Arduino के लिए एक इनपुट विधि जोड़ना

विभिन्न माइक्रोकंट्रोलर के लिए बड़ी संख्या में विभिन्न मास्टर किट हैं। हालांकि, Arduino लगभग शून्य प्रविष्टि सीमा के साथ एक मास्टर किट मॉडल के साथ आया था। यह कोड की तीन पंक्तियों को दर्ज करने के लिए पर्याप्त है और आप पहले से ही एलईडी को ब्लिंक करते हैं या इंजन को नियंत्रित करते हैं। लेकिन जैसा कि प्रोटोटाइप बोर्ड सभी प्रकार के सेंसर, डिस्प्ले और बटन के साथ बढ़ता है, आप यह समझने लगते हैं कि कीबोर्ड में अधिक उन्नत इनपुट पद्धति की कमी है। महंगा नहीं है और कट के तहत मोबाइल विकल्प का वर्णन किया गया है।

भाग एक - सैद्धांतिक

एक कीबोर्ड को एक Arduino से जोड़ने के लिए कई तरीके हैं:

• नियमित मैट्रिक्स कीबोर्ड जो सीधे बंदरगाहों ( कीपैड ट्यूटोरियल ) से चिपके रहते हैं। नुकसान - इसमें बहुत सारे इनपुट / आउटपुट पोर्ट, कुछ बटन लगते हैं।
• मैट्रिक्स कीबोर्ड I2C ( I2C पोर्ट विस्तारक और कीपैड ) के माध्यम से जुड़े। लाभ - यह केवल दो आउटपुट लेता है, आपको एक ही बस में कई उपकरणों का उपयोग करने की अनुमति देता है। नुकसान - आपको प्रोजेक्ट में I2C के साथ काम करने के लिए एक पुस्तकालय शामिल करने की आवश्यकता है, कुछ बटन
• नियमित PS / 2 कीबोर्ड ( PS2 कीबोर्ड )। लाभ - एक बड़ा हार्डवेयर बेस, हर स्वाद के लिए बटन का एक गुच्छा, कुछ निष्कर्ष निकालता है। नुकसान - आपको स्कैन कोड को परिवर्तित करने के लिए एक पुस्तकालय की आवश्यकता है, आकार - PS / 2 कीबोर्ड मोबाइल आकार में भिन्न नहीं होते हैं

बटन की छोटी संख्या या बड़े आकार के कारण इन सभी तरीकों को अस्वीकार करते हुए, मुझे याद आया कि मैं दस साल से एंटीसोल्स पर एक सेल फोन के लिए लघु कीबोर्ड पर पड़ा हुआ था - एरिक्सन चैटबोर्ड:

विशेष रूप से, यह मॉडल CHA-01 5 वोल्ट के लिए डिज़ाइन किया गया है और एक टेलीफोन ... एक मॉडेम लगता है!
सीएचए -10 मॉडल भी है, जिसका उपयोग नए (यदि मैं पांच से सात साल पुराने फोन के बारे में कह सकता हूं) टेलीफोन के साथ किया जाता है और 3.3 वोल्ट पर चलता है। डिलीवरी के साथ दोनों मॉडल ईबे पर $ 12 के लिए खरीदना मुश्किल नहीं है।

आप अपने आप को कीबोर्ड के अनमॉडिफाइड वर्जन तक सीमित कर सकते हैं। कनेक्ट करने के लिए पुराने फोन से कनेक्टर देखें। एक पुस्तकालय विकसित करना जो कीबोर्ड इनपुट को पार्स करेगा, और जीवन का आनंद लेगा।
हालांकि, लंबे समय तक आनन्दित नहीं होगा - एक बड़ा प्रोटोकॉल ओवरहेड (0 प्रमुख कारणों को दबाकर, उदाहरण के लिए, 'एटी * ईकेएसई = 0', और www - 'एटी * ईएपीपी = 0.5, "डब्ल्यूडब्ल्यूडब्ल्यू:", "डब्ल्यूडब्ल्यूडब्ल्यू") और इनपुट सक्षम करना। केवल एसएमएस बटन दबाने के बाद उपयोग में आसानी न दें।

जिस तरह से इस कीबोर्ड के आधार पर कुछ करना है जो हमारे लिए आवश्यक है और यदि आवश्यक हो तो व्यवहार को बदलने की क्षमता के साथ काम करेगा।

भाग दो - प्रैक्टिकल

इंटरनेट पर एक खोज से अगले पृष्ठ का पता चला, जिसका उपयोग मैंने अपने काम के लिए आधार के रूप में किया। वहां से सबसे मूल्यवान जानकारी यह थी कि कीबोर्ड में माइक्रोकंट्रोलर और Atmel मेगा162 निष्कर्ष में मेल खाते हैं और बाद वाले को बिल्ट-इन से बदला जा सकता है।

अंदर, कीबोर्ड एक मानक 7x7 मैट्रिक्स मैट्रिक्स है और माइक्रोकंट्रोलर के 14 पिनों पर कब्जा कर लेता है। UART के माध्यम से बाहरी सूचना जारी की जाती है।

उपरोक्त जानकारी के आधार पर, हम एक परिवर्तन योजना बना रहे हैं:
- माइक्रोकंट्रोलर को मेगा162 (बाजार में $ 3) से बदलें
- कनेक्टर को "सामान्य" से बदलें
- जब चाहें सॉफ्टवेयर को बदलने की क्षमता जोड़ें (लाभ बूटलोडर के माध्यम से लागू किया जाता है)
AVR / Arduino के साथ काम करने के लिए एक सामान्य IDE कॉन्फ़िगर करें (C ++ / पुस्तकालयों से छुटकारा पाने के लिए जो यहां आवश्यक नहीं हैं)
- स्वास्थ्य की जांच करने के लिए सरल सॉफ्टवेयर लिखें (IDR सेटिंग्स की जाँच करें और AVR के लिए C से परिचित करें)

टांका स्टेशन के साथ सशस्त्र, अनावश्यक घटकों को हटा दें:


CHA-01 के लिए मूल कनेक्टर का पिनआउट यहां पाया जा सकता है :


1, 5 - Vcc +5 वोल्ट
2 - चैटबोर्ड सीरियल
3 - जीएनडी
4 - चैटबोर्ड सीरियल में

हमारे भागों को मिलाएं:


उपरोक्त लेख के लेखक के विपरीत, मैंने एक कनेक्टर के रूप में मानक पीबीएस -08 लाइन को चुना - यह पूरी तरह से एक फ़ाइल के बिना मामले में फिट बैठता है और यहां तक ​​कि बोर्ड पर सही स्थानों पर रहता है। और उसने बाहरी अनुनाद पर स्विच न करने का फैसला किया।
RX, TX, GND, Vcc, MOSI, MISO, SCK और RST कनेक्टर में आउटपुट थे। इस प्रकार, हम डिवाइस को मामले से हटाए बिना आगे फिर से शुरू कर सकते हैं।
ऐसा लगता है कि सब कुछ तैयार है और इसे प्रोग्रामर से जोड़ा जा सकता है (मैंने USBASP का उपयोग किया है, लेकिन आप अन्य AVR - ArduinoISP प्रोग्राम करने के लिए arduino का उपयोग कर सकते हैं)

लेकिन एअरड्यूड ने माइक्रोकंट्रोलर को देखने से पूरी तरह से इंकार कर दिया। इससे पहले, मुझे इस तरह के बदलावों का कोई अनुभव नहीं था - मुझे निदान के लिए अधिक अनुभवी कामरेड की ओर मुड़ना पड़ा। एक आस्टसीलस्कप और एक जनरेटर के साथ भारी तोपखाने ने ले लिया। एक छोटी लड़ाई के बाद, मुझे भेजा गया ... RTFM।
यह पता चला है कि USBASP तेज माइक्रोकंट्रोलर (4 मेगाहर्ट्ज से अधिक) के साथ काम करता है, और डिफ़ॉल्ट रूप से मेगा 162 में "8 से विभक्त" और 1 मेगाहर्ट्ज की आवृत्ति पर एक आंतरिक जनरेटर से काम करता है। चूंकि कीबोर्ड के लिए 1 मेगाहर्ट्ज की आवृत्ति पर्याप्त से अधिक है (और खपत कम है), मैंने इसे बदलने के लिए नहीं बल्कि स्थिति से बाहर के तरीकों की तलाश करने का फैसला किया। समाधान बहुत जल्दी मिल गया था - यूएसबीएएसपी में एक जम्पर है जो माइक्रोकंट्रोलर के साथ "संचार आवृत्ति" को कम करता है (या एवरूड के पास -B विकल्प है, जो यह प्रोग्रामेटिक रूप से करता है, -B 3 ने मेरी मदद की)।

अब जब एव्रीड क्रिस्टल को देखता है, तो ऐसा लगता है कि आपको इसे वापस करना चाहिए और भूल जाना चाहिए :) लेकिन पहले आरटीएफएम के अनुभव ने मुझे थोड़ा ठंडा कर दिया और मैंने पहले एमुलेटर पर सॉफ्टवेयर चलाने का फैसला किया (क्योंकि यह व्यर्थ नहीं निकला)। इसके लिए, अनुभवी साथियों के प्रोटीन पर, एक कीबोर्ड सर्किट इकट्ठा किया गया था। और फर्मवेयर लिखा गया था कि कीबोर्ड को पोल किया और UART में आवश्यक चरित्र प्रदर्शित किया। और इसलिए, सब कुछ संकलित किया जाता है, एमुलेटर में लोड किया जाता है, वर्चुअल टर्मिनल के मापदंडों को 9600.8n1 पर सेट किया जाता है। लेकिन किसी कारण से टर्मिनल एक कुंजी दबाए जाने पर कचरा दिखाता है। एमुलेटर में डीबग यूएसएआरटी मोड ने दिखाया कि विनिमय दर 10200 पर सेट है और 9600 पर नहीं ... फिर से, आरटीएफएम - बॉड दर क्रिस्टल आवृत्ति पर निर्भर करती है और 1 मेगाहर्ट्ज पर मानक सेटिंग आपको 4800 (0.2% की त्रुटि के साथ) तक पहुंचने की अनुमति देती है, जबकि 9600 पर त्रुटि पहले से ही है। 7%! डेटाशीट में विभिन्न बॉड्रेट / मेगाहर्ट्ज के लिए एक त्रुटि तालिका भी है - जहाँ से यह देखा जा सकता है कि 1 मेगाहर्ट्ज की आवृत्ति पर आप केवल डबल-रेट USART सेट करके केवल 0.2% की त्रुटि प्राप्त कर सकते हैं। सी में, यह इस तरह दिखता है:

#define F_CPU 1000000UL #define BAUD_RATE 9600UL // Init serial UBRR0L = (uint8_t)(F_CPU/(BAUD_RATE*8L)-1); UBRR0H = ((F_CPU/(BAUD_RATE*8L)-1) >> 8); UCSR0A = _BV(U2X0); // Set double-speed, for low freq cpu UCSR0B = _BV(TXEN0)|_BV(RXEN0); // Enable TX, Enable RX UCSR0C = _BV(URSEL0)|_BV(UCSZ00)|_BV(UCSZ01); // 8n1 async 

हुर्रे, हमारा कोड एमुलेटर में ठीक काम करता है - यह सभी क्लिक्स दिखाता है, शिफ्ट दबाकर काम करता है।

हम कीबोर्ड में सॉफ़्टवेयर को भरने के लिए मुड़ते हैं। बूटलोडर ने पहले लिंक ( stk500boot.zip ) से लिया। चूँकि यह USART के माध्यम से भी काम करता है, इसने सूत्रों में आरंभीकरण और गति को 9600 में बदल दिया।
बूटलोडर को USBASP के माध्यम से निम्नलिखित कमांड के साथ डाला गया है:
avrdude -c usbasp -p m162 -B 3 -U flash:w:stk500boot.hex:i -U hfuse:w:0x98:m

रीसेट-वेक्टर को बदलने के लिए hfuse को बदलना आवश्यक है - ताकि माइक्रोकंट्रोलर बूटलोडर से लोड होने लगे।
कीबोर्ड के साथ आगे संचार UART के माध्यम से किया जा सकता है, और हमें USBASP की आवश्यकता नहीं है।
मैंने FTDI पर आधारित एक USB-UART (सीरियल) कन्वर्टर चुना - चूंकि arduina खुद एक ही चिप पर बनाया गया है, इसलिए मेरे पास पहले से ही सिस्टम में ड्राइवर हैं।

एक संयोग से, कनवर्टर का कनेक्टर और मेरा कीबोर्ड पूरी तरह से एक साथ फिट होते हैं, इसलिए मैंने इसे सीधे कनेक्ट किया:


इस कथन के बावजूद कि यह STK500 बूटलोडर संगत है - avrdude प्रोग्रामर के stk500v1 प्रकार के माध्यम से इसके साथ काम नहीं करना चाहता था - यह कसम खाई थी कि डिवाइस आईडी गलत थी। स्रोत के अनुसार, यह स्पष्ट था कि बूटलोडर डिवाइस आईडी को पढ़ और दे सकता है, इसलिए खोज करके, मैंने पाया कि यदि आप arduino प्रकार निर्दिष्ट करते हैं तो यह ठीक काम करता है।
UART के माध्यम से फर्मवेयर अपलोड करने की कमान:
avrdude -c arduino -p m162 -b 9600 -P /dev/tty.usbserial-00001004 -U flash:w:chatboard.hex:i


टर्मिनल के माध्यम से जाँच करने पर पता चला कि सभी बटन दबाए नहीं गए हैं, और बूटलोडर की मुख्य विशेषता, हाँ बटन दबाकर सॉफ़्टवेयर अपडेट मोड में स्विच करना भी काम नहीं करता है। UART के माध्यम से कीबोर्ड को चमकाना असंभव हो गया है। एक अधिक विस्तृत अध्ययन से पता चला है कि 7x7 मैट्रिक्स से बटन के तीन कॉलम काम नहीं करते हैं। आरटीएफएम पर फिर से सब कुछ आराम ... कीबोर्ड का उपयोग करने के लिए हम जिन तीन आउटपुट का उपयोग करते हैं उनमें एक वैकल्पिक फ़ंक्शन (जेटीएजी) भी होता है जो डिफ़ॉल्ट रूप से सक्षम होता है। JTAG को बंद करना (0xD8 पर hfuse को फिर से लिखना) हमें एक पूरी तरह कार्यात्मक कीबोर्ड मिलता है:


अरुडिनो से जुड़ने का समय। इंटरफ़ेस कनेक्टर के रूप में, मैंने एक गैर-मानक मिनीयूएसबी चुना, ताकि गलती से कुछ अनुचित छड़ी न हो। तार के लिए दाता पुराना माउस था (जहां आप एनकोडर को बाहर निकाल सकते हैं)। कीबोर्ड से कनेक्ट करना एक मानक पिन कनेक्टर है।
MiniUSB-UART एडॉप्टर UART को SensorShield को पिन करने के लिए बनाया गया था (अभी तक मेरी ब्रेडबोर्ड पर UART के लिए कोई मानकीकृत आउटपुट नहीं है)।

परिणाम

• कीबोर्ड आपकी जेब में आपके साथ ले जाने के लिए काफी छोटा है।
• UART पर कीबोर्ड को पोल करने से आप बिना किसी बाहरी लाइब्रेरी के इसके साथ काम कर सकते हैं (फ़्लैश में जगह बचाता है)
• UART का उपयोग करने से आप ब्लूटूथ-सीरियल या XBee- सीरियल के माध्यम से कीबोर्ड को वायरलेस तरीके से कनेक्ट कर सकेंगे

पुनश्च। Eclipse + avr-gcc में संकलित फर्मवेयर का आकार केवल 600 बाइट्स है। जबकि बिनारिका 3k से कम है, मैंने Arduino IDE नहीं देखा है।
पी पी एस। सूत्रों और फर्मवेयर को यहां लिया जा सकता है: chatboard.tar.gz