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自行車安全行駛監(jiān)控器—科技創(chuàng)新大賽作品

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ID:60076 發(fā)表于 2014-4-30 16:29 | 只看該作者 回帖獎(jiǎng)勵(lì) |倒序?yàn)g覽 |閱讀模式
本帖最后由 liumei 于 2014-4-30 16:30 編輯

作者:七彩流星雨
本裝置預(yù)計(jì)實(shí)現(xiàn)功能:超速語音報(bào)警、單手、無手騎車報(bào)警、載人報(bào)警;谶@些功能之后,預(yù)計(jì)添加液晶顯示屏顯示當(dāng)前車速以及到達(dá)自動(dòng)計(jì)算目的地所需的時(shí)間,看以當(dāng)前車速到目的地能不能在規(guī)定時(shí)間內(nèi)到達(dá)(舉個(gè)例子就是看以現(xiàn)在的車速前進(jìn)去學(xué)校會(huì)不會(huì)遲到。),如果不能到達(dá),會(huì)提示適當(dāng)?shù)丶铀,以及記錄行駛過的路程,更后期添加播放音樂功能讓騎車更享受。

另外本裝置起初是對青少年科技創(chuàng)新比賽而制作的,參不參賽,獲不獲獎(jiǎng)我無所謂,這個(gè)作為繼我的51單片機(jī)學(xué)習(xí)(機(jī)器小車霹靂一號(hào))之后的第二個(gè)階段——AVR單片機(jī)學(xué)習(xí)的成果。完成以后,將打算轉(zhuǎn)入更高級的單片機(jī)(ARM或PIC)學(xué)習(xí),最終目標(biāo)仍是做一個(gè)大型智能家庭機(jī)器人。
2011年11月9日22時(shí),該裝置使用的AVR最簡系統(tǒng)板焊接完成,由于使用內(nèi)部時(shí)鐘電路,本裝置不需要外置復(fù)位功能,所以最簡系統(tǒng)已經(jīng)是很簡的了,預(yù)留了ISP下載接口,方便以后的下載程序和調(diào)試。
芯片:AVR Mega16L。
外接的USB ISP下載器不屬于本裝置的一部分,也不是我個(gè)人的作品。
電路焊接目前仍比較難看,多余松香尚未用酒精清洗,等全部焊接完成后一次性清洗干凈,就很好看了。




2011年11月13日12時(shí),呼呼(~ o ~)~zZ。ISD1730語音系統(tǒng)焊接完成!焊接元件量比較多,精心排列了下,個(gè)人覺得整齊點(diǎn)了吧。
板子是做好了,錄音來源是PC機(jī)的耳機(jī)輸出口,音頻信號(hào)從電腦3.5mm耳機(jī)口出,經(jīng)0.1uF電容耦合后被錄下,不需要另外焊接MIC口。錄音時(shí)帶上耳機(jī)在電腦錄下成音頻文件后,內(nèi)錄到芯片上。
這么做我似乎毀了一條耳機(jī)線,剪斷一邊后,取出里面的地線和音頻線接到板上。不過沒關(guān)系,這耳機(jī)本來就有毛病了。
但是,本系統(tǒng)的功能是對危險(xiǎn)行為進(jìn)行語音提醒,錄誰的聲音比較好呢?。。。這是個(gè)問題。


2011年11月19日23時(shí),兩個(gè)觸摸模塊焊接完成。感應(yīng)線是一條漆包線包在手把柄就夠了,因?yàn)榘驯撬苣z的,理論上人體內(nèi)有生物電流(事實(shí)也是如此,我用數(shù)字萬能表的直流電壓200mV檔,單手觸摸紅筆,有1-5mV的感應(yīng)電壓,而雙手各抓一支筆時(shí),電壓則有50-100mV,值隨呼吸和心跳的速度而改變)

觸摸IC買回來意想不到的是外形比想象中的小,而且是貼片形式。借鑒網(wǎng)上各位達(dá)人的方法,第二次焊接有了很大改進(jìn),見兩張照片中的左物。第一次焊接的是右物。第一次焊接采用漆包線走線,比較凌亂。第二次焊接采用錫走線,原則就是先預(yù)熱,然后速點(diǎn)速收,其實(shí)用的錫并不多。并且還可以用手抓著萬用版感知溫度,當(dāng)感到燙時(shí),一般是50-60度了,而且觸摸點(diǎn)不是焊點(diǎn)中心,感覺到的溫度在焊點(diǎn)中心有兩倍左右,即100-120度,芯片的溫度的最大限度是125℃,這時(shí)應(yīng)立即撤離電烙鐵。
用錫走線時(shí),先隔著格點(diǎn)布錫,不兩個(gè)連續(xù)布錫,這樣不容易帶走已布了的錫。



2011年11月20日17時(shí),所有元件總裝測試,基本達(dá)到預(yù)計(jì)的要求?墒钦Z音播放容易出問題,還要繼續(xù)調(diào)試代碼才行。不管怎樣先上一張最終效果圖,啦啦啦!我的小車車成為最先進(jìn)的安全小車?yán)玻?/div>





2011年11月25日23時(shí)
完成語音芯片全部的焊接,包括功放電路。功放IC使用TDA2822M,可以增大40dB的音量。
焊接時(shí),由于使用的是普通的電烙鐵,沒有接地,加之焊接時(shí)ISD1730芯片忘記拔除開來,烙鐵頭上的電流將一片芯片擊毀。
喇叭使用0.5W8Ω的喇叭。音量增益大,噪音也多了,放音稍有些失真。





2011年11月27日1時(shí),液晶屏幕焊接、底層程序編寫完成。對液晶顯示內(nèi)容,還有望下次重新排版,把車速、安全狀態(tài)等都顯示出來,這里先隨手做個(gè)圖像證明液晶屏可用。順便拍下電腦上編程界面的這個(gè)裝置的程序的主函數(shù)的一部分內(nèi)容。
液晶屏為2.4寸的TFT屏幕,該液晶屏內(nèi)部使用ILI9325指令芯片控制,不帶任何字庫的。不過AVR單片機(jī)16KB的內(nèi)存夠我裝這幾個(gè)字體的信息了。顏色格式是RGB565格式。還帶有SD卡模塊和未焊接的觸摸芯片空位。



焊接相比之前的好看點(diǎn)了吧。錫走線,名副其實(shí)的好看,和PCB版差不多,不過也稍微有點(diǎn)費(fèi)錫。



2011年11月27日23時(shí),屏幕內(nèi)容基本編排好了,如果不安全,則用紅色字體顯示。否則用綠色字體顯示。相機(jī)忘記調(diào)白平衡,拍照時(shí)顏色變了。




2011年11月28日12時(shí),將液晶屏上的“左手狀態(tài)”改為“左手狀況”。由于后座的紅外熱釋傳感器初始化需要時(shí)間,在后座狀況后面如果處于初始化時(shí)間段,則顯示初始化中。初始化時(shí)間大約15秒-60秒




2011年11月30日23時(shí),由于功放芯片還不如人意,再次改進(jìn),改進(jìn)后發(fā)現(xiàn)直接接PSP的耳機(jī)音頻信號(hào)輸出經(jīng)4.7uF電容耦合輸入到TDA2822M,聲音變得非常非常大,而且音質(zhì)還可以。但是將信號(hào)源接到ISD1730后,發(fā)現(xiàn)不是不能響,就是有部分音頻丟了,聲音不完整。
后來我測了下PSP輸出的音頻電壓,在0.1~1.0mV之間,而 ISD1730語音芯片則大大不同。持續(xù)拉到PLAY引腳后,我測了輸出引腳SP+、SP-的電壓,過了毫伏級別,有0-2.8V的波動(dòng),并且它有上下波動(dòng),時(shí)正時(shí)負(fù)是個(gè)交流信號(hào),由于沒有示波器,就將就讀數(shù)辨認(rèn)了。
接到TDA2822M后,反而不是電壓大的ISD1730的音量大,而是PSP輸出的毫伏級別的音頻信號(hào)音量大,而且是相當(dāng)?shù)拇螅瑤缀跻粚訕嵌悸牭靡,語音芯片的聲音只是一個(gè)小房間的范圍而已。

TDA2822M數(shù)據(jù)手冊上說,如果是直流信號(hào),需要在輸入引腳加一個(gè)電容來耦合,確實(shí)我加了,聲音很好。但沒說交流信號(hào)怎么處理,于是我直接將語音芯片的SP+接到功放IC的輸入引腳上,雖然能播音,但是聲音遠(yuǎn)不如直流信號(hào)的好。郁悶的我忽然有一個(gè)想法,既然直流低壓信號(hào)音量如此大,那能不能試下強(qiáng)制的方法把0-2.8V的交流信號(hào)變成直流?我順手找來一個(gè)二極管和一個(gè)22K的電阻,串起來,二極管能去掉半波的信號(hào),我知道這肯定會(huì)嚴(yán)重失真,但不妨試試。
結(jié)果可想而知是不太理想的。


然后我又試了下,如果不砍掉半波,只把電壓壓低,只串了一個(gè)22K電阻,經(jīng)4.7uF電容耦合輸入到功放IC,聲音似乎小了點(diǎn),我再串一個(gè)810K的進(jìn)去,這就有832K,聲音確實(shí)是小得可憐。
功放這事還沒完,在這些試驗(yàn)中,我發(fā)現(xiàn)將語音芯片上SP+引腳,不經(jīng)過4.7uF電容耦合,用560Ω的下拉電阻然后接到TDA2822M的輸入引腳7上,然后把揚(yáng)聲器放到一個(gè)塑料杯杯口上(這個(gè)杯我是用來裝零散的電子元件的),杯子做共鳴,聲音不但沒有失真厲害,反而音量倒增加了不少。

另外,上面有幾個(gè)元件的腳很長,我還沒打算剪,只是焊接得很短而已,為的是方便調(diào)試更換,因?yàn)樗璧墓δ軙何茨軐?shí)現(xiàn)。

好了,今晚就研究到這吧。晚安!



2011年12月2日13時(shí),功放與語音芯片的電路連接有思路了!并且實(shí)驗(yàn)成功!語音芯片發(fā)出的聲音也大聲許多了。

我在這得感謝51hei論壇的壇友benli,對我的提問進(jìn)行準(zhǔn)確詳細(xì)的解答。

看到他的建議后,我將AUD/AUX引腳串聯(lián)4.7uF電容到2822M,照舊下拉10K電阻。
語音芯片1730上電后默認(rèn)情況下這個(gè)引腳是電流輸出(AUD),我試了下完全沒效果,反而聽不到任何東西。然后我再對Mega16L單片機(jī)編程,利用SPI通訊將此引腳設(shè)置為電壓輸出(AUX),然后下令播音,聲音突然大聲了,雖然被嚇一跳,但我笑了。
由于時(shí)間的關(guān)系,現(xiàn)在沒空整理好電路了,今晚再把電路焊接得完美點(diǎn),現(xiàn)在只是點(diǎn)焊,元件腳還沒剪,到今晚再拍照。


2011年12月2日23時(shí),功放電路和語音芯片電路再次焊接完成。語音芯片上的TDA2822M已廢棄不用,我沒有把它取出來,但引腳不焊接了。取而代之的是那塊小的功放板,這樣好調(diào)試點(diǎn)。
小的功放板我預(yù)留DC接口和兩個(gè)電源插針接口,方便輸入各種不同的電源。

應(yīng)該可以看得出金屬光澤吧。。焊工個(gè)人覺得也不是很差。做完這個(gè)項(xiàng)目就去學(xué)下個(gè)人自做PCB版。準(zhǔn)備做出第一塊自己的PCB電路板。


ISD1730語音芯片背面



2011年12月4日10時(shí),又是一個(gè)陽光明媚的早晨。這套裝置已經(jīng)全部完工,AVR單片機(jī)四組IO口也已用完,但如果將來有新想法,還會(huì)繼續(xù)改進(jìn)。
新增開機(jī)歡迎語音“歡迎使用楊宇慶制作的自行車安全監(jiān)測器!”

照片中各個(gè)器件從左到右分別是:8歐姆0.5W喇叭,TDA2822M功放版,兩個(gè)電池盒,ISD1730主板,AVR-ATmega16L單片機(jī)(液晶屏后面),2.4寸TFT液晶顯示屏,左手握把傳感器、霍爾測速傳感器、右手握把傳感器,還有后座載人的紅外熱釋傳感器(在后面,沒完全拍到它)。




2012年2月28日中午,對兩個(gè)觸摸模塊各加入一個(gè)紅色LED警示燈,當(dāng)未觸摸(不抓車把)時(shí),對應(yīng)位置的指示燈亮起。CPU同時(shí)發(fā)出播放語音警告的命令。
這兩個(gè)LED警示燈是獨(dú)立于CPU的。不受CPU控制,受觸摸IC的輸出信號(hào)控制自行點(diǎn)亮或熄滅。




2012年3月18日中午,全車總裝完成,各個(gè)功能正常。改寫了些代碼,主要是重寫界面,使其表現(xiàn)更明白、清晰些,還有每次開機(jī)都出一句安全的警句,提醒大家注意安全。
安全狀況評估分4個(gè)等級,從大到小分為:安全、不安全、危險(xiǎn)、非常危險(xiǎn)。
出現(xiàn)的警句包括:
一人出車全家念 一人平安全家福
行萬里平安路 做百年長樂人
寧繞百步遠(yuǎn) 不搶一步險(xiǎn)
飛速行車樂一時(shí) 一朝落馬毀終生
安全在你腳下 生命在你手中
十字路口易闖禍 一慢二看三通過
身體是革命的本錢
出了車禍速報(bào)警 救死扶傷見真情
程序也快占滿空間了:
AVR Memory Usage
----------------
Device: atmega16
Program:   14686 bytes (89.6% Full)
(.text + .data + .bootloader)
Data:        824 bytes (80.5% Full)
(.data + .bss + .noinit)
Build succeeded with 4 Warnings...








2012年3月19日中午,改進(jìn)電源部分的電路,增強(qiáng)了電源的穩(wěn)定性。


2012年3月23日-25日,將此作品拿去參加2012年廣西青少年科技創(chuàng)新大賽,并獲得二等獎(jiǎng)。



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ID:63273 發(fā)表于 2014-6-24 23:46 | 只看該作者
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板凳
ID:63550 發(fā)表于 2014-7-3 10:23 | 只看該作者
太有意思了
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地板
ID:63642 發(fā)表于 2014-7-8 00:17 來自手機(jī) | 只看該作者
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5#
ID:63918 發(fā)表于 2014-7-12 22:45 | 只看該作者
good think
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6#
ID:67437 發(fā)表于 2014-10-15 16:52 | 只看該作者
樓主樓主。。!請指教啊,我這里剛?cè)胧忠粔KILI9325指令芯片控制tft液晶屏,我想問問怎么入手學(xué)習(xí)這個(gè),我想在上面顯示時(shí)間和幾個(gè)英文。。。。
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7#
ID:67657 發(fā)表于 2014-10-19 21:19 | 只看該作者
厲害厲害~~
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8#
ID:70525 發(fā)表于 2014-12-16 20:46 | 只看該作者
牛人啊
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9#
ID:71547 發(fā)表于 2015-1-7 21:25 | 只看該作者
好東西
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10#
ID:72128 發(fā)表于 2015-1-13 16:52 | 只看該作者
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11#
ID:1042173 發(fā)表于 2022-8-25 00:09 | 只看該作者
能放教程上來就更NICE了——
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