Cây Giáng sinh Mở: 5 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:34

Xmas ở xung quanh chúng ta, về cơ bản kéo dài cả năm.:)

Nhưng nếu bạn muốn chuẩn bị tinh thần khi ngày trọng đại đến, bạn có thể làm theo những hướng dẫn sau và tạo bất ngờ cho những người thân yêu của mình bằng một chiếc gizmo điện nhỏ xinh.

Open Xmas Tree là một dự án nhỏ quay ngược thời gian, về nơi tôi vẫn còn đi học và giáo viên điện lực của tôi đã gợi ý tạo ra một PCB nhỏ hình cây Xmas (làm bằng tay) với một IC đếm nhị phân và một số đèn LED. Điều đó thật thú vị, và nếu bạn thiết kế đúng PCB của mình, đèn LED của bạn sẽ nhấp nháy "ngẫu nhiên" xung quanh cái cây, nhưng điều này sẽ trở nên nhàm chán sau một thời gian bởi vì nó thực sự không ngẫu nhiên chút nào.

Sau rất nhiều năm, tôi quyết định xem lại mạch cũ này và tạo ra một mạch tốt hơn, với PCB được sản xuất chuyên nghiệp, bộ đếm thời gian 555 (cho tín hiệu đồng hồ) và bộ đếm thập kỷ CD4026, trình điều khiển LED 7 đoạn., và khi tôi bắt đầu lắp ráp các cây, tôi có ý tưởng di chuyển nó xa hơn nữa, và tạo ra một cái cây nhấp nháy, có thể được lập trình theo ý muốn của bạn.

Đây là cách chúng tôi đến đây.

Bây giờ đây là hướng dẫn để tạo cây Xmas có thể lập trình của riêng bạn dựa trên Atmel ATTiny84A, bạn có thể nâng cấp bằng bảng Arduino UNO đơn giản với tư cách là một lập trình viên SPI. (nhưng đừng lo, tôi đã viết một đoạn mã nhỏ rất đẹp, với 8 kiểu nhấp nháy khác nhau mà bạn có thể tải xuống tại đây.)

Bước 1: Hãy Nhận Kỹ thuật

Mạch được cung cấp bởi một pin 9 V tiêu chuẩn (E Block, tôi nghĩ).

Nhưng đây là điểm nổi bật: chip Atmel chỉ có thể nhận điện áp đầu vào lên đến 5,5 V.

Vì vậy, trước tiên chúng ta cần một bộ điều chỉnh điện áp, giúp chúng ta có được 5 V an toàn từ đầu vào 9 V. Phần tôi thiết kế ở đây có thể cung cấp lên đến 150 mA, như vậy là đủ. Các thử nghiệm của tôi cho thấy rằng mạch cuối cùng không thực sự đạt trên 30 mA chút nào. (với đèn LED 3mm nhỏ)

Sau một số tụ đệm, bây giờ chúng ta có thể sử dụng chip ATTiny một cách an toàn.

Như bạn có thể thấy, không phải tất cả các chân của nó đều được sử dụng, nhưng này, đó là một con chip rẻ tiền, chúng ta có thể làm được điều đó. Chúng ta chỉ cần sử dụng 7 chân cho đèn LED và một chân cho nút thay đổi chế độ nhấp nháy và cơ sở thời gian. (hoặc bất cứ thứ gì bạn lập trình nó!) Ngoài ra, bạn có thể thực hiện nó với ATTiny44 và có thể là 24, nhưng chênh lệch giá khoảng 10 xu và bằng cách này, bạn sẽ có 8 K Flash để lưu trữ chương trình của mình.

Để làm cho điều này thực sự mở, tôi đã định tuyến các chân lập trình lại SPI của chip dưới nút SW1 (được chỉ định là ISP cho "lập trình hệ thống"), vì vậy tất cả những gì bạn cần là 4 chân 0,1 inch, được dán lại với nhau (em bé giường móng tay:)) và một lập trình viên SPI (như Arduino Uno) để ăn mã tuyệt vời của riêng bạn trên cây.

Mỗi đèn LED có điện trở giới hạn dòng điện 1 K Ohm riêng để giữ chúng an toàn, nhưng nếu bạn định sử dụng các đèn LED khác nhau, bạn có thể muốn suy nghĩ về giá trị này.

Xin lỗi về công tắc nguồn S1, tôi biết một số người sẽ không thích nó, nhưng đây là một bộ phận rẻ tiền, mà tôi chỉ tình cờ có xung quanh. Bạn có thể tạo các vết lõm nhỏ vào PCB hoặc cắt bỏ hai chân nhỏ từ bên dưới công tắc, nhưng tôi đã không làm bất kỳ điều đó. Tôi nghĩ rằng công tắc có thể được hàn tốt và nó sẽ đứng vững ở một góc độ nào đó, cuối cùng nó cũng làm cho việc chuyển đổi thoải mái hơn.

Tôi cũng đã làm một giá đỡ nhỏ có thể in 3D cho cái cây, chỉ để ngăn nó đổ khi pin được kết nối. Với giá đỡ, trọng lượng của pin giữ toàn bộ cây theo phương thẳng đứng.

Bước 2: Những thứ cần thiết

Một sản xuất PCB. Tôi biết điều này nghe có vẻ khó khăn, nhưng hôm nay chúng ta có một số công ty tốt và giá rẻ để bạn lựa chọn. Cá nhân tôi sử dụng JLCPCB vì chất lượng bảng thực sự tốt và chúng rẻ. Bạn có thể có 10 bảng trong số này được giao đến nhà của bạn với giá dưới 10 đô la. Nhưng tất nhiên, bạn có thể sử dụng bất kỳ nhà sản xuất nào bạn thích. Tải xuống các tệp Gerber đính kèm và gửi chúng đi sản xuất. (Tôi cũng đã xuất và tải lên định dạng tệp Altium, trong trường hợp bạn muốn sửa đổi cây trước)

Kỹ năng hàn. Làm việc với các bộ phận SMD có thể khó chịu, nhưng với một chút thông lượng và thực hành, bảng mạch của bạn sẽ trông đẹp hơn bất kỳ thiết bị sản xuất hàng loạt nào trên thị trường.

Lập trình bộ điều khiển vi mô AVR. Tôi sử dụng Arduino UNO cho việc này. Có một hướng dẫn tuyệt vời về quy trình. Https://www.instructables.com/id/Arduino-Uno-to-Pr…BUT XEM: Người hướng dẫn này nói rằng bạn nên đặt ánh xạ Pin thành ngược chiều kim đồng hồ. Nếu bạn làm điều này, cây sẽ KHÔNG hoạt động. Đặt nó thành bản đồ theo chiều kim đồng hồ!

Bộ điều khiển vi mô Atmel ATTiny84A.

Bộ điều chỉnh nguồn Toshiba TA78L05F (TE12L, F)

Nắp SMD 1206. với công suất 1 u F

Nắp SMD 1206. với công suất 0,33 u F

Nắp SMD 1206. với công suất 10 u F

Điện trở SMD 1206 1 K Ohm (7 trong số chúng)

Điện trở SMD 1206 10 K Ohm

Đèn LED THT (7 trong số chúng). Tôi đã sử dụng những chiếc 3mm 2 m A

nút C&K (PTS645SK43SMTR92LFS) nhưng bất kỳ nút nào có dấu chân 6mm * 6mm đều nên làm

công tắc nguồn chính (AYZ0102AGRLC)

Thiết bị đầu cuối pin 9V

Đính kèm, bạn có thể tìm thấy một trang tính Excel có hóa đơn nguyên vật liệu (BOM) mà tôi đã liên kết trong hầu hết các phần từ Trang web TME. EU, nhưng tất nhiên bạn có thể sử dụng bất kỳ nhà cung cấp nào và thực hiện miễn là chức năng và dấu chân là OK.

Bước 3: Xây dựng tất cả cùng nhau

Khi bạn đã có tất cả trong tay (bo mạch được sản xuất, tất cả các bộ phận, mỏ hàn và có thể là một số cục đẩy), bạn có thể bắt đầu với việc áp dụng một số chất trợ dung vào dấu chân của bộ điều khiển vi mô trên PCB.

Tôi thường hàn ATTiny trước, vì nó dễ làm việc hơn trong khi bạn có không gian trên bảng.

Sau đó hàn tất cả các thành phần nhỏ trên. Điện trở, tụ điện và cuối cùng là bộ điều chỉnh. (Nếu bạn đặt chúng và giữ chúng xuống bằng đầu nhíp, bạn có thể cố định chúng bằng một chút chất hàn trên đầu bàn là. Việc này sẽ giữ nguyên vị trí cho đến khi bạn thực hiện đúng mặt còn lại, và sau đó quay lại mặt đầu tiên để hoàn thành công việc)

Tiếp theo, thêm nút và công tắc.

Bây giờ hãy đặt PCB trên một cái gì đó sẽ giữ nó phía trên bàn. Khoảng 10 mm là được, nhưng nó phụ thuộc vào khoảng thời gian bạn muốn dây dẫn LED của mình. (Tôi sử dụng máy cắt bên của mình để hỗ trợ)

Chèn các đèn LED từ mặt sau của PCB và cẩn thận hàn chúng vào mặt còn lại. Đảm bảo rằng chúng không bị uốn cong theo bất kỳ hướng nào và cũng chú ý đến cực.

Cuối cùng, cắt đầu nối pin 9V của bạn còn khoảng 40-50 mm và hàn chúng vào. Trước tiên, hãy đảm bảo rằng bạn có chúng đúng cách, cả hai cực đều khôn ngoan và để pin có thể được kết nối mà không làm căng dây cáp.

Làm tốt lắm! Hãy sử dụng chiếc cup tee của bạn ngay bây giờ, bạn đã kiếm được nó!

Tiếp theo, thiết lập bộ lập trình SPI của bạn và kết nối nó với 4 chân phía trên bộ điều khiển vi mô.

Bạn có thể cấp nguồn cho cây từ pin 9V ngay bây giờ, nhưng hãy đảm bảo kết nối dây nối đất của bộ lập trình và bảng. Chỉ cần kẹp GND của lập trình viên của bạn vào một trong các dây dẫn âm của đèn LED.

Tôi đã đánh dấu các bảng lập trình bằng số pin, nhưng điều này có thể giúp bạn kết nối:

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

Tải xuống tệp INO từ đây và sử dụng Arduino IDE của bạn (hoặc chuyển đổi nó thành bất kỳ thứ gì bạn thích và sử dụng nó với các lập trình viên khác nhau) để flash bộ điều khiển.

Đừng quên đặt tùy chọn trong Arduino IDE thành "Ghi bộ nạp khởi động". Điều này là cần thiết để đặt ATTiny hoạt động trên 8 Mhz. Nếu điều này không được thực hiện, cây Xmass của bạn sẽ nhấp nháy rất chậm, nhưng đừng lo lắng, bạn luôn có thể vào và thực hiện lại.

Tôi phải thừa nhận rằng, lập trình cây với 4 chân được gắn với nhau không phải là một điều dễ dàng để thực hiện, nhưng hãy giữ vững nó, với một chút thực hành, bạn có thể lập trình lại cây của mình thường xuyên như bạn muốn.

Ngay sau khi lập trình xong, Cây Giáng sinh của bạn sẽ bắt đầu nhấp nháy ở chế độ được lập trình đầu tiên. (nhấp nháy ngẫu nhiên)

Bạn đã làm rất tốt! Xin chúc mừng! Bây giờ bạn đã có Open Xmas Tree của riêng mình để chơi cùng! Và đừng quên hoàn thành cú phát bóng của mình.

Bước 4: Hướng dẫn sử dụng

Đây là những gì bạn sẽ nhận được cuối cùng:

Sau khi bạn kết nối pin 9 V, cây Xmass có thể được kích hoạt bằng công tắc trượt S1.

Nó sẽ bắt đầu ở chế độ nhấp nháy đầu tiên, cụ thể là Nhấp nháy ngẫu nhiên.

Để tắt lại, chỉ cần đảo ngược công tắc S1.

Bằng cách nhấn nhanh nút SW1 ở trên cùng, bạn có thể chuyển đổi giữa các chế độ cài đặt sẵn sau:

1 - Nhấp nháy ngẫu nhiên2 - Vòng tròn có đèn LED chuyển đổi3 - Vòng tròn có đèn LED bật và quay lại4 - Vòng tròn có đèn LED vẫn bật5 - Đi bộ xung quanh cây6 - Knight Rider:) 7 - Đèn thả với đèn LED chuyển đổi8 - Đèn thả với đèn LED vẫn bật

Bằng cách nhấn nút SW1 lâu hơn trong 2 giây, bạn vào chế độ thay đổi cơ sở thời gian.

Tại đây, bạn có thể đặt thời gian giữa các lần nhấp nháy. Bạn có thể thấy rằng bạn đã vào chế độ này, khi chỉ có 1 đèn LED nhấp nháy. Mỗi đèn LED biểu thị thời gian trễ khác nhau:

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

Bạn có thể di chuyển về phía trước trong cài đặt thời gian bằng cách nhấn nhanh nút SW1.

Khi bạn đã chọn thời gian trễ mà bạn muốn, hãy nhấn và giữ nút SW1 lâu hơn sau đó 2 giây.

Bước 5: Chúng ta đi đâu bây giờ?

Tuỳ bạn!

Lấy tệp INO và thêm các chế độ nhấp nháy mới hoặc các tính năng mới.

Bạn có thể thử thực hiện một số quản lý thời gian xung nhịp nhàng, làm mờ đèn LED hoặc xây dựng trò chơi bằng cách sử dụng nút hoặc làm những gì mọi thứ xuất hiện trong tâm trí bạn!

Lấy phần cứng và thiết kế lại nó. Thêm một chiếc còi để phát những giai điệu Giáng sinh khó chịu khủng khiếp. Bố trí nhiều đèn LED hơn (luôn có chỗ cho một số đèn LED hơn).

Và nếu bạn nghĩ sáng tạo của mình đáng được chia sẻ, hãy làm như vậy!

Đừng quên đây là The Open Xmass Tree, hãy để mọi người cùng thưởng thức nhé!:)