Atvērta Ziemassvētku eglīte: 5 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:57

Ziemassvētki ir mums visapkārt, pamatā visu gadu.:)

Bet, ja vēlaties būt gatavs, kad pienāks lielā diena, varat izpildīt šos norādījumus un pārsteigt savus mīļos ar jauku mazu elektrisko gizmo.

Atvērtais Ziemassvētku koks ir neliels projekts, kas atgriežas pagātnē, kur es vēl mācījos skolā, un mans elektrotehnikas skolotājs ieteica izveidot nelielu Ziemassvētku eglītes formas PCB (roku darbs) ar bināro skaitītāju IC un dažām gaismas diodēm. Tas bija jautri, un, ja jūs pareizi izveidojāt savu PCB, jūsu gaismas diodes "nejauši" mirgoja ap koku, bet pēc kāda laika tas kļuva garlaicīgi, jo tas tiešām nebija nejaušs.

Pēc daudziem gadiem es nolēmu vēlreiz apskatīt šo veco ķēdi un izveidot labāku ar profesionāli ražotu PCB, 555 taimeri (pulksteņa signālam) un CD4026 desmitgades skaitītāju, 7 segmentu LED draiveri. Izkārtojums tika izdarīts, un, kad es sāku montēt kokus, man radās ideja šo lietu virzīt vēl tālāk un izveidot mirgojošu koku, ko var ieprogrammēt jūsu sirdij.

Tā mēs šeit nokļuvām.

Tagad šeit ir norādījumi, lai izveidotu savu programmējamo Ziemassvētku eglīti, pamatojoties uz Atmel ATTiny84A, kuru varat jaunināt ar vienkāršu Arduino UNO plati kā SPI programmētāju. (bet neuztraucieties, es jau esmu uzrakstījis jauku mazu kodu ar 8 dažādiem mirgojošiem rakstiem, kurus varat lejupielādēt šeit.)

1. darbība

Ķēdi darbina standarta 9 V akumulators (es domāju, ka E bloks).

Bet šeit ir nozveja: Atmel mikroshēma var uzņemt tikai ieejas spriegumu līdz 5,5 V.

Tātad, vispirms mums ir nepieciešams sprieguma regulators, nodrošinot mums drošu 5 V no 9 V ieejas. Daļa, kuru es šeit izstrādāju, var piegādāt līdz 150 mA, kas ir vairāk nekā pietiekami. Mani testi rāda, ka galīgā ķēde vispār nepārsniedz 30 mA. (ar mazām 3 mm gaismas diodēm)

Pēc dažiem bufera kondensatoriem mēs tagad varam droši izmantot ATTiny mikroshēmu.

Kā redzat, ne visas kājas ir apdzīvotas, bet, hei, tā ir lēta mikroshēma, mēs varam no tā izkļūt. Mums ir jāizmanto tikai 7 kājas gaismas diodēm un viena pogai, kas maina mirgojošos režīmus un laika bāzi. (vai neatkarīgi no tā, uz ko jūs to programmējat!) Turklāt jūs to varētu paveikt ar ATTiny44 un, iespējams, arī ar 24, taču cenu atšķirība ir aptuveni 10 centi, un tādā veidā jums būs 8 K Flash programmas glabāšanai.

Lai tas būtu patiešām atvērts, es esmu izvadījis mikroshēmas SPI pārprogrammēšanas kājas zem pogas SW1 (apzīmēts kā ISP "sistēmas programmēšanai"), tāpēc viss, kas jums nepieciešams, ir 4 0,1 collu tapas, kas salīmētas kopā (bērns naglu gulta:)) un SPI programmētājs (piemēram, Arduino Uno), lai pusdienotu uz koku savu satriecošo kodu.

Katrai gaismas diodei ir savs 1 K omu strāvas ierobežošanas rezistors, lai tās būtu drošas, taču, ja plānojat izmantot dažādas gaismas diodes, iespējams, vēlēsities padomāt par šo vērtību.

Atvainojiet par S1 barošanas slēdzi, es zinu, ka dažiem tas nepatiks, bet šī ir lēta detaļa, kas man vienkārši ir blakus. Jūs varētu iespiest PCB nelielus ievilkumus vai nogriezt divas mazās tapas no slēdža, bet es to nedarīju. Es domāju, ka slēdzi var labi pielodēt, un tas stāvēs stingri leņķī, un galu galā tas arī padara pārslēgšanos ērtāku.

Esmu arī uztaisījis kokam 3D izdrukājamu nelielu statīvu, lai tas nenokristu pēc akumulatora pievienošanas. Ar statīvu akumulatora svars notur visu koku vertikāli.

2. darbība. Nepieciešamās lietas

PCB ražošana. Es zinu, ka tas izklausās grūti, taču šodien mums ir jāizvēlas labu un lētu uzņēmumu tonis. Es personīgi izmantoju JLCPCB, jo tāfeles kvalitāte ir patiešām laba un tās ir lētas. Jums var tikt piegādāti 10 no šiem dēļiem jūsu mājās par mazāk nekā 10 dolāriem. Bet, protams, jūs varat izmantot jebkuru ražotāju, kas jums patīk. Lejupielādējiet pievienotos Gerber failus un nosūtiet tos ražošanai. (Esmu arī eksportējis un augšupielādējis Altium faila formātu, ja vispirms vēlaties modificēt koku)

Lodēšanas prasmes. Darbs ar SMD detaļām var būt nomākts, taču ar nelielu plūsmu un praksi jūsu dēļi izskatīsies labāk nekā jebkurš masveidā ražots sīkrīks.

AVR mikrokontrollera programmēšana. Šim nolūkam es izmantoju Arduino UNO. Par šo procesu ir daudz pamācību. Http://www.instructables.com/id/Arduino-Uno-to-Pr… Ja jūs to darīsit, koks nedarbosies. Iestatiet karti pulksteņrādītāja virzienā!

Atmel ATTiny84A mikrokontrolleris.

Toshiba TA78L05F (TE12L, F) jaudas regulators

SMD 1206 vāciņš. ar 1 u F jaudu

SMD 1206 vāciņš. ar jaudu 0,33 uF

SMD 1206 vāciņš. ar jaudu 10 uF

SMD 1206 rezistors 1 K omi (7 no tiem)

SMD 1206 rezistors 10 K omi

THT gaismas diodes (7 no tām). Es izmantoju 3 mm 2 m A

poga C&K (PTS645SK43SMTR92LFS), bet ir jāizmanto jebkura poga ar 6 mm * 6 mm nospiedumu

galvenais barošanas slēdzis (AYZ0102AGRLC)

9V akumulatora spailes

Pielikumā var atrast Excel lapu ar materiāla rēķinu (BOM), uz kuru es saistīju lielāko daļu TME. EU tīmekļa veikala daļu, bet, protams, jūs varat izmantot jebkuru pakalpojumu sniedzēju un izveidot, ja vien funkcija un pēdas nospiedums ir kārtībā.

3. solis: visu kopā veidojiet

Kad viss ir jūsu rokās (izgatavotā plāksne, visas detaļas, lodāmurs un varbūt kāds tēja), varat sākt ar plūsmas pielietošanu uz PCB esošajiem mikrokontrolleru nospiedumiem.

Es parasti vispirms pielodēju ATTiny, jo ar to ir vieglāk strādāt, kamēr uz tāfeles ir vieta.

Pēc tam pielodējiet visas mazās sastāvdaļas. Rezistori, kondensatori un visbeidzot regulators. (ja jūs tos novietojat un turat nospiestu ar pincetes galu, varat tos salabot ar nelielu lodmetālu uz gludekļa gala. Tam vajadzētu turēt tos vietā, līdz jūs pareizi darīsit otru pusi, un tad atgriezieties pirmajā pusē, lai pabeigtu darbu)

Tālāk pievienojiet pogu un slēdzi.

Tagad uzlieciet PCB uz kaut kā tāda, kas to turēs virs galda. Aptuveni 10 mm vajadzētu būt labi, bet tas ir atkarīgs no tā, cik ilgi vēlaties, lai jūsu LED vadi būtu. (Es izmantoju savu sānu griezēju kā atbalstu)

Ievietojiet gaismas diodes no PCB aizmugures un uzmanīgi pielodējiet tās otrā pusē. Pārliecinieties, ka tie nav saliekti nevienā virzienā, un uzmanieties arī no polaritātes.

Visbeidzot, sagrieziet 9 V akumulatora savienotāja vadus līdz aptuveni 40-50 mm un pielodējiet tos. Vispirms pārliecinieties, vai tie ir pareizi, gan polaritātes ziņā, gan tā, lai akumulatoru varētu pievienot, nesasprindzinot kabeļus.

Labs darbs! Izmantojiet savu krūzīti tagad, jūs to esat nopelnījis!

Pēc tam iestatiet savu SPI programmētāju un pievienojiet to 4 tapām virs mikrokontrollera.

Tagad jūs varat darbināt koku no 9 V akumulatora, taču pārliecinieties, ka pievienojat programmētāja un paneļa zemes vadu. Vienkārši piestipriniet programmētāja GND uz vienu no gaismas diodes negatīvajiem vadiem.

Es esmu atzīmējis programmētāja spilventiņus ar pin numuriem, taču tas var jums palīdzēt izveidot savienojumu:

pin 9 - CLKpin 8 - MISOpin 7 - MOSIpin 4 - RST

Lejupielādējiet INO failu no šejienes un izmantojiet savu Arduino IDE (vai pārveidojiet to par visu, kas jums patīk un izmantojiet to kopā ar dažādiem programmētājiem), lai zibspuldzi kontrolētu.

Neaizmirstiet iestatīt Arduino IDE opciju uz "Burn bootloader". Tas ir nepieciešams, lai ATTiny darbotos ar 8 Mhz. Ja tas netiks izdarīts, jūsu Ziemassvētku eglīte mirgos patiešām lēni, taču neuztraucieties, jūs vienmēr varat ieiet un darīt to vēlreiz.

Man jāatzīst, ka koka programmēšana ar 4 tapām, kas salīmētas kopā, nav vienkārša lieta, taču turpiniet to, nedaudz praktizējot, jūs varat pārprogrammēt savu koku tik bieži, cik vēlaties.

Tiklīdz programmēšana ir pabeigta, Ziemassvētku eglītei jāsāk mirgot pirmajā ieprogrammētajā režīmā. (nejauši mirgo)

Lielisks darbs! Apsveicam! Tagad jums ir savs atvērtais Ziemassvētku koks, ar ko spēlēties! Un neaizmirstiet arī pabeigt savu tēju.

4. darbība: lietotāja rokasgrāmata

Lūk, ko jums vajadzētu iegūt beigās:

Pēc 9 V akumulatora pievienošanas Ziemassvētku eglīti var aktivizēt ar bīdāmo slēdzi S1.

Tas sāksies 1. mirgošanas režīmā, proti, nejauši mirgo.

Lai to atkal izslēgtu, vienkārši mainiet S1 slēdzi.

Īsi nospiežot pogu SW1 augšpusē, varat pārslēgties starp šiem iepriekš iestatītajiem režīmiem:

1 - nejauša mirgošana2 - aplis ar pārslēdzošām gaismas diodēm3 - aplis ar gaismas diodēm, kas paliek ieslēgtas un atgriežas atpakaļ

Nospiežot pogu SW1 ilgāk un pēc tam 2 sekundes, jūs ieslēdzat laika bāzes maiņas režīmu.

Šeit jūs varat iestatīt laiku starp mirgošanu. Jūs varat redzēt, ka esat ievadījis šo režīmu, kad mirgo tikai 1 gaismas diode. Katra gaismas diode norāda atšķirīgu aizkaves laiku:

LED 1 - 250 msLED 7 - 500 msLED 6 - 750 msLED 5 - 1000 msLED 4 - 100 msLED 3 - 150 msLED 2 - 200 ms

Jūs varat virzīties uz priekšu laika iestatījumā, īsi nospiežot pogu SW1.

Kad esat izvēlējies vēlamo aizkaves laiku, nospiediet un turiet pogu SW1 ilgāk par 2 sekundēm. Pēc tam koks atgriezīsies pēdējā darbības režīmā ar jauno laika bāzes iestatījumu.

5. darbība. Kurp mēs ejam tagad?

Tas viss ir atkarīgs no jums!

Paņemiet INO failu un pievienojiet jaunus mirgošanas režīmus vai jaunas funkcijas.

Jūs varētu mēģināt veikt smalku pulsa laika pārvaldību, aptumšot gaismas diodes vai izveidot spēli, izmantojot pogu, vai darīt visu, kas ienāk prātā!

Paņemiet aparatūru un pārveidojiet to. Pievienojiet skaņas signālu, lai atskaņotu briesmīgi kaitinošas Ziemassvētku melodijas. Izvietojiet vairāk gaismas diodes (vienmēr ir vieta vēl dažiem gaismas diodēm).

Un, ja jūs domājat, ka ar jūsu radīto ir vērts dalīties, lūdzu, dariet to!

Neaizmirstiet, ka šis ir atklātais Ziemassvētku koks, tāpēc ļaujiet visiem to izbaudīt!:)