Īsziņu kalkulators: 6 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:56

Tagad produkts!

Elektrotehnikas maģistra grāda iegūšana prasīja nelielu smagu darbu. Tas bija garš piecu gadu ceļš, kas man ļoti patika. 2015. gada beigās es pabeidzu universitāti un mani gaidīja 3 mēnešu atvaļinājums. Kas ir labāks veids, kā to iztērēt, nekā neliels inženiertehniskā pētniecība un attīstība! Izveidosim īsziņu kalkulatoru!

1. darbība. Izvēlieties esošu zinātnisko kalkulatoru

Šis solis ir diezgan obligāts.

Ir ļoti maz ticams, ka varētu atrast uzņēmumu, kas par lētu cenu veidotu viņiem pāris kalkulatora korpusus un pogas.

Tagad atliek tikai izvilkt iekšpusi un ielikt tajā savu shēmu.

2. darbība: komponentu izvēle

Trīs vissvarīgākās projekta sastāvdaļas ir LCD, MCU un Bluetooth modulis.

LCD izmantoju Displaytech "162COG-BA-BC". LCD ir jābūt īpaši plānam, lai tas ietilptu kalkulatora korpusā, un šis LCD izpildīja šo prasību. Turklāt tas ir atstarojošs LCD un tādējādi neizmanto lielu strāvas daudzumu. Visbeidzot, šis LCD izmanto kontrolieri, kas ir saderīgs ar pazīstamo Hitachi HD44780, un padarīs programmēšanu vieglu, pateicoties lielajai tiešsaistes dokumentācijas pārpilnībai.

MCU ir nepieciešams liels skaits vispārējas nozīmes I/O tapas, lai ņemtu vērā zinātnisko kalkulatoru pogu skaitu. Nepieciešams arī pienācīgs zibatmiņas apjoms un UART interfeiss Bluetooth modulim.

Bluetooth modulim nepieciešamā prasība ir tāda, ka modulis var darboties gan kā galvenais, gan kā palīgs. Tas ir, ne tikai citas ierīces var izveidot savienojumu ar moduli, bet arī modulis var meklēt citas Bluetooth ierīces un pats inicializēt savienojumus. Bez šīs iespējas kalkulatori nevarētu izveidot savienojumu un varētu pieņemt savienojuma pieprasījumus tikai no viedākām ierīcēm, piemēram, viedtālruņiem.

3. darbība. Strāvas shēmas projektēšana

Datu lapu apskate parāda, ka mums būs vajadzīgas divas sprieguma sliedes. Mums būs nepieciešama 3,3 V sliede Bluetooth modulim un 5,0 V sliede LCD.

Mums ir 3,0 V barošana no divām sērijveida sārma baterijām. Lai iegūtu nepieciešamo spriegumu, mēs izmantosim pastiprināšanas pārveidotāju un zema izmešanas regulatoru (LDO). Boost Converter izejas spriegumu nosaka R3 un R4 rezistoru attiecība diagrammā. Boost Converter paaugstinās spriegumu no 3,0 V līdz 5,0 V ar norādītajām vērtībām.

Pēc tam mēs varam izmantot 5,0 V sliedi, lai ar LDO palīdzību izveidotu 3,3 V sliedi. Vienkārši pārliecinieties, ka šo regulatoru ieejās un izejās ir ievietoti daži pienācīga izmēra SMD kondensatori, jo tie ir būtiski veiksmīgai darbībai.

Visbeidzot, mēs iemetam Flip-Flop, lai veiktu gudru pārslēgšanos, ko mēs izmantosim ar ieslēgšanas un izslēgšanas pogām, kas raksturīgas kalkulatora korpusam.

4. solis: vadības shēmas dizains

Kontroles shēmas shēma ir samērā vienkārša.

Ierīces atkļūdošanai mēs izmantojam ATmega JTAG.

Mēs savienojam Bluetooth moduli ar vienu no MCU UART saskarnēm, kas iemet dažus drošības rezistorus, lai nodrošinātu, ka mēs nekad neredzēsim Bluetooth moduļa spriegumu, kas ir lielāks par 3,3 V. Rezistoru dalītājs ir nepieciešams, jo MCU darbojas no 5 V sliedes (MCU nevarēja palaist no 3,3 V sliedes, jo 3,3 V nepietiek LCD loģikas augstumam).

LCD displejs tieši savienojas ar universālajiem IU/MCU. Kontrasta tapai tiek izmantots sprieguma dalītājs. Alternatīvi šeit var izmantot potenciometru. Tomēr man patīk statiska produkta izturība, kurai ir atsevišķi rezistori, lai pielāgotu kontrastu.

Pievienojiet dažus atvienošanas kondensatorus, 16 MHz kristālu MCU, uzvelciet rezistorus pogām, un tiek izveidots shematisks dizains.

5. solis: PCB dizains

PCB dizainam es izmantoju Altium Designer. Vissvarīgākā un sarežģītākā PCB konstrukcijas daļa bija kalkulatora fizisko izmēru mērīšana. Dēlim ir jābūt ne tikai perfektam platumam un augstumam, lai tas labi ietilptu kalkulatora korpusā, bet ir jāievēro vairāki citi fiziskie izmēri. LCD caurumiem jābūt pareizā pozīcijā uz augšu PCB, lai tie labi izlīdzinātos ar korpusa logu. PCB būs nepieciešami vairāki caurumi, kur skrūves iziet no korpusa aizmugures līdz korpusa priekšpusei. Visbeidzot, PCB būs jābūt spilventiņiem pogām, kas labi izlīdzinās.

Pogu spilventiņu dizainā tiek izmantota standarta interleaved forma, lai nodrošinātu augstu uzticamību, kad nospiests vadošais pogas paklājs.

Noteikti nogrieziet varu no PCB, izmantojot "Keep Out Area" ap Bluetooth moduļa antenu, lai nodrošinātu, ka signāla savienojamība nav apdraudēta. Mans ražotājs negaidīti nolēma izgriezt visu dēli vietā, kur es biju atzīmējis, bet par laimi tas man neradīja nekādas problēmas.

6. darbība. Kods prom

Lai veiktu visu savu kodēšanu, es izmantoju AVR Studio ar veco JTAG ICE atkļūdotāju. Mans kods nekādā ziņā nebija eleganti uzrakstīts, bet galu galā tas viss darbojās labi. Es beidzot izmantoju 64 KB no pieejamās 128 KB zibatmiņas.

Bluetooth modulis patiešām ir diezgan spēcīgs. Man izdevās piešķirt savai ierīcei iespēju izveidot savienojumu ar citiem kalkulatoriem, iPhone un Android.

Kodēšanas prasības ir zināšanas par Hitachi LCD kontrolieriem, pamata AVR programmēšanas prasmes un izpratne par to, kā mijiedarboties ar perifēriju, izmantojot AT komandas un UART.

Paldies kaudzēm, ka lasījāt!

www.rubydevices.com.au/productSelect/RubyCalculator

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