Odprto božično drevo: 5 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:06

Božič je povsod okoli nas, v bistvu vse leto.:)

Če pa bi radi bili pripravljeni na veliki dan, lahko sledite tem navodilom in svoje ljubljene presenetite z lepim malim električnim pripomočkom.

Odprto božično drevo je majhen projekt, ki sega daleč v preteklost, tja, kjer sem bil še v šoli, moj učitelj elektrotehnike pa je predlagal, da bi ustvarili majhno božično vezje v obliki božičnega drevesa (ročno izdelano) z binarnim števcem IC in nekaj LED. Bilo je zabavno in če ste pravilno oblikovali tiskano vezje, so vaše LED diode "naključno" utripale okoli drevesa, vendar je to čez nekaj časa postalo dolgočasno, ker res sploh ni bilo naključno.

Po dolgih letih sem se odločil, da si ponovno ogledam to staro vezje in ustvarim boljšega s profesionalno izdelano tiskano vezje, časovnikom 555 (za signal ure) in števcem desetletij CD4026, gonilnikom LED za 7 segmentov., in ko sem začel sestavljati drevesa, se mi je porodila zamisel, da bi to premaknili še dlje in ustvarili utripajoče drevo, ki ga lahko programirate po vaših željah.

Tako smo prišli sem.

Zdaj so tukaj navodila za ustvarjanje lastnega programabilnega božičnega drevesa na osnovi Atmel ATTiny84A, ki ga lahko nadgradite s preprosto ploščo Arduino UNO kot programer SPI. (vendar ne skrbite, že sem napisal lepo kodo z 8 različnimi utripajočimi vzorci, ki jih lahko prenesete tukaj.)

1. korak: Pojdimo na tehniko

Vezje napaja standardna 9 V baterija (mislim, da je blok E).

Toda tukaj je ulov: čip Atmel lahko sprejme le vhodne napetosti do 5,5 V.

Torej, najprej potrebujemo regulator napetosti, ki nam prinaša varnih 5 V z vhoda 9 V. Del, ki sem ga tukaj zasnoval, lahko napaja do 150 mA, kar je več kot dovolj. Moji testi so pokazali, da končni tokokrog v resnici sploh ne presega 30 mA. (z majhnimi 3 mm LED diodami)

Po nekaj vmesnih kondenzatorjih lahko zdaj varno uporabimo čip ATTiny.

Kot vidite, niso vse njegove noge naseljene, ampak hej, to je poceni čip, temu se lahko izognemo. Za LED diode moramo uporabiti le 7 nog in eno za gumb, ki spreminja načine utripanja in časovno osnovo. (ali karkoli že programirate!) To lahko storite tudi z ATTiny44 in verjetno tudi 24, vendar je razlika v ceni okoli 10 centov in na ta način boste imeli 8 K Flash za shranjevanje programa.

Da bi bilo to resnično odprto, sem pod gumbom SW1 (ki je označen kot ISP za "sistemsko programiranje") razčlenil noge za ponovno programiranje SPI čipa, zato potrebujete le 4 0,1-palčna zatiča, pritrjena skupaj (dojenček posteljo za nohte:)) in programer SPI (kot je Arduino Uno), da kosila svojo čudovito kodo na drevesu.

Vsaka LED ima svoj lastni upor za omejevanje toka 1 K Ohm, ki je varen, če pa nameravate uporabljati različne LED, bi morali razmisliti o tej vrednosti.

Žal mi je za stikalo za vklop S1, vem, da nekaterim ljudem to ne bo všeč, vendar je to poceni del, ki ga slučajno imam zraven. V tiskano vezje lahko naredite majhne zareze ali pa odrežete dva zatiča pod stikalom, vendar tega nisem storil. Mislim, da je stikalo lahko zelo lepo spajkano in bo stalo močno pod kotom, zaradi česar bo preklapljanje na koncu tudi bolj udobno.

Naredil sem tudi majhno stojalo za drevo, ki ga je mogoče natisniti v 3D, samo da ne bi padlo, ko je baterija priključena. S stojalom teža baterije drži celo drevo navpično.

2. korak: Potrebne stvari

Izdelava PCB. Vem, da se to sliši težko, a danes imamo na izbiro ton dobrih in poceni podjetij. Osebno uporabljam JLCPCB, ker je kakovost plošč res dobra in so poceni. 10 teh plošč lahko dostavite na dom za manj kot 10 dolarjev. Seveda lahko uporabite katerega koli proizvajalca, ki vam je všeč. Prenesite priložene datoteke Gerber in jih pošljite v izdelavo. (Prav tako sem izvozil in naložil datotečni format Altium, če želite najprej spremeniti drevo)

Spojilne sposobnosti. Delo z deli SMD je lahko frustrirajuće, toda z malo pretoka in vaje bodo vaše plošče videti bolje kot kateri koli masovno izdelan pripomoček.

Programiranje mikro krmilnika AVR. Za to uporabljam Arduino UNO. O tem postopku je veliko navodil. Https: //www.instructables.com/id/Arduino-Uno-to-Pr… Toda OPOZORILO: ta Instructible pravi, da morate preslikavo Pin nastaviti v nasprotni smeri urinega kazalca. Če to storite, drevo NE bo delovalo. Nastavite ga na zemljevid v smeri urinega kazalca!

Mikro krmilnik Atmel ATTiny84A.

Regulator moči Toshiba TA78L05F (TE12L, F)

Pokrovček SMD 1206. z zmogljivostjo 1 u F.

Pokrovček SMD 1206. z zmogljivostjo 0,33 uF

Pokrovček SMD 1206. z zmogljivostjo 10 u F.

SMD 1206 upor 1 K Ohm (7 od njih)

Upor SMD 1206 10 K Ohm

LED -diode THT (od tega 7). Uporabil sem 3 mm 2 m A

gumb C&K (PTS645SK43SMTR92LFS), vendar mora vsak gumb z odtisom 6 mm * 6 mm

glavno stikalo za vklop (AYZ0102AGRLC)

9V akumulatorski priključek

V priponki najdete Excel list z gradivom (BOM), kjer sem povezal večino delov iz spletne trgovine TME. EU, seveda pa lahko uporabite katerega koli ponudnika in naredite, dokler sta funkcija in odtis v redu.

Korak: Zgradite vse skupaj

Ko imate vse v rokah (izdelana plošča, vsi deli, vaš spajkalnik in morda kakšen t -kos), lahko začnete z nanosom nekaj toka na odtis mikro krmilnikov na tiskanem vezju.

Običajno najprej spajkam ATTiny, ker je z njim lažje delati, medtem ko imate na plošči prostor.

Nato spajkajte vse majhne komponente. Upori, kondenzatorji in na koncu regulator. (če jih položite in držite s konico pincete, jih lahko pritrdite z malo spajkanja na konici likalnika. Tako naj ostanejo na mestu, dokler ne naredite druge strani pravilno, nato pa vrnite se na prvo stran, da dokončate delo)

Nato dodajte gumb in stikalo.

Zdaj postavite tiskano vezje na nekaj, kar ga bo držalo nad mizo. Približno 10 mm bi moralo biti v redu, vendar je odvisno od tega, kako dolgo želite, da so LED vodniki dolgi. (Za podporo uporabljam bočni rezalnik)

LED diode vstavite s hrbtne strani tiskanega vezja in jih previdno spajkajte na drugo stran. Prepričajte se, da se ne upogibajo v nobeno smer in pazite tudi na polarnost.

Na koncu prerežite 9-voltne priključke akumulatorja na približno 40-50 mm in jih spajkajte. Najprej se prepričajte, da ste jih pravilno namestili, tako glede na polarnost, tako da je mogoče baterijo priključiti brez obremenitve kablov.

Odlično! Uporabi skodelico majice, zaslužil si jo!

Nato nastavite svoj SPI programer in ga povežite s 4 zatiči nad mikro krmilnikom.

Drevo lahko zdaj napajate iz 9V baterije, vendar ne pozabite priključiti ozemljitvenega kabla programatorja in plošče. GND programatorja samo pritrdite na enega od negativnih vodnikov LED.

Plošče programatorja sem označil s številkami pin, vendar vam bo to morda pomagalo pri povezavi:

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

Od tu prenesite datoteko INO in uporabite Arduino IDE (ali pa jo pretvorite v karkoli želite in jo uporabite z različnimi programerji) za utripanje krmilnika.

Ne pozabite nastaviti možnosti v Arduino IDE na "Burn bootloader". To je potrebno za nastavitev delovanja ATTiny na 8 Mhz. Če tega ne storite, bo vaše drevo Xmass zelo počasi utripalo, vendar ne skrbite, vedno lahko vstopite in ponovite.

Moram priznati, da programiranje drevesa s štirimi zatiči, lepljenimi skupaj, ni lahka stvar, vendar vztrajajte pri tem, z malo vaje lahko drevo reprogramirate kolikor pogosto želite.

Takoj, ko je programiranje končano, mora vaše božično drevo začeti utripati v prvem programiranem načinu. (naključno utripa)

Odlično opravljeno! Čestitamo! Zdaj imate svoje odprto božično drevo, s katerim se lahko igrate! In ne pozabite dokončati tudi svojega majčka.

4. korak: Uporabniški priročnik

Tukaj je tisto, kar bi morali dobiti na koncu:

Ko priključite 9 V baterijo, lahko drevo Xmass aktivirate z drsnim stikalom S1.

Začel se bo v prvem načinu utripanja, in sicer naključno utripanje.

Če ga želite znova izklopiti, samo obrnite stikalo S1.

S kratkim pritiskom na gumb SW1 na vrhu lahko preklapljate med temi prednastavljenimi načini:

1 - Naključno utripanje 2 - Krog z LED za vklop 3 - Krog z LED, ki ostanejo vklopljene in se vračajo 4 - Krog z LED, ki ostanejo prižgane 5 - Zvijanje okoli drevesa 6 - Knight Rider:)

S pritiskom na gumb SW1 za več kot 2 sekundi vstopite v način spreminjanja časovne baze.

Tu lahko nastavite čas med utripanjem. Vidite lahko, da ste vstopili v ta način, ko utripa samo ena LED. Vsaka LED predstavlja drugačen čas zakasnitve:

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

Nastavitev časa lahko premaknete naprej s kratkim pritiskom na gumb SW1.

Ko izberete čas zakasnitve, ki ga želite imeti, pritisnite in držite gumb SW1 dlje kot 2 sekundi. Po tem se bo drevo vrnilo v zadnji način delovanja z nastavljeno novo časovno osnovo.

5. korak: Kam gremo zdaj?

Vse je odvisno od vas!

Vzemite datoteko INO in dodajte nove načine utripanja ali nove funkcije.

Poskusite narediti fino upravljanje časa utripa, zatemniti LED ali z gumbom zgraditi igro ali narediti vse, kar vam pride na misel!

Vzemite strojno opremo in jo preoblikujte. Dodajte zvočni signal za predvajanje grozljivo nadležnih božičnih melodij. Postavite več LED (vedno je prostora za še nekaj LED).

In če mislite, da je vaše ustvarjanje vredno deliti, to storite!

Ne pozabite, da je to odprto drevo Xmass, zato naj vsi uživajo!:)