Lorsque le seul outil dont vous disposez est un marteau, chaque problème ressemble à un clou. Un ornement LED pour le sapin de Noël peut être construit de n’importe quelle manière des implémentations simples et faciles. Vous n’avez certainement pas besoin d’un processeur ARM Cortex M4 fonctionnant à 120 MHz avec une bouchée de fonctionnalités à trois lettres telles que FPU, ETM, ETB, ECC, RWW, TCM, EIC, AES, bus CAN et bien plus encore. Mais [Martin Held] a construit un ornement d’arbre de Noël à LED super simple à l’aide du micro-contrôleur de la série ATSAME51, avec lequel il travaille régulièrement et qu’il avait sous la main, et de nombreuses LED bicolores. Il avait déjà des symboles schématiques et des programmeurs pour l’appareil provenant d’autres projets où il l’utilise plus largement, donc mettre tout cela ensemble à temps pour la saison des fêtes était beaucoup plus rapide pour lui, malgré le fait que le micro-contrôleur était très probablement le partie la moins chère de la nomenclature, en plus des passifs.

À ce stade, il pourrait être tentant de dire qu’il aurait été tellement plus simple d’utiliser des LED adressables, telles que le WS2812B ou l’APA102C. Vous pouvez les piloter à l’aide d’un microcontrôleur plus basique et ne pas nécessiter autant de broches GPIO. Mais l’utilisation de ces LED «pixels intelligents» pour des prototypes assemblés à la main peut parfois conduire à des résultats inattendus. S’ils ne sont pas stockés sous forme de bande / bobine scellée, les conditions de stockage peuvent avoir un effet négatif conduisant à des pixels morts. Et, ils ont besoin d’une procédure de cuisson spécifique avant d’être soudés. Faire cela pour quelques LED à la maison peut être délicat.

Donc, pour les LED, il est à nouveau sorti des sentiers battus, choisissant d’utiliser trois styles de couleurs différents de LED bicolores avec des empreintes de 1206 encombrements faciles à souder à la main. Cela lui permet d’obtenir un mélange de couleurs assez aléatoire dans l’ornement terminé.

La matrice de LED est pseudo-charlieplex. Une borne de chaque LED est connectée à une broche GPIO du microcontrôleur et l’autre borne de toutes les LED est connectée à une seule paire complémentaire de MOSFET à canal N / canal P – connectés en totem. En fonction du MOSFET activé via une broche GPIO commandant la broche de porte haut ou bas, la deuxième borne de chaque LED est connectée à l’alimentation ou à la terre. En combinaison avec les broches GPIO pilotées haut / bas, cela permet à la LED bicolore d’être polarisée dans les deux sens. Faire en sorte que chaque LED émette une couleur est assez simple: régler tous les GPIO LED à un niveau bas et la porte MOSFET GPIO à une valeur élevée polarisera les LED dans une direction. Inversez la logique GPIO et les LED seront polarisées dans l’autre sens. Si cela est fait assez lentement, les deux couleurs peuvent être facilement différenciées. Si la logique de conduite est accélérée, changeant d’états tous les 10us, les deux couleurs séparées fusionnent pour former une troisième teinte. Avec un peu de code intelligent, il ajoute également un peu d’aléatoire dans les états de sortie GPIO, ce qui se traduit par un effet scintillant plus attrayant. [Martin] fait une promenade détaillée dans la vidéo intégrée ci-dessous.

Si vous avez le même groupe de pièces qui traînent et que vous souhaitez répliquer le projet, sachez que les fichiers source de KiCad auront besoin de travail pour nettoyer les erreurs – [Martin] était pressé et savait ce qu’il faisait, il y a donc des erreurs intentionnelles dans le schéma, telles que l’utilisation du même symbole pour les MOSFET à canal N et à canal P, et le symbole LED unidirectionnel à la place du symbole bidirectionnel . Et pour la programmation, vous aurez besoin de l’un de ces câbles coûteux de style pogo-pin, à moins que vous ne décidiez d’éditer le PCB avant d’envoyer les Gerbers.

[Martin] construit seulement trois de ces ornements sur mesure, en conservant un et en donnant les deux autres à un voisin et à un collègue. Mais si vous souhaitez vraiment construire un ornement d’arbre avec des LED adressables, alors jetez un œil à l’arbre de Noël Sierpinski qui peut être mis en cascade pour former une gamme d’ornements d’arbre.

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