Animiertes Herz - Gunook

2025 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2025-01-13 06:56

Pünktlich zum Valentinstag ein kleines Gadget, das Sie Ihrem Schatz schenken können: ein Herz, das mehrere Animationen durchläuft. Es passt gut auf einen Schreibtisch oder Tisch, damit sich Ihre Lieben an Sie erinnern!

Dieses animierte Herz ist sehr kompakt und einfach: Schalten Sie es einfach ein und die 12 LEDs, die ein Herz bilden, durchlaufen eine Schleife von Animationen, die Sie vollständig anpassen können.

Es läuft über eine Knopfzelle und basiert auf einem sehr gebräuchlichen und günstigen Mikrocontroller, dem 8-Pin ATTINY13, der bequem mit einem Arduino Uno programmiert werden kann. Durch die spezielle Technik des Charlieplexing können 12 LEDs mit nur 4 Ausgangspins einzeln angesteuert werden.

Schritt 1: Materialien und Werkzeuge:

Materialien:

• 12 5mm rote LEDs
• Ein 3x7cm Prototypenbrett (10x24 Löcher, das dicke grüne doppelseitige ist das Beste)
• Ein Attiny13A Mikrocontroller
• Eine 8-polige DIP-Buchse
• Ein Mini-Schalter
• Ein Knopfzellenhalter
• Eine CR2032-Knopfzelle
• 20cm farbiges mehradriges Anschlusskabel
• 15cm dicker Vollkerndraht

Werkzeuge:

• Ein Arduino Uno zum Programmieren des ATTINY
• Ein Lötkolben
• Ein Drahtschneider

Schritt 2: Bauen Sie das Herz

Die 12 LEDs werden in einer herzförmigen Anordnung in eine Prototypenplatine eingesetzt, wie in der Abbildung gezeigt. Achten Sie auf die Polarität: 6 LEDs haben die Anode rechts und die Kathode links, 6 LEDs werden umgekehrt eingesetzt. Decken Sie die LEDs mit Klebeband ab, damit sie nicht herausfallen, während wir an der Rückseite arbeiten.

Die Leitungen der LEDs sind in einem komplizierten Muster anzuschließen. Biegen Sie die Stifte und schneiden Sie sie gemäß dem Diagramm ab. Beachten Sie, dass das Diagramm die Vorderseite zeigt, während wir an der Rückseite arbeiten, also sollte es wie im Bild spiegelbildlich aussehen. Die Leitungen können nun zusammengelötet und das Klebeband entfernt werden.

Testen Sie, ob es funktioniert: Das Herz hat vier elektrische Anschlüsse, die im Diagramm als blau, grün, gelb und weiß gekennzeichnet sind. Verbinden Sie Masse mit einem Anschluss und +5V in Reihe mit einem 1kOhm-Widerstand mit einem anderen. 1 LED sollte leuchten, und alle 12 LEDs sollten auf diese Weise aufleuchten können.

Schritt 3: Führen Sie das Herz von einem Arduino aus

Laden Sie die beigefügte Skizze zu einem Arduino UNO oder Nano hoch und befestigen Sie die Pins D8-D11 an den 4 elektrischen Anschlüssen des Herzens: D8 an Blau, D9 an Grün, D10 an Gelb und D11 an Weiß. Das Herz sollte eine Animation zeigen, die etwa 1 Minute dauert.

Der Code kann angepasst werden, um die Geschwindigkeit oder die Animation zu ändern. Das Array „patt“enthält das Animationsmuster. Zwei Bytes jedes Schrittes zeigen an, welche LED-Leuchten in jedem Schritt leuchten. Die LEDs sind von unten beginnend mit 0-11 nummeriert und laufen rundherum gegen den Uhrzeigersinn. LED0 entspricht Bit 0, LED1 Bit 1 usw.

Das Musterarray wird im Programmspeicher gespeichert, was eine viel reichhaltigere Animation ermöglicht, als wenn sie im RAM gespeichert wären. Die vorliegende Skizze hat 168 Schritte. Beim Arduino ist Platz für Tausende mehr und selbst beim ATTINY13, der nur 1kByte Programmspeicher hat, ist Platz für ca. 400 Schritte.

Die Geschwindigkeit der Animation wird durch die in Zeile 196 definierte „steptime“bestimmt. Um die Animation zu beschleunigen, verkleinern Sie diese Zahl. Beachten Sie, dass die Animation auf dem ATTINY etwas langsamer läuft, da wir sie mit einer niedrigeren Taktrate ausführen.

Schritt 4: Umzug in die ATTINY

Der Code ist klein genug, um auf einen sehr praktischen kleinen 8-Pin-Mikrocontroller, den ATTINY13A, zu passen. Die Skizze aus dem vorherigen Schritt funktioniert ohne Änderungen am ATTINY.

• Es gibt dedizierte instructables https://www.instructables.com/id/Programming-an-A … wie man den ATTINY13A programmiert. Nachfolgend eine kurze Zusammenfassung:
• Starten Sie die Arduino IDE, öffnen Sie 'Preferences' und fügen Sie dann https://mcudude.github.io/MicroCore/package_MCUdude_MicroCore_index.json für zusätzliche Board-Manager hinzu.
• Wählen Sie unter „Tools/Board“„Board Manager“aus und installieren Sie unten in der Liste „MicroCore by MCUdude“.
• Verbinden Sie das Arduino Uno und laden Sie 'ArduinoISP' hoch. Es ist unter 'Datei/Beispiele' verfügbar.
• Verbinden Sie den Arduino mit dem ATtiny, am einfachsten, indem Sie den ATtiny auf ein Prototyp-Shield setzen: Arduino Pin 13 - ATtiny Pin 7 Arduino Pin 12 - ATtiny Pin 6 Arduino Pin 11 - ATtiny Pin 5 Arduino Pin 10 - ATtiny Pin 1 Arduino +5V ATtiny-Pin 8 Arduino GND - ATtiny-Pin 4
• Wählen Sie 'Board ATtiny13', 'B. O. D 2.7V', 'Clock 1.2 MHz internal' und Programmer 'Arduino as ISP' (Achtung: nicht 'ArduinoISP' sondern 'Arduino as ISP')
• Machen Sie 'Burn Bootloader' - es gibt keinen Bootloader für die Attiny, und es kann zu einem Fehler kommen, aber dieser Schritt ist erforderlich, um die Sicherungen auf die richtige Uhreinstellung zu setzen. Laden Sie die Skizze hoch.

Testen Sie, ob es funktioniert: Verbinden Sie die blauen, grünen, gelben und weißen Anschlüsse des Herzens mit PB0 (Pin 5), PB1 (Pin 6), PB2 (Pin 7) bzw. PB3 (Pin 2). Das Herz sollte wie beim Arduino animieren, nur etwas langsamer. Überprüfen Sie auch, ob es funktioniert, wenn das ATTINY von einer Knopfzelle gespeist wird.

Schritt 5: Abschluss des Projekts

Nachdem Sie nun den Herzkreislauf und eine programmierte ATTINY haben, kann das Projekt abgeschlossen werden. Löten Sie den IC-Sockel, den Knopfzellenhalter und den Ein-/Ausschalter auf die Prototypenplatine und vervollständigen Sie die Anschlüsse wie in der Abbildung gezeigt. Setzen Sie die ATTINY und die Knopfzelle ein und schalten Sie sie ein, um zu überprüfen, ob sie funktioniert.

Schließlich fügte ich einen Ständer hinzu, der aus ~ 15cm Vollkerndraht besteht. Isolieren Sie die Isolierung auf beiden Seiten 2 cm ab und biegen Sie sie in Form eines Ständers. Das abisolierte Teil kann nun an die Pads der Prototypenplatine gelötet werden.

Alles bereit, um ein tolles Valentinstagsgeschenk zu machen!

Zweiter im Herzwettbewerb