Jak to działa

uwaga ↕

Czytając opis tego projektu być może zwrócisz uwagę na to, że wiele elementów w nim występujących jest podobnych do innych projektów. Nie jest to przypadek - po pierwsze, tak właśnie wygląda elektronika w praktyce - korzysta się ze sprawdzonych wzorców, podobnych bloków funkcyjnych itp. Mam również nadzieję, że dążenie do zwiększenia użycia części wspólnych w projektach ułatwi Ci skupienie się jedynie na najistotniejszych różnicach, które wyróżniają dany projekt.

Zasilanie

Projekt zasilany jest baterią guzikową CR2032 umieszczaną w specjalnym koszyku w celu łatwej jej wymiany. Koszyk ten uniemożliwia również podłączenie baterii na odwrót co mogłoby uszkodzić elementy układu (głównie mikrokontroler). Bateria tego typu posiada niską wydajność prądową i niewielką pojemność ale za to jest małych rozmiarów i tania oraz w zupełności wystarczy do tego projektu. Wartość napięcia jakie wytwarza spada od około 3.3V kiedy bateria jest nowa do około 2.7V (i mniej) kiedy właściwie staje się już bezużyteczna. Przez większość czasu napięcie wytwarzane przez tę baterię (napięcie nominalne) wynosi około 3V.

Diody

TBD

Rezystory

Każda z diod ma swój rezystor ograniczający prąd (rezystory R1-R4). Ponieważ bateria posiada niską wydajność prądową, nawet bez ograniczania jej prądu nie istnieje ryzyko uszkodzenia diody. Głównym powodem ich zastosowania są energooszczędność i zrównoważenie jasności różnych kolorów diod. Rezystory są dobrane tak aby każda dioda pobierała około 1mA-2mA prądu.

sprawdź ↕

Jeśli za pomocą jakiegoś drutu złączysz dwa wyprowadzenia rezystora, powodując zwarcie jego wyprowadzeń, obwód będzie się zachowywał tak jakby tego rezystora nie było. Możesz sprawdzić, że gdy to zrobisz układ będzie nadal działał jednak odpowiednia sekcja będzie świecić jaśniej (pod warunkiem, że bateria nie jest jeszcze wyczerpana) co przełoży się na mniejszą żywotność baterii.

W obwodzie zastosowany został jeszcze rezystor R5 ograniczający prąd buzzera (głośnika) - głównie w celu oszczędzania prądu ale również w celu zmniejszenia głośności.

uwaga ↕

Oporność rezystorów została dostosowana dla diod o odpowiednim kolorze. Ze względu na właściwości diod, jeśli chciałbyś użyć innych kolorów, inne wartości mogą okazać się bardziej odpowiednie. Żadna wartość rezystora nie spowoduje złego działania układu jednak zbyt mała wartość może powodować zbyt intensywne świecenie i szybsze wyładowywanie się baterii podczas kiedy wartość zbyt duża może spowodować, że dioda będzie zbyt ciemna lub nie zaświeci się wcale.

Kondensatory

W projekcie użyte są dwa kondensatory - jeden mały ceramiczny 100nF (0.1uF), drugi znacznie większy - elektrolityczny 100uF.

Kondensator ceramiczny pełni rolę odsprzęgającego dla mikrokontrolera. Z tego powodu ułożony jest bardzo blisko niego i podłączony jest grubymi ścieżkami. Zapewnia to stabilność pracy mikrokontrolera przez zmniejszenie nagłych małych skoków lub spadków (pików) napięcia pojawiających się głównie w momencie przełączania większych prądów. W naszym obwodzie nie jest on ściśle niezbędny i prawdopodobnie wszystko będzie działać nawet jeśli go pominiesz. Użycie kondensatorów odsprzęgających jest jednak dobrą praktyką i wymogiem w obwodach, w których przełączane mogą być większe prądy.

Kondensator elektrolityczny jest jeszcze mniej istotny w tym projekcie. Na pewno wszystko będzie działać poprawnie nawet bez niego. Jego rolą jest jednak łagodzenie skoków prądu pobieranego z baterii co ma za zadanie przedłyć jej żywotność.

sprawdź ↕

Aby zobaczyć jak zachowuje się obwód bez tego kondensatora nie możesz zewrzeć jego wyprowadzeń (tak jak w przypadku rezystora) - doprowadziłoby to do zwarcia wyprowadzeń baterii i szybkiego jej rozładowania. Zamiast tego musisz odłączyć przynajmniej jedną nóżkę kondensatora przez jej odlutowanie lub odcięcie.

Mikroprzełączniki

TBD

Buzzer

Czyli miniaturowy głośnik zdolny produkować piski. W tym projekcie został użyty tzw. buzzer pasywny a więc taki, który wymaga podania sygnału z napięciem zmieniającym się kilkaset do kilku tysięcy razy na sekundę aby wydać słyszalny dźwięk. Generowaniem takiego zmieniającego się sygnału zajmuje się mikrokontroler. W zależności od tego jak często zmienia się sygnał (jego częstotliwości), otrzymujemy różne dźwięki. Dźwięki są wydawane kiedy zapalana jest któraś z diod podczas wyświetlania sekwencji do powtórzenia - każdy kolor ma przypisany inny dzwięk.

Mikrokontroler

To serce układu - mikrokontroler Attiny13A. Jest to miniaturowy komputer, posiadający 8 wyprowadzeń - 2 nóżki służace do zasilania, 1 nóżka odpowiadająca za resetowanie układu i 5 nóżek umożliwiających podłączenie zewnętrznych elementów:

TBD

Uproszczony opis poleceń jakie ma zaprogramowany ten mikrokontroler:

TBD