Crâne SpookyEyes : 8 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:07

Voici une simple modification que j'ai apportée à un crâne d'Halloween en plastique. J'ai percé les orbites et ajouté quelques LED rouges. Les LED sont connectées à un microcontrôleur pour des effets spéciaux (fade in/out, clignotement, ce genre de choses). Il y a quelques caractéristiques supplémentaires de cette conception:

• Alimenté par pile

• Optimisé pour une longue durée de vie (je pense 200 heures ou plus sur un jeu de 3 piles alcalines AA.

  • S'allume au crépuscule.
  • Fonctionne pendant N heures (réglable par le programmeur), puis s'éteint.
  • Reste éteint pendant la journée.
• Utilise une puce de microcontrôleur ATtiny84.

Si vous êtes un passionné d'Arduino et que vous n'avez jamais travaillé avec les puces préinstallées sur une carte Arduino, alors cela pourrait être un bon projet pour vous d'élargir un peu vos horizons. Il existe une telle gamme de puces ATmega de différentes tailles qu'il est plutôt limité de rester verrouillé sur les 2 ou 3 appareils fournis par les offres Arduino habituelles. D'une part, ce projet serait réalisé de manière très différente si je devais utiliser Uno Rev. 3. Cette carte elle-même coûte 22 $; Je fais le travail ici pour seulement 1,50 $ ! De plus, comme il est beaucoup plus lent (bien que suffisamment rapide pour allumer les LED), il consomme moins d'énergie. Cela signifie qu'il est mieux adapté pour un projet alimenté par batterie.

Étape 1: Objectifs

Les voici:

1. Créez des yeux rouges effrayants dans les orbites d'un crâne d'Halloween en plastique bon marché par ailleurs banal.
2. Pour l'alimenter par piles.
3. Pour le faire fonctionner pendant 2 bonnes semaines environ sur lesdites batteries.

4. Avoir une date de péremption. Je vis dans une région où les choses cool laissées de côté ont tendance à s'éloigner. (C'est effrayant, n'est-ce pas ? Je veux dire, un crâne d'Halloween se dresse soudainement et s'éloigne. Je ne l'ai jamais vu, mais je sais que cela arrive et l'idée me remplit d'effroi.) Par conséquent:

   • Je ne veux pas qu'un imbécile profite du fruit de mon travail. S'ils obtiennent mon crâne, il leur deviendra bientôt inutile ! MWAH-hah-hah-HAH-HAH-HAH-HAAAHHHH !!!

   • Ce crâne ne s'allumera que pendant X jours avant de rendre l'esprit, pour ainsi dire.

5. Pièces minimales (voir point numéro 2, ci-dessus).
6. Pour acquérir des connaissances dans d'autres microcontrôleurs AVR, en plus de l'ATmega328p dans l'Arduino Uno et autres.
7. Pour apprendre à utiliser le périphérique USBASP. Voir https://www.fischl.de/usbasp/. Comme le dit Thomas, "USBasp est un programmeur USB en circuit pour les contrôleurs Atmel AVR… Le programmeur utilise un pilote USB uniquement pour le micrologiciel, aucun contrôleur USB spécial n'est nécessaire."

Comme vous le savez peut-être, les cartes Arduino Uno, Leonardo et d'autres AVR sont livrées avec un tas de composants supplémentaires, tels qu'une puce USB-série FT232RL, un régulateur de puissance, un oscillateur à cristal, divers connecteurs et lumières, en-têtes pour le câblage, etc. Et une fois la puce programmée sur l'interface USB, le circuit intégré supplémentaire n'est qu'une consommation d'énergie. De plus, si vous fournissez de l'énergie à partir de batteries, le régulateur de tension est au mieux inutile et au pire plus gourmand en énergie. Si vous ne souhaitez contrôler que quelques LED, à peu près tout, à l'exception du processeur, est superflu pendant la majeure partie de la vie de votre projet.

De plus, la plupart sinon toutes les puces AVR sont livrées avec un oscillateur d'horloge intégré. Ce n'est pas aussi rapide ou précis que le cristal, mais pour un cas d'utilisation simple, quelle importance ?

En utilisant un processeur de la gamme "ATtiny" bien nommée, vous obtenez un petit processeur incroyablement performant qui consomme peu d'énergie, fournit toutes les sorties dont vous avez besoin, a une vitesse plus que suffisante, est vraiment bon marché et maintient votre nombre de pièces bas, pour démarrer.

Le compromis est que vous devez apporter votre propre appareil de programmation. Heureusement, il en existe un appelé "USBASP". Pensez-y comme à la puce USB-série intégrée de l'Arduino, mais séparée et amovible. Vous pouvez l'utiliser pour tous vos projets. Mieux encore, il élimine le besoin d'un chargeur de démarrage. Vous récupérez cette mémoire, si vous en avez besoin.

Et n'ayez pas peur, l'USBASP est vraiment facile à utiliser. De nombreux pionniers avant vous l'ont utilisé, il est donc assez familier et bien pris en charge pour la tâche. Dans ce didacticiel, nous l'utiliserons et, en tant que projet simple pour vous familiariser avec le monde des processeurs ATtiny, cela peut être le bon moment pour vous familiariser.

8. Objectif final: j'espère que vous apprécierez ce Instructable !

Étape 2: Ingrédients

• 3x piles AA (Walgreens)
• Support de piles pour 3 piles AA (eBay)
• Clip de batterie 9V (eBay)
• Planche à pain pour les tests (eBay)
• Carte PC (planche à pain soudable)
• Embases femelles de 0,1" (0,254 mm) (pour votre ATtiny84a. Si vous êtes confiant, soudez simplement l'ATtiny à la carte PC). (eBay)
• 2x LED rouges 5mm (eBay)
• Condensateur électrolytique 100 uF (eBay)
• Condensateur céramique 0,1 uF (eBay)
• Résistance de 2,2 mégohms (eBay)
• résistance photosensible (eBay)
• 2x résistances 82 ohms (eBay)
• Puce de microcontrôleur ATtiny84a (eBay)
• Fil de raccordement solide de calibre 24 (eBay)
• fer à souder (Amazon ou Radio Shack)
• soudure (Amazon ou Radio Shack. Sans plomb est le meilleur.)
• la colle
• crâne d'Halloween en plastique, pas trop petit, creux (Walmart, Dollar Store, etc.)
• programmeur usbasp (eBay)

Trucs et astuces pour l'achat d'électronique pour ceux aux États-Unis:

Pour tous vos éléments de base (résistances, transistors, condensateurs, LED, etc.), rendez-vous sur eBay. Vos projets électroniques prendront généralement des tailles standards (comme c'est le cas ici); c'est le moment idéal pour faire le plein. Cherchez et trouvez des packs contenant 20, 40, 100 pièces. Achetez-les; vous pouvez généralement les trouver pour moins de 10 dollars et la livraison gratuite. C'est beaucoup moins cher que Mouser/Digi-Key/Newark. Là-bas, vous obtiendrez des prix raisonnables sur les pièces, mais ils vous coûteront 9 dollars pour l'expédition; ces bas prix s'évaporent à la va-vite ! Vous pouvez certainement trouver les pièces spécialisées et la sélection est grande dans les magasins spécialisés, mais vous êtes blessé par cette expédition. Par contre, j'ai trouvé un pack de 5 ATtiny84a pour 7,50 $ sur eBay, avec la livraison gratuite. 5 MCU pour moins que le prix d'expédition 1 de Mouser ! Ouf ! Et eBay propose tous les packs de composants dont vous pourriez avoir besoin, et vous savez que si vous avez besoin d'une résistance, vous en aurez besoin d'une douzaine !

Étape 3: L'USBasp

Avant de commencer, parlons un peu de l'USBasp. Ils sont faciles à trouver sur eBay, alors allez en acheter un. Ne vous inquiétez pas, j'attendrai…

Tu l'as eu? Bon! Tu l'as acheté en Chine ? Pas étonnant que cela ait pris si longtemps.:-) Ok, eh bien, c'était moins cher de cette façon, j'en suis sûr. Livraison gratuite aussi.

Si vous êtes un passionné de Linux comme moi, l'USBasp fonctionne immédiatement. Pour Windows 10, c'est un peu plus compliqué. Alors allons-y:

Le site Web USBasp à l'adresse https://www.fischl.de/usbasp/ nous dirige vers l'outil d'installation du pilote "Zadig" à l'adresse

• Télécharge le. J'ai téléchargé la version 2.4.
• Windows 10 vous demandera si vous souhaitez qu'il apporte des modifications à votre appareil. Oui. Oui, vous le faites.
• Décidez si vous voulez que Zadig vérifie les mises à jour de l'application. J'ai dit oui.
• Maintenant, j'ai suivi les instructions de https://rayshobby.net/dead-simple-driver-installa…. C'est-à-dire,
• Branchez le périphérique USBasp. Vous verrez probablement une LED rouge s'allumer dessus.
• Dans Zadig, dans la case juste à droite de la grosse flèche verte, cliquez sur les petites flèches haut ou bas jusqu'à ce que vous voyiez libusbK (v3.0.7.0). C'est pour Windows 10.
• Cliquez sur le gros bouton Installer le pilote.
• Attendre. Dans quelques secondes, vous verrez le message "Le pilote a été installé avec succès". boite de dialogue. Ferme le.

Votre appareil USBasp est maintenant prêt !

Étape 4: Prise en charge d'Arduino pour l'ATtiny

L'IDE Arduino ne prend pas en charge la série de puces ATtiny prêtes à l'emploi. Vous devez l'ajouter à l'IDE à l'aide du gestionnaire de cartes. Voir

En supposant que vous ayez déjà téléchargé le logiciel Arduino, je vais recréer les étapes à partir de l'URL ci-dessus. Simplement

• Ouvrez le logiciel Arduino (j'utilise 1.8.7 au moment d'écrire ces lignes).
• Ouvrez le menu: Fichier -> Préférences. Recherchez la case « URL de gestionnaire de cartes supplémentaires » près du bas.
• Copiez et collez les éléments suivants:

raw.githubusercontent.com/damellis/attiny/…

• C'est
• Cliquez sur OK
• Ouvrez le menu: Outils -> Tableau: "" -> Gestionnaire de tableaux (en haut de la liste)
• Faites défiler vers le bas. Vous devriez trouver "attiny par David A. Mellis".
• Cliquez sur le bouton Installer.
• Faites défiler vers le bas de la liste. Vous devriez voir "INSTALLÉ" maintenant.
• Ouvrez le menu: Outils -> Tableau: ""
• Vous devriez voir l'ATtiny en bas de la liste. Cliquez sur "ATtiny24/44/84".
• Ouvrez le menu: Outils -> Processeur: "". Choisissez l'ATtiny84.
• Dans le menu Outils, vous devriez voir une entrée Horloge. La valeur par défaut est bien. C'est ainsi que les processeurs ATtiny sont livrés, avec une horloge interne de 1 MHz.
• Dans le menu Outils, choisissez le port. Vous voulez "COM1".

Étape 5: Tester, tester: Planifiez votre circuit à l'aide d'une maquette

Si vous n'êtes pas familier avec les planches à pain… eh bien, procurez-vous-en un. C'est le seul moyen de tester vos circuits et de vous assurer qu'ils font ce que vous voulez. Je le recommande même si vous construisez un circuit connu comme celui-ci, qui a été testé et fonctionne. Vous vous familiariserez avec la disposition des choses afin que si et quand quelque chose ne fonctionne pas correctement, vous aurez plus de facilité à résoudre les problèmes.

Vous trouverez ci-joint une disposition possible de la maquette, ainsi qu'un schéma de ce petit circuit. Câblez votre circuit comme indiqué.

Lors de l'insertion des LED et du condensateur électrolytique, n'oubliez pas que la direction compte: vous devez mettre le côté négatif vers le négatif de la batterie et le côté positif vers le côté le plus positif des choses. Dans le cas des LED, elles seront allumées lorsque la broche de l'ATTiny84a deviendra positive (ou "HIGH"). Ainsi, le côté positif des LED doit être connecté à la broche appropriée de l'ATTiny84a.

Il existe de nombreux sites Web qui traitent de la polarité des LED; un tel tutoriel peut être trouvé ici: https://learn.sparkfun.com/tutorials/polarity/diod…. En fin de compte, la meilleure façon que j'ai trouvée pour tester la polarité est de brancher une résistance de 120 ohms sur le négatif de la batterie, de brancher une broche d'une LED à l'autre extrémité de cette résistance, puis de connecter l'autre extrémité de la LED au positif de la batterie (également connu sous le nom de VCC). Si la LED s'allume, vous savez quelle broche est laquelle.

Pour le condensateur de 100 microfarads, il s'agit d'un condensateur de type électrolytique. Fondamentalement, cela signifie que son orientation est également importante. La broche négative doit être étiquetée. Par élimination, vous pouvez découvrir quelle est la broche positive:-). Connectez-le correctement.

Les résistances, la cellule photoélectrique et le petit condensateur circulaire en céramique n'ont pas de polarité. Connectez-les dans la direction que vous voulez. Assurez-vous de connecter le petit condensateur en céramique très près des broches VCC et GND de l'ATTiny84a. Son travail consiste à atténuer les pics rapides de consommation d'énergie du microcontrôleur ATtiny. Il est rempli d'une infime charge provenant de la source d'alimentation (piles), qui est disponible très rapidement si le microcontrôleur en a besoin en une microseconde. Il empêche la tension d'alimentation de la puce de chuter trop bas en raison de consommations de courant rapides et transitoires.

Le condensateur électrolytique de 100 microfarads fait la même chose, mais à des intervalles plus grands. En raison du fait qu'il s'agit d'un enroulement de tôles minces, il contient une certaine résistance interne et sa charge n'est donc pas aussi facilement disponible. Cela peut être rapide, c'est vrai, mais pas à la vitesse fournie par le condensateur à disque céramique.

Les deux condensateurs réagissent plus rapidement aux appels de courant transitoires que les batteries, c'est pourquoi ils sont inclus. Il a été le cas que mes circuits se sont comportés étrangement s'ils manquaient. Cela peut être très mystérieux, ils sont donc importants.

Mettre à jour

Non montré ici, mais nécessaire, est une résistance de 10K ohm de la broche 4 à Vcc. Tu ferais bien d'en installer un. Cependant, je ne l'ai pas fait et le circuit a bien fonctionné. Sans cela, cependant, vous risquez de fausses réinitialisations de votre puce.

Étape 6: Chargez l'esquisse

Il est maintenant temps de charger le croquis. Faisons ces clignotants !

Vous trouverez le code source du sketch sur

• Saisissez-le et chargez-le dans le logiciel Arduino.
• REMARQUE: il y a une section dans le code qui ressemble à ceci:

// --- DEBUG DEBUG DEBUG DEBUG D--vvvv--UG DEBUG DEBUG DEBUG DEBUG DEBUG DEBUG DEBUG DEBUG// --- DEBUG DEBUG DEBUG DEBUG D--vvvv--UG DEBUG DEBUG DEBUG DEBUG DEBUG DEBUG DEBUG / #undef DEBUG / --- DEBUG DEBUG DEBUG DEBUG D--vvvv--UG DEBUG DEBUG DEBUG DEBUG DEBUG DEBUG DEBUG DEBUG // --- DEBUG DEBUG DEBUG DEBUG D--vvvv--UG DEBUG DEBUG DEBUG DEBUG DEBUG DEBUG DEBUG

Je recommande de changer le

#undef DEBUG

à

#define DEBUG

car les temps de boucle sont considérablement raccourcis. Vous devez le modifier et le télécharger à nouveau lorsque vous êtes prêt à afficher le SpookyEyes pour de vrai.

• Allez-y et faites-le maintenant. Le reste de cette page suppose que vous l'avez fait.
• Assurez-vous d'avoir suivi les étapes de l'étape 4: Prise en charge d'Arduino pour l'ATtiny

• Branchez maintenant le côté Arduino de l'usbasp sur votre carte. Vous voulez le connecter comme suit:

  • GND au négatif de votre batterie
  • MOSI à la broche 7 de l'ATtiny
  • MISO à la broche 0 de l'ATtiny
  • SCK à la broche 9 de l'ATtiny
  • RST à la broche 4 de l'ATtiny
• Branchez l'autre extrémité de l'USBasp sur le port USB de votre PC
• Connectez la batterie ou une autre source d'alimentation 5v à votre circuit.
• Téléchargez le croquis à l'aide de l'IDE Arduino (Sketch-> Upload). Les LED clignoteront car certaines des broches utilisées pour le circuit sont également utilisées pour l'USBasp.

Comment fonctionne l'esquisse

Assurez-vous d'être dans une pièce assez lumineuse ou dirigez la lumière d'une lampe de poche vers la petite résistance sensible à la lumière. Alimentez le circuit et observez les LED oculaires. C'est le mode "lumière du jour". Maintenant que l'esquisse est en cours d'exécution, vous devriez voir ce qui suit. Notez que les zones du code décrites ici sont marquées de "BooKmarks", pas de numéros de ligne, vous pouvez donc suivre. Celles-ci ont la forme: #BK.descriptive_string ("Pound B K Period" puis une sorte de chaîne descriptive). Par exemple, le premier signet s'appelle "#BK. Hello" et se trouve dans le code où les LED s'allument une seconde, puis se vident une seconde:

• Les deux LED s'allumeront pendant une seconde, puis s'éteindront pendant une seconde. #BK. Bonjour
• Ils clignotent tous les deux lentement 3 fois. Cela indique que l'ATtiny est réglé sur une vitesse de 1 MHz. #BK.check_time * Voir la NOTE A ci-dessous.
• Pause une seconde.
• Ils clignotent ensuite rapidement deux fois.
• Pause une seconde.
• Vous êtes maintenant dans la boucle() #BK.loop. N'oubliez pas qu'une heure n'est plus que 10 secondes maintenant.

Le "loquet" est éteint. Et une durée HOUR_millis (== 1 heure, en mode normal) ne s'est pas encore écoulée. Donc, nous sautons tout jusqu'à ce que nous arrivions à #BK.indicate_duration. Jusqu'à présent, nous sommes à la zéro ième heure, donc nous flashons les yeux 0 fois.

• Cela continue jusqu'à ce que nous atteignions HOUR_millis secondes (10 secondes, en mode DEBUG).
• Puis clignez rapidement des yeux trois fois. #BK.time_management
• Ajoutez une autre "heure" en incrémentant la variable latch_time_off

• Ensuite, sautez jusqu'à #BK.indicate_duration. Là, nous flashons le nombre d'"heures" de fonctionnement. Ce numéro est stocké dans l'EEPROM, il est donc disponible même si l'alimentation est coupée de la puce.

  • Notre première heure dans la lumière est terminée. Alors on flashe une fois, brièvement.
  • Ensuite, faites une pause de 2 secondes.

• Retour à la boucle():

  • À chaque itération de la boucle maintenant, nous vérifions si le temps HOURS_milli s'est écoulé. Pour les premières itérations (en DEBUG), ce n'est pas le cas. Donc on ne flashe pas 3 fois.
  • Nous passons à #BK.indicate_duration, et nous clignotons rapidement le nombre d'heures que nous avons passé à la lumière, qui est à nouveau stocké dans l'emplacement EEPROM 0.
  • Cela continue pendant longtemps.

  • Notez qu'une fois que le nombre dans l'emplacement EEPROM 0 est suffisamment grand, la boucle devient simplement:

    • Flash 3 fois à un rythme raisonnable,
    • Flash rapidement le nombre de HEURES_millis que nous avons été dans la lumière,
    • Attendez 2 secondes,
    • répéter.

Maintenant, placez votre doigt sur la résistance sensible à la lumière. Ou simplement éteindre les lumières. La boucle devient maintenant:

• Notre latch_time_off a duré plus d'une heure, et il fait sombre, donc à #BK.check_the_light, nous constatons qu'il fait effectivement sombre.
• Nous activons le loquet. Cela commence les choses effrayantes à chaque boucle. Voir VOICI LE STUFF SPOOKY. Le code doit être assez descriptif.
• Une fois que le loquet a été activé assez longtemps, nous l'éteindrons. Voir #BK.turn_spookiness_off.
• Revenons maintenant à #BK.time_management, comme indiqué ci-dessus "clignote rapidement trois fois".

Courir pour de vrai

N'oubliez pas de changer le sketch en #undef DEBUG.

PAS DE THÉ

* REMARQUE A: Un code est inclus pour le régler sur 8 MHz. Voir le CLKPR = 0x00; code commenté. Si vous voulez faire cela (et il n'y a aucune raison de le faire pour ce circuit), assurez-vous de changer l'IDE Arduino, dans l'élément de menu Outils-> Horloge.

Étape 7: De la planche à pain au circuit soudé

Il est maintenant temps de faire le circuit Production ! Obtenez un peu de perfboard soudable; J'aime le catalogue Radio Shack #: 2760159, vu ici: https://www.radioshack.com/collections/prototyping…. Il y a beaucoup de trous pour transférer les composants de votre carte PC vers le perfboard.

N'oubliez pas d'inclure des petites douilles pour insérer les fils USBasp (pour la programmation) ! Vous en aurez besoin de 5.

Préparer le crâne

Orientez votre crâne pour qu'il repose sur le sol. Vous devrez percer un trou pour la photorésistance, de sorte qu'elle s'éclaire réellement:-). …Etape importante ! De plus, à l'aide de votre outil de coupe préféré, découpez le bas du crâne afin de faire de la place pour le circuit imprimé et les piles. Coupez-le sur 3 côtés seulement de façon à faire une porte.

Percez le trou pour que la photorésistance soit un ajustement serré. Évidemment, vous pouvez tester la taille de l'extérieur du crâne pour bien faire les choses. Commencez toujours petit avec vos perceuses, et ne percez pas trop vite pour ne pas créer beaucoup de flash autour du trou qu'il faudra raser avec un couteau.

Percez des trous dans les yeux pour les LED. Dimensionnez-les soigneusement, de sorte que les LED seront un ajustement serré. J'ai mis mes LED de l'intérieur, et comme il n'y avait pas beaucoup d'espace pour travailler à l'intérieur, j'ai juste fait couler un peu de colle thermofusible à l'arrière des LED comme une petite assurance supplémentaire pour les tenir.

J'ai également pris soin de gainer l'un des fils de chaque LED dans un tube thermorétractable.

Mettez le circuit dans

Comme le crâne se trouve juste là, je n'ai pas fait très attention au montage du circuit imprimé. J'ai veillé à ce que la batterie soit en bas et qu'il n'y ait pas de court-circuit. Une fois câblé, inséré et alimenté, j'ai fermé ipt et mis une goutte de colle thermofusible sur le rabat inférieur.

Assurez-vous que les fils des LED et de la photorésistance sont longs afin de pouvoir retirer le circuit imprimé pour la reprogrammation.

Étape 8: les yeux fantasmagoriques !!!! Oooooooo!!

D'accord, maintenant c'est tout. Vos Spooky Eyes s'allumeront au crépuscule, s'afficheront pour les friandises pendant 4 heures, puis s'éteindront pour préserver les piles. Il restera éteint jusqu'au lendemain soir. Il le fera pendant TOTAL_RUN_HOURS heures, alors préparez soigneusement cette valeur dans le croquis. Étant donné que j'ai un MAX_RUNTIME par défaut de 4 heures, 40 heures pour TOTAL_RUN_HOURS signifie qu'il fonctionnera pendant 10 jours.

Si quelqu'un décide que c'est trop délicieux pour vous et le ramène à la maison, SpookyEyes terminera sa course, puis se tira et hantera pour toujours son âme. Autant dire que les voleurs feraient bien d'éviter de prendre votre crâne SpookyEyes !

Rangez vos SpookyEyes pour la saison. L'année prochaine, il suffit de télécharger à nouveau le croquis et SpookyEyes prend vie ! Est-ce effrayant ? Oooooooon!!!!

Améliorations

J'aurais probablement dû faire dormir l'ATtiny pendant la journée. Hors tension, il consomme très peu de courant.

J'aurais dû mettre une résistance de 10K ohms sur la broche 4. Cela empêche le circuit de se réinitialiser mystérieusement. Je n'ai eu aucun problème, cependant. Mais il faut le faire pour être correct.

Alimenté par pile

J'adore l'ATtiny84. C'est une excellente petite puce pour un circuit de faible puissance. Bien sûr, il n'a pas les capacités Serial.print () de l'Arduino ATmega328p et de ses semblables, mais vous pouvez faire clignoter les lumières de certaines manières pour vous dire ce qui se passe à l'intérieur de votre circuit, pour le débogage. Ce n'est pas difficile à travailler.

J'espère que vous avez trouvé ce Instructable… instructable !