Nepředstírám, že jsem nápad nebo provedení, ale někomu se to může hodit.
Vlastně toto zařízení vyrobila moje žena k výročí svatby, i když si ho můžete celkem snadno přeorientovat na jiné svátky.

Foto zařízení

Elektrický Kruhový diagram byl nalezen na internetu a tam bezpečně ztracen. Proto nebude. Ano, v zásadě to samo o sobě není potřeba. toto zařízení je logickým pokračováním prvních pokusů o rozsvícení LED. Samotný nápad byl potěšit manželku a dokázat jí, že ne nadarmo sedím po večerech s páječkou.

Jak můžete vidět z desky plošných spojů, není na tom nic zvláštního:

• Atmega8-tqfp32
• Řezuk za 100k


• Conder při 0,1uF
• 22 smd LED
• 22 smd shrnutí

Ohledně LED a rezistorů je možná volte tak, aby nepřekročily prahovou hodnotu napětí + 5V. Vzal jsem super jasné na 3V, proud byl 20 mA, respektive řezačky byly 120 ohmů.
Abyste moc nepřemýšleli, existuje hromada online kalkulaček.

Neexistuje žádný konektor pro programování ISP v obvyklém smyslu. Hloupá elektroinstalace. Ano, mimochodem, vše je tam podepsáno pro pohodlí. Proces „LUTingu“ desky a vysvětlení technologie, myslím, není vhodné zde uvádět, protože. kdo ví a ví, pochopí, a kdo ne Google, aby mu pomohl.

A samozřejmě, jako v ruském vtipu o letadle „A teď to zhruba zapište“
O pájení se teprve učím, takže moc nekritizujte a obecně je to jeden z mých prvních projektů. Ohledně kódu se taky učím tak, že tam bude jen soubor firmwaru bez zdrojů (jinak si myslím, že to vůbec budou klovat).
Ano, málem bych zapomněl na video. Omlouvám se za kvalitu - co bylo po ruce.
Možná je to vše. Soubor projektu.

Jednoduchá schémata pro kutily

LED "blikající srdce".

Toto sestavení tohoto obvodu bude vyžadovat jeden FET, jednu blikající LED a 16 jednoduchých LED.

Blikající LED v tomto zařízení slouží jako generátor: když blikají, současně otevírá a zavírá tranzistor s efektem pole. No a terénní pracovník zase rozsvítí řetěz LED.

Diagram blikajícího srdce LED

Jak je vidět z diagramu, první (HL2...) a druhý řetězec LED (HL3...) jsou zapojeny paralelně a jsou napájeny přes rezistor R4 a FET kanál.

Třetí a čtvrtý řetězec LED jsou navíc připojeny přes diodu VD1. Když je tranzistor uzavřen, svítí třetí a čtvrtá struna. Pokud je tranzistor otevřený, svítí první a druhý řetězec.

Blikající LED se zapíná přes odpory R1, R2, R3. Během záblesku HL1 otevře tranzistor. Při frekvenci 1 ... 2 Hz se první a druhý řetězec rozsvítí v čase s blikajícími LED. Všechny díly kromě baterií jsou osazeny na desce plošných spojů. Obvod využívá blikající červenou LED L-56BID, kterou lze nahradit L-5013LRD-B.

Babiččiny narozeniny se kvapem blížily a já jí chtěla darovat něco hezkého a ne příliš složitého. Zdá se, že slábnoucí LED efekt nikdy nevyjde z módy a babičky mají vždy rády srdíčka, tak jsem se rozhodl tyto dvě věci spojit.

Koncept tohoto malého narozeninového dárku je vytvořit malé srdce z LED diod umístěných na horní straně srdce desky s plošnými spoji. K ovládání LED se používá mikrokontrolér. Ovládání LED pomocí PWM umožňuje prodloužit čas životnost baterie a přesně ovládat jas každé LED.

Účel a přehled tohoto projektu

Cílem tohoto projektu je vytvořit desku plošných spojů s LED připojenými k mikrokontroléru. LED musí být řízeny mikrokontrolérem, aby bylo možné nastavit individuální úroveň jasu pro každou LED. V tomto případě by mělo existovat 6 provozních režimů:

Všechny LED zhasnou a rozsvítí se.
- LED diody zhasínají ve vlnách zdola nahoru.
- LED diody zhasínají ve vlnách zprava doleva.
- LED diody se postupně rozsvěcují.
- Sloupky LED se rozsvítí.

K dosažení tohoto cíle jsem použil 16ks 5mm červených LED pro srdce a mikrokontrolér PIC 18F252 pro ovládání. Jsou potřeba i některé další prvky. Jejich seznam je uveden níže.

Prvky

PIC18F252
Programátor pro PIC PICKit2
7805 Stabilizátor +5V
16x červená 5mm LED
16x 100ohmový odpor
Rezistor 10kΩ
Quartz 20 MHz
přepnout spínač
2x kondenzátor 1uF
Kondenzátor 0,1uF
2x kondenzátor 15pF (fit 22pF)
Držák baterie +9V
4x stojan
Korkový základ
Textolitová fólie
Chlorid železitý (leptací roztok)
Lesklý papír
Laserová tiskárna
Pájka
páječka

Podrobný seznam položek

V tomto projektu je příliš mnoho prvků na to, abych je všechny podrobně popsal, ale poskytnu další informace o hlavních použitých prvcích.

PIC18F252
Jedná se o malý mikrokontrolér (procesor + paměť). Bude řídit každou LED samostatně, což je účelem tohoto projektu. Mikrokontroléry PIC jsou velmi univerzální a ve skutečnosti má PIC 18F252 mnohem více funkcí, než jaké používáme pro stmívání LED. Škoda, že je nevyužíváme všechny.

Programátor pro PIC PICKit2
K nahrání programu (firmwaru) do PIC je nutný programátor. PICKit2 je programátor/ladicí program a jeden z nejpopulárnějších programátorů PIC.

16xčervená 5mm LED
K vytvoření srdce je použito 16 LED diod. Není to moc LED a srdce vypadá trochu 'pixelovaně', ale s tím jsem v pohodě. Pokud chcete, můžete použít více LED.

Quartz 20 MHz
Quartz není v tomto projektu tak důležitý. Můžete použít quartz na 4MHz, 1MHz nebo 40MHz. Právě jsem našel první 20MHz quartz v mé sadě prvků.

Fóliový textolit a chlorid železitý
Jelikož si chci vyrobit plošný spoj, budu potřebovat oboustrannou folii textolit a chlorid železitý na leptání. Pro výrobu desky se používá.

Přehled okruhu

Obvody pro tento projekt nejsou tak složité a v podstatě sestávají z LED připojených přes odpory omezující proud k PIC. Může se zdát, že jsem zvolil pin pro připojení každé LED v náhodném pořadí, ale není tomu tak. To se provádí pro pohodlnější trasování PCB.

Vlastnosti obvodu

Stabilizátor + 5V a přepínač On / Off.
Lineární regulátor 7805 se používá ke snížení +9V baterie na +5V pro napájení PIC. Přepínač instalovaný mezi mínus baterie a GND, když je sepnutý, umožňuje proudění proudu obvodem, což umožňuje zapínání a vypínání zařízení.

Mikrokontrolér PIC a odpory 100 ohmů
Piny PIC obecný význam v PORTA, PORTB a PORTC se používají k připojení každé LED tak, aby nad ní získal maximální softwarovou kontrolu. Odpory omezující proud 100Ω mezi piny PIC a LED chrání PIC a LED před spálením, pokud jsou kolíky mikrokontroléru a LED nadproudové.

LED diody ve tvaru srdce
Všechny LED diody dostaly číselné označení a indikovaly jejich polohu v srdci, aby nedošlo k záměně. Také sladění softwaru a hardwaru značně usnadňuje psaní programu.

Přehled desky
Deska je rozdělena na dvě části: levá část je vyhrazena pro LED diody a srdce a pravá část je pro veškerou elektroniku. Rozdělení desky na dvě části dává symetrii mezi pracovní částí a srdeční částí.

Vlastnosti desky

PIC 18F252 a odpory omezující proud
Jak vidíte, srdce, PIC a rezistory jsou instalovány na druhé straně desky. Rezistory jsou umístěny tak, aby cesty k LED byly rovné a jednoduché.

LED diody ve tvaru srdce
Na desce je znázorněno hrubé uspořádání LED diod ve tvaru srdce. Srdce bude vypadat lépe na červeném pozadí na tabuli. Také na druhou stranu desky jsem udělal nápisy "Happy Birthday" a "91" (věk mé babičky!).

4 stojany
Do rohů desky jsem vyvrtal 4 otvory pro stojany. Jejich umístění je vidět na horní a spodní vrstvě.

Jak funguje PWM

Pro ovládání jasu LED použijeme PWM signál. Signál PWM je signál modulovaný šířkou pulzu. Jakýkoli signál PWM má tři hlavní parametry:
Frekvence
pracovní cyklus
Amplituda

Tyto tři parametry nám říkají typ PWM signálu, což nám umožňuje předvídat, jak to ovlivní náš systém. Níže jsou uvedeny některé příklady signálů PWM a jejich parametry.

Příklady PWM

Pohled na signál PWM je na obrázku výše. Použijeme frekvenční rozsah 60-120Hz s amplitudou +5V (náš systém pracuje od +5V). Pracovní cyklus se bude pohybovat od 0 % (LED je zcela zhasnutá) a 100 % (LED svítí na plný výkon).

Zapněte PWM LED

Co se stane, když vyšleme signál PWM do LED? LED se rozsvítí krátký čas, rovnající se době trvání pulsu. Vzhledem k tomu, že budeme používat frekvenci 60-120Hz, LED dioda se bude jevit jako neustále rozsvícená kvůli efektu persistence. Jas LED bude řízen změnou procenta pracovního cyklu. Níže uvedená animace poskytuje představu o vlivu různých signálů PWM na LED.

Nyní známe snadný způsob, jak ztlumit LED diody a vypnout je. Podívejme se, jak budeme tuto metodu aplikovat na různé režimy srdce.

Provozní režimy

Pro účely projektu jsme uvedli 6 režimů provozu. Podívejme se na ně znovu podrobněji, aby bylo jasné, v jakém režimu LED diody fungují.

V tomto režimu svítí vždy pouze jedna LED. Všechny LED se rozsvítí postupně, každá LED se rozsvítí jednou. Níže je animace tohoto režimu.

Všechny LED zhasnou a rozsvítí se.
V tomto režimu všechny LED pětkrát plynule slábnou a zhasínají stejnou rychlostí. Níže je animace tohoto režimu.

Křivka LED diod zdola nahoru.
V tomto režimu se LED diody vypnou odspodu nahoru a vytvoří efekt podobný vlně. Níže je animace tohoto režimu.

LED diody zhasínají ve vlnách zprava doleva.
V tomto režimu se LED diody vypnou zprava doleva, čímž se opět vytvoří vlnový efekt. Níže je animace tohoto režimu.

LED diody se postupně rozsvěcují.
V tomto režimu se LED diody rozsvěcují jedna po druhé. Svítí vždy jen jeden řádek, všechny ostatní jsou v tu chvíli vypnuté. Animace tohoto režimu je uvedena níže.

LED sloupce se rozsvítí.
V tomto režimu svítí sloupce LED. Vždy svítí pouze jeden sloupec, všechny ostatní jsou v tuto chvíli vypnuté. Níže je animace tohoto režimu.

Po projetí všech 6 režimů se program vrátí do 1 a vše začíná od začátku. Je to nekonečné!

Hardware

Výroba hardwaru zařízení je rozdělena do dvou částí: první část ukazuje výrobu desky s plošnými spoji a druhá část ukazuje její montáž.

Výroba DPS

Pro výrobu oboustranného plošného spoje použijeme metodu LUT, která spočívá v vytištění návrhu plošného spoje na lesklý papír a jeho vyhlazení přes plošný spoj. Z fotografií níže můžete pochopit, jak jsem vyrobil plošný spoj ze souboru Eagle.

Nejprve se horní a spodní vrstva desky vytiskne na lesklý papír pomocí laserové tiskárny.

Pomocí horké žehličky přeneseme „zažehlením“ na textolit design horní a spodní vrstvy.

Jak můžete vidět na fotografii výše, přenesli jsme toner na desku.

Většina mědi na horní straně je odleptána a zbývají pouze oblasti chráněné tonerem (tisk).

Po vyleptání desky je vidět, že veškerá měď, kromě té, která byla chráněna tonerem, byla odleptána.

Totéž se děje se spodní stranou desky.

Vyjmutím toneru získáte lepší představu o tom, jak byla měď chráněna, a uvidíte desku.

Horní strana také po odstranění toneru vypadá mnohem lépe.

Doufám že máš vrtačka. Pokud ne, pak k vytvoření otvorů postačí konvenční vrták.

Jakmile jsou otvory vyvrtány, použijte brusku nebo jakýkoli jiný prostředek k zaoblení hran desky. Díky tomu je prkno mnohem pohodlnější a nic neškrábe.

Sestavení obvodu

Právě jsme vyrobili PCB a nyní můžeme začít s montáží. Nan bude potřebovat páječku a pájku.

K sestavení desky plošných spojů jsou zapotřebí všechny prvky. Všechny potřebné prvky jsou zobrazeny na fotografii níže.

Nejprve si červenou fixou nakreslete srdce. To dává nádherný výhled a ukazuje, že je to skutečně srdce.

Když je srdce nakreslené, začněte pájet LED.

Jakmile jsou LED zapájeny, je čas na pájení odporů. Rád bych dodal, že je lepší nejprve připájet malé prvky, je snazší to udělat lépe.

Když jsou odpory připájeny, zbývá jen několik prvků: mikrokontrolér, několik kondenzátorů, stabilizátor a další malé části. Připájejte je.

Poté, co jsou všechny díly připájeny k desce, zbývá udělat několik věcí. Umístěte desku na základnu a připevněte k ní držák +9V baterie.

Jako základ jsem použil kus dřeva se zaoblenými hranami. Můžete použít plast nebo něco jiného obdélníkového a pevného.

Po vší té těžké práci je čas napsat program.

Výsledek práce a poznámky

Po vší té dřině chceme vidět výsledek. Video níže ukazuje výrobu desky a způsob, jakým řadič firmwaru ovládá LED diody v 6 režimech, které byly probrány dříve.

Vypadá to dobře, že? Hlavní nevýhodou je, že moje kamera pracuje na jiné frekvenci než naše oko, takže video ukazuje blikání. Ale to je v pořádku, pro lidské oko to stále vypadá úžasně a můžete si být jisti, že tento projekt funguje zatraceně dobře.

Přehled LED srdce s PWM útlumem

Tento článek je součtem mé nudy a potřeby narozeninového dárku pro babičku. Když se tyto dvě věci srazily, dostali jste desku s LED srdcem, které fungovalo v různých režimech. Mikrokontrolér PIC v tomto projektu udělal práci za nás, stejně jako proces leptání DPS, který jsem již několikrát použil. Měl jsem obavy, že +9V baterie nemusí stačit, ale projekt funguje dobře.

Takže co je teď?

Pokud chcete udělat zařízení lepší než moje, pak máte spoustu možností. Pro začátek můžete zvětšit velikost srdce. To bude vyžadovat jiný způsob řízení, protože. počet pinů PIC je omezen. Umožní vám to expandér I/O portů, jako je sériový-paralelní převodník. Zapojte svou fantazii a vymyslete způsoby, jak tento projekt vylepšit.

Závěr

Hlavním cílem tohoto projektu bylo vytvořit LED srdce pracující v různých režimech uvedených výše a tohoto cíle bylo dosaženo, jak bylo prokázáno v části Výsledky. Doufám, že vás tento článek inspiroval k tomu, abyste vyrobili skvělou vychytávku pro vaši babičku k narozeninám. Hodně štěstí!

Seznam rádiových prvků

Označení	Typ	Označení	Množství	Poznámka	Skóre	Můj poznámkový blok
IC1	MK PIC 8bitový	PIC18F2520	1			Do poznámkového bloku
IC2	Lineární regulátor	LM7805	1			Do poznámkového bloku
C1, C2	elektrolytický kondenzátor	1 uF	2			Do poznámkového bloku
C3	Kondenzátor	0,1uF	1			Do poznámkového bloku
C4, C5	Kondenzátor	15 pF	2