Hackable Christmas Card at Ornament: 6 na Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:16

Ang mga holiday card na kumurap at beep ay palaging nakakaakit sa amin. Ito ang aming na-hack na bersyon ng DIY na ginawa gamit ang isang ATtiny13A at ilang mga LED - itulak ang pindutan upang i-play ang isang maikling light show sa puno. Ipinapadala namin ang mga ito sa mga kaibigan at pamilya sa taong ito. Ito ay isang gawang-kamay, na-hack na regalo, at ito ay isang toneladang kasiyahan na maitayo. Ang itinuturo na ito ay nagpapaliwanag ng aming disenyo, pagkatapos ay maaari mong kunin ang bukas na mga file ng mapagkukunan at buuin ang iyong sarili.

Ang kard ay isang pugay din sa kumikislap na Christmas Ornament kit ng Velleman, at isang kit-biz na sanggunian sa Adafruit Promise. (Alam mo bang si Velleman ay mayroong isang nixie tube clock kit? Talaga!)

Maaari kang bumili ng isang kopya ng aming card sa Seeed Studio. Ang mga natipon na kard ay ($ 15), at isang kit para sa mga adventurous solderer ay $ 12. Maaari mo ring makita ang artikulong ito kasama ang orihinal na pag-format sa DangerousPrototypes.com.

Hakbang 1: Hardware - ATtiny13A

Ang eskematiko at PCB ay ginawa gamit ang bersyon ng freeware ng Cadsoft Eagle. I-download ang pinakabagong mga file ng disenyo at firmware sa pahina ng proyekto ng Google Code.

AVR ATTINY-13A

Ang isang maliit na ATMEL ATtiny13A microcontroller (IC1) ay ang utak ng circuit. Ang isang pin (PWM) ay kumikislap ng mga ilaw, karamihan sa iba pang mga pin ay ginagamit para sa pagprograma at lakas. Maaari kang makakuha ng mga katulad na epekto sa isang 555 timer o discrete na mga bahagi, ngunit ang aming hangarin ay upang malaman ang tungkol sa isang bagong pamilya ng microcontroller at gumawa ng isang bagay na madaling i-hack.

Ang ATtiny ay nangangailangan ng isang 10K pull-up risistor (R1) upang hawakan ang reset pin na mataas, isang mini tactile switch (S1) ang nag-reset sa ATtiny sa pamamagitan ng pansamantalang pagkonekta ng reset pin sa lupa. Ang isang 0.1uF capacitor (C1) ay nag-decouples ng chip mula sa power supply.

Hakbang 2: Hardware - Programming at Baterya

Ang mga ATTiny microcontroller ay nai-program sa pamamagitan ng isang anim na pin na Koneksyon sa System Programming (ISP). Ang header ng ISP ay nakatuon sa likod ng card. Gumawa kami ng isang probe sa pagprograma upang maiwasan ang paghihinang ng isang header ng pin sa board.

Ang kapangyarihan ay ibinibigay ng isang 3volt, 20mm lithium coin cell (BAT1) sa likuran ng PCB. Ang may hawak ay dapat na gumana sa 2025 o 2032 na mga cell ng barya. Ang ATtiny ay gagana sa isang hanay ng mga voltages, pababa sa 1.8volts.

Hakbang 3: Hardware - Mga Tree LED

Mga LED ng puno

Ang aming maliit, kumikislap na mga ilaw ng Christmas tree ay 0805 na mga mount mount sa LED (LED1-10). Ang bawat LED ay may kasalukuyang paglilimita sa risistor (R3-12). Gumamit kami ng 390ohm resistors, para sa halos 3mA sa 3volts, at 8mA sa 5volts sa panahon ng pag-unlad. Ang lahat ng 10 LEDs na magkasama ay gumagamit ng halos 30mA kapag pinalakas ng baterya.

Ang 30mA ay labis na kasalukuyang mapagkukunan o lumulubog sa mga ATtiny pin. Sa halip, isang NPN transistor (T1) ang lumilipat sa koneksyon sa lupa ng mga LED. Ang mga transistor ay nangangailangan din ng isang base risistor (R2) upang limitahan kung gaano karaming kasalukuyang hinila mula sa microcontroller pin. Ang mga LED ay kailangang ikonekta sa tamang direksyon o hindi nila magaan. Ang mga LED-through-hole ay karaniwang may isang mas matagal na tingga na nagpapahiwatig ng positibong bahagi ng supply (anode). Ang mga SMD LED ay may berdeng gilid, at kung minsan ay isang arrow sa likod, upang ipahiwatig ang koneksyon sa lupa (cathode). Ipinapakita ng tsart na ito ang tamang oryentasyon para sa bawat LED, dapat na ituro ng koneksyon sa lupa ang parehong direksyon tulad ng arrow.

Hakbang 4: Hardware - PCB at Mga Listahan

Ang eskematiko at PCB ay ginawa gamit ang bersyon ng freeware ng Cadsoft Eagle. I-download ang pinakabagong mga file ng disenyo at firmware sa pahina ng proyekto ng Google Code. Ginawa namin ang mga PCB na may serbisyo na Propaganda ng Seeed Studio, ang mga sobrang board mula sa aming order ay nasa Seeed store. Inaasahan namin ang mga berdeng PCB, ngunit naging itim - ang huling mga PCB ay magiging pula.

Gumamit kami ng mga vias, sangkap, at screen ng seda upang lumikha ng isang tema ng Pasko. Ito ang aming unang pagsubok, marahil ay magiging isang tradisyon sa bakasyon na pinapabuti namin sa bawat taon. Ang pangwakas na PCB ay dapat magkaroon ng mga nakikitang pilak na vias sa puno, hindi namin ito ginawang malaki sa prototype. Inalis din namin ang taon, kaya kung hindi maihatid sa oras para sa Pasko maaari itong magamit muli sa paglaon.

Ito ay isang dalawang-layer PCB na may mga bahagi sa magkabilang panig. Nagsimula kami sa harap, paghihinang ng malalaking bahagi tulad ng microcontroller (IC1) at switch (S1), pagkatapos ay nagdagdag ng mas maliit na mga passive tulad ng resistors at capacitors. Ang may hawak ng baterya ay pumupunta sa likuran ng PCB, hinihinang namin ito nang huli upang ang ibabaw ng trabaho ay manatiling patag at matatag habang nagtatrabaho kami sa harap.

Kung hinihinang mo mismo ang PCB, tiyaking mayroon kang mga sipit na may matulis na mga dulo upang ilagay at hawakan ang mga bahagi. Kakailanganin mo rin ang pagkilos ng bagay upang daloy ang lahat, at palayok ang tanso upang linisin ang anumang labis na panghinang. Gumagamit kami ng Blu-Tack para sa lahat ng iba pa.

Mga Listahan ng Bahagi

Pangalan	Dami	Halaga (laki)
IC1	1	AVR ATtiny13A (SOIC-8)
C1	1	0.1uf capacitor (0805)
T1	1	NPN 200ma + 100hfe + transistor (SOT23)
R1	1	10, 000 ohm (10K) risistor (0805)
R2-R12	10	390 ohm (390R) risistor (0805)
LED1-10	10	Mga LED, iba't ibang kulay (0805)
S1	1	Mini tactile switch (SMD)
BAT	1	20mm na may hawak ng baterya (SMD)
CELL	1	20mm na baterya (CR-2025)

Hakbang 5: Firmware

Ang firmware ay nakasulat sa C gamit ang open source AVR-GCC compiler na may AVRStudio. I-download ang pinakabagong mga file ng disenyo at firmware sa pahina ng proyekto ng Google Code. Iprogram ang firmware sa pamamagitan ng 6pin ISP programming header na may isang bagay tulad ng STK500 o USBtinyISP. Sa isang tala, talagang nasasabik kami tungkol sa paggamit ng isang open source compiler para sa proyektong ito.

Kapag inilapat ang kuryente sa circuit, nagpapatakbo ang ATtiny ng isang simpleng programa na pinupusok ang mga ilaw ng Christmas tree. Kapag natapos ang programa, natutulog ang maliit na tilad hanggang sa ma-reset ito ng isang pindutan ng pagpindot o pagbabago ng baterya.

Ang kumukupas na programa ay gumagamit ng modulasyon ng lapad ng pulso ng software upang malabo ang mga LED. Ang ATtiny13A ay may hardware PWM, ngunit ito ay output sa mga pin ng ISP na nasakop na. Posibleng ibahagi ang mga pin ng programa sa iba pang mga pagpapaandar, maging hindi kami handa na gawin iyon sa proyektong ito.

Kapag nakumpleto ang programa, ang maliit na tilad ay matutulog magpakailanman. Ito ay naiiba kaysa sa maraming mga programa ng microcontroller na nagpapatuloy mula sa pagtulog sa isang pagbabago ng pin na nakakagambala. Ang isang pindot ng pindutan ay nai-reset ang ATtiny at simulang muli ang programa.

Hakbang 6: Kinukuha Pa Ito

Mayroon kaming maraming mga ideya para sa mga holiday card sa hinaharap - maraming mga LED channel, pagbabago ng kulay ng LEDs, tunog, kontrol ng accelerometer, capacitive touch sensing, mga LCD screen, epaper, piyesta na gupitin ang mga PCB, at marami pa. Hindi kami gumamit ng isang bootloader sa proyektong ito, ngunit narito ang isang talakayan ng mga posibleng pagpipilian.

Ano ang gagawin mo? Mayroon ka bang mga pag-hack para sa kard na ito, o mga ideya para sa mga card sa hinaharap? Kumuha ng isa

Ang Seeed Studio ay nagtipon ng card, o bilang isang kit. Ang kit ay may kasamang 0805-laki na mga mount mount na bahagi, hindi ito para sa lahat. Ito ang aming unang proyekto na inaalok bilang isang kit, nasasabik kaming makita kung gaano karaming mga tao ang interesado sa isang SMD kit. Ito ay magiging isang napaka-limitadong run, marahil 100-200 kabuuan, kaya kumuha ng maaga sa iyo!

• Bumuo ng iyong sariling card mula sa aming bukas na mga file ng disenyo ng mapagkukunan at firmware.
• Ang isang binuo card ay $ 15 sa Seeed Studio. Ang PCB ay magiging pula. Naka-program na firmware at kasama ang baterya.
• Ang isang kit ay $ 12 sa Seeed Studio. Ang PCB ay magiging pula. Naka-program na firmware at kasama ang baterya.

Nais naming maihatid ang mga order sa oras para sa Pasko, ngunit may isang malaking pagkakataon na maaaring hindi mangyari. Gumagawa na ang Seeed Studio ng isang maliit na bilang ng mga kard, na dapat makatulong na mapabilis ang paghahatid. Sana dumating sila sa oras para sa Pasko, ngunit ang paghahatid ay talagang masikip. Magpo-post kami ng mga update sa pagmamanupaktura sa pagkuha namin sa kanila.

Magkaroon ng isang pilak, soldery Holiday!