Božićna čestitka i ukrasi za hackanje: 6 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:39

Čestitke za blagdane koje trepću i pišu oduvijek su nas fascinirale. Ovo je naša DIY inačica koja se može hakirati, napravljena s ATtiny13A i nekoliko LED dioda - pritisnite gumb za reprodukciju kratkog svjetlosnog prikaza na drvetu. Ove godine ih šaljemo prijateljima i obitelji. To je ručno izrađen poklon koji se može hakirati, a izgraditi ga je bilo jako zabavno. Ovo uputstvo objašnjava naš dizajn, a zatim možete preuzeti datoteke otvorenog koda i izgraditi vlastiti.

Kartica je također omaž Vellemanovom treperećem kompletu ukrasa za božićno drvce i kit-biz referenca na Adafruit Promise. (Jeste li znali da Velleman ima komplet sa satom od nixie cijevi? Zaista!)

Kopiju naše kartice možete kupiti u studiju Seeed Studio. Skupljene kartice su (15 USD), a komplet za avanturističke vojnike je 12 USD. Ovaj članak s izvornim oblikovanjem možete vidjeti i na DangerousPrototypes.com.

Korak 1: Hardver - ATtiny13A

Shema i PCB su napravljeni s besplatnom verzijom Cadsoft Eagle. Preuzmite najnovije dizajnerske datoteke i firmver na stranici Google Code projekta.

AVR ATTINY-13A

Mali mikrokontroler ATMEL ATtiny13A (IC1) je mozak sklopa. Jedan pin (PWM) treperi svjetla, većina drugih pinova koristi se za programiranje i napajanje. Slične učinke mogli biste postići s 555 mjeračem vremena ili diskretnim komponentama, ali cilj nam je naučiti o novoj obitelji mikrokontrolera i učiniti nešto lako hakiranim.

ATtiny-u je potreban 10K pull-up otpornik (R1) da visoko drži držač za poništavanje, mini taktilni prekidač (S1) resetira ATtiny privremenim spajanjem resetirajućeg pina na masu. Kondenzator od 0,1 uF (C1) odvaja čip od napajanja.

Korak 2: Hardver - programiranje i baterija

ATtiny mikrokontroleri programirani su putem veze sa šest pinova u sustavnom programiranju (ISP). Zaglavlje ISP -a orijentirano je prema stražnjoj strani kartice. Napravili smo sondu za programiranje kako bismo izbjegli lemljenje pin zaglavlja na ploču.

Napajanje se napaja iz 3voltne, 20 mm litijeve kovanice (BAT1) na stražnjoj strani PCB -a. Držač bi trebao raditi s ćelijama novčića 2025 ili 2032. ATtiny će raditi na rasponu napona, do 1,8 volti.

Korak 3: Hardver - LED stabla

LED stabla

Naša sićušna, svjetlucava svjetla božićnog drvca su 0805 LED dioda za površinsko postavljanje (LED1-10). Svaka LED dioda ima otpornik za ograničavanje struje (R3-12). Koristili smo 390ohm otpornike, za oko 3mA na 3 volti, i 8mA na 5 volti tijekom razvoja. Svih 10 LED dioda zajedno troše oko 30 mA kada se napajaju iz baterije.

30mA je prevelika struja za izvor ili poniranje na ATtiny pinovima. Umjesto toga, NPN tranzistor (T1) prebacuje uzemljenje LED dioda. Tranzistori također zahtijevaju osnovni otpornik (R2) kako bi se ograničilo koliko struje se izvlači iz pina mikrokontrolera. LED diode je potrebno spojiti u ispravnom smjeru ili neće svijetliti. LED diode s otvorima obično imaju jedan duži vod koji označava pozitivnu stranu napajanja (anodu). SMD LED diode imaju zeleni rub, a ponekad i strelicu sa stražnje strane, koje označavaju uzemljenje (katoda). Ova tablica prikazuje ispravnu orijentaciju za svaku LED, priključak za uzemljenje trebao bi biti usmjeren u istom smjeru kao i strelica.

Korak 4: Hardver - PCB i popis dijelova

Shema i PCB su napravljeni s besplatnom verzijom Cadsoft Eagle. Preuzmite najnovije dizajnerske datoteke i firmver na stranici Google Code projekta. PCB -e smo izradili s uslugom Propaganda Seeed Studio, dodatne ploče iz naše narudžbe nalaze se u trgovini Seeed. Očekivali smo zelene PCB -e, ali dobili su crnu boju - konačni PCB -i bit će crveni.

Za izradu božićne tematike koristili smo vias, komponente i svileni zaslon. Ovo je naš prvi pokušaj, možda će to postati blagdanska tradicija koju iz godine u godinu poboljšavamo. Konačni PCB trebao bi imati vidljive srebrne vias na drvetu, nismo ih učinili dovoljno velikim na prototipu. Uklonili smo i godinu, pa ako se ne isporuči na vrijeme za Božić, može se kasnije ponovno koristiti.

Ovo je dvoslojna PCB s dijelovima s obje strane. Počeli smo s prednje strane, lemljenje velikih dijelova poput mikrokontrolera (IC1) i prekidača (S1), a zatim dodali manje pasive poput otpornika i kondenzatora. Držač baterije nalazi se na stražnjoj strani PCB -a, lemili smo ga zadnji tako da je radna površina ostala ravna i stabilna dok smo radili na prednjoj strani.

Ako sami lemite PCB, provjerite imate li pincetu sa šiljatim krajevima za postavljanje i držanje komponenti. Trebat će vam i fluks kako bi sve teklo, a bakreni fitilj za čišćenje svakog dodatnog lema. Blu-Tack koristimo za sve ostalo.

Popis dijelova

Ime	Količina	Vrijednost (veličina)
IC1	1	AVR ATtiny13A (SOIC-8)
C1	1	0,1uf kondenzator (0805)
T1	1	NPN 200ma+ 100hfe+ tranzistor (SOT23)
R1	1	Otpornik od 10 000 ohma (10K) (0805)
R2-R12	10	Otpornik od 390 ohma (390R) (0805)
LED1-10	10	LED diode, različite boje (0805)
S1	1	Mini taktilni prekidač (SMD)
ŠIŠMIŠ	1	20 mm držač baterije (SMD)
STANICA	1	20 mm baterija (CR-2025)

Korak 5: Firmware

Firmver je napisan na C pomoću AVR-GCC kompajlera otvorenog koda s AVRStudio. Preuzmite najnovije dizajnerske datoteke i firmver na stranici Google Code projekta. Programirajte firmver kroz 6 -pinsko zaglavlje za ISP programiranje s nečim poput STK500 ili USBtinyISP. Sa druge strane, jako smo uzbuđeni zbog korištenja prevoditelja otvorenog koda za ovaj projekt.

Kad se napajanje uključi u krug, ATtiny pokreće jednostavan program koji pulsira svjetla božićnog drvca. Kad se program završi, čip spava dok se ne resetira pritiskom na gumb ili zamjenom baterije.

Fading program koristi softversku širinu impulsa za prigušivanje LED dioda. ATtiny13A ima hardverski PWM, ali izlazi na ISP pinove koji su već zauzeti. Moguće je dijeliti programske pinove s drugim funkcijama, jer to nismo bili spremni učiniti na ovom projektu.

Kad se program završi, čip će zauvijek zaspati. To se razlikuje od mnogih programa mikrokontrolera koji nastavljaju iz stanja mirovanja nakon prekida promjene pina. Pritiskom na gumb resetira se ATtiny i program se ponovno pokreće.

Korak 6: Nadalje

Imamo puno ideja za buduće blagdanske čestitke - više LED kanala, LED diode za promjenu boje, zvuk, upravljanje akcelerometrom, kapacitivno osjetljivost na dodir, LCD ekrani, e -papir, svečano izrezane PCB -e i još mnogo toga. U ovom projektu nismo koristili bootloader, ali evo rasprave o mogućim opcijama.

Što bi ti napravio? Imate li hakova za ovu karticu ili ideje za buduće kartice? Nabavite je

Seeed Studio ima karticu sastavljenu ili kao komplet. Komplet uključuje dijelove za površinsko montiranje veličine 0805, nije za svakoga. Ovo je naš prvi projekt koji se nudi kao komplet, uzbuđeni smo što vidimo koliko je ljudi zainteresirano za SMD komplet. Ovo će biti vrlo ograničen niz, vjerojatno 100-200 ukupno, stoga nabavite svoj što prije!

• Napravite vlastitu karticu od naših datoteka dizajna otvorenog koda i firmvera.
• Složena kartica košta 15 USD u studiju Seeed Studio. PCB će biti crvene boje. Firmware programiran i baterija uključena.
• Komplet košta 12 USD u studiju Seeed. PCB će biti crvene boje. Firmware programiran i baterija uključena.

Željeli bismo da se narudžbe isporuče na vrijeme za Božić, ali postoji velika šansa da se to ne dogodi. Seeed Studio već radi na malom broju kartica, što bi trebalo ubrzati isporuku. Nadamo se da će stići na vrijeme za Božić, ali dostava će biti jako tijesna. Ažuriranja o proizvodnji objavit ćemo kako ih dobijemo.

Neka vam je srebrni, lemljeni praznik!