Pohon Natal Terbuka: 5 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:57

Natal ada di sekitar kita, pada dasarnya sepanjang tahun.:)

Tetapi jika Anda ingin bersiap ketika hari besar tiba, Anda dapat mengikuti instruksi ini dan mengejutkan orang yang Anda cintai dengan alat listrik kecil yang menyenangkan.

Open Xmas Tree adalah proyek kecil yang kembali ke masa lalu, di mana saya masih di sekolah dan guru listrik saya menyarankan untuk membuat PCB kecil berbentuk pohon Natal (buatan tangan) dengan IC penghitung biner dan beberapa LED. Itu menyenangkan, dan jika Anda mendesain PCB Anda dengan benar, LED Anda berkedip "secara acak" di sekitar pohon, tetapi ini menjadi membosankan setelah beberapa saat karena, yah, itu sama sekali tidak acak.

Setelah bertahun-tahun, saya memutuskan untuk meninjau ulang sirkuit lama ini, dan membuat yang lebih baik, dengan PCB yang diproduksi secara profesional, timer 555 (untuk sinyal clock) dan penghitung dekade CD4026, driver LED 7 segmen. Tata letak selesai, dan ketika saya mulai merakit pohon, saya memiliki ide untuk memindahkan ini lebih jauh, dan membuat pohon yang berkedip, yang dapat diprogram untuk bersaing di hati Anda.

Ini adalah bagaimana kami sampai di sini.

Sekarang di sini adalah instruksi untuk membuat pohon Natal Anda sendiri yang dapat diprogram berdasarkan Atmel ATTiny84A, yang dapat Anda tingkatkan dengan papan Arduino UNO sederhana sebagai pemrogram SPI. (tapi jangan khawatir, saya sudah menulis kode kecil yang bagus, dengan 8 pola kedipan berbeda yang dapat Anda unduh di sini.)

Langkah 1: Mari Dapatkan Teknis

Sirkuit ini ditenagai oleh baterai 9 V standar (Blok E, saya pikir).

Tapi inilah masalahnya: chip Atmel hanya dapat mengambil tegangan input hingga 5,5 V.

Jadi, pertama-tama kita membutuhkan pengatur tegangan, agar kita mendapatkan 5 V yang aman dari input 9 V. Bagian yang saya rancang di sini dapat memasok hingga 150 mA, yang lebih dari cukup. Pengujian saya menunjukkan, bahwa sirkuit terakhir tidak benar-benar membutuhkan di atas 30 mA sama sekali. (dengan LED 3mm kecil)

Setelah beberapa kapasitor penyangga, sekarang kita dapat menggunakan chip ATTiny dengan aman.

Seperti yang Anda lihat, tidak semua kakinya terisi, tapi hei, ini chip yang murah, kita bisa lolos begitu saja. Kita hanya perlu menggunakan 7 kaki untuk LED dan satu untuk tombol yang mengubah mode kedip dan basis waktu. (atau apa pun yang Anda program!) Selain itu, Anda dapat menyelesaikannya dengan ATTiny44 dan mungkin 24 juga, tetapi perbedaan harganya sekitar 10 sen dan dengan cara ini Anda akan memiliki 8 K Flash untuk menyimpan program Anda.

Untuk membuatnya benar-benar terbuka, saya telah mengarahkan kaki pemrograman ulang SPI dari chip di bawah tombol SW1 (ditunjuk sebagai ISP untuk "dalam pemrograman sistem"), jadi yang Anda butuhkan hanyalah 4 pin 0,1 inci, direkatkan bersama (bayi tempat tidur kuku:)) dan programmer SPI (seperti Arduino Uno) untuk makan siang kode mengagumkan Anda sendiri di pohon.

Setiap LED memiliki resistor pembatas arus 1 K Ohm sendiri untuk menjaganya tetap aman, tetapi jika Anda berencana untuk menggunakan LED yang berbeda, Anda mungkin perlu mempertimbangkan nilai ini.

Maaf tentang sakelar daya S1, saya tahu beberapa orang tidak akan menyukainya, tetapi ini adalah bagian yang murah, yang kebetulan saya miliki. Anda bisa membuat lekukan kecil ke PCB, atau memotong dua pin kecil dari bawah sakelar, tetapi saya tidak melakukan semua itu. Saya pikir sakelar dapat disolder dengan baik dan itu akan berdiri kokoh di suatu sudut, itu juga membuat sakelar lebih nyaman pada akhirnya.

Saya juga telah membuat dudukan kecil yang dapat dicetak 3D untuk pohon, hanya untuk mencegahnya jatuh setelah baterai terhubung. Dengan dudukan, berat baterai menahan seluruh pohon secara vertikal.

Langkah 2: Hal-hal yang Dibutuhkan

Sebuah manufaktur PCB. Saya tahu ini kedengarannya sulit, tetapi hari ini kami memiliki nada perusahaan yang bagus dan murah untuk dipilih. Saya pribadi menggunakan JLCPCB karena kualitas papannya sangat bagus dan harganya murah. Anda dapat memiliki 10 papan ini dikirim ke rumah Anda dengan harga di bawah 10 dolar. Tetapi tentu saja Anda dapat menggunakan pabrikan apa pun yang Anda suka. Unduh file Gerber terlampir dan kirimkan untuk pembuatan. (Saya juga telah mengekspor dan mengunggah format file Altium, jika Anda ingin memodifikasi pohonnya terlebih dahulu)

Keterampilan menyolder. Bekerja dengan suku cadang SMD bisa membuat frustasi, tetapi dengan sedikit perubahan dan latihan, papan Anda akan terlihat lebih baik daripada gadget yang diproduksi secara massal di luar sana.

Memprogram pengontrol mikro AVR. Saya menggunakan Arduino UNO untuk ini. Ada instruksi yang bagus tentang prosesnya. https://www.instructables.com/id/Arduino-Uno-to-Pr…TAPI HATI-HATI: Instruksi ini mengatakan, bahwa Anda harus mengatur pemetaan Pin ke berlawanan arah jarum jam. Jika Anda melakukan ini, pohon TIDAK akan berfungsi. Atur ke peta searah jarum jam!

Pengontrol mikro Atmel ATTiny84A.

Pengatur daya Toshiba TA78L05F(TE12L, F)

SMD 1206 tutup. dengan kapasitas 1 u F

SMD 1206 tutup. dengan kapasitas 0,33 u F

SMD 1206 tutup. dengan kapasitas 10 u F

Resistor SMD 1206 1 K Ohm (7 di antaranya)

Resistor SMD 1206 10 K Ohm

LED THT (7 di antaranya). Saya menggunakan yang 3mm 2 m A

tombol C&K (PTS645SK43SMTR92LFS) tetapi tombol apa pun dengan tapak 6mm * 6mm harus dilakukan

saklar daya utama (AYZ0102AGRLC)

terminal baterai 9V

Terlampir Anda dapat menemukan lembar Excel dengan bill of material (BOM) yang saya tautkan di sebagian besar bagian dari Toko Web TME. EU, tetapi tentu saja Anda dapat menggunakan penyedia apa pun dan membuatnya selama fungsi dan jejaknya OK.

Langkah 3: Membangun Semuanya Bersama

Setelah Anda memiliki semuanya di tangan Anda (papan yang diproduksi, semua bagian, besi solder Anda dan mungkin beberapa tee), Anda dapat mulai dengan menerapkan beberapa fluks ke jejak pengontrol mikro pada PCB.

Saya biasanya menyolder ATTiny terlebih dahulu, karena lebih mudah untuk bekerja dengannya saat Anda memiliki ruang di papan tulis.

Kemudian solder semua komponen kecil. Resistor, kapasitor dan akhirnya regulator. (jika Anda meletakkannya dan menahannya dengan ujung pinset Anda, Anda dapat memperbaikinya dengan sedikit solder di ujung setrika Anda. Ini akan menahannya sampai Anda melakukan sisi yang lain dengan benar, dan kemudian kembali ke sisi pertama untuk menyelesaikan pekerjaan)

Selanjutnya tambahkan tombol dan sakelar.

Sekarang letakkan PCB pada sesuatu yang akan menahannya di atas meja. Sekitar 10 mm seharusnya baik-baik saja, tetapi itu tergantung pada berapa lama Anda ingin lead LED Anda. (Saya menggunakan pemotong sisi saya sebagai pendukung)

Masukkan LED dari sisi belakang PCB dan solder dengan hati-hati di sisi lain. Pastikan mereka tidak menekuk ke segala arah dan perhatikan juga polaritasnya.

Terakhir, potong kabel konektor baterai 9V menjadi sekitar 40-50 mm dan solder. Pertama, pastikan Anda memasangnya dengan benar, baik dari segi polaritas, dan agar baterai dapat dihubungkan tanpa membebani kabel.

Kerja bagus! Gunakan cangkir tee Anda sekarang, Anda telah mendapatkannya!

Selanjutnya, atur programmer SPI Anda dan hubungkan ke 4 pin di atas pengontrol mikro.

Anda dapat memberi daya pada pohon dari baterai 9V sekarang, tetapi pastikan untuk menghubungkan kabel ground programmer Anda dan papan. Cukup jepit GND programmer Anda ke salah satu kabel negatif LED.

Saya telah menandai bantalan pemrogram dengan nomor pin, tetapi ini mungkin membantu Anda dengan koneksi:

pin 9 - CLKpin 8 - MISOpin 7 - MOSIpin 4 - RST

Unduh file INO dari sini dan gunakan Arduino IDE Anda (atau ubah menjadi apa pun yang Anda suka dan gunakan dengan pemrogram yang berbeda) untuk mem-flash pengontrol.

Jangan lupa untuk mengatur opsi di Arduino IDE ke "Burn bootloader". Ini diperlukan untuk mengatur ATTiny agar bekerja pada 8 Mhz. Jika ini tidak dilakukan, pohon Natal Anda akan berkedip sangat lambat, tetapi jangan khawatir, Anda selalu dapat masuk dan melakukannya lagi.

Harus saya akui, memprogram pohon dengan 4 pin yang disatukan bukanlah hal yang mudah untuk dilakukan, tetapi teruslah melakukannya, dengan sedikit latihan, Anda dapat memprogram ulang pohon Anda sesering yang Anda mau.

Segera setelah pemrograman selesai, Pohon Natal Anda akan mulai berkedip dalam mode terprogram pertama. (berkedip acak)

Kerja bagus! Selamat! Sekarang Anda memiliki Pohon Natal Terbuka sendiri untuk dimainkan! Dan jangan lupa untuk menyelesaikan tee Anda juga.

Langkah 4: Panduan Pengguna

Inilah yang harus Anda dapatkan pada akhirnya:

Setelah Anda menghubungkan baterai 9 V, pohon Xmass dapat diaktifkan dengan sakelar geser S1.

Ini akan mulai dalam mode kedipan pertama, yaitu kedipan acak.

Untuk mematikannya lagi, cukup balikkan sakelar S1.

Dengan menekan sebentar tombol SW1 di bagian atas, Anda dapat beralih di antara mode prasetel ini:

1 - Berkedip acak2 - Lingkaran dengan LED pengalih3 - Lingkaran dengan LED tetap menyala dan mundur4 - Lingkaran dengan LED tetap menyala5 - Mengular di sekitar pohon6 - Knight Rider:)7 - Menjatuhkan lampu dengan mengganti LED8 - Menjatuhkan lampu dengan LED tetap menyala

Dengan menekan tombol SW1 lebih lama selama 2 detik, Anda memasuki mode perubahan basis waktu.

Di sini Anda dapat mengatur waktu antara berkedip. Anda dapat melihat bahwa Anda telah memasuki mode ini, ketika hanya 1 LED yang berkedip. Setiap LED mewakili waktu tunda yang berbeda:

LED 1 - 250 msLED 7 - 500 msLED 6 - 750 msLED 5 - 1000 msLED 4 - 100 msLED 3 - 150 msLED 2 - 200 ms

Anda dapat bergerak maju dalam pengaturan waktu dengan menekan sebentar tombol SW1.

Ketika Anda telah memilih waktu tunda yang Anda inginkan, tekan dan tahan tombol SW1 lebih lama dari 2 detik. Setelah itu, pohon akan kembali ke mode berjalan terakhir dengan set basis waktu baru.

Langkah 5: Kemana Kita Pergi Sekarang?

Semua terserah padamu!

Ambil file INO dan tambahkan mode kedip baru atau fitur baru.

Anda dapat mencoba melakukan manajemen waktu pulsa yang baik, meredupkan LED atau membuat game menggunakan tombol atau melakukan apa yang terlintas dalam pikiran Anda!

Ambil perangkat keras dan desain ulang. Tambahkan bel untuk memainkan melodi Natal yang sangat mengganggu. Letakkan lebih banyak LED (selalu ada ruang untuk beberapa LED lagi).

Dan jika menurut Anda kreasi Anda layak untuk dibagikan, silakan!

Jangan lupa ini adalah The Open Xmass Tree, jadi biarkan semua orang menikmatinya!:)