Хакерска коледна картичка и украшение: 6 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:56

Празничните картички, които мигат и издават звуков сигнал, винаги са ни очаровали. Това е нашата хакерска DIY версия, направена с ATtiny13A и няколко светодиода - натиснете бутона, за да пуснете кратко светлинно шоу в дървото. Изпращаме ги на приятели и семейство тази година. Това е ръчно изработен подарък подарък и беше много забавно да се изгради. Тази инструкция обяснява нашия дизайн, след което можете да вземете файловете с отворен код и да създадете свой собствен.

Картата също е почит към мигащия комплект за украса на коледната елха на Velleman и препратка към кит-бизнес към Обещанието Adafruit. (Знаете ли, че Velleman има комплект часовник с тръба Nixie? Наистина!)

Можете да закупите копие от нашата карта в Seeed Studio. Сглобените карти са ($ 15), а комплект за приключенски войници е $ 12. Можете също да видите тази статия с оригиналното форматиране на DangerousPrototypes.com.

Стъпка 1: Хардуер - ATtiny13A

Схемата и печатната платка са направени с безплатната версия на Cadsoft Eagle. Изтеглете най -новите дизайнерски файлове и фърмуер на страницата на проекта Google Code.

AVR ATTINY-13A

Малък микроконтролер ATMEL ATtiny13A (IC1) е мозъкът на веригата. Един щифт (ШИМ) мига светлините, повечето от останалите щифтове се използват за програмиране и захранване. Можете да получите подобни ефекти с таймер 555 или дискретни компоненти, но нашата цел е да научим за ново семейство микроконтролери и да направим нещо лесно за хакване.

ATtiny се нуждае от 10K издърпващ се резистор (R1), за да държи щифта за нулиране високо, мини тактилен превключвател (S1) нулира ATtiny, като временно свързва щифта за нулиране към земята. 0.1uF кондензатор (C1) отделя чипа от захранването.

Стъпка 2: Хардуер - Програмиране и батерия

Микроконтролерите ATtiny се програмират чрез шест-пинова връзка In System Programming (ISP). Заглавката на ISP е ориентирана към задната страна на картата. Направихме сонда за програмиране, за да избегнем запояване на щифт заглавие на платката.

Захранването се осигурява от 3 -волтова, 20 -милиметрова литиева монета (BAT1) на гърба на печатната платка. Държателят трябва да работи с монети от 2025 или 2032. ATtiny ще работи в диапазон от напрежения, до 1,8 волта.

Стъпка 3: Хардуер - Tree LEDs

LED дървета

Нашите малки, блестящи светлини за коледно дърво са 0805 светодиоди за повърхностно монтиране (LED1-10). Всеки светодиод има резистор за ограничаване на тока (R3-12). Използвахме 390ohm резистори, за около 3mA при 3volts и 8mA при 5volts по време на разработката. Всичките 10 светодиода заедно използват около 30 mA, когато се захранват от батерията.

30mA е твърде голям ток за източник или потъване на щифтовете ATtiny. Вместо това NPN транзистор (T1) превключва заземяването на светодиодите. Транзисторите също изискват основен резистор (R2), за да ограничат колко ток се изтегля от щифта на микроконтролера. LED светодиодите трябва да бъдат свързани в правилната посока, в противен случай те няма да светнат. Светодиодите с проходни отвори обикновено имат един по-дълъг проводник, който показва положителната страна на захранване (анод). SMD светодиодите имат зелен ръб, а понякога и стрелка на гърба, за да покажат заземяващата връзка (катод). Тази диаграма показва правилната ориентация за всеки светодиод, заземяващата връзка трябва да сочи същата посока като стрелката.

Стъпка 4: Хардуер - печатни платки и списък с части

Схемата и печатната платка са направени с безплатната версия на Cadsoft Eagle. Изтеглете най -новите дизайнерски файлове и фърмуер на страницата на Google Code на проекта. Изработихме печатни платки с услугата Пропаганда на Seeed Studio, допълнителните платки от нашата поръчка са в магазина Seeed. Очаквахме зелени печатни платки, но станаха черни - крайните печатни платки ще бъдат червени.

Използвахме виаси, компоненти и копринен екран, за да създадем коледна тема. Това е първият ни опит, може би това ще се превърне в празнична традиция, която подобряваме всяка година. Окончателната печатна платка трябва да има видими сребърни виа на дървото, не ги направихме достатъчно големи на прототипа. Премахнахме и годината, така че ако не бъде доставена навреме за Коледа, може да се използва отново по -късно.

Това е двуслойна печатна платка с части от двете страни. Започнахме отпред, запоявайки големи части като микроконтролера (IC1) и превключвателя (S1), след което добавихме по -малки пасиви като резистори и кондензатори. Държачът на батерията се намира на задната страна на печатната платка, запоехме го последен, така че работната повърхност да остане равна и стабилна, докато работихме отпред.

Ако сами запоявате платката, уверете се, че имате пинсета със заострени краища, за да поставите и задържите компоненти. Също така ще ви е необходим поток, за да накарате всичко да тече, и меден фитил, за да почистите всяка допълнителна спойка. Ние използваме Blu-Tack за всичко останало.

Списък с части

Име	Количество	Стойност (размер)
IC1	1	AVR ATtiny13A (SOIC-8)
C1	1	0.1uf кондензатор (0805)
Т1	1	NPN 200ma+ 100hfe+ транзистор (SOT23)
R1	1	10 000 ома (10K) резистор (0805)
R2-R12	10	Резистор 390 ома (390R) (0805)
LED1-10	10	LED, различни цветове (0805)
S1	1	Мини тактилен превключвател (SMD)
НДНТ	1	20 мм държач за батерия (SMD)
КЛЕТКА	1	20 мм батерия (CR-2025)

Стъпка 5: Фърмуер

Фърмуерът е написан на C с помощта на AVR-GCC компилатор с отворен код с AVRStudio. Изтеглете най -новите дизайнерски файлове и фърмуер на страницата на проекта Google Code. Програмирайте фърмуера чрез 6pin заглавна за програмиране на ISP с нещо като STK500 или USBtinyISP. От друга страна, ние сме наистина развълнувани да използваме компилатор с отворен код за този проект.

Когато се подаде захранване към веригата, ATtiny изпълнява проста програма, която пулсира светлините на коледното дърво. Когато програмата приключи, чипът спи, докато не бъде нулиран чрез натискане на бутон или смяна на батерията.

Изчезващата програма използва софтуерна широчинно-импулсна модулация за затъмняване на светодиодите. ATtiny13A има хардуерна ШИМ, но извежда на ISP пиновете, които вече са заети. Възможно е да споделяме програмни щифтове с други функции, тъй като не бяхме готови да направим това в този проект.

Когато програмата завърши, чипът просто заспива завинаги. Това е различно от много програми за микроконтролер, които се възобновяват от режим на заспиване при прекъсване при смяна на щифт. Натискането на бутон нулира ATtiny и стартира програмата отново.

Стъпка 6: По -нататък

Имаме много идеи за бъдещи ваканционни карти - множество LED канали, светодиоди за промяна на цвета, звук, управление на акселерометъра, капацитивно сензорно докосване, LCD екрани, електронна хартия, празнично нарязани печатни платки и др. Не използвахме буутлоудър в този проект, но ето обсъждане на възможните опции.

Какво би направил? Имате ли хакове за тази карта или идеи за бъдещи карти? Вземете един

Seeed Studio има сглобена карта или като комплект. Комплектът включва части за повърхностно монтиране с размер 0805, не е за всеки. Това е първият ни проект, който се предлага като комплект, ние сме развълнувани да видим колко хора се интересуват от SMD комплект. Това ще бъде много ограничен цикъл, вероятно 100-200 общо, така че вземете своя по-рано!

• Създайте своя собствена карта от нашите дизайнерски файлове с отворен код и фърмуер.
• Сглобената карта е $ 15 в Seeed Studio. Печатната платка ще бъде червена. Програмиран фърмуер и включена батерия.
• Комплектът струва $ 12 в Seeed Studio. Печатната платка ще бъде червена. Програмиран фърмуер и включена батерия.

Бихме искали поръчките да бъдат доставени навреме за Коледа, но има значителен шанс това да не се случи. Seeed Studio вече работи върху малък брой карти, което би трябвало да ускори доставката. Надяваме се да пристигнат навреме за Коледа, но доставката ще бъде наистина ограничена. Ще публикуваме актуализации на производството, когато ги получим.

Имайте сребърен, споен празник!