Χριστουγεννιάτικο Δέντρο PCB Δώρο: 7 Βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:32

Wasταν στα μέσα Σεπτεμβρίου όπου ήθελα να κάνω ένα διασκεδαστικό μικρό έργο. Επειδή πλησίαζαν τα Χριστούγεννα και ήθελα να κάνω μερικά σπιτικά δώρα στην οικογένειά μου επέλεξα να κάνω ένα χριστουγεννιάτικο δέντρο.

Το χριστουγεννιάτικο δέντρο πρέπει:

- πρέπει να είναι ενεργειακά αποδοτική

- να μην είναι μεγαλύτερο από 10*10 εκατοστά

- προγραμματιζόμενο

- πρέπει να έχει βάση, όπου είναι τοποθετημένη η μπαταρία

- πρέπει να έχει περισσότερους από 1 τρόπους λειτουργίας

Σχεδίασα το PCB σε Altium Designer, εκτύπωσα τα PCB σε JLC, προγραμμάτισα τον μικροελεγκτή atmel στο Atmel Studio 7.0 και σχεδίασα το τρισδιάστατο μοντέλο στο SolidWorks.

Βήμα 1: Το σχέδιο

Το σχέδιό μου είναι να σχεδιάσω 2 τεμάχια σε σχήμα χριστουγεννιάτικου δέντρου.

Πριν ξεκινήσω να δουλεύω στα σχήματα επέλεξα τον μικροελεγκτή, την παροχή ρεύματος, τους οδηγούς οδήγησης…

Για τον μικροελεγκτή χρησιμοποίησα το ATTINY85-20SU λόγω της απλότητάς του (8 pins).

Για την τροφοδοσία των μικροελεγκτών και των led επέλεξα 3 μπαταρίες AA.

Για την αλλαγή των led επέλεξα mosfets SI1012CR-T1-GE3.

Βήμα 2: Σχεδιασμός του PCB

Πρώτα έκανα το σχηματικό και στη συνέχεια τη διάταξη PCB.

Αφού επέλεξα τον μικροελεγκτή, κοίταξα το φύλλο δεδομένων του χειριστηρίου και το pinout. Ο μικροελεγκτής έπρεπε να έχει λειτουργία ύπνου και τουλάχιστον 4 ακίδες εισόδου/εξόδου για 3 μωσαϊκά, μία για κάθε χρώμα (κόκκινο, κίτρινο, πράσινο) και ένα κουμπί. Το attiny85 ήταν τέλειο.

Pin1 (RESET) - είναι η επαναφορά του pin, όπου συνδέσα μια αντίσταση 10 kOhmPULL UP (πακέτο 1206)

Πιν2

Pin3 - στο SCH1 συνέδεσα αυτόν τον πείρο στην αρσενική κεφαλίδα, αλλά δεν το χρησιμοποίησα.

Pin4 - Ground

Pin5 (MOSI) - πηγαίνει στην πύλη του mosfet Q3 για κίτρινα led

Pin6 (MISO) - συνδέεται με την πύλη του mosfet Q2 για πράσινα led

Pin7 (CLK) - συνδέεται με την πύλη του mosfet Q1 για κόκκινα led

Pin8 - Vcc

Φύλλο δεδομένων του mosfet:

Σε ένα mosfet υπάρχουν 12 led (συνολική κατανάλωση ισχύος για 1 mosfet: P = I*U, P = 20mA*4.5V = 90mW)

Πρόσθεσα επίσης 6 vias (2,54 mm το ένα από το άλλο για προγραμματισμό (κεφαλίδα 4 και κεφαλίδα 2 στο SCH)).

Μετά το SCH, συνέχισα να τακτοποιώ τον πίνακα. Έκοψα το σχήμα του χριστουγεννιάτικου δέντρου και μετά έστρωσα τα εξαρτήματα.

Πρόσθεσα δύο πυκνωτές αποσύνδεσης 100pF και 10uF για να σταθεροποιήσω την τάση εισόδου.

Η αντίσταση 100 kOhm που είναι σε SCH δεν χρησιμοποίησα.

Πρόσθεσα τα αρχεία gerber και για τα δύο PCB.

Βήμα 3: Συγκόλληση

Χρησιμοποίησα ένα παλιό συγκολλητικό σίδερο που είχα στρωμένο.

Πρώτα κόλλησα όλα τα εξαρτήματα smd, στη συνέχεια όλα τα εξαρτήματα διαμπερών οπών.

Μετά τη συγκόλληση ήρθε η ώρα για διασκεδαστικό προγραμματισμό: D

Βήμα 4: Προγραμματισμός

Για προγραμματισμό χρησιμοποίησα το AVRISP mk2.

Επειδή χρειάζεστε εξωτερικό τροφοδοτικό για να τροφοδοτήσετε τον μικροελεγκτή και τον προγραμματιστή συνδέσα 5v και gnd από το Arduino Mega μόνο για τροφοδοσία. Στη συνέχεια, συνδέσα τον προγραμματιστή στο προγραμματιζόμενο pcb μου όπου συνδέθηκα:

1 ακίδα (ΕΠΑΝΑΦΟΡΑ) σε ΕΠΑΝΑΦΟΡΑ

4 ακίδων (GND) σε GND

5 ακίδων (MOSI) σε MOSI

6 ακίδων (MISO) σε MISO

7 ακίδων (CLK) έως CLK

8 ακίδων (Vcc) σε Vcc

Επισυνάπτω τον κωδικό του προγράμματος.

Έχω τον κώδικα που εφάρμοσα τον έλεγχο pwm, την κατάσταση αναστολής λειτουργίας, τις διακοπές…

Η λειτουργία έλασης αναβοσβήνει απλώς όλα τα led, στη δεύτερη λειτουργία χρησιμοποίησα το pwm για να αλλάξω τη φωτεινότητα (απλώς πρέπει να αλλάξω λίγο για να το κάνω πιο εύχρηστο, ο τρίτος τρόπος απλώς ενεργοποιεί και απενεργοποιεί το led σε βήματα, η τέταρτη λειτουργία είναι απλά τρελή αναβοσβήνει (χρησιμοποίησα τη λειτουργία pwm όπως στη δεύτερη λειτουργία) την ονομάζω "funky" λειτουργία: D

Αφού πατήσετε το κουμπί, ξεκινά ένα χρονόμετρο που μετρά 5 λεπτά και μετά επιστρέφει στην κατάσταση αναστολής λειτουργίας (στην κατάσταση αναστολής η κατανάλωση ενέργειας είναι περίπου 2-6 uA)

ΠΡΟΕΙΔΟΠΟΙΗΣΗ!!!

Πριν προγραμματίσετε το attiny85 με αυτό το πρόγραμμα, πρέπει να απενεργοποιήσετε την ασφάλεια 8 Mhz. γιατί αν όχι η attiny85 σας θα λειτουργήσει μόνο σε 1 Mhz

Βήμα 5: Λίστα στοιχείων

Παρήγγειλα εξαρτήματα για 12 χριστουγεννιάτικο δέντρο Πρόσθεσα ένα αρχείο εξαρτημάτων που παρήγγειλα από τον Farnell και το Mouser, άλλα εξαρτήματα που παρήγγειλα από το aliexpress:

- LEDS

- Protoype PCB

- Γυναικείες κεφαλίδες

- Αρσενικές κεφαλίδες ορθής γωνίας

- Πατήστε κουμπιά

- Διακόπτης έναρξης / λήξης

Amazon.de:

- μπαταρία

Βήμα 6: Τρισδιάστατη μοντελοποίηση

Δεν θα περιγράψω πώς σχεδίασα το τρισδιάστατο μοντέλο για τη βάση, αλλά αν θέλετε μπορείτε να μου στείλετε PM και να σας στείλω τα αρχεία.

Έκανα κάποιο άνοιγμα για τον διακόπτη on/off και το κουμπί Push.

Πρώτα κόλλησα μερικά καλώδια στο κουμπί και το διακόπτη, έπειτα τα τοποθέτησα και τα κόλλησα ζεστά από το εσωτερικό της βάσης, έπειτα έκοψα τις σανίδες και κόλλησα τις θηλυκές συνδέσεις και τα καλώδια μαζί και κόλλησα θερμά τα πάντα μέσα στη βάση Το

Βήμα 7: Περίληψη

Ο κύριος σκοπός αυτού του έργου ήταν ότι ήθελα να εκπλήξω την οικογένειά μου με κάτι σπιτικό, αυτό ήταν το κίνητρο που με βοήθησε να το ολοκληρώσω.

Ευχαριστώ ιδιαίτερα τους φίλους μου που με βοήθησαν σε αυτό το έργο.

Πρόσθεσα ένα αρχείο excel, όπου υπολόγισα πόσο θα αντέξει η μπαταρία (σε ιδανικές συνθήκες).

Εάν έχετε οποιεσδήποτε ερωτήσεις αφήστε ένα σχόλιο.