Jeszcze inna inteligentna kostka (YASD): 8 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:31

Co to jest YASD?

Kolejna nowa kostka elektroniczna z inteligentnymi funkcjami? Tak i nie.

Tak - YASD wykorzystuje diody LED do wyświetlania losowo generowanych liczb w stylu kości.

Nie – YASD sam w sobie nie jest produktem gotowym. Powinien raczej pokazać, jakie technologie płytek drukowanych są możliwe.

Cechy

Sterowane mikrokontrolerem generowanie i wyświetlanie liczb losowych na tablicy LED w stylu kostki

Obwód zawiera akcelerometr. Ten czujnik służy jako wyzwalacz do generowania liczb losowych. Kości nie są już rzucane, proste stuknięcie w kostkę lub stół generuje losową liczbę

YASD jest zasilany przez coincell CR2032

YASD można również skonfigurować za pomocą akcelerometru. Na przykład możesz odwrócić YASD do góry nogami podczas włączania. YASD rozpoznaje to za pomocą akcelerometru i przechodzi na inny tryb pracy

Istnieją dwa tryby pracy:

Tryb oszczędzania energii. Wygenerowana liczba losowa jest wyświetlana przez 3 sekundy w rytmie migania. Następnie wyświetlacz liczby na tablicy LED gaśnie

Tryb fantazyjny. Na tablicy LED wyświetlana jest animacja. Wygenerowana liczba losowa jest następnie wyświetlana statycznie przez 5 sekund. Następnie wyświetlacz liczby na tablicy LED gaśnie

Krok 1: Opis obwodu

Obwód składa się z elementów:

Zasilacz

Zastosowano standardowe ogniwo guzikowe CR2032. Aby oszczędzać energię, obwód można włączać i wyłączać za pomocą przełącznika suwakowego.

Mikrokontroler

Mikrokontroler to ATTiny84A firmy Microchip/Atmel. ATTiny84A ma tryb oszczędzania energii Picopower i dlatego jest bardzo odpowiedni do zasilania bateryjnego.

Akcelerometr

LIS3DH firmy ST Microelectronics. LIS3DH ma również tryb bardzo niskiego oszczędzania energii. LIS3DH zajmuje bardzo mało miejsca. Aby uniknąć trudności z lutowaniem, wybrałem płytkę zaciskową, aby dostosować akcelerometr do obwodu.

Wyświetlacz LED

Wyświetlacz LED składa się z siedmiu diod LED ułożonych w kostkę. Rezystory szeregowe są ustawione na prąd LED około. 2mA.

Całkowity pobór mocy obwodu wynosi około. 16mA podczas pracy z włączonymi 6 diodami LED. W trybie wyłączenia (brak włączonych diod, mikrokontroler uśpiony) całkowity pobór prądu jest mniejszy niż 1mA. Należy określić maksymalną liczbę cykli „rzucania kostką”.

Krok 2: Opis PCB

Płytka drukowana składa się z kompletnej płytki drukowanej, która jest podzielona na sześć oddzielnych płytek drukowanych poprzez frezowanie:

Listwa przypodłogowa z zasilaczem, mikrokontrolerem i akcelerometrem

Matryca wyświetlacza LED

Ściany boczne I - IV

Krok 3: PCB

Wstaw link do plików eagle

Krok 4: Oddziel sześć pojedynczych płytek

Z sidecutter oddzielić sześć pojedynczych płytek.

Użyj pilnika, aby usunąć resztki frezowania. Wszystkie krawędzie płytek drukowanych muszą być gładkie, w przeciwnym razie płytka nie będzie pasować do siebie.

Krok 5: Złóż listwę przypodłogową z komponentami

Przylutuj komponenty. Zacznij od kondensatora. Następnie przylutuj przełącznik i mikrokontroler. Następuje tablica zaciskowa LIS3DH. W mojej konfiguracji użyłem złączy gniazdowych do płytki zaciskowej LIS3DH, aby łatwo ją usunąć. Na koniec przylutuj uchwyt baterii.

Krok 6: Zaprogramuj mikrokontroler

Do zaprogramowania mikrokontrolera potrzebny jest odpowiedni programator. Używam AVR ISP mkII. Powinni też działać inni programiści z firmy Atmel. Przylutuj przewody zgodnie ze zdjęciem.

Pin nagłówka ISP-> Pin YaSD

VTG / VCC-> VCC

GND-> GND

MOSI-> MOSI

MISO-> MISO

SCK-> SCK

RESET->RESET

Następnie zaprogramuj mikrokontroler plikiem szesnastkowym. Po zaprogramowaniu oprogramowania należy ustawić bezpieczniki. Prawie wszystkie możesz pozostawić bez zmian. Tylko bezpiecznik „LOW. CKDIV8” musi być wyłączony.

Odlutuj przewody do programowania.

Krok 7: Złóż kostki

Listwa przypodłogowa lutowana z panelem bocznym II. Upewnij się, że listwa przypodłogowa jest prostopadła. Ustawiłem obie płytki pod kątem prostym i przylutowałem. Inne przedmioty, takie jak podpórki do książek, również działają. Płytka jest oznaczona literami na stronach, które należą do siebie. Jak widać na zdjęciu strona A jest przylutowana do strony A. Nie lutuj wszystkich padów z jednej strony. Wystarczy przylutować jeden lub dwa pady, aby móc je przelutować w przypadku, gdy kostka w ogóle nie jest prostopadła.

Kontynuuj z panelem bocznym I. Teraz kostka powinna mieć kształt litery U (podstawa i dwa panele boczne.

Następnie przylutuj wyświetlacz LED do dwóch paneli bocznych. Diody muszą być na górze;-)

Jeśli kostka w ogóle nie jest prostopadła, dokonaj pewnych poprawek, a następnie przylutuj wszystkie pady z każdej strony.

Teraz możesz umieścić w coincell i przełączać na kostkach. Baw się dobrze!

Strzec się! Przed wlutowaniem ostatniego panelu bocznego III upewnij się, że wszystkie elementy są przylutowane i umieszczone prawidłowo

Krok 8: Proszę zwrócić na to uwagę

Reprodukcja wymaga pewnej wiedzy i umiejętności zwłaszcza przy lutowaniu i programowaniu mikrokontrolera.

Lutowanie tak małych elementów wymaga pewnego doświadczenia w lutowaniu oraz odpowiedniej stacji lutowniczej. Dlatego zdecydowałem się użyć breakoutboardu LIS3DH, aby uniknąć lutowania LIS3DH bezpośrednio na płytce drukowanej. Z małym pakietem LIS3DH jest to niewykonalne ze stacją lutowniczą. Lutowanie płytek ze sobą również nie jest łatwe

Jeśli ustawisz niektóre bezpieczniki w mikrokontrolerze w niewłaściwy sposób, jest on zamurowany

Zdjęcia zawsze pokazują wersję 0.1 PCB (poza zdjęciem pokazującym pady do programowania). Jest to pierwsza wyprodukowana wersja płytki drukowanej. Miał kilka rzeczy, które wymagały poprawy. Postanowiłem więc stworzyć nową wersję. Repozytorium na github zawiera najnowszą wersję

Zdjęcie przedstawia pierwszą papierową makietę, którą wykonałem, zanim zamówiłem płytkę drukowaną.