Julekort og pynt som kan hackes: 6 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:26

Feriekort som blinker og piper har alltid fascinert oss. Dette er vår hackbare DIY -versjon laget med en ATtiny13A og noen få lysdioder - trykk på knappen for å spille et kort lysshow i treet. Vi sender disse til venner og familie i år. Det er en håndlaget, hackbar gave, og det var masse moro å bygge. Denne instruksen forklarer designet vårt, så kan du ta tak i åpen kildekode -filer og bygge dine egne.

Kortet er også en hyllest til Vellemans blinkende juletrepyntesett, og en kit-biz referanse til Adafruit Promise. (Visste du at Velleman har et nixie tube -klokkesett? Virkelig!)

Du kan kjøpe en kopi av kortet vårt i Seeed Studio. Monterte kort er ($ 15), og et sett for eventyrlystne loddere er $ 12. Du kan også se denne artikkelen med den originale formateringen på DangerousPrototypes.com.

Trinn 1: Maskinvare - ATtiny13A

Skjematisk og PCB ble laget med freeware -versjonen av Cadsoft Eagle. Last ned de nyeste designfilene og fastvaren på prosjektets Google Code -side.

AVR ATTINY-13A

En liten ATMEL ATtiny13A mikrokontroller (IC1) er hjernen i kretsen. En pinne (PWM) blinker lysene, de fleste andre pinnene brukes til programmering og strøm. Du kan få lignende effekter med en 555 timer eller diskrete komponenter, men målet vårt er å lære om en ny mikrokontrollerfamilie og gjøre noe enkelt å hacke.

ATtiny trenger en 10K opptrekkmotstand (R1) for å holde tilbakestillingsnålen høy, en mini taktil bryter (S1) tilbakestiller ATtiny ved midlertidig å koble tilbakestillingsnålen til bakken. En 0.1uF kondensator (C1) kobler brikken fra strømforsyningen.

Trinn 2: Maskinvare - Programmering og batteri

ATtiny mikrokontrollere er programmert gjennom en seks-pinners ISP-tilkobling (In System Programming). ISP -hodet er orientert mot baksiden av kortet. Vi lagde en programmeringsprobe for å unngå å lodde en pinneoverskrift på brettet.

Strøm leveres av en 3 volts, 20 mm litiummyntcelle (BAT1) på baksiden av kretskortet. Innehaveren bør arbeide med 2025 eller 2032 myntceller. ATtiny vil fungere over en rekke spenninger, ned til 1,8 volt.

Trinn 3: Maskinvare - Tre -lysdioder

LED -tre

Våre bittesmå, blinkende juletre lys er 0805 overflatemonterte lysdioder (LED1-10). Hver LED har en strømbegrensende motstand (R3-12). Vi brukte 390ohm motstander, for ca 3mA ved 3 volt, og 8mA ved 5 volt under utvikling. Alle 10 lysdioder bruker sammen ca 30mA når de drives av batteriet.

30mA er for mye strøm til å kilde eller synke på ATtiny -pinnene. I stedet bytter en NPN -transistor (T1) jordforbindelsen til lysdiodene. Transistorer krever også en basismotstand (R2) for å begrense hvor mye strøm som trekkes fra mikrokontrollerpinnen. LEDer må kobles til i riktig retning, ellers lyser de ikke. Gjennomgående hull-lysdioder har vanligvis en lengre ledning som indikerer den positive forsyningssiden (anoden). SMD -lysdioder har en grønn kant, og noen ganger en pil på baksiden, for å indikere jordforbindelsen (katoden). Dette diagrammet viser riktig retning for hver LED, jordforbindelsen skal peke i samme retning som pilen.

Trinn 4: Maskinvare - PCB og deleliste

Skjematisk og PCB ble laget med freeware -versjonen av Cadsoft Eagle. Last ned de nyeste designfilene og fastvaren på prosjektets Google Code -side. Vi laget kretskortene med Seeed Studios Propaganda -tjeneste, de ekstra tavlene fra bestillingen vår er i Seeed -butikken. Vi forventet grønne PCB, men ble svarte - de siste PCB -ene blir røde.

Vi brukte vias, komponenter og silkeskjermen til å lage et juletema. Dette er vårt første forsøk, kanskje det blir en høytidstradisjon som vi forbedrer år etter år. Den siste PCB -en skulle ha synlige sølv -vias på treet, vi gjorde dem ikke store nok på prototypen. Vi fjernet også året, så hvis det ikke blir levert i tide til jul, kan det brukes igjen senere.

Dette er et to-lags PCB med deler på begge sider. Vi begynte på forsiden, lodde store deler som mikrokontrolleren (IC1) og bryteren (S1), og la deretter til mindre passiver som motstander og kondensatorer. Batteriholderen går på baksiden av kretskortet, vi loddet den sist slik at arbeidsflaten holdt seg flat og stabil mens vi jobbet på forsiden.

Hvis du lodder PCB selv, må du sørge for at du har en pinsett med spisse ender for å plassere og holde komponenter. Du trenger også fluks for å få alt til å flyte, og kobbervei for å rydde opp i ekstra loddetinn. Vi bruker Blu-Tack til omtrent alt annet.

Deleliste

Navn	Mengde	Verdi (størrelse)
IC1	1	AVR ATtiny13A (SOIC-8)
C1	1	0.1uf kondensator (0805)
T1	1	NPN 200ma+ 100hfe+ transistor (SOT23)
R1	1	10.000 ohm (10K) motstand (0805)
R2-R12	10	390 ohm (390R) motstand (0805)
LED1-10	10	Lysdioder, forskjellige farger (0805)
S1	1	Mini taktil bryter (SMD)
FLAGGERMUS	1	20 mm batteriholder (SMD)
CELLE	1	20 mm batteri (CR-2025)

Trinn 5: Fastvare

Fastvaren er skrevet i C ved bruk av åpen kildekode AVR-GCC-kompilatoren med AVRStudio. Last ned de nyeste designfilene og fastvaren på prosjektets Google Code -side. Programmer fastvaren gjennom 6pin ISP -programmeringshodet med noe som STK500 eller USBtinyISP. På en side note, vi er veldig glade for å bruke en åpen kildekode -kompilator for dette prosjektet.

Når strøm tilføres kretsen, kjører ATtiny et enkelt program som pulserer juletreet. Når programmet er ferdig, sover brikken til den tilbakestilles med et knappetrykk eller batteribytte.

Fading-programmet bruker programvare for pulsbredde for å dempe lysdiodene. ATtiny13A har maskinvare PWM, men den sender ut på ISP -pinnene som allerede er opptatt. Det er mulig å dele programmeringsnål med andre funksjoner, om vi ikke var klare til å gjøre det på dette prosjektet.

Når programmet er ferdig, går brikken i dvale for alltid. Dette er annerledes enn mange mikrokontrollerprogrammer som starter igjen fra søvn på et pin -change -avbrudd. Et knappetrykk tilbakestiller ATtiny og starter programmet på nytt.

Trinn 6: Ta det videre

Vi har mange ideer for fremtidige feriekort - flere LED -kanaler, fargeskiftende lysdioder, lyd, akselerometerkontroll, kapasitiv berøringsfølelse, LCD -skjermer, epaper, festlig kutte PCB og mer. Vi brukte ikke en bootloader i dette prosjektet, men her er en diskusjon av mulige alternativer.

Hva ville du gjort? Har du noen hack for dette kortet, eller ideer for fremtidige kort? Skaff deg en

Seeed Studio har kortet satt sammen, eller som et sett. Settet inneholder deler på 0805 i overflaten, det er ikke for alle. Dette er vårt første prosjekt som tilbys som et sett, vi gleder oss til å se hvor mange som er interessert i et SMD -sett. Dette blir et svært begrenset løp, sannsynligvis 100-200 totalt, så hent ditt tidlig!

• Bygg ditt eget kort fra våre åpen kildekode designfiler og fastvare.
• Et samlet kort koster $ 15 i Seeed Studio. Kretskortet vil være rødt. Fastvare programmert og batteri inkludert.
• Et sett koster $ 12 på Seeed Studio. Kretskortet vil være rødt. Fastvare programmert og batteri inkludert.

Vi vil at bestillinger skal leveres i tide til jul, men det er en betydelig sjanse for at det ikke skjer. Seeed Studio jobber allerede med et lite antall kort, som skal bidra til å fremskynde levering. Forhåpentligvis kommer de i tide til jul, men levering blir veldig stram. Vi legger ut produksjonsoppdateringer etter hvert som vi får dem.

Ha en sølvfarget, lodden ferie!