|
|
先看成品圖
掌心大小，這是我目前做的有完備功能的、最小的DIY了。
再看功能：1、可以顯示實(shí)時(shí)氣壓、溫度、濕度，可以選擇顯示或者3項(xiàng)輪流顯示；2、自帶鋰電，具有電池保護(hù)、充電控制電路；
一、淵源：
做這個(gè)DIY起源于一年前的一個(gè)設(shè)想：那就是做一個(gè)無線的氣象站，采用成熟的傳感器芯片，有一個(gè)室外采集終端和室內(nèi)采集、顯示終端，通過無線連接，后期又補(bǔ)充了網(wǎng)絡(luò)推送數(shù)據(jù)和GSM數(shù)據(jù)查詢功能，并已經(jīng)選好了具體的芯片型號(hào)，只差下決心去做了，只是發(fā)現(xiàn)工程對(duì)自己來說還是有點(diǎn)浩大了，要做兩套不同的程序、要兩套程序統(tǒng)調(diào)、要考慮外殼的設(shè)計(jì)安裝，還有室外終端的供電問題，無線信號(hào)強(qiáng)度問題，這又涉及到無線模塊選擇的問題，最終設(shè)想暫時(shí)中止，這一停就是一年多時(shí)間。
二、啟動(dòng)：
動(dòng)力來自于多方面：1、拜淘寶所賜，發(fā)現(xiàn)淘寶上有一種4位段式液晶顯示器，個(gè)頭很小，價(jià)格比此前長(zhǎng)沙太陽人的模塊便宜，也是三線式接口；2、單位里有不少?zèng)]人要的迷你磁帶盒，透明度很高，很適合做小東西的外殼；3、空閑得很，閑著也是閑著。
三、電路設(shè)想：顯示用4位的HTB8832A段式液晶顯示器，氣壓采集用博世的BMP0805，溫濕度用盛世瑞恩的SHT10，精度是濕度4.5%，溫度0.5度，鋰電用600mah的，加一塊保護(hù)板和充電管理板，主控芯片用ATTINY24，2K容量，因?yàn)锽MP0805最高工作電壓是3.6v，而鋰電充滿電后是4.2v，為了安全決定采用3.3v的供電電壓，本來如果沒這個(gè)限制的話，整個(gè)系統(tǒng)都可以不用穩(wěn)壓了，直接用電池。
四、模塊測(cè)試：
共有四個(gè)模塊要測(cè)試：1、LCD 顯示模塊；2；SHT10溫濕度模塊；3、BMP0805氣壓模塊；4、充電管理模塊。
（一）、LCD模塊：采用的是HT1621驅(qū)動(dòng)芯片，以前用的是長(zhǎng)沙太陽人的模塊，兩線或者三線，段碼要么是正碼要么反碼，跟LED數(shù)碼管相差不大，剛開始測(cè)試時(shí)也是按照普通數(shù)碼管編制的段碼表，發(fā)現(xiàn)顯示的數(shù)字無論如何都不對(duì)，而店主提供的數(shù)據(jù)表也看得一頭霧水，研究了半天的HT1621數(shù)據(jù)手冊(cè)，基本搞清了原來，卻和現(xiàn)實(shí)的顯示效果對(duì)不上號(hào)，最后采用一個(gè)筆畫一個(gè)筆畫顯示，這才搞定了段碼表，但是還是發(fā)現(xiàn)了一個(gè)問題，就是供電電壓是5v，而不是店主說的3.3v，模塊上也沒有調(diào)整元件，這樣電路的供電要修改了，修改成了：主控、氣壓、溫濕度模塊仍舊用3.3v，LCD另外加一5v個(gè)升壓模塊，因?yàn)槭菃蜗虻耐ㄓ崳圆槐乜紤]電平轉(zhuǎn)換的問題；臨時(shí)又測(cè)試了模塊的電流，不加升壓是500ua左右，加了升壓是1.8ma，離我的想法有差距了，我計(jì)劃中的整機(jī)耗電電流應(yīng)該稍小于1ma，做到真正的低耗電電池設(shè)備�；艘粋�(gè)晚上搞定。
（二）、BMP0805模塊：先上網(wǎng)找例程，找來找去，找到了一個(gè)arduino的演示程序，正好手頭有arduino板，可以測(cè)試一下模塊是否損壞。arduino程序編譯后是6K左右，這也難怪了，例程里有大量的浮點(diǎn)運(yùn)算，只是當(dāng)初我是認(rèn)為只要從模塊中把數(shù)據(jù)讀出來就可以的，沒想到還需要大量的校正運(yùn)算，看來attiny24的2k容量有點(diǎn)危險(xiǎn)了。沒有相應(yīng)的avr的c源程序怎么辦呢，那就直接移植arduino吧，基本不用改什么東西的，只是跟attiny接口上遇到了很大的問題，模塊跟avr用的是I2C接口，究竟是用avr內(nèi)置接口還是用模擬i2c接口呢，考慮到自己做單面板的布線比較困難，決定采用模擬I2c，這樣可以根據(jù)布線要求，選擇合適的端口，而不局限于固定的端口，套用了以前做收音機(jī)搞的一段I2c例程，調(diào)試起來真的很困難，總是無法知道程序錯(cuò)在i2c接口還是運(yùn)算程序，最后再才接到arduino，讀出正確的校正參數(shù)，然后比對(duì)avr上的讀數(shù)，確定是I2C的問題，當(dāng)1002的氣壓值出現(xiàn)在顯示器上的時(shí)候，心情無疑是很激動(dòng)的。BMP0805測(cè)試程序編譯后已經(jīng)差不多是2k了，這樣使用attiny24的計(jì)劃泡湯了，接下來改用m16開發(fā)板繼續(xù)測(cè)試SHT10。
（三）、SHT10模塊：SHT10采用的是兩線的接口，但是并不兼容I2C，這樣也不用在是否使用主控接口上糾結(jié)了。網(wǎng)上例程很多，有自己寫的，但大部分改寫自官方的例程，有51的也有avr的，但是真要用的話就沒這么簡(jiǎn)單了，實(shí)際上當(dāng)貌似正確的數(shù)據(jù)出現(xiàn)在顯示器上的時(shí)候，還是發(fā)現(xiàn)有問題，別人的演示視頻里濕度數(shù)據(jù)會(huì)跳動(dòng)，而我的似乎總在那么幾個(gè)數(shù)字上變動(dòng)，而且變動(dòng)得相當(dāng)緩慢，別的濕度表早就動(dòng)了10%了，我這里還是紋絲不動(dòng)，但是哈口氣它還是能動(dòng)的，說明還是從模塊里讀出了些什么，那么究竟是模塊本身問題還是接口的時(shí)序問題呢，單憑簡(jiǎn)陋的手段似乎不太容易了。于是想到以前在淘寶上看到的一種便宜的邏輯分析儀，可以用它分析時(shí)序，花了180大元買了一個(gè)，大概熟悉了用法后，實(shí)測(cè)模塊時(shí)序，果然從波形上發(fā)現(xiàn)讀取的數(shù)據(jù)的LSB字節(jié)全是FF，而MSB是正常的，這絕對(duì)是時(shí)序問題了，對(duì)比官方例程，發(fā)現(xiàn)每次通訊結(jié)束后都必須拉高一下DATA，否則后續(xù)字節(jié)就會(huì)讀取失敗，看來這180元花得真值。
（四）、充電模塊：很簡(jiǎn)單，計(jì)算充電電流，在計(jì)算充電時(shí)間，再看充滿是否自停，就可以知道好壞了。
五、整合：
最終要用的主控選定是Mega8L，最低電壓2.7v，容量8k，裝我的程序足夠，體積小巧，只有小指甲蓋大小，只是是QFN封裝，不過其他幾塊模塊也都要求用貼片焊接，再加上上次做過的電池電壓顯示器用的也是貼片，而且磁帶盒剩余空間只夠選用貼片了。設(shè)計(jì)電路板有點(diǎn)麻煩，因?yàn)闆]有現(xiàn)成的SHT10和BMP0805的封裝，所以要自己畫，然后再根據(jù)安裝要求調(diào)整元件的位置，整來整去又去掉用MINIUSB充電的念頭，最后板子做好后，發(fā)現(xiàn)漏掉了3.3v穩(wěn)壓芯片的位置，頭疼！
接下來是焊接調(diào)試，出現(xiàn)異常情況，發(fā)現(xiàn)端口調(diào)試小程序不能點(diǎn)亮端口，或者只有1.6v的輸出電壓，要命的很，怎么修改程序都不行，最后半夜12點(diǎn)起床，冒著破壞PCB的危險(xiǎn)，搞掉了M8L，換上了一個(gè)新的，剛開始測(cè)試時(shí)正常，甚至都能顯示正確的數(shù)據(jù)，只是把功能切換程序加上去的時(shí)候，又出現(xiàn)了跟上次一模一樣的毛病，真的抓狂了，是5V升壓板破壞了M8L的端口了么，不像啊，程序能正常LOADED的，也能運(yùn)行，I2C所在接口也能輸出3.3V電平，而且在M8的開發(fā)板上都是這樣用的，只是無法點(diǎn)亮LCD，因?yàn)殡娖绞窃谔土�，PCB已經(jīng)經(jīng)不起第二次折騰了，要么就是重做一塊，要么就此放棄本次DIY，不過這一冷藏，可能就是一年半載的時(shí)間。最后掙扎了一下，在LCD所在端口強(qiáng)制確定了數(shù)據(jù)方向?yàn)檩敵�，沒想到成了！原來一直以為上電后默認(rèn)是輸出的，所以沒有另外加DDR命令。
最后是總裝：理想總是美好的，到總裝的時(shí)候才知道，要把一堆東西裝進(jìn)一個(gè)不能變的外殼有多困難，最后去掉了用連接器連接電池的做法，改用插針連接，剪短了SIP插針和按鈕的高度，縮短了電池和充電板的電線，磨掉了一點(diǎn)LCD上的黑膏，總算能把所有東西都塞進(jìn)去了~~~。
最后成品的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度由我的卡西歐登山表和一個(gè)溫濕度表開共同確定。氣壓的準(zhǔn)確性卡西歐可以保證，應(yīng)該BMP0805剛測(cè)試好的時(shí)候就發(fā)現(xiàn)兩者的數(shù)據(jù)非常接近，也就是卡西歐測(cè)試數(shù)據(jù)應(yīng)該是可信的，溫度顯示讀取的也是BMP0805，既然氣壓比較準(zhǔn)確，那么溫度也是可信的，盡管SHT10也能提供溫度數(shù)據(jù)，濕度就很難說了，要這么貴的模塊靠一個(gè)幾十塊的便宜的家用溫濕度計(jì)來校正，真有點(diǎn)悲哀了，不過不管了，反正人家說了濕度本來就是個(gè)比較負(fù)責(zé)的參數(shù)，精度差點(diǎn)也沒什么。再測(cè)一下整機(jī)的耗電，大約3ma，離理想有點(diǎn)遠(yuǎn)，好在可以充電，不用太在意。
耗時(shí)15天，費(fèi)銀90許，The Ending~~
|
|
QQ好友和群
QQ空間
騰訊微博
騰訊朋友
收藏
淘帖
頂
踩
