Buat Ponsel Anda Sendiri Dari Awal.

DIY Cellphone adalah ponsel yang berfungsi (walaupun dasar) yang dapat Anda buat sendiri. Itu dapat membuat dan menerima panggilan telepon dan pesan teks, menyimpan nama dan nomor telepon, menampilkan waktu, dan berfungsi sebagai jam alarm. Ini terhubung ke jaringan GSM (seperti AT&T dan T-Mobile di AS) menggunakan kartu SIM biasa (ukuran penuh). Itu dibangun di atas perangkat keras dan perangkat lunak di Arduino GSM Shield tetapi memperluasnya dengan antarmuka penuh, termasuk layar, tombol, speaker, mikrofon, dll. Telepon ini terdiri dari papan sirkuit cetak elektronik (PCB) kustom, sekitar 60 elektronik komponen, dan selubung potong laser. Perangkat keras dan lunaknya bersifat open-source dan tersedia di GitHub (perangkat keras, perangkat lunak).

Bagian dari motivasi saya untuk membuat telepon - dan membantu orang lain melakukan hal yang sama - adalah kenyataan bahwa sementara ponsel ada di mana-mana di masyarakat kita, kebanyakan dari kita tidak tahu apa yang mereka buat atau bagaimana mereka bekerja. Faktanya, Anda dapat membuat ponsel dengan cara yang sama seperti Anda membuat hal lain: temukan bagian yang tepat, cari tahu bagaimana menghubungkannya bersama, dan coba lakukan dengan cara yang menarik dan kuat. Karena di mana-mana ponsel, ada perusahaan yang membuat komponen mereka terbuat dari; dengan beberapa penggalian, saya dapat menemukan versi dari bagian-bagian ini yang memungkinkan untuk dibeli dalam jumlah kecil dan yang memungkinkan untuk berkumpul dengan tangan. Ini tidak selalu mudah, tetapi ini adalah masalah yang sangat berbeda daripada mencoba mempelajari fisika yang diperlukan untuk memahami cara kerja menara ponsel.

Saya telah menggunakan berbagai versi ponsel ini sebagai perangkat utama saya selama hampir satu tahun dan telah mengajar bengkel di mana orang lain membuat ponsel sendiri. Ini tidak memerlukan pengetahuan khusus tentang elektronik, tetapi melibatkan konfigurasi perangkat lunak, menyolder banyak komponen kecil, dan memotong laser, yang semuanya bisa sulit jika Anda belum pernah melakukannya sebelumnya. Saya hanya akan merekomendasikan proyek ini jika Anda sudah memiliki pengalaman dengan Arduino dan menyolder, atau dapat menemukan seseorang untuk membantu Anda. Anda juga perlu mendapatkan akses ke pemotong laser, atau menemukan cara alternatif untuk membuat penutup telepon.

Langkah 1: Memesan Papan Sirkuit dan Komponen.

Anda dapat memesan papan sirkuit (PCB) dari OSH Park. Harganya sekitar $ 60 dan Anda mendapatkan tiga salinan papan.

Komponen untuk dewan berasal dari tiga perusahaan: Digi-Key, SparkFun, dan Arduino. Daftar lengkap tersedia dalam PDF ini. Total biaya sekitar $ 135 ditambah pengiriman.

Untuk merakit sirkuit, Anda memerlukan pengaturan solder yang cukup bagus: besi solder (misalnya WES51) dengan ujung yang bagus, solder nada halus, sumbu desolder, pinset, dll. Untuk memprogram mikrokontroler, Anda memerlukan Pemrogram dalam sistem AVR (seperti AVRISP mkII) dan Kabel FTDI 3.3V (atau board breakout yang setara). Untuk mengisi daya baterai, Anda memerlukan kabel mini-USB. Jika Anda belum memiliki ini dan tidak tertarik untuk membuat laboratorium elektronik Anda sendiri, Anda dapat mencoba mencari ruang peretas lokal, ruang pembuat atau lab yang luar biasa. Sebagian besar dari mereka harus memiliki alat yang Anda butuhkan. (Dan, jika tidak, ini akan menjadi alasan yang bagus untuk meyakinkan mereka untuk mendapatkannya!)

Untuk penutup potong laser, Anda perlu:
  • Selembar kayu lapis 1/4 "/ 6 mm, seperti kayu lapis kerajinan ini dari Midwest Products, tersedia di banyak toko perlengkapan seni. (Hindari kayu lapis pesawat mikro-lite dari Midwest Products atau kayu lapis lain dengan lapisan perekat gelap karena cenderung terbakar di pemotong laser.)
  • Selembar veneer kayu, lebih disukai dengan lapisan perekat.
  • Sekrup mesin pan-head Six M0, 5/8 "(mis. Paket 100 ini dari McMaster-Carr)
  • Enam kacang M0 (mis. 50 bungkus ini dari McMaster-Carr)
Atau, coba buat selungkup yang berbeda (misalnya dengan mencetak 3D atau dengan membuat cetakan).

Anda juga memerlukan kartu SIM ukuran penuh dari penyedia GSM mana pun. Saya telah menggunakan T-Mobile di Amerika Serikat tetapi teleponnya juga telah diuji dengan AT&T dan di India, Cina, dan Eropa.

Modul PCB dan GSM mungkin membutuhkan beberapa minggu untuk tiba. Anda dapat mencoba mempraktikkan solder Anda untuk sementara waktu!

Lampiran

  • BOM-2.pdf Unduh

Langkah 2: Menyolder Elektronik.

Sementara ponsel menggunakan banyak komponen kecil yang dipasang di permukaan, dimungkinkan untuk menyoldernya dengan tangan dengan besi solder yang bagus dan beberapa latihan. Jika Anda belum pernah melakukan penyolderan permukaan-mount sebelumnya, Adafruit Industries memiliki beberapa tutorial yang baik: Panduan Adafruit Untuk Penyolderan Sempurna, Prototipe SMT Breadboard Menggunakan Breakout PCB.

Sebagian besar komponen mudah untuk disolder (terlepas dari ukurannya yang kecil), tetapi ada beberapa hal yang perlu diperhatikan:
  • Kapasitor : Berhati-hatilah dengan polaritas pada kapasitor (1000 uF) yang besar, mereka dapat meledak jika Anda menyoldernya ke belakang. Gunakan garis oranye untuk mengarahkan mereka dengan benar.
  • Polaritas : Komponen lain dengan polaritas termasuk super-kapasitor, LED (perhatikan dua titik hijau di satu sisi), mikrokontroler ATmega1284P (perhatikan lingkaran di satu sudut), modul M10 GSM (yang memiliki panah di satu sudut ), soket kartu SIM, mikrofon, dan dioda (perhatikan garis abu-abu samar di satu sisi). Komponen-komponen ini tidak memiliki polaritas (dapat disolder dengan cara lain): kristal (8 MHz), speaker, tombol reset, kapasitor kecil, dan resistor. Komponen lain hanya sejajar secara fisik dalam satu orientasi (tetapi pastikan transistor tidak terbalik dan tombol tidak diputar 90 derajat).
  • Antena : Saat menyolder antena, mulai dengan bantalan yang menghadap modul GSM. Itu yang membawa sinyal listrik; yang lain hanya ada untuk dukungan struktural (untuk menahan antena). Anda bahkan mungkin dapat memanaskan solder pada pad itu dari atas antena, panas dapat dilakukan melalui dua vias (lubang kecil) di dalamnya.
  • Solder Jumpers : Ada dua jumper solder di bagian bawah papan, berlabel "Cell" dan "uC". Solder alas tengah masing-masing ke pad berlabel "uC". (Ini menghubungkan garis RX dan TX dari header FTDI ke ATmega1284P di papan sehingga mereka berkomunikasi melalui serial. Jika Anda malah menyolder bantalan tengah ke pad "Sel", kabel FTDI terhubung langsung ke modul GSM sehingga Anda dapat berkomunikasi dengannya dari komputer.)
  • Pembicara : Pembicara canggung untuk menyolder karena tidak memiliki kaki. Pertama, beri solder pada bantalan pada PCB. Kemudian, letakkan speaker di atas PCB (sejajarkan bantalannya dengan yang ada di papan) dan solder dari bawah. Anda dapat memasukkan solder atau mencairkan solder yang sudah diterapkan sebelumnya dari bawah. Jika tidak berhasil, jangan lepaskan speaker (Anda mungkin melepaskan bantalannya). Sebagai gantinya, cobalah untuk melelehkan kembali solder pada bantalannya dengan memasukkan setrika ke dalam lubang dari bawah.
  • Konektor USB : Hanya dua bagian luar (dari lima kecil) konektor USB yang digunakan, sehingga Anda tidak perlu menyolder ketiga kaki bagian tengah. (Namun, lakukan solder keempat sudut, mereka memberikan dukungan struktural).
  • ISP Header : Karena Anda hanya perlu membakar bootloader sekali, saya biasanya tidak menyolder pin ke header ISP (2x3). Sebagai gantinya, Anda dapat memasukkan pin ke konektor pada ISP Anda dan menahannya pada pin (dari atas papan) saat Anda membakar bootloader. Jika Anda memiliki masalah, Anda bisa menyolder pin ke lubang, tetapi Anda harus menyesuaikan kasing untuk memberikan ruang untuk itu.

Langkah 3: Unggah Perangkat Lunak.

Langkah 4: Memecahkan Masalah Koneksi Jaringan.

Ada banyak bagian yang terlibat dalam menghubungkan ke jaringan dan, oleh karena itu, banyak hal yang mungkin tidak berfungsi. Jika tampilan ponsel menunjukkan "sambungkan" selamanya, ia mengalami masalah saat menyambung ke jaringan. Berikut adalah beberapa masalah potensial dan beberapa solusi yang mungkin. (Jika Anda tidak melihat apa pun pada tampilan sama sekali, periksa penyolderan pada pin dan pin mikrokontroler, dan tinjau langkah sebelumnya untuk memastikan perangkat lunak diunggah dengan benar.)

Hal-hal untuk Diperiksa
  • Apakah ada kartu SIM di dalam soket?
  • Apakah soket SIM disolder dengan benar? 22 ohm resistor (yang menghubungkan modul GSM ke soket SIM)? Bantalan yang sesuai pada modul GSM?
  • Apakah antena disolder dengan benar? Pad yang sesuai pada modul GSM?
  • Apakah resistor 0 ohm disolder dengan benar (ke jejak yang menghubungkan modul GSM M10 ke antena)?
  • Apakah Anda mendapat sambutan? Anda mungkin mencoba membawa telepon ke luar. Kadang-kadang, bahkan jika Anda bisa mendapatkan penerimaan di dalam, telepon mengalami kesulitan menghubungkan untuk pertama kalinya ketika ada di dalam.
  • Apakah kartu SIM terkunci ke telepon lain?
  • AT&T (dan mungkin juga operator lain): sudahkah Anda mengaktifkan kartu SIM dan telepon Anda di situs web AT&T? Anda membutuhkan nomor IMEI yang dicetak pada modul GSM M10.

Debugging Seri
Anda dapat lebih lanjut men-debug telepon dengan berkomunikasi dengan modul GSM melalui komunikasi serial dengan komputer, menggunakan mikrokontroler sebagai proksi. Untuk melakukannya, unggah sketsa SerialProxy ke telepon (menggunakan kabel 3.3V FTDI atau papan breakout). Kemudian buka monitor serial dan atur baud rate ke 9600 dan garis yang berakhir dengan "carriage return". Setelah beberapa detik, Anda akan melihat:
 SIAP 
DI
baik
Itu berarti GSM siap menerima perintah AT (string teks yang sebagian besar dimulai dengan huruf "AT"). Perintah diperinci dalam lembar data untuk modul GSM tetapi di sini ada beberapa yang mendasar:

DI
Perintah uji / sinkronisasi. Jika Anda memasukkan "AT" di monitor serial (dengan akhiran "carriage return"), Anda harus mendapatkan respons "OK"

DI CREG?
Periksa status pendaftaran jaringan (koneksi). Responsnya akan dalam bentuk "CREG 0, N", dengan N menjadi: 0 (tidak terdaftar ke jaringan), 1 (terdaftar ke jaringan), 2 (mencari jaringan), 3 (pendaftaran jaringan ditolak), atau 5 (terdaftar, roaming).

AT + CPBS?
Tampilkan buku telepon yang saat ini dipilih. Contoh respons: "CPBS:" SM ", 50.250", dengan "SM" yang menunjukkan kartu SIM adalah buku telepon saat ini (beberapa opsi lain termasuk "MC" untuk daftar panggilan tidak terjawab, "RC" untuk daftar panggilan yang diterima, dan "ME" untuk buku telepon modul GSM) dan bahwa 50 dari 250 entri sedang digunakan. Perintah ini dapat berguna untuk memverifikasi bahwa modul GSM dapat berkomunikasi dengan kartu SIM

AT CPBS = "SM"
Pilih buku telepon kartu SIM. Anda juga dapat mengganti "SM" dengan singkatan untuk buku telepon lainnya yang tercantum sebelumnya.

AT CPBR = 1
Baca entri pertama dari buku telepon yang saat ini dipilih. Ganti angka 1 dengan jumlah entri yang ingin Anda baca (hingga total ukuran buku telepon yang dilaporkan oleh AT CPBS?).

Langkah 5: Menggunakan Telepon.

Membuka Kunci Telepon
Setelah telepon berhasil dihidupkan, itu akan dikunci dan layar akan kosong. Untuk membuka kunci ponsel, tekan tombol apa saja; tanggal dan waktu akan bergulir bolak-balik melintasi layar (ini adalah layar "membuka kunci"). Jika, selama waktu ini, Anda menekan tombol "buka" (tombol kiri atas), telepon akan terbuka. Waktu akan tetap ada di layar, tanpa menggulir. Ini adalah layar beranda.

Mengunci Ponsel
Dari layar beranda, Anda dapat mengunci ponsel dengan menekan tombol softkey kiri (tombol kiri atas). Layar dan lampu latar akan mati tetapi telepon akan tetap hidup dan dapat menerima panggilan telepon atau pesan teks.

Menyesuaikan Kontras / Kecerahan
Ketika ponsel berada di layar "membuka", Anda dapat mengatur kecerahan dengan menggunakan tombol atas dan bawah (dua tombol tengah dari kelompok empat tombol tepat di bawah layar).

Memanggil Nomor Telepon
Anda dapat memanggil nomor dari layar beranda. Cukup tekan tombol yang sesuai dengan digit pertama nomor tersebut. Anda akan dibawa ke layar panggilan di mana Anda dapat memasukkan sisa nomor. Tekan * untuk menghapus digit terakhir yang dimasukkan atau "kembali" (tombol lunak kiri) untuk kembali ke layar beranda. Dengan menekan # satu atau lebih kali berturut-turut, Anda dapat memasukkan #, *, atau. Untuk memanggil nomor itu, tekan tombol lunak kanan ("panggil").

Menggunakan Buku Telepon (Daftar Kontak)
Dari layar beranda, tekan panah ke bawah (lebih rendah dari kelompok empat tombol tepat di bawah tampilan) untuk masuk ke buku telepon. Gunakan panah bawah dan atas untuk menavigasi ke entri yang diinginkan. Tekan tombol lunak kanan ("oke") untuk masuk ke menu dari mana Anda dapat memanggil kontak itu, mengirim pesan teks ke kontak itu, menambahkan entri baru ke buku alamat, atau mengedit atau menghapus kontak.

Menambahkan Kontak
Untuk menambahkan kontak, pertama-tama masukkan daftar kontak dengan menekan panah bawah dari layar beranda. Kemudian tekan tombol kanan untuk masuk ke menu kontak ("panggilan", "teks", "tambahkan entri", dll); gulir (menggunakan tombol bawah dan atas) ke bawah ke item menu "tambah entri" dan tekan tombol kanan. Sekarang Anda dapat memasukkan nama kontak menggunakan tombol (2 adalah "abc", 3 adalah "def", dll.; 1 adalah spasi, * adalah backspace, dan # adalah shift). Setelah Anda memasukkan nama kontak, tekan panah ke bawah untuk berpindah ke bidang untuk memasukkan nomor telepon kontak. (Anda dapat menekan panah ke atas untuk kembali ke bidang untuk memasukkan nama kontak.) Masukkan nomor kontak menggunakan tombol (* lagi-lagi mundur, tetapi # sekarang berputar di antara #, *, dan). Ketika Anda telah memasukkan nama dan nomor telepon, tekan tombol kanan untuk menyimpan kontak (atau tombol kiri untuk membatalkan).

Memanggil Kontak
Untuk memanggil kontak dalam daftar kontak Anda, gulir ke kontak itu, tekan tombol kanan untuk membuka menu kontak ("panggilan", "teks, dll.) Lalu tekan tombol kanan lagi untuk menelepon. Mengirim SMS ke Kontak kontak, gulir ke entri mereka dalam daftar kontak Anda dan tekan tombol kanan untuk membuka menu kontak. Gulir ke bawah ke "teks" dan tekan tombol kanan. Sekarang Anda dapat memasukkan pesan Anda menggunakan tombol. (Seperti untuk memasukkan nama kontak, 2 adalah "abc", 3 adalah "def", dll.; 1 adalah ruang, * adalah backspace, dan # adalah shift.) Tekan tombol kanan untuk mengirim teks (atau tombol kiri untuk membatalkan).

Penyelesaian masalah
Jika Anda menemukan komponen lain (mis. Layar, pengeras suara, mikrofon, atau bel) yang tidak berfungsi dengan benar, periksa:
  • Apakah komponen disolder dengan benar?
  • Apakah komponen yang terhubung (mis. Kaki mikrokontroler atau modul GSM yang sesuai) disolder dengan benar?

Langkah 6: Potong laser dan Pasang Kandang.

Anda dapat membuat penutup sederhana namun fungsional dari kayu lapis dan veneer potong laser, bersama dengan beberapa sekrup kecil (lihat bahan di atas):
  • Sebelum memotong kasing, periksa apakah kasing cocok dengan papan sirkuit. Secara khusus, saya telah membuat banyak perubahan pada ukuran dan lokasi lubang sekrup, jadi periksa bahwa mereka berada di tempat yang sama pada PCB dan kasingnya. (Perhatikan bahwa lubang di file veneer bawah harus lebih besar dari yang lain, ini untuk mengakomodasi mur, sedikit mengistirahatkannya.)
  • Jika Anda menyolder pin ke header ISP, Anda harus memotong ruang untuk mereka di bagian atas kayu lapis. Edit DIY-Ponsel-Top sesuai.
  • Potong laser kayu lapis (1/4 "/ 6mm) menggunakan file DIY-Cellphone-Top dan DIY-Cellphone-Bottom dalam Case / folder repositori damellis / cellphone2hw di GitHub. File SVG dibuat di Inkscape, lalu diekspor ke hpgl untuk mengimpor ke CorelDraw.
  • Potong laser veneer menggunakan file DIY-Cellphone-Top-Veneer dan DIY-Cellphone-Bottom-Veneer. Potong veneer dengan bagian depan kayu menghadap ke atas (bagian belakang perekat menghadap ke bawah).
  • Lepaskan lapisan perekat dari potongan veneer atas dan tempelkan ke permukaan luar potongan kayu lapis atas. Ulangi dengan punggung, lagi menempelkan veneer ke permukaan luar kayu lapis.
  • Ada sedikit ruang kosong antara bagian atas setiap tombol dan veneer. Anda mungkin perlu menempelkan spacer kecil di bagian belakang potongan atas veneer, satu untuk setiap tombol (di tengah setiap potongan lengkungan segi empat di veneer). Dengan begitu, Anda tidak perlu terlalu menekan veneer untuk menekan tombol.
  • Selipkan bagian atas dan bawah kasus ini ke papan sirkuit. Anda harus memasang kabel baterai di antara modul GSM dan konektor baterai, melipatnya menjadi dua. Potongan kayu lapis harus diletakkan rata pada papan sirkuit.
  • Masukkan keenam sekrup dan masukkan ke mur.

Artikel Terkait