Hackbart julkort och prydnad: 6 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:48

Semesterkort som blinkar och piper har alltid fascinerat oss. Detta är vår hackbara DIY -version gjord med en ATtiny13A och några lysdioder - tryck på knappen för att spela en kort ljusshow i trädet. Vi skickar dessa till vänner och familj i år. Det är en handgjord, hackbar gåva, och det var massor av kul att bygga. Denna instruerbara förklarar vår design, då kan du ta tag i öppna källfiler och bygga dina egna.

Kortet är också en hyllning till Vellemans blinkande julgransprydnadssats och en kit-biz-hänvisning till Adafruit Promise. (Visste du att Velleman har ett nixie -rörklocksats? Verkligen!)

Du kan köpa en kopia av vårt kort i Seeed Studio. Monterade kort är ($ 15), och ett kit för äventyrliga lödare är $ 12. Du kan också se den här artikeln med den ursprungliga formateringen på DangerousPrototypes.com.

Steg 1: Hårdvara - ATtiny13A

Schemat och PCB gjordes med freeware -versionen av Cadsoft Eagle. Ladda ner de senaste designfilerna och den fasta programvaran på projektets Google Code -sida.

AVR ATTINY-13A

En liten ATMEL ATtiny13A mikrokontroller (IC1) är kretsens hjärna. En stift (PWM) blinkar lamporna, de flesta andra stiften används för programmering och strömförsörjning. Du kan få liknande effekter med en 555 timer eller diskreta komponenter, men vårt mål är att lära sig om en ny mikrokontrollerfamilj och göra något lätt att hacka.

ATtiny behöver ett 10K uppdragningsmotstånd (R1) för att hålla nollställningsstiftet högt, en mini taktil omkopplare (S1) återställer ATtiny genom att tillfälligt ansluta återställningsstiftet till marken. En 0.1uF kondensator (C1) kopplar bort chipet från strömförsörjningen.

Steg 2: Hårdvara - Programmering och batteri

ATtiny-mikrokontroller styrs via en sexpolig ISP-anslutning (In-System Programming). ISP -rubriken är orienterad mot kortets baksida. Vi gjorde en programmeringssond för att undvika att löda ett stifthuvud på brädet.

Strömförsörjning sker med en 3 volts, 20 mm litiummyntcell (BAT1) på baksidan av kretskortet. Hållaren ska arbeta med 2025 eller 2032 myntceller. ATtiny kommer att fungera över ett spänningsintervall, ner till 1,8 volt.

Steg 3: Hårdvara - Träd -lysdioder

Trädets lysdioder

Våra små, blinkande julgranslampor är 0805 ytmonterade lysdioder (LED1-10). Varje lysdiod har ett strömbegränsande motstånd (R3-12). Vi använde 390ohm motstånd, för ca 3mA vid 3volts och 8mA vid 5volts under utvecklingen. Alla 10 lysdioder använder tillsammans cirka 30mA när de drivs av batteriet.

30mA är för mycket ström för att källa eller sjunka på ATtiny -stiften. Istället byter en NPN -transistor (T1) jordanslutningen till lysdioderna. Transistorer kräver också ett basmotstånd (R2) för att begränsa hur mycket ström som dras från mikrokontrollerstiftet. LED: er måste anslutas i rätt riktning annars tänds inte. LED-lampor med genomgående hål har vanligtvis en längre ledning som indikerar den positiva matningssidan (anoden). SMD -lysdioder har en grön kant, och ibland en pil på baksidan, för att indikera jordanslutningen (katoden). Detta diagram visar rätt orientering för varje lysdiod, jordanslutningen ska peka i samma riktning som pilen.

Steg 4: Hårdvara - PCB och Partslist

Schemat och PCB gjordes med freeware -versionen av Cadsoft Eagle. Ladda ner de senaste designfilerna och den fasta programvaran på projektets Google Code -sida. Vi gjorde kretskorten med Seeed Studios Propaganda -tjänst, de extra brädorna från vår beställning finns i Seeed -butiken. Vi förväntade oss gröna kretskort, men fick svarta - de sista kretskorten blir röda.

Vi använde vias, komponenter och sidenduken för att skapa ett jultema. Detta är vårt första försök, kanske blir det en högtidstradition som vi förbättrar år efter år. Den slutliga kretskortet ska ha synliga silvervias på trädet, vi gjorde dem inte tillräckligt stora på prototypen. Vi tog också bort året, så om det inte levereras i tid till jul kan det användas igen senare.

Detta är ett två-lager PCB med delar på båda sidor. Vi började på framsidan och lödde stora delar som mikrokontrollern (IC1) och omkopplaren (S1), sedan lade vi till mindre passiver som motstånd och kondensatorer. Batterihållaren går på baksidan av kretskortet, vi lodde det sist så att arbetsytan förblev platt och stabil medan vi arbetade på framsidan.

Om du själv lödar kretskortet, se till att du har en pincett med spetsiga ändar för att placera och hålla komponenter. Du behöver också flussmedel för att få allt att flyta och kopparveken för att städa upp extra löd. Vi använder Blu-Tack för nästan allt annat.

Dellista

namn	Kvantitet	Värde (storlek)
IC1	1	AVR ATtiny13A (SOIC-8)
C1	1	0.1uf kondensator (0805)
T1	1	NPN 200ma+ 100hfe+ transistor (SOT23)
R1	1	10 000 ohm (10K) motstånd (0805)
R2-R12	10	390 ohm (390R) motstånd (0805)
LED1-10	10	Lysdioder, olika färger (0805)
S1	1	Mini taktil switch (SMD)
FLADDERMUS	1	20 mm batterihållare (SMD)
CELL	1	20 mm batteri (CR-2025)

Steg 5: Firmware

Firmware är skriven i C med AVR-GCC-kompilatorn med öppen källkod med AVRStudio. Ladda ner de senaste designfilerna och den fasta programvaran på projektets Google Code -sida. Programmera firmware via 6pin ISP -programmeringshuvudet med något som STK500 eller USBtinyISP. På en sida, vi är verkligen glada över att använda en open source -kompilator för detta projekt.

När strömmen tillförs kretsen kör ATtiny ett enkelt program som pulserar julgransljusen. När programmet är klart sover chipet tills det återställs med ett knapptryck eller batteribyte.

Fading-programmet använder pulsbreddsmodulering för att dämpa lysdioderna. ATtiny13A har hårdvara PWM, men det matas ut från ISP -stiften som redan är upptagna. Det är möjligt att dela programmeringsnålar med andra funktioner, om vi inte var redo att göra det på detta projekt.

När programmet är klart, går chipet i viloläge för alltid. Detta är annorlunda än många mikrokontrollerprogram som återupptas från sömn på ett stiftbytesavbrott. Ett knapptryck återställer ATtiny och startar programmet igen.

Steg 6: Ta det vidare

Vi har många idéer för framtida semesterkort - flera LED -kanaler, färgskiftande lysdioder, ljud, accelerometerkontroll, kapacitiv beröringsavkänning, LCD -skärmar, epaper, festligt skurna kretskort och mer. Vi använde inte en bootloader i det här projektet, men här är en diskussion om möjliga alternativ.

Vad skulle du göra? Har du några hack för det här kortet, eller idéer för framtida kort? Skaffa ett

Seeed Studio har kortet monterat, eller som ett kit. Satsen innehåller 0805-stora ytmonterade delar, det är inte för alla. Detta är vårt första projekt som erbjuds som ett kit, vi är glada att se hur många som är intresserade av ett SMD -kit. Detta blir en mycket begränsad körning, troligen 100-200 totalt, så skaffa din tidigt!

• Bygg ditt eget kort från våra open source -designfiler och firmware.
• Ett monterat kort kostar $ 15 i Seeed Studio. Kretskortet blir rött. Firmware programmerad och batteri ingår.
• Ett kit kostar $ 12 på Seeed Studio. Kretskortet blir rött. Firmware programmerad och batteri ingår.

Vi vill att beställningar ska levereras i tid till jul, men det finns en stor chans att det kanske inte händer. Seeed Studio arbetar redan med ett litet antal kort, vilket ska hjälpa till att påskynda leveransen. Förhoppningsvis kommer de i tid till jul, men leveransen blir riktigt snäv. Vi kommer att lägga upp tillverkningsuppdateringar när vi får dem.

Ha en silver och lödig semester!