Подарък за печатни платки за коледно дърво: 7 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:49

Беше в средата на септември, когато исках да направя един забавен малък проект. Тъй като Коледа наближаваше и аз исках да дам някои домашно приготвени подаръци на семейството си, избрах да направя коледна елха.

Коледната елха трябва:

- трябва да бъде енергийно ефективен

- да не са по -големи от 10*10 см

- програмируеми

- трябва да има основа, където е поставена батерията

- трябва да има повече от 1 режим на работа

Проектирах платката в Altium Designer, отпечатах платките на JLC, програмирах микроконтролера atmel в Atmel Studio 7.0 и проектирах 3d модела в SolidWorks.

Стъпка 1: Планът

Моят план е да проектирам 2 платки с форма на коледна елха.

Преди да започна да работя върху схемите, избрах микроконтролера, захранването, LED драйверите …

За микроконтролера използвах ATTINY85-20SU поради неговата простота (8 пина).

За захранване на микроконтролерите и светодиодите избрах 3 AA батерии.

За превключване на светодиодите избрах MOSFET SI1012CR-T1-GE3.

Стъпка 2: Проектиране на печатни платки

Първо направих схематично, след това оформление на печатни платки.

След като избрах микроконтролера, погледнах листа с данни на контролера и извода. Микроконтролерът трябваше да има режим на заспиване и поне 4 I/O пина за 3 MOSFET, по един за всеки цвят (червен, жълт, зелен) и бутон за натискане. Attiny85 беше перфектен.

Pin1 (RESET) - е нулиран щифт, където свързах 10 kOhmPULL UP резистор (пакет 1206)

Pin2 - използвах този щифт за бутон, всеки път, когато натисках бутона, щифтът се дърпаше надолу към земята (затова програмирах този щифт като вход и използвах вътрешен PULL UP)

Pin3 - в SCH1 свързах този щифт към мъжката заглавка, но не го използвах.

Pin4 - Заземяване

Pin5 (MOSI) - отива до портата на MOSFET Q3 за жълти светодиоди

Pin6 (MISO) - е свързан към портата на MOSFET Q2 за зелени светодиоди

Pin7 (CLK) - свързан към портата на MOSFET Q1 за червени светодиоди

Pin8 - Vcc

Информационен лист на MOSFET:

На един MOSFET има 12 светодиода (обща консумация на енергия за 1 MOSFET: P = I*U, P = 20mA*4.5V = 90mW)

Добавих и 6 виа (2,54 мм един от друг за програмиране (заглавка 4 и заглавие 2 на SCH)).

След SCH продължих да подреждам таблото. Изрязах формата на коледната елха и след това изложих компонентите.

Добавих два разединяващи кондензатора 100pF и 10uF за стабилизиране на входното напрежение.

Резисторът от 100 kOhm, който е в SCH, не използвах.

Добавих гербер файловете и за двете печатни платки.

Стъпка 3: Запояване

Използвах стар поялник, който бях сложил наоколо.

Първо запоех всички smd компоненти, след това всички компоненти през отворите.

След запояване дойде време за забавно програмиране: D

Стъпка 4: Програмиране

За програмиране използвах AVRISP mk2.

Тъй като имате нужда от външно захранване, за да захранвате микроконтролера и програмиста, свързах 5v и gnd от Arduino Mega само за захранване. След това свързах програмиста на моя програмируем печат, където се свързах:

1 пин (RESET) за RESET

4 пина (GND) към GND

5 пинов (MOSI) към MOSI

6 пинов (MISO) към MISO

7 пина (CLK) към CLK

8 пина (Vcc) към Vcc

Прикачих програмния код.

В кода, който приложих pwm контрол, режим на заспиване, прекъсвания …

Първият режим просто мига всички светодиоди, във втория режим използвах pwm, за да променя яркостта (просто трябва да настроя малко, за да стане по -плавно, третият режим просто включва и изключва светодиода на стъпки, четвъртият режим е просто луд мигащ (използвах функцията pwm като във втория режим) аз го наричам "фънки" режим: D

След натискане на бутона се стартира таймер, който брои 5 минути и след това се връща в режим на заспиване (в режим на заспиване консумацията на енергия е като 2-6 uA)

ВНИМАНИЕ!!!

Преди да програмирате вашия attiny85 с тази програма, трябва да деактивирате 8 Mhz предпазител. защото ако не, твоят attiny85 ще работи само на 1 Mhz

Стъпка 5: Списък на компонентите

Поръчах компоненти за 12 коледна елха и добавих файл с компоненти, които поръчах от Farnell и Mouser, други компоненти, които поръчах от aliexpress:

- светодиоди

- Прототип PCB

- Женски заглавки

- мъжки правоъгълни заглавки

- Бутони за натискане

- Превключвател за включване/изключване

Amazon.de:

- батерия

Стъпка 6: 3D моделиране

Няма да опиша как съм проектирал 3D модела за базата, но ако искате, можете да ми пишете и аз да ви изпратя файловете.

Направих известно отваряне за превключвателя за включване/изключване и бутона за натискане.

Първо запоех някои проводници върху бутона и превключвателя, след това ги позиционирах и ги залепих горещо от вътрешната страна на основата, след това изрязах перфорационните дъски и запоявах женските конектори и проводници заедно и горещо залепих всичко вътре в основата.

Стъпка 7: Обобщение

Основната цел на този проект беше, че исках да изненадам семейството си с нещо домашно, това беше мотивацията, която ми помогна да го завърша.

Специални благодарности на приятелите ми, които ми помогнаха с този проект.

Добавих Excel файл, където изчислих колко време ще издържи батерията (в идеални условия).

Ако имате въпроси, оставете коментар.