Hackable Christmas Card & Ornament: 6 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:29

Vakansiekaartjies wat knip en piep, het ons nog altyd gefassineer. Dit is ons hackbare DIY -weergawe wat gemaak is met 'n ATtiny13A en 'n paar LED's - druk op die knoppie om 'n kort ligskou in die boom te speel. Ons stuur hierdie jaar aan vriende en familie. Dit is 'n handgemaakte, hackbare geskenk, en dit was baie pret om te bou. Hierdie instruksie verduidelik ons ontwerp, dan kan u die open source lêers gryp en u eie bou.

Die kaart is ook 'n huldeblyk aan Velleman se flikkerende kersboomversieringstel, en 'n kit-biz verwysing na die Adafruit Promise. (Het jy geweet Velleman het 'n nixie tube klokstel? Regtig!)

U kan 'n afskrif van ons kaart by Seeed Studio koop. Die saamgestelde kaarte is $ 15, en 'n kit vir avontuurlustige soldeerders kos $ 12. U kan ook hierdie artikel met die oorspronklike opmaak op DangerousPrototypes.com sien.

Stap 1: Hardeware - ATtiny13A

Die skematiese en PCB is gemaak met die freeware weergawe van Cadsoft Eagle. Laai die nuutste ontwerp lêers en firmware af op die projekkode -bladsy van die projek.

AVR ATTINY-13A

'N Klein ATMEL ATtiny13A mikrobeheerder (IC1) is die brein van die stroombaan. Een pen (PWM) flikker die ligte, die meeste ander penne word gebruik vir programmering en krag. U kan soortgelyke effekte kry met 'n 555 -timer of diskrete komponente, maar ons doel is om meer te wete te kom oor 'n nuwe mikrokontroller -gesin en iets maklik te maak.

Die ATtiny benodig 'n optrekweerstand van 10K (R1) om die resetpen hoog te hou, 'n mini-tasbare skakelaar (S1) stel die ATtiny terug deur die resetpen tydelik aan die grond te koppel. 'N 0.1uF kapasitor (C1) ontkoppel die chip van die kragtoevoer.

Stap 2: Hardeware - programmering en battery

AT-klein mikrobeheerders word geprogrammeer deur 'n ses-pins In System Programming (ISP) -verbinding. Die ISP -kop is gerig op die agterkant van die kaart. Ons het 'n programmeersonde gemaak om te voorkom dat 'n penkop op die bord soldeer.

Krag word verskaf deur 'n 3volt, 20 mm litium -muntsel (BAT1) aan die agterkant van die PCB. Die houer moet met 2025 of 2032 muntstukke werk. Die ATtiny werk oor 'n reeks spannings, tot 1,8 volt.

Stap 3: Hardeware - boom -LED's

Boom LED's

Ons klein, blinkende kersboomligte is 0805 LED's op die oppervlak (LED1-10). Elke LED het 'n stroombeperkende weerstand (R3-12). Ons het 390ohm weerstande gebruik, vir ongeveer 3mA by 3volts, en 8mA by 5volts tydens ontwikkeling. Al 10 LED's gebruik saam ongeveer 30mA as dit deur die battery aangedryf word.

30mA is te veel stroom om op die ATtiny -penne te kry of te sink. In plaas daarvan skakel 'n NPN -transistor (T1) die grondverbinding van die LED's oor. Transistors benodig ook 'n basisweerstand (R2) om die hoeveelheid stroom wat uit die mikrobeheerderpen getrek word te beperk. LED's moet in die regte rigting gekoppel word, anders brand hulle nie. Deur-gat-LED's het gewoonlik een langer lood wat die positiewe aanbodkant (anode) aandui. SMD LED's het 'n groen rand, en soms 'n pyl op die agterkant, om die grondverbinding (katode) aan te dui. Hierdie grafiek toon die korrekte oriëntasie vir elke LED, die grondverbinding moet dieselfde rigting as die pyl wys.

Stap 4: Hardeware - PCB en onderdeellys

Die skematiese en PCB is gemaak met die freeware weergawe van Cadsoft Eagle. Laai die nuutste ontwerplêers en firmware af op die projekkode -bladsy van die projek. Ons het die PCB's gemaak met Seeed Studio se Propaganda -diens, die ekstra borde van ons bestelling is in die Seeed -winkel. Ons het groen PCB's verwag, maar swart geword - die laaste PCB's sal rooi wees.

Ons het vias, komponente en die syskerm gebruik om 'n Kersfees -tema te skep. Dit is ons eerste probeerslag, miskien word dit 'n vakansietradisie wat ons jaar na jaar kan verbeter. Die finale PCB moet sigbare silwer vias op die boom hê; ons het dit nie groot genoeg gemaak op die prototipe nie. Ons het ook die jaar verwyder, so as dit nie betyds vir Kersfees afgelewer word nie, kan dit later weer gebruik word.

Dit is 'n tweelaagse PCB met dele aan beide kante. Ons het aan die voorkant begin soldeer groot dele soos die mikrobeheerder (IC1) en skakelaar (S1), en het toe kleiner passiewe soos weerstande en kapasitors bygevoeg. Die batteryhouer is aan die agterkant van die printplaat, ons het dit laas gesoldeer sodat die werkoppervlak plat en stabiel bly terwyl ons aan die voorkant werk.

As u die PCB self soldeer, moet u 'n pincet met 'n puntige punt hê om die komponente te plaas en vas te hou. U benodig ook vloeistof om alles te laat vloei, en koperlont om enige ekstra soldeersel op te ruim. Ons gebruik Blu-Tack vir omtrent alles anders.

Deellys

Naam	Hoeveelheid	Waarde (grootte)
IC1	1	AVR ATtiny13A (SOIC-8)
C1	1	0.1uf kapasitor (0805)
T1	1	NPN 200ma+ 100hfe+ transistor (SOT23)
R1	1	10.000 ohm (10K) weerstand (0805)
R2-R12	10	390 ohm (390R) weerstand (0805)
LED1-10	10	LED's, verskillende kleure (0805)
S1	1	Mini tasbare skakelaar (SMD)
BAT	1	20 mm batteryhouer (SMD)
SEL	1	20 mm battery (CR-2025)

Stap 5: Firmware

Die firmware word in C geskryf met behulp van die open source AVR-GCC-samesteller met AVRStudio. Laai die nuutste ontwerp lêers en firmware af op die projekkode -bladsy van die projek. Programmeer die firmware deur die 6pin ISP -programmeringskop met iets soos die STK500 of USBtinyISP. Aan die ander kant, ons is baie opgewonde oor die gebruik van 'n open source samesteller vir hierdie projek.

As die stroombaan toegepas word, loop die ATtiny 'n eenvoudige program wat die kersboomligte laat pols. As die program klaar is, slaap die chip totdat dit herstel word deur 'n knoppie te druk of die battery te verander.

Die vervaagprogram gebruik sagteware-pulswydte-modulasie om die LED's te demp. Die ATtiny13A het hardeware PWM, maar dit lewer af op die ISP -penne wat reeds beset is. Dit is moontlik om programmeerpenne met ander funksies te deel, maar ons was nie gereed om dit met hierdie projek te doen nie.

As die program voltooi is, gaan die chip net vir ewig aan die slaap. Dit is anders as baie ander mikrobeheerderprogramme wat uit die slaap hervat word tydens 'n speldwisselingsonderbreking. Met 'n knoppie druk die ATtiny terug en begin die program weer.

Stap 6: Gaan verder

Ons het baie idees vir toekomstige vakansiekaarte - verskeie LED -kanale, kleurveranderende LED's, klank, versnellingsmeterbeheer, kapasitiewe aanraakwaarneming, LCD -skerms, epaper, feestelike gesnyde PCB's en meer. Ons het nie 'n selflaaiprogram in hierdie projek gebruik nie, maar hier is 'n bespreking van moontlike opsies.

Wat sal jy doen? Het u enige wenke vir hierdie kaart, of idees vir toekomstige kaarte?

Seeed Studio het die kaart saamgestel of as 'n kit. Die kit bevat onderdele van 0805 op die oppervlak, dit is nie vir almal nie. Dit is ons eerste projek wat as 'n stel aangebied word; ons is opgewonde om te sien hoeveel mense belangstel in 'n SMD -stel. Dit sal 'n baie beperkte lopie wees, waarskynlik 100-200 in totaal, so kry joune vroegtydig!

• Bou u eie kaart uit ons open source ontwerp lêers en firmware.
• 'N Saamgestelde kaart kos $ 15 by Seeed Studio. Die PCB sal rooi wees. Firmware geprogrammeer en battery ingesluit.
• 'N Kit kos $ 12 by Seeed Studio. Die PCB sal rooi wees. Firmware geprogrammeer en battery ingesluit.

Ons wil graag hê dat bestellings betyds vir Kersfees afgelewer moet word, maar daar is 'n groot kans dat dit nie gebeur nie. Seeed Studio werk reeds aan 'n klein aantal kaarte, wat die aflewering kan bespoedig. Hopelik kom hulle betyds vir Kersfees, maar die aflewering sal baie styf wees. Ons sal vervaardigingsopdaterings plaas soos ons dit kry.

Hou 'n silwer, soliede vakansie!