درخت کریسمس باز: 5 قدم

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:56

کریسمس تقریباً در تمام طول سال در اطراف ما است.:)

اما اگر دوست دارید که روز بزرگ فرا برسد ، می توانید این دستورالعمل ها را دنبال کنید و عزیزان خود را با یک ابزار کوچک الکتریکی خوب سورپرایز کنید.

درخت کریسمس باز پروژه کوچکی است که به گذشته باز می گردد ، جایی که من هنوز در مدرسه بودم و معلم برق من پیشنهاد کرد که یک PCB کوچک به شکل درخت کریسمس (دست ساز) با یک شمارشگر باینری و برخی LED ها ایجاد کنم. جالب بود ، و اگر شما PCB خود را به درستی طراحی کرده اید ، LED های شما "به طور تصادفی" در اطراف درخت چشمک می زنند ، اما بعد از مدتی این کار خسته کننده شد زیرا ، خوب ، واقعاً اصلاً تصادفی نبود.

پس از سالها ، تصمیم گرفتم این مدار قدیمی را دوباره مشاهده کنم و یک مدار بهتر ایجاد کنم ، با PCB حرفه ای تولید شده ، یک تایمر 555 (برای سیگنال ساعت) و یک شمارنده دهه CD4026 ، 7 بخش راننده LED. طرح بندی انجام شد ، و هنگامی که شروع به جمع آوری درختان کردم ، این ایده را داشتم که این را حتی بیشتر حرکت دهم و یک درخت چشمک زن ایجاد کنم ، که می تواند برای قلب شما برنامه ریزی شود.

اینجوری به اینجا رسیدیم

اکنون دستورالعمل هایی برای ایجاد درخت کریسمس قابل برنامه ریزی خود بر اساس Atmel ATTiny84A وجود دارد که می توانید با یک برد ساده Arduino UNO به عنوان برنامه نویس SPI ارتقا دهید. (اما نگران نباشید ، من قبلاً یک کد کوچک زیبا با 8 الگوی چشمک زن مختلف نوشته ام که می توانید از اینجا بارگیری کنید.)

مرحله 1: بیایید فنی کنیم

مدار از یک باتری استاندارد 9 ولت تغذیه می کند (فکر کنم E Block).

اما نکته اینجاست: تراشه Atmel فقط می تواند ولتاژهای ورودی تا 5.5 ولت را بگیرد.

بنابراین ، ابتدا ما به یک تنظیم کننده ولتاژ نیاز داریم که 5 ورودی ایمن را از ورودی 9 ولت دریافت می کند. قسمتی که در اینجا طراحی کردم می تواند تا 150 میلی آمپر تامین کند ، که بیشتر از حد کافی است. آزمایشات من نشان می دهد که مدار نهایی واقعاً بالای 30 میلی آمپر طول نمی کشد. (دارای LED های کوچک 3 میلی متری)

پس از چند خازن بافر ، می توانیم با خیال راحت از تراشه ATTiny استفاده کنیم.

همانطور که می بینید ، همه پایه های آن پر نیست ، اما سلام ، این یک تراشه ارزان است ، ما می توانیم از آن دور شویم. ما فقط باید از 7 پایه برای LED ها و یکی برای دکمه ای که حالت چشمک زدن و زمان زمان را تغییر می دهد استفاده کنیم. به (یا هر برنامه ای که برای آن برنامه ریزی کنید!) همچنین ، می توانید آن را با ATTiny44 و احتمالاً 24 نیز انجام دهید ، اما تفاوت قیمت در حدود 10 سنت است و به این ترتیب شما 8 K Flash برای ذخیره برنامه خود خواهید داشت.

برای اینکه این مورد واقعاً باز شود ، من پایه های برنامه نویسی مجدد SPI تراشه را زیر دکمه SW1 (که به عنوان ISP برای "در برنامه نویسی سیستم" تعیین شده است) حذف کرده ام ، بنابراین تنها چیزی که نیاز دارید ، 4 پین 0.1 اینچی است که با هم ضبط شده اند (کودک بستر ناخن:)) و یک برنامه نویس SPI (مانند Arduino Uno) تا کد عالی خود را روی درخت صرف کنید.

هر LED دارای مقاومت محدود کننده جریان 1 کیلو اهم خود است تا آنها را ایمن نگه دارد ، اما اگر قصد دارید از LED های مختلف استفاده کنید ، ممکن است بخواهید به این مقدار فکر کنید.

با عرض پوزش در مورد سوئیچ قدرت S1 ، می دانم که برخی آن را دوست نخواهند داشت ، اما این یک بخش ارزان قیمت است که من تصادفاً آن را در اختیار دارم. شما می توانید بر روی PCB دندانه های کوچک ایجاد کنید ، یا دو پین کوچک را از زیر سوئیچ جدا کنید ، اما من هیچ کدام را انجام ندادم. من فکر می کنم سوئیچ را می توان به خوبی لحیم کرد و در یک زاویه قوی ایستاد ، همچنین باعث می شود سوئیچ در نهایت راحت تر باشد.

من همچنین یک پایه کوچک قابل چاپ سه بعدی برای درخت ساخته ام ، فقط برای جلوگیری از سقوط آن پس از اتصال باتری. با استفاده از پایه وزن باتری تمام درخت را به صورت عمودی نگه می دارد.

مرحله 2: موارد مورد نیاز

تولید PCB. من می دانم که این کار سخت به نظر می رسد ، اما امروز ما تعدادی از شرکت های خوب و ارزان را انتخاب می کنیم. من شخصاً از JLCPCB استفاده می کنم زیرا کیفیت برد واقعاً خوب است و ارزان هستند. شما می توانید 10 عدد از این تخته ها را با قیمت کمتر از 10 دلار به خانه خود تحویل دهید. اما مطمئناً می توانید از هر سازنده ای که دوست دارید استفاده کنید. فایل های پیوست Gerber را بارگیری کرده و برای تولید ارسال کنید. (من همچنین یک قالب فایل Altium را صادر و بارگذاری کرده ام ، در صورتی که می خواهید ابتدا درخت را اصلاح کنید)

مهارت های لحیم کاری. کار با قطعات SMD می تواند خسته کننده باشد ، اما با کمی تغییر و تمرین ، تخته های شما بهتر از هر ابزار تولید انبوه در خارج ظاهر می شوند.

برنامه نویسی میکرو کنترلر AVR من برای این کار از Arduino UNO استفاده می کنم. یک دستورالعمل عالی در مورد این فرایند وجود دارد. اگر این کار را انجام دهید درخت کار نمی کند. آن را در جهت عقربه های ساعت تنظیم کنید!

میکرو کنترل Atmel ATTiny84A.

تنظیم کننده قدرت توشیبا TA78L05F (TE12L، F)

کلاه SMD 1206 با ظرفیت 1 u F

کلاه SMD 1206 با ظرفیت 0.33 u F

کلاه SMD 1206 با ظرفیت 10 u F

SMD 1206 مقاومت 1 کیلو اهم (7 عدد از آنها)

SMD 1206 مقاومت 10 کیلو اهم

LED های THT (7 عدد). من از قطعات 3 میلی متر 2 متر A استفاده کردم

یک دکمه C&K (PTS645SK43SMTR92LFS) اما هر دکمه ای با ردپای 6 * 6 میلی متر باید انجام دهد

کلید اصلی تغذیه (AYZ0102AGRLC)

پایانه باتری 9 ولت

پیوست شده می توانید یک برگه اکسل با صورتحساب مواد (BOM) را بیابید که در آن اکثر قسمت های وب سایت TME. EU را پیوند داده ام ، اما البته شما می توانید از هر ارائه دهنده ای استفاده کنید و تا زمانی که عملکرد و ردپای آن خوب است ، ایجاد کنید.

مرحله 3: همه را با هم بسازید

هنگامی که همه چیز را در دست دارید (تخته ساخته شده ، تمام قطعات ، آهن لحیم کاری و شاید مقداری چسب) می توانید با اعمال مقداری شار روی ردپای کنترلرهای میکرو روی PCB شروع کنید.

من معمولاً ATTiny را ابتدا لحیم می کنم ، زیرا کار با آن راحت تر است در حالی که روی تخته فضا دارید.

سپس تمام اجزای کوچک را روی آن لحیم کنید. مقاومت ها ، خازن ها و در نهایت تنظیم کننده. (اگر آنها را قرار داده و با نوک موچین خود نگه دارید ، می توانید آنها را با کمی لحیم کاری روی نوک اتو ثابت کنید. این کار باید آنها را در جای خود نگه دارد تا زمانی که طرف مقابل را به درستی انجام دهید ، و سپس به کار اول برگردید تا کار را تمام کنید)

سپس دکمه و سوئیچ را اضافه کنید.

حالا PCB را روی چیزی قرار دهید که آن را بالای میز نگه دارد. حدود 10 میلی متر باید خوب باشد ، اما بستگی به این دارد که چقدر طول می کشید که چراغ LED شما طول بکشد. (من از برش جانبی خود به عنوان پشتیبانی استفاده می کنم)

LED ها را از پشت PCB وارد کرده و با دقت آنها را در طرف دیگر لحیم کنید. مطمئن شوید که آنها در هیچ جهت خم نمی شوند و مراقب قطبیت نیز باشید.

سرانجام ، کانکتور باتری 9 ولت خود را تا حدود 40-50 میلی متر برش داده و آنها را لحیم کنید. ابتدا مطمئن شوید که آنها را از نظر قطبی به درستی نصب کرده اید و به طوری که باتری را بدون فشار به کابل ها متصل کنید.

کار بسیار خوبی است

در مرحله بعد ، برنامه نویس SPI خود را تنظیم کرده و آن را به 4 پین بالای میکرو کنترلر وصل کنید.

اکنون می توانید درخت را از باتری 9 ولت تغذیه کنید ، اما مطمئن شوید که سیم اصلی برنامه نویس و برد را متصل کنید. فقط GND برنامه نویس خود را به یکی از سرب منفی LED بچسبانید.

من پدهای برنامه نویس را با شماره پین علامت گذاری کرده ام ، اما این ممکن است به شما در اتصال کمک کند:

پین 9 - CLK پین 8 - MISOpin 7 - MOSIpin 4 - RST

فایل INO را از اینجا بارگیری کنید و از Arduino IDE خود استفاده کنید (یا آن را به هر چیزی که دوست دارید تبدیل کنید و از آن با برنامه نویسان مختلف استفاده کنید) تا فلش کنترلر را فلش کنید.

فراموش نکنید که گزینه را در Arduino IDE روی "Burn bootloader" تنظیم کنید. این مورد نیاز است تا ATTiny روی 8 مگاهرتز کار کند. اگر این کار انجام نشود ، درخت Xmass شما واقعاً به آرامی پلک می زند ، اما نگران نباشید ، همیشه می توانید وارد شوید و دوباره این کار را انجام دهید.

باید اعتراف کنم ، برنامه ریزی درخت با 4 سنجاق چسبانده شده در کنار هم کار ساده ای نیست ، اما به آن ادامه دهید ، با کمی تمرین ، می توانید درخت خود را هر چند وقت که می خواهید برنامه ریزی مجدد کنید.

به محض اتمام برنامه نویسی ، درخت کریسمس شما باید در اولین حالت برنامه ریزی شده چشمک بزند. (پلک زدن تصادفی)

کارت عالی بود! تبریک می گویم! در حال حاضر شما یک درخت کریسمس باز دارید که می توانید با آن بازی کنید! و فراموش نکنید که تی شرت خود را نیز به پایان برسانید.

مرحله 4: راهنمای کاربر

در اینجا چیزی است که در پایان باید بدست آورید:

پس از اتصال باتری 9 ولت ، درخت Xmass را می توان با کلید کشویی S1 فعال کرد.

در حالت چشمک زدن 1 ، یعنی چشمک زدن تصادفی شروع می شود.

برای خاموش کردن مجدد آن ، فقط کلید S1 را برعکس کنید.

با فشردن کوتاه دکمه SW1 در بالا ، می توانید بین این حالت های از پیش تعیین شده جابجا شوید:

1 - چشمک زدن تصادفی 2 - دایره با LED های تعویض 3 - دایره ای که چراغ های LED روشن و عقب می مانند 4 - دایره ای که LED ها روشن می مانند 5 - دور درخت 6 می چرخد - نایت رایدر:)

با فشردن بیشتر دکمه SW1 به مدت 2 ثانیه ، حالت تغییر زمان پایه را وارد می کنید.

در اینجا می توانید زمان بین چشمک زدن را تنظیم کنید. می توانید مشاهده کنید که هنگامی که فقط 1 LED چشمک می زند وارد این حالت شده اید. هر LED نشان دهنده زمان تاخیر متفاوتی است:

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

با فشردن کوتاه دکمه SW1 می توانید در تنظیم زمان به جلو حرکت کنید.

هنگامی که زمان تاخیری را که می خواهید داشته باشید انتخاب کرده اید ، دکمه SW1 را بیشتر از 2 ثانیه فشار داده و نگه دارید. پس از آن ، درخت با تنظیم زمان پایه جدید به آخرین حالت در حال اجرا باز می گردد.

مرحله 5: اکنون به کجا می رویم؟

همه چیز به تو بستگی دارد!

فایل INO را بردارید و حالت های چشمک زن جدید یا ویژگی های جدید را اضافه کنید.

شما می توانید برخی از مدیریت زمان پالس خوب را انجام دهید ، چراغ های LED را کم کنید یا با استفاده از دکمه یک بازی بسازید یا آنچه را که به ذهن شما می رسد انجام دهید!

سخت افزار را بردارید و دوباره طراحی کنید. برای پخش ملودی های وحشتناک آزاردهنده کریسمس ، زنگ بزنید. LED های بیشتری قرار دهید (همیشه جایی برای LED های دیگر وجود دارد).

و اگر فکر می کنید آفرینش شما ارزش به اشتراک گذاری دارد ، لطفاً انجام دهید!

فراموش نکنید که این Open Xmass Tree است ، بنابراین اجازه دهید همه از آن لذت ببرند!:)