Generator Dadu: 12 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:55

Instruksi ini untuk Proyek Utama saya yang saya selesaikan sebagai bagian dari Kursus Sistem dan Kontrol IGCSE saya. Ini menerima nilai A* dan saya akan memandu Anda melalui cara membuatnya dalam instruksi ini. Latar belakang yang layak dalam elektronik serta pengalaman dengan Arduino dan IDE-nya diperlukan untuk menyelesaikan proyek ini.

Latar belakang

Dengan menurunnya popularitas permainan papan dan booming elektronik, mungkin tampak sulit untuk duduk dan bermain tanpa gangguan gadget. Dalam kasus khusus ini, klien saya, seorang guru klub Warhammer lebih suka menggunakan dadu fisik daripada dadu online di klubnya. Masalahnya adalah, dia tidak dapat memiliki dadu dengan 100 sisi, itulah sebabnya dia harus menggunakan simulator dadu online. Di sinilah peluang untuk produk ini meningkat.

Sementara ukuran pasar yang dituju produk ini menurun, kebutuhan akan produk ini tetap ada. Permainan papan menjadi fitur dari masa lalu sementara permainan online dan elektronik muncul. Dalam contoh khusus ini, produk saya mengurangi kebutuhan akan ponsel atau internet selama permainan papan membuat para pemain merasa kurang terputus dari permainan yang sebenarnya. Sistem yang akan digunakan adalah IC 4511 dan mikrokontroler Arduino Nano. Proyek ini harus menggunakan mikrokontroler karena, tanpa mikrokontroler, rangkaian akan terlalu tidak efisien.

Fungsi

Produk ini memungkinkan pengguna untuk memilih angka antara 0 dan 100 menggunakan dua sakelar putar di sisi kiri perangkat. Nomor ini ditampilkan kepada pengguna melalui dua tampilan 7 segmen langsung di atas sakelar putar sebagai umpan balik. Kemudian, saat pengguna menekan tombol gulung, nomor acak antara 0 dan nomor yang dipilih akan digulung dan ditampilkan pada tampilan 7 segmen di sisi kanan perangkat.

Langkah 1: Sirkuit

Diagram rangkaian yang disederhanakan di atas menunjukkan setiap input dan output Arduino yang diperlukan untuk digunakan sebagai referensi untuk langkah selanjutnya dalam proyek.

Bagaimana cara kerja sirkuit?

Pengguna pertama-tama memasukkan jumlah sisi dadu yang mereka inginkan dengan memanfaatkan dua sakelar putar yang satu mengontrol tempat angka 10 dan yang lain mengontrol tempat angka 1. Angka ini ditampilkan melalui umpan balik pada PCB 7 segmen pertama sehingga memudahkan pengguna untuk memahami nomor yang telah mereka pilih.

Input desimal pengguna diubah menjadi format biner pada Rotary PCB dan dikirim ke Arduino Nano. Nano kemudian akan memilih nomor acak antara 0 dan nomor yang dipilih. Informasi ini kemudian akan dikirim dalam format biner ke 2nd 7 Segment PCB ketika tombol Push-To-Make (Roll) ditekan.

Saya telah melampirkan kode Arduino untuk referensi di bawah ini untuk memudahkan pemahaman tentang cara kerja produk ini.

Langkah 2: Papan Sirkuit Cetak

Bill of material:

• 470 Ohm Resistor x28
• Resistor 10K Ohm x22
• CD 4511BE x4
• Tampilan 7 Segmen (Hijau, CC) x4
• Dioda 1N4002 x44
• Saklar Putar (1P12T) x2
• Saklar Rocker (Hidup-Mati) x2
• Dorong Untuk Membuat x1
• Arduino Nano x1
• LED Hijau x2

Menggunakan Autodesk Eagle di komputer saya, saya merancang skema setiap PCB seperti yang terlihat pada foto di atas. Dari desain skema, saya memiliki PCB (2x 7 Segment PCB, 1x Rotary PCB) buatan China dan dikirim.

File Gerber dapat ditemukan di sini (File Eagle terlampir di bawah)

Komponen Solder

Sebelum menyolder, pastikan memiliki ventilasi yang baik dan kacamata pengaman. Anda juga perlu memastikan untuk mengarahkan dan menempatkan semua komponen pada posisi yang benar sebelum menyoldernya ke papan. Cepat dengan setrika karena menahannya terlalu lama dapat menyebabkan IC terbakar. Pastikan setiap titik kontak terpasang dengan aman ke papan dengan solder dan tidak ada sambungan yang kering.

Memotong Lubang

Pertama, saya menandai lubang pada setiap PCB dan menyelaraskannya untuk memastikan mereka ditandai dengan benar. Ini dilakukan dengan menggunakan kotak percobaan, spidol, dan penggaris. Setelah menandai lubang, saya menggunakan penjepit baja untuk menahan PCB di tempatnya dan mengebor lubang 4x 2mm di setiap papan PCB, diikuti dengan lubang 3 mm yang diperlukan untuk mencegah retaknya bahan TRFE.

Langkah ini penting karena akan memungkinkan Anda untuk mengamankan PCB dengan benar ke rumah nanti.

Langkah 3: Sirkuit + Pengujian

Tugas

• Periksa semua koneksi PCB.
• Mengatur seluruh sirkuit.
• Jalankan kode melalui sirkuit untuk pengujian.
• Jika tidak berhasil, perbaiki masalahnya dan ulangi.

Kontrol Kualitas: Dengan menggunakan pengaturan kontinuitas pada multimeter, saya memeriksa setiap trek dan komponen untuk mendeteksi dan menghilangkan korsleting yang dapat memengaruhi fungsi sirkuit. Jika ditemukan kekurangan, langkah-langkah berikut diambil untuk menyelesaikan masalah.

1. Identifikasi short - pastikan bahwa short memang menjadi masalah dan memang ada karena semakin sering panas diterapkan pada bantalan tembaga, semakin besar kemungkinan mereka meleleh, menjadi rusak atau non-konduktif.

2. Dengan menggunakan pengisap solder, panaskan sambungan dengan lembut dan hisap solder cair. Ulangi sampai semua solder dilepas. Jika solder tidak lepas, gunakan sumbu solder untuk mencoba menyerap sebagian.

3. Terakhir, solder ulang kedua sambungan dengan hati-hati dan dengan sedikit solder tetapi cukup agar sambungan aman dan konduktif.

Mengunggah Kode:

Untuk mengunggah kode ke Arduino Nano, pertama-tama, unduh Arduino IDE. Selanjutnya, unduh Driver Arduino Nano ini dan driver FTDI ini.

Kemudian dengan menggunakan kode dari Langkah 1, unggah melalui kabel USB ke Micro-USB ke Arduino Nano. Sirkuit sekarang harus beroperasi. Jika tidak berhasil, mulailah pemecahan masalah dengan memeriksa ulang semua komponen dan koneksi.

LED tambahan

Jika Anda melihat papan PCB 7 segmen dengan hati-hati, Anda akan melihat bahwa ada slot untuk LED. LED ini ada untuk menyala ketika angka 100 ditampilkan dan dua tampilan 7 segmen akan menunjukkan dua 0s. Untuk membuatnya bekerja, gunakan dua gerbang NOT dan dua gerbang AND dalam konfigurasi yang akan memicu LED ketika tidak ada input ke IC 4511.

Langkah 4: Antarmuka Pengguna

tugas

• Desain UI menggunakan Adobe illustrator.
• Potong laser UI dan pastikan cocok dengan komponen sirkuit. Mengukir desain elang Warhammer ke UI.
• Semprotkan cat desain abu-abu/perak.

Bahan: Akrilik Hitam

Menggunakan Adobe Illustrator, saya mendesain User Interface sesuai dengan dimensi yang tertera pada gambar di atas (klik see more images). Saya kemudian mengekspor file desain ini ke pemotong laser dan memotong bagian akrilik.

Kemudian, meninggalkan lembaran plastik di atas akrilik, saya menyemprot bagian yang terukir dari akrilik dengan warna perak/abu-abu. Ini dilakukan beberapa kali (4 kali dengan interval 10 menit) untuk memastikan gambar yang berani dan jelas. Setelah semuanya kering, saya mengupas lapisan plastik dan memastikan tidak ada penyimpangan.

Langkah 5: Pelat Samping

tugas

• Koleksi Kayu Abu.
• Gambar semua garis potong pada potongan kayu sebagai panduan saat memotong. Potong sisi kiri dan kanan untuk rumahan.

Bahan:

1. Kayu Abu 135mm (w) x 300mm (l) x 10mm (d)

Langkah selanjutnya dari proyek ini, dan mungkin bagian paling kompleks dari rumahan, adalah pelat samping. Pertama, dengan menggunakan ukuran yang diberikan di atas, tandai kedua bagian samping pada sepotong Kayu Ash setebal 10mm. Dengan menggunakan gergaji pita, potong bentuk umum potongan.

Selanjutnya, dengan menggunakan router (mesin perutean), potong alur yang ditunjukkan pada diagram di atas. Ada dua alur lebar 10mm x tebal 5mm. dan alur one3mm (lebar) x 150mm (panjang) x 5mm (dalam) pada sudut 50 derajat.

Menyelesaikan

Untuk memperbaiki kesalahan kecil dalam penyelarasan permukaan atau tepi yang tajam, gunakan amplas halus untuk melewati bagian-bagian itu untuk menghaluskannya sehingga memberi mereka daya tarik estetika yang bagus. Profesionalisme adalah kuncinya.

Langkah 6: Pelat Atas, Bawah dan Belakang

Tugas

• Potong bilah atas.
• Potong pelat bawah.
• Potong laser pelat belakang setelah membuat file adobe illustrator untuk pemotong laser.

Pelat Atas (Bahan: Abu)

Pelat atas adalah bagian yang sulit untuk diproduksi karena mencakup sudut 50 derajat pada satu sisi. Untuk memotong bagian ini, pertama-tama tandai bentuk umum balok menggunakan dimensi yang diberikan di atas dan kotak percobaan. Selanjutnya, buat sudut dengan mengatur sudut tepi platform gergaji pita pada 50 derajat. Dari sana, potong sepanjang satu sisi persegi panjang untuk menghasilkan wajah yang miring.

Selanjutnya, tingkatkan platform untuk menggunakan gergaji pita untuk memotong tiga sisi lainnya dari bagian atas persegi panjang.

Pelat Bawah (Bahan: Abu)

Pelat bawah mudah dipotong menggunakan gergaji pita karena merupakan balok kayu Ashwood persegi panjang dengan dimensi 220mm x 145mm x 10mm.

Pelat Belakang (Bahan: Akrilik)

Dengan menggunakan adobe illustrator, saya mendesain pelat belakang (135mm x 230mm) beserta slot untuk kabel Power In dan sakelar On-Off beserta lubang untuk sekrup seperti yang terlihat pada diagram di atas. Saya kemudian mengekspor file ini ke pemotong laser dan memotongnya.

Dengan menggunakan pensil dan penggaris, tandai 4 lubang (2 di setiap sisi) untuk lubang sekrup (diameter tergantung pada sekrup yang Anda gunakan). Dengan menggunakan pukulan tengah dan palu, buat penyok pada masing-masing lubang ini dan akhirnya, gunakan mata bor yang sesuai dengan bor tangan untuk mengebor semua 4 lubang.

Selanjutnya, saya mengikuti langkah yang sama untuk menyemprotkan huruf lukisan ke akrilik seperti pada langkah 4. Terakhir, dengan menggunakan mata bor countersink, saya memeriksa setiap lubang sekrup untuk memastikan bahwa kepala sekrup akan rata dengan permukaan akrilik saat berkumpul.

Elektronika Daya:

Catu daya yang masuk harus sekitar 5V. Setelah disalurkan melalui lubang daya di pelat belakang, kabel positif harus disalurkan melalui sakelar daya sehingga pengguna dapat mengontrol daya ke dalam produk. Terminal positif dari sakelar kemudian harus dihubungkan ke pin V(in) pada Arduino dan kabel negatif/GND harus terhubung ke pin Arduino GND(in).

Langkah 7: Perekatan dan Penjepitan

Sekarang setelah semua bagian rumah telah dipotong, kita harus menyatukannya. Semua potongan tercantum di bawah ini:

• 2x Pelat Samping
• 1x Batang Atas
• 1x Tempat Bawah
• 1x Antarmuka Pengguna
• 1x Pelat Belakang

Pada langkah ini, potongan-potongan yang akan kita rekatkan adalah:

• 1x Batang Atas
• 2x Pelat Samping

Sangat penting bahwa potongan-potongan ini dan potongan-potongan ini HANYA direkatkan satu sama lain. Pelat bawah ditunjukkan pada gambar di atas tetapi TIDAK direkatkan ke pelat samping. Itu hanya ditempatkan di sana sebagai panduan dan untuk penentuan posisi.

Langkah:

1. Atur potongan-potongan itu secara berurutan dan pastikan semuanya dapat ditempatkan dan dipasang dengan benar. Jika ini tidak terjadi, simpan bagian yang bermasalah sampai berhasil, atau buat ulang.

2. Oleskan lapisan lem PVA kecil tapi masuk akal di atas titik kontak utama. Dalam hal ini, poin-poin ini akan menjadi sambungan rabat teratas di kedua sisi.

3. Gabungkan semua bagian menjadi satu menggunakan pelat bawah sebagai panduan untuk membantu menahan pelat samping dan palang atas.

4. Gunakan satu atau dua klem untuk mengamankan potongan dalam konfigurasi ini sampai lem mengering dan semua sambungannya aman.

Langkah 8: Pengeboran

Total ada 8 lubang yang harus dibor ke dalam Ashwood. Semua lubang harus dibor menggunakan mata bor 2.5mm.

Pertama saya menjepit housing untuk memastikan tidak bergerak selama proses pengeboran untuk kontrol kualitas. Kemudian, dengan menggunakan penggaris dan pensil, saya menandai semua 8 lubang yang perlu dibor di bagian belakang dan bawah. Menggunakan pukulan tengah dan palu bolpoin, saya menjorok setiap titik untuk memandu mata bor. Akhirnya, menggunakan bor tangan dan mata bor 2,5 mm, saya mengebor setiap lubang.

Setelah mengebor lubang melalui bagian belakang akrilik dan bagian bawah kayu, saya menggunakan mata bor countersink untuk membuat countersink untuk setiap lubang. Ini diperlukan karena saya menggunakan sekrup self-tapping untuk menggabungkan bagian belakang dan bawah ke rumahan. Ini berarti bahwa dengan lekukan countersink ini, kepala sekrup akan rata dengan permukaan material yang disekrup sehingga memberikan tampilan yang bagus dan eksterior yang aman.

Langkah 9: Pengamplasan dan Finishing

Mengamplas kotoran

Setelah wadah direkatkan, pertama-tama saya menggunakan amplas kasar untuk menghilangkan lem yang terlalu kering atau masalah ketidaksejajaran yang jelas. Kemudian, untuk kontrol kualitas. Saya beralih ke amplas yang lebih halus dan memeriksa setiap permukaan untuk memastikan hasil akhir yang halus.

Menerapkan lapisan akhir: Lilin Furnitur

Akhirnya, untuk memberi kayu ash hasil akhir dan rasa yang bagus, saya memutuskan untuk melapisi permukaannya dengan lilin. Menggunakan kain pemoles, saya mengoleskan lilin furnitur ke setiap permukaan luar kayu 4 kali lipat dengan sesi pengeringan 30 menit di antaranya untuk kontrol kualitas. Ini untuk kontrol kualitas yang memastikan bahwa setiap inci kayu dilapisi dengan benar dan memiliki tekstur yang sama.

Langkah 10: Amankan Elektronik ke Perumahan

Bahan:

• 12x M4 Baut
• 12x Kacang M4
• 12x M4 Nylon Washer

Di atas, saya memasang PCB ke UI menggunakan baut, mur, dan ring nilon. Saya menggunakan washer Nylon karena non-konduktif dan karena itu tidak akan membuat celana pendek saat bersentuhan dengan PCB saya. Setelah PCB terhubung, saya menggunakan bor dan obeng untuk memasang pelat belakang dan bawah ke rumah akhir. Lakukan proses ini dengan hati-hati karena barang elektronik cenderung sangat halus.

Jika ada sambungan solder yang pecah atau terlepas, Anda harus memperbaikinya di sana dan kemudian melanjutkan. Pastikan untuk menguji sirkuit sebelum dan sesudah mengamankannya ke rumah untuk memastikan semuanya tetap berfungsi dengan baik.

Langkah 11: Letakkan Perumahan Bersama

Pada langkah terakhir ini, ambil antarmuka pengguna dan geser ke atas alur pelat samping ke dalam rumahan. Selanjutnya, letakkan pelat bawah di bawah rumahan di antara sambungan potongan dua pelat samping. Sejajarkan lubang sekrup dan menggunakan obeng, masukkan semua 4 sekrup (2 di setiap sisi) untuk menahan pelat pada tempatnya.

Langkah terakhir adalah memasang pelat belakang ke rumahan. Lakukan ini dengan menyelaraskan lubang sekrup dan kemudian masukkan 4 sekrup kayu self-tapping ke setiap posisi untuk memastikan bahwa itu pas dan rata.

Terakhir, Anda dapat menghaluskan kesalahan apa pun menggunakan amplas halus dan lilin furnitur. Jika ada kesalahan dengan penyelarasan, silakan kunjungi kembali langkah-langkah sebelumnya. Jika Anda memerlukan bantuan selama proses ini, jangan ragu untuk mengirimkan pertanyaan Anda di bagian komentar di bawah.

Langkah 12: Anda Selesai

Selamat menyelesaikan proyek! Menikmati!