ماشین حساب پیام کوتاه: 6 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:55

حالا یک محصول!

تکمیل مدرک کارشناسی ارشد مهندسی برق کمی سخت کار می برد. این یک راه طولانی پنج ساله بود که من از آن لذت بردم. در پایان سال 2015 من از دانشگاه فارغ التحصیل شدم و 3 ماه تعطیلات در پیش داشتم. چه راهی بهتر از صرف کمی تحقیق و توسعه مهندسی! بیایید یک ماشین حساب پیام متنی بسازیم!

مرحله 1: یک ماشین حساب علمی موجود را انتخاب کنید

این مرحله تقریباً اجباری است.

بسیار بعید است بتوان شرکتی پیدا کرد که با قیمتی ارزان چند عدد کیف و دکمه ماشین حساب برای آنها قالب بندی کند.

در حال حاضر فقط مسئله بیرون کشیدن قسمت های داخلی و قرار دادن مدارهای خودمان در آن است.

مرحله 2: انتخاب قطعات

سه جزء بسیار مهم برای پروژه LCD ، MCU و ماژول بلوتوث هستند.

برای LCD از "162COG-BA-BC" توسط Displaytech استفاده کردم. ال سی دی باید بسیار نازک باشد تا در محفظه ماشین حساب جا بگیرد و این ال سی دی این نیاز را برآورده کرده است. علاوه بر این ، یک LCD بازتابنده است و بنابراین مقدار زیادی جریان مصرف نمی کند. سرانجام ، این LCD از یک کنترلر سازگار با Hitachi HD44780 آشنا استفاده می کند و با فراوانی اسناد آنلاین برنامه نویسی را نسیم می کند.

برای MCU تعداد زیادی پین ورودی/خروجی عمومی برای قرار دادن تعداد دکمه های ماشین حساب علمی لازم است. مقدار مناسب حافظه فلش و رابط UART برای ماژول بلوتوث نیز مورد نیاز است.

برای ماژول بلوتوث الزامات ضروری این است که ماژول بتواند هم به عنوان master و هم به عنوان برده عمل کند. یعنی نه تنها دستگاه های دیگر می توانند به ماژول متصل شوند ، بلکه ماژول قادر است سایر دستگاه های بلوتوث را نیز اسکن کرده و خود اتصالات را راه اندازی کند. بدون این قابلیت ، ماشین حساب ها نمی توانند به یکدیگر متصل شوند و فقط می توانند درخواست های اتصال از دستگاه های هوشمندتر مانند تلفن های هوشمند را بپذیرند.

مرحله 3: طراحی مدارهای قدرت

نگاه کردن به برگه های داده به ما می گوید که ما نیاز به دو ریل ولتاژ داریم. ما برای ماژول بلوتوث به ریل 3.3 ولت و برای LCD به ریل 5.0 ولت نیاز داریم.

ما منبع تغذیه 3.0 ولت از دو باتری قلیایی داریم که به صورت سری هستند. برای بدست آوردن ولتاژهای مورد نیاز ، از یک Boost Converter و یک Low Regulator Dropout (LDO) استفاده می کنیم. ولتاژ خروجی Boost Converter توسط نسبت مقاومت R3 و R4 در نمودار تعیین می شود. مبدل تقویت کننده با مقادیر نشان داده شده ولتاژ را از 3.0 ولت به 5.0 ولت افزایش می دهد.

سپس ممکن است از ریل 5.0 ولت برای ایجاد ریل 3.3 ولت با کمک LDO استفاده کنیم. فقط مطمئن شوید که برخی از خازنهای SMD با اندازه مناسب را روی ورودی و خروجی این تنظیم کننده ها قرار داده اید زیرا آنها برای عملکرد موفق بسیار مهم هستند.

در نهایت ، یک Flip-Flop را برای سوئیچینگ هوشمند پرتاب می کنیم که از دکمه های روشن و خاموش بومی محاسبه کننده استفاده می کنیم.

مرحله 4: طراحی مدار کنترل

طرح کلی مدارهای کنترل نسبتاً ساده است.

برای اشکال زدایی دستگاه از JTAG ATmega استفاده می کنیم.

ما ماژول بلوتوث را به یکی از رابط های MCUs UART متصل می کنیم که برخی از مقاومت های ایمنی را وارد می کند تا اطمینان حاصل شود که هرگز ولتاژ بیش از 3.3 ولت را بر روی ماژول بلوتوث مشاهده نکنیم. تقسیم کننده مقاومت لازم است زیرا MCU از ریل 5 ولت کار می کند (MCU نمی تواند از ریل 3.3 ولت اجرا شود زیرا 3.3 ولت برای منطق LCD بالا کافی نیست).

LCD مستقیماً با ورودی/خروجی عمومی در MCU متصل می شود. برای تقسیم کنتراست از تقسیم کننده ولتاژ استفاده می شود. روش دیگر ، در اینجا می توان از پتانسیومتر استفاده کرد. با این حال ، من از استحکام یک محصول ثابت که دارای مقاومت های جداگانه برای تنظیم کنتراست است ، خوشم می آید.

برخی از خازن های جداسازی ، یک کریستال 16 مگاهرتز برای MCU ، مقاومتهای دکمه ها را بالا ببرید و طراحی شماتیک انجام می شود.

مرحله 5: طراحی PCB

برای طراحی PCB از Altium Designer استفاده کردم. مهمترین و پیچیده ترین قسمت طراحی PCB اندازه گیری ابعاد فیزیکی ماشین حساب بود. تخته نه تنها باید عرض و ارتفاع مناسبی داشته باشد تا به خوبی در محفظه ماشین حساب جا بگیرد ، بلکه تعدادی ابعاد فیزیکی دیگر نیز لازم است رعایت شود. سوراخ های LCD باید موقعیت مناسبی در بالای PCB داشته باشند تا به خوبی با پنجره کیس هماهنگ شود. PCB به چند سوراخ برای محل عبور پیچ ها از پشت کیس به جلوی کیس احتیاج دارد. در نهایت ، PCB باید دارای پد برای دکمه هایی باشد که به خوبی تراز شوند.

طراحی پد برای دکمه ها از یک شکل استاندارد ورقه ورقه برای اطمینان از قابلیت اطمینان بالا هنگام فشار دادن تشک دکمه رسانا استفاده می کند.

مطمئن شوید که مس را از PCB با استفاده از "Keep Out Area" در اطراف آنتن ماژول بلوتوث جدا کنید تا اطمینان حاصل شود که در اتصال سیگنال هیچ گونه مصالحه ای وجود ندارد. سازنده من به طور غیرمنتظره تصمیم گرفت تمام تخته را در جایی که من علامت گذاری کرده بودم برش دهد ، اما خوشبختانه این هیچ مشکلی برای من ایجاد نکرد.

مرحله 6: کد دور

من از AVR Studio با یک اشکال زدای قدیمی JTAG ICE برای انجام تمام برنامه نویسی خود استفاده کردم. کد من به هیچ وجه زیبا نوشته نشده بود اما در نهایت همه چیز خوب کار کرد. در نهایت از 64 کیلوبایت از 128 کیلوبایت حافظه فلش موجود استفاده کردم.

ماژول بلوتوث واقعاً بسیار قدرتمند است. من توانستم به دستگاهم این امکان را بدهم که به ماشین حساب های دیگر ، آیفون ها و اندرویدها متصل شود.

الزامات برنامه نویسی شامل آشنایی با کنترل کننده های LCD Hitachi ، مهارت های اولیه برنامه نویسی AVR و درک نحوه تعامل با دستگاه های جانبی از طریق دستورات AT و UART است.

با تشکر از خواندن!

www.rubydevices.com.au/productSelect/RubyCalculator

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