The Open Xmas Tree: 5 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:45

Julen är överallt, i princip året om.:)

Men om du vill vara förberedd när den stora dagen kommer, kan du följa dessa instruktioner och överraska dina nära och kära med ett trevligt litet elektrisk gizmo.

The Open Xmas Tree är ett litet projekt som går långt tillbaka i tiden, till där jag fortfarande var i skolan och min ellärare föreslog att skapa ett litet julgranformat kretskort (handgjort) med en binär räknare IC och några lysdioder. Det var roligt, och om du utformade ditt kretskort korrekt blinkade dina lysdioder "slumpmässigt" runt trädet, men det här blev tråkigt efter ett tag eftersom det var verkligen inte slumpmässigt alls.

Efter många år bestämde jag mig för att titta på den här gamla kretsen igen och skapa en bättre, med professionellt producerad kretskort, en 555 timer (för klocksignal) och en CD4026 decennieräknare, 7 segment LED-drivrutin., och när jag började montera träden, hade jag tanken att flytta detta ännu längre och skapa ett blinkande träd, som kan programmeras till dina hjärtan.

Så här kom vi hit.

Här är instruktionerna för att skapa ditt eget, programmerbara julgran baserat på Atmel ATTiny84A, som du kan uppgradera med ett enkelt Arduino UNO -kort som SPI -programmerare. (men oroa dig inte, jag har redan skrivit en fin liten kod, med 8 olika blinkande mönster som du kan ladda ner här.)

Steg 1: Låt oss bli tekniska

Kretsen drivs av ett vanligt 9 V -batteri (E Block, tror jag).

Men här är fångsten: Atmel -chipet kan bara ta ingångsspänningar upp till 5,5 V.

Så först behöver vi en spänningsregulator som ger oss en säker 5 V från 9 V -ingången. Den del jag konstruerade här kan leverera upp till 150 mA, vilket är mer än tillräckligt. Mina tester visar att den slutliga kretsen inte riktigt tar över 30 mA alls. (med små 3 mm lysdioder)

Efter några buffertkondensatorer kan vi nu säkert använda ATTiny -chipet.

Som du kan se är inte alla dess ben fyllda, men hej, det är ett billigt chip, vi kan komma undan med det. Vi behöver bara använda 7 ben för lysdioderna och ett för knappen som ändrar blinkande lägen och tidsbas. (eller vad du än programmerar det till!) Du kan också få det gjort med ATTiny44 och förmodligen 24 också, men prisskillnaden är cirka 10 cent och på så sätt har du 8 K Flash för att lagra ditt program.

För att göra det här öppet har jag tagit bort SPI: s omprogrammeringsben på chipet under SW1-knappen (betecknad som ISP för "i systemprogrammering"), så allt du behöver är 4 0,1 tums stift, tejpade ihop (baby säng av naglar:)) och en SPI -programmerare (som en Arduino Uno) för att luncha din egen fantastiska kod på trädet.

Varje lysdiod har sitt eget 1 K Ohm strömbegränsande motstånd för att hålla dem säkra, men om du planerar att använda olika lysdioder kanske du vill tänka på detta värde.

Förlåt för S1 -strömbrytaren, jag vet att vissa människor inte kommer att gilla det, men det här är en billig del som jag råkar ha runt. Du kan göra små indrag i kretskortet eller klippa av de två små stiften under strömbrytaren, men jag gjorde inget av det. Jag tror att omkopplaren kan lödas på fint och att den kommer att stå stark i en vinkel, det gör också bytet mer bekvämt i slutändan.

Jag har också gjort ett 3D -skrivbart litet stativ för trädet, bara för att det inte ska ramla omkull när batteriet är anslutet. Med stativet håller batteriets vikt hela trädet vertikalt.

Steg 2: Saker som behövs

En PCB -tillverkning. Jag vet att detta låter svårt, men idag har vi en ton av bra och billiga företag att välja mellan. Jag använder personligen JLCPCB eftersom brädkvaliteten är riktigt bra och de är billiga. Du kan få 10 av dessa brädor levererade till ditt hem för under 10 dollar. Men självklart kan du använda vilken tillverkare du vill. Ladda ner de bifogade Gerber -filerna och skicka dem för tillverkning. (Jag har också exporterat och laddat upp ett Altium -filformat om du först vill ändra trädet)

Lödningskunskaper. Att arbeta med SMD -delar kan vara frustrerande, men med lite flux och övning kommer dina brädor att se bättre ut än någon massproducerad pryl där ute.

Programmering av en AVR -mikrokontroller. Jag använder en Arduino UNO för detta. Det finns mycket att lära om processen. Https://www.instructables.com/id/Arduino-Uno-to-Pr… MEN SE TILL: denna instruktion säger att du ska ställa in stiftmappningen moturs. Om du gör detta fungerar trädet INTE. Ställ in kartan medurs!

Atmel ATTiny84A mikrokontroller.

Toshiba TA78L05F (TE12L, F) effektregulator

SMD 1206 kap. med 1 u F kapacitet

SMD 1206 kap. med 0,33 u F kapacitet

SMD 1206 kap. med 10 u F kapacitet

SMD 1206 -motstånd 1 K Ohm (7 av dem)

SMD 1206 motstånd 10 K Ohm

THT -lysdioder (7 av dem). Jag använde 3mm 2 m A sådana

en C&K -knapp (PTS645SK43SMTR92LFS) men alla knappar med ett 6 mm * 6 mm fotavtryck bör göra

en huvudströmbrytare (AYZ0102AGRLC)

9V batteripol

Bifogat kan du hitta ett Excel -blad med materialräkningen (BOM) där jag länkade in de flesta delarna från TME. EU Webshop, men självklart kan du använda vilken leverantör som helst så länge funktionen och fotavtrycket är OK.

Steg 3: Bygg allt tillsammans

När du har allt i dina händer (den tillverkade brädan, alla delar, ditt lödkolv och kanske någon tee) kan du börja med att applicera lite flöde på mikrokontrollernas fotavtryck på kretskortet.

Jag brukar löda in ATTiny först, eftersom det är lättare att arbeta med det medan du har plats på brädet.

Löd sedan på alla små komponenter. Motstånd, kondensatorer och slutligen regulatorn. (om du placerar dem och håller dem nere med spetsen på din pincett kan du fixa ner dem med lite lödning på spetsen på ditt strykjärn. Detta bör hålla dem på plats tills du gör den andra sidan ordentligt, och sedan kom tillbaka till första sidan för att slutföra jobbet)

Lägg sedan till knappen och omkopplaren.

Lägg nu kretskortet på något som håller det ovanför bordet. Runt 10 mm bör vara OK, men det beror på hur långa dina LED -ledningar ska vara. (Jag använder min sidoskärare som stöd)

Sätt in lysdioderna från baksidan av kretskortet och löd försiktigt in dem på andra sidan. Se till att de inte böjer sig åt något håll och se upp för polariteten också.

Slutligen skär du din 9V batterikontakt till cirka 40-50 mm och löd dem. Kontrollera först att du har dem rätt, både polaritetsmässigt och så att batteriet kan anslutas utan att kablarna belastas.

Bra jobbat! Använd din kopp tee nu, du har förtjänat det!

Ställ sedan in din SPI -programmerare och anslut den till de fyra stiften ovanför mikrokontrollen.

Du kan driva trädet från ett 9V batteri nu, men se till att ansluta jordningsledningen för din programmerare och kortet. Klipp bara programmerarens GND till en av lysdiodernas negativa ledning.

Jag har markerat programmeringsplattorna med pin -nummer, men det kan hjälpa dig med anslutningen:

stift 9 - CLKpin 8 - MISOpin 7 - MOSIpin 4 - RST

Ladda ner INO -filen härifrån och använd din Arduino IDE (eller konvertera den till vad du vill och använd den med olika programmerare) för att blinka kontrollen.

Glöm inte att ställa in alternativet i Arduino IDE till "Burn bootloader". Detta behövs för att ATTiny ska fungera på 8 Mhz. Om detta inte är gjort kommer ditt Xmass -träd att blinka riktigt långsamt, men oroa dig inte, du kan alltid gå in och göra det igen.

Jag måste erkänna att det inte är lätt att programmera trädet med 4 stift som är tejpade, men fortsätt med det, med lite övning kan du omprogrammera ditt träd så ofta du vill.

Så snart programmeringen är klar bör ditt julgran börja blinka i det första programmerade läget. (slumpmässigt blinkande)

Bra jobbat! Grattis! Nu har du ditt eget öppna julgran att leka med! Och glöm inte att avsluta din tee också.

Steg 4: Användarmanual

Här är vad du bör få i slutändan:

När du har anslutit 9 V -batteriet kan Xmass -trädet aktiveras med skjutreglaget S1.

Det startar i det första blinkande läget, nämligen slumpmässigt blinkande.

För att stänga av den igen, vrid bara S1 -omkopplaren.

Genom att kort trycka på SW1 -knappen längst upp kan du växla mellan dessa förinställda lägen:

1 - Slumpmässigt blinkande2 - Cirkel med växlande lysdioder3 - Cirkel med lysdioder som lyser och går tillbaka4 - Cirkel med lysdioder som lyser5 - Snarkar runt trädet6 - Knight Rider:) 7 - Släppljus med växlande lysdioder8 - Släppande ljus med lysdioder som lyser

Genom att trycka på SW1 -knappen längre i sedan 2 sekunder går du in i tidsbaserat ändringsläge.

Här kan du ställa in tiden mellan blinkningar. Du kan se att du har gått in i det här läget, när bara en LED blinkar. Varje LED representerar en annan fördröjningstid:

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

Du kan gå framåt i tidsinställningen genom att kort trycka på SW1 -knappen.

När du har valt den fördröjningstid du vill ha, tryck och håll ned SW1 -knappen längre än 2 sekunder. Därefter återgår trädet till det senaste körläget med den nya tidsbasen inställd.

Steg 5: Vart ska vi gå nu?

Allt hänger på dig!

Ta INO -filen och lägg till nya blinklägen eller nya funktioner.

Du kan försöka göra lite fin pulsstyrning, dämpa lysdioderna eller bygga ett spel med knappen eller göra vad du tänker på!

Ta hårdvaran och gör om den. Lägg till en summer för att spela fruktansvärt irriterande julmelodier. Lägg ut fler lysdioder (det finns alltid plats för några fler lysdioder).

Och om du tycker att din skapelse är värd att dela, gör det!

Glöm inte att detta är The Open Xmass Tree, så låt alla njuta av det!:)