PCB darilo za božično drevo: 7 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:02

Bilo je sredi septembra, ko sem želel narediti zabaven majhen projekt. Ker se je bližal božič in sem želel svoji družini podariti nekaj domačih daril, sem se odločil za božično drevo.

Božično drevo mora:

- mora biti energetsko učinkovit

- ne sme biti večja od 10*10 cm

- programabilno

- mora imeti podlago, kamor je vstavljena baterija

- mora imeti več kot 1 način delovanja

Oblikoval sem tiskano vezje v Altium Designerju, natisnil tiskane vezje na JLC, programiral mikrokontroler atmel v Atmel Studio 7.0 in oblikoval 3d model v SolidWorksu.

1. korak: Načrt

Moj načrt je oblikovati 2 pcb v obliki božičnega drevesa.

Preden sem začel delati na shemah, sem izbral mikrokrmilnik, napajalnik, LED gonilnike …

Za mikrokrmilnik sem uporabil ATTINY85-20SU zaradi njegove preprostosti (8 zatičev).

Za napajanje mikrokrmilnikov in LED sem izbral 3 AA baterije.

Za preklop LED sem izbral MOSFET SI1012CR-T1-GE3.

2. korak: Oblikovanje tiskanega vezja

Najprej sem naredil shemo, nato postavitev tiskanega vezja.

Ko sem izbral mikrokrmilnik, sem si ogledal podatkovni list krmilnika in izpis. Mikrokrmilnik je moral imeti način mirovanja in vsaj 4 V/I nožice za 3 MOSF, enega za vsako barvo (rdečo, rumeno, zeleno) in gumb. Attiny85 je bil popoln.

Pin1 (RESET) - ponastavljen pin, kjer sem priključil upor 10 kOhmPULL UP (paket 1206)

Pin2 - ta pin sem uporabil za potisni gumb, vsakič, ko sem pritisnil gumb, se je zatič spustil na tla (zato sem ta pin programiral kot vhod in uporabil notranji PULL UP)

Pin3 - v SCH1 sem ta pin priključil na moško glavo, vendar ga nisem uporabil.

Pin4 - Ozemljitev

Pin5 (MOSI) - gre za vrata mosfeta Q3 za rumene LED diode

Pin6 (MISO) - je povezan z vrati mosfeta Q2 za zelene LED diode

Pin7 (CLK) - povezan z vrati mosfeta Q1 za rdeče lučke

Pin8 - Vcc

Podatkovni list MOSFET -a:

Na enem MOSFT je 12 LED (skupna poraba energije za 1 MOSFET: P = I*U, P = 20mA*4.5V = 90mW)

Dodal sem tudi 6 vias (2,54 mm drug od drugega za programiranje (glava 4 in glava 2 na SCH)).

Po SCH sem nadaljeval z urejanjem deske. Izrezal sem obliko božičnega drevesa in nato položil komponente.

Za stabilizacijo vhodne napetosti sem dodal dva ločena kondenzatorja 100pF in 10uF.

Upor 100 kOhm, ki je v SCH, nisem uporabljal.

Za obe PCB sem dodal datoteke gerber.

Korak: Spajkanje

Uporabil sem star spajkalnik, ki sem ga imel naokoli.

Najprej sem spajkal vse komponente smd, nato vse komponente skozi luknje.

Po spajkanju je bil čas za zabavno programiranje: D

4. korak: Programiranje

Za programiranje sem uporabil AVRISP mk2.

Ker potrebujete zunanji napajalnik za napajanje mikrokrmilnika in programerja, sem priključil 5v in gnd iz Arduino Mega samo za napajanje. Nato sem priključil programator na svoj programabilni tiskalnik, kamor sem priključil:

1 pin (RESET) za RESET

4 pina (GND) v GND

5 -polni (MOSI) v MOSI

6 -polni (MISO) na MISO

7 -polni (CLK) do CLK

8 pin (Vcc) v Vcc

Priložil sem programsko kodo.

Kodo, ki sem jo uvedel, nadzor pwm, način mirovanja, prekinitve …

Prvi način samo utripa z vsemi LED diodami, v drugem načinu sem za spreminjanje svetlosti uporabil pwm (samo malo moram prilagoditi, da bo bolj tekoč, tretji način je le vklop in izklop LED v korakih, četrti način je samo noro utripanje (uporabil sem funkcijo pwm kot v drugem načinu), temu pravim "funky" način: D

Ko pritisnete gumb, se zažene časovnik, ki šteje 5 minut in se nato vrne v način mirovanja (v načinu mirovanja je poraba energije 2-6 uA)

OPOZORILO!!!

Preden programirate svoj attiny85 s tem programom, morate onemogočiti varovalko 8 Mhz. ker če ne, bo vaš attiny85 deloval le pri 1 Mhz

5. korak: Seznam komponent

Naročil sem komponente za 12 božično drevo in dodal datoteko komponent, ki sem jih naročil pri Farnellu in Mouserju, ostale komponente, ki sem jih naročil pri aliexpressu:

- LED diode

- PCB prototipa

- Ženske glave

- Moške glave pod pravim kotom

- Potisni gumbi

- Stikalo za vklop/izklop

Amazon.de:

- baterija

6. korak: 3D modeliranje

Ne bom opisal, kako sem oblikoval 3d model za bazo, če pa želite, mi lahko pišete na PM in pošljem vam datoteke.

Odprl sem stikalo za vklop/izklop in gumb.

Najprej sem na gumb in stikalo spajkal nekaj žic, nato sem jih postavil in jih vroče zlepil z notranje strani podstavka, nato sem izrezal perf plošče ter spajal ženske vmesnike in žice ter vroče zlepil vse znotraj podnožja.

7. korak: Povzetek

Glavni namen tega projekta je bil, da sem hotel družino presenetiti z nečim domačim, kar mi je pomagalo, da sem ga dokončal.

Posebna zahvala prijateljem, ki so mi pomagali pri tem projektu.

Dodal sem datoteko excel, kjer sem izračunal, kako dolgo bo baterija zdržala (v idealnih pogojih).

Če imate kakršna koli vprašanja, pustite komentar.