Calculadora de mensajes de texto: 6 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:42

¡Ahora un producto!

Completar una maestría en ingeniería eléctrica requirió un poco de trabajo duro. Fue un largo camino de cinco años que disfruté muchísimo. A finales de 2015 me gradué de la universidad y tenía tres meses de vacaciones por delante. ¡Qué mejor manera de gastarlo que un poco de I + D en ingeniería! ¡Hagamos una calculadora de mensajes de texto!

Paso 1: elija una calculadora científica existente

Este paso es prácticamente obligatorio.

Es muy poco probable que uno pueda encontrar una empresa que les moldee un par de estuches y botones para calculadoras por un precio económico.

Ahora es solo cuestión de arrancar el interior y poner nuestros propios circuitos en él.

Paso 2: selección de componentes

Los tres componentes más cruciales para el proyecto son la pantalla LCD, MCU y el módulo Bluetooth.

Para la pantalla LCD utilicé el "162COG-BA-BC" de Displaytech. La pantalla LCD debe ser muy delgada para caber en el estuche de la calculadora y esta pantalla LCD cumplió con ese requisito. Además, es una pantalla LCD reflectante y, por lo tanto, no consumirá una gran cantidad de corriente. Por último, esta pantalla LCD utiliza un controlador compatible con el conocido Hitachi HD44780 y hará que la programación sea muy sencilla gracias a la gran cantidad de documentación en línea.

Para la MCU, se necesita una gran cantidad de pines de E / S de propósito general para adaptarse a la cantidad de botones de la calculadora científica. También se requiere una cantidad decente de memoria flash y una interfaz UART para el módulo Bluetooth.

Para el módulo Bluetooth, el requisito necesario es que el módulo pueda actuar como maestro y esclavo. Es decir, no solo se pueden conectar otros dispositivos al módulo, sino que el módulo puede buscar otros dispositivos bluetooth e inicializar las conexiones por sí mismo. Sin esta capacidad, las calculadoras no podrían conectarse entre sí y solo podrían aceptar solicitudes de conexión de dispositivos más inteligentes como teléfonos inteligentes.

Paso 3: Diseño de circuitos de potencia

Mirar las hojas de datos nos dice que vamos a necesitar dos rieles de voltaje. Necesitaremos un riel de 3.3 V para el módulo Bluetooth y un riel de 5.0 V para la pantalla LCD.

Disponemos de un suministro de 3,0 V de las dos pilas alcalinas que están en serie. Para obtener los voltajes requeridos usaremos un convertidor elevador y un regulador de baja caída (LDO). El voltaje de salida del convertidor elevador está dictado por la relación de resistencia de R3 y R4 en el diagrama. El convertidor elevador aumentará el voltaje de 3.0 V a 5.0 V con los valores indicados.

Luego, podemos usar el riel de 5.0 V para crear un riel de 3.3 V con la ayuda de un LDO. Solo asegúrese de colocar algunos condensadores SMD de tamaño decente en las entradas y salidas de estos reguladores, ya que son fundamentales para un funcionamiento exitoso.

Finalmente, agregamos un Flip-Flop para algunos cambios inteligentes que usaremos con los botones de encendido y apagado nativos de la caja de la calculadora.

Paso 4: Diseño de circuitos de control

El esquema de los circuitos de control es relativamente sencillo.

Usamos el JTAG de ATmega para depurar el dispositivo.

Conectamos el Módulo Bluetooth a una de las interfaces UART de las MCU incorporando algunas resistencias de seguridad para garantizar que nunca veamos un voltaje superior a 3,3 V en el módulo Bluetooth. El divisor de resistencia es necesario ya que la MCU se ejecuta desde el riel de 5 V (la MCU no se pudo ejecutar desde el riel de 3.3 V debido a que 3.3 V son insuficientes para la lógica alta de la pantalla LCD).

La pantalla LCD se conecta directamente a las E / S de uso general en la MCU. Se utiliza un divisor de voltaje para el pin de contraste. Alternativamente, aquí podría usarse un potenciómetro. Sin embargo, me gusta la robustez de un producto estático que viene con resistencias separadas para ajustar el contraste.

Agregue algunos condensadores de desacoplamiento, un cristal de 16 MHz para la MCU, resistencias de extracción para los botones y el diseño esquemático está listo.

Paso 5: Diseño de PCB

Para el diseño de PCB utilicé Altium Designer. La parte más importante y complicada del diseño de PCB fue la medición de las dimensiones físicas de la calculadora. La pizarra no solo tiene que tener el ancho y la altura perfectos para encajar bien en el estuche de la calculadora, sino que también se requieren otras dimensiones físicas. Los orificios de la pantalla LCD deben tener la posición correcta en la PCB para alinearse bien con la ventana de la carcasa. La PCB necesitará varios orificios por donde pasan los tornillos desde la parte posterior de la carcasa hasta la parte frontal de la carcasa. Finalmente, la PCB deberá tener almohadillas para los botones que se alineen bien.

El diseño de la almohadilla para los botones utiliza una forma estándar intercalada para garantizar una alta confiabilidad cuando se presiona la alfombrilla conductora del botón.

Asegúrese de cortar el cobre de la PCB utilizando un "Área de exclusión" alrededor de la antena del módulo Bluetooth para asegurarse de que no se comprometa la conectividad de la señal. Mi fabricante decidió inesperadamente cortar todo el tablero donde lo había marcado, pero afortunadamente esto no me causó ningún problema.

Paso 6: codificar ausente

Usé AVR Studio con un antiguo depurador JTAG ICE para hacer toda mi codificación. Mi código no estaba escrito con elegancia, pero al final todo funcionó bien. Terminé usando 64 Kbytes de los 128 Kbytes de memoria flash disponibles.

El módulo Bluetooth realmente es bastante poderoso. Logré darle a mi dispositivo la capacidad de conectarse a otras calculadoras, iPhones y Android.

Los requisitos para la codificación son el conocimiento de los controladores LCD de Hitachi, las habilidades básicas de programación de AVR y la comprensión de cómo interactuar con un periférico a través de comandos AT y UART.

¡Muchas gracias por leer!

www.rubydevices.com.au/productSelect/RubyCalculator

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