Täringute generaator: 12 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:47

See juhend on mõeldud minu suurprojektile, mille lõpetasin IGCSE süsteemide ja juhtelementide kursuse raames. See sai hindeks A* ja ma juhendan teid selles juhendamisel, kuidas seda teha. Selle projekti lõpuleviimiseks on vaja korralikku elektroonika tausta ning kogemusi Arduino ja selle IDE -ga.

Taust

Kuna lauamängude populaarsus väheneb ja elektroonika õitseb, võib tunduda raske istuda ja mängida ilma vidinate sekkumiseta. Sel konkreetsel juhul kasutab minu klient, Warhammeri klubi õpetaja pigem füüsilisi täringuid kui oma klubis võrgus olevaid täringuid. Probleem on selles, et tal ei saa olla 100 küljega täringuid, mistõttu peab ta kasutama veebis täringusimulaatorit. Siin avaneb võimalus selle toote jaoks.

Kuigi selle toote turu suurus väheneb, on vajadus selle järele endiselt olemas. Lauamängud on muutumas mineviku tunnuseks, samal ajal kui ilmuvad online- ja elektroonilised mängud. Sel juhul vähendab minu toode lauamängu ajal telefonide või Interneti vajadust, muutes mängijad tegelikust mängust vähem lahti. Süsteemid, mida ta kasutab, on 4511 IC ja Arduino Nano mikrokontroller. See projekt peab kasutama mikrokontrollerit, sest ilma selleta oleks ahel liiga ebaefektiivne.

Funktsioon

Toode võimaldab kasutajal valida seadme vasakul küljel kahe pöördlüliti abil numbri vahemikus 0 kuni 100. See number kuvatakse kasutajale kahe 7 -segmendilise kuva kaudu otse pöördlülitite kohal tagasisidena. Seejärel, kui kasutaja vajutab rullikunuppu, veeretatakse juhuslik number 0 ja valitud numbri vahel ja kuvatakse seadme paremal küljel oleval 7 segmendi kuval.

1. samm: vooluring

Ülaltoodud lihtsustatud vooluahela skeem näitab kõiki vajalikke Arduino sisendeid ja väljundeid, mida kasutada projekti hilisemate sammude jaoks viitena.

Kuidas vooluring töötab?

Esmalt sisestab kasutaja täringute külgede arvu, kasutades kahte pöörlevat lülitit, millest üks juhib kümnendiku ja teine ühekohalist kohta. See number kuvatakse esimese 7 segmendi trükkplaadi tagasiside kaudu, mis teeb kasutajal hõlpsamaks valitud numbri mõistmise.

Kasutaja kümnendsisend teisendatakse pöörleval PCB -l kahendvormingusse ja saadetakse Arduino Nano -le. Seejärel valib nano juhusliku numbri 0 ja valitud arvu vahel. See teave saadetakse seejärel binaarses vormingus teise 7-segmendilisele trükkplaadile, kui vajutate tegemise (rulli) lülitit alla.

Lisasin allpool viitamiseks Arduino koodi, et selle toote toimimisest aru saada.

2. samm: trükkplaadid

Materjalide arve:

• 470 oomi takistid x28
• 10K oomi takistid x22
• CD 4511BE x4
• 7 Segmendi kuva (roheline, CC) x4
• Diood 1N4002 x44
• Pöördlüliti (1P12T) x2
• Kiiklüliti (sisse-välja) x2
• Tõuke tegemine x1
• Arduino Nano x1
• LED roheline x2

Kasutades oma arvutis Autodesk Eagle'i, kujundasin iga trükkplaadi skeemi, nagu ülaltoodud fotol näha. Skemaatilisest disainist lähtudes lasin PCBd (2x 7 segmendi PCB, 1x pöörlev PCB) teha Hiinas ja kohale toimetada.

Gerberi failid leiate siit (Eagle'i failid on lisatud allpool)

Jootekomponendid

Enne jootmist veenduge, et teil oleks hea ventilatsioon ja kaitseprillid. Samuti peate enne plaadi jootmist kindlasti orienteeruma ja asetama kõik komponendid õigesse asendisse. Ole triikrauaga kiire, sest kui hoiad seda liiga kaua tihvti kohal, võib IC põleda. Veenduge, et iga kontaktpunkt on kindlalt joodisega plaadi külge kinnitatud ja et seal pole kuivi vuuke.

Aukude väljalõikamine

Esiteks märkisin igale trükkplaadile augud ja joondasin need, et veenduda, et need on õigesti märgitud. Selleks kasutati prooviruutu, markerit ja joonlauda. Pärast aukude märgistamist kasutasin trükkplaadi paigal hoidmiseks terasklambrit ja puurisin igasse trükkplaadile 4x 2 mm auke, millele järgnesid vajalikud 3 mm augud, et vältida TRFE materjali pragunemist.

See samm on oluline, kuna see võimaldab teil hiljem PCB -sid korpuse külge korralikult kinnitada.

3. etapp: vooluring ja testimine

Ülesanded

• Kontrollige kõiki PCB ühendusi.
• Seadistage kogu vooluring.
• Käivitage kood testimiseks läbi ahela.
• Kui see ei tööta, parandage probleem ja korrake.

Kvaliteedikontroll: Kasutades multimeetri järjepidevuse seadistust, kontrollisin iga rada ja komponenti, et tuvastada ja kõrvaldada kõik lühised, mis võivad ahela funktsiooni mõjutada. Kui leiti lühis, tehti probleemi lahendamiseks järgmised sammud.

1. Tuvastage lühis - veenduge, et lühis on tõepoolest probleem ja see eksisteerib, sest mida rohkem kordi soojust vaskpadjadele rakendatakse, seda tõenäolisem on, et need sulavad, saavad kahjustada või pole elektrit juhtivad.

2. Kuumutage õmblust õrnalt jootejoa abil ja imege vedelikjootet. Korrake seda, kuni kogu joodis on eemaldatud. Kui jootet ei tule maha, kasutage jootetaki, et proovida osa sellest imada.

3. Lõpuks jootke mõlemad vuugid ettevaatlikult ja minimaalse jootmisega, kuid täpselt nii, et vuuk oleks kindel ja juhtiv.

Koodi üleslaadimine:

Koodi Arduino Nano üleslaadimiseks laadige esmalt alla Arduino IDE. Seejärel laadige see Arduino Nano draiver ja see FTDI draiver alla.

Seejärel laadige 1. sammu koodi abil see USB-mikro-USB-kaabli kaudu Arduino Nano üles. Vooluring peaks nüüd toimima. Kui see ei tööta, alustage tõrkeotsingut, kontrollides veel kord kõiki komponente ja ühendusi.

Täiendav LED

Kui vaatate hoolikalt 7 -segmendilist PCB -plaati, märkate, et LED -i jaoks on pesa. See valgusdiood süttib, kui kuvatakse number 100 ja kaks 7 -segmendilist näidikut näitavad kahte 0 -d. Selle töö tegemiseks kasutage kahte NOT väravat ja kahte AND väravat konfiguratsioonis, mis käivitab LED -i, kui need ei sisalda 4511 IC -d.

4. samm: kasutajaliides

Ülesanded

• Kujundage kasutajaliides Adobe illustraatori abil.
• Lõigake kasutajaliides laseriga läbi ja veenduge, et see sobiks vooluringi komponentidega. Graveerige kasutajaliidesele Warhammeri kotka kujundus.
• Pihustusvärv disain halliks/hõbedaseks.

Materjal: must akrüül

Kasutades Adobe Illustratorit, kujundasin kasutajaliidese vastavalt ülaltoodud pildil loetletud mõõtudele (klõpsake, et näha rohkem pilte). Seejärel eksportisin selle disainifaili laserlõikurile ja lõikasin akrüülitüki välja.

Seejärel, jättes plastlehe akrüülile, värvisin pihustiga graveeritud akrüülosad hõbedase/halli värviga. Seda tehti mitu korda (4 korda 10-minutiliste intervallidega), et tagada julge ja selge pilt. Pärast seda, kui olin kõik kuivanud, koorisin plastkihi maha ja veendusin, et seal ei esine ebakorrapärasusi.

Samm: külgplaadid

Ülesanded

• Tuhapuidu kollektsioon.
• Lõikamisel tõmmake puidutükile kõik lõikejooned välja. Lõika korpuse jaoks välja nii vasak kui ka parem külg.

Materjalid

1. Tuhapuit 135 mm (laius) x 300 mm (l) x 10 mm (d)

Selle projekti järgmine samm ja võib -olla korpuse kõige keerulisem osa on külgplaadid. Esiteks, kasutades ülaltoodud mõõtmisi, märkige mõlemad külgmised osad 10 mm paksusele tuhapuitükile. Lintsae abil lõigake tükkide üldine kuju välja.

Seejärel lõigake ruuteri (marsruutimismasina) abil välja ülaltoodud diagrammidel näidatud sooned. Seal on kaks 10 mm laiust x 5 mm paksust soont. ja üks 3 mm (lai) x 150 mm (pikk) x 5 mm (sügav) soon 50 kraadise nurga all.

Viimistlus

Pindade joondamise või teravate servade väikeste vigade parandamiseks kasutage nende osade läbimiseks peenet liivapaberit, et neid tasandada, andes neile ilusa esteetilise välimuse. Professionaalsus on võtmetähtsusega.

6. samm: ülemised, alumised ja tagumised plaadid

Ülesanded

• Lõika ülemine riba välja.
• Lõika alumine plaat välja.
• Lõika tagaplaat pärast laserlõikuri Adobe illustraatori faili loomist laseriga.

Ülemine plaat (materjal: tuhk)

Ülemine plaat on keeruline toota, kuna see sisaldab ühel küljel 50 -kraadist nurka. Selle tüki väljalõikamiseks märkige kõigepealt ploki üldine kuju, kasutades ülaltoodud mõõtmeid ja proovige ruutu. Seejärel looge nurk, määrates lintsae platvormi kaldenurga 50 kraadi. Sealt edasi lõigake mööda ristküliku ühte külge, et tekitada kaldus nägu.

Lisaks tasandage platvorm, et lintsaega lõigata ristkülikukujulise ülaosa kolm ülejäänud külge.

Alumine plaat (materjal: tuhk)

Alumist plaati on lintsae abil lihtne välja lõigata, kuna see on ristkülikukujuline Ashwoodi plokk mõõtmetega 220 mm x 145 mm x 10 mm.

Tagumine plaat (materjal: akrüül)

Adobe illustraatori abil kujundasin tagaplaadi (135 mm x 230 mm) koos toitekaabli pesa ja sisse-välja lüliti ning kruvide avadega, nagu ülaltoodud diagrammidel näha. Seejärel eksportisin selle faili laserlõikurisse ja lasin selle lõigata.

Märkige pliiatsi ja joonlaua abil 4 auku (2 mõlemal küljel) kruvide aukude jaoks (läbimõõt sõltub kasutatavast kruvist). Kasutage kesktantsu ja vasarat kasutades mõlemale augule mõlki ja lõpuks kasutage kõigi nelja augu puurimiseks käsipuuriga sobivat puurit.

Järgmisena järgisin samu samme akrüülile värvimisel tähtedega pihustamisel nagu 4. etapis. Lõpuks läksin süvistuspuurit kasutades üle kõik kruviaugud, et kruvipead oleksid akrüülpinnaga samal tasemel. kokku pandud.

Toiteelektroonika:

Sissetulev toiteallikas peab olema umbes 5 V. Kui see on läbi viidud läbi tagaplaadi toiteaugu, tuleb positiivne juhe juhtida läbi toitelüliti, et kasutaja saaks toote toite juhtida. Seejärel tuleb lüliti positiivne klemm ühendada Arduino V (sisend) tihvtiga ja negatiivne/GND juhe Arduino GND (sisend) tihvtiga.

7. samm: liimimine ja kinnitamine

Nüüd, kui kõik korpuse tükid on välja lõigatud, peame need kokku panema. Kõik osad on loetletud allpool:

• 2x külgmised plaadid
• 1x ülemine riba
• 1x alumine koht
• 1x kasutajaliides
• 1x tagumine plaat

Selles etapis liimime tükid kokku:

• 1x ülemine riba
• 2x külgmised plaadid

On väga oluline, et need tükid ja need tükid oleksid AINULT üksteise külge liimitud. Alumine plaat on näidatud ülaltoodud piltidel, kuid EI OLE külgplaatide külge liimitud. See on paigutatud ainult juhiseks ja positsioneerimiseks.

Sammud:

1. Asetage tükid järjekorda ja veenduge, et neid kõiki oleks võimalik õigesti paigutada ja kokku panna. Kui see nii ei ole, viilige probleemne tükk alla, kuni see töötab, või tehke see uuesti.

2. Kandke peamistele kontaktpunktidele väike, kuid mõistlik kiht PVA -liimi. Sel juhul oleksid need punktid mõlema külje ülemine tagasimakseühendus.

3. Ühendage kõik tükid kokku, kasutades alumist plaati juhendina, mis aitab külgplaate ja ülemist riba üles hoida.

4. Kinnitage tükk sellises konfiguratsioonis ühe või kahe klambriga, kuni liim on kuivanud ja vuugid on kõik kindlalt kinnitatud.

8. samm: puurimine

Kokku on Ashwoodi sisse puuritud 8 auku. Kõik augud tuleb puurida 2,5 mm puuriga.

Kõigepealt kinnitasin korpuse, et tagada, et see ei liiguks puurimise ajal kvaliteedi kontrollimiseks. Seejärel märkisin joonlaua ja pliiatsiga ära kõik 8 auku, mis tuli tagant ja alt puurida. Kasutades tsentrifuugi ja pastapliiatsi haamrit, tegin igale punktile puurvarda juhtimiseks taande. Lõpuks puurisin käsipuuri ja 2,5 mm puuri abil iga augu välja.

Pärast aukude puurimist läbi akrüülist seljaosa ja puidust põhjaosa kasutasin süvistuspuurit, et luua iga augu jaoks süvend. See oli vajalik, kuna kasutasin isekeermestavaid kruvisid tagumise ja alumise osa ühendamiseks korpusega. See tähendas, et nende süvistatud süvendite korral oleks kruvipea sama materjali pinnaga, millesse see kruviti, et anda sellele kena välimus ja turvaline välisilme.

9. samm: lihvimine ja viimistlemine

Lisandite lihvimine

Pärast korpuse liimimist kasutasin esmalt karedat liivapaberit, et vabaneda liigsest kuivliimist või ilmsetest kõrvalekaldumistest. Siis kvaliteedikontrolliks. Vahetasin peenema liivapaberi vastu ja käisin iga pinna üle, et tagada sujuv viimistlus.

Viimistluse pealekandmine: Mööblivaha

Lõpuks, et anda tuhapuidule kena viimistlus ja tunne, otsustasin pinna vahatada. Kasutades poleerimislappi, kandsin mööblivaha puidu igale välispinnale 4 korda üle ja 30 -minutiliste kuivatamiste vahel, et kvaliteedikontrolli teha. See oli kvaliteedikontroll, mis tagas, et iga tolli puit oleks korralikult kaetud ja sama tekstuuriga.

Samm: turvake elektroonika korpuse külge

Materjalid

• 12x M4 poldid
• 12x M4 mutrid
• 12x M4 nailonist seibid

Eespool kinnitan PCB -d kasutajaliidese külge, kasutades polte, mutreid ja nailonist seibi. Ma kasutasin nailonist seibisid, kuna need ei ole elektrit juhtivad ja seetõttu ei tekita nad minu PCB-ga kokkupuutel lühiseid. Pärast trükkplaatide ühendamist kasutasin puuri ja kruvikeerajaga, et kinnitada selja- ja põhjaplaadid lõpliku korpuse külge. Tehke seda protsessi ettevaatlikult, kuna elektroonika võib olla üsna delikaatne.

Kui mõni jootekoht puruneb või laguneb, tuleb see kindlasti sinna kinnitada ja seejärel b4 jätkata. Kontrollige kindlasti vooluringi enne ja pärast korpuse külge kinnitamist, et kõik oleks töökorras.

Samm: pange korpus kokku

Selles viimases etapis võtke kasutajaliides ja libistage see külgplaadi soontest korpusesse üles. Seejärel asetage alumine plaat korpuse alla kahe külgplaadi rullühenduste vahele. Joondage kruviaugud ja kruvikeerajaga sisestage kõik 4 kruvi (2 mõlemal küljel), et plaat oma kohale kinnitada.

Viimane samm on tagaplaadi kinnitamine korpuse külge. Tehke seda, joondades kruviaugud ja seejärel sisestage 4 isekeermestavat puidukruvi igasse asendisse, veendumaks, et see on tihedalt ja ühtlaselt kinni.

Lõpuks saate kõik vead siluda peenete liivapaberite ja mööblivaha abil. Kui joondamisel on vigu, vaadake eelmised sammud uuesti. Kui vajate selle protsessi ajal abi, postitage oma küsimused allpool olevasse kommentaaride sektsiooni.

12. samm: olete valmis

Hästi tehtud projekti lõpetamisel! Nautige!