SMS -lommeregner: 6 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:28

Nu et produkt!

Det tog lidt hårdt arbejde at afslutte en kandidatgrad i elektroteknik. Det var en lang femårig vej, som jeg nød grundigt. I slutningen af 2015 tog jeg eksamen på universitetet og havde en 3 måneders ferie foran mig. Hvilken bedre måde at bruge det på end lidt teknisk R&D! Lad os lave en SMS -lommeregner!

Trin 1: Vælg en eksisterende videnskabelig lommeregner

Dette trin er stort set obligatorisk.

Det er meget usandsynligt, at man kunne finde et firma til at forme dem et par lommeregnerhuse og knapper til en billig pris.

Nu er det bare et spørgsmål om at rive indersiden ud og sætte vores eget kredsløb i det.

Trin 2: Valg af komponenter

De tre mest afgørende komponenter til projektet er LCD-, MCU- og Bluetooth -modulet.

Til LCD'en brugte jeg "162COG-BA-BC" fra Displaytech. LCD -skærmen skal være super tynd for at passe i lommeregnerhuset, og denne LCD opfyldte dette krav. Yderligere er det en reflekterende LCD og vil derfor ikke forbruge en stor mængde strøm. Endelig bruger denne LCD en controller kompatibel med den velkendte Hitachi HD44780 og vil gøre programmering til en leg med den store overflod af online dokumentation.

Til MCU er et stort antal generelle I/O -ben nødvendige for at rumme antallet af videnskabelige lommeregnerknapper. En anstændig mængde flashhukommelse og en UART -grænseflade til Bluetooth -modulet er også påkrævet.

For Bluetooth -modulet er det nødvendige krav, at modulet kan fungere både som en master og en slave. Det vil sige, at andre enheder ikke kun kan oprette forbindelse til modulet, men modulet er i stand til at scanne efter andre bluetooth -enheder og initialisere forbindelserne selv. Uden denne mulighed ville lommeregnere ikke kunne oprette forbindelse til hinanden og ville kun kunne acceptere forbindelsesanmodninger fra smartere enheder som f.eks. Smartphones.

Trin 3: Power Circuitry Design

Når vi kigger gennem databladene, fortæller vi, at vi skal bruge to spændingsskinner. Vi skal bruge en 3,3 V -skinne til Bluetooth -modulet og en 5,0 V -skinne til LCD -skærmen.

Vi har en 3,0 V forsyning fra de to alkaliske batterier, der er i serie. For at få de nødvendige spændinger bruger vi en Boost Converter og en Low Dropout Regulator (LDO). Udgangsspændingen fra Boost Converter er dikteret af modstandsforholdet på R3 og R4 i diagrammet. Boost -konverteren øger spændingen fra 3,0 V til 5,0 V med de angivne værdier.

Vi kan derefter bruge 5,0 V -skinnen til at oprette en 3,3 V -skinne ved hjælp af en LDO. Bare sørg for, at du smutter på nogle anstændige SMD -kondensatorer på input og output af disse regulatorer, da de er afgørende for en vellykket drift.

Endelig smider vi en Flip-Flop ind for noget smart skift, som vi vil bruge med tænd- og slukknapperne, der er hjemmehørende i lommeregnerhuset.

Trin 4: Kontrolkredsløbsdesign

Skematikken for styrekredsløbet er relativt ligetil.

Vi bruger ATmega's JTAG til fejlfinding af enheden.

Vi tilslutter Bluetooth -modulet til en af MCU'ernes UART -grænseflader, der kaster nogle sikkerhedsmodstande ind for at sikre, at vi aldrig kan se en spænding større end 3,3 V på Bluetooth -modulet. Modstandsdeleren er nødvendig, da MCU kører fra 5 V -skinnen (MCU'en kunne ikke køres fra 3,3 V -skinnen på grund af at 3,3 V var utilstrækkelig til LCD -logikken høj).

LCD'et forbinder lige op med I/Os til generelle formål på MCU'en. Der bruges en spændingsdeler til kontrastnålen. Alternativt kan et potentiometer bruges her. Jeg kan dog godt lide robustheden af et statisk produkt, der leveres med separate modstande til at justere kontrasten.

Tilføj nogle afkoblingskondensatorer, en 16 MHz krystal til MCU'en, træk modstande til knapperne op, og det skematiske design er udført.

Trin 5: PCB -design

Til PCB -designet brugte jeg Altium Designer. Den vigtigste og vanskeligste del af PCB -designet var i måling af lommeregnerens fysiske dimensioner. Brættet skal ikke alene have den perfekte bredde og højde for at passe godt ind i lommeregnerhuset, men en række andre fysiske dimensioner skal opfyldes. LCD -hullerne skal have den rigtige position op ad printet for at flugte godt med vinduet i sagen. PCB'et skal bruge flere huller til, hvor skruerne går igennem fra bagsiden af kabinettet til kabinettets forside. Endelig skal printkortet have elektroder til knapperne, som er godt tilpasset.

Paddesignet til knapperne bruger en standard sammenflettet form for at sikre høj pålidelighed, når den ledende knappemåtte trykkes ned.

Sørg for at skære kobberet ud af printkortet ved hjælp af et "Keep Out Area" omkring antennen på Bluetooth -modulet for at sikre, at der ikke er kompromis med signalforbindelsen. Min producent besluttede uventet at skære hele tavlen ud, hvor jeg havde markeret, men det forårsagede heldigvis ikke nogen problemer for mig.

Trin 6: Kode væk

Jeg brugte AVR Studio med en gammel JTAG ICE -fejlfinding til at lave al min kodning. Min kode var på ingen måde elegant skrevet, men det hele fungerede fint til sidst. Jeg endte med at bruge 64Kbytes af de tilgængelige 128Kbytes flash -hukommelse.

Bluetooth -modulet er virkelig ret kraftfuldt. Det lykkedes mig at give min enhed mulighed for at oprette forbindelse til andre lommeregnere, iPhones og Androids.

Kravene til kodning er viden om Hitachi LCD -controllere, grundlæggende AVR -programmeringsevner og en forståelse af, hvordan man interagerer med en perifer enhed via AT -kommandoer og UART.

Mange tak fordi du læste!

www.rubydevices.com.au/productSelect/RubyCalculator

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