Animowana choinka LED 3D
Opis układu
Schemat ideowy przedstawia rys. 1. Pracą układu steruje mikrokontroler ATtiny13, taktowany wewnętrznym sygnałem zegarowym. Zastosowanie mikrokontrolera upraszcza budowę obwodu generującego animacje. Diody LED sterowane są z portów mikrokontrolera poprzez tranzystory T1-T3 typu MOSFET. Zostały one podzielone na grupy – każda z nich ma swój rezystor ograniczający prąd danej gałęzi do wartości ok. 5 mA. Tak mały prąd pozwoli załączyć diody z jasnością proporcjonalną do wielkości drzewka. Choinkę należy zasilać napięciem 5 V, pochodzącym z gniazda USB komputera, power banku czy zasilacza/ładowarki telefonu. Ze względu na niewielki średni pobór prądu źródłem zasilania może być też pakiet trzech ogniw AA (LR6) umieszczanych w koszyku baterii bez wyłącznika. Przełącznik S1 pozwala wybrać źródło zasilania, co w przypadku zastosowania tylko jednego pozwoli uzyskać funkcję wyłącznika naszego "drzewka".
Montaż i uruchomienie
Montaż układu zaczynamy od rozłączenia poszczególnych pierścieni obwodu drukowanego. Pozostałości łączników najlepiej usunąć papierem ściernym i/lub pilnikiem typu iglak. Wszystkie elementy przewidziane są do montażu przewlekanego, z którym bez problemu poradzą sobie osoby mniej doświadczone w lutowaniu.
Odpowiednio przygotowane płytki należy montować, rozpoczynając od wlutowania rezystorów. Aby uzyskać odpowiedni efekt "migania" diod LED, należy je wlutować zgodnie z rys. 2, na którym widoczne jest umiejscowienie poszczególnych kolorów diod LED oraz najważniejszych komponentów choinki. Dla ułatwienia poszczególne pierścienie warto ułożyć jeden w drugim, tak by punkty lutownicze, np. P+1...5, były względem siebie w jednej linii. Niebieską diodę LED D22, znajdującą się na "czubku" choinki, należy wlutować ok. 5 mm nad płytką.
Kolejny etap montażu, przechodząc stopniowo do coraz większych elementów, należy zakończyć gniazdem USB. Podczas montażu należy zwracać szczególną uwagę na sposób wlutowania elementów biegunowych. Wcięcia w obudowie podstawki i układu scalonego (w niektórych przypadkach zamiast wcięcia jest kropka/zagłębienie oznaczające nogę 1 układu scalonego) muszą pokryć się z rysunkiem na płytce drukowanej.
Po zmontowaniu układu trzeba bardzo starannie skontrolować, czy elementy nie zostały wlutowane w niewłaściwym kierunku lub w niewłaściwe miejsca oraz czy podczas lutowania nie powstały zwarcia punktów lutowniczych. Płytki łączymy ze sobą srebrzonym drutem miedzianym, tzw. srebrzanką. Należy połączyć ze sobą punkty lutownicze PG1...5, PR1...5, PY1...5 oraz P+1...5. Optymalna średnica drutu to 0,8 mm2, choć nic nie stoi na przeszkodzie, aby użyć drutu o większej średnicy, nawet 1,2 mm2. Odległość między płytkami powinna wynieść od 2,5 do maksymalnie 3 cm.
Choinka zmontowana bezbłędnie, z użyciem zaprogramowanego mikrokontrolera i ze sprawnych elementów, będzie działała od razu po dołączeniu napięcia zasilającego i przełączeniu przełącznika S1. Aby mieć pewność, że punkty lutownicze pierwszego pierścienia nie zostaną przypadkowo zwarte (np. spinaczem biurowym), warto przykleić trzy lub cztery gumowe nóżki.
Po wykonaniu montażu zgodnie ze wskazówkami, nasze "drzewko świąteczne" będzie miało wysokość ok. 12 cm. Jeżeli choinka miałaby być mobilna, należy do tego celu zastosować koszyk baterii (oraz trzy baterie w odpowiednim rozmiarze), przylutowując czerwony przewód do pola BAT+,- tak, by zmieściły się w podstawie choinki.
