पीडीए (पॉकेट ट्रैवल कंप्यूटर): सर्किटरी जीपीएस लॉगर

मेरा शौक परियोजना एक जीपीएस लकड़हारा है । टिप्पणियों ने इसे "ट्रिप कंप्यूटर" के रूप में बुलाने का सुझाव दिया लॉगिंग डिवाइस की सभी क्षमताओं का एक छोटा सा हिस्सा है। बहुत पहले ही लागू किया जा चुका है, लेकिन अभी तक अधिकांश किया जा चुका है।

पिछले लेखों में, मैंने arduino से STM32 , STMCube / HAL में संक्रमण का वर्णन किया, बिल्ड सिस्टम , बूटलोडर के बारे में थोड़ी बात की , एक समग्र USB डिवाइस बनाया और इसकी गति को पंप किया । यह सब ब्लू पिल STM32F103CB बोर्ड और तारों से हेजहोग पर आधारित ब्रेडबोर्ड पर किया गया था। यह डिवाइस को आकार लेने का समय है, दोनों इलेक्ट्रॉनिक (सर्किट) और भौतिक (शरीर)।



जिन मुद्दों को मुझे इस स्तर पर हल करना था, वे बहुत अधिक परस्पर जुड़े हुए हैं। किसी परियोजना के लिए घटकों का चयन करते समय, आपको मोटे तौर पर कल्पना करने की आवश्यकता होती है कि उन्हें किस आवास में धकेला जा सकता है। और इसके विपरीत, मामले को उन घटकों के लिए बनाया जाना चाहिए जो उपलब्ध हैं और बोर्ड, जिन्हें फिर से मामले पर नजर रखने की जरूरत है। सामान्य तौर पर, परस्पर जुड़े मुद्दों की एक उलझन। आप निश्चित रूप से, एक बड़ा बॉक्स ले सकते हैं और वहां कुछ भी धक्का दे सकते हैं, लेकिन आप कुछ कॉम्पैक्ट और हल्का चाहते थे।

तुरंत शुरू करने से पहले मैं यह नोट करना चाहता हूं कि यह डिवाइस का अंतिम संस्करण नहीं है। सबसे अधिक संभावना है कि योजना में त्रुटियां होंगी, कुछ इरादा के अनुसार काम नहीं करेगा, टिप्पणियों में वे अधिक सही समाधानों का संकेत देंगे, कुछ दृष्टिकोणों पर पुनर्विचार किया जाएगा। मुझे लगता है कि डिवाइस के दूसरे या तीसरे संस्करण से भी बचा नहीं जा सकता है। इसलिए, मुझे आपकी रचनात्मक टिप्पणियों पर खुशी होगी।

कटौती के तहत, वह बहु-बीएड है, लेकिन यह इंजीनियरिंग होगा।

क्या और क्यों

जीपीएस लॉगर होल्क्स एम 241 सभी यात्राओं पर मेरा वफादार साथी है। वह कई हजार किलोमीटर तक मेरे साथ रहा। लकड़हारा जो ट्रैक लिखता है, वह मुख्य रूप से जियोटैगिंग तस्वीरों के लिए उपयोग किया जाता है, लेकिन मार्ग स्वयं भी रुचि रखता है। यह पता लगाने में मज़ा है कि आप कितनी तेज़ी से स्कीइंग करते हैं, आपका विमान किस मार्ग से उड़ान भरता है, बस की खिड़की के बाहर क्या नजारा दिखाई देता है। यहाँ मैंने इस डिवाइस की एक छोटी समीक्षा की।

दुर्भाग्य से, इस डिवाइस की क्षमताओं ने मुझे सूट करना बंद कर दिया है: मैं उन बैटरियों के साथ खिलवाड़ करने से थक गया हूं जो हमेशा सबसे निष्क्रिय क्षण में बैठते हैं। इसमें बहुत कम यूएसबी गति, आंतरिक फ्लैश की एक छोटी राशि, मर्जिंग ट्रैक के लिए एक असुविधाजनक तंत्र, प्रदर्शन पर थोड़ी जानकारी, कम सटीकता, एक बहुत ही आदिम ओडोमीटर, उपग्रहों के बारे में कोई जानकारी नहीं है, और बहुत कुछ है।

हां, कोई भी देख सकता है कि आधुनिक ट्रैकर्स क्या पेशकश करते हैं - यह सुनिश्चित करने के लिए कि बिक्री पर एक उपकरण पहले से ही है जो मेरी आवश्यकताओं को पूरा करता है। लेकिन यह एक शौक है, मैं खुद कुछ जटिल, दिलचस्प, उपयोगी और आवश्यक काम करने की कोशिश करना चाहता हूं। रहने दो, भले ही मैं इसका उपयोग करूंगा।

संपूर्ण के रूप में परियोजना का लक्ष्य कुछ इसी तरह की डिवाइस बनाना है, केवल मेरी विशलिस्ट के साथ भरवां। श्रृंखला के पहले लेख में, मैंने डिवाइस के लिए अपनी आवश्यकताओं को विस्तृत किया। संक्षेप में, मैं निम्नलिखित करना चाहूंगा:

• पावर सिस्टम को रीसायकल करें, लिथियम बैटरी में ट्रांसफर करें
• अधिक जानकारीपूर्ण प्रदर्शन डालें
• अधिक सटीक जीपीएस
• एसडी कार्ड के साथ फ्लैश का विस्तार करें
• कम्पास और एक्सेलेरोमीटर जोड़ें
• मैं उस प्रारूप में पटरियों को थूकने के लिए लॉगिंग सिस्टम को फिर से डिज़ाइन करना चाहता हूं जो मुझे चाहिए।

तकनीकी आवश्यकताओं और विशलिस्ट के अलावा, गैर-तकनीकी (गैर-कार्यात्मक) वाले भी हैं। इसलिए मैं स्क्रैच से जटिल उपकरणों को बनाने में पंप करना चाहता हूं, ताकि यह पता लगाया जा सके कि विभिन्न इलेक्ट्रॉनिक घटक कैसे काम करते हैं, उन्हें कैसे प्रोग्राम किया जाए, एक बोर्ड कैसे बनाया जाए और एक केस डिजाइन किया जाए।

अगर सभी आधुनिक फोन में जीपीएस, बड़ी स्क्रीन और बहुत सारी मेमोरी है तो आपको एक अलग डिवाइस की आवश्यकता क्यों है? खैर, सबसे पहले, मुझे यकीन नहीं है कि ट्रैक रिकॉर्डिंग मोड में जीपीएस वाला फोन पूरे दिन का सामना कर सकता है। मैं वास्तव में एक फोन के बिना किसी अपरिचित देश में रहना पसंद नहीं करूंगा। इसके अलावा, मैं व्यक्तिगत रूप से एक अलग डिवाइस का उपयोग करता हूं बस अधिक आरामदायक है।

शायद समय के साथ, डिवाइस की अवधारणा बदल जाएगी। इसलिए, उदाहरण के लिए, अब स्क्रीन को त्यागने और ब्लूटूथ के माध्यम से फोन से कनेक्ट करने के लिए यह अधिक से अधिक तार्किक हो रहा है, और फोन पर सभी तर्क चालें करें। यह विचार बहुत मजबूत और लुभावना है। लेकिन इस स्तर पर, मैं अभी भी एक प्रदर्शन करना चाहूंगा - मेरे पास हमेशा इसे छोड़ने का समय है।

पहले डेढ़ साल तक, मैंने विभिन्न प्रकार के डिबग बोर्ड (पहले arduino nano, फिर STM32F103 नीली गोली, फिर STM32F407VE) पर उपकरण विकसित किया। मुझे वायरिंग और खरीदे गए मॉड्यूल पर बाह्य उपकरणों को जोड़ना था। नतीजतन, मेज पर तारों से बना एक हेजहोग निकला, जो सड़क पर जीपीएस रिसेप्शन का परीक्षण करने के लिए काम नहीं करता है - कभी-कभी आप कनेक्शन को तोड़ने के बिना तारों को कहीं भी स्थानांतरित नहीं कर सकते। और फिर खुश डिबगिंग।

हर बार, उपयोगी कार्यक्षमता लिखने के लिए, मैं इस तथ्य के खिलाफ आया कि सिस्टम के कुछ अन्य हिस्से ने सामान्य रूप से काम करना बंद कर दिया और कुछ पूरी तरह से असंबंधित डिबगिंग में घंटों बिताना पड़ा। इसलिए, उदाहरण के लिए, सिस्टम का सबसे महत्वपूर्ण घटक - जीपीएस रिसीवर - अंत में कम से कम विकसित हुआ, क्योंकि मुझे डीबग यूएसबी, एसडी कार्ड, लाइब्रेरी स्थापित करने और इसी तरह से बंद करना पड़ा।

अंत में, मैं इससे थक गया और मैंने अपना डिबगिंग बोर्ड बनाने का फैसला किया - यह आज के लेख का विषय होगा। परियोजना के इस भाग में मैंने अपने लिए जो लक्ष्य निर्धारित किए थे, वे इस प्रकार थे:

• एक डीबग बोर्ड बनाएं जिसमें गैर-संपर्क घटकों के साथ समस्याएं नहीं होंगी
• मुख्य तकनीकी और योजनाबद्ध समाधानों पर निर्णय लें
• मोटे तौर पर उन घटकों पर निर्णय लें जो मैं अगले उपयोग करूंगा
• मोटे तौर पर लेआउट और बॉडी पर निर्णय लें
• सर्किट सामान्य होना चाहिए जो विभिन्न घटकों और उनके मोड के साथ प्रयोग करने में सक्षम हो

और यद्यपि अंतिम लक्ष्य एक कॉम्पैक्ट बैटरी डिवाइस है, आज मैं इस तरह की चीजें नहीं करूंगा

• ठीक ट्यूनिंग पावर मोड
• खपत सेटिंग
• नींद मोड

मैं बोर्ड और मुख्य कोड तैयार होने पर खपत सेटिंग से निपटूंगा। वैसे, आज कोड के बारे में भी, नहीं होगा, लेकिन मैं इस सवाल पर वापस लौटूंगा क्योंकि इसमें काफी दिलचस्प सामग्री होगी।

घटकों

चलो घटकों और बाह्य उपकरणों के साथ शुरू करते हैं। रास्ते के साथ, हम इस चिड़ियाघर को जोड़ने के लिए आवश्यक माइक्रोकंट्रोलर के पैरों की संख्या और साथ ही बिजली के मापदंडों का अनुमान लगाएंगे। क्योंकि यह एक शौक परियोजना है जिसे मैंने उन घटकों से चुना है जो मैं वास्तव में दुकानों / ईबे / अली में खरीद सकता हूं, और यह भी कि घर पर क्या मिलाया जा सकता है (अच्छी तरह से, जो पहले से ही मेरे व्यक्तिगत स्टॉक में था)। शायद कुछ विशिष्ट माइक्रो-सर्किट्स समस्या को बेहतर तरीके से हल कर सकते हैं, लेकिन सामर्थ्य और कीमत का मुद्दा मेरे लिए महत्वपूर्ण है।

• जीपीएस लॉगर का मुख्य घटक, निश्चित रूप से, एक जीपीएस रिसीवर होगा । मेरे मामले में, यह UBlox M8N चिप पर आधारित Beitian BN-880 का एक बहुत ही छलावा है। HMC5883L चिप पर कम्पास को भी मॉड्यूल में एकीकृत किया गया है।
  
  कनेक्शन: जीपीएस के लिए 2 पिन UART और कम्पास के लिए 2 पिन I2C
  बिजली की आपूर्ति: 2.7V से
  खपत: 50mA
  
  
  • साथ ही एक बीएन -२२० मॉड्यूल का आदेश दिया। इसमें कंपास नहीं है, लेकिन एंटीना अधिक कॉम्पैक्ट (20x20 मिमी बनाम 30x30) है। सच्चाई अभी भी स्पष्ट नहीं है कि यह रिसेप्शन की गुणवत्ता को कैसे प्रभावित करेगा। परीक्षण करने की आवश्यकता है। लेकिन, डेटाशीट को देखते हुए, यह मॉड्यूल 1.4V से काम कर सकता है, जिसका डिवाइस के ऑपरेटिंग समय पर सकारात्मक प्रभाव होना चाहिए।
  • यहाँ, वास्तव में, सब कुछ किसी न किसी तरह मैला है। ऐसा लगता है कि BN-880 UBlox M8N पर आधारित है, जबकि BN-220 U-blox M8030-KT पर आधारित है। लेकिन कुछ स्रोतों में यह फिसल जाता है कि यह एक ही बात लगती है। अधिक सटीक रूप से, M8N एक मॉड्यूल है, और M8030-KT अंदर एक चिपसेट है। मैं इस भ्रम में बिजली के मुद्दे के बारे में चिंतित हूं - M8N की घोषणा 2.7V से की गई है, जबकि M8030-KT 1.4V से है।
  • एक विकल्प के रूप में, मेरे पास SIM868 मॉड्यूल भी है। जिसमें GPS के अलावा GSM / GPRS मॉड्यूल और ब्लूटूथ भी है। जबकि यह अपनी चालाकी और कनेक्शन की जटिलता से डराता है। आपको पहले डिबग बोर्ड के साथ खेलना होगा।
• डिवाइस और "बस एक ब्लैक बॉक्स" के बीच मुख्य अंतर एक प्रदर्शन की उपस्थिति है। पहले प्रोटोटाइप में, मैंने I2C के माध्यम से डिस्प्ले कनेक्ट किया, लेकिन बस का लोड लगभग 25% था। लेकिन बिंदु प्रतिशत अनुपात में भी नहीं है, लेकिन इस तथ्य में कि स्क्रीन बफर के हस्तांतरण में लगभग 25ms लगते हैं, जिसके दौरान बस में अन्य उपकरणों के साथ संचार करना असंभव है। यह एक समस्या हो सकती है, इसलिए आपको या तो एक अलग I2C बस पर डिस्प्ले लगाने की आवश्यकता है, या एसपीआई के माध्यम से कनेक्ट करने पर विचार करें
  
  कनेक्शन: 2 I2C तार या 3 एसपीआई तार (केवल लिखने का प्रदर्शन, इसलिए MISO लाइन का उपयोग नहीं किया जाता है, लेकिन एक अलग डेटा / कमांड सिग्नल का उपयोग किया जाता है)
  बिजली की आपूर्ति: 3 वी
  खपत: 25mA
  
• डिवाइस को नियंत्रित करने के लिए, मैं 2 बटन का उपयोग करूंगा जो क्रमशः प्रोसेसर के 2 पैरों पर कब्जा करता है
  
• मूल डिवाइस (होलक्स एम 241, जिसमें से मैंने मूल रूप से कार्यक्षमता की प्रतिलिपि बनाई थी) में, समय पर एक मनमाना बिंदु पर ट्रैक को देखना असंभव था। डिवाइस को कंप्यूटर से कनेक्ट करना और डेटा को एक विशेष कार्यक्रम के साथ मर्ज करना आवश्यक था। यह मुझे लगता है कि किसी भी समय मोबाइल फोन या टैबलेट पर एक ट्रैक देखने की क्षमता बहुत लोकप्रिय होगी। इसके लिए, मैंने एक ब्लूटूथ मॉड्यूल HM-13 खरीदा। यह मॉड्यूल इसलिए चुना गया है क्योंकि इसमें BLE के अलावा SPP है।
  
  कनेक्शन: 2 UART तार, 1 स्थिति तार (जुड़ा / जुड़ा नहीं)
  बिजली की आपूर्ति: 2.5 वी - 3.9 वी
  खपत: 50mA (हालांकि आंकड़ा 13mA डेटाशीट के ठीक बगल में है। शायद यह शिखर और औसत मूल्य है)
  
• जैसा कि मुझे बताया गया था, रिसीवर को चालू रखने का कोई मतलब नहीं है अगर आप सिर्फ आराम करने के लिए बैठते हैं या कैफे में भोजन करने जाते हैं। इसलिए, मैंने MMA8452 एक्सेलेरोमीटर को जोड़ने का फैसला किया और यह निर्धारित करने के लिए इसका उपयोग किया कि डिवाइस आराम पर है या हम कहीं जा रहे हैं।
  
  कनेक्शन: 2 तार I2C, रुकावट के लिए 1 तार
  कुछ सूक्ष्म उपभोग के साथ 2 वी से 3.6 वी तक बिजली की आपूर्ति
  
• जीपीएस ट्रैक को एसडी कार्ड में दर्ज किया जाएगा। मैंने पहले ही एसपीआई मोड में कार्ड का उपयोग करने की कोशिश की है और यह इसे हल्के ढंग से, धीमा करने के लिए है। खासकर रिकॉर्ड पर। एसडी कार्ड के लिए सही मोड - एसडीआईओ
  
  कनेक्शन: 6 तार
  बिजली की आपूर्ति: 1.8V से
  उपभोग अज्ञात है, लेकिन मुझे लगता है कि 20mA से अधिक नहीं
  
• ऊर्जा बचाने के लिए, यह उन उपकरणों की शक्ति को बंद करने के लिए समझ में आता है जो वर्तमान में उपयोग में नहीं हैं। इसलिए प्रत्येक उपभोक्ता के पास मैं एक ट्रांजिस्टर लगाऊंगा , जिसे मैं माइक्रोकंट्रोलर के एक अलग सिग्नल को नियंत्रित करूंगा
  
  कनेक्शन: 5 सिग्नल, प्रति उपभोक्ता एक फुट (जीपीएस, ब्लूटूथ, एक्सेलेरोमीटर, एसडी कार्ड, डिस्प्ले)
  
  टिप्पणियों के आधार पर UPD एक्सेलेरोमीटर को निष्क्रिय करने का कोई मतलब नहीं है - इसमें पहले से ही एक पैसा है। कुछ डिवाइस सबसे अधिक संभावना हमेशा काम करेंगे (उदाहरण के लिए, एक एसडी कार्ड) - भविष्य में मैं इन ट्रांजिस्टर को हटाने में सक्षम होऊंगा। कुछ डिवाइस (जैसे जीपीएस) इंटरफ़ेस से कमांड पर खुद को डिस्कनेक्ट करने में सक्षम हैं। यदि परीक्षण के परिणामों के अनुसार यह हिस्सा अच्छी तरह से काम करेगा - मैं एक बाहरी ट्रांजिस्टर से भी इनकार कर दूंगा। इस बीच, मैं अधिकतम संभव कुल शुल्क बना रहा हूं, इन ट्रांजिस्टर को सभी को दें। इसके अलावा, मैंने अभी तक परिधि पर फैसला नहीं किया है।
• स्टेटस डिस्प्ले के लिए एक दो-रंग का एलईडी (बिना ब्लिंक किए एलईडी के बारे में कैसे?)। एक तिरंगा लगाना संभव होगा, लेकिन अभी तक मुझे इसकी आवश्यकता नहीं है।
  
  कनेक्शन: 2 पिन
  खपत: 10mA
  
• ब्लूटूथ के अलावा, विलय की पटरियों के लिए एक और अधिक शास्त्रीय तंत्र - यूएसबी के माध्यम से लागू किया जाएगा। इसके लिए, 4 लाइनें शामिल होंगी - डेटा के लिए एक अंतर जोड़ी, यह पता लगाने के लिए 1 पिन कि डिवाइस को यूएसबी में प्लग किया गया था, और तार्किक कनेक्शन के लिए एक और पिन (मुझे इन 2 पिनों की आवश्यकता क्यों है, मैं नीचे बताऊंगा)
  
• भूख खाने के साथ आती है। चूँकि मैंने अपने ड्रीम डिवाइस में सब कुछ बंद करना शुरू कर दिया था, इसलिए एक ट्वीटर को क्यों नहीं जोड़ा गया? खैर, या एक कंपन मोटर । मैं अभी तक एक उपयोगकर्ता मामले के साथ नहीं आया हूं।
  
  कनेक्शन: 1 तार
  
• डिवाइस को अभी भी संचालित करने की आवश्यकता होगी। जबकि PT1502 चिप मुझे लिथियम बैटरी चार्जर और पावर कंट्रोलर के रूप में देख रहा है । माइक्रोक्रिकिट के साथ संवाद करने के लिए, आपको 2 तारों का उपयोग करना होगा: एक बिजली प्रबंधन के लिए, दूसरा मृत बैटरी के बारे में संकेत के लिए। ब्याज की खातिर, दूसरी पंक्ति का उपयोग करके बैटरी के वोल्टेज को मापना संभव होगा।
  
• बेशक, लिथियम बैटरी का चार्ज वोल्टेज के आधार पर मापने के लिए गलत है। इसलिए, मैंने एक विशेष INA219 बिजली मीटर चिप जोड़ा
  
  आपूर्ति वोल्टेज: 3-5V, 3.3V की सिफारिश करें
  कनेक्शन: 2 तार I2C
  
  जैसा कि नीचे देखा जाएगा, एक 3V आपूर्ति वोल्टेज कनेक्शन में कुछ असुविधा पैदा करता है। मैं काउंटर चिप को 2.7V या निम्नतर से संचालित करना पसंद करूंगा। लेकिन कीमत / मामले / उपलब्धता के आधार पर कई विकल्पों से गुजरने के बाद भी मुझे 2.7V में कुछ भी नहीं मिला। मैं मदद के लिए आभारी रहूंगा।
  
• यह केवल डीबगिंग इंटरफ़ेस SWD (3 वायर) और डिबगिंग UART (2 और तार) प्रदान करने के लिए बना हुआ है
  

मुझे हमेशा इस सवाल में दिलचस्पी थी कि बड़ी संख्या में बंदरगाहों के साथ नियंत्रकों की आवश्यकता क्यों है, और मैंने आसानी से अपनी कार्यक्षमता के लिए आवश्यक 39 पंजे गिना। और वह क्वार्ट्ज, रीसेट और पावर की गिनती नहीं कर रहा है। और एक दर्जन से अधिक के साथ क्या करना है इसके लिए विचार हैं (उदाहरण के लिए, डिस्प्ले को इंटेल 8080 या मोटोरोला 6800 समानांतर इंटरफ़ेस के माध्यम से जोड़ा जा सकता है)।

आप निश्चित रूप से, इस्तेमाल किए गए पैरों की संख्या को कम करने के लिए I2C पोर्ट एक्सटरंडर्स को स्क्रू कर सकते हैं। लेकिन सबसे पहले, ये बोर्ड पर अतिरिक्त घटक होते हैं, दूसरे, सॉफ्टवेयर भाग बहुत अधिक जटिल हो जाता है, और तीसरा, छोटे माइक्रोकंट्रोलर में अभी भी बहुत कम मेमोरी होती है, और जहां पर्याप्त मेमोरी होती है, वहाँ भी पर्याप्त पोर्ट होते हैं। इसलिए मुझे सबकुछ उलझने का कोई कारण नहीं दिख रहा है - 39 लाइनें होने दें।

भोजन

बिजली की आपूर्ति के साथ, सब कुछ इतना स्पष्ट नहीं है। आप संभवतः 3.3V से सभी उपकरणों को पावर कर सकते हैं और शांत हो सकते हैं। लेकिन हम, फिर भी, एक मोबाइल डिवाइस बनाने जा रहे हैं, जिसका मतलब है कि हमें ऊर्जा बचाने के बारे में सोचने की जरूरत है। इसलिए आपको एक छोटे आपूर्ति वोल्टेज को चुनने की कोशिश करने की आवश्यकता है। नीचे मुझे अनुमान है कि आप किस प्रकार की बचत प्राप्त करने का प्रयास कर सकते हैं।

यहां प्लेट में सभी उपकरणों के लिए डेटा है - इस रूप में यह उस या उस डिवाइस को कनेक्ट करने के लिए पावर डोमेन चुनने के लिए अधिक सुविधाजनक है।


प्लेट से यह देखना आसान है कि कुछ डिवाइस पर्याप्त रूप से कम वोल्टेज (1.8 वी से) से काम कर सकते हैं। अन्य 2.7V से आराम से काम कर सकते हैं। अंत में, 3V से नीचे के शेष उपकरण काम नहीं कर सकते हैं। स्क्वीकर, अच्छे के लिए, आम तौर पर 5 वी की आवश्यकता होती है, लेकिन मेरे लिए यह उच्चतम वोल्टेज द्वारा संचालित होगा - बैटरी से, चाहे वह कितना भी हो।

प्रदर्शन की शक्ति के साथ अभी तक पूरी तरह से समझा नहीं गया है। अली के साथ डिस्प्ले मॉड्यूल के विवरण में, रेंज 3 - 5 वी है, जबकि मैट्रिक्स कंट्रोलर एसएसडी 1309 पर डेटाशीट में रेंज 1.65 - 3.3 वी है। मुझे लगता है कि डिस्प्ले मॉड्यूल बोर्ड पर बूस्ट कनवर्टर को स्विंग करने के लिए 3V की आवश्यकता है, जबकि तर्क के लिए 1.65V पर्याप्त है। जैसा कि लेआउट के बारे में चर्चा से देखा जाएगा, यह डिस्प्ले मॉड्यूल को छोड़ने और डिस्प्ले को सीधे कनेक्ट करने के लिए समझ में आता है, जो 2B डोमेन से डिस्प्ले को पावर देगा।

जीपीएस के बारे में मेरे पास एक ही तर्क है - विभिन्न स्रोतों से विभिन्न आपूर्ति वोल्टेज का संकेत मिलता है। अब तक, मुझे इस बात की समझ नहीं है कि अंत में मैं किस मॉड्यूल का उपयोग करूंगा, इसलिए रिसीवर को 2.7V डोमेन में लटका दें।

एसडी कार्ड के साथ यह बिल्कुल भी स्पष्ट नहीं है। विनिर्देश अस्पष्ट रूप से कहता है कि सामान्य रूप से कार्ड को 3.3V से संचालित किया जाना चाहिए, लेकिन आधुनिक कार्ड पर्याप्त स्मार्ट हैं और समझ सकते हैं कि वे कम वोल्टेज वाले डिवाइस में फंस गए हैं और 1.8V से बिजली पर स्विच कर सकते हैं। लेकिन भोजन चुनने का तंत्र बहुत स्पष्ट नहीं है। मैं 2 बी से कार्ड खिलाऊंगा और देखूंगा कि क्या होता है। यह काम नहीं करेगा - यह 3V से काम करेगा।

तो, 4 पावर बसें करघा - 2 वी, 2.7 वी, 3 वी और एक बैटरी। मैं उन सभी उपभोक्ताओं को रखना चाहूंगा जो सबसे कम वोल्टेज वाली बस में खाना खा रहे हैं और लगातार काम कर रहे हैं (और यह नियंत्रक और जीपीएस है), लेकिन फिलहाल मैंने जीपीएस मॉड्यूल (और इसलिए इसकी बिजली आपूर्ति - 2 या 2.7V) पर फैसला नहीं किया है, जो कि आवश्यक होगा किसी प्रकार का सार्वभौमिक समाधान। मैं बोर्ड को अलग करने की कोशिश करूंगा ताकि एक या दूसरे वोल्टेज को लागू करना आसान हो।

आपको इतने सारे तनाव कहां से आते हैं? यहां तक ​​कि परियोजना के शुरुआती चरणों में, मैंने पीटी 1502 माइक्रोक्रेसीट को देखा और यहां तक ​​कि इसे किसी अन्य परियोजना में आजमाया। लिथियम बैटरी के लिए चार्जर के अलावा, इस माइक्रोक्रिसिट में 3 शक्ति स्रोत हैं - एक पल्स और 2 रैखिक डाउन-स्विच। यहां, हालांकि, वोल्टेज उनमें से एक पर विनियमित नहीं है और 3V है - मैं इसमें से INA219 को बिजली देने की कोशिश करूंगा। शेष 2 बिजली स्रोत एक समस्या नहीं हैं, क्योंकि वहां आप वोल्टेज चुन सकते हैं।

खपत का अनुमान लगाना बहुत सफल नहीं है। चोटी की खपत को डेटशीट में इंगित किया गया है - यह कुंजी ट्रांजिस्टर की शक्ति की गणना करने के लिए पर्याप्त है, लेकिन आवश्यक बैटरी क्षमता का अनुमान लगाने के लिए पर्याप्त नहीं है। इसलिए अभी के लिए, मैं मामले में उपलब्ध स्थान के आधार पर बैटरी का चयन करूंगा, और वहां मैं पहले से ही वास्तविक खपत को मापूंगा।

सवाल उठ सकता है, लेकिन विभिन्न ऑपरेटिंग वोल्टेज के साथ उपकरणों का मिलान कैसे करें? चलो ठीक है।

• माइक्रोकंट्रोलर्स के सभी संचार पैरों को फाइव वोल्ट टोलरेंट (PA2 / PA3 के पैरों पर UART2 को छोड़कर) के रूप में चिह्नित किया गया है, जिसका अर्थ है कि यदि उच्चतम वोल्टेज डिवाइस से 3.3V दिखाई देता है, तो कुछ भी बुरा नहीं होगा
• एक्सेलेरोमीटर, हालांकि 2 वी द्वारा संचालित, संभवतः बस में उच्च-वोल्टेज उपकरणों के साथ समानांतर में जुड़ा हो सकता है। यह समस्या आसानी से हल हो गई है - MMA8452Q माइक्रोक्रेसीट के साथ, आप संचार को अलग से बिजली की आपूर्ति (बस में "उच्च-वोल्टेज" डिवाइस के माध्यम से) से ले जा सकते हैं
• मैं माइक्रो कार्ड्रोलर के समान एसडी कार्ड से बिजली देने की कोशिश करूंगा, जिसका मतलब है कि मुझे कुछ भी समन्वय करने की आवश्यकता नहीं है।
• जीपीएस और ब्लूटूथ को बिना किसी समस्या के माइक्रोकंट्रोलर से "कम" वोल्टेज खाना चाहिए। वही अन्य "उच्च वोल्टेज" उपकरणों के लिए जाता है

, , . DC-DC , ( , ). , . — DC-DC, , . , .

— , . STM32, . STM32 . , , , .

, , 20 STM32F103CB — SD USB. , 19. , , . DMA, .

, :

• >= 128 ( 50)
• >= 40 ( 19)
• >= 40 GPIO (. )
• >= 40 ( , )
• DMA ( )
• >= 2x I2C, >= 3x UART, >= 1 SPI
• SDIO ( SPI )
• USB Full Speed, High Speed
• ( )
• LCD ( FSMC)

STMicroelectornics — , . . L0 F0 , S7 H7 , L4 SDIO (UPD: SDIO , ). , .

STM32WB Bluetooth, VFQFPN68 . .

मैंने एलक्यूएफपी 64 मामले का उद्देश्य - पैरों की संख्या में पर्याप्त है, लेकिन एक ही समय में बहुत बड़ा नहीं है और घर पर टांका लगाया जा सकता है। यह अच्छा है कि एक CubeMX विन्यासकर्ता है जहां आप फ़िल्टर के साथ अपनी आवश्यकता का चयन कर सकते हैं।

मैंने तीन कारणों से STM32F103RB कंट्रोलर का विकल्प चुना। सबसे पहले, मैंने पहले ही ब्लू गोली बोर्ड के साथ F103 श्रृंखला का अच्छी तरह से अध्ययन किया है। सामान्य तौर पर, STM32F103CB नियंत्रक पूरी तरह से मेरे अनुकूल है, केवल मेमोरी पर्याप्त नहीं थी। दूसरे, मेरे पास इस नियंत्रक के लिए पहले से ही एक बूटलोडर और एक निम्न-स्तरीय कोड है, जबकि अन्य को फिर से बनाना होगा। और तीसरा, लगभग एक साल पहले, मैं 3pcs STM32F103RB खरीदने के लिए पहले से ही आनंद में था। तब मैंने उपलब्ध नियंत्रकों का विस्तृत अध्ययन नहीं किया, लेकिन F103 लाइन से बस एक मोटा नियंत्रक चुना। इसे अभी मत फेंको :)

, . , F4 ( ), L152RD, (UPD: L433RC ). , STM32 pin-to-pin , F4 L1/L4 . .

हमने विवरण पर फैसला किया। यह आरेख खींचने का समय है, फिर बोर्ड का पता लगाएं, और फिर इसे मामले में फिट करने का प्रयास करें। या नहीं? स्वीकार करने के लिए, सबसे पहले मैं बस इसी रास्ते से गया था, लेकिन फिर मैं इस नतीजे पर पहुंचा कि उलटे क्रम में सब कुछ करने की जरूरत है। ठीक है, या कम से कम एक ही समय में।

मैं एक कॉम्पैक्ट डिवाइस लेना चाहूंगा। और इसके लिए आपको उपलब्ध स्थान के आकार को समझने की आवश्यकता है, बदले में, यह समझने के लिए कि बोर्ड और उसके आकार को कहां रखा जाए, किस आकार की बैटरी फिट की जा सकती है, कहां बटन, स्क्रीन, यूएसबी कनेक्टर और अन्य बाहरी घटकों को रखने के लिए, साथ ही यह भी पता लगाएं कि घटकों को कैसे माउंट किया जाए और आप कर सकते हैं। क्या उनके बीच तार बिछाने के लिए सुविधाजनक है। इन सभी बातों को समझे बिना एक बोर्ड बनाना शुरू करना सरल है। तो यह पता चला है कि आपको पहले शरीर और लेआउट से निपटने की आवश्यकता है, और फिर सर्किट पर आगे बढ़ें।

साथ ही, मामले को खींचने की प्रक्रिया में, मुझे कई बार घटकों के चयन को संशोधित करना पड़ा। इसलिए शुरू में मैंने एक सस्ते 128x64 0.96 "डिस्प्ले (कार्य क्षेत्र 21.7 x 11.2 मिमी) का उपयोग करने के लिए सोचा, लेकिन यह प्रदर्शन बहुत बड़े मामले की पृष्ठभूमि के खिलाफ पूरी तरह से सूक्ष्म दिखाई दिया। तब 1.3 ”डिस्प्ले का आदेश दिया गया था (कार्य क्षेत्र 29.4 x 14.7 मिमी), लेकिन यह बहुत बेहतर नहीं था। तब मुझे 1.54 "डिस्प्ले (35 x 17.5 मिमी) मिली - यह इसके साथ कम या ज्यादा सामान्य लगती है। यह वर्तमान में मुख्य कार्य विकल्प है।

अनुमान के अनुसार, एक 1.8 ”-2” डिस्प्ले बेहतर दिखती थी, लेकिन ये पहले से ही रंग और उच्च रिज़ॉल्यूशन में आती हैं, और तदनुसार स्क्रीन बफर मेरे नियंत्रक (1 के बजाय 35kb) के लिए काफी बड़ा होगा। खैर, मामले में बड़े डिस्प्ले को धक्का देना भी एक समस्या हो सकती है, क्योंकि ऐसे मॉड्यूल के लिए लैंडिंग ब्रैकेट प्रदर्शन के सक्रिय क्षेत्र की तुलना में काफी बड़ा है।

जब मैं अली पर यह लेख लिख रहा था, तो मोनोक्रोम 2.42 "डिस्प्ले एक ही रिज़ॉल्यूशन (128x64) और बिल्कुल 1.54 के समान बाइंडिंग के साथ दिखाई दिया।" मैंने अपने परीक्षण के लिए एक का आदेश दिया - डिवाइस में उल्लेखनीय वृद्धि के बिना इसे मेरे मामले में छड़ी करने का एक मौका है।

मामले पर काम के चरण में एक और महत्वपूर्ण बिंदु यह समझ थी कि खरीदे गए प्रदर्शन मॉड्यूल बहुत अधिक स्थान लेता है और मुख्य बोर्ड के लिए जगह को काफी कम कर देता है। इसलिए, मैंने तैयार प्रदर्शन मॉड्यूल को छोड़ने का फैसला किया, और इसके बजाय प्रदर्शन और इसके बंधन को अपने बोर्ड में रखा। सर्किट में भागों की संख्या थोड़ी बढ़ गई, लेकिन एक पूरे के रूप में डिजाइन को काफी सरल किया गया और अधिक कॉम्पैक्ट बन गया।

जीपीएस मॉड्यूल के विषय पर मेरे विचार समान हैं। यह इतना बड़ा नहीं है, लेकिन कोई फर्क नहीं पड़ता कि इसे कैसे रखा जाए या यह हस्तक्षेप करता है, या ऐन्टेना कुछ बैटरी द्वारा बंद कर दिया गया है। आपके बोर्ड पर मॉड्यूल की भराई रखना और एंटीना को कहीं और रखना एक अच्छा विचार हो सकता है।

मामले पर काम ने बैटरी के आकार और क्षमता को निर्धारित करना भी संभव बना दिया। उपलब्ध वॉल्यूम में, एक 900mAh की बैटरी अभी मिली थी - हम इस पर ध्यान केंद्रित करेंगे। मैं अपने डिवाइस को 15-20 घंटे की बैटरी पर काम करना चाहूंगा, जिसका मतलब है कि खपत 45-60mA के स्तर पर होना चाहिए।

फिलहाल, मैं हल समाप्त होने पर काम को कॉल नहीं कर सकता। सबसे पहले, कुछ घटकों (प्रदर्शन, जीपीएस) के लिए पसंद का सवाल अभी भी खुला है। दूसरे, यह स्पष्ट नहीं है कि क्या मेरा सर्किट सिद्धांत रूप में शुरू होगा या क्या यह मौलिक रूप से कुछ भी बदलने के लिए आवश्यक होगा। और तीसरा, बोर्ड बहुत अधिक कॉम्पैक्ट हो गया है - मुझे यकीन नहीं है कि मैं इसे भंग कर सकता हूं, मिलाप कर सकता हूं और इसे डीबग कर सकता हूं। इसलिए, इस लेख में मैं अभी भी सर्किटरी मुद्दों पर ध्यान केंद्रित करूंगा, मैं सरल और अधिक समझने योग्य चरणों में आगे बढ़ूंगा, और मैं अगली बार मामले के बारे में बात करूंगा। यहां आपके पास बीज के लिए कुछ रेंडर और फोटो हैं।

योजना

अब आप इलेक्ट्रॉनिक्स कर सकते हैं। मैं पर्याप्त विस्तार से सर्किटरी समाधानों का वर्णन करूंगा। सबसे पहले, इलेक्ट्रॉनिक्स में समान नवागंतुकों के लिए, साथ ही मैं खुद के लिए एक सार भी हूं। अनुभवी इलेक्ट्रॉनिक इंजीनियर सर्किटरी के माध्यम से स्किम कर सकते हैं और अगले भाग में वापस आ सकते हैं।

चलो पोषण के साथ शुरू करते हैं।

डिवाइस को लिथियम बैटरी द्वारा संचालित किया जाएगा, जिसका मतलब है कि आपको चार्ज नियंत्रक की आवश्यकता है। इसके अलावा, कुछ घटकों की ऊपरी वोल्टेज सीमा लगभग 3.6V है, जबकि एक बैटरी आसानी से 4V से अधिक के साथ समाप्त हो सकती है। इसलिए आपको स्टेप-डाउन पावर स्रोत की आवश्यकता है। जैसा कि हमने पहले ही पता लगा लिया है, हमें कई अलग-अलग तनावों की आवश्यकता होगी।

मैंने पहले ही उल्लेख किया है कि मैं PT1502 चिप का उपयोग करूंगा। यह अच्छी तरह से फिट बैठता है, क्योंकि एक चार्ज नियंत्रक, 3 बिजली स्रोतों, साथ ही एक बटन स्विचिंग डिवाइस सर्किट को लागू करता है। माइक्रोकिरिट में कई कार्यात्मक ब्लॉक होते हैं, जिन्हें मैंने स्पष्टता के लिए आरेख में विभाजित किया है। सर्किट अपने आप में थोड़ा संशोधित डेटशीट सर्किट है। यहां लिथियम बैटरी चार्ज कंट्रोलर है



रेसिस्टर R3 चार्ज करंट को सेट करता है। डिफ़ॉल्ट रूप से, यह 470mA से मेल खाती है। शायद परीक्षण के परिणामों के अनुसार, मैं इस अवरोधक के मूल्य को 510 ओम तक कम कर दूंगा, जो लगभग 900mA (1C) का चार्ज करंट देगा।

नियंत्रक पैर CHG_STAT के साथ वर्तमान चार्ज मोड की रिपोर्ट कर सकता है। इसके अलावा, वह जानता है कि संकेतों को 3 से कितना देना है - यह चार्ज है, यह चार्ज नहीं है, और यह पहले से ही चार्ज किया गया है, लेकिन अभी भी आउटलेट से जुड़ा हुआ है। पहले संस्करण में, आंतरिक ट्रांजिस्टर पैर को जमीन पर दबाता है और इसे आसानी से नियंत्रक द्वारा पहचाना जा सकता है। दूसरे अवतार में, ट्रांजिस्टर पूरी तरह से बंद हो जाता है और पैर एक उच्च प्रतिबाधा अवस्था में चला जाता है। पावर-अप का उपयोग करना, इस तरह के सिग्नल को नियंत्रक द्वारा पढ़ना भी आसान है।

लेकिन तीसरे राज्य के साथ इतना आसान नहीं है। वहां, ट्रांजिस्टर अजर है और 20 μA का एक प्रवाह इसके माध्यम से बहता है। ऐसी स्थिति पर विचार करने के लिए, मुझे एक लिफ्ट चुनने के लिए कहा गया, ताकि मेरे पैर में लगभग आधा पोषण हो। तब एडीसी का उपयोग करके ऐसी स्थिति का आसानी से पता लगाना संभव होगा। ओम के नियम का उपयोग करके हमें R5 = 1V / 20mkA = 50k मिलता है।

जैसा कि मैंने कहा, PT1502 चिप केवल एक चार्जर नहीं है, बल्कि सभी शक्ति के लिए एक मुश्किल नियंत्रक भी है। माइक्रोक्रिकिट सर्किट में वोल्टेज की निगरानी करता है और, RESET सिग्नल का उपयोग करते हुए, मुख्य प्रोसेसर को नियंत्रित कर सकता है (वे कहते हैं कि आपको अभी भी जल्दी शुरू करना है, शक्ति अभी तक स्थिर नहीं हुई है)।



इसके अलावा, माइक्रोकिरिट बटन (बीटीएन 1) के स्पर्श पर डिवाइस को शुरू कर सकता है, और इसके अलावा, माइक्रोकंट्रोलर (पीडब्लूआर_होल्ड) से एक सिग्नल पर, ऑपरेशन को पूरा करें और बिजली बंद करें। खैर, प्रोसेसर को संकेत देने के लिए कि बैटरी सिग्नल BAT_LOW से बाहर चल रही है।

और यह मुख्य शक्ति स्रोत है।



आउटपुट वोल्टेज BUCKFB टर्मिनल पर वोल्टेज द्वारा सेट किया गया है और बैटरी पावर के साथ 2V पर सेट है। लेकिन दो-वोल्ट की शक्ति के साथ, एक समस्या का पता चला - यूएसबी काम नहीं करेगा। यानी बैटरी चार्ज की जाएगी, लेकिन यह डेटा संचारित करने में सक्षम नहीं होगा - माइक्रोकंट्रोलर पर्याप्त आयाम के एक यूएसबी बस को सिग्नल नहीं दे सकता है। डेटशीट 3.3V से बेहतर, कम से कम 2.7V के वोल्टेज की सिफारिश करता है।

किसी अन्य शक्ति स्रोत को अवरुद्ध न करने और यह सोचने के लिए कि उनके बीच कैसे स्विच किया जाए, मैंने बस विभक्त R1 / R4 + R7 के अनुपात को समायोजित करने का निर्णय लिया। इस समावेश के साथ, आवेग निरंतर संचालित होता है। जैसे ही डिवाइस को USB में प्लग किया जाता है, ट्रांजिस्टर खुल जाता है और R7 को हिला देता है। ड्राइविंग प्रतिरोधों का अनुपात बदलता है और हमें आउटपुट पर 3.16V मिलता है (हम अभी भी रेटिंग्स के साथ खेल सकते हैं और इसे 3.3% तक रोक सकते हैं)।

PT1502 में 2 रैखिक नियंत्रण भी हैं।



या तो कम-खपत वाले घटक (INA219) या अल्पकालिक (ब्लूटूथ) इन नियंत्रकों से जुड़े होंगे, इसलिए इन स्रोतों की दक्षता कोई समस्या नहीं होगी। LDO2 आपूर्ति वोल्टेज को LDO2_SETx संकेतों का उपयोग करके समायोजित किया जा सकता है।

चूंकि मेरे पास अभी भी आपूर्ति वोल्टेज के बारे में खुले प्रश्न हैं, इसलिए मैंने एलडीओ 2_सेट मोड का चयन करने के लिए जंपर्स को अलग करने का फैसला किया। इसके अलावा, संगत बस पर वास्तविक खपत को मापने में सक्षम होने के लिए, मैं कंघी के लिए JP1 / JP2 / JP3 भी कूदूंगा।

बिजली की आपूर्ति के विषय को समाप्त करते हुए, हमें प्रदर्शन की शक्ति का उल्लेख करने की आवश्यकता है। मैंने थोड़ा अधिक लिखा कि, कॉम्पैक्टनेस के नाम पर, मुझे खरीदे गए डिस्प्ले मॉड्यूल को छोड़ना पड़ा और अपने बोर्ड को स्ट्रैपिंग के साथ डिस्प्ले को चुनना पड़ा। इस प्रदर्शन के लिए विशेष 7-16V बूस्ट कनवर्टर की आवश्यकता होती है। आसानी से, इस स्रोत को EN सिग्नल का उपयोग करके चालू और बंद किया जा सकता है। सर्किट को स्वयं बूस्टर के डेटशीट से कॉपी किया जाता है, ठीक उसी तरह इसका उपयोग एलिया के साथ डिस्प्ले मॉड्यूल में किया जाता है।




अब माइक्रोकंट्रोलर की शक्ति के बारे में थोड़ा। Microcircuit बड़ा है और इसमें 6 विद्युत लाइनें हैं - 4 डिजिटल भाग के लिए, 1 एनालॉग विद्युत आपूर्ति और एक घड़ी के लिए। STM32F103 पर डेटाशीट के अनुसार, सभी बिजली लाइनों (शायद, घड़ी को छोड़कर) पर, संधारित्र के साथ 100nF संधारित्र होना चाहिए, और 4.7uF पर एक और अधिक सामान्य।

लेकिन STM32F4 पर डेटाशीट में कहा गया है कि हालांकि माइक्रोकंट्रोलर आउटपुट के संदर्भ में व्यावहारिक रूप से संगत हैं, फिर भी उनके पास कुछ अलग बिजली योजनाएं हैं। तो दो टर्मिनलों पर टर्मिनल और जमीन के बीच 2.2mkF कैपेसिटर होना चाहिए (और जमीन और शक्ति के बीच नहीं, जैसा कि F1 में)। इसलिए, मुझे कैपेसिटर के केवल एक हिस्से के लिए दोनों विकल्पों पर और एक विशेष माइक्रोकंट्रोलर के लिए विचार करना पड़ा।



पोषण के विषय को जारी रखते हुए, आपको यह पता लगाना होगा कि इसे कैसे मापना है। आप BAT_LOW सिग्नल पर भरोसा कर सकते हैं और बैटरी कम होने पर उपयोगकर्ता को जल्दी से कर्ल करने के लिए कह सकते हैं। लेकिन यह वही है जो मुझे मूल Holux M-241 में पसंद नहीं था, क्योंकि यह संकेत बहुत देर से प्रकट हुआ और याद करने में आसान था। मुझे बैटरी पावर के कुछ अधिक जानकारीपूर्ण संकेतक की आवश्यकता है।



बस मामले में, मैंने बैटरी वोल्टेज को मापने के लिए सबसे साधारण डिवाइडर लगाया। लेकिन लिथियम बैटरी के मामले में, यह केवल एक सूचनात्मक संकेतक है और इस पर भरोसा नहीं किया जाना चाहिए। इंटरनेट पर अधिक ईमानदार बैटरी रीडिंग के लिए, वे "लटकन" का उपयोग करने का सुझाव देते हैं।



यह छोटा माइक्रोचिप उस ऊर्जा की मात्रा को गिनता है जो बैटरी से या उसके पास से गुजरी है। माप शंट आर 10 पर किए जाते हैं। माइक्रोक्रिसिट की रीडिंग I2C के माध्यम से पढ़ी जा सकती है। Microcircuit बैटरी पर वोल्टेज को मापने में सक्षम है, वर्तमान अवरोध से गुजर रहा है, और एक-दूसरे से भी गुणा करें। दुर्भाग्य से, वह नहीं जानती है कि वाट * द्वारा पास किए गए घंटों के मूल्य को कैसे संचित किया जाए, इसलिए उसे निरंतर सर्वेक्षण करना होगा।

आइए डिजिटल भाग पर चलते हैं। पूरे सिस्टम का दिल STM32F103RB माइक्रोकंट्रोलर है।



दो क्वार्ट्ज के रूप में स्ट्रैपिंग को इंटरनेट पर पाई जाने वाली अन्य योजनाओं (डेटाशीट में डबल-चेक) से लिया गया था। मुझे RAM से बूट करने की आवश्यकता नहीं है, लेकिन क्योंकि सिग्नल BOOT1 जमीन पर खींच लिया गया है। BOOT0 को मुख्य फ्लैश मेमोरी या अंतर्निहित UART बूटलोडर से बूट करने के लिए जम्पर के साथ चुना जा सकता है (उदाहरण के लिए, डिवाइस के प्राथमिक फर्मवेयर के लिए)

आगे एलईडी है।



चूंकि मुख्य आपूर्ति वोल्टेज 2 से 3.3V तक भिन्न होगी, इसलिए एलईडी को इससे नहीं जोड़ा जाना चाहिए - चमक और वर्तमान खपत बहुत भिन्न होगी। इसलिए, एलईड I को 2.7V बस से जोड़ा जाएगा, वर्तमान-सीमित प्रतिरोधों की गणना तदनुसार की जाती है। चूंकि माइक्रोकंट्रोलर बैटरी द्वारा संचालित होने पर अपने पैर पर 2V से अधिक नहीं दे पाएगा, इसलिए GPIO पुश-पुल मोड का उपयोग नहीं किया जा सकता है। केवल खुला-सूखा।

रीसेट बटन के बारे में कहने के लिए कुछ खास नहीं है।



चूंकि I2C बस में एक तीन-वोल्ट डिवाइस (INA219) बैठा होगा, इसलिए आपको तीन मीटर तक ब्रेस करने की भी आवश्यकता है



एक SWD कनेक्टर भी मानक है। प्रोग्रामर से बैटरी और बाहरी बिजली के बीच स्विच करने के लिए एक डायोड की आवश्यकता होती है।



उन विस्मयादिबोधक को देखते हुए कि वे ऐसा नहीं करते हैं और ऐसा कनेक्शन वास्तव में बैटरी को डिस्कनेक्ट नहीं करता है। हां, यह बंद नहीं होता है, लेकिन डायोड इसके लिए नहीं है। बैटरी कनेक्ट नहीं होने पर प्रोग्रामर से डिवाइस को पावर करने में सक्षम होने के लिए इस चीज की आवश्यकता होती है। और यदि जुड़ा हुआ है, तो इसे उससे काम करने दें। ठीक है, अगर बैटरी जुड़ी हुई है, तो आपको प्रोग्रामर को बैटरी पर 4.2V से बचाने की आवश्यकता है।

लेकिन बटन अधिक विस्तार से रहने चाहिए।



तथ्य यह है कि पहला बटन न केवल एक बटन होगा, बल्कि एक डिवाइस स्विच के रूप में भी काम करेगा - BTN1 सिग्नल PT1502 पावर कंट्रोलर चिप से जुड़ा है। जब डिवाइस को बंद कर दिया जाता है, तो माइक्रोकंट्रोलर और अन्य उपभोक्ताओं को बिजली की आपूर्ति नहीं की जाती है। यही कारण है कि बटन बिजली (वीसीसी) से नहीं बल्कि बैटरी (बैट) से जुड़ा है। इस बटन को दबाकर, PT1502 सभी बिजली स्रोतों को चालू करेगा और माइक्रोकंट्रोलर शुरू करेगा। उसके बाद, बटन एक नियमित बटन की तरह काम कर सकता है। बैटरी के एक उच्च वोल्टेज के साथ माइक्रोकंट्रोलर को नहीं जलाने के लिए, मैंने एक छोटा वोल्टेज विभक्त बनाया जो आवश्यक फ्रेम में बीटीएन 1 सिग्नल को चलाता है (हालांकि, इसके बिना संभव है - माइक्रोकंट्रोलर के पास इनपुट हैं जो 5 वी के लिए सहनशील हैं।

दूसरा बटन अचूक है। प्रोसेसर के अंदर, जमीन पर एक पुल शामिल किया जाएगा, और बटन एक इकाई को लाइन में खिलाएगा ...

निर्बाध रूप से भारी परिधि की ओर बढ़ते हैं। यूएसबी



USB कनेक्टर डिवाइस से चिपक जाएगा, और स्थैतिक बिजली वहां चल सकती है। यह पता चला है कि विशेष माइक्रोकिरेट्स (जैसे STF202-22) जो बाहरी प्रभावों से माइक्रोकंट्रोलरों की रक्षा करते हैं।

लेकिन यहां कुछ और ही दिलचस्प है। एक 1.5k रोकनेवाला STF202 चिप के अंदर छिपा हुआ है, जो VBUS लेग और D + लाइन के बीच जुड़ा हुआ है। यह अवरोधक USB विनिर्देश के अनुसार आवश्यक है - यह मेजबान को बताता है कि यह किसी चीज में फंस गया है। कई सर्किटों में, यह अवरोधक हमेशा बिजली और डी + लाइन के बीच जुड़ा होता है। जैसे ही मेजबान डी + लाइन पर इस तरह के अवरोधक को देखता है, यह तुरंत डिवाइस के साथ संचार करना शुरू कर देता है। यह हमेशा उचित नहीं है, जैसा कि कुछ उपकरण संचार के लिए तुरंत तैयार नहीं हो सकते हैं।

यह सिर्फ मेरा मामला है। इसके लिए एक सरल चाल है ( यहाँ जासूसी)। आप ट्रांजिस्टर का उपयोग करके इस अवरोधक को बंद कर सकते हैं: हम संचार चाहते हैं - हम रोकनेवाला चालू करते हैं, हम बस USB द्वारा संचालित होना चाहते हैं - इसे बंद करें। जब आप अपने मोबाइल फोन को USB में चिपकाते हैं, तो वह आमतौर पर पूछता है कि “हम क्या करेंगे? डेटा मर्ज या सिर्फ चार्ज? " - इलेक्ट्रॉनिक्स के संदर्भ में, यह बस एक पुल-अप रोकनेवाला को जोड़ने के बारे में है।

लेकिन आपको कैसे पता चलेगा कि कोई डिवाइस USB में फंस गया है? ऐसा करने के लिए, मैंने USB_PLUGGED सिग्नल प्रदान किया, जिसे सरलतम विभक्त से निकाल दिया जाता है।



USB से 5V को सीधे माइक्रोकंट्रोलर के पैर तक खिलाया जा सकता है - वे अभी भी 5V के प्रति सहिष्णु हैं। लेकिन इसे पहले से ही डिवाइडर के माध्यम से होने दें।

एक्सेलेरोमीटर अब



स्कीम को डेटशीट से लिया गया है। मॉड्यूल I2C के माध्यम से जुड़ा हुआ है, लेकिन माइक्रोकंट्रोलर को संकेत देने के लिए कि समाचार है, एक बाधा रेखा का भी उपयोग किया जाता है। इसके अलावा, चूंकि तीन-वोल्ट INA219 अभी भी एक ही I2C बस पर लटका हुआ है, इसलिए एक्सेलेरोमीटर के संचार पैर भी 3B बस से समन्वय स्तरों तक संचालित होते हैं।

मैंने पहले ही उल्लेख किया है कि मैं ऊर्जा बचाने और अप्रयुक्त उपकरणों को बंद करना चाहूंगा। इसलिए एक्सीलरोमीटर बिजली ट्रांजिस्टर द्वारा चालू की जाती है।

वैसे, मुझे वास्तव में तथाकथित पसंद आया डिजिटल ट्रांजिस्टर - दो प्रतिरोधों के साथ पूर्ण ट्रांजिस्टर। यह बोर्ड पर थोड़ी सी जगह बचाता है। यह केवल अफ़सोस की बात है कि दो-वोल्ट की शक्ति के साथ, मैं कम से कम कुछ सभ्य वर्तमान - 20-30 mA अधिकतम के साथ एक डिजिटल ट्रांजिस्टर नहीं उठा सका। इसलिए अधिक तामसिक उपभोक्ताओं को MOSFETs के साथ जोड़ा जाना था।

जीपीएस से आगे बढ़ें



GPS एक अलग बोर्ड पर स्थित है और लूपबैक के माध्यम से जुड़ा हुआ है। चूंकि मैंने अभी तक जीपीएस मॉड्यूल पर निर्णय नहीं लिया है, इसलिए मैंने 2 अलग-अलग बिजली आपूर्ति प्रदान की है। प्रोसेसर बोर्ड की तरफ पावर ट्रांजिस्टर के अलावा, अधिक दिलचस्प कुछ भी नहीं है।

मैं केवल UARTs के बारे में कुछ शब्द कहूंगा प्रारंभ में, मैंने फर्मवेयर और डीबग अपलोड करने के लिए सभी 3 का उपयोग करने की योजना बनाई, दूसरा जीपीएस के लिए और दूसरा ब्लूटूथ के लिए। लेकिन यह पता चला कि UART3 I2C नंबर 2 के समान पिन पर है, जिसे मैंने मूल रूप से प्रदर्शन के लिए उपयोग करने की योजना बनाई थी। मुझे चुनना था। नतीजतन, मैं इस निष्कर्ष पर पहुंचा कि मैं फर्मवेयर और डिबग को उसी UART के माध्यम से अपलोड कर सकता हूं जो जीपीएस के लिए आरक्षित है (बेशक, जीपीएस को अक्षम करना होगा)। ठीक है, अगर आपको जीपीएस को खुद को शुरू करने की आवश्यकता है, अर्थात, यूएसबी सीडीसी (जिसमें आप लॉग अपलोड कर सकते हैं) और एसडीडी। थोड़ी देर बाद, मैंने I2C नंबर 2 का उपयोग करने का विचार त्याग दिया, इसलिए UART3 मुफ्त मिल गया, लेकिन बैटरी बचाने के नाम पर, मैंने दो UART पर ध्यान केंद्रित करने का फैसला किया।

ब्लूटूथ



ब्लूटूथ डेटशीट से योजना के अनुसार जुड़ा हुआ है। पिन PIO1 दो मोड में काम कर सकता है। पहले में, एक एलईडी इसके साथ जुड़ा हुआ है और मॉड्यूल इस एलईडी के साथ झपकाता है। अलग-अलग विंक का मतलब है अलग स्थिति। एक अन्य मोड में, यह पिन एक डिजिटल के रूप में काम करता है - एक जब संचार स्थापित होता है, और 0 नहीं तो। मॉड्यूल इनिशियलाइज़ेशन के दौरान एटी कमांड द्वारा मोड्स को स्विच किया जाता है।

एसडी कार्ड

हालांकि एसडी कार्ड कनेक्शन योजना मानक है, किसी कारण से यह मेरे लिए बहुत मुश्किल था। इंटरनेट पर बहुत सारे अलग-अलग कनेक्शन विकल्प हैं और यह पता लगाना इतना आसान नहीं है कि कौन सही है।



अधिकांश भाग के लिए, मेरे पास झाड़ियों में प्रश्न थे। कभी-कभी ऐसी योजनाएं होती हैं जहां वे 1k में प्रतिरोधक डालते हैं। कुछ सर्किट 22 ओम प्रतिरोधों को लगाते हैं, जाहिरा तौर पर स्थैतिक के खिलाफ सुरक्षा के रूप में। फिर भी, अधिकांश सर्किट पास-थ्रू प्रतिरोधों की पेशकश नहीं करते हैं, और मैं शायद उसी तरह से जाऊंगा। मेरे पास भी स्टैटिक्स नहीं होंगे फ्लैश ड्राइव केस के अंदर रहेगा।

पावर ट्रांजिस्टर, यह मुझे लगता है, या तो मांग में नहीं होगा, मुझे लगता है कि कार्ड हमेशा काम करेगा - यह एक लकड़हारा है। लेकिन चूंकि यह एक परीक्षण बोर्ड है, इसलिए इसे रहने दें। कॉइल के बारे में एक ही बात - जाहिर है कि मूल में इस समावेशन को पागल बना दिया गया था, या कार्ड का उपयोग खराब शक्ति या हस्तक्षेप के साथ वातावरण में किया गया था। मुझे लगता है कि वहाँ एक शून्य रोकने वाला मिलाप और एक कुंडल के बिना प्रयास करें।

प्रदर्शन

मुझे SPI के माध्यम से अली के साथ डिस्प्ले मॉड्यूल में से एक को जोड़ने और I2C के माध्यम से कनेक्शन के साथ तुलना करने का अवसर मिला। . SPI I2C. (4 SPI 10 I2C), I2C, SPI.



BS0 , 3-Wire SPI, 4-Wire SPI. D/C (/), 3-Wire SPI. , 4-Wire , .. SPI STM32 8 .

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मामले में ट्वीटर के बजाय एक वाइब्रोमोटर होगा, मैंने एक सुरक्षात्मक डायोड प्रदान किया। हालांकि, मैंने यह राय सुनी कि एक सुरक्षात्मक डायोड भी ट्वीटर को नुकसान नहीं पहुंचाता है।

लोहे में

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, 100100 2 JLCPCB . . 2.42”, , , , . .






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bluetooth , . , BT_ON, ( , ), .

गर्मी आ रही थी और मैं छुट्टी पर मेरे साथ किराया लेने की योजना बना रहा था। ताकि होटलों में नौकरानियों को तारों के एक पंखे के साथ नंगे डिबगिंग बोर्ड का डर न हो, इसे मामले में छिपाना अच्छा होगा। मैं अपने आप को खुशी से इनकार नहीं कर सकता था और एक ही समय में मामले और बोर्ड को विकसित किया। तो मामले में बढ़ते बोर्ड थे, डिस्प्ले होल्डर बढ़ते थे।

जीपीएस मॉड्यूल कई बोर्डों का सैंडविच है और 12 मिमी मोटा एक एंटीना है। मैंने इसे बोर्ड के ऊपर हुक करने का फैसला नहीं किया, बल्कि इसे उसी स्तर पर रखा। इससे मामले की मोटाई कम हो गई, लेकिन बोर्ड के एक कोने से थोड़ा दूर।

बोर्ड की तस्वीरें और अंतिम (परियोजना के इस चरण में) डिवाइस की एक जोड़ी।







डिस्प्ले के नीचे बैटरी अच्छी तरह से फिट होती है, लेकिन मुझे डिस्प्ले को ऊपर के कवर के करीब लाने के लिए एक छोटा सा बॉक्स बनाना पड़ा।

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DC-DC — 2, USB 3.16 ( 3.3). : . . .

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PT1502 . BTN1 . PT1502 “” RESET, . PWR_HOLD , , . PT1502 , PWR_HOLD .

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( ) PT1502 ( ). (300) . . PT1502 RESET ( ), - . , POWER_HOLD ( ) — , PT1502 . , .

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. D0, D1-D3 — . HAL HAL_SD_ConfigWideBusOperation() 4- . 4 , SDIO RX FIFO Overrun .

. HAL_SD_ReadBlocks() , SDIO. FIFO . , HAL_SD_ReadBlocks() . . DMA .

जो लोग इस जगह में समाप्त डिवाइस को देखने की उम्मीद करते हैं, उन्हें निराश होना पड़ेगा - केवल परीक्षण बोर्ड पूरा हो गया है, और यहां तक ​​कि, केवल लोहे का टुकड़ा। अब आपको जीवन को सांस लेने की ज़रूरत है, प्रोग्रामिंग करें, मोड और खपत को ठीक करें। खैर, वास्तव में एक लॉगिंग कोड लिखें - यही कारण है कि पूरी परियोजना शुरू की गई थी।

फिर भी, मेरे लिए व्यक्तिगत रूप से यह मंच एक बहुत बड़ी और महत्वपूर्ण उपलब्धि है। इलेक्ट्रॉनिक्स मेरी विशेषता नहीं है और मुझे बहुत खुशी है कि डिवाइस भी शुरू हो गया। मैं सर्किट को डिजाइन करने, कई उपकरणों के मिलान, बोर्ड को तार करने, घटकों को चुनने और बहुत कुछ में पर्याप्त पंप करने में कामयाब रहा।

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• ( L152 L433)
• SD Low Voltage Signaling (1.8)
• GPS , ,
• ( HMC5883L HSCDTD008A) -
• , , HAL
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