بطاقة عيد الميلاد وزخرفة قابلة للاختراق: 6 خطوات (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:42

لطالما سحرتنا بطاقات العطلات التي تومض وتصدر صوتًا. هذه هي نسخة DIY القابلة للاختراق لدينا والمصنوعة من ATtiny13A وعدد قليل من مصابيح LED - اضغط على الزر لتشغيل عرض ضوئي قصير في الشجرة. نحن نرسل هذه إلى الأصدقاء والعائلة هذا العام. إنها هدية مصنوعة يدويًا وقابلة للاختراق ، وكان بناءها مليئًا بالمتعة. يوضح هذا التوجيه تصميمنا ، ثم يمكنك الحصول على ملفات مفتوحة المصدر وإنشاء ملفات خاصة بك.

تعد البطاقة أيضًا بمثابة تكريم لمجموعة زخرفة شجرة عيد الميلاد الوامضة الخاصة بـ Velleman ، ومرجع مجموعة أدوات إلى Adafruit Promise. (هل تعلم أن Velleman لديه طقم ساعة أنبوب nixie؟ حقًا!)

يمكنك شراء نسخة من بطاقتنا في Seeed Studio. البطاقات المجمعة هي (15 دولارًا) ، ومجموعة اللحام المغامرة هي 12 دولارًا. يمكنك أيضًا الاطلاع على هذه المقالة بالتنسيق الأصلي على DangerousPrototypes.com.

الخطوة 1: الأجهزة - ATtiny13A

تم صنع التخطيطي وثنائي الفينيل متعدد الكلور باستخدام الإصدار المجاني من Cadsoft Eagle. قم بتنزيل أحدث ملفات التصميم والبرامج الثابتة على صفحة كود Google الخاصة بالمشروع.

AVR ATTINY-13A

متحكم ATMEL ATtiny13A الصغير (IC1) هو دماغ الدائرة. يومض دبوس واحد (PWM) الأضواء ، وتستخدم معظم المسامير الأخرى للبرمجة والطاقة. يمكنك الحصول على تأثيرات مماثلة باستخدام مؤقت 555 أو مكونات منفصلة ، لكن هدفنا هو التعرف على عائلة متحكم دقيقة جديدة وجعل شيء ما سهل الاختراق.

يحتاج ATtiny إلى مقاوم سحب 10 كيلو (R1) لتثبيت دبوس إعادة الضبط عالياً ، ويقوم مفتاح اللمس الصغير (S1) بإعادة تعيين ATtiny عن طريق توصيل دبوس إعادة الضبط مؤقتًا بالأرض. يقوم مكثف 0.1 فائق التوهج (C1) بفصل الشريحة عن مصدر الطاقة.

الخطوة 2: الأجهزة - البرمجة والبطارية

تتم برمجة المتحكمات الدقيقة ATtiny من خلال اتصال بستة أسنان في برمجة النظام (ISP). يتم توجيه رأس ISP نحو الجزء الخلفي من البطاقة. لقد صنعنا مسبار برمجة لتجنب لحام رأس دبوس على اللوحة.

يتم توفير الطاقة من خلال خلية عملة ليثيوم 3 فولت و 20 مم (BAT1) على الجزء الخلفي من ثنائي الفينيل متعدد الكلور. يجب أن يعمل الحامل مع 2025 أو 2032 خلية عملة. سيعمل ATtiny على نطاق من الفولتية تصل إلى 1.8 فولت.

الخطوة 3: الأجهزة - مصابيح LED للشجرة

المصابيح شجرة

أضواء شجرة عيد الميلاد المتلألئة الصغيرة لدينا هي 0805 مصابيح LED مثبتة على السطح (LED1-10). يحتوي كل LED على مقاوم محدد حالي (R3-12). استخدمنا مقاومات 390 أوم ، لحوالي 3 مللي أمبير عند 3 فولت ، و 8 مللي أمبير عند 5 فولت أثناء التطوير. تستخدم جميع مصابيح LED العشرة معًا حوالي 30 مللي أمبير عند تشغيلها بواسطة البطارية.

30 مللي أمبير تيار كبير جدًا بحيث لا يمكن الحصول عليه أو غرقه في دبابيس ATtiny. بدلاً من ذلك ، يقوم ترانزستور NPN (T1) بتبديل الاتصال الأرضي لمصابيح LED. تتطلب الترانزستورات أيضًا مقاومًا أساسيًا (R2) للحد من مقدار التيار المسحوب من دبوس المتحكم الدقيق. يجب توصيل مصابيح LED في الاتجاه الصحيح وإلا فلن تضيء. عادةً ما تحتوي مصابيح LED عبر الفتحة على سلك أطول يشير إلى جانب العرض الإيجابي (الأنود). تحتوي مصابيح SMD LED على حافة خضراء ، وأحيانًا سهم في الخلف ، للإشارة إلى الاتصال الأرضي (الكاثود). يوضح هذا المخطط الاتجاه الصحيح لكل مؤشر LED ، ويجب أن يشير الاتصال الأرضي إلى نفس اتجاه السهم.

الخطوة 4: الأجهزة - PCB و Partslist

تم صنع التخطيطي وثنائي الفينيل متعدد الكلور باستخدام الإصدار المجاني من Cadsoft Eagle. قم بتنزيل أحدث ملفات التصميم والبرامج الثابتة على صفحة كود Google الخاصة بالمشروع. لقد صنعنا ثنائي الفينيل متعدد الكلور مع خدمة الدعاية من Seeed Studio ، واللوحات الإضافية من طلبنا موجودة في متجر Seeed. توقعنا مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور خضراء ، لكننا حصلنا على اللون الأسود - ستكون مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور النهائية حمراء.

استخدمنا vias والمكونات والشاشة الحريرية لإنشاء مظهر عيد الميلاد. هذه هي محاولتنا الأولى ، ربما ستصبح تقليدًا للعطلات نقوم بتحسينه عامًا بعد عام. يجب أن يحتوي ثنائي الفينيل متعدد الكلور النهائي على قطع فضية مرئية على الشجرة ، ولم نجعلها كبيرة بما يكفي في النموذج الأولي. قمنا أيضًا بإزالة العام ، لذا إذا لم يتم تسليمه في الوقت المناسب لعيد الميلاد ، فيمكن استخدامه مرة أخرى لاحقًا.

هذا هو ثنائي الفينيل متعدد الكلور من طبقتين مع أجزاء على كلا الجانبين. بدأنا في المقدمة ، حيث قمنا بلحام أجزاء كبيرة مثل وحدة التحكم الدقيقة (IC1) والمفتاح (S1) ، ثم أضفنا خواصًا أصغر حجمًا مثل المقاومات والمكثفات. يتم وضع حامل البطارية في الجزء الخلفي من PCB ، وقد قمنا بتلحيمه أخيرًا حتى يظل سطح العمل مسطحًا وثابتًا أثناء عملنا في المقدمة.

إذا كنت تقوم بلحام PCB بنفسك ، فتأكد من أن لديك ملاقط ذات نهايات مدببة لوضع المكونات وتثبيتها. ستحتاج أيضًا إلى تدفق لجعل كل شيء يتدفق ، وفتيل نحاسي لتنظيف أي جندى إضافي. نحن نستخدم Blu-Tack في كل شيء آخر.

قائمة الاجزاء

اسم	كمية	حجم القيمة)
IC1	1	AVR ATtiny13A (SOIC-8)
C1	1	0.1 فائق التوهج مكثف (0805)
T1	1	الترانزستور NPN 200ma + 100hfe + (SOT23)
R1	1	10 آلاف أوم (10 كيلو) المقاوم (0805)
R2-R12	10	مقاومة 390 أوم (390R) (0805)
LED1-10	10	المصابيح ، ألوان مختلفة (0805)
S1	1	مفتاح اللمس الصغير (SMD)
مضرب	1	حامل بطارية 20 مم (SMD)
زنزانة	1	بطارية 20 مم (CR-2025)

الخطوة 5: البرامج الثابتة

البرنامج الثابت مكتوب بلغة C باستخدام مترجم AVR-GCC مفتوح المصدر مع AVRStudio. قم بتنزيل أحدث ملفات التصميم والبرامج الثابتة على صفحة كود Google الخاصة بالمشروع. قم ببرمجة البرامج الثابتة من خلال رأس برمجة 6pin ISP بشيء مثل STK500 أو USBtinyISP. في ملاحظة جانبية ، نحن متحمسون حقًا لاستخدام مترجم مفتوح المصدر لهذا المشروع.

عندما يتم تطبيق الطاقة على الدائرة ، يدير ATtiny برنامجًا بسيطًا ينبض بأضواء شجرة عيد الميلاد. عند انتهاء البرنامج ، تنام الشريحة حتى تتم إعادة ضبطها بضغطة زر أو تغيير البطارية.

يستخدم برنامج التلاشي برنامج تعديل عرض النبضة لتعتيم مصابيح LED. يحتوي ATtiny13A على PWM للأجهزة ، لكنه يخرج على دبابيس ISP المشغولة بالفعل. من الممكن مشاركة دبابيس البرمجة مع وظائف أخرى ، لكننا لم نكن مستعدين للقيام بذلك في هذا المشروع.

عندما يكتمل البرنامج ، تذهب الشريحة للنوم إلى الأبد. هذا يختلف عن العديد من برامج الميكروكونترولر التي تستأنف من وضع السكون على مقاطعة تغيير دبوس. اضغط على زر يعيد تعيين ATtiny ويبدأ البرنامج مرة أخرى.

الخطوة 6: المضي قدمًا

لدينا الكثير من الأفكار لبطاقات العطلات المستقبلية - قنوات LED متعددة ، ومصابيح LED متغيرة الألوان ، وصوت ، والتحكم في مقياس التسارع ، واستشعار اللمس السعوي ، وشاشات LCD ، و epaper ، و PCBs المقطوعة بشكل احتفالي ، والمزيد. لم نستخدم أداة تحميل التشغيل في هذا المشروع ، ولكن إليك مناقشة حول الخيارات الممكنة.

ماذا كنت ستفعل؟ هل لديك أي اختراقات لهذه البطاقة ، أو أفكار للبطاقات المستقبلية؟ احصل على واحدة

Seeed Studio لديه البطاقة مجمعة ، أو كمجموعة. تشتمل المجموعة على أجزاء مثبتة على السطح بحجم 0805 ، وهي ليست مناسبة للجميع. هذا هو أول مشروع لنا يتم تقديمه كمجموعة ، نحن متحمسون لمعرفة عدد الأشخاص المهتمين بمجموعة SMD. سيكون هذا تشغيلًا محدودًا للغاية ، ربما إجمالي 100-200 ، لذا احصل عليه مبكرًا!

• قم ببناء بطاقتك الخاصة من ملفات التصميم والبرامج الثابتة مفتوحة المصدر.
• تبلغ قيمة البطاقة المجمعة 15 دولارًا في Seeed Studio. سيكون ثنائي الفينيل متعدد الكلور باللون الأحمر. البرامج الثابتة المبرمجة والبطارية متضمنة.
• المجموعة هي 12 دولارًا في Seeed Studio. سيكون ثنائي الفينيل متعدد الكلور باللون الأحمر. البرامج الثابتة المبرمجة والبطارية متضمنة.

نود أن يتم تسليم الطلبات في الوقت المناسب لعيد الميلاد ، ولكن هناك احتمال كبير بأن ذلك قد لا يحدث. يعمل Seeed Studio بالفعل على عدد صغير من البطاقات ، والتي من شأنها أن تساعد في تسريع التسليم. نأمل أن يصلوا في الوقت المناسب لعيد الميلاد ، لكن التسليم سيكون ضيقًا حقًا. سننشر تحديثات التصنيع فور حصولنا عليها.

أتمنى لك عطلة فضية حامضة!