圣誕節(jié)快到了，送朋友一張來自極客的卡片吧

編者注：圣誕節(jié)馬上就要到了，作為一個創(chuàng)客or極客，我們送出的圣誕卡片也要與眾不同一些……

可以閃爍并發(fā)出聲音的節(jié)日賀卡總是能夠吸引我們。圖中這個DIY賀卡就是我們用ATtiny13A和一些LED燈制作的極客版圣誕賀卡。按下上面的按鈕，圣誕樹上的燈就會閃閃發(fā)光。今年我們就把這樣的卡片送給了朋友和家人們。制作這個賀卡的過程充滿了樂趣。這個教程解釋了我們的制作過程，還有一些開源的文件供您制作使用。

 

第一步：硬件—ATtiny13A

電路圖和PCB是用Cadsoft Eagle的免費軟件制作的（軟件獲得網(wǎng)址）。可以在谷歌項目代碼網(wǎng)頁上下載最新版的設(shè)計文件和固件（獲取地址）。

 

AVR ATTINY-13A是一個小型的ATMEL ATtiny13A微型控制器它是電路的核心。其中一個引腳 （PWM）用來點亮燈泡，其他的引腳大多數(shù)是用來編程和提供電源的。

你也可以用555定時器來得到相似的效果，或者你也可以分立這些原件。總之，我們的目標(biāo)是學(xué)習(xí)一下新的微控制器家族，然后讓破解變得更簡單一些。

 

ATtiny需要一個10K的上拉電阻（R1），以保持復(fù)位引腳高位狀態(tài)。還需要一個微型觸控開關(guān)（S1），通過短暫地連接接地復(fù)位引腳來重啟ATtiny。A0.1uF的電容（C1）要對電源的芯片進行消耦處理。

第二步：硬件—編程和電池

ATtiny單片機是通過一個6針編程在系統(tǒng)編程連接器（ISP）中編程的。ISP的頭朝向卡的背面。我們做了一個編程探頭，這樣就不用在板上再焊接一個鎮(zhèn)頭了。

 

電源由PCB背面一個3伏20毫米的紐扣鋰電池提供（BAT1）。電池盒應(yīng)該適用于2025或者2032的紐扣電池。另外，ATtiny可能會在一個電壓范圍內(nèi)工作，最低是1.8伏。

第三步：硬件—圣誕樹LED燈

我們使用的一閃一閃的小小圣誕樹燈是0805表面貼片的發(fā)光二極管（LED1-10）。每個LED都有限流電阻（R3-12）。我們在開發(fā)過程中使用390OHM電阻，3毫安3伏的和8毫安5伏的。所有的10個LED燈用電池供電總共需要30毫安。

 

對于ATtiny的引腳來說，30毫安的電流進出有點太多了。所以，要增加一個NPN晶體管（T1）來轉(zhuǎn)換LED燈的接地連接。另外，晶體管也需要一個基極電阻（R2），以限制從單片機引腳中流出的電流。

 

LED燈需要以正確的方向進行連接才能保證點亮。通孔LED通常有一個較長的引線，它指示電源正極（陽極）。貼片LED（SMD LED）有一個綠色的邊沿，有的在背面有一個箭頭，它指示接地連接（陰極）。如圖中顯示了每個LED的正確方向，接地連接應(yīng)當(dāng)如箭頭所示的指向。

第四步：硬件—PCB 

我們聯(lián)系Seed工作室的宣傳制品服務(wù)印刷了電路板（PCB）（當(dāng)然讀者可以自行聯(lián)系就近的PCB制作商）我們本來打算要綠色的PCB，但是卻得到了黑色的，最終我們呈現(xiàn)出的PCB是紅色的。

 

我們使用小孔、一些零部件和絲網(wǎng)來創(chuàng)造卡片上的圣誕主題。這是我們的第一次嘗試，可能以后我們每年都會把它作為一個節(jié)日傳統(tǒng)而時時更新做法。最終的PCB板上面，在圣誕樹部分應(yīng)該有明顯的銀色小孔，在原版上這些小孔還不夠大，你在做的時候可以再大一些。另外，我們刪除了年份數(shù)字，這樣的話，如果這張卡片沒有在今年圣誕節(jié)及時送出，還可以明年接著用。（哈哈真是節(jié)省）

 

這是一個兩層的PCB板，兩面都有零部件在上面。我們從前面開始，把微型控制器（IC1）、開關(guān)（S1）等較大的部件先焊接上去。然后，再加上電阻和電容這些無需電源的部件。電池盒安裝在PCB板的后面，我們最后再安裝電池盒，這樣在我們焊接PCB板前面部分時，板的表面會保持平整且穩(wěn)定。

如果你是自己動手焊接PCB板，請確保你有尖頭鑷子來取用零部件。同時，你還需要在焊接時保持它的熔化狀態(tài)。另外，你需要銅燈芯來清理多余的焊錫。其他的部分，我們用的是藍膠（Blu-Tack）

第五步：固件

固件部分是用開源的C語言AVR-GCC編譯器和AVRStudio完成的。你可以在谷歌項目代碼頁面中下載到最新的設(shè)計文件和固件。用6針I(yè)SP編程頭和STK500或者USBtinyISP來對固件進行編程。從另一個側(cè)面來說，我們真的對用開源編譯器來完成這個項目感到興奮。

 

當(dāng)電路接通電源時，ATtiny會運行一個簡單的程序，這樣就可以點亮圣誕樹燈。當(dāng)程序完成時，芯片將休眠，直到它的按鈕被重新按下或者通過更換電池來復(fù)位。

調(diào)光程序使用軟件脈寬調(diào)制來進行LED燈的明暗調(diào)節(jié)。ATtiny 13A有PWM硬件，但是ISP的輸出引腳已經(jīng)被占用了。其實和其他功能程序共享一個程序引腳也是可以的，但是我們這次不準(zhǔn)備這樣做。

很多單片機可以在一個引腳上通過改變電流來激活。但是ATtiny不同，當(dāng)程序完成后，芯片將進入永久休眠，按下按鈕復(fù)位ATtiny可以使程序重啟。

第六步：更多選擇

卡片的制作還可以再多元化一點，比如使LED燈變色，增加多個LED通道，增加節(jié)日祝福的聲音，使用電容式觸摸感應(yīng)，增加液晶屏，使用電子紙，把電路板切割得更有節(jié)日氣氛一些（比如做成圣誕樹形狀）。這些你都可以自己在原版的基礎(chǔ)上嘗試。

 

享受DIY的快樂吧！過一個極客圣誕節(jié)！MERRY CHRISTMAS！

 

下面是演示視頻：

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