Projekt elektronické kalkulačky - Jasdeep Sidhu: 7 kroků

2025 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2025-01-23 14:38

Arduino je snadno použitelný a zábavný mikrokontrolér, který lze použít v mnoha různých projektech. Dnes budeme používat mikrokontrolér Arduino spolu s klávesnicí 4x4 k vytvoření základní kalkulačky, která dokáže sčítat, odčítat, dělit a násobit! Tento projekt je velmi užitečný a mohl by být použit doma, ve škole nebo dokonce na pracovišti, je velmi rychlý a efektivní, pokud jde o řešení malých matematických problémů. Doufám, že se při tvorbě této kalkulačky poučíte a pobavíte! Užívat si!

Nejprve se podívejme na některé zásoby, které budete potřebovat k vytvoření této základní kalkulačky!

Zásoby

1. Mikrokontrolér Arduino (1)

2. Klávesnice 4x4 (1)

3. LCD 16x2 (1)

4. Rezistor 200Ω (1)

5. Dráty (22)

Krok 1: Potřebné materiály

K vytvoření tohoto projektu je potřeba několik hlavních komponent. Nejprve potřebujeme jeden mikrokontrolér Arduino. Arduino je nejdůležitější součástí tohoto obvodu, protože jej lze zakoupit kliknutím na tento odkaz.

Za druhé, budeme také potřebovat jednu klávesnici 4x4. To umožní uživateli zadat svůj matematický problém do kalkulačky. To je také velmi důležitá součást pro vytvoření tohoto projektu. Tuto klávesnici lze zakoupit kliknutím na tento odkaz.

Za třetí, budeme potřebovat jeden 16x2 LCD. Toto je obrazovka, na které se zobrazí matematická otázka a odpověď. Tuto součást lze zakoupit prostřednictvím tohoto odkazu.

Za čtvrté, potřebujeme jeden odpor 200 Ω. Rezistory se velmi snadno používají a jsou pro tento projekt nesmírně důležité. Tyto rezistory můžete zakoupit na tomto odkazu.

Nakonec budeme k dokončení obvodu potřebovat 22 vodičů. Tyto vodiče lze zakoupit prostřednictvím tohoto odkazu.

Krok 2: Připojte GND a 5V

Poté, co shromáždíme všechny materiály, musíme přejít k dalšímu kroku. Tento krok je připojení 16x2 LCD k Arduinu. Musíme nechat LCD získat energii a uzemnění z mikrokontroléru Arduino. K tomu budeme potřebovat 4 vodiče, jeden odpor 200 Ω a LCD 16x2. Nejprve začněme připojením 5V pinu na Arduinu k VCC na LCD. To umožní LCD získat energii z Arduina, protože konektor VCC je také známý jako Voltage Common Collector. Dalším krokem je připojení zemnicího kolíku (GND) na Arduinu k zemnicímu konektoru na LCD (GND). Pro další krok budeme potřebovat ještě jeden vodič a odpor 200 Ω. To nám umožní připojit pin GND na Arduinu k pinu LED na LCD 16x2. Musíme použít odpor, abychom snížili tok proudu na LCD, protože bez rezistoru by LCD nefungoval správně, protože by dostával příliš velký proud. Nakonec musíme provést ještě jedno připojení GND, tím se připojí pin GND na Arduinu k V0, známému také jako bod připojení kontrastu.

Poté, co jsme správně připojili všechny 4 tyto vodiče, můžeme přejít k dalšímu kroku.

Krok 3: Připojení LCD

Ve třetím kroku musíme dokončit všechna naše připojení LCD. Aby byl Arduino správně propojen s LCD, musíme správně a přesně připojit každý vodič. V tomto kroku budeme potřebovat 6 dalších vodičů pro připojení digitálních pinů na Arduinu k 16x2 LCD. První připojení, které provedeme, připojí digitální pin 8 k DB7 (zelený vodič). Dále připojíme kolík ~ 9 k DB6 (tyrkysový vodič) a také připojíme kolík ~ 10 k DB5 (modrý vodič). Dále musíme připojit pin ~ 11 na Arduinu k DB4. Dále musíme připojit pin 12 k E na LCD. Konektor „E“na displeji LCD se také nazývá Povolit. Nakonec připojíme pin 13 ke konektoru RS. Konektor „RS“je také známý jako výběr registru.

Po provedení všech těchto připojení by obvod měl vypadat jako na obrázku výše. Jsme téměř hotovi!

Krok 4: Dokončete připojení LCD

Toto je velmi jednoduchý, ale důležitý krok v tomto okruhu. Na obrázku výše uvidíte jeden šedý vodič, který musí být použit, aby LCD vypadal co nejlépe. Když připojíme konektor VCC ke konektoru LED, umožní to LCD rozjasnit, což způsobí lepší viditelnost obrazovky. Přestože se jedná o volitelné připojení (protože LCD funguje bez něj), je dobrým doplňkem jakéhokoli obvodu kalkulačky, protože umožňuje, aby se LCD stal mnohem jasnějším, jak je vidět na obrázcích výše.

Krok 5: Připojte klávesnici 4x4

Nyní musíme k Arduinu připojit klávesnici 4x4. Digitální piny 0 až 7 musíme připojit k 8 různým konektorům na klávesnici. Nejprve musíme připojit D0 na Arduinu ke sloupci 4 na klávesnici. Dále musíme připojit D1 ke sloupci 3 na klávesnici. Poté připojíme D2 ke sloupci 2 a připojíme D3 ke sloupci 1. Kolík D4 bude propojen s řadou 4 na klávesnici, D5 bude spojen s řadou 3, D6 s řadou 2 a D7 s řadou 1.

Po provedení všech těchto připojení bude klávesnice 4x4 správně nastavena a bude připravena k použití. Klávesnice je tak důležitá, že bez ní uživatel nebude moci zadat svůj matematický problém do kalkulačky. V důsledku toho pečlivě připojte klávesnici k Arduinu.

Pokud jsou vodiče nesprávně připojeny, formátování klávesnice nebude dávat smysl, což způsobí, že používání kalkulačky bude velmi matoucí.

Poté, co jsou všechny vodiče správně připojeny, obvod by měl vypadat jako na obrázcích výše.

Krok 6: Pojďme kódovat

Nyní, když jsme dokončili hardwarovou součást našeho projektu, přejděme k softwaru.

Nejprve se podívejme na potřebné knihovny, které musíme začlenit do tohoto kódu. Aby tento kód fungoval, potřebujeme dvě hlavní knihovny. Potřebujeme Keypad.h a LiquidCrystal.h. Každá z těchto knihoven může vypadat matoucí, je však velmi jednoduché ji pochopit a používat. Keypad.h nám umožňuje připojit klávesnici, kterou jsme použili, k kódu řádků a sloupců, což nám umožňuje kódovat, co každá klávesa na klávesnici dělá. Dále LiquidCrystal.h umožňuje mikrokontroléru Arduino správně používat a ovládat LCD (Liquid-Crystal-Display).

Za druhé, můžeme se blíže podívat na formátování klávesnice (kde se stává důležitá knihovna keypad.h). Můžeme použít RowPins spolu s ColPins, abychom obvodu umožnili porozumět tomu, jaké digitální piny se používají jako piny řádků a piny sloupců. V tomto případě RowPins jsou 7, 6, 5, 4, zatímco ColPins jsou 3, 2, 1, 0.

Za třetí, ve funkci void setup () vidíme, jaké jsou úvodní zprávy. Tyto zprávy jsou jednoduše vytištěny na LCD pomocí lcd.print.

Začtvrté, ve funkci void loop () vidíme, že existuje mnoho řádků kódu a v těchto řádcích jsem použil příkaz switch. To umožňuje obvodu pochopit, že pokud kliknete na -, +, /nebo *, co by měli udělat. Poskytuje okruhu řadu pokynů v závislosti na tom, na které tlačítko uživatel klikne.

Po provedení všech těchto kroků by kód měl vypadat jako na fotografiích výše! Tento kód může vypadat složitě, ale je docela snadné mu porozumět a naučit se ho.

Krok 7: Užijte si to

Nyní, když máme hotové jak hardwarové, tak softwarové komponenty tohoto projektu, jsme oficiálně hotovi! Děkuji, že jste se podívali na můj návod a doufám, že se vám líbil!