Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Elektroda.pl
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Kalkulator do samodzielnego montażu - opis

grala1 22 Sie 2020 20:47 3411 13
  • Poniżej postaram opisać kalkulator do samodzielnego montażu znaleziony na Aliexpress.
    Koszt zakupu kalkulatora to na dzień dzisiejszy to niespełna 42zł z przesyłką przy zakupie z Aliexpress lub ok 95zł z Allegro. Swój egzemplarz zakupiłem za ok 48zł. Jak widać na zdjęciu poniżej, właśnie trwa promocja i można zaoszczędzić kilka złotych.

    Kalkulator do samodzielnego montażu - opis

    Kalkulator DIY jest w wersji przewlekanej przez co jest w sam raz dla początkujących. Nie ma tu wielu elementów do polutowania – kilka rezystorów, diod, mikrokontroler, wyświetlacz LCD 2x16 oraz przyciski. Więcej jest tutaj pracy przy składaniu obudowy, która wykonana jest z przezroczystej plexi co nadaje naszemu kalkulatorowi niepowtarzalnego wyglądu.
    Funkcje kalkulatora:
    - dodawanie;
    - odejmowanie;
    - mnożenie;
    - dzielenie;
    - pierwiastkowanie;
    - konwersja z systemu szesnastkowego na dziesiętny;
    - konwersja z systemu dziesiętnego na szesnastkowy;
    - obliczanie rezystancji rezystorów na podstawie kodowania za pomocą 4 kolorowych pasków;
    - obliczanie rezystancji rezystorów na podstawie kodowania za pomocą 5 kolorowych pasków;
    - obliczanie wartości rezystora dla diody LED.
    Wymiary zmontowanego kalkulatora: 131x91x39mm

    Poniżej zdjęcie paczki jaką dostajemy po zakupie.
    Kalkulator do samodzielnego montażu - opis

    Po rozpakowaniu wygląda to tak.
    Kalkulator do samodzielnego montażu - opis

    Tutaj cała zawartość elektroniki która była w paczce – jak napisałem wcześnie, jest tego niewiele.
    Kalkulator do samodzielnego montażu - opis
    Kalkulator do samodzielnego montażu - opis
    Kalkulator do samodzielnego montażu - opis
    Kalkulator do samodzielnego montażu - opis

    Z powodu małej ilości elementów elektronicznych raczej nie będzie tutaj problemów z ich identyfikacją. Poradzimy tutaj sobie raczej bez różnego rodzajów kalkulatorów do kodów kreskowych dla rezystorów czy pojemności kondensatorów.
    Rezystory mamy oznakowane – przynajmniej tak bym powiedział bo jak się okazało po pomiarze rezystancji, tam gdzie mamy oznaczenie „I” zrobione długopisem mamy do czynienia z rezystorami o wartości 1kΩ. Jako że mamy tutaj tylko 3 rodzaje wartości rezystorów to można wywnioskować że te nieoznaczone to 330Ω.

    Tabela z listą elementów oraz ich oznaczenie na PCB.












    Oznaczenie na PCBElementWartość
    U1Stabilizator LDOHT7550-1
    U2MikrokontrolerIAP15W413AS
    Q1Tranzystor PNPSS8559
    Q2Tranzystor NPNSS9013
    LCD1Wyświetlacz LCD16x2
    D1, D2Dioda1N4148
    R1, R2, R3Rezystor10kΩ
    R4Rezystor1kΩ
    R5Rezystor339Ω
    C4Kondensator100nF
    S1-S20Przyciski-
    BT1, BT2Gniazdo baterii-


    Ja zacząłem pracę od przylutowania goldpinów do LCD. Starałem się by ładnie to wyglądało i by były pod kątem prostym.
    Kolejnym krokiem było przylutowanie przycisków – pasują one dość dobrze do PCB i po ich wciśnięciu nie będzie tutaj problemu z tym by po obróceniu płytki na drugą stronę rozpocząć ich lutowanie. Nie powinny one nam zacząć wypadać po obróceniu płytki, choć dla pewności przed lutowaniem można docisnąć PCB by przyciski doszły równo do niej.
    Kalkulator do samodzielnego montażu - opis
    Kalkulator do samodzielnego montażu - opis
    Kalkulator do samodzielnego montażu - opis

    Kolejny krok z mojej strony to wlutowanie gniazda dla goldpinów oraz podstawki pod uC.
    Kalkulator do samodzielnego montażu - opis

    Dalej zająłem się montażem rezystorów, kondensatora, diod, tranzystorów i stabilizatora napięcia.
    Kalkulator do samodzielnego montażu - opis

    Jak widać na powyższym zdjęciu dolutowałem 2 kołki goldpin w prawym górnym roku, w miejscu opisanym jako P1 na PCB. Kołki te można wykorzystać do zasilania kalkulatora gdy np. nie chcemy korzystać z baterii. Baterie nie są w zestawie. Musimy zaopatrzyć się samodzielnie w nie jeżeli chcemy ich używać. Tutaj wymagane są baterie CR2032 – 2szt. Producent w opisie instrukcji wspomina o bateriach CR1220 lecz na schemacie czy opisie płytki podane mamy CR2032 - jest to oczywiście pomyłka, bateria CR1220 ma mniejszą średnicę, wysokość i pojemność niż CR2032 choć napięcia mają takie same.
    Ja wykorzystałem to złącze w celu sprawdzenia poboru prądu przez kalkulator. Przy zasilaniu go źródłem 6VDC, kalkulator pobiera 17mA. Myślę że najbardziej prądożerne jest tutaj podświetlanie wyświetlacza LCD. Mamy tutaj do czynienia z bardzo popularnym wyświetlaczem kompatybilnym ze sterownikiem HD44780.
    Sercem naszego kalkulatora jest mikrokontroler IAP15W413AS w obudowie DIP28 od firmy STCMICRO – jakiś chiński producent. Tutaj wolałbym jakiegoś AVRa lub PICa bo pewnie bez problemu można by wtedy znaleźć inne oprogramowanie lub kod źródłowy.

    Po złożeniu elektroniki czas na złożenie obudowy.
    Wszystkie elementy z plexi oklejone są taśmą papierową by uniknąć uszkodzenia czy zadrapania w czasie transportu.
    Kalkulator do samodzielnego montażu - opis
    Kalkulator do samodzielnego montażu - opis
    Kalkulator do samodzielnego montażu - opis

    Najwięcej czasu zajmuje chyba uzbrojenie kalkulatora w przyciski. Każdy przycisk składa się z dwóch części (niebieskiej – podstawa, oraz bezbarwnej – góra/obudowa). Pomiędzy te dwa elementy należy włożyć opis guzika, który to wcześniej trzeba wyciąć z wydrukowanej przez producenta kartki.
    Proponuje się przyłożyć przy składaniu guzików gdyż trzeba się będzie trochę natrudzić by otworzyć przycisk gdy go złożymy – gdy np. krzywo włożymy wyciętą karteczkę z opisem.
    Kalkulator do samodzielnego montażu - opis
    Kalkulator do samodzielnego montażu - opis
    Kalkulator do samodzielnego montażu - opis
    Kalkulator do samodzielnego montażu - opis

    Powiem szczerze, że na początku myślałem że coś jest nie tak z moim kalkulatorem – nie mogłem go wyłączyć po podaniu zasilania. Zacząłem go testować zanim wyposażyłem go w opisane przyciski. Okazuje się bowiem że opis guzików w instrukcji różni się trochę od tego co jest w rzeczywistości. Jest to tylko jedynie błąd w instrukcji, kolorowe opisy do przycisków odpowiadają ich realnym funkcją. W opisie instrukcji znajdziemy jeszcze jeden błąd. Do opisu funkcji kalkulatora użyto przycisków z kolorowej wycinanki lecz na rysunku w instrukcji użyto innego układu przycisków.
    Poniżej skan oryginalnej instrukcji oraz naniesiona przeze mnie poprawka.
    Kalkulator do samodzielnego montażu - opis
    Kalkulator do samodzielnego montażu - opis

    Przy składaniu obudowy należy wykazać się pomysłowością gdyż nie ma do tego opisu a mamy tutaj do czynienia z większą ilością elementów niż nam potrzeba.
    Kalkulator do samodzielnego montażu - opis

    Producent dał nam 2 rodzaje tulejek. Trzeba było się domyślać gdzie która może pasować. Jedną z nich musiałem zeszlifować gdyż była zbyt wysoka przez co PCB było by wygięte pod wyświetlaczem. Gdyby było 5 jednakowych, wysokich tulejek to nie było by problemu. Krótsze tulejki są zbyt niskie by dać je pod PCB. Przyciski wystawały by zbyt mało nad górną obudowę przez co utrudniało by to obsługę kalkulatora – przynajmniej takie jest moje zdanie.
    Kalkulator do samodzielnego montażu - opis

    Przy montażu wyświetlacza do górnej części obudowy z jego lewej strony musiałem dołożyć dwie nakrętki jako dystanse – podczas przykręcania PCB wyświetlacza do obudowy prawa strona była blokowana poprzez diodę od podświetlenia zaś lewa wychodziła zbyt mocno z obudowy. Dołożenie dwóch nakrętek wyrównało ułożenie wyświetlacza.
    Kalkulator do samodzielnego montażu - opis

    Przy zakładaniu górnej części obudowy na przyciski trochę się namęczymy by wszystkie weszły nam w obudowę. Tutaj proponuję wkładać PCB z tylną obudową w przedni panel na przyciski a nie odwrotnie – powinno to trochę ułatwić montaż.
    Wcześniej napisałem że starałem się przylutować prosto goldpiny oraz ich gniazdo – po zmontowaniu obudowy uważam to za błąd. Wyświetlacz jest montowany pod kątem ok 30 stopni do PCB, z tego powodu musiałem giąć goldpiny by czasem nie doszło do złamania płytki czy też oderwania ścieżek PCB. Myślę że można tutaj przylutować gniazdo i goldpiny pod kątem co później ułatwi nam skręcanie obudowy. Zaznaczyłem na zdjęciu wyżej jak musiałem wygiąć goldpiny.
    Elementy Q1, Q2 oraz U1 również można wygiąć „do tyłu” podczas ich montażu. Znajdują się one na dole wyświetlacza przez co podczas skręcania obudowy dolna część wyświetlacza naciska na nie. Wygięcie ich przy lutowaniu ułatwi nam montaż obudowy.
    Po zakończeniu montażu obudowy należy przykleić silikonowe naklejki na dolną część obudowy – będą one tutaj pracowały jako nóżki. Niestety śrubki które trzymają przednią cześć obudowy z guzikami do dolnej części są zbyt długie. Przydało by się je przyciąć jakieś 2mm, w innym przypadku silikonowe nóżki nie będą spełniały swojej roli gdyż kalkulator będzie się opierał na wystających śrubkach.
    Kalkulator do samodzielnego montażu - opis

    Montaż całego zestawu zajmuje około dwóch godzin.

    Kalkulator włączamy poprzez naciśnięcie przycisku „ON/AC”. Kalkulator wyłącza się sam po odliczeniu 30 sekund od ostatniego naciśnięcia jakiegokolwiek przycisku (nie wliczając w to przycisku "MODE").
    Logika załączania i wyłączania kalkulatora zrealizowana jest poprzez 2 tranzystory: Q1 oraz Q2. Naciśnięcie guzika"ON/AC" (S4) powoduje podanie masy na bramkę Q1 poprzez rezystor R1 oraz diodę D2. W tym momencie Q1 zaczyna przewodzić i podaje +5V na uC (VCC - pin 12). Dzieje się to tak długo jak długo trzymamy przycisk "ON/AC". Gdy uC dostanie zasilanie to na jednym z jego wyjść (P3.2 - pin 17) pojawia się stan wysoki (+5V), który to trafia na bramkę tranzystora Q2 poprzez rezystor R2. Tranzystor Q2 podaje masę poprzez rezystor R1 na bramkę Q1 (można powiedzieć że udaje trzymanie guzika S4). Stan wysoki utrzymuje się na tym wyjściu ok 30 sekund od momentu naciśnięcia któregokolwiek z przycisków (z wyjątkiem guzika "MODE"). Po tym czasie uC "ściągnie" stan wysoki z tego wyjścia przez co tranzystor Q1 odetnie zasilanie.
    Dioda D1 służy do podawania sygnału masy z guzika S4 na uC na wejście P3.0 (pin 15). Sygnał ten ma na celu zerowanie odliczania czasu w programie uC do wyłączenia kalkulatora po naciśnięciu guzika "ON/AC" - ściągnięcie stany wysokiego z wyjścia P3.2.
    Myślę że opisywanie schematu nie ma tutaj sensu - poza logiką załączania zasilania schemat tego kalkulatora jest dość prosty.
    Do kalkulatora możemy wprowadzić maksymalnie siedmiocyfrową liczbę. Maksymalna liczba jaką możemy otrzymać jako wynik nie może być większa od liczby ośmiocyfrowej. Tutaj jest mały problem gdyż ta liczba nie może być większa od: 10000000. W przypadku wykonywania jakiegoś działania matematycznego gdzie wynik będzie większy od liczby 10000000 na wyświetlaczu ukaże nam się napis: „Can’t calculate”.
    Kalkulator do samodzielnego montażu - opis
    W kilku przypadkach dla działań gdzie liczba w wyniku będzie większa niż 10000000 kalkulator źle liczy i nie pokazuje napisu "Can't calculate". Poniżej przykłady:
    Kalkulator do samodzielnego montażu - opis
    Kalkulator do samodzielnego montażu - opis

    Następne niedociągnięcia jakie znalazłem podczas obsługi tego kalkulatora to brak wyświetlania pierwszego znaku w górnej linii wyświetlacza dla funkcji obliczania rezystancji z kodu paskowego rezystorów oraz dla obliczania wartości rezystora dla diody LED. Moim zdaniem nie jest to problem z jakimś brakiem połączenia na płytce PCB pomiędzy elementami gdyż naciśnięcie guzika „ON/AC” powoduje pojawienie się brakującego znaku dla tych funkcji.
    Kalkulator do samodzielnego montażu - opis
    Kalkulator do samodzielnego montażu - opis
    Kalkulator do samodzielnego montażu - opis
    Kalkulator do samodzielnego montażu - opis

    Poniżej jeszcze zdjęcia dla innych funkcji - tutaj nie widać problemów dla wyświetlania.
    Kalkulator do samodzielnego montażu - opis Kalkulator do samodzielnego montażu - opis

    Myślę że takich „bug`ów” w programie znajdzie się więcej przez co trochę żałuje że kalkulator ten nie jest wykonany na jakimś bardziej popularnym mikrokontrolerze co pewnie pozwoliło by znaleźć w sieci poprawioną wersję lub kod źródłowy gdzie można by się pokusić o „naprawę” we własnym zakresie. Z powodu zastosowania uC firmy STCMICRO proponuje uważać przy montażu zestawu ponieważ pomyłka np. przy wkładaniu baterii, lub odwrotny montaż jakiegoś elementu może doprowadzić do uszkodzenia uC gdzie później nie będziemy w stanie zaprogramować nowego uC.

    Moim zdaniem taki zestaw DIY będzie dość fajnym prezentem a praca przy jego składaniu będzie miłą formą spędzenia czasu dla młodego elektronika.

    UWAGA!!! Jak kolega khoam podał niżej w poście nr 2 na stronie https://github.com/jjj11x/stc_rpncalc znajdziemy kod źródłowy do "poprawionej" oprogramowania kalkulatora. Wersja ta ma więcej funkcji od oryginału lecz nie ma funkcji obliczania rezystancji z kodów paskowych dla rezystorów, autor programu zrezygnował też z funkcji obliczania rezystorów dla diod LED.
    Moim zdaniem "poprawioną" wersję można by nazwać kalkulatorem "naukowym" czy też "inżynierskim". Może komuś ta wersja przypadnie bardziej do gustu.
    Jak widać otwiera nam się tutaj okno do naprawy kalkulatora w przypadku uszkodzenia uC - autor opisuje jak zaprogramować ten uC oraz podaje jaki inny można zastosować w tym przypdaku.

    Kolego khoam, dziękuje za cenny link.

    Fajne! Ranking DIY
    Potrafisz napisać podobny artykuł? Wyślij do mnie a otrzymasz kartę SD 64GB.
    O autorze
    grala1
    Specjalista grupy V.A.G.
    Offline 
  • e-miernikie-mierniki
  • #2
    khoam
    Poziom 39  
    grala1 napisał:
    Myślę że takich „bug`ów” w programie znajdzie się więcej przez co trochę żałuje że kalkulator ten nie jest wykonany na jakimś bardziej popularnym mikrokontrolerze co pewnie pozwoliło by znaleźć w sieci poprawioną wersję lub kod źródłowy gdzie można by się pokusić o „naprawę” we własnym zakresie.

    Poprawiona wersja już jest wraz z kodem źródłowym:
    https://github.com/jjj11x/stc_rpncalc
  • #3
    Tomek515
    Poziom 22  
    Tak przy okazji przypomniało mi się działanie do sprawdzania kalkulatorów. Poprawność liczenia plus segmenty wyświetlacza :-D
    12345679 x 72 = 888888888
  • e-miernikie-mierniki
  • #4
    398216 Usunięty
    Poziom 43  
    Mimo pewnych niedoskonałości w kodzie myślę, że byłaby to fajna opcja dla sklepiku. Może wreszcie skończyłyby się tematy o obliczaniu rezystora do LED. ;)
  • #6
    CMS
    Administator HydePark
    Np. w TME https://www.tme.eu/pl/katalog/?search=MEC2K09+&s_field=1000011&s_order=desc

    Tyle, że one współpracują z trochę innymi przyciskami, ale przyciski są w wersji z podświetleniem i bez.
  • #8
    CMS
    Administator HydePark
    Życie konstruktora nie jest ani łatwe ani tanie :).
  • #9
    khoam
    Poziom 39  
    pier napisał:
    Rozbój w biały dzień, trzeba szukać na ali.

    100 szt. za 2$, ale trzeba samemu dokleić opisy :)
  • #10
    pier
    Poziom 23  
    khoam napisał:
    pier napisał:
    Rozbój w biały dzień, trzeba szukać na ali.

    100 szt. za 2$, ale trzeba samemu dokleić opisy :)


    Gdzie?
  • #11
    khoam
    Poziom 39  
    pier napisał:
    Gdzie?

    Trzeba szukać jako "button cap".
  • #13
    kaczodp
    Poziom 12  
    grala1 napisał:
    trochę żałuje że kalkulator ten nie jest wykonany na jakimś bardziej popularnym mikrokontrolerze

    8051 był bardzo popularny i nadal jest jak widać używany.
  • #14
    Andrzej Ch.
    Poziom 30  
    A ja jakieś 30 lat temu samemu montowałem kalkulator naukowy na MC14008 i to była wtedy frajda, bo mając swój wiek i odpowiednią do wieku wiedzę matematyczną, nijak nie mogłem pojąć pewnych funkcji tego rozbudowanego kalkulatora, z tego co sobie teraz przypominam to standardowy kalkulator miał 8 cyfr znaczących a ten miał 10 lub 12.