Calculadora de missatges de text: 6 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:14

Ara és un producte!

La realització d’un màster en Enginyeria Elèctrica va suposar una mica de treball. Va ser un llarg camí de cinc anys que em va agradar molt. A finals del 2015 em vaig graduar a la universitat i tenia tres mesos de vacances per davant. Quina millor manera de gastar-ho que una mica d’enginyeria en R + D! Fem una calculadora de missatges de text.

Pas 1: trieu una calculadora científica existent

Aquest pas és pràcticament obligatori.

És molt poc probable que es pugui trobar una empresa que els modeli un parell de fundes i botons per a calculadores a un preu barat.

Ara només és qüestió d’arrencar l’interior i posar-hi els nostres propis circuits.

Pas 2: Selecció de components

Els tres components més crucials per al projecte són la pantalla LCD, l’MCU i el mòdul Bluetooth.

Per a la pantalla LCD he utilitzat el "162COG-BA-BC" de Displaytech. La pantalla LCD ha de ser molt fina per adaptar-se a la caixa de la calculadora i aquesta pantalla LCD compleix aquest requisit. A més, és un LCD reflectant i, per tant, no consumeix una gran quantitat de corrent. Finalment, aquesta pantalla LCD utilitza un controlador compatible amb el familiar Hitachi HD44780 i farà que la programació sigui una brisa amb la gran abundància de documentació en línia.

Per a l'MCU és necessari un gran nombre de pins d'E / S d'ús general per adaptar-se al nombre de botons de la calculadora científica. També es necessita una bona quantitat de memòria flash i una interfície UART per al mòdul Bluetooth.

Per al mòdul Bluetooth, el requisit necessari és que el mòdul pugui actuar com a mestre i com a esclau. És a dir, no només es poden connectar altres dispositius al mòdul, sinó que el mòdul pot buscar altres dispositius bluetooth i inicialitzar les connexions per si mateix. Sense aquesta capacitat, les calculadores no es podrien connectar entre elles i només podrien acceptar sol·licituds de connexió de dispositius més intel·ligents, com ara els telèfons intel·ligents.

Pas 3: Disseny de circuits de potència

Consultar els fulls de dades ens indica que necessitarem dos rails de tensió. Necessitarem un carril de 3,3 V per al mòdul Bluetooth i un carril de 5,0 V per a la pantalla LCD.

Tenim un subministrament de 3,0 V de les dues bateries alcalines que estan en sèrie. Per obtenir les tensions necessàries utilitzarem un convertidor Boost i un regulador de baixa baixada (LDO). La tensió de sortida del convertidor Boost està dictada per la relació de resistència de R3 i R4 al diagrama. El convertidor Boost augmentarà el voltatge de 3,0 V a 5,0 V amb els valors indicats.

A continuació, podem utilitzar el carril de 5,0 V per crear un carril de 3,3 V amb l'ajut d'un LDO. Assegureu-vos que feu servir alguns condensadors SMD de mida decent a les entrades i sortides d’aquests reguladors, ja que són fonamentals per a un funcionament reeixit.

Finalment, llancem un Flip-Flop per a una commutació intel·ligent que utilitzarem amb els botons d’encès i apagat propis de la caixa de la calculadora.

Pas 4: Disseny de circuits de control

L'esquema del circuit de control és relativament senzill.

Utilitzem el JTAG d’ATmega per depurar el dispositiu.

Connectem el mòdul Bluetooth a una de les interfícies UART de les MCU que introdueixen algunes resistències de seguretat per garantir que mai no veiem una tensió superior a 3,3 V al mòdul Bluetooth. El divisor de resistències és necessari ja que l'MCU funciona des del carril de 5 V (l'MCU no es pot executar des del carril de 3,3 V perquè els 3,3 V són insuficients per a la lògica LCD alta).

La pantalla LCD es connecta directament amb E / S d’ús general a l’MCU. S'utilitza un divisor de tensió per al pin de contrast. Alternativament, aquí es podria utilitzar un potenciòmetre. Tanmateix, m'agrada la robustesa d'un producte estàtic que inclou resistències separades per ajustar el contrast.

Afegiu alguns condensadors de desacoblament, un cristall de 16 MHz per a la MCU, tireu resistències dels botons i el disseny esquemàtic ja està acabat.

Pas 5: disseny de PCB

Per al disseny de PCB vaig utilitzar Altium Designer. La part més important i complicada del disseny de PCB va ser la mesura de les dimensions físiques de la calculadora. El tauler no només ha de tenir l’amplada i l’alçada perfectes per adaptar-se bé a la caixa de la calculadora, sinó que s’ha de complir una sèrie d’altres dimensions físiques. Els forats de la pantalla LCD necessiten tenir la posició correcta cap amunt del PCB per alinear-se bé amb la finestra de la caixa. El PCB necessitarà diversos forats per on passin els cargols des de la part posterior de la caixa fins a la part frontal de la caixa. Finalment, el PCB haurà de tenir coixinets per als botons que s’alineïn bé.

El disseny del coixinet dels botons utilitza una forma entrellaçada estàndard per garantir una alta fiabilitat quan es prem el tapet de botó conductor.

Assegureu-vos de tallar el coure del PCB mitjançant una "zona de manteniment" al voltant de l'antena del mòdul Bluetooth per assegurar-vos que no hi ha cap compromís en la connectivitat del senyal. El meu fabricant va decidir inesperadament tallar tota la placa on havia marcat, però per sort això no em va causar cap problema.

Pas 6: Lliure el codi

He utilitzat AVR Studio amb un vell depurador JTAG ICE per fer tota la meva codificació. El meu codi no estava escrit de cap manera amb elegància, però al final tot va funcionar bé. Vaig acabar utilitzant 64 Kbytes dels 128 Kbytes de memòria flash disponible.

El mòdul Bluetooth és realment bastant potent. Vaig aconseguir que el meu dispositiu pogués connectar-se a altres calculadores, iPhones i Android.

Els requisits per a la codificació són el coneixement dels controladors LCD Hitachi, les habilitats bàsiques de programació AVR i la comprensió de com interactuar amb un perifèric a través d’ordres AT i UART.

Moltes gràcies per llegir!

www.rubydevices.com.au/productSelect/RubyCalculator

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