Darček pre DPS na vianočný stromček: 7 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:55

Bolo to v polovici septembra, keď som chcel urobiť zábavný malý projekt. Pretože sa blížili Vianoce a ja som chcel rodine darovať nejaké domáce darčeky, rozhodol som sa urobiť vianočný stromček.

Vianočný stromček by mal:

- musí byť energeticky účinný

- nesmie byť väčší ako 10*10 cm

- programovateľný

- musí mať základňu, kde je umiestnená batéria

- musí mať viac ako 1 režim prevádzky

DPS som navrhol v Altium Designer, vytlačil DPS na JLC, naprogramoval mikrokontrolér atmel v Atmel Studio 7.0 a navrhol 3D model v SolidWorks.

Krok 1: Plán

Mojím plánom je navrhnúť 2 dosky vo forme vianočného stromčeka.

Predtým, ako som začal pracovať na schémach, som si vybral mikrokontrolér, napájanie, ovládače LED …

Na mikrokontrolér som použil ATTINY85-20SU kvôli jeho jednoduchosti (8 pinov).

Na napájanie mikrokontrolérov a LED som zvolil 3 batérie AA.

Na prepnutie LED som vybral mosfety SI1012CR-T1-GE3.

Krok 2: Navrhovanie DPS

Najprv som urobil schému a potom rozloženie DPS.

Keď som si vybral mikrokontrolér, pozrel som sa na technický list ovládača a vývod. Mikrokontrolér musel mať režim spánku a najmenej 4 I/O piny pre 3 mosfety, jeden pre každú farbu (červenú, žltú, zelenú) a tlačidlo. Attiny85 bol perfektný.

Pin1 (RESET) - je resetovací kolík, kde som pripojil odpor 10 kOhmPULL UP (balenie 1206)

Pin2 - tento kolík som použil na tlačidlo, zakaždým, keď som stlačil tlačidlo, kolík sa vytiahol na zem (preto som tento kolík naprogramoval ako vstup a použil vnútorné PULL UP)

Pin3 - v SCH1 som tento pin pripojil na hlavičku, ale nepoužil som ho.

Pin4 - uzemnenie

Pin5 (MOSI) - ide k bráne mosfetu Q3 pre žlté LED diódy

Pin6 (MISO) - je pripojený k bráne mosfetu Q2 pre zelené LED diódy

Pin7 (CLK) - pripojený k bráne mosfetu Q1 pre červené LED diódy

Pin8 - Vcc

Dátový list mosfetu:

Na jednom mosfete je 12 LED (celkový príkon na 1 mosfet: P = I*U, P = 20mA*4,5V = 90mW)

Tiež som pridal 6 priechodiek (2,54 mm od seba na programovanie (záhlavie 4 a záhlavie 2 na SCH)).

Po SCH som pokračoval v usporiadaní tabule. Vystrihol som tvar vianočného stromčeka a potom som rozložil komponenty.

Na stabilizáciu vstupného napätia som pridal dva oddeľovacie kondenzátory 100 pF a 10uF.

Rezistor 100 kOhm, ktorý je v SCH, som nepoužil.

Pridal som súbory gerber pre obe PCB.

Krok 3: Spájkovanie

Použil som starú spájkovačku, ktorú som mal položenú okolo.

Najprv som spájkoval všetky súčasti smd, potom všetky súčasti priechodných otvorov.

Po spájkovaní nastal čas zábavného programovania: D

Krok 4: Programovanie

Na programovanie som použil AVRISP mk2.

Pretože na napájanie mikrokontroléra a programátora potrebujete externý zdroj napájania, pripojil som 5v a GND od Arduino Mega len kvôli napájaniu. Potom som pripojil programátor k mojej programovateľnej doske, kde som sa pripojil:

1 pin (RESET) na RESET

4 kolíky (GND) na GND

5 pinový (MOSI) na MOSI

6 pinový (MISO) na MISO

7 pin (CLK) na CLK

8 pinov (Vcc) na Vcc

Priložil som kód programu.

V kóde som implementoval ovládanie pwm, režim spánku, prerušenia …

V prvom režime len blikajú všetky LED diódy, v druhom režime som použil pwm na zmenu jasu (stačí ho trochu vyladiť, aby bol plynulejší, tretí režim iba zapína a vypína LED v krokoch, štvrtý režim je len bláznivé blikanie (používal som funkciu pwm ako v druhom režime) tomu hovorím režim „funky“: D

Po stlačení tlačidla sa spustí časovač, ktorý počíta 5 minút a potom sa vráti do režimu spánku (v režime spánku je spotreba energie približne 2 až 6 uA)

POZOR!!!

Predtým, ako pomocou tohto programu naprogramujete zariadenie attiny85, musíte vypnúť poistku 8 MHz. pretože ak nie, váš attiny85 bude fungovať iba na 1 MHz

Krok 5: Zoznam komponentov

Objednal som si komponenty na vianočný stromček 12 Pridal som súbor komponentov, ktoré som objednal od Farnell a Mouser, ďalšie komponenty som objednal z aliexpress:

- LED diódy

- protoype PCB

- Ženské hlavičky

- Mužské pravé uhlové hlavičky

- tlačidlá

- vypínač ON/OFF

Amazon.de:

- batéria

Krok 6: 3D modelovanie

Nebudem popisovať, ako som navrhol 3d model pre základňu, ale ak chcete, môžete mi napísať správu a ja vám pošlem súbory.

Urobil som nejaký otvor pre vypínač/tlačidlo a tlačidlo.

Najprv som spájkoval niektoré drôty na tlačidle a prepínači, potom som ich umiestnil a zalepil za tepla z vnútornej strany základne, potom som vystrihol dosky perf a spojil som ženské konektory a vodiče k sebe a zalepil všetko vnútri základne..

Krok 7: Zhrnutie

Hlavným účelom tohto projektu bolo, že som chcel prekvapiť svoju rodinu niečím domácim, čo bola motivácia, ktorá mi pomohla dokončiť to.

Osobitné poďakovanie patrí mojim priateľom, ktorí mi s týmto projektom pomohli.

Pridal som súbor programu Excel, kde som vypočítal, ako dlho vydrží batéria (v ideálnych podmienkach).

Ak máte akékoľvek otázky, zanechajte komentár.