Ještě jedna chytrá kostka (YASD): 8 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:22

Co je YASD?

Další nové elektronické kostky s chytrými funkcemi? Ano i ne.

Ano - YASD používá LED k zobrazení náhodně generovaných čísel ve stylu kostek.

Ne - YASD není samo o sobě hotovým výrobkem. Mělo by spíše ukázat, jaké technologie desek s plošnými spoji jsou možné.

Funkce

Mikrokontrolérem řízené generování a zobrazení náhodných čísel na LED poli ve stylu kostek

Obvod obsahuje akcelerometr. Tento senzor slouží jako spoušť pro generování náhodných čísel. Kostky již nejsou hozeny, jednoduché poklepání na kostky nebo stůl vygeneruje náhodné číslo

YASD je poháněn coincell CR2032

YASD lze také nakonfigurovat pomocí akcelerometru. Například při zapnutí můžete YASD obrátit vzhůru nohama. YASD to rozpozná pomocí akcelerometru a přepne na jiný provozní režim

Existují dva provozní režimy:

Režim úspory energie. Vygenerované náhodné číslo se zobrazí na 3 sekundy v blikajícím rytmu. Poté zhasne zobrazení čísla na LED poli

Efektní režim. Na poli LED se zobrazí animace. Vygenerované náhodné číslo se poté staticky zobrazí na 5 sekund. Poté zhasne zobrazení čísla na LED poli

Krok 1: Popis obvodu

Obvod se skládá ze součástí:

Zdroj napájení

Používá se standardní knoflíkový článek CR2032. Pro úsporu energie lze obvod zapnout/vypnout pomocí posuvného přepínače.

Mikrokontrolér

Mikrokontrolér je ATTiny84A od společnosti Microchip/Atmel. ATTiny84A má úsporný režim Picopower, a je proto velmi vhodný pro provoz na baterie.

Akcelerometr

LIS3DH od společnosti ST Microelectronics. LIS3DH má také úsporný režim s extrémně nízkou spotřebou energie. Abych se vyhnul problémům s pájením, zvolil jsem breakoutboard, abych přijal accerlerometr do obvodu.

LED displej

LED displej se skládá ze sedmi LED uspořádaných na kostky. Sériové odpory jsou nastaveny na proud LED cca. 2mA.

Celková spotřeba energie obvodu je cca. 16 mA při běhu se zapnutými 6 LED diodami. V režimu vypnutí (žádné LED diody svítí, mikrokontrolér spí) je celková spotřeba energie nižší než 1 mA. Musí být stanoven maximální počet cyklů „házení kostkami“.

Krok 2: Popis DPS

Deska s plošnými spoji se skládá z kompletní desky s plošnými spoji, která je frézováním rozdělena na šest jednotlivých desek s plošnými spoji:

Základní deska s napájecím zdrojem, mikrokontrolérem a akcelerometrem

Matice LED displeje

Boční stěny I - IV

Krok 3: PCB

Vložte odkaz na orlí soubory

Krok 4: Oddělte Six Single Pcb

Pomocí bočního řezače oddělte šest jednotlivých desek plošných spojů.

Pomocí souboru odstraňte zbytky frézování. Všechny hrany desek s plošnými spoji musí být hladké, jinak se deska desek k sobě nehodí.

Krok 5: Sestavte základní desku s komponenty

Pájka na součásti. Začněte kondenzátorem. Poté pájejte spínač a mikrokontrolér. Následuje LIS3DH breakout board. V mém nastavení jsem použil zásuvkové konektory pro desku LIS3DH breakout, abych ji snadno odstranil. Nakonec pájejte na držák baterie.

Krok 6: Naprogramujte mikrokontrolér

K programování mikrokontroléru potřebujete vhodného programátora. Používám AVR ISP mkII. Fungovat by měli i další programátoři z Atmelu. Pájujte dráty podle fotografie.

ISP záhlaví pin-> pin YaSD

VTG / VCC-> VCC

GND-> GND

MOSI-> MOSI

MISO-> MISO

SCK-> SCK

RESET-> RESET

Poté naprogramujte mikrokontrolér pomocí hexadecimálního souboru. Po programování softwaru je třeba nastavit pojistky. Téměř všechny můžete ponechat beze změny. Musí být deaktivována pouze pojistka "LOW. CKDIV8".

Odpojte vodiče pro programování.

Krok 7: Sestavte kostky

Pájecí základní deska s bočním panelem II. Ujistěte se, že základní deska je kolmá. Obě desky plošných spojů jsem nastavil do pravého úhlu a pájel je. Fungují i jiné objekty, jako jsou zarážky. Plošné spoje jsou na stránkách, které patří k sobě, označeny písmeny. Jak vidíte na fotografii, strana A je připájena na stranu A. Nepájejte všechny pady na jedné straně. Stačí pájet jednu nebo dvě podložky, abyste byli schopni je rozložit v případě, že kostky nejsou vůbec kolmé.

Pokračujte bočním panelem I. Kostky by nyní měly mít tvar U (základní deska a dva boční panely).

Dále přiletujte LED displej na dva boční panely. LEDky musí být nahoře;-)

Pokud kostky nejsou vůbec kolmé, proveďte určité opravy, poté pájejte všechny podložky na každé straně.

Nyní můžete umístit coincell a házet kostkami. Bavte se!

Pozor! Před pájením posledního bočního panelu III se ujistěte, že jsou všechny součásti správně připájeny a umístěny

Krok 8: Věnujte tomu pozornost

Reprodukce vyžaduje určité znalosti a dovednosti, zejména při pájení a programování mikrokontroléru.

Pájení takových malých součástek vyžaduje určité zkušenosti s pájením a vhodnou pájecí stanicí. Proto jsem se rozhodl použít LIS3DH breakoutboard, abych se vyhnul pájení LIS3DH přímo na PCB. S malým balíkem LIS3DH je to s pájecí stanicí nemožné. Pájení desek plošných spojů k sobě také není jednoduché

Pokud nastavíte některé pojistky v mikrokontroléru špatně, je zazděno

Fotografie vždy zobrazují verzi 0.1 DPS (kromě fotografie zobrazující programovací podložky). Toto je první verze desky s plošnými spoji, která byla vyrobena. Mělo to pár věcí, které bylo třeba zlepšit. Rozhodl jsem se tedy vytvořit novou verzi. Úložiště na githubu obsahuje nejnovější verzi

Fotografie ukazuje první papírovou maketu, kterou jsem vytvořil před objednáním desky plošných spojů.