Kazalo:
2025 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2025-01-13 06:58
Zdaj izdelek!
Za zaključek magistrskega študija elektrotehnike je bilo potrebno kar nekaj dela. To je bila dolga petletna pot, v kateri sem zelo užival. Konec leta 2015 sem diplomiral na univerzi in pred mano so bile 3 mesečne počitnice. Kakšen boljši način, da ga porabite kot malo inženirskih raziskav in razvoja! Naredimo kalkulator besedilnih sporočil!
1. korak: Izberite obstoječi znanstveni kalkulator
Ta korak je precej obvezen.
Zelo malo je verjetno, da bi lahko našli podjetje, ki bi jim po nizki ceni izdelalo nekaj etuijev in gumbov za kalkulator.
Zdaj je samo stvar, da iztrgamo notranjost in vanj vstavimo lastno vezje.
2. korak: Izbor komponent
Tri najpomembnejše komponente projekta so LCD, MCU in modul Bluetooth.
Za LCD sem uporabil "162COG-BA-BC" podjetja Displaytech. LCD mora biti zelo tanek, da se prilega ohišju kalkulatorja in ta LCD je izpolnil to zahtevo. Poleg tega je odsevni LCD in zato ne porabi velike količine toka. Nazadnje, ta LCD uporablja krmilnik, ki je združljiv z znanim Hitachi HD44780 in bo programiranje poenostavil z veliko številko spletne dokumentacije.
Za MCU je potrebno veliko število vhodno/izhodnih zatičev splošnega namena za število gumbov znanstvenega kalkulatorja. Za modul Bluetooth sta potrebna tudi spodobna količina bliskovnega pomnilnika in vmesnik UART.
Za modul Bluetooth je nujna zahteva, da lahko modul deluje kot glavni in pomožni. To pomeni, da se z modulom ne morejo povezati samo druge naprave, ampak tudi modul lahko išče druge naprave Bluetooth in sam inicializira povezave. Brez te zmogljivosti se kalkulatorji ne bi mogli povezati med seboj in bi lahko sprejeli le zahteve za povezavo iz pametnejših naprav, kot so pametni telefoni.
3. korak: Oblikovanje električnega vezja
Pregledovanje podatkovnih listov nam pove, da bomo potrebovali dve napetostni tirnici. Za modul Bluetooth potrebujemo tirnico 3,3 V in tirnico 5,0 V za LCD.
Imamo napajanje 3,0 V iz dveh alkalnih baterij, ki sta v seriji. Za pridobitev zahtevane napetosti bomo uporabili ojačevalni pretvornik in regulator nizkega izpada (LDO). Izhodna napetost ojačevalnega pretvornika je odvisna od razmerja uporov R3 in R4 v diagramu. Povečevalni pretvornik bo z navedenimi vrednostmi povečal napetost s 3,0 V na 5,0 V.
Nato lahko s pomočjo 5.0 V tirnice s pomočjo LDO ustvarimo tirnico 3.3 V. Prepričajte se, da na vhodih in izhodih teh regulatorjev vstavite nekaj SMD kondenzatorjev dostojne velikosti, saj so ključni za uspešno delovanje.
Nazadnje vstavimo japonko za nekaj pametnega preklapljanja, ki ga bomo uporabili z gumbi za vklop in izklop, ki so izvorni v ohišju kalkulatorja.
4. korak: Oblikovanje krmilnega vezja
Shema krmilnega vezja je razmeroma preprosta.
Za odpravljanje napak v napravi uporabljamo ATmegin JTAG.
Modul Bluetooth povežemo z enim od UART vmesnikov MCU -jev, pri čemer vstavimo nekaj varnostnih uporov, da zagotovimo, da na modulu Bluetooth nikoli ne vidimo napetosti, višje od 3,3 V. Razdelilnik upora je potreben, ker MCU deluje od 5 V tirnice (MCU ni bilo mogoče zagnati od tirnice 3,3 V, ker 3,3 V ne zadošča za visoko logiko LCD).
LCD se poveže naravnost z V/I za splošno uporabo na MCU. Za kontrastni zatič se uporablja delilnik napetosti. Druga možnost je, da tukaj uporabite potenciometer. Všeč pa mi je robustnost statičnega izdelka, ki prihaja z ločenimi upori za prilagajanje kontrasta.
Dodajte nekaj ločevalnih kondenzatorjev, 16 MHz kristal za MCU, povlecite upore za gumbe in shematska zasnova je narejena.
5. korak: Oblikovanje PCB -ja
Za oblikovanje tiskanih vezij sem uporabil Altium Designer. Najpomembnejši in zapleten del zasnove tiskanega vezja je bil pri merjenju fizičnih dimenzij kalkulatorja. Ne samo, da mora imeti plošča popolno širino in višino, da se dobro prilega ohišju kalkulatorja, vendar je treba izpolniti številne druge fizične dimenzije. Luknje za LCD morajo imeti pravi položaj navzgor po tiskanem vezju, da se dobro poravnajo z oknom v ohišju. PCB bo potreboval več lukenj, skozi katere gredo vijaki od zadnje strani ohišja do sprednje strani ohišja. Nazadnje bo treba na tiskanem vezju imeti blazinice za gumbe, ki se dobro poravnajo.
Zasnova blazinic za gumbe uporablja standardno prepleteno obliko, ki zagotavlja visoko zanesljivost, ko pritisnete prevodno preprogo za gumbe.
Ne pozabite izrezati bakra iz tiskanega vezja z uporabo "Keep Out Area" okoli antene modula Bluetooth, da zagotovite, da ne bo prišlo do kompromisov pri povezljivosti signala. Moj proizvajalec se je nepričakovano odločil izrezati celotno ploščo, kjer sem označil, vendar mi na srečo to ni povzročilo težav.
6. korak: Koda stran
Za kodiranje sem uporabil AVR Studio s starim iskalnikom napak JTAG ICE. Moja koda nikakor ni bila elegantno napisana, vendar se je na koncu vse dobro obneslo. Na koncu sem uporabil 64Kbajtov od 128Kb flash pomnilnika, ki je na voljo.
Modul Bluetooth je res zelo zmogljiv. Uspelo mi je dati napravi možnost, da se poveže z drugimi kalkulatorji, telefoni iPhone in Androidi.
Zahteve za kodiranje so poznavanje krmilnikov LCD Hitachi, osnovne veščine programiranja AVR in razumevanje, kako komunicirati z zunanjimi napravami prek ukazov AT in UART.
Hvala kupcem za branje!
www.rubydevices.com.au/productSelect/RubyCalculator
www.ebay.com.au/itm/Text-Messaging-Calculat…