کارت هدیه و تزئین کریسمس: 6 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:59

کارت های تعطیلات که چشمک می زنند و بوق می زنند همیشه ما را مجذوب خود کرده اند. این نسخه DIY قابل هک ماست که با ATtiny13A و چند LED ساخته شده است - دکمه را فشار دهید تا یک نمایش کوتاه نور در درخت پخش شود. ما امسال اینها را برای دوستان و خانواده ارسال می کنیم. این یک هدیه دست ساز و قابل هک است و ساختن آن بسیار سرگرم کننده بود. این دستورالعمل طراحی ما را توضیح می دهد ، سپس می توانید فایل های منبع باز را بگیرید و خود را بسازید.

این کارت همچنین ادای احترام به کیت تزئین درخت کریسمس ولمن است و اشاره ای به کیت بیز به قول Adafruit دارد. (آیا می دانستید که ولمن دارای کیت ساعت لوله نیکسی است؟ واقعاً!)

می توانید یک نسخه از کارت ما را در Seeed Studio خریداری کنید. کارتهای مونتاژ شده (15 دلار) و یک کیت برای لحیمکاران ماجراجو 12 دلار است. همچنین می توانید این مقاله را با قالب بندی اصلی در DangerousPrototypes.com مشاهده کنید.

مرحله 1: سخت افزار - ATtiny13A

شماتیک و PCB با نسخه رایگان Cadsoft Eagle ساخته شده است. جدیدترین فایل های طراحی و سیستم عامل را در صفحه کد پروژه Google بارگیری کنید.

AVR ATTINY-13A

یک میکروکنترلر کوچک ATMEL ATtiny13A (IC1) مغز مدار است. یک پین (PWM) چراغ ها را چشمک می زند ، بیشتر پین های دیگر برای برنامه نویسی و قدرت استفاده می شوند. شما می توانید با یک تایمر 555 یا اجزای مجزا جلوه های مشابهی را دریافت کنید ، اما هدف ما این است که در مورد خانواده جدید میکروکنترلرها اطلاعاتی کسب کنیم و هک آسان را انجام دهیم.

ATtiny برای نگه داشتن پین تنظیم مجدد به مقاومت 10K (R1) احتیاج دارد ، یک سوئیچ کوچک لمسی (S1) با اتصال موقت پین تنظیم مجدد به زمین ، ATtiny را بازنشانی می کند. یک خازن 0.1uF (C1) تراشه را از منبع تغذیه جدا می کند.

مرحله 2: سخت افزار - برنامه نویسی و باتری

میکروکنترلرهای ATtiny از طریق اتصال شش پین In System Programming (ISP) برنامه ریزی می شوند. هدر ISP به پشت کارت متمرکز شده است. ما یک پروب برنامه نویسی برای جلوگیری از لحیم کاری سرصفحه روی تخته ایجاد کردیم.

منبع تغذیه توسط یک سلول سیمی لیتیوم 3 ولت 20 میلی متری (BAT1) در پشت PCB تأمین می شود. دارنده باید با سلول های سکه 2025 یا 2032 کار کند. ATtiny در طیف وسیعی از ولتاژها تا 1.8 ولت کار می کند.

مرحله 3: سخت افزار - LED های درختی

LED های درختی

چراغ های کوچک و چشمک زن درخت کریسمس ما 0805 LED روی سطح (LED1-10) هستند. هر LED دارای مقاومت محدود کننده جریان (R3-12) است. ما از مقاومتهای 390 اهم ، برای حدود 3 میلی آمپر در 3 ولت و 8 میلی آمپر در 5 ولت در طول توسعه استفاده کردیم. هر 10 LED در کنار هم از باتری 30 میلی آمپر استفاده می کنند.

جریان 30 میلی آمپر بسیار زیاد است تا بتوانید در پین های ATtiny منبع یا غرق شوید. در عوض ، یک ترانزیستور NPN (T1) اتصال زمین LED ها را تغییر می دهد. ترانزیستورها همچنین به یک مقاومت پایه (R2) احتیاج دارند تا بتوانند مقدار جریان خروجی از پین میکروکنترلر را محدود کنند. LED ها باید در جهت صحیح متصل شوند وگرنه روشن نمی شوند. LED های دارای سوراخ معمولاً دارای یک سر بلندتر هستند که طرف عرضه مثبت (آند) را نشان می دهد. LED های SMD دارای لبه سبز و گاهی فلش در پشت هستند تا اتصال زمین (کاتد) را نشان دهند. این نمودار جهت گیری صحیح برای هر LED را نشان می دهد ، اتصال زمین باید همان جهت پیکان را نشان دهد.

مرحله 4: سخت افزار - PCB و Partslist

شماتیک و PCB با نسخه رایگان Cadsoft Eagle ساخته شده است. جدیدترین فایل های طراحی و سیستم عامل را در صفحه کد پروژه Google بارگیری کنید. ما PCB ها را با سرویس تبلیغاتی Seeed Studio ساختیم ، تخته های اضافی سفارش ما در فروشگاه Seeed هستند. ما انتظار PCB های سبز داشتیم اما سیاه شد - PCB های نهایی قرمز خواهند بود.

ما از ویاس ، اجزاء و صفحه ابریشم برای ایجاد تم کریسمس استفاده کردیم. این اولین تلاش ما است ، شاید این تبدیل به یک سنت تعطیل شود که ما سال به سال آن را بهبود می بخشیم. PCB نهایی باید دارای نقاشی های نقره ای قابل مشاهده روی درخت باشد ، ما آنها را در نمونه اولیه به اندازه کافی بزرگ نکرده ایم. ما همچنین سال را حذف کردیم ، بنابراین اگر به موقع برای کریسمس تحویل داده نشود ، می توان بعداً دوباره از آن استفاده کرد.

این یک PCB دو لایه است که قطعات آن در دو طرف قرار دارد. ما از جلو شروع به کار کردیم ، قطعات بزرگی مانند میکروکنترلر (IC1) و سوئیچ (S1) را لحیم کردیم ، سپس منفعلهای کوچکتر مانند مقاومتها و خازنها را اضافه کردیم. نگهدارنده باتری در پشت PCB قرار دارد ، ما آخرین بار آن را لحیم کردیم تا سطح کار صاف و ثابت بماند در حالی که در قسمت جلو کار می کردیم.

اگر خودتان PCB را لحیم می کنید ، مطمئن شوید که برای قرار دادن و نگه داشتن قطعات موچینی با انتهای نوک تیز دارید. شما همچنین به جریان نیاز دارید تا همه چیز جریان یابد و فتیله مسی برای تمیز کردن لحیم کاری اضافی. ما در مورد سایر موارد از Blu-Tack استفاده می کنیم.

فهرست قطعات

نام	تعداد	ارزش (اندازه)
IC1	1	AVR ATtiny13A (SOIC-8)
C1	1	خازن 0.1uf (0805)
T1	1	NPN 200ma+ 100hfe+ ترانزیستور (SOT23)
R1	1	مقاومت 10 ، 000 اهم (10K) (0805)
R2-R12	10	مقاومت 390 اهم (390R) (0805)
LED1-10	10	LED ها ، رنگ های مختلف (0805)
S1	1	مینی سوئیچ لمسی (SMD)
خفاش	1	نگهدارنده باتری 20 میلی متری (SMD)
سلول	1	باتری 20 میلی متری (CR-2025)

مرحله 5: سیستم عامل

سیستم عامل با استفاده از کامپایلر منبع باز AVR-GCC با AVRStudio به زبان C نوشته شده است. جدیدترین فایل های طراحی و سیستم عامل را در صفحه کد پروژه Google بارگیری کنید. سیستم عامل را از طریق هدر برنامه نویسی ISP 6pin با چیزی مانند STK500 یا USBtinyISP برنامه ریزی کنید. در یک نکته جانبی ، ما واقعاً از استفاده از کامپایلر منبع باز برای این پروژه هیجان زده هستیم.

هنگامی که برق به مدار اعمال می شود ، ATtiny یک برنامه ساده را اجرا می کند که چراغ های درخت کریسمس را می زند. پس از اتمام برنامه ، تراشه می خوابد تا با فشار یک دکمه یا تعویض باتری تنظیم مجدد شود.

برنامه محو شدن از مدولاسیون عرض پالس نرم افزاری برای کم کردن LED ها استفاده می کند. ATtiny13A دارای سخت افزار PWM است ، اما روی پین های ISP که قبلاً اشغال شده اند خروجی می دهد. این امکان وجود دارد که پین های برنامه نویسی را با سایر توابع به اشتراک بگذارید ، اگر ما آماده انجام این کار در این پروژه نبودیم.

وقتی برنامه کامل شد ، تراشه فقط برای همیشه به خواب می رود. این با بسیاری از برنامه های میکروکنترلر که از طریق خواب با وقفه تغییر پین از سر گرفته می شود ، متفاوت است. با فشار یک دکمه ATtiny بازنشانی می شود و برنامه دوباره شروع می شود.

مرحله ششم: بیشتر پیش بروید

ما ایده های زیادی برای کارت های تعطیلات آینده داریم - چندین کانال LED ، LED های تغییر رنگ ، صدا ، کنترل شتاب سنج ، حسگر لمسی خازنی ، صفحه های LCD ، اپپر ، PCB های برش جشن و موارد دیگر. ما در این پروژه از bootloader استفاده نکردیم ، اما در اینجا گزینه های احتمالی بحث شده است.

شما چکار انجام خواهید داد؟ آیا هکی برای این کارت یا ایده ای برای کارت های آینده دارید؟

Seeed Studio کارت را مونتاژ کرده یا به عنوان یک کیت دارد. این کیت شامل قطعات نصب سطح 0805 است ، برای همه مناسب نیست. این اولین پروژه ما است که به عنوان یک کیت ارائه می شود ، ما مشتاق هستیم که ببینیم چند نفر به یک کیت SMD علاقه مند هستند. این یک دوره بسیار محدود خواهد بود ، احتمالاً در کل 100-200 ، بنابراین زودتر برنامه خود را تهیه کنید!

• کارت خود را از فایلهای طراحی منبع باز و سیستم عامل خود بسازید.
• یک کارت مونتاژ شده در Seeed Studio 15 دلار است. PCB قرمز خواهد بود. سیستم عامل برنامه ریزی شده و باتری موجود است.
• کیت در Seeed Studio 12 دلار است. PCB قرمز خواهد بود. سیستم عامل برنامه ریزی شده و باتری موجود است.

ما می خواهیم سفارشات به موقع برای کریسمس تحویل داده شود ، اما احتمال زیادی وجود دارد که این اتفاق نیفتد. Seeed Studio در حال حاضر روی تعداد کمی کارت کار می کند ، که باید به تسریع تحویل کمک کند. امیدوارم آنها به موقع برای کریسمس برسند ، اما تحویل واقعا تنگ خواهد بود. به محض دریافت به روزرسانی های تولیدی ، پست خواهیم کرد.

تعطیلات نقره ای و لحیم کاری داشته باشید!