Det åpne juletreet: 5 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:24

Julen er rundt oss, i utgangspunktet hele året.:)

Men hvis du vil være forberedt når den store dagen kommer, kan du følge disse instruksjonene og overraske dine nærmeste med en hyggelig liten elektrisk gizmo.

The Open Xmas Tree er et lite prosjekt som går langt tilbake i tid, der jeg fortsatt var på skolen, og elektrolæreren min foreslo å lage et lite juletreformet PCB (håndlaget) med en binær teller -IC og noen lysdioder. Det var morsomt, og hvis du designet PCB -en riktig, blinket lysdiodene dine "tilfeldig" rundt treet, men dette ble kjedelig etter en stund, for det var vel egentlig ikke tilfeldig i det hele tatt.

Etter mange år bestemte jeg meg for å se denne gamle kretsen på nytt og lage en bedre, med profesjonelt produsert kretskort, en 555 timer (for klokkesignal) og en CD4026 tiårsteller, 7 segmenter LED-driver. Oppsettet ble gjort, og da jeg begynte å sette sammen trærne, hadde jeg ideen om å flytte dette enda lenger, og lage et blinkende tre, som kan programmeres til deres hjerter.

Slik kom vi hit.

Her er instruksjonene for å lage ditt eget, programmerbare juletre basert på Atmel ATTiny84A, som du kan oppgradere med et enkelt Arduino UNO -kort som SPI -programmerer. (men ikke bekymre deg, jeg har allerede skrevet en fin liten kode, med 8 forskjellige blinkende mønstre som du kan laste ned her.)

Trinn 1: La oss bli tekniske

Kretsen drives av et standard 9 V batteri (E Block, tror jeg).

Men her er fangsten: Atmel -brikken kan bare ta inngangsspenninger opp til 5,5 V.

Så først trenger vi en spenningsregulator som gir oss en trygg 5 V fra 9 V -inngangen. Delen jeg designet her kan levere opptil 150 mA, noe som er mer enn nok. Mine tester viser at den siste kretsen egentlig ikke tar over 30 mA i det hele tatt. (med små 3 mm lysdioder)

Etter noen bufferkondensatorer kan vi nå trygt bruke ATTiny -brikken.

Som du kan se, er ikke alle bena befolket, men hei, det er en billig brikke, vi kan komme unna med det. Vi trenger bare å bruke 7 ben for lysdiodene og en for knappen som endrer blinkende moduser og tidsbase. (eller hva du programmerer det til!) Du kan også få det gjort med ATTiny44 og sannsynligvis 24 også, men prisforskjellen er rundt 10 cent, og på denne måten har du 8 K Flash til å lagre programmet ditt.

For å gjøre dette virkelig åpent, har jeg rutt ut SPI-omprogrammeringsbeina på brikken under SW1-knappen (betegnet som ISP for "i systemprogrammering"), så alt du trenger er 4 0,1 tommers pinner, teipet sammen (baby seng av negler:)) og en SPI programmerer (som en Arduino Uno) til lunsj din egen fantastiske kode på treet.

Hver LED har sin egen 1 K Ohm strømbegrensende motstand for å holde dem trygge, men hvis du planlegger å bruke forskjellige lysdioder, vil du kanskje tenke på denne verdien.

Beklager S1 -strømbryteren, jeg vet at noen ikke vil like det, men dette er en billig del som jeg tilfeldigvis har rundt meg. Du kan lage små innrykk i kretskortet, eller kutte av de to små pinnene under bryteren, men jeg gjorde ikke noe av det. Jeg tror bryteren kan loddes helt fint, og den vil stå sterk i en vinkel, det gjør også byttet mer behagelig til slutt.

Jeg har også laget et 3D -utskrivbart lite stativ for treet, bare for å stoppe det fra å velte når batteriet er koblet til. Med stativet holder batteriets vekt hele treet vertikalt.

Trinn 2: Ting som trengs

En PCB -produksjon. Jeg vet at dette høres vanskelig ut, men i dag har vi en tone med gode og billige selskaper å velge mellom. Jeg bruker personlig JLCPCB fordi brettkvaliteten er veldig god og de er billige. Du kan få 10 av disse brettene levert hjem til deg for under 10 dollar. Men du kan selvfølgelig bruke hvilken som helst produsent. Last ned de vedlagte Gerber -filene og send dem til produksjon. (Jeg har også eksportert og lastet opp et Altium -filformat, hvis du først vil endre treet)

Loddeferdigheter. Å jobbe med SMD -deler kan være frustrerende, men med litt flyt og øvelse vil brettene dine se bedre ut enn noen masseprodusert gadget der ute.

Programmering av en AVR -mikrokontroller. Jeg bruker en Arduino UNO til dette. Det er en stor instruks om prosessen. Https://www.instructables.com/id/Arduino-Uno-to-Pr… MEN SE UT: denne instruksen sier at du bør sette Pin-kartlegging til mot klokken. Hvis du gjør dette vil treet IKKE fungere. Sett den til å kartlegge med klokken!

Atmel ATTiny84A mikrokontroller.

Toshiba TA78L05F (TE12L, F) effektregulator

SMD 1206 cap. med 1 u F kapasitet

SMD 1206 cap. med 0,33 u F kapasitet

SMD 1206 cap. med 10 u F kapasitet

SMD 1206 motstand 1 K Ohm (7 av dem)

SMD 1206 motstand 10 K Ohm

THT -lysdioder (7 av dem). Jeg brukte en 3 mm 2 m A

en C&K -knapp (PTS645SK43SMTR92LFS), men enhver knapp med et 6 mm * 6 mm fotavtrykk bør gjøre

en hovedstrømbryter (AYZ0102AGRLC)

9V batteripol

Vedlagt finner du et Excel -ark med materialregningen (BOM) der jeg koblet til de fleste delene fra TME. EU Webshop, men selvfølgelig kan du bruke hvilken som helst leverandør og lage så lenge funksjonen og fotavtrykket er OK.

Trinn 3: Bygg alt sammen

Når du har alt i hendene (det produserte brettet, alle delene, loddejernet ditt og kanskje noe tee) kan du begynne med å påføre litt fluss til mikrokontrollerenes fotavtrykk på kretskortet.

Jeg lodder vanligvis inn ATTiny først, fordi det er lettere å jobbe med det mens du har plass på brettet.

Deretter loddes alle de små komponentene på. Motstander, kondensatorer og til slutt regulatoren. (hvis du plasserer dem og holder dem nede med spissen av pinsetten din, kan du fikse dem med litt loddetinn på spissen av jernet ditt. Dette bør holde dem på plass til du gjør den andre siden ordentlig, og deretter kom tilbake til første side for å fullføre jobben)

Legg deretter til knappen og bryteren.

Sett nå kretskortet på noe som holder det over bordet. Rundt 10 mm burde være OK, men det avhenger av hvor lang du vil at LED -ledningene skal være. (Jeg bruker sidekutteren min som støtte)

Sett inn lysdiodene fra baksiden av kretskortet og lodd dem forsiktig inn på den andre siden. Pass på at de ikke bøyer seg i noen retning, og pass på polariteten også.

Til slutt, kutt 9V-batterikontakten til omtrent 40-50 mm og lodd dem inn. Sørg først for at du har dem riktig vei, både polaritetsmessig, og slik at batteriet kan kobles til uten å stresse kablene.

Bra jobbet! Bruk koppen din nå, du har tjent det!

Deretter konfigurerer du SPI -programmereren og kobler den til de 4 pinnene over mikrokontrolleren.

Du kan drive treet fra et 9V batteri nå, men sørg for å koble jordledningen til programmereren og kortet. Bare koble programmererens GND til en av LED -lampens negative ledning.

Jeg har merket programmeringsputene med pin -numre, men dette kan hjelpe deg med tilkoblingen:

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

Last ned INO -filen herfra og bruk Arduino IDE (eller konverter den til alt du liker og bruk den med forskjellige programmerere) for å blinke kontrolleren.

Ikke glem å sette alternativet i Arduino IDE til "Burn bootloader". Dette er nødvendig for å sette ATTiny til å fungere på 8 Mhz. Hvis dette ikke er gjort, vil Xmass -treet blinke veldig sakte, men ikke bekymre deg, du kan alltid gå inn og gjøre det igjen.

Jeg må innrømme at det ikke er lett å programmere treet med 4 pins festet sammen, men fortsett med litt øvelse kan du omprogrammere treet ditt så ofte du vil.

Så snart programmeringen er ferdig, bør juletreet begynne å blinke i den første programmerte modusen. (tilfeldig blinkende)

Flott jobb! Gratulerer! Nå har du ditt eget åpne juletre å leke med! Og ikke glem å fullføre tee også.

Trinn 4: Brukerhåndbok

Her er hva du bør få til slutt:

Etter at du har koblet til 9 V -batteriet kan Xmass -treet aktiveres med skyvebryteren S1.

Den starter i den første blinkende modusen, nemlig Tilfeldig blinking.

For å slå den av igjen, bare vend S1 -bryteren.

Ved å trykke kort på SW1 -knappen på toppen, kan du veksle mellom disse forhåndsinnstilte modusene:

1 - Tilfeldig blinking2 - Sirkel med lysdioder som bytter3 - Sirkel med lysdioder som forblir på og går tilbake4 - Sirkel med lysdioder som forblir på - Snaking rundt treet6 - Knight Rider:) 7 - Droppelys med lysdioder 8 - Droppelys med lysdioder som lyser

Ved å trykke på SW1 -knappen lenger i deretter 2 sekunder går du inn i tidsbasisendringsmodus.

Her kan du stille inn tiden mellom blinkene. Du kan se at du har gått inn i denne modusen, når bare 1 LED blinker. Hver LED representerer en annen forsinkelsestid:

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

Du kan gå fremover i tidsinnstillingen ved å trykke kort på SW1 -knappen.

Når du har valgt forsinkelsestiden du vil ha, trykker du på og holder inne SW1 -knappen i mer enn 2 sekunder. Etter det vil treet gå tilbake til siste driftsmodus med det nye tidsgrunnlaget.

Trinn 5: Hvor skal vi nå?

Det er helt opp til deg!

Ta INO -filen og legg til nye blinkmoduser eller nye funksjoner.

Du kan prøve å håndtere finpulstiden, dimme lysdiodene eller bygge et spill ved hjelp av knappen eller gjøre alt du tenker på!

Ta maskinvaren og redesign den. Legg til en summer for å spille fryktelig irriterende julemelodier. Legg ut flere lysdioder (det er alltid plass til noen flere lysdioder).

Og hvis du synes at skapelsen din er verdt å dele, vennligst gjør det!

Ikke glem at dette er The Open Xmass Tree, så la alle nyte det!:)