Yet Another Smart Dice (YASD): 8 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:03

Cos'è YASD?

Un altro nuovo dado elettronico con funzioni intelligenti? Sì e no.

Sì - YASD utilizza i LED per visualizzare i numeri generati casualmente in uno stile di dadi.

No, YASD non è di per sé un prodotto finito. Dovrebbe piuttosto mostrare quali tecnologie di circuiti stampati sono possibili.

Caratteristiche

Generazione controllata da microcontrollore e visualizzazione di numeri casuali su un array di LED in stile dadi

Il circuito contiene un accelerometro. Questo sensore funge da trigger per la generazione di numeri casuali. Il dado non viene più lanciato, un semplice tocco sui dadi o sul tavolo genera un numero casuale

YASD è alimentato da una cella a bottone CR2032

YASD può essere configurato anche con l'accelerometro. Ad esempio, puoi capovolgere YASD quando lo accendi. YASD lo riconosce con l'aiuto dell'accelerometro e passa a un'altra modalità operativa

Esistono due modalità di funzionamento:

Modalità risparmio energetico. Il numero casuale generato viene visualizzato per 3 secondi con un ritmo lampeggiante. Quindi la visualizzazione del numero sull'array di LED si spegne

Modalità fantasia. Viene visualizzata un'animazione sull'array di LED. Il numero casuale generato viene quindi visualizzato staticamente per 5 secondi. Quindi la visualizzazione del numero sull'array di LED si spegne

Passaggio 1: descrizione del circuito

Il circuito è costituito dai componenti:

Alimentazione elettrica

Viene utilizzata una pila a bottone standard CR2032. Per risparmiare energia, il circuito può essere acceso/spento tramite un interruttore a scorrimento.

Microcontrollore

Il microcontrollore è un ATTiny84A di Microchip/Atmel. L'ATTiny84A ha la modalità di risparmio energetico Picopower ed è quindi molto adatto per il funzionamento a batteria.

Accelerometro

LIS3DH di ST Microelectronics. Il LIS3DH ha anche una modalità di risparmio energetico ultra basso. Il LIS3DH ha un ingombro minimo. Per evitare difficoltà di saldatura ho scelto una breakoutboard per adottare l'accelerometro al circuito.

Display a LED

Il display a LED è composto da sette LED disposti come un dado. Le resistenze in serie sono impostate su una corrente LED di ca. 2mA.

Il consumo totale di energia del circuito è di ca. 16mA durante il funzionamento con 6 led accesi. In modalità powerdown (nessun led acceso, microcontrollore inattivo) il consumo energetico totale è inferiore a 1mA. Deve essere determinato il numero massimo di cicli di "lancio dei dadi".

Passaggio 2: descrizione PCB

Il circuito stampato è costituito da un circuito stampato completo, che è diviso in sei singoli circuiti stampati mediante fresatura:

Baseboard con alimentatore, microcontrollore e accelerometro

Matrice display a LED

Pareti laterali I - IV

Passaggio 3: PCB

Inserisci il link ai file eagle

Passaggio 4: separare i sei singoli PCB

Con un taglierino separare i sei singoli PCB.

Utilizzare un file per rimuovere i resti della fresatura. Tutti i bordi dei circuiti stampati devono essere lisci, altrimenti il circuito stampato non si incastrerà.

Passaggio 5: assemblare il battiscopa con i componenti

Saldare sui componenti. Inizia con il condensatore. Quindi saldare l'interruttore e il microcontrollore. Segue la scheda breakout LIS3DH. Nella mia configurazione ho utilizzato connettori socket per la scheda breakout LIS3DH per rimuoverla facilmente. Infine saldare sul supporto della batteria.

Passaggio 6: programmare il microcontrollore

Per programmare il microcontrollore è necessario un programmatore appropriato. Uso l'ISP AVR mkII. Anche altri programmatori di Atmel dovrebbero funzionare. Saldare i fili secondo la foto.

Pin intestazione ISP-> Pin YaSD

VTG / VCC-> VCC

GND-> GND

MOSI-> MOSI

MISO-> MISO

SCK-> SCK

RESET-> RESET

Quindi programmare il microcontrollore con il file esadecimale. Dopo la programmazione del software è necessario impostare i fusibili. Puoi lasciarli quasi tutti invariati. Solo il fusibile "LOW. CKDIV8" deve essere disabilitato.

Dissaldare i fili per la programmazione.

Passaggio 7: assemblare i dadi

Battiscopa a saldare con pannello laterale II. Assicurati che il battiscopa sia perpendicolare. Ho impostato entrambi i pcb ad angolo retto e li ho saldati. Funzionano anche altri oggetti come i fermalibri. I pcb sono contrassegnati con lettere sulle pagine che appartengono insieme. Come puoi vedere nella foto, il lato A è saldato al lato A. Non saldare tutti i pad su un lato. Basta saldare uno o due pad in modo da poterli risaldare nel caso in cui i dadi non siano affatto perpendicolari.

Procedi con il pannello laterale I. Ora i dadi dovrebbero avere una forma a U (battiscopa e i due pannelli laterali.

Quindi saldare il display a LED ai due pannelli laterali. I led devono essere in alto;-)

Apportare alcune correzioni se i dadi non sono affatto perpendicolari, quindi saldare tutti i pad su ciascun lato.

Ora puoi mettere in una coincell e cambiare i dadi. Divertiti!

Attenzione! Prima di saldare l'ultimo pannello laterale III, assicurarsi che tutti i componenti siano saldati e posizionati correttamente

Passaggio 8: si prega di prestare attenzione a questo

La riproduzione richiede alcune conoscenze e abilità soprattutto durante la saldatura e la programmazione del microcontrollore.

La saldatura di componenti così piccoli richiede una certa esperienza nella saldatura e una stazione di saldatura adeguata. Pertanto ho deciso di utilizzare la breakoutboard LIS3DH per evitare di saldare la LIS3DH direttamente sul PCB. Con il piccolo pacchetto del LIS3DH questo non è fattibile con una stazione di saldatura. Anche saldare i circuiti stampati tra loro non è facile

Se si impostano alcuni dei fusibili nel microcontrollore nel modo sbagliato, si blocca

Le foto mostrano sempre la versione 0.1 del PCB (tranne la foto che mostra i pad di programmazione). Questa è la prima versione del circuito stampato che è stata prodotta. Aveva alcune cose che dovevano essere migliorate. Così ho deciso di creare una nuova versione. Il repository su github contiene l'ultima versione

La foto mostra il primo modello di carta che ho realizzato prima di ordinare il pcb.