Moduli ya Mdhibiti wa Uber I2C LCD: Hatua 6

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:51

Utangulizi

Maelezo haya ya kufundisha jinsi ya kuunda moduli ya mtawala wa HD44780 LCD (pic 1 hapo juu). Moduli inaruhusu mtumiaji kudhibiti mambo yote ya LCD kwa mpango juu ya I2C, inayojumuisha; LCD na kuonyesha, kulinganisha na nguvu ya mwangaza wa nyuma. Ingawa Arduino Uno R3 ilitumika kuichapisha, itafanya kazi sawa sawa na mdhibiti mdogo anayesaidia I2C.

Utangulizi

Kama ilivyoelezwa hapo juu nakala hii inaunda uundaji wa Moduli ya Mdhibiti wa LCD ya I2C, ilikusudiwa sana kama zoezi la kubuni kuamua itachukua muda gani kuunda PCB inayofanya kazi.

Ubunifu huo unachukua nafasi ya moduli ya kawaida ya mtawala wa kawaida (picha 3 hapo juu) na huchota kwenye Maagizo na maktaba ambayo nimeyazalisha mapema.

Kutoka kwa mfano wa dhana ya awali (picha 2 hapo juu) hadi kukamilika, PCB iliyojaribiwa kikamilifu (picha 1 hapo juu) ilichukua jumla ya siku 5.5.

Ninahitaji sehemu gani? Tazama muswada wa nyenzo zilizoambatanishwa hapa chini

Ninahitaji programu gani?

• Kitambulisho cha Arduino 1.6.9,
• Kicad v4.0.7 ikiwa unataka kurekebisha PCB. Vinginevyo tuma tu 'LCD_Controller.zip' kwa JLCPCB.

Ninahitaji zana gani?

• Darubini angalau x3 (kwa uunganishaji wa SMT),
• Chuma cha kutengenezea cha SMD (na kalamu ya mtiririko wa maji na solder iliyochorwa),
• Kijani kibaya (cha kutengeneza SMT),
• Koleo nzuri (kumweka na pua pua),
• DMM na ukaguzi wa mwendelezo unaosikika.

Ninahitaji ujuzi gani?

• Uvumilivu mwingi,
• Ubunifu mwingi wa mwongozo na uratibu bora wa mikono / jicho,
• Ujuzi bora wa kuuza.

Mada zimefunikwa

• Utangulizi
• Muhtasari wa Mzunguko
• Utengenezaji wa PCB
• Muhtasari wa Programu
• Kupima Ubunifu
• Hitimisho
• Marejeo Imetumika

Hatua ya 1: Muhtasari wa Mzunguko

Mchoro kamili wa mzunguko wa vifaa vyote vya elektroniki umetolewa kwenye picha 1 hapo juu, pamoja na PDF ya hiyo hapo chini.

Mzunguko ulibuniwa kuwa mbadala halisi wa Moduli ya Mdhibiti wa PCF8574A I2C LCD na nyongeza zifuatazo;

• Utangamano wa mtumiaji wa I2C 3v3 au 5v,
• Udhibiti wa utofautishaji wa dijiti au mpangilio wa sufuria wa kawaida,
• Uteuzi wa nguvu ya mwangaza wa nyuma na udhibiti wa utendaji wa Quartic ili kufikia kufifia laini.

Udhibiti wa Kuonyesha LCD

Hii ni sura ya Moduli ya Kidhibiti cha LCD ya I2C inayotumia PCF8574A (IC2) ya I2C kwa ubadilishaji sawa.

Anwani chaguomsingi ya I2C kwa hii ni 0x3F.

Utangamano wa 3v3 au 5v I2C

Kwa operesheni ya 3v3 inafaa Q1, Q2 ROpt1, 2, 5 & 6, IC1, C2 na C2.

Ikiwa operesheni ya 5v inahitajika basi haifai vifaa vyovyote vya 3v3, na kuzibadilisha na 0 Ohm resistors ROpt 3 na 4.

Tofauti ya dijiti

Udhibiti wa utofautishaji wa dijiti unapatikana kupitia utumiaji wa potentiometer ya dijiti U2 MCP4561-103E / MS na C4, R5.

Ikiwa potentiometer ya kawaida ya mitambo inahitajika basi mtu anaweza kuwekwa kwa PCB, RV1 10K, badala ya U2, C4 na R5. Angalia BoM kwa potentiometer inayofaa.

Kwa kuziba jumper J6 anwani ya I2C ni 0x2E. Ilifikiriwa kwa operesheni ya kawaida hii ni daraja.

Uteuzi wa ukubwa wa mwangaza wa nyuma

Nguvu ya taa inayobadilika nyuma inadhibitiwa na mpangilio wa PWM wa taa ya nyuma ya LCD ya LED kupitia pini ya U1 6 ATTiny85. Ili kuhifadhi utangamano kamili na Moduli ya kiwango cha I2C LCD Mdhibiti R1, T1 R7 na T2 hutumiwa kurekebisha reli ya usambazaji.

Anwani chaguomsingi ya I2C kwa hii ni 0x08. Hii ni chaguo la mtumiaji, wakati wa kukusanya kabla ya programu ya U1.

Hatua ya 2: Utengenezaji wa PCB

Kama ilivyotajwa hapo awali hii ya Agizo lilikuwa zoezi, lililokusudiwa kuamua ni muda gani utachukua kukamilisha muundo (ambao ulikuwa na kusudi la vitendo).

Katika kisa hiki nilifikiria wazo la kwanza Jumamosi alasiri na nilikuwa nimekamilisha mfano na Jumamosi jioni picha 1 hapo juu. Wazo langu kama ilivyoelezwa, lilikuwa kuunda lahaja yangu ya moduli ya I2C LCD, na alama sawa, ikitoa udhibiti kamili wa programu ya LCD juu ya I2C.

Mchoro wa skimu na mpangilio wa PCB ulitengenezwa na picha za Kicad v4.0.7 2 na 3. Hii ilikamilishwa Jumapili alasiri na sehemu hizo ziliamriwa kutoka Farnell na PCB ilipakiwa kwa JLCPCB kufikia Jumapili jioni.

Vipengele viliwasili kutoka Farnell Jumatano, ikifuatiwa na PCB kutoka JLCPCB Alhamisi (nilitumia huduma ya utoaji wa DHL kuharakisha mambo) picha 4, 5, 6 & 7.

Kufikia Alhamisi jioni bodi mbili (3v3 na 5v anuwai) zilikuwa zimejengwa na kujaribiwa kwa mafanikio kwenye onyesho la 4 na 20 LCD. Picha 8, 9 & 10.

Siku 5.5 za kushangaza kutoka kwa dhana ya mwanzo hadi kukamilika.

Inanishangaza jinsi JLCPCB inavyoweza kuchukua agizo, kutengeneza PTH PCB ya pande mbili na kuipeleka Uingereza. Blistering siku 2 kwa utengenezaji na siku 2 za kutoa. Hii ni haraka kuliko wazalishaji wa PCB wa Uingereza na kwa bei ndogo.

Hatua ya 3: Muhtasari wa Programu

Kuna sehemu kuu tatu za programu muhimu kudhibiti moduli ya I2C LCD;

1. LiquidCrystal_I2C_PCF8574 Maktaba ya Arduino

Inapatikana hapa

Ili kutumika katika mchoro wako wa Arduino kudhibiti onyesho la LCD.

Kumbuka: Hii inafanya kazi sawa sawa na Mdhibiti wa Moduli ya LCD ya I2C. Ni tu inatoa utendaji kuliko maktaba zingine.

2. MCP4561_DIGI_POT Maktaba ya Arduino

Ili kutumiwa katika mchoro wako kudhibiti kimatokeo tofauti ya LCD

Inapatikana hapa

3. Udhibiti wa programu ya viwango vya taa vya nyuma vya LCD kutumia PWM na kazi ya kupunguza Quartic kufikia kufifia laini

Kama ilivyoelezwa hapo awali bodi ina ATTiny85 moja inayotumiwa kudhibiti kufifia kwa mwangaza wa taa nyuma.

Maelezo ya programu hii hutolewa mapema inayoweza kuelekezwa ya 'Smooth PWM LED Fading Pamoja na ATTiny85'

Katika kesi hii ili kuweka vipimo vya mwisho vya PCB sawa na moduli ya generic LCD mtawala wa SOIC wa ATTiny85 ilichaguliwa. Picha 1 na 2 zinaonyesha jinsi ATTiny85 SOIC ilivyopangwa na kujaribiwa katika mfano uliowekwa.

Nambari iliyowekwa ndani ya ATTiny85 ilikuwa 'Tiny85_I2C_Slave_PWM_2.ino' inapatikana hapa

Kwa maelezo zaidi juu ya jinsi ya kuunda programu yako mwenyewe ya ATTiny85 angalia Programu hii inayoweza kufundishwa ya ATTiny85, ATTiny84 na ATMega328P: Arduino As ISP '

Hatua ya 4: Kupima Ubunifu

Ili kujaribu muundo niliunda mchoro ulioitwa 'LCDControllerTest.ino' ambayo inaruhusu mtumiaji kuweka parameter maalum ya LCD moja kwa moja juu ya unganisho la serial terminal.

Mchoro unaweza kupatikana kwenye ghala langu la GitHub I2C-LCD-Mdhibiti-Moduli

Picha 1 hapo juu inaonyesha bodi ya bodi inayokubaliana ya 5v I2C iliyowekwa kwenye LCD ya 4 na 20 na picha 2 onyesho la msingi wakati wa kutumia nambari ya majaribio kwa mara ya kwanza.

Inatumia nambari zifuatazo za msingi kwa nuru ya nyuma na utofautishaji;

• #fafanua DISPLAY_BACKLIGHT_LOWER_VALUE_DEFAULT ((muda mrefu haujasainiwa) (10))
• #fafanua DISPLAY_CONTRAST_VALUE_DEFAULT ((uint8_t) (40))

Nimeona hizi zilifanya kazi vizuri na onyesho la LCD la 4 kwa 20 nilikuwa nimelala karibu na vipuri.

Hatua ya 5: Hitimisho

Nilipoanza katika tasnia ya elektroniki / programu muda mrefu uliopita, kulikuwa na msisitizo mkubwa juu ya utumiaji wa waya-kufunika au ujenzi wa veroboard kwa mfano na uhandisi mwingi juu ya mzunguko wa mwisho endapo ungefanya makosa, ikizingatiwa gharama na muda wa bodi kuzunguka tena.

Kosa kawaida hugharimu wiki chache kwenye ratiba na kulipua kiwango cha faida (na labda kazi yako).

PCB ziliitwa 'kazi za sanaa', kwa sababu zilikuwa kazi za sanaa kweli kweli. Iliundwa saizi kamili mara mbili kwa kutumia mkanda mweusi wa mkanda mweusi na 'tracer' au draughtsperson na imepigwa picha na nyumba ya vitambaa ili kufanya picha ikipinga stencils.

Michoro ya mzunguko pia iliundwa na tracers na kuchorwa kwa mkono kutoka kwa maelezo yako ya muundo. Nakala zilifanywa kwa picha-takwimu na kuitwa "picha za bluu". Kwa sababu walikuwa na rangi ya samawati bila kubadilika.

Watawala wadogowadogo walikuwa katika utoto wao tu na walikuwa kawaida kwenye mzunguko wakiiga ikiwa kampuni yako ingeweza kumudu moja na mazingira magumu ya maendeleo na ya gharama kubwa.

Kama mtengenezaji wakati huo, gharama tu ya mnyororo wa zana za kukuza programu ilikuwa kubwa, bila shaka ulilazimishwa kuweka maadili ya hex moja kwa moja kwenye EPROM (RAM / Flash ikiwa ulikuwa na bahati sana) kisha utumie masaa kutafsiri tabia inayosababisha kuamua nini nambari yako ilikuwa ikifanya ikiwa haifanyi kazi kama inavyotarajiwa (kidogo 'kutikisa' au serial printf kuwa mbinu maarufu zaidi za utatuzi. Baadhi ya mambo hayabadiliki). Kwa kawaida ulilazimika kuandika maktaba zako zote kwani hakuna zilizopatikana (kwa kweli hakukuwa na chanzo tajiri kama mtandao).

Hii ilimaanisha kuwa ulitumia muda mwingi kujaribu kuelewa jinsi kitu kilifanya kazi na kutumia muda mfupi kutengeneza.

Michoro yako yote ilichorwa kwa mikono, kawaida kwenye A4 au A3 na ilibidi ifikiriwe vizuri, ikiwapa mtiririko wa kimantiki wa njia ya ishara kutoka kushoto kwenda kulia. Marekebisho kawaida yalimaanisha ulihitaji kuanza na karatasi mpya.

Kwa sehemu kubwa mzunguko wako wa mwisho ulitengenezwa kwa kutumia veroboard kwa kudumu na imewekwa kwenye kiunga rahisi cha ABS ili kuipatia 'kugusa mtaalamu'.

Kwa kulinganisha kabisa, nilitengeneza mradi huu mzima kwa siku 5.5 nikitumia freeware ya hali ya juu na kusababisha PCB ya kiwango cha kitaalam. Je! Hamu inapaswa kunichukua, ningeweza kuiweka kwenye kisanduku kilichochapishwa cha 3D cha utengenezaji wangu mwenyewe.

Kitu ambacho ungeweza kuota tu chini ya muongo mmoja uliopita.

Jinsi mambo yamebadilika kuwa bora.

Hatua ya 6: Marejeleo Imetumika

Kukamata kwa skimu ya KiCAD na muundo wa PCB

KiCAD EDA

Chombo cha Ukuzaji wa Programu ya Arduino ORG

Arduino

LiquidCrystal_I2C_PCF8574 Maktaba ya Arduino

Hapa

MCP4561_DIGI_POT Maktaba ya Arduino

Hapa

Laini ya PWM ya LED inayofifia na ATTiny85

Hapa

Kupanga programu ya ATTiny85, ATTiny84 na ATMega328P: Arduino kama ISP