Светодиодная игрушка

Автор: Biktop95
Опубликовано 27.02.2019
Создано при помощи КотоРед.

Основной целью этого проекта было добиться простоты и высокой функциональности. Система оснащена
четырнадцатью программами визуальных эффектов с изменяющимися скоростями в сторону увеличения или
уменьшения. Игрушка очень проста в изготовлении и в то же время не очень дорога.

                                                       Работа схемы

Принципиальная схема показана на рис. 1.

Сердцем схемы является микроконтроллер AVR ATtiny2313 с флэш-памятью 2 КБ. Кнопки S1-S3 использованы для возможностей настройки эффекта и скорости каждогоиз них.Таблица 2 показывает использование кнопок.

Если нажать кнопку S1 и не отпускать ее, то эффекты каждые 3 секунды будут сменять друг друга.Также при нажатии S3 скорость постепенно нарастает,а при нажатии S2-постепенно снижается.Одновременное нажатие кнопок S2 и S3 приводит к выводу предыдущего зффекта.Тип эффекта и скорость могут быть установлены в любое время - эффекты можно увидеть в клипе ,который размещен в youtube по адресу https://youtu.be/NbEvT4TNcpA . 5мм светодиоды D1-D12 подключены через резисторы R1-R12 со значением 680 Ом к линия ввода / вывода микроконтроллера. Для еще большей зрелищности используются светодиоды группами с тремя цветами:красный,зеленый и синий.Всего четыре группы.Синий светодиод можно заменить желтым.
 Программа микроконтроллера создана на языке Bascom AVR. Она использует две переменные. Одна переменная отвечает за тип излучаемого эффекта, другая за скорость. Фрагмент кода, отвечающий за чтение состояний кнопок и настройку типа эффекта и скорости, показан в
листинге 1.

Устройство имеет четырнадцать эффектов,что обусловлено количеством памяти микроконтроллера. Ничто не мешает,пользуясь листингом 1, изменить настройки программы для изменения скорости. А если использовать микроконтроллер с большим объемом памяти Flash,например ATmega8, то можно добавить множество эффектов. При прошивке фьюзы не изменяют - используют заводские настройки по умолчанию. Программа с расширением .HEX находится в архиве. Вся система питается постоянным напряжением 5 В с током потребления около 43 мА.

                                                             Сборка и ввод в эксплуатацию

В качестве корпуса игрушки была использована круглая коробочка из под крема с завинчивающейся верхней крышкой.Под этот корпус была разведена печатная плата (в архиве). Надо заметить,что многие коробочки для крема имеют схожие размеры. Первый вариант предусматривал выведение светодиодов наружу
через отверстия в верхней крышке корпуса.Однако при включении игрушки оказалось, что свечение светодиодов,реализующие визуальные эффекты, больно "бьет" по глазам, что небезопасно для детей. Поэтому была использована коробочка из полупрозрачного пластика (см. фото1),а сами светодиоды решено
было не выводить наружу. На самой плате размещены три резьбовые втулки с резьбой М3 (боночки),посредством которых печатная плата со всеми элементами винтами притянута к верхней крышке корпуса (фото2).

При этом головки светодиодов как бы упираются снизу в верхнюю крышку.
  Использованы кнопки с длинными "пипочками" ,чтобы они выходили наружу на 3-4 мм. В качестве питания используются две 1.5В батарейки,напряжения которых через преобразователь напряжения повышается до 5В. В качестве преобразователя очень хорошо использовать готовую миниатюрную плату преобразователя китайского производства. Выключатель крепится на боковой стенке корпуса. Батарейный отсек притянут винтом ко дну корпуса и сверху, для надежности,закрыт скотчем. Чтобы не заморачиваться с сверлением отверстий на верхней крышке под толкатели кнопок и под винты крепления платы распечатайте шаблон. Он приведен в Sprint Layout под именем шаблон. И с помощью шаблона,приложив его к верхней крышке (при распечатке зеркалить) аккуратно просверлите необходимые отверстия. Чтобы не разбить отверстия вручную проворачивайте патрон с зажатым сверлом,благо материал крышки (пластик) это позволяет. Кстати, печатные платы разведены и под выводные и под СМД резисторы. В Spint Layout они обозначены как плата 1 и плата 2.
Светодиодная игрушка собранная без ошибок запускается сразу. 

Для этой статьи использован материал из польского журнала "Elektronika dla Wszystkich" Maj 2010.Свое здесь перевод и конструктив.                                                 

Файлы:
Архив

Все вопросы в Форум.