Dárek pro PCB vánoční stromeček: 7 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:18

Bylo to v polovině září, kdy jsem chtěl udělat zábavný malý projekt. Protože se blížily Vánoce a já jsem chtěl dát nějaké domácí dárky své rodině, rozhodl jsem se udělat vánoční stromeček.

Vánoční strom by měl:

- musí být energeticky efektivní

- nesmí být větší než 10*10 cm

- programovatelný

- musí mít základnu, kde je umístěna baterie

- musí mít více než 1 provozní režim

PCB jsem navrhl v Altium Designer, vytiskl PCB na JLC, naprogramoval mikrokontrolér atmel v Atmel Studio 7.0 a navrhl 3D model v SolidWorks.

Krok 1: Plán

Můj plán je navrhnout 2 desky ve tvaru vánočního stromu.

Než jsem začal pracovat na schématech, vybral jsem mikrokontrolér, napájecí zdroj, led ovladače …

Pro mikrokontrolér jsem použil ATTINY85-20SU kvůli jeho jednoduchosti (8 pinů).

Pro napájení mikrokontrolérů a LED jsem zvolil 3 baterie AA.

Pro přepnutí LED jsem zvolil mosfety SI1012CR-T1-GE3.

Krok 2: Navrhování DPS

Nejprve jsem vytvořil schéma a pak rozložení DPS.

Poté, co jsem si vybral mikrokontrolér, podíval jsem se na datový list ovladače a vývod. Mikrokontrolér musel mít režim spánku a alespoň 4 I/O piny pro 3 mosfety, jeden pro každou barvu (červená, žlutá, zelená) a tlačítko. Attiny85 byl perfektní.

Pin1 (RESET) - je resetovací pin, kde jsem připojil odpor 10 kOhmPULL UP (balíček 1206)

Pin2 - použil jsem tento pin na tlačítko, pokaždé, když jsem stiskl tlačítko, pin byl stažen dolů na zem (tak jsem tento pin naprogramoval jako vstup a použil interní PULL UP)

Pin3 - v SCH1 jsem připojil tento pin na samčí hlavičku, ale nepoužíval jsem to.

Pin4 - uzemnění

Pin5 (MOSI) - jde k bráně mosfetu Q3 pro žluté diody

Pin6 (MISO) - je připojen k bráně mosfetu Q2 pro zelené diody

Pin7 (CLK) - připojen k bráně mosfetu Q1 pro červené diody

Pin8 - Vcc

Datový list mosfetu:

Na jednom mosfetu je 12 LED (celkový příkon na 1 mosfet: P = I*U, P = 20mA*4,5V = 90mW)

Také jsem přidal 6 průchodek (2,54 mm od sebe pro programování (záhlaví 4 a záhlaví 2 na SCH)).

Po SCH jsem pokračoval v uspořádání desky. Vystřihl jsem tvar vánočního stromku a poté rozložil komponenty.

Ke stabilizaci vstupního napětí jsem přidal dva oddělovací kondenzátory 100pF a 10uF.

Rezistor 100 kOhm, který je v SCH, jsem nepoužil.

Přidal jsem soubory Gerber pro obě PCB.

Krok 3: Pájení

Použil jsem starou páječku, kterou jsem měl kolem.

Nejprve jsem pájel všechny komponenty smd, pak všechny součásti skrz otvor.

Po pájení přišel čas na zábavné programování: D

Krok 4: Programování

K programování jsem použil AVRISP mk2.

Protože k napájení mikrokontroléru a programátoru potřebujete externí napájecí zdroj, připojil jsem 5v a GND od Arduino Mega jen pro napájení. Poté jsem připojil programátor k mé programovatelné desce, kde jsem připojil:

1 pin (RESET) na RESET

4 pin (GND) na GND

5 pinů (MOSI) na MOSI

6 pinů (MISO) na MISO

7 pinů (CLK) na CLK

8 pinů (Vcc) na Vcc

Přikládám kód programu.

I kód, který jsem implementoval řízení PWM, režim spánku, přerušení…

Režim jedle právě bliká všemi LED diodami, ve druhém režimu jsem použil pwm ke změně jasu (potřebuji jen trochu vyladit, aby byl plynulejší, třetí režim jen zapíná a vypíná LED v krocích, čtvrtý režim je jen bláznivé blikání (používal jsem funkci pwm jako ve druhém režimu) říkám tomu „funky“režim: D

Po stisknutí tlačítka se spustí časovač, který počítá 5 minut a poté se vrátí do režimu spánku (v režimu spánku je spotřeba energie přibližně 2–6 uA)

VAROVÁNÍ!!!

Než naprogramujete svůj attiny85 pomocí tohoto programu, musíte vypnout pojistku 8 Mhz. protože pokud ne, bude váš attiny85 fungovat pouze na 1 Mhz

Krok 5: Seznam komponent

Objednal jsem komponenty pro vánoční stromeček 12 Přidal jsem soubor komponentů, které jsem objednal od Farnell a Mouser, další komponenty jsem objednal z aliexpress:

- LED diody

- protoype PCB

- Ženské záhlaví

- Mužské pravoúhlé záhlaví

- Tlačítka

- vypínač ON/OFF

Amazon.de:

- baterie

Krok 6: 3D modelování

Nebudu popisovat, jak jsem navrhl 3D model pro základnu, ale pokud chcete, můžete mi poslat PM a já vám pošlu soubory.

Udělal jsem nějaký otvor pro vypínač/tlačítko a tlačítko.

Nejprve jsem připájel některé dráty na tlačítku a přepínači, pak jsem je umístil a zalepil je zevnitř základny, pak jsem vystřihl desky perf a spojil ženské konektory a dráty dohromady a zalepil vše uvnitř základny.

Krok 7: Shrnutí

Hlavním účelem tohoto projektu bylo, že jsem chtěl svou rodinu překvapit něčím domácím. To byla motivace, která mi pomohla dokončit to.

Zvláštní poděkování patří mým přátelům, kteří mi s tímto projektem pomohli.

Přidal jsem soubor aplikace Excel, kde jsem vypočítal, jak dlouho vydrží baterie (v ideálních podmínkách).

Pokud máte nějaké dotazy, zanechte komentář.