Η επιτραπέζια συσκευή - ένας προσαρμόσιμος βοηθός επιφάνειας εργασίας: 7 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:35

Το Desktop Device είναι ένας μικρός προσωπικός βοηθός επιφάνειας εργασίας που μπορεί να εμφανίσει διάφορες πληροφορίες που έχουν ληφθεί από το διαδίκτυο. Αυτή η συσκευή σχεδιάστηκε και κατασκευάστηκε από εμένα για το μάθημα CRT 420 - Special Topics στο Berry College, υπό την καθοδήγηση του εκπαιδευτή Zane Cochran.

Αυτό το διδακτικό θα αναλυθεί λεπτομερώς για το πώς να φτιάξετε τη δική σας συσκευή παρόμοια με αυτήν. Στο βίντεο που συνέδεσα, τα πιο ελκυστικά οπτικά βήματα καθώς και κάποιο σχόλιο βαθμού Α από μένα δείχνουν τη διαδικασία της κατασκευής της συσκευής. Είμαι σχετικά νέος στο YouTube, αλλά προσπαθώ να δημιουργήσω ενδιαφέρον περιεχόμενο DIY / αυτοκινήτου, οπότε μη διστάσετε να το ελέγξετε και να μου πείτε τι πιστεύετε ότι θα μπορούσα να βελτιώσω! Επίσης, εάν θέλετε να ελέγξετε μερικά από τα υπόλοιπα Instructables μου, μπορείτε να το κάνετε κάνοντας κλικ στο προφίλ μου.

Παρακάτω είναι τα στοιχεία και το λογισμικό που χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία της επιτραπέζιας συσκευής (Οι σύνδεσμοι Amazon είναι σύνδεσμοι συνεργατών που με υποστηρίζουν όταν αγοράζετε αντικείμενα μέσω αυτών, χωρίς επιπλέον κόστος για εσάς)

Όπως και το SlouchyBoard (https://www.instructables.com/id/SlouchyBoard-an-A…), ξεκινήσαμε με το Breadboarding αυτό το κύκλωμα για να βεβαιωθούμε ότι όλα λειτούργησαν προτού τα κολλήσουμε σε έναν πίνακα τυπωμένων κυκλωμάτων (PCB). Αυτά είναι τα συστατικά του breadboard που χρησιμοποίησα για να βεβαιωθώ ότι όλα λειτουργούν.

$ 11 ESP32:

Micro USB 7 $:

Οθόνη $ 17 (HiLetgo 2,2 Οθόνη 240x320):

$ 6,50 Jumper Wires:

(Δεν απαιτείται, αλλά χρησιμοποιήσαμε έναν πυκνωτή 10microFahrad για να κάνουμε την οθόνη να λειτουργεί πολύ καλύτερα)

15,50 $ κιτ πυκνωτή:

Αντίσταση 10k Ohm (Αν αγοράσατε ποτέ ένα κιτ Arduino, πιθανότατα τα έχετε ήδη)

Κιτ αντίστασης 9 $:

Κουμπιά (πάλι, πιθανότατα έχετε μερικά, απλά βεβαιωθείτε ότι το PCB σας έχει το σωστό κουμπί!):

Κιτ κουμπιού 17 $ (σε περίπτωση που θέλετε κάποιες άλλες επιλογές κουμπιών):

$ 10 Ακρυλικό (χρησιμοποίησα ακρυλικό 1/16 για να φτιάξω τη βάση μου, ωστόσο, θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί οτιδήποτε):

$ 12 βίδες διαχωριστικού (χρησιμοποιούνται για τη στερέωση της πλακέτας στη θήκη):

Αρχικά ήθελα να εκτυπώσω μια θήκη 3D, αλλά κατέληξα να μην έχω χρόνο. Στο εργαστήριο, χρησιμοποιούμε τους εκτυπωτές XYZ 3D που δημιουργούν έναν καλό εκτυπωτή εκκίνησης:

Αφού δοκιμάσαμε όλα τα εξαρτήματα και κάναμε κάποιες βασικές δοκιμές προγραμματισμού, περάσαμε στο EasyEDA (https://easyeda.com/) για να φτιάξουμε την προσαρμοσμένη πλακέτα PCB. Μόλις γίνει αυτό, μετακινήσαμε όλα αυτά τα εξαρτήματα στο PCB και τα συγκολλήσαμε στη θέση τους. Τα παρακάτω βήματα θα αναλυθούν λεπτομερώς για την κατασκευή.

Η συνολική τιμή αυτού του έργου εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από το τι αποφασίζετε να φτιάξετε για τον εαυτό σας, ποια εξαρτήματα έχετε ήδη ή/και επιλέξετε να χρησιμοποιήσετε.

Βήμα 1: Breadboarding

Αρχικά, θέλετε να ξεκινήσετε συνδέοντας όλα τα εξαρτήματά σας σε ένα breadboard σύμφωνα με το σχηματικό κύκλωμα όπως φαίνεται. Θα πρέπει να συνδέσετε την οθόνη ακριβώς όπως φαίνεται στο σχηματικό, καθώς αυτές οι ακίδες λειτουργούν με τη βιβλιοθήκη της οθόνης, ωστόσο, τα κουμπιά δεν έχουν τόσο μεγάλη σημασία και μπορείτε να κάνετε ό, τι θέλετε. Δεν χρειάζεται να χρησιμοποιήσετε 4 κουμπιά ή κανένα κουμπί καθόλου, θα μπορούσατε να χρησιμοποιήσετε ένα joystick αν το θέλατε πραγματικά. Παρακάτω είναι οι καρφίτσες που χρησιμοποίησα. Σημειώστε ότι αυτές είναι οι ακίδες που χρησιμοποιούνται στον προγραμματισμό και όχι οι φυσικές ακίδες. Για παράδειγμα, ο ακροδέκτης CS είναι συνδεδεμένος με τον πείρο 22, ο οποίος είναι στην πραγματικότητα ο τρίτος πείρος από πάνω δεξιά όταν προβάλλεται από το σχηματικό σχήμα. Υπάρχουν μερικές διαφορετικές εκδόσεις του ESP-32 εκεί έξω, οπότε μερικές από τις καρφίτσες μπορεί να μην είναι ακριβώς οι ίδιες όπως φαίνονται σε αυτό το έργο. Εάν το δικό σας είναι διαφορετικό, προσπαθήστε να βρείτε ένα διάγραμμα pinout για την έκδοσή σας.

Καρφίτσες οθόνης --------- ακίδες ESP-32

CS -------------------- 22

DC -------------------- 21

MOSI ----------------- 23

CLK ------------------- 19

RST ------------------- 18

MISO ---------------- 25

Βεβαιωθείτε ότι έχετε αυτά τα δικαιώματα και ότι συνδέετε τις δύο καρφίτσες VCC και Ground στην οθόνη

Κουμπί 1 ------------ 35

Κουμπί 2 ------------ 34

Κουμπί 3 ------------ 33

Κουμπί 4 ------------ 32

Ο πυκνωτής 10uF συνδέεται με τον πείρο EN στο ESP-32 και πηγαίνει στη γείωση. Ο προσανατολισμός του πυκνωτή δεν έχει σημασία.

Το τελευταίο πράγμα είναι να βεβαιωθείτε ότι ο πείρος 5v του Esp-32 και ο πείρος GND είναι συνδεδεμένοι σε VCC και GND αντίστοιχα. Στη συνέχεια, θα πρέπει να μπορείτε να συνδέσετε το καλώδιο δεδομένων στο ESP-32 και η οθόνη θα πρέπει να ανάψει και να είναι λευκή.

Βήμα 2: Βασικές δοκιμές προγράμματος

Θα προχωρήσω και θα επισυνάψω έναν κωδικό εκκίνησης που θα σας βοηθήσει να δοκιμάσετε τα στοιχεία σας και να τραβήξετε δεδομένα από ένα API. Υπάρχουν 5 βιβλιοθήκες που θα χρειαστείτε για να προχωρήσετε και να τις κατεβάσετε στο εσωτερικό του Arduino. Αυτές οι βιβλιοθήκες είναι

WiFi.h

HTTPClient.h

SPI.h

Adafruit_GFX.h

Adafruit_ILI9341.h (ILI9341 είναι αυτή η συγκεκριμένη οθόνη, αυτή είναι η βιβλιοθήκη για αυτήν την οθόνη)

Για να προσθέσετε μια βιβλιοθήκη στο Arduino, μεταβείτε στην ενότητα Εργαλεία> Διαχείριση βιβλιοθηκών και, στη συνέχεια, αναζητήστε τις τρεις βιβλιοθήκες που αναφέρονται παραπάνω.

Ο κωδικός εκκίνησης που έχω επισυνάψει πρέπει να δείχνει έναν μικρό κύκλο που σχεδιάζεται για κάθε πατημένο κουμπί. Και η τιμή της μετοχής της Nike θα πρέπει να σχεδιαστεί κάπου στη μέση της οθόνης. Όταν πατήσετε ένα διαφορετικό κουμπί, θα πρέπει να εμφανιστεί ένας νέος κύκλος.

Εάν όλα αυτά λειτουργούν, γνωρίζετε ότι τα εξαρτήματά σας λειτουργούν όπως πρέπει.

Βήμα 3: EasyEDA - Σχηματικό

Μεταβείτε στη διεύθυνση https://easyeda.com/ για να δημιουργήσετε έναν δωρεάν λογαριασμό και να κάνετε όλο αυτό το mumbo jumbo.

Όταν ρυθμίσετε το EasyEDA, ξεκινήστε δημιουργώντας ένα νέο έργο και δημιουργήστε ένα νέο σχηματικό σχήμα. Θέλετε να βεβαιωθείτε ότι έχετε τοποθετήσει όλα τα μέρη και τα συνδέετε όπως έχω δείξει στο σχήμα, εκτός εάν θέλετε να κάνετε τα δικά σας διαφορετικά με κάποιο τρόπο. Στην αριστερή πλευρά, μπορείτε να αναζητήσετε τις διάφορες βιβλιοθήκες για τα απαιτούμενα μέρη και στη συνέχεια να τα τοποθετήσετε στο σχηματικό σχήμα.

Εάν αναζητήσετε τους παρακάτω όρους, θα πρέπει να μπορείτε να βρείτε όλα τα στοιχεία. Αυτά είναι όλα τα στοιχεία από την εικόνα της λίστας μερών, αλλά θα προχωρήσω και θα τα πληκτρολογήσω παρακάτω, ώστε να μπορείτε να τα αντιγράψετε και να τα επικολλήσετε αν θέλετε.

ESP32S Devkit - ADV (Μεταβείτε στις "βιβλιοθήκες" στα αριστερά και αναζητήστε κάτω από τη συνεισφορά του χρήστη)

2.2 TFT LCD - ADV (Μεταβείτε στις "βιβλιοθήκες" στα αριστερά και κάντε αναζήτηση κάτω από τη συνεισφορά του χρήστη)

C110153 (Μεταβείτε στις "βιβλιοθήκες" στα αριστερά και αναζητήστε στο LCSC)

C94705 (Μεταβείτε στις "βιβλιοθήκες" στα αριστερά και αναζητήστε στο LCSC)

C58673 (Μεταβείτε στις "βιβλιοθήκες" στα αριστερά και αναζητήστε στο LCSC)

Μόλις τοποθετήσετε όλα τα εξαρτήματα, συνδέστε τα στις σωστές ακίδες, καθώς και τις συνδέσεις GDN και VCC. Τα συνδέετε χρησιμοποιώντας το εργαλείο καλωδίωσης και τοποθετώντας τα σύμβολα GND & VCC. Στη συνέχεια, αφού έχετε συνδέσει σωστά όλα τα καλώδια, μπορείτε να κάνετε κλικ στο κουμπί μετατροπής σε PCB.

Βήμα 4: EasyEDA - Σχεδιασμός PCB

Όταν ξεκινάτε στο περιβάλλον PCB, θα δείτε μια δέσμη επιπέδων και αριθμών στα δεξιά. Αλλάξτε τις μονάδες σας σε χιλιοστά ή ό, τι θέλετε να χρησιμοποιήσετε και αλλάξτε το μέγεθος του κουμπιού (το μέγεθος του κουμπιού είναι βασικά σε ποιο διάστημα μπορείτε να τοποθετήσετε τα πράγματα στο πλέγμα) σε κάτι βολικό. Έφτιαξα το δικό μου 10mm αφού ήθελα το περίγραμμα του σκάφους μου στα 100mm x 100mm αλλά μετά το άλλαξα σε 0.01mm μόλις άρχισα να τοποθετώ τα εξαρτήματά μου.

Ξεκινήστε με την επεξεργασία του στρώματος περιγράμματος του πίνακα (κάντε κλικ στο χρώμα και θα εμφανιστεί ένα μολύβι) και, στη συνέχεια, σχεδιάστε το περίγραμμα του πίνακα, στην περίπτωσή μου, ο πίνακας μου ήταν 100mmx100mm. Μόλις το έχετε, επεξεργαστείτε το επάνω επίπεδο και ξεκινήστε να τοποθετείτε τα στοιχεία στον πίνακα όπως τα θέλετε, σύροντάς τα στο περίγραμμα.

Στη συνέχεια, μόλις τοποθετηθούν τα εξαρτήματα, συνδέστε όλες τις μπλε γραμμές με το σύρμα, εκτός εάν είναι συνδεδεμένες σε GND ή VCC. Οι συνδέσεις GND και VCC συνδέονται απευθείας με την πλακέτα και δεν χρειάζεται να απομονωθούν μέσω των καλωδίων. Μόλις συνδεθούν όλες οι συνδέσεις εκτός VCC και GND, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε το εργαλείο περιοχής Χαλκού για να πραγματοποιήσετε τις τελευταίες συνδέσεις. Κάντε το μία φορά στο πάνω στρώμα και μία στο κάτω στρώμα. Βεβαιωθείτε ότι αλλάζετε μία από τις περιοχές του χαλκού σε VCC στην καρτέλα "Ιδιότητες", συνήθως το επάνω στρώμα είναι GND και το κάτω στρώμα VCC.

Μόλις το κάνετε αυτό, ο πίνακας πρέπει να φαίνεται πλήρης και μπορείτε να κάνετε μεγέθυνση για να δείτε πού συνδέεται το GND με τον πίνακα. Σε αυτό το σημείο, θέλετε να ελέγξετε για Σφάλματα DRC ανανεώνοντας τα Σφάλματα DRC στην καρτέλα Διαχειριστής σχεδίου στην αριστερή πλευρά. Εάν δεν υπάρχουν σφάλματα, καλό είναι να πάτε και να παραγγείλετε τον πίνακα σας. Για να παραγγείλετε την πλακέτα σας, κάντε κλικ στο κουμπί στην επάνω κορδέλα με ένα βέλος G και δεξιά πλευρά για να εξάγετε το αρχείο Gerber. Αυτό θα σας οδηγήσει απευθείας από εκεί που αγοράζετε τις σανίδες σας, υπάρχουν πολλές επιλογές για διαφορετικά χρώματα και φινιρίσματα που θα επηρεάσουν την τιμή της σανίδας, για το πάχος του PCB, νομίζω ότι το 1,6 είναι αυτό που κάνουμε συνήθως.

Εάν θέλετε να ελέγξετε ξανά ότι τα εξαρτήματά σας ταιριάζουν, μπορείτε να εξαγάγετε μια εικόνα-p.webp

Βήμα 5: Συγκόλληση

Η συγκόλληση όλων των εξαρτημάτων σας στον πίνακα είναι πολύ ικανοποιητική και ανταμείβει όταν όλα ταιριάζουν στη θέση τους. Όλη η διαδικασία συγκόλλησης φαίνεται στο βίντεο που έφτιαξα.

Οι σταθμοί συγκόλλησης που χρησιμοποιούμε στο εργαστήριο είναι αυτοί: https://amzn.to/2K5c6EX και αυτοί είναι το χέρι βοήθειας που χρησιμοποιούμε: https://amzn.to/2JC1IpP. Τώρα που αποφοίτησα και δεν θα έχω πλέον άμεση πρόσβαση σε αυτά, θα αγοράσω μερικά για τον εαυτό μου μόλις πάρω τη δική μου θέση.

Βήμα 6: Περισσότερος προγραμματισμός

Δεν αισθάνομαι άνετα να δώσω όλο τον κωδικό μου όπως έγινε για μια σχολική εργασία και θα πρέπει να προσπαθήσετε να είστε δημιουργικοί με τη δική σας συσκευή και να το κάνετε να κάνει αυτό που σας ενδιαφέρει.

Για να βοηθήσω στον προγραμματισμό της οθόνης, ελπίζω ότι ο κωδικός εκκίνησης θα είναι χρήσιμος, αλλά αυτός είναι επίσης ένας μεγάλος πόρος:

Για περισσότερες χρήσεις με το ESP32, βρήκα ένα υπέροχο ιστολόγιο που δημοσιεύει συνεχώς πράγματα (εκεί έμαθα πώς να έχω άμεση πρόσβαση στο διαδίκτυο με το ESP32 αντί να χρησιμοποιώ διακομιστή όπως κάναμε στο σχολείο): https:// techtutorialsx.com/κατηγορία/esp32/

Αυτός είναι ο σύνδεσμος για τα API της τιμής των μετοχών, για να αποκτήσετε διαφορετικές μετοχές απλά αντικαταστήστε το "NKE" με άλλα αποθέματα όπως "AMZN" ή "AAPL":

Υπάρχουν πολλά ακόμη API, ωστόσο, ορισμένα απαιτούν από εσάς να δημιουργήσετε λογαριασμούς όπως το OpenWeather API.

Βήμα 7: Εγγραφείτε στο κανάλι μου στο YouTube

Αν νομίζατε ότι αυτό το διδακτικό ήταν ενδιαφέρον, μπορείτε να δείτε το βίντεο που έφτιαξα σχετικά με το Desktop Assistant και μερικά από τα άλλα βίντεο του έργου μου.

Προσπαθώ να φτάσω το κανάλι μου σε 1.000 συνδρομητές ώστε να μπορέσω να δημιουργήσω έσοδα από το κανάλι μου προκειμένου να χρηματοδοτήσω μελλοντικά έργα που είναι πιο φιλόδοξα και ακριβά. Έχω ακόμη δύο σχολικά έργα από αυτό το εξάμηνο που θα μοιραστώ και στη συνέχεια θα αρχίσω να ασχολούμαι με νέα πράγματα. Αυτά τα έργα περιλαμβάνουν μια συσκευή που επιτρέπει στους στρατιώτες να παρακολουθούν τον αριθμό των σφαιρών που έχουν απομείνει στα περιοδικά τους, ένα gamepad στυλ Gameboy που τρέχει εντελώς από ένα Teensy και ένα κουμπί PCB YouTube που έχει πολλά LED για να εμφανίζει διαφορετικά εφέ. Εάν αυτά ακούγονται ενδιαφέροντα, σκεφτείτε να εγγραφείτε στο κανάλι μου στο YouTube ή εδώ στο εκπαιδευτικό προφίλ μου.

Επίσης, εάν θέλετε να κάνω ένα εκπαιδευτικό αφιερωμένο στο EasyEDA, μπορώ να το κάνω και να δημιουργήσω ένα πλήρες βίντεο σε αυτό. Ξέρω ότι μπορεί να είναι αρκετά μπερδεμένο όταν ξεκινάτε με αυτό, προσπαθώ να είμαι λεπτομερής, αλλά είναι δύσκολο όταν το μόνο που έχω είναι μερικές φωτογραφίες και κείμενο. Αφήστε ένα σχόλιο εδώ ή στο κανάλι μου στο YouTube για να το ξέρω!

Σύνδεσμος προς το κανάλι μου:

Ευχαριστώ!