Kalkulačka textových správ: 6 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:59

Teraz výrobok!

Dokončenie magisterského titulu v elektrotechnike si vyžadovalo trochu tvrdej práce. Bola to dlhá päťročná cesta, ktorú som si naplno užíval. Koncom roku 2015 som skončil vysokú školu a čakali ma 3 mesiace prázdnin. Aký lepší spôsob, ako ho stráviť, ako malý technický výskum a vývoj! Vytvorme kalkulačku textových správ!

Krok 1: Vyberte si existujúcu vedeckú kalkulačku

Tento krok je do značnej miery povinný.

Je veľmi nepravdepodobné, že by sa našla spoločnosť, ktorá by im vyrobila niekoľko puzdier a tlačidiel kalkulačky za nízku cenu.

Teraz je to len otázka vytrhnutia vnútorností a vloženia vlastných obvodov do nich.

Krok 2: Výber komponentu

Tri najdôležitejšie komponenty projektu sú modul LCD, MCU a Bluetooth.

Na LCD som použil "162COG-BA-BC" od Displaytech. Displej LCD musí byť veľmi tenký, aby sa zmestil do puzdra kalkulačky, a tento LCD monitor túto požiadavku splnil. Navyše je to reflexný LCD displej, a preto nespotrebuje veľké množstvo prúdu. Nakoniec tento LCD displej používa ovládač kompatibilný so známym Hitachi HD44780 a s veľkým množstvom online dokumentácie urobí programovanie hračkou.

Pre MCU je potrebný veľký počet vstupno -výstupných pinov na všeobecné použitie, ktoré sú vhodné pre počet tlačidiel vedeckej kalkulačky. Potrebné je tiež slušné množstvo pamäte flash a rozhranie UART pre modul Bluetooth.

V prípade modulu Bluetooth je nevyhnutnou požiadavkou, aby modul mohol fungovať ako hlavný aj podriadený. To znamená, že k modulu sa môžu pripojiť nielen ďalšie zariadenia, ale modul je schopný vyhľadávať ďalšie zariadenia Bluetooth a inicializovať pripojenia sám. Bez tejto schopnosti by sa kalkulačky nemohli navzájom spájať a boli by schopné prijímať žiadosti o pripojenie iba z inteligentnejších zariadení, akými sú inteligentné telefóny.

Krok 3: Návrh obvodov napájania

Pohľad na listy nám hovorí, že budeme potrebovať dve napäťové koľajnice. Na modul Bluetooth budeme potrebovať 3,3 V lištu a na LCD 5,0 V lištu.

Máme napájanie 3,0 V z dvoch alkalických batérií, ktoré sú v sérii. Na získanie požadovaného napätia použijeme prevodník zosilnenia a regulátor nízkeho výpadku (LDO). Výstupné napätie zosilňovača je diktované pomerom odporu R3 a R4 v diagrame. Boost Converter zvýši napätie z 3,0 V na 5,0 V s uvedenými hodnotami.

Potom môžeme pomocou 5,0 V koľajnice vytvoriť 3,3 V lištu pomocou LDO. Uistite sa, že na vstupoch a výstupoch týchto regulátorov využijete kondenzátory SMD slušnej veľkosti, pretože sú rozhodujúce pre úspešnú prevádzku.

Nakoniec prihodíme Flip-Flop na inteligentné prepínanie, ktoré použijeme s tlačidlami zapnutia a vypnutia pôvodnými v prípade kalkulačky.

Krok 4: Návrh obvodu ovládania

Schéma riadiacich obvodov je relatívne jednoduchá.

Na ladenie zariadenia používame JTAG ATmega.

Modul Bluetooth pripájame k jednému z rozhraní UART MCU, ktoré vháňa niektoré bezpečnostné odpory, aby sme zaistili, že na module Bluetooth nikdy neuvidíme napätie vyššie ako 3,3 V. Oddeľovač odporu je potrebný, pretože MCU beží z 5 V koľajnice (MCU nebolo možné spustiť z 3,3 V koľajnice, pretože 3,3 V je nedostatočné na logickú výšku LCD).

LCD sa pripája priamo k univerzálnym vstupom/výstupom na MCU. Na kontrastný kolík sa používa delič napätia. Alternatívne by tu mohol byť použitý potenciometer. Páči sa mi však robustnosť statického produktu, ktorý je dodávaný so samostatnými odpormi na úpravu kontrastu.

Pridajte niekoľko oddeľovacích kondenzátorov, 16 MHz kryštál pre MCU, vyťahovacie odpory pre tlačidlá a schematický návrh je hotový.

Krok 5: Návrh DPS

Na návrh DPS som použil Altium Designer. Najdôležitejšia a najzložitejšia časť návrhu DPS bola v meraní fyzických rozmerov kalkulačky. Doska musí mať nielen perfektnú šírku a výšku, aby sa dobre zmestila do puzdra kalkulačky, ale musí byť splnených niekoľko ďalších fyzických rozmerov. Otvory pre LCD musia mať správnu polohu na doske plošných spojov, aby boli dobre zarovnané s oknom v puzdre. Doska plošných spojov bude potrebovať niekoľko otvorov, cez ktoré skrutky prechádzajú zo zadnej časti puzdra do prednej časti puzdra. Nakoniec doska plošných spojov bude musieť mať podložky pre tlačidlá, ktoré sú dobre zarovnané.

Podložka pre tlačidlá používa štandardný prekladaný tvar, aby bola zaistená vysoká spoľahlivosť pri stlačení vodivej podložky pre tlačidlá.

Uistite sa, že ste vystrihli meď z PCB pomocou „Keep Out Area“okolo antény modulu Bluetooth, aby ste zaistili nekompromisnosť v konektivite signálu. Môj výrobca sa nečakane rozhodol vyrezať celú dosku, kde som označil, ale našťastie mi to nespôsobilo žiadne problémy.

Krok 6: Kódujte

Na kódovanie som použil AVR Studio so starým ladiacim programom JTAG ICE. Môj kód nebol v žiadnom prípade elegantne napísaný, ale nakoniec všetko fungovalo dobre. Nakoniec som použil 64 kB z 128 kB dostupnej pamäte Flash.

Modul Bluetooth je skutočne veľmi výkonný. Podarilo sa mi dať môjmu zariadeniu možnosť prepojenia s inými kalkulačkami, iPhonmi a Androidmi.

Požiadavkami na kódovanie sú znalosti ovládačov LCD Hitachi, základné programovacie schopnosti AVR a porozumenie interakcii s periférnymi zariadeniami pomocou príkazov AT a UART.

Vďaka haldy za prečítanie!

www.rubydevices.com.au/productSelect/RubyCalculator

www.ebay.com.au/itm/Text-Messaging-Calculat…