Regal PCB de l'arbre de Nadal: 7 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:10

Va ser a mitjan setembre on volia fer un petit i divertit projecte. Com que s’acostava el Nadal i volia fer regals casolans a la meva família, vaig optar per fer un arbre de Nadal.

L’arbre de Nadal hauria de:

- ha de ser eficient en energia

- No sigui superior a 10 * 10cm

- programable

- Ha de tenir una base on es col·loqui la bateria

- Ha de tenir més d'un mode de funcionament

Vaig dissenyar el PCB a Altium Designer, vaig imprimir els PCB a JLC, vaig programar el microcontrolador atmel a Atmel Studio 7.0 i vaig dissenyar el model 3D a SolidWorks.

Pas 1: el pla

El meu pla és dissenyar 2 tauletes en forma d’arbre de Nadal.

Abans de començar a treballar els esquemes, vaig triar el microcontrolador, la font d'alimentació, els controladors de led …

Per al microcontrolador he utilitzat l'ATTINY85-20SU per la seva senzillesa (8 pins).

Per alimentar els microcontroladors i els leds, vaig triar 3 bateries AA.

Per canviar els leds, he escollit els mosfets SI1012CR-T1-GE3.

Pas 2: Dissenyar el PCB

Primer vaig fer l'esquema i després el disseny del PCB.

Després de triar el microcontrolador, vaig mirar el full de dades del controlador i el pinout. El microcontrolador necessitava tenir un mode de repòs i almenys 4 pins d'E / S per a tres mosquetes, un per cada color (vermell, groc, verd) i un polsador. L'attiny85 era perfecte.

Pin1 (RESET): és el pin de restabliment, on he connectat una resistència de 10 kOhmPULL UP (paquet 1206)

Pin2: he utilitzat aquest pin per al polsador, cada vegada que premia el botó, el pin es tirava cap a terra (així que he programat aquest pin com a entrada i he utilitzat un PULL UP intern)

Pin3: a la SCH1, he connectat aquest pin a la capçalera masculina, però no l'he utilitzat.

Pin4: terra

Pin5 (MOSI): va a la porta del mosfet Q3 per als leds grocs

Pin6 (MISO): està connectat a la porta del mosfet Q2 per a leds verds

Pin7 (CLK): connectat a la porta del mosfet Q1 per a leds vermells

Pin8 - Vcc

Full de dades del mosfet:

En un mosfet hi ha 12 leds (consum total d’energia per 1 mosfet: P = I * U, P = 20mA * 4,5V = 90mW)

També he afegit 6 vies (2,54 mm entre si per programar (capçalera 4 i capçalera 2 del SCH)).

Després de la SCH, vaig continuar organitzant la junta. Vaig retallar la forma de l'arbre de Nadal i després vaig disposar els components.

He afegit dos condensadors de desacoblament de 100pF i 10uF per estabilitzar la tensió d'entrada.

No he utilitzat la resistència de 100 kOhm que hi ha a SCH.

He afegit els fitxers gerber per als dos PCB.

Pas 3: soldar

Vaig fer servir un soldador antic que tenia al voltant.

Primer he soldat tots els components de smd, després tots els components del forat passant.

Després de soldar, era hora de divertir la programació: D

Pas 4: Programació

Per a la programació he utilitzat AVRISP mk2.

Com que necessiteu una font d'alimentació externa per alimentar el microcontrolador i el programador, he connectat 5v i gnd d'Arduino Mega només per alimentar-lo. Llavors vaig connectar el programador al meu PCB programable on vaig connectar:

1 pin (RESET) per restablir

De 4 pins (GND) a GND

5 pins (MOSI) a MOSI

6 pins (MISO) a MISO

De 7 pins (CLK) a CLK

8 pins (Vcc) a Vcc

He adjuntat el codi del programa.

Jo el codi que he implementat control pwm, mode de suspensió, interrupcions …

El mode firs només parpelleja tots els leds, en el segon mode he utilitzat el pwm per canviar la brillantor (només he de modificar una mica per fer-ho més fluït, el tercer mode només és encendre i apagar el led per passos, el quart mode és un parpadeig boig (he utilitzat la funció pwm com en el segon mode), el dic mode "funky": D

Després de prémer el botó, es va iniciar un temporitzador que compta 5 minuts i després torna al mode de repòs (en mode de repòs el consum d'energia és com 2-6 uA)

AVÍS !!!

Abans de programar el vostre attiny85 amb aquest programa, heu de desactivar el fusible de 8 Mhz. perquè si no, el vostre attiny85 funcionarà a només 1 Mhz

Pas 5: llista de components

Vaig demanar components per a 12 arbres de Nadal i vaig afegir un fitxer de components que vaig demanar a Farnell i Mouser, altres components que vaig demanar a AliExpress:

- LEDS

- PCB Protoype

- Capçaleres femenines

- Capçaleres d'angle recte masculí

- Polsadors

- Interruptor ON / OFF

Amazon.de:

- pila

Pas 6: modelatge en 3D

No descriuré com vaig dissenyar el model 3d per a la base, però si voleu, podeu emprimir-me i us enviaré els fitxers.

Vaig fer alguna obertura per a l’interruptor d’encesa / apagat i el botó polsador.

Primer vaig soldar alguns cables al polsador i al polsador, després els vaig col·locar i els vaig enganxar en calent des de l’interior de la base, després vaig tallar els taulers de perfils i vaig soldar els connectors i els cables femella junts i vaig enganxar en calent tot el que hi havia a la base..

Pas 7: resum

L’objectiu principal d’aquest projecte era que volia sorprendre a la meva família amb alguna cosa casolana, que va ser la motivació que em va ajudar a completar-lo.

Un agraïment especial als meus amics que m’han ajudat amb aquest projecte.

Vaig afegir un fitxer Excel, on calculava quant de temps duraria la bateria (en condicions ideals).

Si teniu alguna pregunta, deixeu un comentari.