dán và kẹp

Bây giờ tất cả các mảnh nhà đã được cắt ra, chúng ta cần phải ghép chúng lại với nhau. Tất cả các phần được liệt kê dưới đây:

• 2 tấm bên
• 1x Thanh trên cùng
• 1x Vị trí Dưới cùng
• Giao diện người dùng 1x
• 1x tấm sau

Trong bước này, các mảnh chúng ta sẽ dán lại với nhau là:

• 1x Thanh trên cùng
• 2 tấm bên

Điều rất quan trọng là những mảnh này và những mảnh này CHỈ được dán vào nhau. Tấm dưới cùng được hiển thị trong các hình ảnh trên nhưng KHÔNG được dán vào các tấm bên. Nó chỉ được đặt ở đó như một hướng dẫn và để định vị.

Các bước:

1. Sắp xếp các mảnh theo thứ tự và đảm bảo rằng tất cả chúng có thể được đặt và lắp với nhau đúng cách. Nếu không đúng như vậy, hãy ghi lại phần có vấn đề cho đến khi nó hoạt động hoặc làm lại nó.

2. Phủ một lớp keo PVA nhỏ nhưng hợp lý lên các điểm tiếp xúc chính. Trong trường hợp này, những điểm này sẽ là điểm giảm giá hàng đầu cho cả hai bên.

3. Kết hợp tất cả các mảnh với nhau bằng cách sử dụng tấm dưới cùng làm thanh dẫn để giúp giữ các tấm bên và thanh trên cùng.

4. Sử dụng một hoặc hai kẹp để cố định phần trong cấu hình này cho đến khi keo khô và tất cả các mối nối đã chắc chắn.

Bước 8: Khoan

Tổng cộng, có 8 lỗ phải được khoan vào Gỗ tần bì. Tất cả các lỗ phải được khoan bằng mũi khoan 2,5mm.

Đầu tiên, tôi kẹp vỏ để đảm bảo rằng nó không di chuyển trong quá trình khoan để kiểm tra chất lượng. Sau đó, sử dụng thước kẻ và bút chì, tôi đánh dấu tất cả 8 lỗ cần khoan ở phía sau và ở phía dưới. Sử dụng một cái đục lỗ ở giữa và một cái búa bút bi, tôi thụt vào từng điểm để hướng mũi khoan. Cuối cùng, dùng máy khoan cầm tay và mũi khoan 2,5mm, tôi khoan từng lỗ.

Sau khi khoan các lỗ qua miếng acrylic phía sau và miếng gỗ phía dưới, tôi sử dụng một mũi khoan của miếng ghép đế để tạo ra một miếng liên kết với nhau cho mỗi lỗ. Điều này là cần thiết vì tôi đang sử dụng các vít tự khai thác để nối các miếng sau và đáy vào vỏ. Điều này có nghĩa là với các vết lõm của mặt đế này, đầu vít sẽ phẳng với bề mặt của vật liệu mà nó được vặn để tạo cho nó một cái nhìn đẹp và bên ngoài an toàn.

Bước 9: Chà nhám và hoàn thiện

Chà nhám tạp chất

Sau khi lớp vỏ được dán lại với nhau, lần đầu tiên tôi sử dụng giấy nhám thô để loại bỏ mọi vết bẩn thừa hoặc các vấn đề lệch lạc rõ ràng. Sau đó, để kiểm soát chất lượng. Tôi chuyển sang dùng giấy nhám mịn hơn và xem xét mọi bề mặt để đảm bảo bề mặt hoàn thiện mịn.

Áp dụng một lớp hoàn thiện: Sáp nội thất

Cuối cùng, để tạo cho gỗ tần bì một lớp hoàn thiện và cảm giác đẹp, tôi quyết định quét sáp lên bề mặt. Sử dụng một miếng vải đánh bóng, tôi bôi sáp đồ nội thất lên mọi bề mặt bên ngoài của gỗ trong 4 lần với các lần sấy khô 30 phút ở giữa để kiểm tra chất lượng. Điều này là để kiểm soát chất lượng đảm bảo rằng mỗi inch của gỗ được phủ một cách thích hợp và có cùng một kết cấu.

Bước 10: Bảo vệ đồ điện tử trong nhà

Vật liệu

• 12x bu lông M4
• 12x M4 Nuts
• Vòng đệm 12x M4 Nylon

Ở trên, tôi gắn PCB vào giao diện người dùng bằng cách sử dụng bu lông, đai ốc và vòng đệm nylon. Tôi đã sử dụng vòng đệm Nylon vì chúng không dẫn điện và do đó sẽ không tạo ra bất kỳ lỗi ngắn nào khi tiếp xúc với PCB của tôi. Sau khi các PCB được kết nối, tôi sử dụng một máy khoan và một tuốc nơ vít để gắn các tấm mặt sau và đáy của tôi vào vỏ cuối cùng. Thực hiện quá trình này một cách cẩn thận vì các thiết bị điện tử có thể có xu hướng khá mỏng manh.

Nếu bất kỳ mối hàn nào bị vỡ hoặc tách rời, bạn bắt buộc phải sửa nó ở đó và sau đó tiếp tục b4. Đảm bảo kiểm tra mạch điện trước và sau khi gắn chặt vào vỏ để đảm bảo mọi thứ vẫn hoạt động bình thường.

Bước 11: Đặt nhà ở lại với nhau

Trong bước cuối cùng này, sử dụng giao diện người dùng và trượt nó lên các rãnh của tấm bên vào vỏ. Tiếp theo, đặt tấm dưới cùng bên dưới vỏ giữa các khớp giảm giá của hai tấm bên. Căn chỉnh các lỗ vít và sử dụng tuốc nơ vít, lắp tất cả 4 vít (2 vít ở mỗi bên) để cố định tấm vào vị trí.

Bước cuối cùng là gắn backplate vào vỏ. Làm điều này bằng cách căn chỉnh các lỗ vít và sau đó lắp 4 vít gỗ tự khai thác vào từng vị trí, kiểm tra để đảm bảo rằng nó là một khớp chặt chẽ và phẳng.

Cuối cùng, bạn có thể làm phẳng bất kỳ lỗi nào bằng cách sử dụng giấy nhám mịn và sáp đồ nội thất. Nếu có bất kỳ lỗi nào với căn chỉnh, vui lòng xem lại các bước trước đó. Nếu bạn cần bất kỳ trợ giúp nào trong quá trình này, vui lòng gửi câu hỏi của bạn trong phần bình luận bên dưới.

Bước 12: Bạn đã hoàn tất

Thực hiện tốt việc hoàn thành dự án! Thưởng thức!