شجرة الكريسماس المفتوحة: 5 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:40

الكريسماس في كل مكان حولنا ، طوال العام أساسًا.:)

ولكن إذا كنت ترغب في أن تكون مستعدًا عندما يأتي اليوم الكبير ، فيمكنك اتباع هذه التعليمات ومفاجأة أحبائك بأداة كهربائية صغيرة لطيفة.

The Open Xmas Tree هو مشروع صغير يعود بالزمن إلى الوراء ، حيث كنت لا أزال في المدرسة واقترح مدرس الكهرباء الخاص بي إنشاء PCB صغير على شكل شجرة عيد الميلاد (مصنوع يدويًا) مع IC ذو عداد ثنائي وبعض مصابيح LED. كان الأمر ممتعًا ، وإذا قمت بتصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور بشكل صحيح ، فإن مصابيح LED تومض "بشكل عشوائي" حول الشجرة ، لكن هذا أصبح مملًا بعد فترة لأنه لم يكن عشوائيًا على الإطلاق.

بعد سنوات عديدة ، قررت إعادة عرض هذه الدائرة القديمة ، وإنشاء دائرة أفضل ، مع PCB تم إنتاجه بشكل احترافي ، ومؤقت 555 (لإشارة الساعة) ، وعداد CD4026 لعقد ، و 7 شرائح LED سائق. ، وعندما بدأت في تجميع الأشجار ، خطرت لي فكرة أن أتحرك إلى أبعد من ذلك ، وأنشئ شجرة وامضة ، يمكن برمجتها بما يتناسب مع قلوبكم.

هذه هي الطريقة التي وصلنا بها إلى هنا.

الآن إليك الإرشادات لإنشاء شجرة Xmas الخاصة بك والقابلة للبرمجة استنادًا إلى Atmel ATTiny84A ، والتي يمكنك ترقيتها باستخدام لوحة Arduino UNO بسيطة كمبرمج SPI. (لكن لا تقلق ، لقد كتبت بالفعل رمزًا صغيرًا لطيفًا ، مع 8 أنماط وامضة مختلفة يمكنك تنزيلها هنا.)

الخطوة 1: لنكن تقنيًا

يتم تشغيل الدائرة بواسطة بطارية 9 فولت قياسية (على ما أعتقد E Block).

ولكن هنا تكمن المشكلة: لا يمكن لشريحة Atmel أن تأخذ سوى جهد إدخال يصل إلى 5.5 فولت.

لذلك ، نحتاج أولاً إلى منظم جهد ، يحصلنا على 5 فولت آمن من دخل 9 فولت. يمكن للجزء الذي صممته هنا توفير ما يصل إلى 150 مللي أمبير ، وهو ما يكفي أكثر. تظهر اختباراتي ، أن الدائرة النهائية لا تستغرق بالفعل أكثر من 30 مللي أمبير على الإطلاق. (مع مصابيح LED صغيرة 3 مم)

بعد بعض المكثفات العازلة يمكننا الآن استخدام شريحة ATTiny بأمان.

كما ترون ، ليست كل أرجلها مأهولة بالسكان ، ولكن مهلا ، إنها شريحة رخيصة ، يمكننا التخلص منها ، نحتاج فقط إلى استخدام 7 أرجل لمصابيح LED وواحد للزر الذي يغير أوضاع الوميض وقاعدة الوقت. (أو أيًا كان ما تقوم ببرمجته عليه!) أيضًا ، يمكنك إنجازه باستخدام ATTiny44 وربما 24 أيضًا ، لكن فرق السعر يبلغ حوالي 10 سنتات وبهذه الطريقة سيكون لديك 8 K Flash لتخزين برنامجك.

لجعل هذا مفتوحًا حقًا ، قمت بتوجيه أرجل إعادة برمجة SPI للشريحة تحت زر SW1 (المعين كـ ISP لـ "في برمجة النظام") ، لذلك كل ما تحتاجه ، هو 4 دبابيس مقاس 0.1 بوصة ، مسجلة معًا (طفل سرير من المسامير:)) ومبرمج SPI (مثل Arduino Uno) لتناول الكود الرائع الخاص بك على الشجرة.

يحتوي كل مصباح LED على المقاوم المحدد الحالي 1 كيلو أوم للحفاظ على سلامتهم ، ولكن إذا كنت تخطط لاستخدام مصابيح LED مختلفة ، فقد ترغب في التفكير في هذه القيمة.

آسف بشأن مفتاح الطاقة S1 ، أعلم أن بعض الأشخاص لن يعجبهم ، لكن هذا جزء رخيص ، وقد صادفته. يمكنك عمل مسافات بادئة صغيرة في PCB ، أو قطع الدبابيس الصغيرة من أسفل المفتاح ، لكنني لم أفعل أيًا من ذلك. أعتقد أنه يمكن لحام المفتاح على ما يرام وسيظل قويًا بزاوية ، كما أنه يجعل التبديل أكثر راحة في النهاية.

لقد صنعت أيضًا حاملًا صغيرًا ثلاثي الأبعاد قابل للطباعة للشجرة ، فقط لمنعه من السقوط بمجرد توصيل البطارية. مع الحامل ، يحمل وزن البطارية الشجرة بأكملها عموديًا.

الخطوة الثانية: الأشياء المطلوبة

تصنيع ثنائي الفينيل متعدد الكلور. أعلم أن هذا يبدو صعبًا ، لكن لدينا اليوم نغمة من الشركات الجيدة والرخيصة للاختيار من بينها. أنا شخصياً أستخدم JLCPCB لأن جودة اللوحة جيدة حقًا وهي رخيصة. يمكنك الحصول على 10 من هذه اللوحات في منزلك بأقل من 10 دولارات. لكن بالطبع يمكنك استخدام أي مصنع تريده ، قم بتنزيل ملفات جربر المرفقة وأرسلها للتصنيع. (لقد قمت أيضًا بتصدير وتحميل تنسيق ملف Altium ، في حال كنت ترغب في تعديل الشجرة أولاً)

مهارات اللحام. قد يكون العمل مع أجزاء SMD محبطًا ، ولكن مع القليل من التدفق والممارسة ، ستبدو لوحاتك أفضل من أي أداة منتجة بكميات كبيرة.

برمجة وحدة تحكم صغيرة AVR. أستخدم Arduino UNO لهذا الغرض. هناك تعليمات رائعة حول العملية. إذا قمت بذلك فلن تعمل الشجرة. اضبطه على الخريطة في اتجاه عقارب الساعة!

تحكم مايكرو اتميل ATTiny84A.

منظم طاقة من توشيبا TA78L05F (TE12L، F)

غطاء SMD 1206. بسعة 1 u F.

غطاء SMD 1206. بسعة 0.33 ش ف

غطاء SMD 1206. بسعة 10 u F.

SMD 1206 المقاوم 1 كيلو أوم (7 منهم)

SMD 1206 المقاوم 10 كيلو أوم

مصابيح THT LED (7 منها). لقد استخدمت 3 مم 2 م أ

زر C&K (PTS645SK43SMTR92LFS) ولكن أي زر له بصمة 6 مم * 6 مم يجب أن يفعل

مفتاح طاقة رئيسي (AYZ0102AGRLC)

محطة بطارية 9V

مرفقًا ، يمكنك العثور على ورقة Excel مع فاتورة المواد (BOM) حيث قمت بربط معظم الأجزاء من متجر الويب TME. EU ، ولكن بالطبع يمكنك استخدام أي مزود وتقديم ما دامت الوظيفة والبصمة على ما يرام.

الخطوة 3: بناء كل شيء معًا

بمجرد حصولك على كل شيء في يديك (اللوحة المصنعة ، وجميع الأجزاء ، ومكواة اللحام وربما بعض نقاط الإنطلاق) ، يمكنك البدء بتطبيق بعض التدفق على بصمة وحدات التحكم الدقيقة على PCB.

عادةً ما أقوم بلحام ATTiny أولاً ، لأنه من الأسهل العمل معه بينما يكون لديك مساحة على السبورة.

ثم قم بلحام جميع المكونات الصغيرة. المقاومات والمكثفات وأخيرا المنظم. (إذا وضعتهم وأمسكتهم برأس الملقاط ، يمكنك إصلاحهم بقليل من اللحام على طرف المكواة. يجب أن يبقيهم هذا في مكانهم حتى تقوم بالجانب الآخر بشكل صحيح ، ثم أعود إلى الجانب الأول لإنهاء المهمة)

بعد ذلك أضف الزر والمفتاح.

الآن ضع ثنائي الفينيل متعدد الكلور على شيء سيحمله فوق الطاولة. يجب أن يكون حوالي 10 مم على ما يرام ، لكن ذلك يعتمد على المدة التي ترغب في أن تكون مؤشرات LED الخاصة بك. (أستخدم القاطع الجانبي كدعم)

أدخل مصابيح LED من الجانب الخلفي لثنائي الفينيل متعدد الكلور وقم بلحامها بعناية على الجانب الآخر. تأكد من أنها لا تنحني في أي اتجاه واحترس من القطبية أيضًا.

أخيرًا ، قم بقطع موصل البطارية 9 فولت الخاص بك إلى حوالي 40-50 مم ولحامها. تأكد أولاً من أن لديك الطريق الصحيح ، سواء من حيث القطبية ، بحيث يمكن توصيل البطارية دون الضغط على الكابلات.

أحسنت صنعًا ، استخدم كوب الشاي الآن ، لقد ربحته!

بعد ذلك ، قم بإعداد مبرمج SPI الخاص بك وقم بتوصيله بأربعة دبابيس أعلى وحدة التحكم الصغيرة.

يمكنك الآن تشغيل الشجرة من بطارية 9 فولت ، ولكن تأكد من توصيل السلك الأرضي للمبرمج واللوحة. فقط قم بقص GND للمبرمج الخاص بك بأحد السلك السلبي لمؤشر LED.

لقد قمت بتمييز لوحات المبرمج بأرقام التعريف الشخصي ، ولكن هذا قد يساعدك في الاتصال:

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

قم بتنزيل ملف INO من هنا واستخدم Arduino IDE (أو قم بتحويله إلى أي شيء تريده واستخدمه مع مبرمجين مختلفين) لتشغيل وحدة التحكم.

لا تنس ضبط الخيار في Arduino IDE على "نسخ أداة تحميل التشغيل". هذا ضروري لتعيين ATTiny للعمل على 8 ميجا هرتز. إذا لم يتم ذلك ، فستومض شجرة Xmass ببطء شديد ، ولكن لا تقلق ، يمكنك دائمًا الدخول والقيام بذلك مرة أخرى.

يجب أن أعترف أن برمجة الشجرة بأربعة دبابيس مسجلة معًا ليس بالأمر السهل ، ولكن استمر في ذلك ، مع القليل من التدريب ، يمكنك إعادة برمجة شجرتك كلما أردت.

بمجرد الانتهاء من البرمجة ، يجب أن تبدأ Xmas Tree الخاصة بك في الوميض في الوضع المبرمج الأول. (وميض عشوائي)

عمل عظيم! تهانينا! الآن لديك شجرة الكريسماس المفتوحة الخاصة بك لتلعب بها! ولا تنس إنهاء نقطة الإنطلاق الخاصة بك أيضًا.

الخطوة 4: دليل المستخدم

إليك ما يجب أن تحصل عليه في النهاية:

بعد توصيل بطارية 9 فولت ، يمكن تنشيط شجرة Xmass باستخدام المفتاح المنزلق S1.

سيبدأ في وضع الوميض الأول ، أي الوميض العشوائي.

لإيقاف تشغيله مرة أخرى ، ما عليك سوى عكس مفتاح S1.

من خلال الضغط لفترة قصيرة على زر SW1 في الأعلى ، يمكنك التبديل بين هذه الأوضاع المحددة مسبقًا:

1 - وميض عشوائي 2 - دائرة بمصابيح تبديل LED 3 - دائرة بها مصابيح LED تعمل وتعود للخلف 4 - دائرة بها مصابيح LED ثابتة 5 - تتجول حول الشجرة 6 - Knight Rider:) 7 - إسقاط الضوء مع تبديل LEDs 8 - إسقاط الضوء مع بقاء LEDs مضاءة

بالضغط على زر SW1 لفترة أطول لمدة ثانيتين ، تدخل وضع تغيير القاعدة الزمنية.

هنا يمكنك ضبط الوقت بين الومضات ، ويمكنك أن ترى أنك دخلت هذا الوضع ، عندما يومض مؤشر LED واحد فقط ، ويمثل كل مؤشر LED وقت تأخير مختلف:

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

يمكنك المضي قدمًا في إعداد الوقت بالضغط لفترة وجيزة على الزر SW1.

بعد تحديد وقت التأخير الذي تريده ، اضغط مع الاستمرار على زر SW1 لمدة أطول ثم ثانيتين ، وبعد ذلك ستعود الشجرة إلى آخر وضع تشغيل مع مجموعة القاعدة الزمنية الجديدة.

الخطوة الخامسة: إلى أين نذهب الآن؟

الامر يرجع لك!

خذ ملف INO وأضف أوضاع وميض جديدة أو ميزات جديدة.

يمكنك محاولة القيام ببعض الإدارة الجيدة لوقت النبض ، لتعتيم مصابيح LED أو إنشاء لعبة باستخدام الزر أو القيام بكل ما يخطر ببالك!

خذ الأجهزة وأعد تصميمها. أضف جرسًا لتشغيل ألحان عيد الميلاد المزعجة بشكل مرعب. ضع المزيد من مصابيح LED (هناك دائمًا مساحة لمزيد من مصابيح LED).

وإذا كنت تعتقد أن إبداعك يستحق المشاركة ، فالرجاء القيام بذلك!

لا تنس أن هذه هي The Open Xmass Tree ، لذا دع الجميع يستمتعون بها!:)