Kartu & Ornamen Natal yang Dapat Diretas: 6 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:59

Kartu liburan yang berkedip dan berbunyi bip selalu membuat kami terpesona. Ini adalah versi DIY kami yang dapat diretas yang dibuat dengan ATtiny13A dan beberapa LED - tekan tombol untuk memainkan pertunjukan cahaya singkat di pohon. Kami mengirimkan ini ke teman dan keluarga tahun ini. Ini adalah hadiah buatan tangan yang dapat diretas, dan sangat menyenangkan untuk dibuat. Instruksi ini menjelaskan desain kami, lalu Anda dapat mengambil file sumber terbuka dan membuatnya sendiri.

Kartu itu juga merupakan penghormatan untuk kit ornamen pohon Natal Velleman yang berkedip, dan referensi kit-biz untuk Adafruit Promise. (Tahukah Anda bahwa Velleman memiliki kit jam tabung nixie? Sungguh!)

Anda dapat membeli salinan kartu kami di Seeed Studio. Kartu rakitan adalah ($15), dan kit untuk solder petualang adalah $12. Anda juga dapat melihat artikel ini dengan format asli di DangerousPrototypes.com.

Langkah 1: Perangkat Keras - ATtiny13A

Skema dan PCB dibuat dengan versi freeware Cadsoft Eagle. Unduh file desain dan firmware terbaru di halaman Google Code proyek.

AVR ATTINY-13A

Mikrokontroler ATMEL ATtiny13A (IC1) kecil adalah otak dari rangkaian. Satu pin (PWM) berkedip lampu, sebagian besar pin lainnya digunakan untuk pemrograman dan daya. Anda bisa mendapatkan efek serupa dengan timer 555 atau komponen diskrit, tetapi tujuan kami adalah mempelajari keluarga mikrokontroler baru dan membuat sesuatu yang mudah diretas.

ATtiny membutuhkan resistor pull-up 10K (R1) untuk menahan pin reset tinggi, sakelar taktil mini (S1) mengatur ulang ATtiny dengan menghubungkan sementara pin reset ke ground. Sebuah kapasitor 0,1uF (C1) memisahkan chip dari catu daya.

Langkah 2: Perangkat Keras - Pemrograman dan Baterai

Mikrokontroler ATtiny diprogram melalui koneksi In System Programming (ISP) enam pin. Header ISP berorientasi ke bagian belakang kartu. Kami membuat probe pemrograman untuk menghindari menyolder pin header di papan.

Daya disuplai oleh sel koin lithium (BAT1) 3volt 20mm di bagian belakang PCB. Pemegang harus bekerja dengan sel koin 2025 atau 2032. ATtiny akan bekerja pada rentang voltase, hingga 1,8 volt.

Langkah 3: Perangkat Keras - LED Pohon

LED pohon

Lampu pohon Natal kami yang kecil dan berkelap-kelip adalah LED pemasangan permukaan 0805 (LED1-10). Setiap LED memiliki resistor pembatas arus (R3-12). Kami menggunakan resistor 390ohm, sekitar 3mA pada 3volt, dan 8mA pada 5volt selama pengembangan. Semua 10 LED bersama-sama menggunakan sekitar 30mA saat ditenagai oleh baterai.

30mA terlalu banyak arus untuk sumber atau tenggelam pada pin ATtiny. Sebagai gantinya, transistor NPN (T1) mengalihkan koneksi ground LED. Transistor juga memerlukan resistor dasar (R2) untuk membatasi berapa banyak arus yang ditarik dari pin mikrokontroler. LED harus dihubungkan ke arah yang benar atau tidak akan menyala. LED lubang tembus biasanya memiliki satu kabel lebih panjang yang menunjukkan sisi suplai positif (anoda). LED SMD memiliki tepi hijau, dan terkadang panah di bagian belakang, untuk menunjukkan koneksi ground (katoda). Bagan ini menunjukkan orientasi yang benar untuk setiap LED, koneksi ground harus mengarah ke arah yang sama dengan panah.

Langkah 4: Perangkat Keras - PCB dan Daftar Suku Cadang

Skema dan PCB dibuat dengan versi freeware Cadsoft Eagle. Unduh file desain dan firmware terbaru di halaman Google Code proyek. Kami membuat PCB dengan layanan Propaganda Seeed Studio, papan tambahan dari pesanan kami ada di toko Seeed. Kami mengharapkan PCB hijau, tetapi menjadi hitam - PCB akhir akan berwarna merah.

Kami menggunakan vias, komponen, dan layar sutra untuk membuat tema Natal. Ini percobaan pertama kami, mungkin akan menjadi tradisi liburan yang kami tingkatkan dari tahun ke tahun. PCB akhir harus memiliki vias perak yang terlihat di pohon, kami tidak membuatnya cukup besar pada prototipe. Kami juga menghapus tahun, jadi jika tidak dikirimkan tepat waktu untuk Natal, itu dapat digunakan lagi nanti.

Ini adalah PCB dua lapis dengan bagian di kedua sisi. Kami mulai di bagian depan, menyolder bagian besar seperti mikrokontroler (IC1) dan sakelar (S1), kemudian menambahkan pasif yang lebih kecil seperti resistor dan kapasitor. Tempat baterai diletakkan di bagian belakang PCB, kami menyoldernya terakhir sehingga permukaan kerja tetap rata dan stabil saat kami mengerjakan bagian depan.

Jika Anda menyolder PCB sendiri, pastikan Anda memiliki pinset dengan ujung runcing untuk meletakkan dan menahan komponen. Anda juga memerlukan fluks untuk membuat semuanya mengalir, dan sumbu tembaga untuk membersihkan solder tambahan. Kami menggunakan Blu-Tack untuk segala hal lainnya.

daftar bagian

Nama	Kuantitas	Nilai (ukuran)
IC1	1	AVR ATtiny13A (SOIC-8)
C1	1	kapasitor 0.1uf (0805)
T1	1	NPN 200ma+ 100hfe+ transistor (SOT23)
R1	1	Resistor 10.000 ohm (10K) (0805)
R2-R12	10	390 ohm (390R) resistor (0805)
LED1-10	10	LED, berbagai warna (0805)
S1	1	Saklar taktil mini (SMD)
KELELAWAR	1	Dudukan baterai 20mm (SMD)
SEL	1	Baterai 20mm (CR-2025)

Langkah 5: Firmware

Firmware ditulis dalam C menggunakan compiler AVR-GCC open source dengan AVRstudio. Unduh file desain dan firmware terbaru di halaman Google Code proyek. Program firmware melalui header pemrograman ISP 6pin dengan sesuatu seperti STK500 atau USBtinyISP. Sebagai tambahan, kami sangat senang menggunakan kompiler open source untuk proyek ini.

Ketika daya diterapkan ke sirkuit, ATtiny menjalankan program sederhana yang menyalakan lampu pohon Natal. Ketika program selesai, chip tidur sampai direset dengan menekan tombol atau mengganti baterai.

Program fading menggunakan perangkat lunak modulasi lebar pulsa untuk meredupkan LED. ATtiny13A memiliki PWM perangkat keras, tetapi outputnya pada pin ISP yang sudah terisi. Dimungkinkan untuk berbagi pin pemrograman dengan fungsi lain, karena kami belum siap melakukannya pada proyek ini.

Ketika program selesai, chip akan tertidur selamanya. Ini berbeda dari banyak program mikrokontroler yang melanjutkan dari tidur pada interupsi perubahan pin. Menekan tombol akan mengatur ulang ATtiny dan memulai program lagi.

Langkah 6: Mengambilnya Lebih Jauh

Kami memiliki banyak ide untuk kartu liburan masa depan - beberapa saluran LED, LED pengubah warna, suara, kontrol akselerometer, sensor sentuh kapasitif, layar LCD, epaper, PCB yang dipotong meriah, dan banyak lagi. Kami tidak menggunakan bootloader dalam proyek ini, tetapi inilah diskusi tentang opsi yang memungkinkan.

Apa yang akan kamu lakukan? Apakah Anda memiliki peretasan untuk kartu ini, atau ide untuk kartu mendatang? Dapatkan satu

Seeed Studio memiliki kartu yang dirakit, atau sebagai kit. Kit ini mencakup bagian pemasangan permukaan berukuran 0805, ini bukan untuk semua orang. Ini adalah proyek pertama kami yang ditawarkan sebagai kit, kami senang melihat berapa banyak orang yang tertarik dengan kit SMD. Ini akan menjadi lari yang sangat terbatas, mungkin total 100-200, jadi dapatkan milik Anda lebih awal!

• Buat kartu Anda sendiri dari file desain dan firmware open source kami.
• Kartu rakitan adalah $15 di Seeed Studio. PCB akan berwarna merah. Firmware diprogram dan baterai disertakan.
• Kit adalah $ 12 di Seeed Studio. PCB akan berwarna merah. Firmware diprogram dan termasuk baterai.

Kami ingin pesanan dikirim tepat waktu untuk Natal, tetapi ada kemungkinan besar hal itu tidak akan terjadi. Seeed Studio sudah mengerjakan sejumlah kecil kartu, yang seharusnya membantu mempercepat pengiriman. Mudah-mudahan mereka tiba tepat waktu untuk Natal, tetapi pengiriman akan sangat ketat. Kami akan memposting pembaruan manufaktur saat kami mendapatkannya.

Selamat liburan perak dan solder!