Иллюминация для детских игрушек

Автор: axillent
Опубликовано 14.05.2014
Создано при помощи КотоРед.

Вводная

Подарила бабушка дочке веселые туфельки. Все бы ничего, но папа обнаружил, что туфельки то не простые, а разборные и даже отсек под батарейки предусмотрен. По какой-то причине внутри оказалось пусто. Как можно оставить это без внимания? Возник этот небольшой проект выходного дня.

Техническое задание

Имеем довольно просторный корпус из полупрозрачного розового пластика и желание добавить в него иллюминацию. Решаем несколько вопросов:

• чем делаем иллюминацию? С ребенком вместе опробовали светодиоды нескольких цветов и пришли к выводу, что лучше всего через розовый пластик смотрятся красные светодиоды. У остальных цвет искажается и становится как бы грязноватым, делаем светодиоды в каблучке и в носике;
• чем запитываем? Был вариант задействовать отсек под 3 LR41, но пришлось бы как то сконструировать контакты, без пружинящего элемента это сложно. Под рукой оказались аккумуляторы LIR2450 с примерной емкостью 120мАч. Использование аккумулятора избавляет от необходимости делать кустарным способом отсек для заменяемых батареек;
• чем запускать? Выключатель по нашим временам совсем не вариант, и ребенку не удобно и папке часто туфли заряжать :) Вариантов продумывалось несколько от сенсорного датчика до инфракрасного датчика на отражение. Идеальным оказался простой датчик вибрации в виде пружинки как один контакт и неподвижной пластинки как другой. Реагирует на любого рода встряску, причем заметить срабатывание обычным мультиметром не получится - время замыкания очень короткое;
• чем моргаем? Конечно самым мелким AVR - tiny9/tiny10. Они подходят для этого идеально. Один вход нужен для сенсора, остается три для 1-3 каналов подсветки;

Воплощение

Это уже не первый проект с применением attiny4/5/9/10, в конце статьи можно найти ссылки на другие проекты. Схема содержит схему зарядки на LTC4054 и основное устройство на tiny9 (либо tiny10). К разъему 5V подключаем разъем зарядки, к разъему Battery припаиваем аккумулятор. На самой плате предусмотрены три светодиода. Один голубой (D3) для статуса зарядки и два параллельно красных (D1 и D2) как один из каналов подсветки (в каблучок). Второй канал это внешний 5мм красный светодиод, припаиваемый к LED:

С корпусами 0603 для резисторов и конденсаторов и 1206 для всех светодиодов у нас получается плата односторонним монтажом размером 14х13мм. Удобно сделать сразу две платы (двое туфель) за раз используя стеклотекстолит 0.5мм, который легко режется канцелярскими ножницами. Зеркально:

Для сборки платы нам потребуются:

Схема расположение деталей на плате ниже, Sensor неполярный разъем, LED и 5V плюс снизу, Battery плюс сверху:

Пайку каждый делает кому как удобно. Я все паял паяльником после того как обильно смазал всю плату гелиевым флюсом. Результат такой (слева вторая плата до пайки, справа полностью собранная):

После сборки платы необходимо собрать всю переферию. Датчик удара (можно купить тут) присоединяем к плате (разъем Sensor) проводами отрезком 3-5см.

В качестве разъема для зарядки я применил DC разъем под штекер 0.7 мм, под него потребуется всего-лишь небольшое круглое отверстие. Но можно применить юбой другой компактный разъем. Припаиваем к плате к разъему 5V отрезком 3-4см. Соблюдаем полярность.

Второй канал подсветки это 5мм (ну или 3мм) красный светодиод который мы паяем к плате отрезком 15-17см (зависит от размера туфелек, чтобы дести до носика), разъем LED, соблюдаем полярность.

Под какой либо слот для аккумулятора у нас места нет, поэтому берем флюс ФИМ, пайльник на минимальной температуре (у меня это было 200 градусов, но если возможно, можно снизить до 150) и сплав Розе. Сначала наносим маленькую капельку флюса и короткими прикосновениями жала паяльника со сплавом Розе залуживаем маленькое пятно на минусовой клеме и рядом на боку (это плюс). Затем короткими прикосновениями припаиваем злуженный провод, следя за тем, чтобы нагревать аккумулятор только локально и как можно меньше. Получилось так:

Результат полной сборки платы и переферии до установки:

Так выглядит корпус для установки:

Для установки нам потребуется клеевой пистолет для термоклея. Удобнее если это будет пистолет под стержни 7мм (11мм пистолеты более громоздкие). Последовательность установки:

1. Датчик вибрации вставляем максимально глубоко в заднюю часть каблучка заранее выбирая ориентацию так, чтобы датчик сбатывал по направлению вибрации сверху вних. Заливаем необходимым количеством клея сверху;
2. Не дожидаясь застывания клея сверху в клей втыкаем плату так, чтобы провода смотрели наверх и сама плата семитрично расположилась сразу над датчиком в задней части каблучка светодиодами максимально близко наружу (назад), добавляем минимально необходимое количество клея и дожидаемся фиксации;
3. Протягиваем сетодиод в носик и начиная с носика точечно приклеиваем термоклеем дожидаясь фиксации;
4. Излишки проводов упаковываем в каблучек, таблетку аккумулятора кладем сверху в передкюю часть каблучка и фиксируем капельками клея. Промежуточный результат:
5. В задней верхей части каблука делаем отверстие достаточное для свободной вставки штекера зарядки и с внутренней стороны клеим разъем используя штекер как направляющую. Следим чтобы клей не попал на сам штекер и внутрь разъема. Надежно фиксируем термоклеем. Отверстие удобно делать таким инструментом:
6. Для зарядки удобно сделать такой переходник с разветвителем на две туфельки и зарядкой от любого USB: Перед сдачей заказчику :) делаем зарядку до момента когда погаснет голубой светодиод:
   Ну и тестируем:

Туфли нафинают переливаться двумя независимыми каналами иллюминации как только ребенок начинает в них ходить. Одна встряска запускает цикл иллюминации на 2 минуты, каждая новая встряска продлевает еще на 2 минуты. После истечения времени все диоды гаснут, а МК засыпает в POWER_DOWN и снова проснестя только при замыкании сенсора.

Проекты на attiny4/5/9/10:

• Миниатюрный таймер отключения для настольной лампы
• Простой игрушечный светофор
• Терморегулятор вентилятора со стабилизацией напряжения

Файлы:
прошивка
рисунки

Все вопросы в Форум.