Открытка со светодиодами своими руками

СВЕТОДИОДНАЯ ПРАЗДНИЧНАЯ ОТКРЫТКА

При приближении различных праздников (Нового Года, Дня Рождения, Рождества. ) мысли подходят к теме открыток, отправляемых по этому случаю. Открытки бывают разные, некоторые даже могут сыграть мелодию. Но только представьте, как будет красиво, если бы открытки светились и мигали. Да, светодиоды потребляют много электричества и небольшая батарейка может быстро сесть. Правда если разъём окажется на боковой панели, ее можно подключить к источнику питания или аккумуляторной батарее. Конечно на тонкой картонке со светодиодами трудно это сделать. Тем не менее данный проект заслуживает внимания.

Светодиоды диаметром 3 мм достаточно длинные, чтобы после проталкивания через отверстие в ламинате они выступали примерно на 2,5 мм над его поверхностью. 16 светодиодов, выступающих над ламинатом, позволит поставить картинку с отверстиями на них. Вырезать ровные дырки в открытке оказалось очень легко благодаря пуансонам на диаметр 2,5 мм, благодаря чему светодиод 3 мм с небольшим сопротивлением входит туда и надежно удерживается.

Схема LED открытки

Управление — микроконтроллером AVR. Нужна возможность управлять 16 светодиодами независимо друг от друга, то есть одним светодиодом на выводе каждого порта. Так что выбор пал на ATmega 8A, в которой много портов.

Обычные светодиоды потребляют 20 мА, то есть 16 штук потребляют более 300 мА. А общий ток на портах B и D не должен превышать 200 мА. Поэтому надо использовать диоды с повышенной яркостью и уменьшить ток, потребляемый каждым выходом примерно до 5 мА. LED имеют интенсивность света от 500 до 4000 мкд и резисторы были выбраны для обеспечения подходящей яркости. Использовались светодиоды в 4-х цветах: красный, желтый, зеленый и синий.

Микропереключатели подключены к портам C: W1 позволяет включать и выключать панель, переводя ее в состояние пониженного энергопотребления (40 мкА). Вторая кнопка позволяет изменить на медленную или быструю программу.

На схеме еще есть 2 перемычки на порту C: подключение бита 3 к земле автоматически отключит схему примерно через 30 минут. Другой джампер не использовался, потому что не было достаточно времени, чтобы обработать его в программе.

Источник питания обеспечивается стабилизатором 78M05 в исполнении SMD, перед которым расположен выпрямительный диод, защищающий модуль от подключения с обратной полярностью.

Диод D18 позволяет подавать низкое состояние с переключателя W1 на порт PD2 и использовать прерывание INT0 для выхода МК из спящего режима. Разъем с сигналами ISP позволяет программировать чип Atmega8A, припаянный к плате. Это разъем SMD и штекер, распаянный с какой-либо печатной платы от старого принтера.

Значения элементов приведены на схеме в дополнение к резисторам R1-R16, которые должны подбираться индивидуально в зависимости от светодиодов. Для данного проекта это 220 Ом для красного и синего, 330 Ом для желтого и 470 Ом для зеленого LED. Диоды были прозрачными с узким пучком света, поэтому слегка сделайте их линзы матовыми наждачной бумагой, чтобы увеличить угол обзора.

Печатная плата и корпус

Конструкция должна была быть максимально тонкой, поэтому использовались компоненты SMD. Всё было сделано путем термопереноса с использованием утюга и протравлено с помощью купороса. Плата большая, около 10 х 15 см, но удалось сделать хороший перенос тонера.

Пластиковые полосы наклеиваются вокруг платы, обеспечивая расстояние 2,5 мм между ламинатом и задней стенкой из оргстекла толщиной 1 мм. Всё было покрыто желтой самоклеющейся фольгой, используемой для мебели.

Кабель был выведен наружу и он имеет разъем для подключения блока питания 9 В. Задняя крышка имеет 3 мм отверстия, вырезанные сверху и снизу для небольшого охлаждения. Модуль, однако, не перегревается. Даже после мигания в течение часа совсем не чувствуется нагрева, а средний потребляемый ток составляет около 100 мА.

Основание имеет размеры около 10×15 см и толщину 6 мм. Далее смонтирована задняя стенка, в которой сделано гнездо для возможного перепрограммирования схемы в будущем.

Программа для управления открыткой

Программа была написана на BASCOM и обеспечивает 2 режима работы, выбираемых с помощью переключателя W2. Режим по умолчанию — медленный, светодиоды мигают таким образом, что они горят и через некоторое время плавно гаснут. Каждый независимо управляется программно ШИМ, отдельно для каждого бита. Поскольку время освещения каждого диода разное, получился эффект случайного зажигания и гашения. Второй режим предназначен для большей динамичности и здесь есть несколько подпрограмм, которые обеспечивают разные привлекательные эффекты.

Код фрагмента отвечающего за ШИМ, находится между Do и Loop. Данные для каждого бита хранятся в таблицах размера 16. Индексы 1..8 относятся к порту D, а 9..16 — к порту B. Программа работает в цикле со скоростью 8 МГц. Коэффициент заполнения для данного бита — это таблица Wyp (i). Его значение варьируется от 30 до нуля (даже до -2, чтобы продлить время выключения светодиода), и это число возможных состояний. Если Wyp (i) = 30, бит всегда равен 0 (светодиод включен). Когда Wyp (i) = 10, коэффициент заполнения составляет 10/30 = 33%. Значение 30 было определено экспериментально. При более высоких значениях мерцание уже присутствовало.

Переменная Pom (i) быстро меняется с каждым циклом цикла, увеличивающимся с 0 до 30, и сравнивается с Wyp (i). Если она меньше, то данный бит порта установлен на 0. Если выше, бит установлен на 1. Поэтому достаточно плавно изменить значение Wyp (i), чтобы получить изменение коэффициента заполнения для данного бита порта.

В зависимости от индекса таблиц «i» определяется переменная Mask, которая с помощью операции OR или AND приводит к изменению состояния бита порта в зависимости от индекса. Эти 8 цифр записываются в таблице в конце программы в строках данных и читаются через поиск.

Переменная Time (i) определяет время выключения светодиода (числа порядка 150-300), но это не время в миллисекундах, а обычное значение, определенное экспериментально. Начальные значения находятся в данных в конце таблицы времени. Таймер (i) предназначен только для увеличения времени изменения коэффициента заполнения Wyp (i).

Функция RND () может использоваться для изменения времени освещения, хотя эффект неизвестен. В ходе тестов выяснилось, что при некоторых настройках таблицы времени (i) светодиоды синхронизировались и мигали в одном и том же ритме, что нарушает эффект.

Что касается программного кода для управления ШИМ — его можно немного упростить используя функцию поворота для изменения переменной Mask (вместо строк Lookup и Data). Это сократит продолжительность цикла и можно увеличить переменную Wyp_max выше 30, то есть увеличить количество уровней ШИМ и улучшить плавность затухания светодиодов.

В архиве найдёте скомпилированную программу и вспомогательные файлы, а также шаблон печатной платы. Есть там и чертеж, показывающий расположение элементов.

Источник

СВЕТОДИОДНАЯ ПРАЗДНИЧНАЯ ОТКРЫТКА

Праздничные открытки, которые мигают и подают звуковой сигнал, появились в продаже лет 5 назад. Но сегодня мы попробуем сделать свою, светодиодную версию, на базе микроконтроллера Attiny13a. Принцип работы простой: нажав кнопку, открытка отыграет короткое световое шоу на фоне нарисованной ёлки. Изготавливается всё это дело на СМД комплектующих и имеет встроенное питание от небольшой дисковой батарейки. При необходимости эффекты можно изменить, так что данная схема — основа для ваших проектов.

Схема LED открытки на микроконтроллере

У МК Atmel attiny13a один выход (ШИМ) управляет миганием света, большинство других выводов используются для программирования и питания. Здесь 10К резистор (R1) удерживает потенциал на сброс, а сенсорный выключатель сбрасывает ATtiny путем временного подключения к земле. Конденсатор 0.1 мкФ стоит по питанию.

ATtiny микроконтроллеры программируются через шесть-контактный разъем в системного программирования (ISP-подключение). МК ATtiny будет работать в диапазоне напряжений, вплоть до 1,8 вольт.

Питание осуществляется от 3 В, литиевой батарейки на задней части печатной платы. Держатель должен работать с 2025 или 2032 элементами.

LED элементы типоразмера 0805 — светодиоды для поверхностного монтажа. Каждый светодиод имеет токоограничивающий резистор (R3-12). Здесь использовали 390 Ом резисторы, что получают ток около 3 мА. Все 10 светодиодов совместно будут использовать около 30 мА при питании от батареи. Это слишком много для маленького контроллера ATtiny, поэтому NPN транзистор берёт на себя управление светодиодами. Транзистор требует базовый резистор (R2), чтобы ограничить ток идущий из микроконтроллера.

Светодиоды должны быть подключены в правильном направлении. Обычно SMD светодиоды имеют зеленый край, и иногда стрелку с обратной стороны, указывающую на катод.

Прошивка и алгоритм контроллера

Прошивка написана на языке «C» с использованием открытого исходного кода для AVR-GCC компилятора с AVRStudio. Скачать файлы печатки и прошивки можно тут. Для программирования нужен ISP разъем 6-pin с чем-то типа STK500 или USBtinyISP программатора. С ATtiny работает простая программа, которая позволяет елке пульсировать огнями.

Когда программа закончит работу — чип опять переходит в спящий режим, пока его не сбросят нажатием кнопки или заменой батареи. Программа использует широтно-импульсную модуляцию, чтобы уменьшить яркость светодиодов. Нажатие кнопки на открытке сбрасывает ATtiny и снова запускается мигание. Вот такая простая оригинальная схемка. А сайт Радиосхемы поздравляет всех с Новым 2017 годом!

Форум по обсуждению материала СВЕТОДИОДНАЯ ПРАЗДНИЧНАЯ ОТКРЫТКА

Обсудим действующие стандарты радиосвязи, узнаем чем они отличаются, и когда использовать какие из них.

Кодовая кнопка для ограничения доступа к объектам, простая схема с реле на МК Attiny13.

Усилитель мощности звука на транзисторах, из радиоконструктора DJ200. Проверка работы схемы.

Источник

Beauty Craft — творческая мастерская Гузель Гиззатовой

Светящиеся открытки + Мастер-класс

А в темноте. Красота.

Мастер-класс «Подарки с подсветкой»

Для создания такой открытки вам понадобится: основа (картон или кардсток), скрапбумага, батарейка CR2025 3V, светодиоды из светодиодной ленты (3 шт.), фольга (можно взять пищевую), клей, концелярский нож или скальпель, ножницы.

1. Аккуратно вырезаем рисунок подарочков из скрапбумаги по контуру канцелярским ножом или скальпелем. Позже мы будем приподнимать вырезанные подарки на несколько слоев картона для того чтобы было видно подсветку. Так же вырезала некоторые листочки.

2. Ножницами нарезаем длинные полоски из фольги толщиной примерно 1 см. Можно и тоньше, главное чтобы лента не порвалась. Выкладываем фольгу в дорожки в том месте где хотите чтоб у вас проходила подсветка. В данном случае я выложила посередине. На поворотах ленту аккуратно согнуть (не обрывать). Фольгу клеим на клей. (Здесь использовался Супер Момент). Вторую ленту выкладываем рядом на небольшом расстоянии (см. схему)
Светодиоды аккуратно отделяем от ленты, не повреждая ножек. Зачищаем ножки. Перед клеением проверьте их правильную полярность, приложив их к дорожкам, при правильной полярности они загорятся (не забудьте подключить батарейку). Клеим в нужном месте так же на клей.

3. Батарейку располагаем в верхнем правом углу. Когда сверху приклеим скрапбумагу над батарейкой будет располагаться Снежинка, которая будет обозначать нашу кнопку.
Для батарейки сделан кармашек, для того чтобы батарейка не болталась и не выпала. В центре кармана квадратная прорезь. Не забудьте про закрывающийся клапан.

Батарейка лежит минусом вниз на одной дорожке. Вторую дорожку клеим на клапан таким образом, чтобы при нажатии замыкалась цепь.

4. Далее, по контуру скрапбумаги с вырезанными подарками, клеим кусочки пивного картона в 2 слоя.

5. Приклеиваем нашу бумагу к основе.

6. Проверяем. Лампочки горят.

7. Между светодиодами клеим кусочки картона, теперь в 3 слоя. На этот картон клеим вырезанные наши подарки.

Источник