Uzlaužama Ziemassvētku kartīte un rota: 6 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 11:00

Svētku kartītes, kas mirgo un pīkst, mūs vienmēr ir fascinējuši. Šī ir mūsu uzlaužamā DIY versija, kas izgatavota, izmantojot ATtiny13A un dažas gaismas diodes - nospiediet pogu, lai kokā atskaņotu īsu gaismas šovu. Šogad mēs tos nosūtām draugiem un ģimenei. Tā ir ar rokām darināta, uzlaužama dāvana, un tās būvēšana bija ļoti jautra. Šī pamācība izskaidro mūsu dizainu, tad jūs varat paņemt atvērtā pirmkoda failus un izveidot savus.

Karte ir arī veltījums Vellemana mirgojošajam eglīšu rotājumu komplektam un kit-biz atsauce uz Adafruit solījumu. (Vai zinājāt, ka Vellemanam ir nixie cauruļu pulksteņu komplekts? Tiešām!)

Jūs varat iegādāties mūsu kartes kopiju vietnē Seeed Studio. Saliktās kartes ir (15 USD), un komplekts piedzīvojumu meklētājiem ir 12 USD. Šo rakstu ar sākotnējo formatējumu varat redzēt arī vietnē DangerousPrototypes.com.

1. darbība: aparatūra - ATtiny13A

Shēma un PCB tika izgatavota, izmantojot bezmaksas programmatūru Cadsoft Eagle. Lejupielādējiet jaunākos dizaina failus un programmaparatūru projekta Google koda lapā.

AVR ATTINY-13A

Neliels ATMEL ATtiny13A mikrokontrolleris (IC1) ir ķēdes smadzenes. Viena tapa (PWM) mirgo gaismas, lielākā daļa citu tapu tiek izmantotas programmēšanai un barošanai. Jūs varētu iegūt līdzīgus efektus ar 555 taimeri vai atsevišķiem komponentiem, taču mūsu mērķis ir uzzināt par jaunu mikrokontrolleru saimi un padarīt kaut ko viegli uzlaužamu.

Lai atiestatīšanas tapu turētu augstu, ATtiny ir nepieciešams 10K pievilkšanas rezistors (R1), mini taustes slēdzis (S1) atiestata ATtiny, īslaicīgi pievienojot atiestatīšanas tapu pie zemes. 0.1uF kondensators (C1) atdala mikroshēmu no barošanas avota.

2. solis: Aparatūra - programmēšana un akumulators

ATtiny mikrokontrolleri ir ieprogrammēti, izmantojot sešu kontaktu sistēmas programmēšanas (ISP) savienojumu. ISP galvene ir vērsta uz kartes aizmuguri. Mēs izveidojām programmēšanas zondi, lai izvairītos no lodēšanas tapas galvenes uz tāfeles.

Strāvas padevi nodrošina 3 voltu, 20 mm litija monētu šūna (BAT1) PCB aizmugurē. Turētājam vajadzētu strādāt ar 2025. vai 2032. gada monētu šūnām. ATtiny darbosies vairākos spriegumos, līdz 1,8 voltiem.

3. darbība: aparatūra - koku gaismas diodes

Koku gaismas diodes

Mūsu sīkās, mirdzošās Ziemassvētku eglīšu gaismas ir 0805 uz virsmas montējamas gaismas diodes (LED1-10). Katrai gaismas diodei ir strāvas ierobežošanas rezistors (R3-12). Izstrādes laikā mēs izmantojām 390 omu rezistorus apmēram 3 mA pie 3 voltiem un 8 mA pie 5 voltiem. Visas 10 gaismas diodes kopā izmanto aptuveni 30 mA, ja tās darbina akumulators.

30 mA ir pārāk liela strāva, lai radītu vai nogremdētu ATtiny tapas. Tā vietā NPN tranzistors (T1) pārslēdz gaismas diodes zemējuma savienojumu. Tranzistoriem ir nepieciešams arī bāzes rezistors (R2), lai ierobežotu, cik daudz strāvas tiek izvilkts no mikrokontrollera tapas. LED ir jāpievieno pareizajā virzienā, pretējā gadījumā tie nedeg. Caur caurumu gaismas diodēm parasti ir viens garāks vads, kas norāda uz pozitīvo piegādes pusi (anodu). SMD gaismas diodēm ir zaļa mala un dažreiz bultiņa aizmugurē, kas norāda uz zemes savienojumu (katodu). Šī diagramma parāda pareizo orientāciju katrai gaismas diodei, zemes savienojumam jābūt vērstam tajā pašā virzienā kā bultiņai.

4. solis: Aparatūra - PCB un detaļu saraksts

Shēma un PCB tika izgatavota, izmantojot bezmaksas programmatūru Cadsoft Eagle. Lejupielādējiet jaunākos dizaina failus un programmaparatūru projekta Google koda lapā. Mēs izgatavojām PCB ar Seeed Studio propagandas pakalpojumu, mūsu pasūtījuma papildu dēļi atrodas veikalā Seeed. Mēs gaidījām zaļus PCB, bet ieguvām melnu - pēdējie PCB būs sarkani.

Lai izveidotu Ziemassvētku tēmu, mēs izmantojām vias, komponentus un sietspiedi. Šis ir mūsu pirmais mēģinājums, varbūt tas kļūs par svētku tradīciju, kuru mēs gadu no gada pilnveidojam. Galīgajam PCB jābūt redzamiem sudraba vīniem uz koka, mēs tos neveidojām pietiekami lielus uz prototipa. Mēs arī noņēmām gadu, tādēļ, ja tas netiek piegādāts Ziemassvētkos, to var izmantot vēlāk.

Šī ir divu slāņu PCB ar detaļām abās pusēs. Mēs sākām no priekšpuses, lodējot lielas detaļas, piemēram, mikrokontrolleru (IC1) un slēdzi (S1), pēc tam pievienojām mazākus pasīvus, piemēram, rezistorus un kondensatorus. Akumulatora turētājs atrodas PCB aizmugurē, mēs to pielodējām pēdējā, tāpēc darba virsma palika līdzena un stabila, kamēr strādājām priekšpusē.

Ja pats lodējat PCB, pārliecinieties, vai jums ir pincete ar smailiem galiem, lai novietotu un noturētu komponentus. Jums būs nepieciešama arī plūsma, lai viss plūst, un vara dakts, lai notīrītu papildu lodēšanu. Visam pārējam mēs izmantojam Blu-Tack.

Detaļu saraksts

Vārds	Daudzums	Vērtība (lielums)
IC1	1	AVR ATtiny13A (SOIC-8)
C1	1	0.1uf kondensators (0805)
T1	1	NPN 200ma+ 100hfe+ tranzistors (SOT23)
R1	1	10 000 omu (10K) rezistors (0805)
R2-R12	10	390 omu (390R) rezistors (0805)
LED1-10	10	Dažādu krāsu gaismas diodes (0805)
S1	1	Mini taustes slēdzis (SMD)
LPTP	1	20 mm akumulatora turētājs (SMD)
ŠŪNA	1	20 mm akumulators (CR-2025)

5. solis: programmaparatūra

Programmaparatūra ir rakstīta C valodā, izmantojot atvērtā koda AVR-GCC kompilatoru ar AVRStudio. Lejupielādējiet jaunākos dizaina failus un programmaparatūru projekta Google koda lapā. Programmējiet programmaparatūru, izmantojot 6 kontaktu ISP programmēšanas galveni, izmantojot kaut ko līdzīgu STK500 vai USBtinyISP. Kā piezīmi, mēs esam patiesi satraukti par atvērtā pirmkoda kompilatora izmantošanu šim projektam.

Kad ķēdei tiek pievadīta strāva, ATtiny palaiž vienkāršu programmu, kas pulsē Ziemassvētku eglīšu gaismas. Kad programma ir pabeigta, mikroshēma guļ, līdz tā tiek atiestatīta, nospiežot pogu vai nomainot akumulatoru.

Izbalēšanas programma izmanto programmatūras impulsa platuma modulāciju, lai aptumšotu gaismas diodes. ATtiny13A ir aparatūras PWM, taču tas izvada ISP tapas, kas jau ir aizņemtas. Ir iespējams koplietot programmēšanas tapas ar citām funkcijām, ja mēs nebūtu gatavi to darīt šajā projektā.

Kad programma ir pabeigta, mikroshēma uz visiem laikiem iet gulēt. Tas atšķiras no daudzām mikrokontrolleru programmām, kuras atsāk miegu, kad tiek pārtraukta tapas maiņa. Nospiežot pogu, ATtiny tiek atiestatīts un programma sākas no jauna.

6. darbība. Tālāk

Mums ir daudz ideju nākotnes svētku kartītēm - vairāki LED kanāli, krāsu maiņas gaismas diodes, skaņa, akselerometra vadība, kapacitatīva skārienjūtīga uztveršana, LCD ekrāni, e -papīrs, svinīgi sagriezti PCB un citi. Šajā projektā mēs neizmantojām sāknēšanas programmu, bet šeit ir iespējamo iespēju apspriešana.

Ko tu darītu? Vai jums ir kādi uzlauzumi šai kartei vai idejas turpmākajām kartēm? Iegūstiet to

Seeed Studio karte ir samontēta vai komplektā. Komplektā ietilpst 0805 izmēra virsmas stiprinājuma detaļas, tas nav paredzēts visiem. Šis ir mūsu pirmais projekts, kas tiek piedāvāts kā komplekts. Mēs esam priecīgi redzēt, cik daudz cilvēku ir ieinteresēti SMD komplektā. Tas būs ļoti ierobežots brauciens, iespējams, kopā 100-200, tāpēc iegādājieties savlaicīgi!

• Izveidojiet savu karti no mūsu atvērtā pirmkoda dizaina failiem un programmaparatūras.
• Saliktā karte Seeed Studio maksā 15 USD. PCB būs sarkana. Ieprogrammēta programmaparatūra un iekļauts akumulators.
• Komplekts ir 12 USD vietnē Seeed Studio. PCB būs sarkana. Ieprogrammēta programmaparatūra un iekļauts akumulators.

Mēs vēlētos, lai pasūtījumi tiktu piegādāti Ziemassvētku laikā, taču pastāv liela iespēja, ka tas nenotiks. Seeed Studio jau strādā pie neliela karšu skaita, kam vajadzētu paātrināt piegādi. Cerams, ka viņi ieradīsies Ziemassvētkos, bet piegāde būs patiešām saspringta. Mēs publicēsim ražošanas atjauninājumus, tiklīdz tos iegūsim.

Lai sudraba, lodītes svētki!