klawiatura multimedialna do PC.pdf

M I N I P R O J E K T Y

Wspólną cechą układów opisywanych w dziale "Miniprojekty" jest łatwość ich praktycznej realizacji.

Zmontowanie układu nie zabiera zwykle więcej niż dwa, trzy kwadranse, a można go uruchomić w ciągu

kilkunastu minut. Układy z „Miniprojektów” mogą być skomplikowane funkcjonalnie, lecz łatwe w montażu

i uruchamianiu, gdyż ich złożoność i inteligencja jest zawarta w układach scalonych. Wszystkie układy

opisywane w tym dziale są wykonywane i badane w laboratorium AVT. Większość z nich znajduje się

w ofercie kitów AVT, w wyodrębnionej serii „Miniprojekty” o numeracji zaczynającej się od 1000.

Klawiatura multimedialna do PC

Proponowany uk³ad

jest kontynuacj¹ serii

urz¹dzeÒ, ktÛrych

zadaniem jest u³atwienie

pos³ugiwania siÍ

aplikacjami

multimedialnymi

pracuj¹cymi

w†úrodowisku WINDOWS

komputera PC. Jest

w†pewnym sensie

alternatyw¹ dla uk³adu

sterowania komputera PC

za pomoc¹

standardowych pilotÛw.

Sterowanie wykorzystuj¹ce

promieniowanie

podczerwone ma

rozliczne zalety, ale

i†dwie wady: moøe

zak³ÛcaÊ pracÍ innych

urz¹dzeÒ pracuj¹cych na

tym samym kanale,

a†takøe... nie przenika

przez úciany i†inne

materialne,

nieprzezroczyste

przeszkody.

Wielokrotnie juø okazy-

wa³o siÍ, øe w†pewnych oko-

licznoúciach najskuteczniej-

sze mog¹ siÍ okazaÊ rozwi¹-

zania najprostsze, powiem

wiÍcej: nawet nieco prymi-

tywne. Mam tu na myúli naj-

starsze medium wykorzysty-

wane w†zdalnym sterowaniu,

czyli po prostu zwyk³y kabel.

Podczas s³uchania muzyki

czy ogl¹dania filmÛw na DVD

rzadko kr¹øymy po pokoju

czy ca³ym mieszkaniu. Naj-

czÍúciej siedzimy wygodnie

w†fotelu, do ktÛrego bez prob-

lemu moøemy doprowadziÊ

cienki przewÛd przekazuj¹cy

informacje do komputera

z†dodatkowej klawiaturki.

Uk³ad klawiatury jest

doúÊ prosty do wykonania

i†z†czystym sumieniem mo-

gÍ poleciÊ go nawet ma³o do-

úwiadczonym konstrukto-

rom.

Schemat elektryczny kla-

wiatury multimedialnej poka-

zano na rys. 1 . Sercem uk³a-

du jest popularny i†relatyw-

nie tani procesor typu

AT90S2313 produkowany

przez firmÍ ATMEL. Zastoso-

wany procesor ma do wyko-

nania dwa zadania:

1. Skanowanie klawiatury

i†identyfikacja naciúniÍtych

klawiszy. Klawiatura zbudo-

wana zosta³a z†20 klawiszy,

uformowanych w†matrycÍ za-

wieraj¹c¹ cztery rzÍdy i†piÍÊ

kolumn. Poniewaø liczba kla-

wiszy przekracza 16, a†do jej

obs³ugi wykorzystywane s¹

wyprowadzenia dwÛch por-

tÛw, zastosowanie zwykle

uøywanego do skanowania

klawiatur polecenia GET-

KBD() nie by³o moøliwe i†frag-

ment programu identyfikuj¹-

cy naciúniÍty klawisz zosta³

napisany ìna piechotÍî.

2. Jeøeli program stwier-

dza, øe zosta³ naciúniÍty ktÛ-

rykolwiek z†klawiszy, to jego

kod zostaje wys³any do sprzÍ-

towego UART procesora,

a†stamt¹d po konwersji na-

piÍciowej i†fazowej do kom-

putera.

Kaøde naciúniÍcie klawi-

sza sygnalizowane jest krÛt-

kotrwa³ym w³¹czeniem dio-

dy LED D1. B³ysk diody trwa

200ms, co jednoczeúnie

okreúla czas przerwy pomiÍ-

dzy kolejnymi naciúniÍciami

klawiszy. Jednak od tej regu-

³y s¹ dwa wyj¹tki: klawisze

S3 i†S4 o†kodach 9†i†13, ktÛ-

rych czas repetycji zosta³

znacznie skrÛcony i†wynosi

tylko 20ms.

P³ytka obwodu drukowa-

nego zosta³a zaprojektowana

tak, øe zosta³y na niej wyod-

rÍbnione grupy klawiszy ( rys.

2 ). Klawisze s³uø¹ce wywo³y-

waniu najczÍúciej uøywanych

funkcji umieszczone s¹

w†wiÍkszych odstÍpach, niø

klawisze numeryczne. Dwa

z†nich, S3 i†S4 w†za³oøeniu

zosta³y przeznaczone do w³¹-

czania funkcji regulacji si³y

g³osu.

Wzmacniacz operacyjny

IC2 pe³ni w†uk³adzie podwÛj-

n¹ rolÍ. Po pierwsze, odwra-

ca on fazÍ sygna³u wysy³ane-

go na wyjúcie sprzÍtowego

UART procesora, a†po drugie

dopasowuje on poziom tego

sygna³u do standardu obo-

wi¹zuj¹cego w†interfejsie

RS232.

Na rys. 3 pokazano roz-

mieszczenie elementÛw na

p³ytce drukowanej, wykona-

Rys. 1.

Elektronika Praktyczna 11/2001

M I N I P R O J E K T Y

WYKAZ ELEMENTÓW

Rezystory

R1: 2k

we ko³ki mocuj¹ce,

ktÛre musimy odci¹Ê

od obudowy za pomo-

c¹ ostrego noøa. Usu-

wamy takøe przegrodÍ

przedzielaj¹c¹ obudo-

wÍ na dwie czÍúci.

2. Odk³adamy na

bok spodni¹ czÍúÊ obu-

dowy (t¹ z†otworem do

zak³adania baterii)

i†bierzemy siÍ za stro-

nÍ przedni¹. Rozpo-

czynamy od przewier-

cenia (na wylot) ko³-

kÛw mocuj¹cych za

pomoc¹ wiert³a o†úred-

nicy nie wiÍkszej niø

2mm. Po wykonaniu

tej czynnoúci na po-

wierzchni obudowy pojawiaj¹

siÍ cztery ma³e otworki.

3. Przyjrzyjmy siÍ teraz

p³ytce obwodu drukowanego.

Zosta³y na niej umieszczone

cztery duøe, otoczone symbo-

lem úrubki otwory, zlokalizo-

wane tak, aby úciúle odpo-

wiada³y rozmieszczeniu ko³-

kÛw mocuj¹cych obudowy.

WewnÍtrzna úrednica tych ot-

worÛw wynosi nie jak zwyk-

le 3mm, ale 2,1mm. Za po-

moc¹ czterech ma³ych bla-

chowkrÍtÛw mocujemy teraz

p³ytkÍ PCB do wierzchniej

strony obudowy, w†miejscu

gdzie bÍdzie znajdowaÊ siÍ

klawiatura .

4. Jeszcze raz popatrzmy

uwaønie na p³ytkÍ PCB

i†zwrÛÊmy uwagÍ, øe pomiÍ-

dzy punktami lutowniczymi

kaødego microswitch a

umieszczone zosta³y dodatko-

we otwory o†úrednicy 1mm.

Ω

R3, R4, R5, R6: 100k

R7: 22k

R8: 18k

Ω

Kondensatory

C1, C2: 100nF

C3, C4, C8: 100

F/16V

Półprzewodniki

D1: dioda LED

3mm

D2: dioda Zenera 5,1V

D3, D4, D5: 1N4148

IC1: AT90S2313

(zaprogramowany)

IC2: TL081

Różne

CON1: 5 x goldpin

Q1: rezonator kwarcowy

8MHz

S1...S20: microswitch 6mm

Wtyk DB9F z obudową

Odcinek przewodu

pięciożyłowego ok. 1mb

Folia samoprzylepna

Obudowa HAMMOND

P³ytka drukowana wraz z kom-

pletem elementÛw jest dostÍpna

w AVT - oznaczenie AVT-1328 .

Rys. 3.

Uwaga!

Urz¹dzenie jest zasilane

bezpoúrednio z†portu

szeregowego komputera.

W†zwi¹zku z†tym jego

dzia³anie jest moøliwe

tylko po ustawieniu

odpowiednich stanÛw na

liniach portu

wykorzystywanych do

zasilania, czyli po

inicjalizacji portu.

Inicjalizacja taka

wykonywana jest zawsze

automatycznie po

uruchomieniu

jakiegokolwiek programu

wykorzystuj¹cego port

szeregowy komputera.

7. Za pomoc¹ czterech

ma³ych blachowkrÍtÛw przy-

krÍcamy teraz p³ytkÍ do obu-

dowy, tak aby koÒce przycis-

kÛw zosta³y umieszczone

w†przeznaczonych na nie ot-

worach. Dopiero teraz lutuje-

my pozosta³e wyprowadzenia

przyciskÛw, maj¹c absolutn¹

pewnoúÊ, øe zosta³y one za-

montowane idealnie rÛwno

i†prostopadle do powierzch-

ni p³yty czo³owej obudowy.

8. Pora teraz na czynnoúÊ,

ktÛr¹ musimy wykonaÊ wy-

j¹tkowo starannie i†bez po-

úpiechu. BÍdzie ni¹ skrÛce-

nie ko³kÛw mocuj¹cych obu-

dowy tak, aby koÒce przycis-

kÛw znalaz³y siÍ dok³adnie

w†wierzchniej p³aszczyünie

obudowy. Ko³ki s¹ za d³ugie

o†ok. 1†mm, i†moøemy je

przyci¹Ê za pomoc¹ ostrego

noøa. ProponujÍ jednak wy-

konaÊ t¹ czynnoúÊ etapami,

úcinaj¹c cienkie plasterki

tworzywa, tak aby nadmier-

nie nie zmniejszyÊ d³ugoúci

ko³kÛw

9. Kolejn¹ czynnoúci¹ bÍ-

dzie staranne rozwiercenie

wykonanych w†p³ycie czo³o-

wej otworÛw z†3mm do 7mm.

Musimy dokonaÊ tego wyj¹t-

kowo starannie i†delikatnie,

pos³uguj¹c siÍ wiertark¹ pra-

cuj¹c¹ na minimalnych obro-

tach. Wywiercone otwory fa-

zujemy od wierzchniej stro-

ny obudowy za pomoc¹ wier-

t³a o†duøej úrednicy lub,

w†ostatecznoúci noøa.

Tomasz Jakubik, AVT

Wzory p³ytek drukowanych

w formacie PDF s¹ dostÍpne

w Internecie pod adresem:

http://www.ep.com.pl/?pdf/

listopad01.htm oraz na p³ycie

CD-EP11/2001 w katalogu PCB .

Poprzez te otwory przewier-

camy teraz obudowÍ, uzysku-

j¹c na jej powierzchni 20 ot-

workÛw, ktÛrych rozmiesz-

czenie dok³adnie odpowiada

lokalizacji przyciskÛw na

p³ytce obwodu drukowanego.

5. Kolejn¹ czynnoúci¹ bÍ-

dzie, po roz³¹czeniu p³ytki

PCB i†obudowy, rozwiercenie

wszystkich 19 otworÛw wier-

t³em o†úrednicy 3mm.

6. Lutujemy teraz w†p³yt-

kÍ wszystkie microswitch e,

ale uwaga: na tym etapie pra-

cy lutujemy tylko po jednym

wyprowadzeniu kaødego

z†przyciskÛw ! Otwory

w†p³ytce przeznaczone pod

úrubki mocuj¹ce rozwiercamy

do úrednicy 3...3,2mm.

nej na laminacie dwustron-

nym z†metalizacj¹. Przed roz-

poczÍciem montaøu musicie

podj¹Ê decyzjÍ, czy macie za-

miar wykorzystaÊ propono-

wan¹ przeze mnie obudowÍ

firmy HAMMOND, pod ktÛr¹

zosta³a zwymiarowana p³yt-

ka obwodu drukowanego, czy

teø zastosujecie inn¹ obudo-

wÍ fabryczn¹, lub wykonan¹

samodzielnie. W†pierwszym

przypadku trzeba bÍdzie wy-

konaÊ montaø wed³ug nastÍ-

puj¹cych zasad i†kolejnoúci:

1. Usuwamy z†wnÍtrza

obudowy niewykorzystywane

w†naszym urz¹dzeniu elemen-

ty. Mam tu na myúli dodatko-

Rys. 2.

Elektronika Praktyczna 11/2001

Ω

R2: 100

R9: 10k

C5, C6: 27pF

C7: 4,7

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: