Božićna čestitka i ukrasi koji se mogu hakirati: 6 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:10

Čestitke za odmor koje trepću i pišu oduvijek su nas fascinirale. Ovo je naša DIY verzija koja se može hakirati, napravljena sa ATtiny13A i nekoliko LED dioda - pritisnite dugme za reprodukciju kratke svjetlosne emisije na drvetu. Ove godine ih šaljemo prijateljima i porodici. To je ručno izrađen poklon koji se može hakirati, a izgraditi ga je bilo jako zabavno. Ova instrukcija objašnjava naš dizajn, a zatim možete preuzeti datoteke otvorenog koda i izgraditi vlastite.

Kartica je takođe 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 koštaju (15 USD), a komplet za avanturističke vojnike je 12 USD. Ovaj članak s originalnim oblikovanjem možete vidjeti i na DangerousPrototypes.com.

Korak 1: Hardver - ATtiny13A

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

AVR ATTINY-13A

Mali ATMEL ATtiny13A mikrokontroler (IC1) je mozak kola. Jedan pin (PWM) treperi svjetla, većina drugih pinova se koristi za programiranje i napajanje. Slične efekte mogli biste postići sa 555 tajmerom ili diskretnim komponentama, ali naš cilj je naučiti o novoj porodici mikrokontrolera i učiniti nešto lako hakiranim.

ATtiny-u je potreban 10K pull-up otpornik (R1) kako bi držao pin za resetiranje visoko, mini taktilni prekidač (S1) resetira ATtiny privremenim povezivanjem pin-a za resetiranje na masu. Kondenzator od 0,1 uF (C1) odvaja čip od napajanja.

Korak 2: Hardver - programiranje i baterija

ATtiny mikrokontroleri programirani su putem šesto-pinske veze sistemskog programiranja (ISP). ISP zaglavlje je orijentirano prema stražnjoj strani kartice. Napravili smo sondu za programiranje kako bismo izbjegli lemljenje pin zaglavlja na ploču.

Napajanje se napaja 3 -voltnom litijumskom ćelijom od 20 mm (BAT1) na stražnjoj strani PCB -a. Držač bi trebao raditi s novčanicama od 2025 ili 2032. ATtiny će raditi na rasponu napona, do 1,8 volti.

Korak 3: Hardver - LED stabla

LED stabla

Naše male, svjetlucave božićne jelke 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 tokom 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. Tranzistorima je također potreban 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 provodnik koji označava pozitivnu stranu napajanja (anodu). SMD LED diode imaju zelenu ivicu, a ponekad i strelicu na poleđini, 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 sa besplatnom verzijom Cadsoft Eagle. Preuzmite najnovije dizajnerske datoteke i firmver na stranici Google Code projekta. PCB -ove smo napravili s uslugom Propaganda Seeed Studio, dodatne ploče iz naše narudžbe nalaze se u trgovini Seeed. Očekivali smo zelene PCB -e, ali su dobili crnu boju - konačne PCB -ove će biti crvene.

Koristili smo vias, komponente i svileni sito za stvaranje božićne teme. Ovo je naš prvi pokušaj, možda će to postati praznična 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 sa 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 tiskane ploče, lemili smo ga zadnji tako da je radna površina ostala ravna i stabilna dok smo radili na prednjoj strani.

Ako sami lemite PCB, budite sigurni da imate 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.

Lista dijelova

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

Korak 5: Firmware

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

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

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

Kada se program završi, čip će zauvijek zaspati. Ovo se razlikuje od mnogih programa mikrokontrolera koji nastavljaju s mirovanjem nakon prekida promjene pina. Pritiskom na tipku poništava se ATtiny i program se ponovo pokreće.

Korak 6: Idemo dalje

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

Šta bi ti uradio? Imate li hakova za ovu karticu ili ideje za buduće kartice? Uzmite je

Seeed Studio ima karticu sklopljenu 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. Programiran firmver i baterija uključena.
• Komplet košta 12 USD u studiju Seeed. PCB će biti crvene boje. Programiran firmver 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. Nadajmo se da će stići na vrijeme za Božić, ali dostava će biti zaista kratka. Ažuriranja o proizvodnji objavit ćemo kako ih dobijemo.

Neka vam srebrni, lemljeni praznik bude!