OpenBookプロゞェクトずE-BookFeatherWingアセンブリ

私たちは携垯機噚に囲たれおいたす。倚くの堎合、私たちはそれらをガラスずシリコンから䜜成されたものずしお認識したす。これは私たちの生掻の䞭ですでに完党に䜿甚できる状態になっおいたす。そしお通垞、たずえばKindleのようなものがどのように機胜するかを正しく理解する方法の問題でさえありたせん。そのようなデバむスを自分で䜜成するこずは蚀うたでもありたせん。 Open Bookプロゞェクトの目暙は、誰でも簡単に芋぀けられる䞀般的なツヌルを䜿甚しお、既存の蚀語のいずれかでシンプルでアクセス可胜な電子曞籍リヌダヌを構築できるこずです。



E-Book FeatherWing以䞋、単に「FeatherWing」は、プロゞェクト内で䜜成された電子曞籍の最も単玔なバヌゞョンです。機胜的な芳点から、これはAdafruit Feather M4 Expressプラットフォヌムずドッキングする拡匵ボヌドであり、デバむスにマむクロコンピュヌタヌずバッテリヌを充電するためのシステムを提䟛したす。FeatherWingの衚面実装コンポヌネントのほずんどすべおは、手でボヌドにはんだ付けするのに十分な倧きさです。これにより、FeatherWingは、はんだ付けを䜿甚しお電子郚品を衚面実装する方法を孊びたいず考えおいる人にずっお玠晎らしいプロゞェクトになりたす。





OpenBookプロゞェクトによっお䜜成された電子曞籍



このガむドでは、4.2むンチの電子ペヌパヌ画面ず7぀のフロントパネルボタンを備えた独自のFeatherWing電子ペヌパヌリヌダヌを䜜成する方法を説明したす。その結果、電子曞籍を読むのに最適なデバむスになりたす。しかし、このプロゞェクトで䜿甚されるプラットフォヌムの機胜はこれに限定されたせん。特に、プラットフォヌムでは、ヘッドフォン出力を介しおオヌディオを再生できたす。STEMMAポヌトに接続されたセンサヌからの情報を凊理するこずができたす。たた、Adafruit AirLift FeatherWingデバむスに接続するず、ワむダレスでむンタヌネットに接続するこずもできたす。



1.仕事の準備



E-Book FeatherWingPCBが必芁になりたす。Tindieで泚文できたす。ボヌドの䜜成に必芁なファむルをOSHParkなどのPCBメヌカヌに送信しお、PCBの補造を泚文するこずもできたす。



さらに、ボヌドに配眮するコンポヌネントを泚文する必芁がありたす。それらのほずんどすべおはDigi-Keyで芋぀けるこずができたす。このフォヌムを䜿甚しお、KitspaceeBook-Wingプロゞェクトで資料をすばやく泚文できたす。ディスプレむはメヌカヌから盎接提䟛されたす-GoodDisplay。



ArduinoIDEずAdafruitSAMボヌドサポヌトパッケヌゞが必芁になりたす。これらはFeatherM4Expressで䜿甚する必芁がありたす。さらに、次のArduinoラむブラリが必芁になりたす。



  • Adafruit gfx
  • Adafruit BusIO
  • アダフルヌツMCP23008
  • アダフルヌツEPD
  • Adafruit SPIFlash
  • SDFat-Adafruitフォヌク
  • arduino-menusystem
  • 開いた本
  • バベル


すべおの敎理、構成された゜フトりェア、およびハヌドりェアコンポヌネントを入手したら、準備を敎える必芁がありたす。぀たり、すでにボヌドにはんだ付けしたコンポヌネントにマヌクを付けるこずができるコンポヌネントのリストを印刷したす。ボヌドの裏偎のプリントアりトも手元に眮いおおくず䟿利です。ボヌド自䜓に印刷されおいる郚品仕様が読めない堎合に䟿利です。はんだ陀去剀ずフラックスを手元に眮いおおきたす。あなたが䜕かを再はんだ付けする必芁がある堎合、それらはあなたに圹立ちたす。䜜業を開始する前でも、プロゞェクトリポゞトリにあるFeatherWingの構築に関する私のビデオを芋るず䟿利 です。



2.パッシブコンポヌネントのはんだ付け



ミニチュア電子郚品をはんだ付けしたこずがなく、自分の胜力に自信がない堎合は、䜕も心配しないこずをお勧めしたす。これは、䞀芋したずころよりもはるかに簡単です。抵抗ずコンデンサから始めたしょう。ここでは暙準サむズ0805の郚品を䜿甚しおいたす。もちろん小さいですが、特別な拡倧装眮を䜿甚せずに手ではんだ付けできないほど小さくはありたせん。





図A



ボヌドにはんだ付けする最初のピヌスを芋぀けたす。R1ずしたす。たず、2぀のパッドの1぀にはんだを䞀滎垂らしたす図A。





図B



次に、ピンセットを䜿甚しお、はんだの滎の近くに郚品を配眮する必芁がありたす。次に、はんだを加熱し、郚品を目的の方向、぀たり加熱されたはんだがある堎所に移動したす。その埌、パヌツは本来あるべき堎所にロックされたす図B。





図C



最埌に、パヌツの反察偎をもう䞀方のパッドにはんだ付けしたす図C。





図D以䞊



です詳现R1がボヌド䞊で配眮されたした図D。



パヌツリストのすべおの抵抗ずコンデンサに぀いお同じこずを行いたす。コむルL1も同様にはんだ付けしたす。





図E



非垞に類䌌した戊略をダむオヌドD1〜D5で䜿甚できたす。ボヌド䞊の䜍眮の方向を考慮しお、ダむオヌドを取り付ける必芁があるこずに泚意しおください。ダむオヌドのプラスチックハりゞングに小さな灰色の線がありたす。ダむオヌドは、この線がボヌドに描かれたダむオヌドシンボル線ず同じ偎になるように配眮する必芁がありたす図E。



ここでは、さらに2皮類のダむオヌドを䜿甚しおいたす。 2぀のZenerダむオヌドをExtraPortsブロックに配眮し、3぀のSchottkyダむオヌドをE-PaperDisplayブロックに配眮する必芁がありたす。





図F



パッシブコンポヌネントの䜜業を行っおいるので、ボタンをボヌドにはんだ付けするこずもできたす。それらは抵抗噚やコンデンサヌず同じ方法ではんだ付けされたす。1滎のはんだが1぀の接点パッドに配眮され、ボタン接点の1぀がこのパッドにはんだ付けされ、次に2番目の接点が2番目のパッドにはんだ付けされたす図F。



MOSFET Q1を取り付ける堎合も、同じアプロヌチを䜿甚できたす。ただし、この郚分には3぀の接点があるため、泚意しお、ボヌド䞊の接点パッドにすべおしっかりず固定されおいるこずを確認しおください。



3.集積回路のはんだ付け





図G



プロゞェクトでは、フラッシュメモリチップ、SRAMチップ、GPIOポヌト゚クスパンダの3぀の集積回路を䜿甚しおいたす。それらをボヌドにはんだ付けするずきは、ダむオヌドの堎合ず同様に、それらの方向に泚意を払う必芁がありたす。各マむクロサヌキットのプラスチックケヌスには小さな点がありたす。その䜍眮は、ボヌドに描かれたポむントに察応しおいる必芁がありたす図G。





図H



ここでのはんだ付け戊略はダむオヌドの堎合ず同じです。぀たり、最初にコヌナヌパッドの1぀にはんだを䞀滎垂らしたす図H。





図I



次に、このはんだを溶かした埌、マむクロ回路を目的の堎所に配眮する必芁がありたす図I。



残りのピンをボヌドにはんだ付けする前に、チップの䜍眮合わせを確認する䟡倀がありたす。぀たり、そのすべおの出力は、接觊パッド䞊に正確に配眮する必芁がありたす。そうでない堎合は、すでにはんだ付けされた接点のはんだを再溶融し、正しく䜍眮合わせされるたでチップを移動する必芁がありたす。次に、反察偎のコヌナヌにあるチップの出力をボヌドにはんだ付けする必芁がありたす。これにより、チップが正しい䜍眮に固定されたす。





図J



䜜業のこの段階で、チップが正しく配眮されおいるこずが明らかな堎合は、残りの出力をコンタクトパッドにはんだ付けできたす図J。





図K





図L





図M





図N



はんだが2぀の隣接するピンを接続しおいるこずが刀明した堎合-慌おる必芁はありたせんこれはブリッゞングず呌ばれたす。この欠陥は簡単に修正できたす。ゞャンパヌが少量のはんだで圢成されおいる堎合は、フラックスを䜿甚しおリヌドを加熱するこずですべおを修正するこずができたす図K、L、M、N。フラックスは、はんだが金属リヌドに付着するのを助けたす。





図O





図P



簡単な方法でゞャンパヌを取り陀くこずができない堎合は、はんだ陀去剀を䜿甚できたす。はんだはこの媒䜓で加熱しお収集する必芁がありたす図OおよびP。



4.microSDカヌドスロットのはんだ付け





描画Q



この郚分をはんだ付けするのは倧倉な䜜業のように思えるかもしれたせんが、それほど悪くはありたせん。たず、前回ず同じように、取り付けパッドの1぀にはんだを䞀滎垂らし、はんだを溶融状態に保ちながら、microSDカヌドスロットをボヌドに正しく配眮したす図Q。





図R



このスロットの䞊郚には倧きくお䟿利な開口郚がありたす。これらを䜿甚しお、接点の正しい䜍眮合わせを確認できたす図R。それらが正しく䜍眮合わせされおいない堎合は、スロットを固定するために䜿甚されるパッドのはんだを枩め、接点がパッドず䞀臎するたでパヌツを移動する必芁がありたす。次に、ただはんだ付けされおいないものをすべおはんだ付けする必芁がありたす。





図Sここでの



䞻なトリックは次のずおりです。现いはんだワむダヌを接点に抌し付け、スロット䞊郚の穎に通し、はんだ付け鉄の先端を偎面から持ち蟌みたす。ここでPCBホルダヌが圹に立ちたす。ボヌドはテヌブルの端に眮くだけで、はんだ付けアむロンでの䜜業に䟿利です。





図T



拡倧鏡を䜿甚しお接点の正しいはんだ付けを確認できたす図T。



5.衚面実装技術コンポヌネントを䜿甚したコネクタのはんだ付け



ボヌドに7぀のコネクタをはんだ付けする必芁がありたす。これは、ヘッドフォンゞャック、3぀のSTEMMAポヌト、2぀のフェザヌポヌト、および24ピンディスプレむコネクタです。



最も簡単な方法は、ヘッドフォンゞャックをはんだ付けするこずです。 2぀のプラスチックガむドがあり、ボヌドには2぀の穎がありたす。コネクタは、本来あるべき堎所に取り付ける必芁がありたす。その埌、4本のピンをボヌドにはんだ付けするだけです。



STEMMAポヌトのはんだ付けは、ICのはんだ付けに䌌おいたす。぀たり、ピボットポむントにはんだを配眮し、ポヌトをボヌドに描かれた線に合わせおから、残りのピンをはんだ付けするこずができたす。 4ピンポヌトはボヌドの䞭倮にあり、3ピンポヌトはボヌドの䞡偎にある必芁があるこずに泚意しおください。



フェザヌポヌトに぀いおも同じこずが蚀えたす。たず、ポヌトの角の1぀を固定し、次にもう1぀を固定しおから、パヌツの正しい䜍眮をチェックし、その埌、残りの接点をはんだ付けしたす。ポヌトを䞊から少し抌し䞋げお、最終的にボヌドにしっかりず固定できるようにするず䟿利です。





図U



最埌に、24ピンコネクタのはんだ付けを開始したす。これはおそらく私たちのすべおの仕事の䞭で最も難しいこずです。ただし、はんだ陀去剀ずフラックスが手元にあれば、このコネクタのはんだ付けに簡単に察凊できたす。たず、い぀ものように、どちらに関係なく、2぀の倧きな取り付けパッドの1぀にはんだを䞀滎垂らしたす。次に、はんだを加熱し、コネクタを䜍眮合わせしたす図U。





図V



次に、拡倧鏡を䜿甚しお、24ピンすべおの正しい䜍眮合わせを確認する必芁がありたす。それらが正しく敎列されおいるかどうかを知るこずは非垞に簡単です。ボヌドの青い衚面がすべおの接点の間に芋える堎合は、すべおが正垞に実行されたす。次に、はんだ付けアむロンを䌞ばし、これらのピンに沿っおはんだ付けし、はんだ付けする必芁がありたすフラックスを䜿甚しお、はんだが付着するはずの堎所に付着させるこずは問題ありたせん図V。





図W





図X



䞀郚のピンは、ほが必然的にはんだストラップで接続されたす。しかし、これは完党に正垞です。それらを取り陀くには、はんだ付けアむロンの先端をきれいにし、問題のある領域に少量のフラックスを眮き図W、接点からゞャンパヌを取り倖す必芁がありたす図X。ゞャンパヌが十分に倧きい堎合は、はんだ陀去剀がゞャンパヌの陀去に圹立ちたす。



おそらく、最初の詊行ではこのコネクタをはんだ付けしたせんが、しばらくしお接点間にゞャンパヌがなく、すべおがボヌドにしっかりずはんだ付けされおいるこずが刀明した堎合、これは私たちのビゞネスがほが完了しおいるこずを意味したす。



6.ボヌドのテスト



身を守るために、マルチメヌタヌを䜿甚しお3VラむンずGNDラむンの短絡をチェックしたす。マルチメヌタを導通モヌドに切り替え、フェザヌポヌトの3VピンずGNDピンにプロヌブを接觊させたす。ビヌプ音が聞こえたら、ボヌド䞊に3VラむンずGNDラむンを接続できるはんだゞャンパヌがないか確認したす。音が出ない堎合は、FeatherM4ボヌドに接続する準備ができおいるこずを意味したす。





図Y



壊れやすい電子玙ディスプレむを保護パッケヌゞから慎重に取り出したす。ディスプレむフレックスケヌブルをボヌドの穎に通しお適切なコネクタに接続したす図Y。



ディスプレむを傷぀けないように泚意しながら、ボヌドを裏返したす。そのため、デバむスを操䜜するずきにそれを確認できたす。フェザヌの電源を入れたす。



OpenBookのOpen_Book_Screen_Test



䟋からスケッチをダりンロヌドし たす。フェザヌM4ボヌドが遞択されおいるこずを確認しおから、スケッチを実行しおください。ディスプレむがオンになり、OpenBookプロゞェクトのロゎが衚瀺されたす。



7.残りの郚品をはんだ付けする



ボヌドの電源を切り、ディスプレむケヌブルを24ピンコネクタから倖し、ディスプレむをどこかに移動したす。



はんだで閉じる必芁のあるゞャンパヌが1぀ありたす。これにより、フラッシュチップが有効になりたす。長いフェザヌポヌトの䞊郚近くにあるBCSゞャンパヌを芋぀けお、はんだを䞀滎垂らしおショヌトさせたす。



それでは、ボタンに行きたしょうそれらをボヌドの察応する貫通穎に挿入し、ボヌドの前面に配眮しおから、ボヌドの背面にピンをはんだ付けしたす。



次に、スむッチを察応する穎に挿入しおボヌドの背面に配眮し、ボヌドの前面にはんだ付けしたす。





図Z



ここで、最埌に、ディスプレむリボンケヌブルをボヌドの穎に通しお、24ピンコネクタに接続したす。䞡面テヌプを䜿甚しお、ディスプレむをボヌドの前面に固定したす。おめでずうございたす組み立おが完了したした図Z。



8.バベル画像をフラッシュチップに曞き蟌む



フラッシュチップの1぀であるE-BookFeatherWingは、蚀語ずフォントの情報を保存するように蚭蚈されおいたす。空になりたした。Babelをダりンロヌドするず、既存のすべおの蚀語でテキストを衚瀺する方法に関する情報を含む2MBのBLOBファむルもダりンロヌドしたした。このファむルをmicroSDカヌドにコピヌしおから、フラッシュチップに画像を曞き蟌むスケッチを実行したす。





図Aa





図Bb



ファむルを怜玢したす babel.bin



。これは、babelconvert



ダりンロヌドしたBabelラむブラリに含たれおいるフォルダ にありたす図Aa。このファむルをmicroSDカヌドにコピヌしおから、カヌドリヌダヌから取り倖したす。次に、カヌドをFeatherWingに接続したす。BurnBabelBurn



Babelのサンプルスケッチを実行し、 Serial Monitorを開き、指瀺に埓っおデヌタをチップに曞き蟌みたす図Bb。



システムがデヌタ蚘録の正確さを確認した堎合、すべおの準備ができおいたすこれでbabel.bin



、microSDカヌドからファむルを削陀できたす 。これで、デヌタは察応するチップに氞続的に保存されたす。



9.本を読む



぀いにこの点に到達したした非垞にシンプルな電子曞籍リヌダヌを䜿甚しおいたす。これは、MVBook圢匏に倉換されたテキストファむルを読み取るために䜿甚されるMVBookですデバむスが将来、単玔な.txtファむルをサポヌトするこずを願っおいたす。



MVBookフォルダヌbooks.zip



には、公開されおいる曞籍の小さなセットを含むファむルがありたす 。このファむルの内容をmicroSDカヌドにコピヌし、カヌドをFeatherWingに接続したす。





図Cc



パスをたどり File > Examples > Open Book



、スケッチを実行し Open_Book_MVBook



たす。曞籍のタむトルず著者のリストが画面に衚瀺されたす。曞籍遞択むンゞケヌタヌが巊偎に衚瀺されおいるはずです図Cc。䞊䞋の矢印ボタンを䜿甚しお本を遞択し、䞭倮のボタンで確認したす。読み取りモヌド䞋の図Ddで、ボヌドの巊䞋隅ず右䞋隅にあるボタンを䜿甚しおペヌゞをめくりたす。䞭倮のボタンを䜿甚しおメむンメニュヌに戻りたす。





図Dd



E-BookFeatherWing拡匵



E-Book FeatherWingシステムを䜿甚するず、電子曞籍を読むこずができたすが、その機胜はこれに限定されたせん。



  • , . SAMD51, Feather M4, JPEG-.
  • E-Book FeatherWing FeatherWing. , Wi-Fi- (AirLift), (DS3231), GPS (Adafruit Ultimate GPS).
  • STEMMA, , E-Book FeatherWing — , NeoPixel.
  • , Adafruit #3898 400 .


?



Open Bookプロゞェクトは、2぀のデバむスを䜜成したした。そのうちの1぀を組み立おるこずに぀いお話したしたが、これはより簡単です。もっず䜕かが必芁だず思うなら、もっず掗緎されたデバむスであるOpen BookFeatherを芋おみるべきかもしれたせん。その機胜の䞭には、メむンボヌド䞊のSAMD51マむクロコントロヌラヌの配眮、ステレオオヌディオ出力ずマむク入力の存圚、远加の互換性のあるボヌドを接続するための倚数の接点がありたす。



どちらのボヌドも、孊習ず実隓に最適なAdafruitによるMicroPythonのすばらしい掟生物であるCircuitPythonをサポヌトしおいたす。



電子曞籍のコヌパスを䜜成する方法など、プロゞェクトに関する远加の詳现は、 こちらにありたす。リポゞトリ。



E-Book FeatherWingをたずめる予定ですか










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