Hacklenebilir Noel Kartı ve Süsleme: 6 Adım (Resimlerle)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:22

Yanıp sönen ve bip sesi çıkaran bayram kartları bizi her zaman büyülemiştir. Bu, ATtiny13A ve birkaç LED ile yapılan hacklenebilir DIY versiyonumuzdur - ağaçta kısa bir ışık gösterisi yapmak için düğmeye basın. Bunları bu yıl arkadaşlara ve aileye gönderiyoruz. Bu el yapımı, hacklenebilir bir hediye ve inşa etmesi çok eğlenceliydi. Bu talimat, tasarımımızı açıklar, ardından açık kaynak dosyalarını alabilir ve kendinizinkini oluşturabilirsiniz.

Kart ayrıca Velleman'ın yanıp sönen Noel ağacı süs setine bir saygı duruşu ve Adafruit Sözüne bir kit-biz referansıdır. (Velleman'ın bir nixie tüp saat kiti olduğunu biliyor muydunuz? Gerçekten!)

Kartımızın bir kopyasını Seeed Studio'dan satın alabilirsiniz. Birleştirilmiş kartlar (15 $) ve maceracı lehimler için bir kit 12 $ 'dır. Bu makaleyi orijinal biçimlendirme ile DangerousPrototypes.com adresinde de görebilirsiniz.

Adım 1: Donanım - ATtiny13A

Şematik ve PCB, Cadsoft Eagle'ın ücretsiz sürümü ile yapılmıştır. Proje Google Code sayfasından en son tasarım dosyalarını ve donanım yazılımını indirin.

AVR ATTINY-13A

Küçük bir ATMEL ATtiny13A mikro denetleyici (IC1) devrenin beynidir. Bir pin (PWM) ışıkları yanıp söner, diğer pinlerin çoğu programlama ve güç için kullanılır. 555 zamanlayıcı veya ayrık bileşenlerle benzer efektler elde edebilirsiniz, ancak amacımız yeni bir mikro denetleyici ailesi hakkında bilgi edinmek ve hacklenmesi kolay bir şey yapmak.

ATtiny, sıfırlama pimini yüksek tutmak için 10K çekme direncine (R1) ihtiyaç duyar, mini bir dokunsal anahtar (S1), sıfırlama pimini geçici olarak toprağa bağlayarak ATtiny'yi sıfırlar. 0.1 uF kapasitör (C1) çipi güç kaynağından ayırır.

Adım 2: Donanım - Programlama ve Pil

ATtiny mikrodenetleyicileri, altı pimli Sistem Programlama (ISP) bağlantısıyla programlanır. ISP başlığı, kartın arkasına doğru yönlendirilir. Bir pin başlığını tahtaya lehimlemekten kaçınmak için bir programlama probu yaptık.

Güç, PCB'nin arkasındaki 3 voltluk, 20 mm'lik bir lityum madeni para hücresi (BAT1) tarafından sağlanır. Tutucu, 2025 veya 2032 madeni para hücreleri ile çalışmalıdır. ATtiny, 1.8 volta kadar bir dizi voltaj üzerinde çalışacaktır.

3. Adım: Donanım - Ağaç LED'leri

Ağaç LED'leri

Minik, parıldayan Noel ağacı ışıklarımız 0805 yüzeye monte LED'lerdir (LED1-10). Her LED'in bir akım sınırlama direnci (R3-12) vardır. Geliştirme sırasında 3 voltta yaklaşık 3mA ve 5 voltta 8mA için 390ohm dirençler kullandık. 10 LED'in tümü, pille çalıştırıldığında birlikte yaklaşık 30mA kullanır.

30mA, ATtiny pinlerine kaynak yapmak veya batmak için çok fazla akım. Bunun yerine, bir NPN transistörü (T1), LED'lerin toprak bağlantısını değiştirir. Transistörler ayrıca mikrodenetleyici pininden ne kadar akım çekileceğini sınırlamak için bir taban direnci (R2) gerektirir. LED'lerin doğru yönde bağlanması gerekir, aksi takdirde yanmazlar. Delikli LED'ler genellikle pozitif besleme tarafını (anot) gösteren daha uzun bir kabloya sahiptir. SMD LED'lerin yeşil bir kenarı ve bazen de arka tarafında toprak bağlantısını (katot) belirtmek için bir ok vardır. Bu çizelge her bir LED için doğru yönü gösterir, toprak bağlantısı okla aynı yönü göstermelidir.

Adım 4: Donanım - PCB ve Parça Listesi

Şematik ve PCB, Cadsoft Eagle'ın ücretsiz sürümü ile yapılmıştır. Proje Google Code sayfasından en son tasarım dosyalarını ve donanım yazılımını indirin. PCB'leri Seeed Studio'nun Propaganda servisi ile yaptık, siparişimizden çıkan ekstra panolar Seeed mağazasında. Yeşil PCB'leri bekliyorduk, ancak karardık - son PCB'ler kırmızı olacak.

Bir Noel teması oluşturmak için yollar, bileşenler ve serigrafi kullandık. Bu bizim ilk denememiz, belki her yıl geliştirdiğimiz bir tatil geleneği haline gelir. Son PCB'nin ağaçta görünür gümüş viyolleri olmalı, onları prototipte yeterince büyük yapmadık. Yılı da kaldırdık, bu nedenle Noel için zamanında teslim edilmezse daha sonra tekrar kullanılabilir.

Bu, her iki tarafında da parçalar bulunan iki katmanlı bir PCB'dir. Ön taraftan mikrodenetleyici (IC1) ve anahtar (S1) gibi büyük parçaları lehimleyerek başladık, ardından dirençler ve kapasitörler gibi daha küçük pasifler ekledik. Pil tutucu PCB'nin arkasına gider, en son lehimledik, böylece ön tarafta çalışırken çalışma yüzeyi düz ve sabit kaldı.

PCB'yi kendiniz lehimliyorsanız, bileşenleri yerleştirmek ve tutmak için sivri uçlu cımbızınız olduğundan emin olun. Ayrıca her şeyin akmasını sağlamak için akıya ve ekstra lehimi temizlemek için bakır fitile ihtiyacınız olacak. Diğer her şey için Blu-Tack kullanıyoruz.

Parça listesi

İsim	Miktar	Değer boyutu)
IC1	1	AVR ATtiny13A (SOIC-8)
C1	1	0.1uf kapasitör (0805)
T1	1	NPN 200ma+ 100hfe+ transistör (SOT23)
R1	1	10.000 ohm (10K) direnç (0805)
R2-R12	10	390 ohm (390R) direnç (0805)
LED1-10	10	LED'ler, çeşitli renkler (0805)
S1	1	Mini dokunsal anahtar (SMD)
BAT	1	20 mm pil tutucu (SMD)
HÜCRE	1	20 mm pil (CR-2025)

Adım 5: Bellenim

Bellenim, AVRStudio ile açık kaynaklı AVR-GCC derleyicisi kullanılarak C dilinde yazılmıştır. Proje Google Code sayfasından en son tasarım dosyalarını ve donanım yazılımını indirin. Bellenimi 6pin ISP programlama başlığı aracılığıyla STK500 veya USBtinyISP gibi bir şeyle programlayın. Ek olarak, bu proje için açık kaynak kodlu bir derleyici kullanmaktan gerçekten heyecan duyuyoruz.

Devreye güç verildiğinde, ATtiny, Noel ağacı ışıklarını titreşen basit bir program çalıştırır. Program bittiğinde çip, bir düğmeye basılarak veya pil değiştirilerek sıfırlanana kadar uyur.

Fading programı, LED'leri kısmak için yazılım darbe genişliği modülasyonunu kullanır. ATtiny13A, donanım PWM'sine sahiptir, ancak zaten dolu olan ISP pinlerinde çıkış yapar. Bu projede bunu yapmaya hazır olmasak da, programlama pinlerini diğer fonksiyonlarla paylaşmak mümkündür.

Program tamamlandığında, çip sonsuza kadar uyku moduna geçer. Bu, bir pin değiştirme kesintisinde uykudan devam eden birçok mikrodenetleyici programından farklıdır. Bir düğmeye basılması ATtiny'yi sıfırlar ve programı yeniden başlatır.

Adım 6: Daha İleriye Gitmek

Geleceğin tatil kartları için pek çok fikrimiz var - birden fazla LED kanalı, renk değiştiren LED'ler, ses, ivmeölçer kontrolü, kapasitif dokunmatik algılama, LCD ekranlar, e-kağıt, bayramda kesilmiş PCB'ler ve daha fazlası. Bu projede bir önyükleyici kullanmadık, ancak burada olası seçenekler hakkında bir tartışma.

Sen ne yapardın? Bu kart için herhangi bir hileniz veya gelecekteki kartlar için fikirleriniz var mı? Bir tane alın

Seeed Studio, kartı bir araya getirir veya bir kit olarak sunar. Kit, 0805 boyutlu yüzeye montaj parçaları içerir, herkes için değildir. Bu, kit olarak sunulan ilk projemiz, bir SMD kitiyle kaç kişinin ilgilendiğini görmekten heyecan duyuyoruz. Bu çok sınırlı bir koşu olacak, muhtemelen toplamda 100-200 olacak, bu yüzden sizinkini erken alın!

• Açık kaynaklı tasarım dosyalarımızdan ve bellenimden kendi kartınızı oluşturun.
• Seeed Studio'da birleştirilmiş bir kart 15 $ 'dır. PCB kırmızı olacaktır. Firmware programlanmış ve pil dahildir.
• Seeed Studio'da bir kit 12 $ 'dır. PCB kırmızı olacaktır. Firmware programlanmış ve pil dahildir.

Noel için siparişlerin zamanında teslim edilmesini istiyoruz, ancak bunun gerçekleşmeme olasılığı önemli. Seeed Studio, teslimatı hızlandırmaya yardımcı olacak az sayıda kart üzerinde çalışıyor. Umarım Noel için zamanında gelirler, ancak teslimat gerçekten sıkı olacak. Üretim güncellemelerini aldığımızda yayınlayacağız.

Gümüş, lehimli bir Bayram geçirin!