Générateur de dés : 12 étapes (avec photos)

2025 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2025-01-13 06:57

Ce Instructables est pour mon projet majeur que j'ai terminé dans le cadre de mon cours sur les systèmes et contrôles IGCSE. Il a reçu une note A * et je vais vous guider sur la façon de le faire dans cette instructable. Une bonne expérience en électronique ainsi qu'une expérience avec Arduino et son IDE sont nécessaires pour mener à bien ce projet.

Fond

Avec la baisse de popularité des jeux de société et l'essor de l'électronique, il peut sembler difficile de s'asseoir et de jouer sans l'interférence de gadgets. Dans ce cas précis, mon client, un professeur du club Warhammer préférerait utiliser des dés physiques plutôt qu'un dé en ligne dans son club. Le problème est qu'il ne peut pas avoir de dés à 100 faces, c'est pourquoi il doit recourir à un simulateur de dés en ligne. C'est là qu'une opportunité se présente pour ce produit.

Bien que la taille du marché auquel ce produit est destiné diminue, le besoin existe toujours. Les jeux de société deviennent une caractéristique du passé tandis que les jeux en ligne et électroniques émergent. Dans ce cas particulier, mon produit réduit le besoin de téléphones ou d'Internet pendant le jeu sur plateau, ce qui fait que les joueurs se sentent moins déconnectés du jeu réel. Les systèmes qu'il utilisera sont le 4511 IC et un microcontrôleur Arduino Nano. Ce projet devra faire appel à un microcontrôleur car, sans un, le circuit serait trop inefficace.

Fonction

Le produit permet à l'utilisateur de sélectionner un nombre entre 0 et 100 à l'aide de deux commutateurs rotatifs situés sur le côté gauche de l'appareil. Ce numéro est affiché à l'utilisateur via les deux affichages à 7 segments directement au-dessus des commutateurs rotatifs en guise de rétroaction. Ensuite, lorsque l'utilisateur appuie sur le bouton de défilement, un nombre aléatoire entre 0 et le nombre sélectionné sera roulé et affiché sur les écrans à 7 segments sur le côté droit de l'appareil.

Étape 1: Le circuit

Le schéma de circuit simplifié ci-dessus montre chacune des entrées et sorties Arduino nécessaires à utiliser comme référence pour les étapes ultérieures du projet.

Comment fonctionne le circuit ?

L'utilisateur entre d'abord le nombre de faces qu'il souhaite que ses dés aient en utilisant les deux commutateurs rotatifs dont l'un contrôle la place du chiffre 10 et l'autre contrôle la place du chiffre 1. Ce numéro est affiché via un retour sur le premier PCB à 7 segments, ce qui permet à l'utilisateur de comprendre plus facilement le numéro qu'il a choisi.

L'entrée décimale de l'utilisateur est convertie en un format binaire sur le PCB rotatif et est envoyée à l'Arduino Nano. Le nano choisira alors un nombre aléatoire entre 0 et le nombre sélectionné. Ces informations seront ensuite envoyées dans un format binaire au 2e PCB à 7 segments lorsque le commutateur Push-To-Make (Roll) est enfoncé.

J'ai joint le code Arduino pour référence ci-dessous afin de faciliter la compréhension du fonctionnement de ce produit.

Étape 2: Circuits imprimés

Nomenclature:

• Résistances 470 Ohm x28
• Résistances 10K Ohm x22
• CD 4511BE x4
• Affichage 7 segments (vert, CC) x4
• Diode 1N4002 x44
• Commutateur rotatif (1P12T) x2
• Interrupteur à bascule (marche-arrêt) x2
• Pousser pour faire x1
• Arduino Nano x1
• LED verte x2

En utilisant Autodesk Eagle sur mon ordinateur, j'ai conçu le schéma de chaque PCB comme le montre la photo ci-dessus. À partir de la conception schématique, j'ai fait fabriquer les circuits imprimés (2x PCB à 7 segments, 1x PCB rotatif) en Chine et expédiés.

Les fichiers Gerber peuvent être trouvés ici (les fichiers Eagle sont joints ci-dessous)

Composants à souder

Avant de souder, assurez-vous d'avoir une bonne ventilation et des lunettes de sécurité. Vous devez également vous assurer d'orienter et de placer tous les composants dans leurs positions correctes avant de les souder à la carte. Soyez rapide avec le fer car le maintenir trop longtemps sur une épingle peut faire griller le circuit intégré. Assurez-vous que chaque point de contact est solidement fixé à la carte avec de la soudure et qu'il n'y a pas de joints secs.

Découper des trous

Tout d'abord, j'ai marqué les trous sur chaque PCB et les ai alignés pour m'assurer qu'ils étaient correctement marqués. Cela a été fait à l'aide d'un carré d'essai, d'un marqueur et d'une règle. Après avoir marqué les trous, j'ai utilisé une pince en acier pour maintenir le PCB en place et percer 4 trous de 2 mm dans chaque carte de circuit imprimé, suivis des trous de 3 mm requis afin d'éviter la fissuration du matériau TRFE.

Cette étape est importante car elle vous permettra de fixer correctement les PCB au boîtier plus tard.

Étape 3: Circuits + Tests

Tâches

• Vérifiez toutes les connexions PCB.
• Mettre en place l'ensemble du circuit.
• Exécutez le code à travers le circuit pour le test.
• Si cela ne fonctionne pas, résolvez le problème et recommencez.

Contrôle qualité: En utilisant le réglage de continuité sur le multimètre, j'ai vérifié chaque piste et composant pour détecter et éliminer tout court-circuit qui pourrait affecter le fonctionnement du circuit. Si un court-circuit a été trouvé, les étapes suivantes ont été suivies afin de résoudre le problème.

1. Identifiez le court-circuit - assurez-vous que le court-circuit est bien un problème et qu'il existe, car plus la chaleur est appliquée sur les plaquettes en cuivre, plus elles risquent de fondre, d'être endommagées ou non conductrices.

2. À l'aide d'une ventouse, chauffez doucement le joint et aspirez la soudure liquide. Répétez jusqu'à ce que toute la soudure soit enlevée. Si la soudure ne se détache pas, utilisez une mèche à souder pour essayer d'en absorber une partie.

3. Enfin, ressoudez les deux joints avec soin et avec un minimum de soudure mais juste assez pour que le joint soit sûr et conducteur.

Téléchargement du code:

Afin de télécharger le code sur l'Arduino Nano, commencez par télécharger l'IDE Arduino. Ensuite, téléchargez ce pilote Arduino Nano et ce pilote FTDI.

Ensuite, en utilisant le code de l'étape 1, téléchargez-le via un câble USB vers Micro-USB sur l'Arduino Nano. Le circuit devrait maintenant être opérationnel. Si cela ne fonctionne pas, commencez le dépannage en vérifiant tous les composants et connexions.

LED supplémentaire

Si vous regardez attentivement la carte PCB à 7 segments, vous remarquerez qu'il y a un emplacement pour une LED. Cette LED est là pour s'allumer lorsque le nombre 100 est affiché et les deux affichages à 7 segments afficheraient deux 0. Pour que cela fonctionne, utilisez deux portes NON et deux portes ET dans une configuration qui déclenchera la LED lorsqu'il n'y a pas d'entrées dans le 4511 IC.

Étape 4: Interface utilisateur

Tâches

• Concevoir l'interface utilisateur à l'aide d'Adobe Illustrator.
• Découpez l'interface utilisateur au laser et assurez-vous qu'elle correspond aux composants du circuit. Gravez le motif de l'aigle de Warhammer sur l'interface utilisateur.
• Peignez le motif gris/argent au pistolet.

Matériel: Acrylique Noir

À l'aide d'Adobe Illustrator, j'ai conçu l'interface utilisateur conformément aux dimensions répertoriées dans l'image ci-dessus (cliquez sur voir plus d'images). J'ai ensuite exporté ce fichier de conception vers le découpeur laser et découpé le morceau d'acrylique.

Ensuite, en laissant la feuille de plastique sur l'acrylique, j'ai peint à la bombe les sections gravées de l'acrylique avec une couleur argent/gris. Cela a été fait plusieurs fois (4 fois avec des intervalles de 10 minutes) afin d'assurer une image audacieuse et claire. Après avoir laissé le tout sécher, j'ai décollé la couche de plastique et je me suis assuré qu'il n'y avait pas d'irrégularités.

Étape 5: Plaques latérales

Tâches

• Collection de bois de frêne.
• Dessinez toutes les lignes de coupe sur le morceau de bois pour vous guider lors de la coupe. Découpez les côtés gauche et droit du boîtier.

Matériaux

1. Bois de frêne 135 mm (l) x 300 mm (l) x 10 mm (p)

La prochaine étape de ce projet, et peut-être la partie la plus complexe du boîtier, sont les plaques latérales. Tout d'abord, en utilisant les mesures indiquées ci-dessus, marquez les deux pièces latérales sur un morceau de bois de frêne de 10 mm d'épaisseur. A l'aide d'une scie à ruban, découpez la forme générale des pièces.

Ensuite, à l'aide d'une défonceuse (défonceuse), découpez les rainures indiquées dans les schémas ci-dessus. Il y a deux rainures de 10 mm de large x 5 mm d'épaisseur. et une rainure de 3 mm (large) x 150 mm (long) x 5 mm (profondeur) à un angle de 50 degrés.

Finition

Afin de corriger les petites erreurs d'alignement de la surface ou les arêtes vives, utilisez du papier de verre fin pour passer ces sections afin de les lisser en leur donnant un bel attrait esthétique. Le professionnalisme est la clé.

Étape 6: Plaques supérieure, inférieure et arrière

Tâches

• Découpez la barre supérieure.
• Découpez la plaque inférieure.
• Découpez au laser la plaque arrière après avoir créé le fichier Adobe Illustrator pour le découpeur laser.

Plaque supérieure (matériau: frêne)

La plaque supérieure est une pièce délicate à produire car elle comprend un angle de 50 degrés sur une face. Pour découper cette pièce, tracez d'abord la forme générale du bloc à l'aide des dimensions données ci-dessus et d'une équerre d'essai. Ensuite, créez l'angle en réglant l'angle d'inclinaison de la plate-forme de la scie à ruban à 50 degrés. À partir de là, découpez le long d'un côté du rectangle afin de produire la face inclinée.

De plus, nivelez la plate-forme afin d'utiliser la scie à ruban pour découper les trois autres côtés de la pièce supérieure rectangulaire.

Plaque inférieure (matériau: frêne)

La plaque inférieure est facile à découper à l'aide d'une scie à ruban car il s'agit d'un bloc rectangulaire de bois de frêne aux dimensions de 220 mm x 145 mm x 10 mm.

Plaque arrière (Matériau: Acrylique)

À l'aide d'adobe illustrator, j'ai conçu la plaque arrière (135 mm x 230 mm) avec une fente pour le câble d'alimentation et l'interrupteur marche-arrêt ainsi que les trous pour les vis comme indiqué dans les schémas ci-dessus. J'ai ensuite exporté ce fichier vers la découpeuse laser et l'ai fait couper.

À l'aide d'un crayon et d'une règle, marquez 4 trous (2 de chaque côté) pour les trous pour les vis (le diamètre dépend de la vis que vous utilisez). À l'aide d'un pointeau et d'un maillet, faites une entaille sur chacun de ces trous et enfin, utilisez le foret approprié avec une perceuse à main pour percer les 4 trous.

Ensuite, j'ai suivi les mêmes étapes pour peindre des lettres sur acrylique qu'à l'étape 4. Enfin, à l'aide d'un foret à fraiser, j'ai parcouru chacun des trous de vis afin de m'assurer que les têtes de vis affleurent la surface acrylique lorsque assemblé.

Électronique de puissance:

L'alimentation électrique entrante doit être d'environ 5V. Une fois acheminé à travers le trou d'alimentation de la plaque arrière, le fil positif doit être acheminé à travers l'interrupteur d'alimentation afin que l'utilisateur puisse contrôler l'alimentation du produit. La borne positive du commutateur doit ensuite être connectée à la broche V(in) de l'Arduino et le fil négatif/GND doit être connecté à la broche Arduino GND (in).

Étape 7: Collage et serrage

Maintenant que toutes les pièces du boîtier ont été découpées, nous devons les assembler. Toutes les pièces sont listées ci-dessous:

• 2x plaques latérales
• 1x barre supérieure
• 1x endroit inférieur
• 1x interface utilisateur
• 1x plaque arrière

Dans cette étape, les pièces que nous allons coller ensemble sont:

• 1x barre supérieure
• 2x plaques latérales

Il est très important que ces pièces et ces pièces UNIQUEMENT soient collées les unes aux autres. La plaque inférieure est montrée dans les images ci-dessus mais N'EST PAS collée aux plaques latérales. Il n'y est placé qu'à titre de guide et de positionnement.

Pas:

1. Disposez les pièces dans l'ordre et assurez-vous qu'elles peuvent toutes être placées et assemblées correctement. Si ce n'est pas le cas, classez la pièce problématique jusqu'à ce qu'elle fonctionne ou refaites-la.

2. Appliquez une petite mais raisonnable couche de colle PVA sur les points de contact clés. Dans ce cas, ces points seraient le joint de feuillure supérieur sur les deux pièces latérales.

3. Combinez toutes les pièces ensemble en utilisant la plaque inférieure comme guide pour aider à maintenir les plaques latérales et la barre supérieure.

4. Utilisez une ou deux pinces pour fixer la pièce dans cette configuration jusqu'à ce que la colle ait séché et que les joints soient tous sécurisés.

Étape 8: perçage

Au total, il y a 8 trous qui doivent être percés dans le frêne. Tous les trous doivent être percés à l'aide d'un foret de 2,5 mm.

J'ai d'abord serré le boîtier afin de m'assurer qu'il ne bouge pas pendant le processus de perçage pour le contrôle qualité. Ensuite, à l'aide d'une règle et d'un crayon, j'ai marqué les 8 trous qui devaient être percés à l'arrière et en bas. À l'aide d'un pointeau et d'un marteau stylo à bille, j'ai indenté chaque point afin de guider le foret. Enfin, à l'aide d'une perceuse à main et d'un foret de 2,5 mm, j'ai percé chaque trou.

Après avoir percé les trous à travers la pièce arrière en acrylique et la pièce inférieure en bois, j'ai utilisé un foret à fraiser pour créer une fraise pour chaque trou. Cela était nécessaire car j'utilisais des vis autotaraudeuses pour joindre les pièces arrière et inférieure au boîtier. Cela signifiait qu'avec ces encoches fraisées, la tête de vis affleurerait la surface du matériau dans lequel elle était vissée, ce qui lui donnerait un bel aspect et un extérieur sûr.

Étape 9: ponçage et finition

Poncer les impuretés

Une fois le boîtier collé, j'ai d'abord utilisé du papier de verre rugueux pour éliminer tout excès de colle séchée ou tout problème de désalignement évident. Ensuite, pour le contrôle qualité. Je suis passé à du papier de verre plus fin et j'ai parcouru toutes les surfaces pour assurer une finition lisse.

Application d'une finition: cire pour meubles

Enfin, afin de donner au bois de frêne une belle finition et un toucher agréable, j'ai décidé de cirer la surface. À l'aide d'un chiffon à polir, j'ai appliqué la cire pour meubles sur chaque surface extérieure du bois 4 fois avec des séances de séchage de 30 minutes entre les deux pour le contrôle de la qualité. C'était pour le contrôle de la qualité qui garantissait que chaque centimètre du bois était correctement enduit et avait la même texture.

Étape 10: Fixez l'électronique au boîtier

Matériaux

• 12x boulons M4
• 12x écrous M4
• 12 rondelles en nylon M4

Ci-dessus, je fixe les PCB à l'interface utilisateur à l'aide des boulons, des écrous et des rondelles en nylon. J'ai utilisé des rondelles en nylon car elles ne sont pas conductrices et ne créent donc aucun court-circuit au contact de mon PCB. Une fois les circuits imprimés connectés, j'ai utilisé une perceuse et un tournevis pour fixer mes plaques arrière et inférieure au boîtier final. Faites ce processus avec soin car l'électronique peut avoir tendance à être assez délicate.

Si des joints de soudure se brisent ou se séparent, il est impératif que vous les répariez à cet endroit et que vous continuiez b4. Assurez-vous de tester le circuit avant et après l'avoir fixé au boîtier afin de vous assurer que tout reste en état de fonctionnement.

Étape 11: assembler le logement

Dans cette dernière étape, prenez l'interface utilisateur et faites-la glisser dans les rainures de la plaque latérale dans le boîtier. Ensuite, placez la plaque inférieure sous le boîtier entre les joints de feuillure des deux plaques latérales. Alignez les trous de vis et à l'aide d'un tournevis, insérez les 4 vis (2 de chaque côté) afin de fixer la plaque en place.

La dernière étape consiste à fixer la plaque arrière au boîtier. Pour ce faire, en alignant les trous de vis, puis en insérant les 4 vis à bois autotaraudeuses dans chaque position en vérifiant qu'elles sont bien ajustées et affleurantes.

Enfin, vous pouvez lisser les éventuelles erreurs en utilisant des papiers de verre fins et de la cire pour meubles. S'il y a des erreurs d'alignement, veuillez revoir les étapes précédentes. Si vous avez besoin d'aide pendant ce processus, n'hésitez pas à poster vos questions dans la section commentaires ci-dessous.

Étape 12: Vous avez terminé

Bravo pour la réalisation du projet ! Prendre plaisir!