Carte de Noël et ornement piratable : 6 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:11

Les cartes de vœux qui clignotent et bip nous ont toujours fascinés. Ceci est notre version DIY piratable faite avec un ATtiny13A et quelques LED - appuyez sur le bouton pour jouer un court spectacle de lumière dans l'arbre. Nous les envoyons à nos amis et à notre famille cette année. C'est un cadeau fait à la main et piratable, et c'était très amusant à construire. Cette instructable explique notre conception, vous pouvez alors récupérer les fichiers open source et créer le vôtre.

La carte est également un hommage au kit d'ornement d'arbre de Noël clignotant de Velleman et une référence de kit-biz à la promesse d'Adafruit. (Saviez-vous que Velleman a un kit d'horloge à tube Nixie ? Vraiment !)

Vous pouvez acheter une copie de notre carte chez Seeed Studio. Les cartes assemblées coûtent (15 $) et un kit pour les soudeurs aventureux coûte 12 $. Vous pouvez également voir cet article avec le formatage d'origine sur DangerousPrototypes.com.

Étape 1: Matériel - ATtiny13A

Le schéma et le PCB ont été réalisés avec la version freeware de Cadsoft Eagle. Téléchargez les derniers fichiers de conception et firmware sur la page Google Code du projet.

AVR ATTINY-13A

Un petit microcontrôleur ATMEL ATtiny13A (IC1) est le cerveau du circuit. Une broche (PWM) fait clignoter les lumières, la plupart des autres broches sont utilisées pour la programmation et l'alimentation. Vous pourriez obtenir des effets similaires avec une minuterie 555 ou des composants discrets, mais notre objectif est de découvrir une nouvelle famille de microcontrôleurs et de rendre quelque chose de facile à pirater.

L'ATtiny a besoin d'une résistance de rappel de 10K (R1) pour maintenir la broche de réinitialisation haute, un mini interrupteur tactile (S1) réinitialise l'ATtiny en connectant temporairement la broche de réinitialisation à la terre. Un condensateur de 0,1 uF (C1) découple la puce de l'alimentation.

Étape 2: Matériel - Programmation et batterie

Les microcontrôleurs ATtiny sont programmés via une connexion In System Programming (ISP) à six broches. L'en-tête ISP est orienté vers l'arrière de la carte. Nous avons fait une sonde de programmation pour éviter de souder un en-tête de broche sur la carte.

L'alimentation est fournie par une pile bouton au lithium de 3 volts et 20 mm (BAT1) à l'arrière du PCB. Le support doit fonctionner avec des piles boutons 2025 ou 2032. L'ATtiny fonctionnera sur une gamme de tensions, jusqu'à 1,8 volts.

Étape 3: Matériel - LED d'arbre

LED d'arbre

Nos minuscules lumières de sapin de Noël scintillantes sont des LED à montage en surface 0805 (LED1-10). Chaque LED a une résistance de limitation de courant (R3-12). Nous avons utilisé des résistances de 390 ohms, pour environ 3 mA à 3 volts et 8 mA à 5 volts pendant le développement. Les 10 LED utilisent ensemble environ 30 mA lorsqu'elles sont alimentées par la batterie.

30mA est trop de courant pour générer ou absorber sur les broches ATtiny. Au lieu de cela, un transistor NPN (T1) commute la connexion à la terre des LED. Les transistors nécessitent également une résistance de base (R2) pour limiter la quantité de courant tirée de la broche du microcontrôleur. Les LED doivent être connectées dans le bon sens ou elles ne s'allumeront pas. Les LED à trou traversant ont généralement un fil plus long qui indique le côté alimentation positive (anode). Les LED SMD ont un bord vert, et parfois une flèche à l'arrière, pour indiquer la connexion à la terre (cathode). Ce tableau montre l'orientation correcte pour chaque LED, la connexion à la terre doit pointer dans la même direction que la flèche.

Étape 4: Matériel - PCB et liste de pièces

Le schéma et le PCB ont été réalisés avec la version freeware de Cadsoft Eagle. Téléchargez les derniers fichiers de conception et firmware sur la page Google Code du projet. Nous avons fabriqué les PCB avec le service Propaganda de Seeed Studio, les cartes supplémentaires de notre commande sont dans le magasin Seeed. Nous nous attendions à des PCB verts, mais nous sommes devenus noirs - les PCB finaux seront rouges.

Nous avons utilisé des vias, des composants et la sérigraphie pour créer un thème de Noël. C'est notre premier essai, peut-être que cela deviendra une tradition des Fêtes que nous améliorons d'année en année. Le PCB final devrait avoir des vias argentés visibles sur l'arbre, nous ne les avons pas assez grands sur le prototype. Nous avons également supprimé l'année, donc s'il n'est pas livré à temps pour Noël, il peut être réutilisé plus tard.

Il s'agit d'un PCB à deux couches avec des pièces des deux côtés. Nous avons commencé à l'avant, en soudant de grandes pièces comme le microcontrôleur (IC1) et le commutateur (S1), puis en ajoutant des passifs plus petits comme des résistances et des condensateurs. Le support de batterie se place à l'arrière du PCB, nous l'avons soudé en dernier pour que la surface de travail reste plate et stable pendant que nous travaillions sur l'avant.

Si vous soudez le PCB vous-même, assurez-vous d'avoir une pince à épiler avec des extrémités pointues pour placer et maintenir les composants. Vous aurez également besoin de flux pour que tout s'écoule et d'une mèche en cuivre pour nettoyer toute soudure supplémentaire. Nous utilisons Blu-Tack pour à peu près tout le reste.

Liste des pièces

Nom	Quantité	Taille de la valeur)
IC1	1	AVR ATtiny13A (SOIC-8)
C1	1	Condensateur 0.1uf (0805)
T1	1	Transistor NPN 200ma+ 100hfe+ (SOT23)
R1	1	Résistance de 10 000 ohms (10K) (0805)
R2-R12	10	Résistance de 390 ohms (390R) (0805)
LED1-10	10	LED, différentes couleurs (0805)
S1	1	Mini interrupteur tactile (SMD)
CHAUVE SOURIS	1	Support de batterie de 20 mm (SMD)
CELLULE	1	Pile 20 mm (CR-2025)

Étape 5: Micrologiciel

Le firmware est écrit en C à l'aide du compilateur open source AVR-GCC avec AVRStudio. Téléchargez les derniers fichiers de conception et firmware sur la page Google Code du projet. Programmez le firmware via l'en-tête de programmation ISP à 6 broches avec quelque chose comme le STK500 ou USBtinyISP. En passant, nous sommes vraiment ravis d'utiliser un compilateur open source pour ce projet.

Lorsque l'alimentation est appliquée au circuit, l'ATtiny exécute un programme simple qui fait clignoter les lumières de l'arbre de Noël. Lorsque le programme se termine, la puce se met en veille jusqu'à ce qu'elle soit réinitialisée par une pression sur un bouton ou un changement de batterie.

Le programme de décoloration utilise une modulation de largeur d'impulsion logicielle pour assombrir les LED. L'ATtiny13A a un PWM matériel, mais il sort sur les broches du FAI qui sont déjà occupées. Il est possible de partager des broches de programmation avec d'autres fonctions, même si nous n'étions pas prêts à le faire sur ce projet.

Lorsque le programme est terminé, la puce se met en veille pour toujours. Ceci est différent de nombreux programmes de microcontrôleur qui reprennent du sommeil sur une interruption de changement de broche. Une pression sur un bouton réinitialise l'ATtiny et redémarre le programme.

Étape 6: Aller plus loin

Nous avons beaucoup d'idées pour les futures cartes de vœux - plusieurs canaux LED, LED à changement de couleur, son, contrôle de l'accéléromètre, détection tactile capacitive, écrans LCD, papier électronique, PCB découpés de manière festive, etc. Nous n'avons pas utilisé de chargeur de démarrage dans ce projet, mais voici une discussion des options possibles.

Que feriez-vous? Avez-vous des astuces pour cette carte, ou des idées pour de futures cartes ?Obtenez-en une

Seeed Studio a la carte assemblée ou en kit. Le kit comprend des pièces de montage en surface de taille 0805, ce n'est pas pour tout le monde. C'est notre premier projet à être proposé sous forme de kit, nous sommes ravis de voir combien de personnes sont intéressées par un kit CMS. Ce sera une course très limitée, probablement 100-200 au total, alors procurez-vous la vôtre tôt !

• Créez votre propre carte à partir de nos fichiers de conception open source et de notre firmware.
• Une carte assemblée coûte 15 $ chez Seeed Studio. Le PCB sera rouge. Firmware programmé et batterie incluse.
• Un kit coûte 12 $ chez Seeed Studio. Le PCB sera rouge. Firmware programmé et batterie incluse.

Nous aimerions que les commandes soient livrées à temps pour Noël, mais il y a de fortes chances que cela ne se produise pas. Seeed Studio travaille déjà sur un petit nombre de cartes, ce qui devrait permettre d'accélérer la livraison. Espérons qu'ils arrivent à temps pour Noël, mais la livraison sera vraiment serrée. Nous publierons les mises à jour de fabrication au fur et à mesure que nous les aurons.

Passez des vacances d'argent et de soudure !