Arborele de Crăciun Deschis: 5 pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:45

Crăciunul este în jurul nostru, practic tot anul.:)

Dar, dacă doriți să fiți pregătiți când vine ziua cea mare, puteți urma aceste instrucțiuni și vă puteți surprinde pe cei dragi cu un mic aparat electric frumos.

Arborele de Crăciun Deschis este un mic proiect care merge cu mult înapoi în timp, până acolo unde eram încă la școală, iar profesorul meu de electricitate mi-a sugerat să creeze un mic PCB în formă de copac de Crăciun (făcut manual) cu un contor binar IC și câteva LED-uri. A fost distractiv și, dacă v-ați proiectat corect PCB-urile, LED-urile dvs. clipeau „aleatoriu” în jurul copacului, dar acest lucru a devenit plictisitor după un timp, pentru că, de fapt, nu era deloc întâmplător.

După mulți ani, am decis să revăd acest circuit vechi și să creez unul mai bun, cu PCB produs profesional, un temporizator 555 (pentru semnal de ceas) și un contor de deceniu CD4026, driver LED cu 7 segmente. și, pe măsură ce am început să adun copacii, am avut ideea de a muta acest lucru și mai departe și de a crea un copac intermitent, care să poată fi programat după inimile voastre.

Așa am ajuns aici.

Iată acum instrucțiunile pentru a crea propriul dvs. arbore de Crăciun programabil, bazat pe Atmel ATTiny84A, pe care îl puteți actualiza cu o placă simplă Arduino UNO ca programator SPI. (dar nu vă faceți griji, am scris deja un cod mic, cu 8 modele diferite care clipesc pe care le puteți descărca aici.)

Pasul 1: Să luăm tehnică

Circuitul este alimentat de o baterie standard de 9 V (E Block, cred).

Dar iată priza: cipul Atmel poate lua doar tensiuni de intrare de până la 5,5 V.

Deci, mai întâi avem nevoie de un regulator de tensiune, obținându-ne un 5 V sigur de la intrarea de 9 V. Piesa pe care am proiectat-o aici poate furniza până la 150 mA, ceea ce este mai mult decât suficient. Testele mele arată că circuitul final nu durează deloc peste 30 mA. (cu LED-uri mici de 3 mm)

După unele condensatoare tampon, acum putem folosi în siguranță cipul ATTiny.

După cum puteți vedea, nu toate picioarele sale sunt populate, dar hei, este un cip ieftin, putem scăpa de asta. Trebuie doar să folosim 7 picioare pentru LED-uri și una pentru butonul care schimbă modurile intermitente și baza de timp. (sau orice altceva îl programezi!) De asemenea, ai putea să-l faci cu ATTiny44 și probabil cu 24, dar diferența de preț este de aproximativ 10 cenți și astfel vei avea 8 K Flash pentru a-ți stoca programul.

Pentru a face acest lucru cu adevărat deschis, am direcționat picioarele de reprogramare SPI ale cipului sub butonul SW1 (desemnat ca ISP pentru „în programarea sistemului”), deci tot ce aveți nevoie sunt 4 pini de 0,1 inch, lipiți împreună (bebeluș pat de unghii:)) și un programator SPI (ca un Arduino Uno) pentru a vă prinde propriul cod minunat pe copac.

Fiecare LED are propriul rezistor de limitare a curentului de 1 K Ohm pentru a le menține în siguranță, dar dacă intenționați să utilizați LED-uri diferite, vă recomandăm să vă gândiți la această valoare.

Îmi pare rău pentru comutatorul de alimentare S1, știu că unora nu le va plăcea, dar aceasta este o parte ieftină, pe care pur și simplu o am în jur. Ați putea face mici liniuțe în PCB sau puteți tăia cei doi pini mici de sub comutator, dar nu am făcut nimic din asta. Cred că comutatorul poate fi lipit foarte bine și va sta puternic într-un unghi, de asemenea, face comutarea mai confortabilă în cele din urmă.

De asemenea, am realizat un mic suport de imprimat 3D pentru copac, tocmai pentru a opri căderea acestuia odată ce bateria este conectată. Cu suportul, greutatea bateriei ține întreg arborele pe verticală.

Pasul 2: Lucruri necesare

O fabricație de PCB. Știu că sună greu, dar astăzi avem un ton de companii bune și ieftine din care să alegem. Eu personal folosesc JLCPCB, deoarece calitatea plăcii este foarte bună și sunt ieftine. Puteți primi 10 dintre aceste plăci livrate acasă pentru mai puțin de 10 dolari. Dar, desigur, puteți folosi orice producător doriți. Descărcați fișierele Gerber atașate și trimiteți-le pentru fabricare. (Am exportat și am încărcat și un format de fișier Altium, în cazul în care doriți să modificați mai întâi arborele)

Abilități de lipit. Lucrul cu piese SMD poate fi frustrant, dar cu puțin flux și practică, plăcile dvs. vor arăta mai bine decât orice gadget produs în masă.

Programarea unui microcontroler AVR. Folosesc un Arduino UNO pentru asta. Există o instrucțiune extraordinară despre acest proces. Dacă faceți acest lucru, arborele NU va funcționa. Setați-l să mapeze în sensul acelor de ceasornic!

Micro controler Atmel ATTiny84A.

Regulator de putere Toshiba TA78L05F (TE12L, F)

Capac SMD 1206. cu capacitate de 1 u F.

Capac SMD 1206. cu 0,33 u F capacitate

Capac SMD 1206. cu o capacitate de 10 u F.

Rezistor SMD 1206 1 K Ohm (7 dintre ele)

Rezistor SMD 1206 10 K Ohm

LED-uri THT (7 dintre ele). Am folosit 3 mm 2 m A

un buton C&K (PTS645SK43SMTR92LFS), dar orice buton cu o amprentă de 6mm * 6mm ar trebui să facă

un comutator principal de alimentare (AYZ0102AGRLC)

Terminal baterie 9V

Atașat puteți găsi o foaie Excel cu nota de material (BOM) unde am legat în majoritatea părților de pe magazinul web TME. EU, dar, desigur, puteți utiliza orice furnizor și faceți atât timp cât funcția și amprenta sunt OK.

Pasul 3: Construind totul împreună

Odată ce ai totul în mână (placa fabricată, toate piesele, lipitorul tău și poate niște tee) poți începe cu aplicarea unui flux la amprenta microcontrolerelor de pe PCB.

De obicei, am lipit ATTiny mai întâi, deoarece este mai ușor să lucrați cu el în timp ce aveți spațiu pe tablă.

Apoi lipiți toate componentele mici de pe. Rezistoare, condensatoare și în cele din urmă regulatorul. (dacă le așezați și le țineți apăsate cu vârful pensetei, le puteți fixa cu un pic de lipit pe vârful fierului de călcat. Acest lucru ar trebui să le mențină în poziție până când faceți cealaltă parte corect, apoi reveniți la prima parte pentru a termina treaba)

Apoi adăugați butonul și comutatorul.

Acum puneți PCB pe ceva care îl va ține deasupra mesei. Aproximativ 10 mm ar trebui să fie OK, dar depinde de cât timp ați dori să fie cablurile dvs. LED. (Îmi folosesc tăietorul lateral ca suport)

Introduceți LED-urile din partea din spate a PCB-ului și lipiți-le cu grijă pe cealaltă parte. Asigurați-vă că nu se îndoaie în nicio direcție și aveți grijă și de polaritate.

În cele din urmă, tăiați conectorul bateriei de 9V la aproximativ 40-50 mm și lipiți-l. Mai întâi asigurați-vă că le aveți în mod corect, atât în ceea ce privește polaritatea, cât și ca bateria să poată fi conectată fără a tensiona cablurile.

Bună treabă! Folosește-ți ceașca de tricou acum, ai câștigat-o!

Apoi, configurați programatorul SPI și conectați-l la cei 4 pini de deasupra microcontrolerului.

Acum puteți alimenta arborele de la o baterie de 9V, dar asigurați-vă că conectați cablul de masă al programatorului și placa. Doar fixați GND-ul programatorului dvs. pe unul dintre cablurile negative ale LED-ului.

Am marcat plăcuțele programatorului cu numere de pin, dar acest lucru vă poate ajuta cu conexiunea:

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

Descărcați fișierul INO de aici și utilizați ID-ul dvs. Arduino (sau convertiți-l în orice doriți și folosiți-l cu diferiți programatori) pentru a bloca controlerul.

Nu uitați să setați opțiunea din Arduino IDE la „Burn bootloader”. Acest lucru este necesar pentru ca ATTiny să funcționeze pe 8 Mhz. Dacă acest lucru nu se face, arborele Xmass va clipi foarte încet, dar nu vă faceți griji, puteți oricând să intrați și să o faceți din nou.

Trebuie să recunosc, programarea arborelui cu 4 pini lipiți împreună nu este un lucru ușor de făcut, dar țineți cont de el, cu puțină practică, vă puteți reprograma arborele ori de câte ori doriți.

De îndată ce programarea este terminată, Arborele dvs. de Crăciun ar trebui să înceapă să clipească în primul mod programat. (clipire aleatorie)

Buna treaba! Felicitări! Acum aveți propriul copac deschis de Crăciun cu care să vă jucați! Și nu uitați să vă terminați și tee-ul.

Pasul 4: Manual de utilizare

Iată ce ar trebui să obțineți în cele din urmă:

După ce ați conectat bateria de 9 V, arborele Xmass poate fi activat cu comutatorul glisant S1.

Va începe în primul mod intermitent, și anume intermitent aleatoriu.

Pentru a-l opri din nou, trebuie doar să inversați comutatorul S1.

Prin apăsarea scurtă a butonului SW1 din partea de sus, puteți comuta între aceste moduri presetate:

1 - Clipește aleatoriu 2 - Cerc cu LED-uri de comutare 3 - Cerc cu LED-uri rămase aprinse și înapoi 4 - Cerc cu LED-uri rămase aprinse 5 - Șerpuire în jurul copacului 6 - Knight Rider:) 7 - Lumină cu LED-uri de comutare8 - Lumină cu LED-uri rămase aprinse

Apăsând butonul SW1 mai mult timp de 2 secunde, intrați în modul de schimbare a bazei de timp.

Aici puteți seta timpul între clipiri. Puteți vedea că ați intrat în acest mod, când doar 1 LED clipește. Fiecare LED reprezintă un timp de întârziere diferit:

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

Puteți merge mai departe în setarea timpului apăsând scurt butonul SW1.

După ce ați selectat timpul de întârziere pe care doriți să îl aveți, apăsați și țineți apăsat butonul SW1 mai mult de 2 secunde. După aceea, arborele va reveni la ultimul mod de funcționare cu noua bază de timp setată.

Pasul 5: Unde mergem acum?

Totul depinde de tine!

Luați fișierul INO și adăugați noi moduri de clipire sau funcții noi.

Ați putea încerca să faceți o gestionare fină a timpului pulsului, să diminuați LED-urile sau să construiți un joc folosind butonul sau să faceți ceea ce vă vine în minte!

Luați hardware-ul și reproiectați-l. Adăugați un buzzer pentru a reda melodii de Crăciun îngrozitor de enervante. Dispuneți mai multe LED-uri (există întotdeauna loc pentru alte LED-uri).

Și dacă credeți că creația dvs. merită împărtășită, vă rugăm să faceți!

Nu uitați că acesta este The Open Xmass Tree, așa că lăsați-l pe toți să se bucure de el!:)