Nog een slimme dobbelsteen (YASD): 8 stappen

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:17

Wat is YASD?

Nog een nieuwe elektronische dobbelsteen met slimme functies? Ja en nee.

Ja - YASD gebruikt LED's om willekeurig gegenereerde getallen in een dobbelsteenstijl weer te geven.

Nee - YASD is op zich geen afgewerkt product. Het moet eerder laten zien welke printplaattechnologieën mogelijk zijn.

Functies

Door microcontroller gestuurde generatie en weergave van willekeurige getallen op een LED-array in een dobbelsteenstijl

Het circuit bevat een versnellingsmeter. Deze sensor dient als trigger voor het genereren van willekeurige getallen. De dobbelstenen worden niet meer gegooid, een simpele tik op de dobbelsteen of de tafel genereert een willekeurig getal

YASD wordt aangedreven door een CR2032 knoopcel

YASD kan ook worden geconfigureerd met de versnellingsmeter. Je kunt YASD bijvoorbeeld ondersteboven draaien bij het aanzetten. YASD herkent dit met behulp van de versnellingsmeter en schakelt over naar een andere bedrijfsmodus

Er zijn twee bedrijfsmodi:

Energiebesparende modus. Het gegenereerde willekeurige getal wordt gedurende 3 seconden knipperend weergegeven. Dan gaat de weergave van het nummer op de LED-array uit

Fancy-modus. Op de LED-array wordt een animatie weergegeven. Het gegenereerde willekeurige getal wordt vervolgens gedurende 5 seconden statisch weergegeven. Dan gaat de weergave van het nummer op de LED-array uit

Stap 1: Circuitbeschrijving

De schakeling bestaat uit de componenten:

Stroomvoorziening

Er wordt een standaard knoopcel CR2032 gebruikt. Om stroom te besparen kan de schakeling met een schuifschakelaar aan/uit worden gezet.

Microcontroller

De microcontroller is een ATTiny84A van Microchip/Atmel. De ATtiny84A heeft de Picopower energiebesparende modus en is daarom zeer geschikt voor batterijvoeding.

Versnellingsmeter

LIS3DH van ST Microelectronics. De LIS3DH heeft ook een ultra-lage energiebesparende modus. De LIS3DH wordt geleverd in een zeer kleine footprint. Om problemen bij het solderen te voorkomen, heb ik een breakoutboard gekozen om de accerlerometer op het circuit aan te passen.

Led scherm

Het LED-display bestaat uit zeven LED's die zijn gerangschikt in de vorm van een dobbelsteen. De serieweerstanden zijn ingesteld op een LED-stroom van ca. 2mA.

Het totale stroomverbruik van de schakeling is ca. 16mA tijdens bedrijf met 6 leds aan. In powerdown-modus (geen leds aan, microcontroller in slaapstand) is het totale stroomverbruik minder dan 1 mA. Het maximale aantal "dobbelstenen rollen" cycli moet worden bepaald.

Stap 2: PCB-beschrijving:

De printplaat bestaat uit een complete printplaat, die door frezen in zes afzonderlijke printplaten wordt verdeeld:

Plint met voeding, microcontroller en accelerometer

LED-displaymatrix

Zijwanden I - IV

Stap 3: PCB

Koppeling naar eagle-bestanden invoegen

Stap 4: Scheid de zes enkele PCB's

Met een zijsnijder scheidt u de zes enkele printplaten.

Gebruik een vijl om de resten van het frezen te verwijderen. Alle randen van de printplaten moeten glad zijn, anders past de print niet in elkaar.

Stap 5: Monteer de plint met componenten

Soldeer op onderdelen. Begin met de condensator. Soldeer vervolgens de schakelaar en de microcontroller. Het LIS3DH breakout-bord volgt. In mijn opstelling heb ik socketconnectoren voor het LIS3DH-breakoutboard gebruikt om het gemakkelijk te verwijderen. Soldeer tot slot op de batterijhouder.

Stap 6: Microcontroller programmeren

Om de microcontroller te programmeren heeft u een geschikte programmeur nodig. Ik gebruik de AVR ISP mkII. Andere programmeurs van Atmel zouden ook moeten werken. Soldeer de draden volgens de foto.

ISP-headerpin-> YaSD-pin

VTG / VCC-> VCC

GND-> GND

MOSI-> MOSI

MISO-> MISO

SCK-> SCK

RESET-> RESET

Programmeer vervolgens de microcontroller met het hex-bestand. Na het programmeren van de software moeten de zekeringen worden ingesteld. Je kunt ze bijna allemaal ongewijzigd laten. Alleen zekering "LOW. CKDIV8" moet worden uitgeschakeld.

Soldeer de draden voor het programmeren.

Stap 7: Monteer de dobbelstenen

Soldeerplint met zijpaneel II. Zorg ervoor dat de plint loodrecht staat. Ik heb beide pcb's in een rechte hoek gezet en gesoldeerd. Andere objecten zoals boekensteunen werken ook. De print is gemarkeerd met letters op de pagina's die bij elkaar horen. Zoals je op de foto kunt zien, is kant A aan kant A gesoldeerd. Soldeer niet alle pads aan één kant. Soldeer gewoon een of twee pads zodat je ze opnieuw kunt solderen als de dobbelsteen helemaal niet loodrecht staat.

Ga verder met zijpaneel I. Nu moeten de dobbelstenen een U-vorm hebben (plint en de twee zijpanelen.

Soldeer vervolgens het led-display aan de twee zijpanelen. Leds moeten bovenop;-)

Breng enkele correcties aan als de dobbelsteen helemaal niet loodrecht staat en soldeer dan alle pads aan elke kant.

Nu kun je in een muntcel plaatsen en op de dobbelstenen zwaaien. Veel plezier!

Pas op! Voordat u het laatste zijpaneel III gaat solderen, moet u ervoor zorgen dat alle componenten correct zijn gesoldeerd en geplaatst

Stap 8: Let hierop

De reproductie vereist enige kennis en vaardigheden, vooral bij het solderen en programmeren van de microcontroller.

Het solderen van dergelijke kleine onderdelen vereist enige ervaring met solderen en een geschikt soldeerstation. Daarom heb ik besloten om de LIS3DH breakoutboard te gebruiken om te voorkomen dat de LIS3DH direct op de print wordt gesoldeerd. Met het kleine pakket van de LIS3DH is dit niet haalbaar met een soldeerstation. De pcb's aan elkaar solderen is ook niet eenvoudig

Als je een aantal zekeringen in de microcontroller op de verkeerde manier instelt, is deze dichtgemetseld

De foto's tonen altijd versie 0.1 van de printplaat (behalve de foto met de programmeerpads). Dit is de eerste versie van de printplaat die is geproduceerd. Er waren een paar dingen die verbeterd moesten worden. Dus besloot ik een nieuwe versie te maken. De repository op github bevat de nieuwste versie

De foto toont de eerste papieren mockup die ik maakte voordat ik de pcb bestelde.