כרטיס וקישוט חג המולד הניתן לפריצה: 6 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:18

כרטיסי חג שממצמצים ומצפצפים תמיד ריתקו אותנו. זוהי גרסת ה- DIY שלנו הניתנת לפריצה העשויה ATTiny13A וכמה נוריות - לחץ על הכפתור כדי להציג מופע אור קצר בעץ. אנו שולחים אותם לחברים ולמשפחה השנה. זו מתנה בעבודת יד, ניתנת לפריצה, והיה המון כיף לבנות אותה. מדריך זה מסביר את העיצוב שלנו, ואז תוכל לתפוס את קבצי הקוד הפתוח ולבנות משלך.

הכרטיס הוא גם מחווה לערכת הקישוט המהבהבת של עץ חג המולד של ולמן, והתייחסות קיט-ביז להבטחת Adafruit. (הידעת שלוולמן יש ערכת שעון של ניקסי? באמת!)

אתה יכול לקנות עותק של הכרטיס שלנו ב Seeed Studio. כרטיסים מורכבים הם ($ 15), וערכה עבור הלחמים הרפתקנים היא $ 12. תוכל גם לראות מאמר זה עם העיצוב המקורי ב- DangerousPrototypes.com.

שלב 1: חומרה - ATtiny13A

הסכימה וה- PCB נעשו עם גרסת התוכנה החופשית של Cadsoft Eagle. הורד את קובצי העיצוב והקושחה העדכניים ביותר בדף קוד Google של הפרויקט.

AVR ATTINY-13A

מיקרו -בקר ATMEL ATtiny13A קטן (IC1) הוא מוח המעגל. סיכה אחת (PWM) מהבהבת את האורות, רוב הפינים האחרים משמשים לתכנות והספק. אתה יכול לקבל אפקטים דומים עם טיימר 555 או רכיבים נפרדים, אך המטרה שלנו היא ללמוד על משפחה חדשה של מיקרו -בקר ולעשות משהו קל לפריצה.

ה- ATtiny זקוק לנגד משיכה של 10K (R1) כדי להחזיק את סיכת האיפוס גבוהה, מתג מיני מישוש (S1) מאפס את ה- ATtiny על ידי חיבור זמני של סיכת האיפוס לקרקע. קבל 0.1uF (C1) מנתק את השבב מאספקת החשמל.

שלב 2: חומרה - תכנות וסוללה

בקרי מיקרו ATtiny מתוכנתים באמצעות חיבור של שישה פינים בתכנות מערכת (ISP). כותרת ספק האינטרנט מכוונת לחלק האחורי של הכרטיס. עשינו בדיקת תכנות כדי להימנע מהלחמת כותרת סיכה על הלוח.

החשמל מסופק על ידי תא מטבע ליתיום בגודל 3 וולט (20 מ מ) (BAT1) בחלק האחורי של הלוח המודרני. המחזיק צריך לעבוד עם תאי מטבע 2025 או 2032. ATtiny יעבוד בטווח של מתח, עד 1.8 וולט.

שלב 3: חומרה - נוריות עץ

נוריות עץ

אורות עץ חג המולד הזעירים והמנצנצים שלנו הם 0805 נוריות על פני השטח (LED1-10). לכל LED יש נגד הגבלת זרם (R3-12). השתמשנו בנגדים של 390ohm, במשך כ -3mA ב -3 וולט, וב- 8mA ב -5 וולט במהלך הפיתוח. כל 10 הנורות יחד משתמשות בכ- 30mA כאשר הן מופעלות על ידי הסוללה.

30mA הוא יותר מדי זרם מכדי לקבל מקור או לשקוע על סיכות ATtiny. במקום זאת, טרנזיסטור NPN (T1) מחליף את חיבור הקרקע של נוריות הלדים. טרנזיסטורים דורשים גם נגד בסיס (R2) כדי להגביל את כמות הזרם שנמשך מהפין של המיקרו -בקר. יש לחבר נוריות נוריות בכיוון הנכון, אחרת הן לא נדלקות. לד נוריות בדרך כלל יש להוביל אחד ארוך יותר המציין את צד ההיצע החיובי (אנודה). לנורות SMD יש קצה ירוק, ולפעמים חץ מאחור, כדי להצביע על חיבור הקרקע (קתודה). תרשים זה מציג את הכיוון הנכון עבור כל LED, חיבור הקרקע צריך להצביע באותו כיוון כמו החץ.

שלב 4: חומרה - PCB ורשימת חלקים

הסכימה וה- PCB נעשו עם גרסת התוכנה החופשית של Cadsoft Eagle. הורד את קובצי העיצוב והקושחה העדכניים ביותר בדף קוד Google של הפרויקט. הכנו את ה- PCB עם שירות התעמולה של Seeed Studio, הלוחות הנוספים מההזמנה שלנו נמצאים בחנות Seeed. ציפינו ל- PCB ירוק, אבל קיבלנו שחור - ה- PCB הסופי יהיה אדום.

השתמשנו ב- vias, רכיבים ומסך המשי ליצירת נושא חג המולד. זהו הניסיון הראשון שלנו, אולי זה יהפוך למסורת חג שאנו משפרים אותה משנה לשנה. ה- PCB הסופי צריך שיהיו לו ויאסות כסף ניראות על העץ, לא עשינו אותן מספיק גדולות על אב הטיפוס. הסרנו גם את השנה, כך שאם היא לא נמסרה בזמן לחג המולד ניתן להשתמש בה שוב מאוחר יותר.

זהו PCB דו-שכבתי עם חלקים משני הצדדים. התחלנו מלפנים, הלחמנו חלקים גדולים כמו המיקרו -בקר (IC1) והמתג (S1), ואז הוספנו פסיבים קטנים יותר כמו נגדים וקבלים. מחזיק הסוללות הולך בחלק האחורי של הלוח הלוח, הלחמנו אותו לאחרונה כך שמשטח העבודה נשאר שטוח ויציב בזמן שעבדנו בחזית.

אם אתה הלחמה את ה- PCB בעצמך, ודא שיש לך פינצטה עם קצוות מחודדים למקם והחזקת רכיבים. תצטרך גם שטף כדי שהכל יזרום, ופתיל נחושת כדי לנקות כל הלחמה נוספת. אנו משתמשים ב- Blu-Tack לכל דבר אחר.

רשימת חלקים

שֵׁם	כַּמוּת	ערך (גודל)
IC1	1	AVR ATtiny13A (SOIC-8)
C1	1	קבלים 0.1uf (0805)
T1	1	NPN 200ma+ 100hfe+ טרנזיסטור (SOT23)
R1	1	נגד של 10, 000 אוהם (10K) (0805)
R2-R12	10	נגד 390 אוהם (390R) (0805)
LED1-10	10	נוריות, בצבעים שונים (0805)
S1	1	מתג מיני מישוש (SMD)
עטלף	1	מחזיק סוללה 20 מ"מ (SMD)
תָא	1	סוללת 20 מ"מ (CR-2025)

שלב 5: קושחה

הקושחה כתובה ב- C באמצעות מהדר AVR-GCC בקוד פתוח עם AVRStudio. הורד את קובצי העיצוב והקושחה העדכניים ביותר בדף קוד Google של הפרויקט. תכנת את הקושחה באמצעות כותרת התכנות של ISP 6pin עם משהו כמו STK500 או USBtinyISP. הערה צדדית, אנו ממש נרגשים משימוש בקומפיילר של קוד פתוח לפרויקט זה.

כאשר מופעל כוח למעגל, ה- ATtiny מריץ תוכנית פשוטה שמפעילה את אורות עץ חג המולד. עם סיום התוכנית, השבב ישן עד לאיפוסו על ידי לחיצה על לחצן או החלפת סוללה.

התוכנית דוהה משתמשת באפנון רוחב דופק תוכנה כדי לעמעם את הלדים. ל- ATtiny13A יש PWM חומרה, אך הוא פלט על פיני ספק האינטרנט שכבר תפוסים. אפשר לשתף סיכות תכנות עם פונקציות אחרות, אם לא היינו מוכנים לעשות את זה בפרויקט הזה.

כאשר התוכנית מסתיימת, השבב פשוט הולך לישון לנצח. זה שונה מתוכניות מיקרו -בקר רבות המתחדשות מהשינה בהפרעה לשינוי סיכה. לחיצה על כפתור מאפסת את ה- ATtiny ומתחילה את התוכנית שוב.

שלב 6: לקחת את זה הלאה

יש לנו הרבה רעיונות לכרטיסי חג עתידיים - ערוצי LED מרובים, נוריות LED שמשנות צבע, צליל, בקרת מד תאוצה, חישת מגע קיבולית, מסכי LCD, מסמכים, מחשבי PCB בחיתוך חגיגי ועוד. לא השתמשנו במטען אתחול בפרויקט זה, אך להלן דיון באפשרויות אפשריות.

מה היית עושה? האם יש לך פריצות לכרטיס זה, או רעיונות לכרטיסים עתידיים? קנה אחד

כרטיס ה- Seeed Studio מורכב, או כערכה. הערכה כוללת חלקי הר משטח בגודל 0805, זה לא מתאים לכולם. זהו הפרויקט הראשון שלנו המוצע כערכה, אנו נרגשים לראות כמה אנשים מעוניינים בערכת SMD. זו תהיה ריצה מוגבלת מאוד, כנראה 100-200 בסך הכל, אז קנה את שלך מוקדם!

• בנה כרטיס משלך מתוך קבצי העיצוב והקושחה שלנו בקוד פתוח.
• כרטיס מורכב הוא $ 15 ב Seeed Studio. ה- PCB יהיה אדום. קושחה מתוכנתת וסוללה כלולה.
• ערכה היא $ 12 ב Seeed Studio. ה- PCB יהיה אדום. קושחה מתוכנתת וסוללה כלולה.

אנו רוצים שההזמנות יימסרו בזמן לקראת חג המולד, אך יש סיכוי משמעותי שאולי לא יקרה. Seeed Studio כבר עובד על מספר קטן של כרטיסים, זה אמור לעזור להאיץ את המסירה. אני מקווה שהם יגיעו בזמן לחג המולד, אבל המשלוח יהיה ממש הדוק. אנו נפרסם עדכוני ייצור ככל שנשיג אותם.

שיהיה חג כסוף והלחמתי!