Cadeau PCB d'arbre de Noël: 7 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:05

C'était à la mi-septembre où je voulais faire un petit projet amusant. Comme Noël approchait et que je voulais offrir des cadeaux faits maison à ma famille, j'ai choisi de faire un sapin de Noël.

Le sapin de Noël doit:

- doit être économe en énergie

-ne pas être plus grand que 10*10 cm

- programmable

- doit avoir une base, où la batterie est placée

- doit avoir plus d'un mode de fonctionnement

J'ai conçu le PCB dans Altium Designer, imprimé les PCB sur JLC, programmé le microcontrôleur atmel dans Atmel Studio 7.0 et conçu le modèle 3D dans SolidWorks.

Étape 1: le plan

Mon plan est de concevoir 2 circuits imprimés en forme de sapin de Noël.

Avant de commencer à travailler sur les schémas, j'ai choisi le microcontrôleur, l'alimentation, les pilotes de led…

Pour le microcontrôleur, j'ai utilisé l'ATTINY85-20SU en raison de sa simplicité (8 broches).

Pour alimenter les microcontrôleurs et les leds j'ai choisi 3 piles AA.

Pour commuter les leds, j'ai choisi les mosfets SI1012CR-T1-GE3.

Étape 2: Conception du PCB

J'ai d'abord fait le schéma puis la disposition du PCB.

Après avoir choisi le microcontrôleur, j'ai regardé la fiche technique du contrôleur et le brochage. Le microcontrôleur devait avoir un mode veille et au moins 4 broches d'E/S pour 3 mosfets, une pour chaque couleur (rouge, jaune, vert) et un bouton-poussoir. L'attiny85 était parfait.

Pin1 (RESET) - est la broche de réinitialisation, où j'ai connecté une résistance de 10 kOhmPULL UP (paquet 1206)

Pin2 - j'ai utilisé cette broche pour le bouton-poussoir, chaque fois que j'appuyais sur le bouton-poussoir, la broche était tirée à la terre (j'ai donc programmé cette broche comme entrée et utilisé un PULL UP interne)

Pin3 - dans le SCH1, j'ai connecté cette broche sur l'en-tête mâle mais je ne l'ai pas utilisée.

Pin4 - Terre

Pin5 (MOSI) - va à la porte du mosfet Q3 pour les leds jaunes

Pin6 (MISO) - est connecté à la porte du mosfet Q2 pour les leds vertes

Pin7(CLK) - connecté à la grille du mosfet Q1 pour les leds rouges

Pin8 - Vcc

Fiche technique du mosfet:

Sur un mosfet il y a 12 leds (consommation électrique totale pour 1 mosfet: P=I*U, P=20mA*4.5V=90mW)

J'ai également ajouté 6 vias (2,54 mm les uns des autres pour la programmation (header 4 et header 2 sur le SCH)).

Après le SCH, j'ai continué à arranger le tableau. J'ai découpé la forme du sapin de Noël, puis j'ai disposé les composants.

J'ai ajouté deux condensateurs de découplage 100pF et 10uF pour stabiliser la tension d'entrée.

La résistance de 100 kOhm qui se trouve dans SCH que je n'ai pas utilisée.

J'ai ajouté les fichiers gerber pour les deux PCB.

Étape 3: Souder

J'ai utilisé un vieux fer à souder qui traînait.

J'ai d'abord soudé tous les composants smd, puis tous les composants à trous traversants.

Après avoir soudé, il était temps de s'amuser à programmer:D

Étape 4: Programmation

Pour la programmation, j'ai utilisé l'AVRISP mk2.

Parce que vous avez besoin d'une alimentation externe pour alimenter le microcontrôleur et le programmateur, j'ai connecté 5v et gnd d'Arduino Mega juste pour l'alimentation. Ensuite, j'ai connecté le programmateur sur mon circuit imprimé programmable où je me suis connecté:

1 broche (RESET) pour RESET

4 broches (GND) à GND

5 broches (MOSI) vers MOSI

6 broches (MISO) vers MISO

7 broches (CLK) vers CLK

8 broches (Vcc) à Vcc

J'ai joint le code du programme.

I le code que j'ai implémenté contrôle pwm, mode veille, interruptions…

Le premier mode fait juste clignoter toutes les leds, dans le deuxième mode j'ai utilisé le pwm pour changer la luminosité le quatrième mode est juste un clignotement fou (j'ai utilisé la fonction pwm comme dans le deuxième mode) je l'appelle mode "funky":D

Après avoir appuyé sur le bouton-poussoir, une minuterie démarre qui compte 5 minutes puis revient en mode veille (en mode veille, la consommation d'énergie est de 2 à 6 uA)

ATTENTION!!!

Avant de programmer votre attiny85 avec ce programme, vous devez désactiver le fusible 8 Mhz. car sinon votre attiny85 fonctionnera à seulement 1 Mhz

Étape 5: Liste des composants

J'ai commandé des composants pour 12 sapins de Noël, j'ai ajouté un fichier de composants que j'ai commandé à Farnell et Mouser, d'autres composants que j'ai commandés à aliexpress:

- LED

- PCB prototype

- En-têtes femelles

- En-têtes mâles à angle droit

- Boutons poussoir

- Interrupteur marche / arrêt

Amazon.de:

- batterie

Étape 6: Modélisation 3D

Je ne décrirai pas comment j'ai conçu le modèle 3D pour la base, mais si vous le souhaitez, vous pouvez m'envoyer un MP et je vous envoie les fichiers.

J'ai fait une ouverture pour l'interrupteur marche/arrêt et le bouton poussoir.

J'ai d'abord soudé quelques fils sur le bouton poussoir et l'interrupteur, puis je les ai positionnés et collés à chaud depuis l'intérieur de la base, puis j'ai découpé les cartes de perforation, et j'ai soudé les connecteurs femelles et les fils ensemble et tout collé à chaud à l'intérieur de la base.

Étape 7: Résumé

Le but principal de ce projet était que je voulais surprendre ma famille avec quelque chose de fait maison, c'est la motivation qui m'a aidé à le terminer.

Un merci spécial à mes amis qui m'ont aidé dans ce projet.

J'ai ajouté un fichier excel, où j'ai calculé combien de temps durerait la batterie (dans des conditions idéales).

Si vous avez des questions, laissez un commentaire.