Julgran PCB -present: 7 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:37

Det var i mitten av september där jag ville göra ett roligt litet projekt. Eftersom julen närmade sig och jag ville ge några hemlagade presenter till min familj valde jag att göra ett julgran.

Julgranen ska:

- måste vara energieffektiv

- får inte vara större än 10*10 cm

- programmerbar

- måste ha en bas där batteriet är placerat

- måste ha mer än 1 arbetssätt

Jag konstruerade kretskortet i Altium Designer, skrev ut kretskorten på JLC, programmerade atmel -mikrokontrollern i Atmel Studio 7.0 och designade 3d -modellen i SolidWorks.

Steg 1: Planen

Min plan är att designa två julgransformade PCB.

Innan jag började arbeta med scheman valde jag mikrokontroller, strömförsörjning, leddrivrutiner …

För mikrokontrollen använde jag ATTINY85-20SU på grund av dess enkelhet (8 stift).

För att driva mikrokontrollerna och lysdioderna valde jag 3 AA -batterier.

För att byta lysdioder valde jag mosfets SI1012CR-T1-GE3.

Steg 2: Designa kretskortet

Först gjorde jag schemat och sedan PCB -layouten.

När jag valde mikrokontrollen tittade jag på databladet för styrenheten och pinout. Mikrokontrollern behövde ha ett viloläge och minst 4 I/O -stift för 3 mosfets, en för varje färg (röd, gul, grön) och en tryckknapp. Attiny85 var perfekt.

Pin1 (RESET) - är återställningsstift, där jag anslutit ett 10 kOhmPULL UP -motstånd (paket 1206)

Pin2 - jag använde denna stift för tryckknappen, varje gång jag tryckte på tryckknappen drogs stiftet ner till marken (så jag programmerade denna stift som ingång och använde en intern PULL UP)

Pin3 - i SCH1 anslöt jag denna stift på den manliga rubriken men jag använde den inte.

Pin4 - mark

Pin5 (MOSI) - går till porten till mosfet Q3 för gula lysdioder

Pin6 (MISO) - är ansluten till grinden till mosfet Q2 för gröna lysdioder

Pin7 (CLK) - ansluten till grinden till mosfet Q1 för röda lysdioder

Pin8 - Vcc

Datablad för mosfet:

På en mosfet finns 12 lysdioder (total strömförbrukning för 1 mosfet: P = I*U, P = 20mA*4,5V = 90mW)

Jag lade också till 6 vias (2,54 mm från varandra för programmering (rubrik 4 och rubrik 2 på SCH)).

Efter SCH fortsatte jag med att ordna styrelsen. Jag klippte ut julgransformen och sedan lade jag ut komponenterna.

Jag lade till två avkopplingskondensatorer 100pF och 10uF för att stabilisera ingångsspänningen.

100 kOhm -motståndet som finns i SCH använde jag inte.

Jag lade till gerber -filerna för båda kretskorten.

Steg 3: Lödning

Jag använde ett gammalt lödkolv som jag hade kvar.

Först lodde jag alla smd -komponenterna, sedan alla genomgående hålskomponenter.

Efter lödning var det dags för rolig programmering: D

Steg 4: Programmering

För programmering använde jag AVRISP mk2.

Eftersom du behöver en extern strömförsörjning för att driva mikrokontrollern och programmeraren kopplade jag 5v och gnd från Arduino Mega bara för ström. Sedan anslöt jag programmeraren till min programmerbara kretskort där jag anslöt:

1 pin (RESET) till RESET

4 stift (GND) till GND

5 -stifts (MOSI) till MOSI

6 stift (MISO) till MISO

7 -stifts (CLK) till CLK

8 stift (Vcc) till Vcc

Jag bifogade programkoden.

Jag koden jag implementerade pwm -kontroll, viloläge, avbrott …

Fir -läget blinkar bara alla lysdioder, i det andra läget använde jag pwm för att ändra ljusstyrkan (jag behöver bara tweaka lite för att göra det mer flytande, det tredje läget är bara att slå på och stänga av lysdioden i steg, det fjärde läget blinkar bara galet (jag använde pwm -funktionen som i det andra läget) jag kallar det "funky" -läge: D

När du har tryckt på tryckknappen startas en timer som räknas 5 minuter och går sedan tillbaka till viloläge (i viloläge är strömförbrukningen ungefär 2-6 uA)

VARNING!!!

Innan du programmerar din attiny85 med detta program måste du inaktivera 8 Mhz -säkring. för om inte din attiny85 fungerar på bara 1 Mhz

Steg 5: Komponentlista

Jag beställde komponenter för 12 julgranar jag lade till en fil med komponenter som jag beställde från Farnell och Mouser, andra komponenter jag beställde från aliexpress:

- lysdioder

- Protoype PCB

- Kvinnliga rubriker

- Manliga rätvinkliga rubriker

- Trycka på knappar

- På / Av knapp

Amazon.de:

- batteri

Steg 6: 3D -modellering

Jag kommer inte att beskriva hur jag utformade 3D -modellen för basen, men om du vill kan du PM: a mig och jag skickar filerna till dig.

Jag gjorde lite öppning för på/av -knappen och tryckknappen.

Först lödde jag några trådar på tryckknappen och omkopplaren, sedan placerade jag dem och varmlimmade dem från insidan av basen, sedan klippte jag ut perfbrädorna och lodde ihop honkontakterna och trådarna och varmlimde allt inuti basen.

Steg 7: Sammanfattning

Huvudsyftet med detta projekt var att jag ville överraska min familj med något hemlagat, det var motivationen som hjälpte mig att slutföra det.

Ett särskilt tack till mina vänner som hjälpte mig med detta projekt.

Jag lade till en excel -fil där jag beräknade hur länge batteriet skulle räcka (under idealiska förhållanden).

Om du har några frågor lämna en kommentar.