Buat Cellphone Sendiri Dari Gores.

Cellphone DIY adalah telefon bimbit yang berfungsi (walaupun asasnya) yang boleh anda buat sendiri. Ia boleh membuat dan menerima panggilan telefon dan mesej teks, menyimpan nama dan nombor telefon, memaparkan masa, dan berfungsi sebagai jam penggera. Ia bersambung ke rangkaian GSM (seperti AT & T dan T-Mobile di Amerika Syarikat) menggunakan kad SIM biasa (bersaiz penuh). Ia dibina pada perkakasan dan perisian dalam Arduino GSM Shield tetapi memanjangkannya dengan antara muka penuh, termasuk paparan, butang, pembesar suara, mikrofon, dan lain-lain. Telefon ini terdiri daripada papan litar bercetak elektronik tersuai (PCB), sekitar 60 elektronik komponen, dan pemotongan laser. Perkakasan dan perisiannya adalah sumber terbuka dan boleh didapati di GitHub (perkakasan, perisian).

Sebahagian daripada motivasi saya untuk membuat telefon - dan membantu orang lain untuk melakukan perkara yang sama - adalah hakikat bahawa walaupun telefon bimbit berada di mana-mana di masyarakat kita, kebanyakan kita tidak tahu apa yang mereka buat atau bagaimana mereka bekerja. Sebenarnya, anda boleh membuat telefon bimbit dengan cara yang sama seperti anda membuat apa-apa lagi: mencari bahagian yang betul, memikirkan cara menyambungkannya bersama-sama, dan cuba melakukannya dengan cara yang menarik dan mantap. Oleh kerana di mana-mana telefon bimbit, ada syarikat membuat komponen yang mereka buat; dengan beberapa menggali, saya dapat mencari versi bahagian-bahagian ini yang mungkin untuk membeli dalam kuantiti yang kecil dan yang mungkin untuk berhimpun dengan tangan. Ini tidak semestinya mudah, tetapi masalah yang sangat berbeza daripada cuba mempelajari fizik yang diperlukan untuk memahami bagaimana menara telefon berfungsi.

Saya telah menggunakan pelbagai versi telefon ini sebagai peranti utama saya selama hampir setahun dan telah mengajar bengkel di mana orang lain telah membuat telefon untuk diri mereka sendiri. Ia tidak memerlukan pengetahuan khusus tentang elektronik, tetapi ia melibatkan mengkonfigurasi perisian, pematerian banyak komponen kecil, dan pemotongan laser, semuanya boleh menjadi sukar jika anda tidak melakukannya sebelum ini. Saya hanya mengesyorkan projek ini jika anda sudah mempunyai pengalaman dengan Arduino dan pematerian, atau boleh mencari seseorang untuk membantu anda. Anda juga perlu mendapatkan akses kepada pemotong laser, atau mencari cara alternatif untuk membuat kepungan untuk telefon.

Langkah 1: Memesan Lembaga Litar dan Komponen.

Anda boleh menempah papan litar (PCB) dari OSH Park. Ia berharga kira-kira $ 60 dan anda mendapat tiga salinan papan.

Komponen untuk lembaga datang dari tiga syarikat: Digi-Key, SparkFun, dan Arduino. Senarai penuh tersedia dalam PDF ini. Jumlah kos adalah kira-kira $ 135 ditambah penghantaran.

Untuk memasang litar, anda memerlukan persediaan pematerian yang cukup baik: besi pematerian (contohnya WES51) dengan hujung yang baik, solder halus, pensil, pinset, dan lain-lain. Untuk memprogramkan mikrokontroler, anda memerlukan Programmer AVR dalam sistem (seperti AVRISP mkII) dan Kabel FTDI 3.3V (atau papan pelarian yang setara). Untuk mengecas bateri, anda memerlukan kabel mini-USB. Jika anda tidak mempunyai ini dan tidak berminat untuk menubuhkan makmal elektronik anda sendiri, anda mungkin cuba mencari ruang penggodam setempat, ruang pembuat atau makmal fab. Kebanyakan mereka harus mempunyai alat yang anda perlukan. (Dan, jika tidak, ini akan menjadi alasan yang baik untuk meyakinkan mereka untuk mendapatkannya!)

Untuk pemotongan laser, anda perlu:
  • Satu kepingan kayu lapis 1/4 "/ 6 mm, seperti papan lapis kraf dari Midwest Products yang terdapat di banyak kedai bekalan seni. (Elakkan papan lapis pesawat mikro-lite dari Midwest Products atau papan lapis lain dengan lapisan pelekat gelap kerana ia cenderung membakar pemotong laser.)
  • Lembaran venir kayu, sebaik-baiknya dengan sokongan pelekat.
  • Enam M0, 5/8 ", skru mesin pan kepala (contohnya pek 100 dari McMaster-Carr)
  • Enam kacang M0 (contohnya pek 50 dari McMaster-Carr)
Atau, cubalah membuat kepelbagaian perbezaan (cthnya dengan pencetakan 3D atau dengan mencetak acuan).

Anda juga memerlukan kad SIM bersaiz penuh dari mana-mana pembekal GSM. Saya telah menggunakan T-Mobile di Amerika Syarikat tetapi telefon juga telah diuji dengan AT & T dan di India, China, dan Eropah.

Modul PCB dan GSM mungkin mengambil masa beberapa minggu untuk tiba. Anda mungkin cuba mengamalkan pematerian anda dalam masa yang sama!

Lampiran

  • BOM-2.pdf Muat turun

Langkah 2: Mematerikan Elektronik.

Walaupun telefon bimbit menggunakan komponen kecil, komponen permukaan, mungkin untuk menyoldernya dengan tangan dengan besi pematerian yang baik dan beberapa amalan. Sekiranya anda belum melakukan penyolderan permukaan sebelum ini, Adafruit Industries mempunyai beberapa tutorial yang baik: Panduan Adafruit Untuk Pematerian Cemerlang, SMT Breadboard Prototyping Menggunakan Breakout PCBs.

Kebanyakan komponen adalah mudah untuk solder (selain dari saiz kecil mereka), tetapi ada beberapa perkara yang perlu diperhatikan:
  • Kapasitor : Berhati-hati dengan kekutuban pada kapasitor besar (1000 uF), mereka mungkin meletup jika anda menyolder mereka ke belakang. Gunakan jalur oren untuk mengorientasikannya dengan betul.
  • Polariti : Komponen lain dengan polariti termasuk super kapasitor, LED (perhatikan dua titik hijau kecil di satu sisi), mikrokontroler ATmega1284P (perhatikan bulatan di satu sudut), modul GSM M10 (yang mempunyai anak panah di satu sudut ), soket kad SIM, mikrofon, dan diod (perhatikan garis kelabu samar di satu sisi). Komponen ini tidak mempunyai polariti (boleh disalurkan sama ada melalui jalan): kristal (8 MHz), pembesar suara, butang reset, kapasitor kecil dan perintang. Komponen lain hanya jajar secara fizikal dalam satu orientasi (tetapi pastikan transistor tidak terbalik dan butang tidak diputar 90 darjah).
  • Antena : Apabila menyeterai antena, mulakan dengan pad yang menghadap modul GSM. Itulah yang membawa isyarat elektrik; yang lain hanya ada untuk sokongan struktur (untuk memegang antena ke bawah). Anda juga boleh memanaskan pateri pada pad tersebut dari bahagian atas antena, haba boleh dilakukan melalui dua vias (lubang kecil) di dalamnya.
  • Jumper Solder : Terdapat dua jumper solder di bahagian bawah papan, berlabel "Cell" dan "uC". Solder pad pusat masing-masing ke pad berlabel "uC". (Ini menghubungkan baris RX dan TX dari kepala FTDI ke ATmega1284P di papan supaya mereka berkomunikasi secara bersiri.Jika anda bukannya menyolder pad tengah ke pad "Cell", kabel FTDI menghubungkan terus ke modul GSM supaya anda boleh berkomunikasi dengannya dari komputer.)
  • Speaker : Pembesar suara adalah janggal untuk solder kerana ia tidak mempunyai kaki. Pertama, sapukan solder ke pad pada PCB. Kemudian berehat speaker di atas PCB (menyelaraskan pad dengan orang-orang di papan) dan paterinya dari bawah. Anda boleh memakan pateri atau mencairkan pateri pra-pakai dari bawah. Jika ia tidak berfungsi, jangan keluarkan pembesar suara (anda mungkin merobek padnya). Sebaliknya, cuba mencairkan semula pateri pada padnya dengan memasukkan besi ke dalam lubang dari bawah.
  • Penyambung USB : Hanya kedua-dua bahagian luar (dari lima kecil) kaki penyambung USB yang digunakan, jadi anda tidak perlu menyeberang kaki tiga pusat. (Adakah solder empat sudut, walaupun, mereka menyediakan sokongan struktur).
  • Header ISP : Kerana anda hanya perlu membakar bootloader sekali, saya biasanya tidak memasukkan pin solder ke pengepala ISP (2x3). Sebaliknya, anda boleh memasukkan pin ke penyambung pada ISP anda dan tahannya terhadap pin (dari bahagian atas papan) semasa anda membakar pemuat but. Sekiranya anda mengalami masalah, anda boleh memasang pin ke lubang tetapi anda perlu menyesuaikan kes itu untuk memberi ruang untuknya.

Langkah 3: Muat naik Perisian.

Langkah 4: Penyelesaian Masalah Sambungan Rangkaian.

Terdapat banyak bahagian yang terlibat dalam menyambung ke rangkaian dan, oleh itu, banyak perkara yang mungkin tidak berfungsi. Jika paparan telefon menunjukkan "sambung" selama-lamanya, ia menghadapi masalah menyambung ke rangkaian. Berikut adalah beberapa masalah yang berpotensi dan beberapa penyelesaian yang mungkin. (Jika anda tidak melihat apa-apa pada paparan sama sekali, periksa pematerian pada pin dan pin mikropengawal itu, dan semak semula langkah sebelumnya untuk memastikan perisian tersebut dimuatkan dengan betul.)

Perkara yang perlu diperiksa
  • Adakah kad SIM di soket?
  • Adakah soket SIM dipasang dengan betul? Resistor 22 ohm (yang menyambung modul GSM ke soket SIM)? Pad sama pada modul GSM?
  • Adakah antena disolder dengan betul? Pad yang sama pada modul GSM?
  • Adakah resistor 0 ohm dis solder dengan betul (untuk mengesan yang menghubungkan modul M10 GSM ke antena)?
  • Adakah anda mempunyai penerimaan? Anda mungkin cuba mengambil telefon di luar. Kadang-kadang, walaupun anda boleh menerima penerimaan di dalamnya, telefon mempunyai masalah menyambung untuk kali pertama ketika berada di dalamnya.
  • Adakah kad SIM dikunci ke telefon lain?
  • AT & T (dan mungkin pembawa lain): adakah anda mengaktifkan kad SIM dan telefon anda di laman web AT & T? Anda memerlukan nombor IMEI yang dicetak pada modul GSM M10.

Debugging Serial
Anda boleh menerangkan lebih lanjut telefon dengan berkomunikasi dengan modul GSM melalui komunikasi siri dengan komputer, menggunakan mikrokontroler sebagai proksi. Untuk berbuat demikian, muat naik lakaran SerialProxy ke telefon (menggunakan kabel FTDI 3.3V atau papan pelarian). Kemudian buka monitor bersiri dan tetapkan kadar baud kepada 9600 dan garisan yang berakhir dengan "carriage return". Selepas beberapa saat, anda harus melihat:
 READY 
AT
okey
Ini bermakna GSM sedia menerima perintah AT (rentetan teks yang kebanyakannya bermula dengan huruf "AT"). Perintah ini terperinci dalam lembaran kerja untuk modul GSM tetapi di sini adalah beberapa perkara asas:

AT
Arahan ujian / penyegerakan. Jika anda memasukkan "AT" dalam monitor siri (dengan "tamat kereta" berakhir), anda harus mendapat respons "OK"

AT CREG?
Semak status pendaftaran rangkaian (sambungan). Jawapannya adalah dalam bentuk "CREG 0, N", dengan N ialah: 0 (tidak didaftarkan ke rangkaian), 1 (didaftarkan ke rangkaian), 2 (mencari rangkaian), 3 (pendaftaran rangkaian ditolak), atau 5 (berdaftar, perayauan).

AT + CPBS?
Paparkan buku telefon yang sedang dipilih. Tanggapan contoh: "CPBS:" SM ", 50, 250", dengan "SM" yang menunjukkan kad SIM ialah buku telefon semasa (beberapa pilihan lain termasuk "MC" untuk senarai panggilan yang tidak dijawab, "RC" dan "ME" untuk buku telefon modul GSM) dan 50 daripada 250 entri yang digunakan. Perintah ini berguna untuk mengesahkan bahawa modul GSM dapat berkomunikasi dengan kad SIM

AT CPBS = "SM"
Pilih buku telefon kad SIM. Anda juga boleh menggantikan "SM" dengan singkatan untuk buku telefon lain yang disenaraikan sebelum ini.

AT CPBR = 1
Baca entri pertama dari buku telefon yang terpilih pada masa ini. Gantikan 1 dengan bilangan entri yang ingin anda baca (sehingga jumlah buku telefon yang dilaporkan oleh AT CPBS?).

Langkah 5: Menggunakan Telefon.

Membuka kunci Telefon
Apabila telefon berjaya dimulakan, ia akan dikunci dan skrin akan kosong. Untuk membuka kunci telefon, tekan sebarang butang; tarikh dan masa akan tatal bolak-balik di skrin (ini adalah skrin "buka kunci"). Jika, pada masa ini, anda menekan kekunci "buka kunci" (butang kiri atas), telefon akan membuka kunci. Masa akan kekal di paparan, tanpa menatal. Ini adalah skrin utama.

Mengunci Telefon
Dari skrin utama, anda boleh mengunci telefon dengan menekan butang kekunci lembut kiri (butang kiri kiri). Skrin dan lampu latar akan dimatikan tetapi telefon masih akan dihidupkan dan dapat menerima panggilan telefon atau mesej teks.

Melaraskan Kontras / Kecerahan
Apabila telefon berada di skrin "buka kunci", anda boleh menyesuaikan kecerahan dengan menggunakan butang atas dan bawah (dua butang pusat kumpulan empat butang di bawah skrin).

Menelefon Nombor Telefon
Anda boleh mendail nombor dari skrin utama. Hanya tekan butang yang bersamaan dengan angka pertama nombor tersebut. Anda akan dibawa ke skrin dail di mana anda boleh memasukkan nombor yang lain. Tekan * untuk memadam digit terakhir yang dimasukkan atau "kembali" (kunci lembut kiri) untuk kembali ke skrin utama. Dengan menekan # satu atau lebih kali berturut-turut, anda boleh memasukkan #, *, atau. Untuk memanggil nombor, tekan kekunci lembut yang betul ("panggilan").

Menggunakan Buku Telefon (Senarai Kenalan)
Dari skrin utama, tekan anak panah bawah (bahagian bawah kumpulan empat butang di bawah paparan) untuk memasukkan buku telefon. Gunakan anak panah bawah dan hala untuk menavigasi ke entri yang dikehendaki. Tekan kekunci lembut yang betul ("okay") untuk memasukkan menu dari mana anda boleh menghubungi kenalan itu, menghantar mesej teks ke kenalan itu, tambahkan kemasukan baru ke buku alamat, atau edit atau padamkan kenalan itu.

Menambah Kenalan
Untuk menambah kenalan, mula-mula masukkan senarai kenalan dengan menekan anak panah ke bawah dari skrin utama. Kemudian tekan butang kanan untuk memasukkan menu kenalan ("panggilan", "teks", "tambah entri", dll); tatal (menggunakan butang turun dan ke atas) ke item menu "tambah entri" dan tekan butang kanan. Sekarang anda boleh memasukkan nama kenalan menggunakan papan kekunci (2 ialah "abc", 3 adalah "def", dan lain-lain ;; 1 adalah ruang, * adalah backspace, dan # adalah shift). Sebaik sahaja anda telah memasukkan nama kenalan, tekan anak panah ke bawah untuk bergerak ke medan untuk memasukkan nombor telefon kenalan. (Anda boleh tekan anak panah atas untuk kembali ke medan untuk memasuki nama kenalan.) Masukkan nombor kenalan menggunakan papan kekunci (* kembali backspace, tetapi # sekarang kitaran antara #, *, dan). Apabila anda telah memasukkan kedua-dua nama dan nombor telefon, tekan butang kanan untuk menyimpan kenalan (atau butang kiri untuk membatalkan).

Memanggil Kenalan
Untuk memanggil kenalan dalam senarai kenalan anda, tatal ke kenalan itu, tekan butang kanan untuk membuka menu kenalan ("panggilan", "teks, dsb.) Dan kemudian tekan butang kanan sekali lagi untuk memanggil. kenalan, tatal ke entri mereka dalam senarai kenalan anda dan tekan butang kanan untuk memunculkan menu kenalan. Tatal ke bawah ke "teks" dan tekan butang kanan Sekarang masukkan mesej anda menggunakan papan kekunci. nama kenalan, 2 ialah "abc", 3 ialah "def", dan lain-lain; 1 adalah ruang, ruang belakang, dan # adalah shift.) Tekan butang kanan untuk menghantar teks (atau butang kiri untuk membatalkan).

Penyelesaian masalah
Jika anda mencari komponen lain (mis. Paparan, pembesar suara, mikrofon, atau buzzer) yang tidak berfungsi dengan betul, periksa:
  • Adakah komponen itu disalurkan dengan betul?
  • Adakah komponen yang disambungkan (misalnya kaki yang sesuai dengan mikrokontroler atau modul GSM) disalirkan dengan betul?

Langkah 6: Pemotongan Laser dan Pemasangan Lampiran.

Anda boleh membuat kandang mudah tetapi berfungsi dari papan lapis dan venir laser, serta beberapa skru kecil (lihat bahan di atas):
  • Sebelum memotong kes tersebut, periksa bahawa fail kes sepadan dengan papan litar. Khususnya, saya telah membuat banyak tweak pada saiz dan lokasi lubang skru, jadi periksa bahawa mereka berada di tempat yang sama pada PCB dan kes itu. (Perhatikan bahawa lubang di bawah venir fail lebih besar daripada yang lain, ini adalah untuk menampung kacang, meresap sedikit.)
  • Sekiranya anda memukul pin ke tajuk ISP, anda perlu memotong ruang untuk mereka di sekeping papan lapis. Edit DIY-Cellphone-Top sesuai.
  • Laser memotong papan lapis (1/4 "/ 6mm) menggunakan fail DIY-Cellphone-Top dan DIY-Cellphone-Bottom dalam Kes / folder repositori damellis / cellphone2hw pada GitHub. Fail SVG dicipta dalam Inkscape, kemudian dieksport ke hpgl untuk mengimport ke CorelDraw.
  • Laser memotong venir dengan menggunakan DIY-Cellphone-Top-Veneer dan DIY-Cellphone-Bottom-Veneer fail. Potong venir dengan permukaan kayu menghadap ke atas (muka belakang pelekat).
  • Keluarkan pelekat pelekat dari sekeping venir atas dan melekatkannya ke bahagian luar papan kepingan atas. Ulang dengan belakang, sekali lagi melampirkan venir ke permukaan luar papan lapis.
  • Terdapat sedikit ruang kosong antara bahagian atas setiap butang dan venir. Anda mungkin perlu melekat spacer kecil ke bahagian belakang venir atas, satu untuk setiap butang (di tengah-tengah setiap cuture flexure segiempat tepat di dalam venir). Dengan cara itu, anda tidak perlu menekankan venir sebanyak menekan butang itu.
  • Keluarkan bahagian atas dan bawah kes di atas papan litar. Anda perlu menyesuaikan wayar bateri di antara modul GSM dan penyambung bateri, lipat pada separuh. Kepingan papan lapis perlu berehat rata pada papan litar.
  • Masukkan enam skru dan benangnya ke kacang.

Artikel Berkaitan