Hackbart julekort og ornament: 6 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:31

Feriekort, der blinker og bipper, har altid fascineret os. Dette er vores hackbare DIY -version lavet med en ATtiny13A og et par lysdioder - tryk på knappen for at afspille et kort lysshow i træet. Vi sender dem til venner og familie i år. Det er en håndlavet, hackelig gave, og det var masser af sjov at bygge. Denne instruktive forklarer vores design, så kan du få fat i open source -filer og bygge dine egne.

Kortet er også en hyldest til Vellemans blinkende juletræspyntesæt og en kit-biz reference til Adafruit Promise. (Vidste du, at Velleman har et nixie -rørurssæt? Virkelig!)

Du kan købe en kopi af vores kort i Seeed Studio. Samlede kort er ($ 15), og et sæt til eventyrlystne loddemaskiner er $ 12. Du kan også se denne artikel med den originale formatering på DangerousPrototypes.com.

Trin 1: Hardware - ATtiny13A

Skematisk og PCB blev lavet med freeware -versionen af Cadsoft Eagle. Download de nyeste designfiler og firmware på projektets Google Code -side.

AVR ATTINY-13A

En lille ATMEL ATtiny13A mikrokontroller (IC1) er hjernen i kredsløbet. En pin (PWM) blinker lysene, de fleste af de andre ben bruges til programmering og strøm. Du kan få lignende effekter med en 555 timer eller diskrete komponenter, men vores mål er at lære om en ny mikrokontrollerfamilie og gøre noget let at hacke.

ATtiny har brug for en 10K pull-up-modstand (R1) for at holde nulstillingstappen højt, en mini-taktil kontakt (S1) nulstiller ATtiny ved midlertidigt at forbinde nulstillingstappen til jorden. En 0.1uF kondensator (C1) afkobler chippen fra strømforsyningen.

Trin 2: Hardware - Programmering og batteri

ATtiny mikrokontrollere programmeres via en seks-benet ISP-forbindelse (In System Programming). ISP -headeren er orienteret mod bagsiden af kortet. Vi lavede en programmeringsprobe for at undgå at lodde et stifthoved på tavlen.

Strøm leveres af en 3 volts, 20 mm lithium møntcelle (BAT1) på bagsiden af printkortet. Indehaveren skal arbejde med 2025 eller 2032 møntceller. ATtiny fungerer over en række spændinger, ned til 1,8 volt.

Trin 3: Hardware - Træ -lysdioder

Træ -lysdioder

Vores bittesmå, blinkende juletræslys er 0805 overflademonterede LED'er (LED1-10). Hver LED har en strømbegrænsende modstand (R3-12). Vi brugte 390ohm modstande til ca. 3mA ved 3volts og 8mA ved 5volts under udviklingen. Alle 10 lysdioder bruger sammen cirka 30mA, når de drives af batteriet.

30mA er for meget strøm til at kilde eller synke på ATtiny -benene. I stedet skifter en NPN -transistor (T1) jordforbindelsen mellem lysdioderne. Transistorer kræver også en basismodstand (R2) for at begrænse, hvor meget strøm der trækkes fra mikrokontrollerstiften. LED'er skal tilsluttes i den rigtige retning, ellers lyser de ikke. Gennemgående huller har normalt en længere ledning, der angiver den positive forsyningsside (anode). SMD -lysdioder har en grøn kant og nogle gange en pil på bagsiden for at angive jordforbindelsen (katoden). Dette diagram viser den korrekte retning for hver LED, jordforbindelsen skal pege i samme retning som pilen.

Trin 4: Hardware - PCB og deleliste

Skematisk og PCB blev lavet med freeware -versionen af Cadsoft Eagle. Download de nyeste designfiler og firmware på projektets Google Code -side. Vi lavede printkortene med Seeed Studios Propaganda -service, de ekstra tavler fra vores ordre er i Seeed -butikken. Vi forventede grønne printkort, men fik sorte - de sidste PCB'er bliver røde.

Vi brugte vias, komponenter og silketryk til at skabe et juletema. Dette er vores første forsøg, måske bliver det en ferietradition, som vi forbedrer år efter år. Den sidste PCB skulle have synlige sølvvias på træet, vi gjorde dem ikke store nok på prototypen. Vi har også fjernet året, så hvis det ikke leveres i tide til jul, kan det bruges igen senere.

Dette er et to-lags printkort med dele på begge sider. Vi startede på forsiden og lodde store dele som mikrokontrolleren (IC1) og kontakten (S1), og tilføjede derefter mindre passiver som modstande og kondensatorer. Batteriholderen går på bagsiden af printkortet, vi loddet det sidst, så arbejdsfladen forblev flad og stabil, mens vi arbejdede på forsiden.

Hvis du selv lodder PCB'et, skal du sørge for at have en pincet med spidse ender til at placere og holde komponenter. Du skal også bruge flux for at få alt til at flyde, og kobberveje til at rydde op i ekstra lodning. Vi bruger Blu-Tack til alt andet.

Liste over dele

Navn	Antal	Værdi (størrelse)
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) modstand (0805)
R2-R12	10	390 ohm (390R) modstand (0805)
LED1-10	10	Lysdioder, forskellige farver (0805)
S1	1	Mini taktil switch (SMD)
FLAGERMUS	1	20 mm batteriholder (SMD)
CELLE	1	20 mm batteri (CR-2025)

Trin 5: Firmware

Firmwaren er skrevet i C ved hjælp af open source AVR-GCC-kompilatoren med AVRStudio. Download de nyeste designfiler og firmware på projektets Google Code -side. Programmer firmwaren gennem 6pin ISP -programmeringshovedet med noget som STK500 eller USBtinyISP. På en sidebemærkning er vi virkelig begejstrede for at bruge en open source -kompilator til dette projekt.

Når strømmen tilføres kredsløbet, kører ATtiny et enkelt program, der pulserer juletræets lys. Når programmet er færdigt, sover chippen, indtil den nulstilles ved et tryk på en knap eller batteriskift.

Fading-programmet bruger softwarepulsbreddemodulation til at dæmpe lysdioderne. ATtiny13A har hardware PWM, men den sender ud på ISP -benene, der allerede er optaget. Det er muligt at dele programmeringsnåle med andre funktioner, hvis vi ikke var klar til at gøre det på dette projekt.

Når programmet er færdigt, går chippen i dvale for evigt. Dette er anderledes end mange mikrokontrollerprogrammer, der genoptages fra søvn ved en afbrydelse af en pin -ændring. Et tryk på en knap nulstiller ATtiny og starter programmet igen.

Trin 6: Tag det videre

Vi har mange ideer til fremtidige feriekort - flere LED -kanaler, farveskiftende lysdioder, lyd, accelerometerstyring, kapacitiv berøringsfølelse, LCD -skærme, epaper, festligt udskårne printkort og mere. Vi brugte ikke en bootloader i dette projekt, men her er en diskussion af mulige muligheder.

Hvad ville du gøre? Har du nogle hack til dette kort eller ideer til fremtidige kort? Få et

Seeed Studio har kortet samlet, eller som et sæt. Sættet indeholder 0805-størrelse overflademonterede dele, det er ikke for alle. Dette er vores første projekt, der tilbydes som et kit, vi er spændte på at se, hvor mange mennesker der er interesseret i et SMD -kit. Dette vil være et meget begrænset løb, sandsynligvis 100-200 i alt, så få din tidligt!

• Byg dit eget kort fra vores open source -designfiler og firmware.
• Et samlet kort koster $ 15 i Seeed Studio. PCB'en bliver rød. Firmware programmeret og batteri inkluderet.
• Et sæt koster $ 12 hos Seeed Studio. PCB'en bliver rød. Firmware programmeret og batteri inkluderet.

Vi vil gerne have, at ordrer bliver leveret i tide til jul, men der er en betydelig chance for, at det muligvis ikke sker. Seeed Studio arbejder allerede på et lille antal kort, der skal hjælpe med at fremskynde levering. Forhåbentlig kommer de i tide til jul, men levering bliver virkelig stram. Vi sender produktionsopdateringer, efterhånden som vi får dem.

Hav en sølvfarvet, lodden ferie!