Otvorený vianočný stromček: 5 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:59

Vianoce sú všade okolo nás, v podstate celý rok.:)

Ak by ste ale chceli byť pripravení, keď príde veľký deň, môžete sa riadiť týmito pokynmi a prekvapiť svojich blízkych pekným malým elektrickým gizmom.

Open Xmas Tree je malý projekt, ktorý siaha ďaleko do minulosti, tam, kde som bol ešte v škole, a môj učiteľ elektriky navrhol vytvoriť malý vianočný stromček v tvare vianočného stromčeka (ručne vyrobený) s integrovaným binárnym počítadlom a niektorými diódami LED. Bola to zábava, a ak ste správne navrhli svoju DPS, LED diódy blikali „náhodne“okolo stromu, ale po chvíli to začalo byť nudné, pretože to skutočne nebolo vôbec náhodné.

Po mnohých rokoch som sa rozhodol znovu prezrieť tento starý obvod a vytvoriť lepší, s profesionálne vyrobenou doskou plošných spojov, časovačom 555 (pre hodinový signál) a počítadlom dekád CD4026, 7 segmentovým ovládačom LED. Rozloženie bolo dokončené, a keď som začal zostavovať stromy, napadlo ma to posunúť ešte ďalej a vytvoriť blikajúci strom, ktorý je možné naprogramovať tak, ako to tvrdí vaše srdce.

Takto sme sa sem dostali.

Teraz nájdete návod na vytvorenie vlastného, programovateľného vianočného stromčeka na základe Atmel ATTiny84A, ktorý môžete aktualizovať pomocou jednoduchej dosky Arduino UNO ako programátora SPI. (Ale nebojte sa, už som napísal pekný malý kód s 8 rôznymi blikajúcimi vzormi, ktoré si môžete stiahnuť tu.)

Krok 1: Začnime s technikou

Obvod je napájaný štandardnou 9 V batériou (myslím, že E Block).

Ale tu je háčik: čip Atmel môže odoberať iba vstupné napätie až do 5,5 V.

Najprv teda potrebujeme regulátor napätia, ktorý nám zaistí bezpečných 5 V z 9 V vstupu. Časť, ktorú som tu navrhol, môže dodávať až 150 mA, čo je viac ako dosť. Moje testy ukazujú, že konečný obvod v skutočnosti vôbec nepreberá viac ako 30 mA. (s malými 3mm LED diódami)

Po niektorých vyrovnávacích kondenzátoroch teraz môžeme bezpečne použiť čip ATTiny.

Ako vidíte, nie všetky nohy sú osídlené, ale hej, je to lacný čip, s tým sa dokážeme dostať. Na LED diódy potrebujeme iba 7 nožičiek a na tlačidlo, ktoré mení režimy blikania a časovú základňu, jedno.. (alebo čokoľvek to naprogramujete!) Tiež to môžete urobiť s ATTiny44 a pravdepodobne aj s 24, ale cenový rozdiel je okolo 10 centov a týmto spôsobom budete mať 8 K Flash na uloženie programu.

Aby to bolo skutočne otvorené, presmeroval som SPI re-programovacie nohy čipu pod tlačidlo SW1 (označené ako ISP pre „v programovaní systému“), takže všetko, čo potrebujete, sú 4 0,1-palcové kolíky, zlepené dohromady (dieťa) nechtová posteľ:)) a SPI programátor (ako Arduino Uno) na obed váš vlastný úžasný kód na strome.

Každá LED dióda má vlastný odpor obmedzujúci prúd 1 K Ohm, ktorý ich chráni, ale ak plánujete používať rôzne diódy LED, mali by ste o tejto hodnote premýšľať.

Ospravedlňujem sa za vypínač S1, viem, že niektorým ľuďom sa to nebude páčiť, ale je to lacná časť, ktorú mám náhodou. Môžete urobiť malé zarážky do DPS alebo odrezať dva malé kolíky spod vypínača, ale nič z toho som neurobil. Myslím, že prepínač je možné spájkovať v pohode a bude stáť pevne v uhle, čo nakoniec robí prepínanie pohodlnejším.

Vytvoril som tiež malý stojan na stromček pre 3D tlač, aby sa zabránilo spadnutiu po pripojení batérie. Vďaka stojanu hmotnosť batérie drží celý strom vertikálne.

Krok 2: Potrebné veci

Výroba DPS. Viem, že to znie tvrdo, ale dnes máme na výber množstvo dobrých a lacných spoločností. Osobne používam JLCPCB, pretože kvalita dosky je skutočne dobrá a sú lacné. 10 z týchto dosiek si môžete nechať doručiť domov za menej ako 10 dolárov. Ale samozrejme môžete použiť akéhokoľvek výrobcu, ktorý sa vám páči. Stiahnite si priložené súbory Gerber a odošlite ich na výrobu. (Tiež som exportoval a nahral formát súboru Altium, pre prípad, že by ste chceli strom najskôr upraviť)

Spájkovacie schopnosti. Práca so súčiastkami SMD môže byť frustrujúca, ale s trochou pohybu a praxe budú vaše dosky vyzerať lepšie ako všetky ostatné zariadenia vyrábané vo veľkom.

Programovanie mikrokontroléra AVR. Na to používam Arduino UNO. O tomto procese existuje veľký návod. Https://www.instructables.com/id/Arduino-Uno-to-Pr… ALE POZERAJTE: Tento návod hovorí, že by ste mali nastaviť mapovanie pinov proti smeru hodinových ručičiek. Ak to urobíte, strom NEBUDE fungovať. Nastavte ju na mapovanie v smere hodinových ručičiek!

Mikroprocesor Atmel ATTiny84A.

Regulátor výkonu Toshiba TA78L05F (TE12L, F)

SMD 1206 čiapka s kapacitou 1 uF

SMD 1206 čiapka s kapacitou 0,33 uF

SMD 1206 čiapka s kapacitou 10 uF

Rezistor SMD 1206 1 K Ohm (7 z nich)

Rezistor SMD 1206 10 K Ohm

LED diódy THT (7 z nich). Použil som 3 mm 2 m A.

tlačidlo C&K (PTS645SK43SMTR92LFS), ale akékoľvek tlačidlo so stopou 6 mm * 6 mm by malo stačiť

hlavný vypínač (AYZ0102AGRLC)

9V batériový terminál

V prílohe nájdete hárok programu Excel s kusovníkom (BOM), kde som prepojil väčšinu častí z webového obchodu TME. EU, ale samozrejme môžete použiť ktoréhokoľvek poskytovateľa a vytvoriť, pokiaľ je funkcia a stopa v poriadku.

Krok 3: Budujte to všetko spoločne

Akonáhle budete mať všetko vo svojich rukách (vyrobená doska, všetky diely, vaša spájkovačka a možno aj tričko), môžete začať s nanášaním tavidla na stopu mikrořadičov na doske plošných spojov.

ATTiny zvyčajne najskôr spájkujem, pretože sa s ním ľahšie pracuje, kým máte na doske miesto.

Potom spájkujte všetky malé súčiastky. Rezistory, kondenzátory a nakoniec regulátor. (Ak ich umiestnite a podržíte špičkou pinzety, môžete ich pripevniť trochou spájky na špičke žehličky. To by ich malo udržať na mieste, kým druhú stranu poriadne neurobíte a potom vráťte sa na prvú stranu a dokončite prácu)

Potom pridajte tlačidlo a prepínač.

Teraz dajte DPS na niečo, čo ju udrží nad stolom. Asi 10 mm by malo byť v poriadku, ale závisí to od toho, ako dlho by ste chceli LED diódy používať. (Ako podporu používam bočnú frézu)

Vložte diódy LED zo zadnej strany dosky plošných spojov a opatrne ich spájkujte na druhej strane. Uistite sa, že sa neohýbajú v žiadnom smere a dávajte tiež pozor na polaritu.

Nakoniec odstrihnite vodiče konektora 9V batérie asi na 40-50 mm a zaspájkujte ich dovnútra. Najprv sa uistite, že ich máte v správnej polohe, a to ako z hľadiska polarity, tak, aby bolo možné batériu pripojiť bez namáhania káblov.

Dobrá práca! Použite svoj pohár odpaliska teraz, máte to zarobené!

Ďalej nastavte programátor SPI a pripojte ho k 4 kolíkom nad mikrokontrolérom.

Strom môžete teraz napájať z 9V batérie, ale uistite sa, že je zapojený uzemňovací vodič vášho programátora a dosky. Jednoducho pripojte GND vášho programátora k jednému z negatívnych vodičov LED.

Pady programátora som označil číslami pinov, ale môže vám to pomôcť s pripojením:

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

Odtiaľ si stiahnite súbor INO a pomocou rozhrania Arduino IDE (alebo ho preveďte na čokoľvek, čo sa vám páči, a použite ho s rôznymi programátormi) zablikajte ovládačom.

Nezabudnite v Arduino IDE nastaviť možnosť „Burn bootloader“. To je potrebné na to, aby ATTiny fungoval na 8 MHz. Ak to neurobíte, váš strom Xmass bude blikať skutočne pomaly, ale nebojte sa, vždy môžete vstúpiť a urobiť to znova.

Musím priznať, že naprogramovanie stromu so 4 prilepenými kolíkmi nie je ľahké, ale držte sa toho, s trochou cviku môžete strom preprogramovať tak často, ako chcete.

Akonáhle je programovanie dokončené, váš vianočný stromček by mal začať blikať v prvom naprogramovanom režime. (náhodné blikanie)

Dobrá práca! Gratulujem Teraz máte vlastný otvorený vianočný strom, s ktorým sa môžete hrať! Nezabudnite tiež dokončiť svoje tričko.

Krok 4: Používateľská príručka

Tu je to, čo by ste mali dostať na koniec:

Po pripojení 9 V batérie je možné strom Xmass aktivovať posuvným spínačom S1.

Spustí sa v 1. režime blikania, a to Náhodné blikanie.

Ak ho chcete znova vypnúť, stačí prepnúť spínač S1.

Krátkym stlačením tlačidla SW1 v hornej časti môžete prepínať medzi týmito prednastavenými režimami:

1 - Náhodné blikanie2 - Kruh s prepínaním diód LED3 - Kruh s LED diódami stále svieti a vracia sa späť4 - Kruh s LED diódami zostáva zapnutý5 - Hádzanie sa okolo stromu6 - Rytier Rider:) 7 - Stlmenie svetla s prepínaním diód LED8 - Svietenie so svietením diód LED

Dlhším stlačením tlačidla SW1 na 2 sekundy sa dostanete do režimu zmeny časovej základne.

Tu môžete nastaviť čas medzi bliknutiami. Môžete vidieť, že ste sa dostali do tohto režimu, keď bliká iba 1 LED. Každá LED dióda predstavuje iný čas oneskorenia:

LED 1 - 250 ms LED 7 - 500 ms LED 6 - 750 ms LED 5 - 1 000 ms LED 4 - 100 ms LED 3 - 150 ms LED 2 - 200 ms

V nastavení času sa môžete posunúť dopredu krátkym stlačením tlačidla SW1.

Keď ste vybrali požadovaný čas oneskorenia, stlačte a podržte tlačidlo SW1 dlhšie ako 2 sekundy. Potom sa strom vráti do posledného spusteného režimu s novou nastavenou časovou základňou.

Krok 5: Kam pôjdeme teraz?

Je to všetko na tebe!

Vezmite súbor INO a pridajte nové režimy blikania alebo nové funkcie.

Môžete sa pokúsiť vykonať jemné riadenie doby pulzu, stlmiť diódy LED alebo vytvoriť hru pomocou tlačidla alebo robiť to, čo vám napadne!

Vezmite hardvér a prerobte ho. Pridajte si bzučiak a hrajte strašne otravné vianočné melódie. Rozložte viac LED diód (vždy je priestor pre ďalšie LED diódy).

A ak si myslíte, že stojí za to zdieľať váš výtvor, urobte to!

Nezabudnite, že toto je The Open Xmass Tree, tak nech sa páči všetkým!:)