как сделать работающий телефон
Делаем мобильный телефон с нуля
Сегодня мы сделаем вполне себе рабочий, хотя и довольно простой в плане функционала, мобильный телефон.
Вот перечень тех функций, которые будет поддерживать наш телефон:
Телефон будет работать в GSM сетях и использовать обычную SIM карту. Он будет сконструирован на базе железа и софта входящего в комплект Arduino GSM Shield (можно купить на амазоне,
90$ за новый, и 70$ за б/у). Однако Arduino GSM Shield это просто набор голых плат, в них мало веселья, нам же нужен настоящий телефон, с интерфейсом, кнопками, микрофоном, дисплеем и т.д. Детальное описание железа и софта можно найти на open source проекте размещенном на GitHub (Железо и Софт)
Зачем я делаю этот проект? Отчасти потому что это весело, и отчасти потому что, хотя телефоны и стали за последние 10-15 лет вездесущими, очень малый процент людей догадывается и понимает как они работают, и как они устроены. С виду они кажутся сложными, но на самом деле собираются также как электро чайник или микроволновка. А так как телефоны вездесущи и популярны, в мире полно компаний которые выпускают нужные нам комплектующие.
Проведя пару вечером за компьютером я натыкался на места где можно было бы купить все элементы по довольно низким ценам в малом количестве, и для их сборки не нужно было дополнительное оборудование, только твои, надеюсь умелые руки. Возможно я что то упростил, и конечно придется приложить немного усилий для сборки телефона, но поверь мне, собрать его гораздо проще, чем получить степень по физике.
Шаг 1: Материалы и комплектующие
Платы можно заказать от OSH Park. Стоимость комплекта из 3 штук
Для сборки платы понадобится конечно же паяльник (пример), припой, щипцы и т.д. Для программирования микроконтроллера понадобится AVR программатор (например такой) и usb кабель (пример). Для зарядки батареи понадобится mini-USB. Если у тебя нет ничего из этого, и ты не планируешь создавать дома полноценную лабораторию, то обратись в местный кружок юных техников, скорее всего у них есть все что тебе нужно, и они не откажут тебе в просьбе поработать с их оборудованием в обмен на хрустящие купюры или банку меда 🙂
Для корпуса нам понадобится фанера 6 мм (только не покупай фанеру на которой видны следы клея, при работе с лазером он может возгореться), шпон,
1.5 см шурупы. Хотя конечно ты можешь придумать и свой корпус и сделать его из любого другого материала.
Шаг 2: Паяем электронику
Хотя в телефоне много мелких компонентов, которые монтируются к плате, тем не менее, немного наловчившись, вполне можно спаять все это руками.
Хотя процесс припоя большинства компонентов не сложен, есть некоторые моменты на которые нужно обратить внимание:
Конденсаторы: будь осторожен с полярностью больших конденсаторов (1000 uf), они могут взорваться если паять их обратной стороной. Для ориентира обращай внимание на оранжевую полосу.
Полярность: другие компоненты с полярностью: включая супер конденсатор, диоды, микроконтроллер ATmega1284P, M10 GSM модуль, сокет SIM карты, микрофон. Компоненты без полярности: микрофон, кнопки, малые конденсаторы, резисторы.
Шаг 3: Прошиваем
Шаг 4: Решаем проблемы со связью
В телефоне много компонентов, которые ответственны за работу с сетью, их не верная настройка может повлечь проблемы с подключением к сети. Если на дисплее не исчезая светится Connect, можно быть уверенным что то то пошло не так. Ниже я приведу одни из самых частых причин подобного поведения. Если же ты вовсе не видишь на дисплее ничего, то нужно проверить места спайки компонентов, и убедится в том, что софт встал как нужно и без ошибок.
Что нужно проверить:
Не забыл ли ты вставить SIM карту?
Корректно ли припаян сокет SIM карты? А 22 омный резистор (тот, который соединяет сокет сим карты и GSM модуль)? Все ли в порядке с GSM модулем?
Корректно ли припаяна антенна?
Резистор на 0 ом корректно ли припаян? (тот, что на соединении M10 GSM модуля и антенны)
Попробуй выйти из помещения в место с точно хорошим сигналом.
Шаг 5: Использование телефона
Вот и настал таки тот самый радостный момент, когда можно начать звонить подругам и друзьям 🙂
По крайней мере, я надеюсь что у тебя все получилось! Однако осталось еще буквально пара моментов.
Блокировка телефона.
Чтобы заблокировать телефон нажми левую верхнюю кнопку. В таком состоянии он по прежнему будет принимать смс и звонки.
Звонки.
Для совершения звонков просто набери нужный номер и нажми Call (все как на обычном телефоне), для удаления вводимых цифр используй кнопку *.
Шаг 6: Делаем корпус
Корпус я сделал из шпона на лазерном чпу. Нужно быть очень внимательным с размерами, так чтобы в корпус поместилась плата и конечно чтобы на задней и передней частях совпадали места с отверстиями. Схему корпуса можно найти на GitHub (ссылка).
Ну что, кажется аппарат для дозвона на Луну готов 🙂
Как заставить ваш Android-смартфон работать также быстро, как после покупки
Со временем любой смартфон начинает работать медленнее. Конечно, причиной могут стать вирусы или другие вредоносные программы. Но даже если мы следим за своими гаджетами, ухудшение работы рано или поздно может произойти. И в этом случае вовсе не обязательно бежать в магазин приложений и скачивать различные «чистильщики» и «оптимизаторы». Вполне можно обойтись своими силами и заставить телефон работать также быстро, как в тот момент, когда вы только вынули его из коробки.
Чтобы «обновить» старое устройство для начала попробуйте сделать несколько несложных манипуляций. И тогда ваш «старичок» покажет, что он еще на многое способен.
Удалите ненужные приложения
Эти приложения могут быть, в том числе и предустановленными. Некоторые из них уже потеряли свою актуальность и вполне могут быть удалены. Они занимают место как во встроенном хранилище, так на экране приложений. Помимо беспорядка они еще и могут ухудшать индексацию поиска, делая его более медленным. Можно самостоятельно посмотреть, какими программами вы пользуетесь меньше всего, а можно воспользоваться специальными утилитами. Например, Google Files Utility. Она покажет, какое из приложений не использовалось более 4 недель и предоставит список, благодаря которому все бесполезные программы можно будет удалить.
Следите за приложениями, которые разряжают батарею. Особенно в фоновом режиме
Многие программы, если можно так выразиться, «работают даже когда не работают», отслеживая геолокацию или какие-то другие параметры. Для поиска «преступников» есть несколько вариантов. Например, в настройках батареи посмотреть, как сильно «отъедает» энергию та или иная программа. И если каким то приложением вы не пользовались, но оно расходовало батарею (а значит и ресурсы системы) — вы на верном пути. Также можно зайти в раздел «Сеть и интернет» и промониторить подобным образом исходящий и входящий трафик.
Избавьтесь от раздражающих уведомлений
Push-уведомления — это очень удобно, но они сильно влияют на производительность. Большинство приложений передают вам оповещения, которые даже не нужны. К тому же они еще и отвлекают. Оставьте только самые важные вроде почты, сообщений, некоторых социальных сетей и мессенджеров. Остальные же можно смело отключить. Вы все-равно увидите значок на иконке приложения, когда разблокируете устройство.
Очистите хранилище файлов
Большинство смартфонов сегодня поставляются с 32 гигабайтами памяти и более, за исключением некоторых бюджетных телефонов, которые все еще несут на борту 16 гигабайт. Помимо этого многие смартфоны имеют синхронизацию с облачным хранилищем. Вот туда-то и можно отправить большинство файлов. Например, туда можно выгружать фотографии. Для этого подойдут самые разные сервисы вроде Google Photos, DropBox или OneDrive. С ними на вашем телефоне будет больше свободного места, да и фото всегда будут под рукой.
Пользуйтесь «облегченными» версиями приложений
Многие программы вроде Facebook и Twitter имеют и Lite-версии. И для стареньких телефонов это настоящее спасение. Они гораздо меньше загружают систему, хоть и выглядят не так «продвинуто» как их старшие братья. Но все нужные функции в них есть. А что еще нужно?
Проверьте настройки анимации
Анимации переходов и открытия приложений — это очень красиво, но они не хило используют системные ресурсы. Ограничив некоторые функции анимаций вы удивитесь, насколько быстрее будут открываться и работать программы.
А какие способы оптимизации работы знаете вы? Поделитесь в комментариях на сайте и в нашем чате в Телеграм.
Мобильный телефон своими руками. Часть 1
Недавно на хабре был пост про то, как некие умельцы из Массачусетсого Технологического создали «самодельный» мобильный телефон. Я думаю, пришла пора доказать, что наши месье тоже знают толк в из… э… в изысканных удовольствиях.
Итак, представляю вашему вниманию мобильный телефон, собранный практически «на коленке»!
Всех заинтересованных прошу под кат. Много картинок!
В связи со значительным объёмом материала статья будет в двух частях. В первой части будет приведено описание аппаратной части, а во второй части будут рассмотрены AT-команды модуля и приведены примеры их использования.
Итак, начнём.
Краткое описание
«Сердцем» телефона является GSM-модуль Quectel M10, обладающий широкими функциональными возможностями, включая как телефонную связь, так и передачу данных. Также устройство имеет источник питания, позволяющий питать устройство от источника 12В (например, свинцово-кислотного аккумулятора), интерфейс RS-232, клавиатуру, антенну, держатель SIM-карты и разъём подключения гарнитуры.
Модуль M10-TE-A
Начнём с блока питания
Блок питания
Блок питания обеспечивает питание устройства напряжениями +4,1В (ток до 2А), +5В (ток до 500 мА), +3,3В (ток до 100 мА). Напряжение 4,1В нужно для питания GSM-модуля. GSM-модули предъявляют весьма высокие требования к источнику питания. Источник питания модуля должен иметь напряжение от 3.4 В до 4.5В при токе до 2А, при этом амплитуда пульсаций при скачкообразном изменении тока нагрузки от нуля до максимума не должна превышать 400мВ. На рис. 1 показана допустимая амплитуда пульсаций питающего напряжения при работе модуля.
Рис. 1. Допустимые пульсации напряжения питания при работе GSM-модуля.
Изначально предполагалось, что устройство будет содержать микроконтроллер с напряжением питания 3.3 В и дисплей, для питания подсветки которого нужно будет напряжение 5В. На данном этапе предположим, что ток по каналу 5В не превышает 0.5А. Входное напряжение источника питания выберем равным 12В. Схема электрическая принципиальная приведена на рис. 2.
Рис. 2. Схема источника питания (pdf)
Схема не лишена недостатков, и в основном использует то, что было у меня «под рукой». Для серийной продукции такое решение, конечно, мало подходит, но для экспериментов вполне годится. Не будем подробно останавливаться здесь на работе этой схемы и на расчетах номиналов, так как они элементарны и подробно описаны в документации на соответствующие микросхемы.
Итак, собираем схему на макетной плате (рис. 3) и проводим испытания под нагрузкой, при этом контролируя температуру тепловыделяющих элементов. Испытания пройдены успешно.
Если вы собираетесь использовать только GSM-модуль, без других узлов, то источники +5В и 3,3В не нужны.
Рис.3. Плата источника питания
Плата клавиатуры
Схема платы клавиатуры практически без изменений взята из документации на модуль. Однако, уже после того, как она была собрана, оказалось, что ряд кнопок не поддерживается данной версией модуля. В принципе, можно вообще не подключать клавиатуру к модулю, все действия с модулем можно производить с помощью AT-команд через UART.
Схема клавиатуры приведена на рис. 4. Диоды служат для защиты модуля от статического напряжения.
Рис.4. Схема клавиатуры (pdf)
Рис.5. Плата клавиатуры
Плата GSM-модуля
Переходим к основной плате.
Так как устройство собрано на макетной плате, я решил использовать не модуль Quectel M10, который распаивается на плате, а его «производную», модуль с модулем M10-TE-A, имеющий разъём IDC с шагом контактов 1,27мм (двухрядная розетка). Антенна подключается к специальному маленькому разъёму (GSC) через переходник GSC-SMA. В серийном устройстве, на нормальной плате, разумеется, имеет смысл использовать обычный модуль M10. Следует иметь в виду, что M10 и M10-TE-A имеют разную нумерацию выводов, поэтому схему также придётся скорректировать.
Рис.6. Схема платы GSM (pdf)
Схема содержит модуль, держатель SIM-карты, разъем для подключения гарнитуры, разъем клавиатуры и пару микросхем: интерфейс RS-232 и вспомогательную микросхему для подключения к модулю пъезоизлучателя и светодиода. Никаких особых схемотехнических изысков здесь нет, практически всё взято из документации на модуль.
Ещё пара слов про подключение клавиатуры. Так как ряды ROW3, ROW4 и столбец COL4 не используются модулем, я решил задействовать их для кнопок включения и выключения модуля.
Дисплея телефон тоже не имеет. Хотя модуль имеет выводы для прямого подключения дисплея, его всё равно нельзя подключить, так как эта функция (как и многие другие) отключена у модулей, поступающих в открытую продажу.
Для питания часов реального времени используется ионистор (конденсатор ёмкостью 1Ф, большая круглая штука на плате). Если часы не нужны, его можно не устанавливать.
Сборка
Итак, пришла пора собрать наш конструктор:
Рис. 8. Всё готово к сборке
Рис. 9. Телефон в сборе
Теперь можно вставить SIM-карту, подключить питание, подключить телефон к компьютеру через COM-порт и приступить к исследованию AT-команд.
Пара слов про бюджет.
Бюджет
Модуль Quectel M10-TE-A 665,64 р.
Антенна 120 р.
Держатель SIM-карты SCV-W2523X-06-LF 21,80р
Кабель-переходник GSC-SMA — 161,86р.
Остальные комплектующие найдены в радиусе трёх метров.
В заключение первой части
В следующей части будут рассмотрены AT-команды, поддерживаемые модулем.
Ссылки
К сожалению, на сайте производителя представлена далеко не полная информация о модуле. Большая часть pdf-файлов не выложена в открытый доступ, тем не менее, в сети можно найти некоторые из них. Я взял на себя труд собрать эти файлы и выложить для скачивания.
1. M10_ATC_V1.03.pdf — справочник по AT-командам модуля M10
2. M10_EVB_UGD_V1.01.pdf — описание отладочной платы на базе модуля M10
3. M10_GSM_Module_Specification.pdf — краткое описание модуля M10
4. M10_HD_V1.02.pdf — Hardware Design
5. M10-TE-A_HD_V1.01.pdf — описание платы на основе модуля M10
6. GPRS_Startup_UGD_V101.pdf — установка модема в Windows
7. GSM_UART_AN_V100.pdf — подключение устройств к UART
8. RF LAYOUT_AN_V1.0.pdf — подключение антенны к модулю
9. GSM_Location_ATC_V10.pdf — запрос координат и времени
Документы, описывающие работу с FTP, HTTP, MMS, SMTP и TCP/IP соответственно:
10. GSM_FTP_ATC_V100.pdf
11. GSM_HTTP_ATC_V100.pdf
12. GSM_MMS_ATC_V101.pdf
13. GSM_SMTP_ATC_V11.pdf
14. GSM_TCPIP_AN_V101.pdf
PS. Если у вас не открываются ссылки, попробуйте скачать здесь:
PDF (одним архивом)
Схемы (одним архивом)
Как сделать телефон и подставку для него?
Как сделать домашний телефон из пластиковой бутылки?
Но это будет не просто игрушка, в состав аппарата входит освежитель воздуха в гранулах, поэтому он будет еще и вкусно пахнуть.
Поместите одну из этих заготовок к фому, обведите ручкой. Вырежьте, уберите пока этот будущий циферблат в сторону. Покройте края срезов дна пластиковых бутылок клеем, так же приложите их к фоамирану. Пусть силикон остынет, тогда вырежьте эти кружочки вместе с пластиковым заготовками.
Нужно приклеить к обратной стороне освежителя воздуха два пенопластовых шарика и сделать выемки ножом, чтобы затем уложить сюда трубочку от Бабл Ти и зафиксировать ее. Но сперва необходимо провести подготовительную работу.
С 1 и 2 стороны соломинки нужно воткнуть по одному маленькому пенопластового шарику, лишнее обрежьте. Таким образом вы сделаете заглушки в соломинке, которые вскоре превратятся в телефонную трубку. Это нужно для того, чтобы продеть сюда шерстяную нить, которая будет выполнять функцию провода. Проделайте с 1 и 2 стороны пенопластовых заглушек отверстия острыми маникюрными ножницами или шилом, проденьте сюда нить.
Закрепите ее при помощи горячего клея. Его же нанесите на дно одной и второй пластиковых бутылок, которые станут динамиками. Положите между ними соломинку, чтобы смастерить трубку.
Вот как сделать телефон в домашних условиях далее. Покрасьте его в белый цвет, когда раствор хорошо схватится, тогда нанесите красный слой. Подождите, пока он высохнет, Возьмите кисточку с прямым срезом ворса, при помощи неё нанесите на красную поверхность телефона и трубки белые горошины. Так как динамик белый, его надо покрыть красными точками.
Помните, у вас остался круг из фоамирана? Нарисуйте на нём циферблат, приклейте его в центр телефона при помощи пистолета.
Работа завершена, можно относить телефон в качестве поделки в детский сад или в школу, чтобы ребенок занял первое место на конкурсе. Или эту игрушку оставьте дома, чтобы у вас был вот такой оригинальный освежитель воздуха.
Прогресс не стоит на месте, такие телефоны скоро станут музейными экспонатами. Современным детям уже хочется иметь крутые аппараты. Чтобы они могли играть с такими, смастерите вместе с ними их из доступного материала.
Как сделать iPhone из картона?
Теперь нужно оклеить переднюю и заднюю панели белой бумагой. Боковины декорируем при помощи черного скотча. Распечатайте клавиатуру Айфона, приклейте ее на переднюю панель телефона.
Осталось нарисовать черным маркером на панели остальные элементы этого телефонного аппарата, после чего можно полюбоваться прекрасной работой.
Для 2 варианта вместо обычной бумаги используйте фотобумагу, на ней распечатайте передние и задние панели этого телефонного аппарата, боковины — это всё одна заготовка.
Как и в первом случае, вырежьте прямоугольные детали из картона со скругленными краями, но их понадобится 1 или 2. Распечатанную на фотобумаге заготовку сверните соответствующим образом, не разрезая ее. У вас получится единая деталь, где будет сразу передняя и задняя панель, а также все боковины телефона. Положите внутрь этой заготовки вырезанный картон, заверните края, подклейте их, чтобы зафиксировать в таком положении.
Если маленькому ребенку нравится крутить циферблат, тогда покажите ему, как сделать из картона телефон, выполняя эту работу вместе.
Чтобы сделать циферблат для телефона, обклейте крышку и ее бортики бумагой.
При помощи ножниц с тонкими концами вырежьте круглые отверстия в циферблате. Конечно, лучше сначала их нарисовать, чтобы данная часть работы получилась. аккуратной. Для утяжеления этой детали нужно приклеить к ней пару камушек.
Из гофрированного картона вырежьте небольшой кружок. Поместите его с обратной стороны циферблата, скрепите эти детали между собой, а также с корпусом телефона при помощи канцелярского гвоздя, можно использовать для этого и болт с шурупом.
Напишите ручкой цифры, из проволоки сверните два рычажка, воткните их в верхнюю часть телефона. Чтобы зафиксировать эти детали, с обратной стороны сделайте петельки.
Теперь приложите боковыми частями заготовку телефона на гофрокартон, обведите, вырежьте два элемента из этого материала, приклейте их на место.
Чтобы сделать трубку для телефона, вырежьте две одинаковые полукруглые детали. Соедините их сверху и снизу полоской из картона. Проделайте в нижней части отверстие, пропустите сюда ленту, свяжите ее на пару узлов с обратной стороны.
Это тоже прекрасные идеи, помогающие занять свое любимое чадо, и чтобы малыш при этом не испортил дорогую вещь. А всё это можно создать из бросового материала, поэтому готовые игрушки будут практически бесплатными, как и следующая.
Телефон-трубка также станет новой игрушкой для ребенка.
Теперь при помощи ножниц из того же материала создайте полоску шириной 5–6 см. Слегка сгибая ее по углам, приклейте к задней части трубки. Лучше использовать для крепления скотч. При помощи этой же клейкой ленты прикрепите зубочистки маленький кружок картона, второй конец зубочистки нужно воткнуть в верхнюю часть телефона, приклеив ее сюда.
Прямоугольниками картона прикройте торцы трубок там, где расположен спикер и микрофон.
Еще один прямоугольник из гофрокартона станет клавиатурой телефона. Также приклейте ее с изнанки скотчем, нанесите циферблат.
Как сделать рацию из стаканчиков своими руками?
Это еще одно средство связи станет прекрасной игрушкой для двоих детей. Ведь они это могут разойтись даже на расстояние 20 метров и прекрасно услышать друг друга. Хитрость здесь в том, что звук прекрасно передается по хорошо натянутой нити, но сначала он попадает в стаканчик. Первый человек говорит в него, второй в это время подставляет свой стакан к уху и хорошо всё слышит.
Теперь можно детям расходиться в разные стороны. Звук будет хорошо передаваться тогда, когда натянута нить. Если нужно срочно занять двух ребятишек, под рукой имеются только стаканчики из-под йогурта, они также подойдут.
Другие пластиковые стаканчики вы также сможете использовать, способ крепления освещен подробнее на этой фотографии.
Используя эти предметы, вы также сможете сделать подставку для телефона. О тонкостях этого изготовления вы узнаете прямо сейчас, продолжим данную тему.
Как сделать подставку для телефона?
Пустая пластиковая емкость от шампуня или геля для волос — просто находка для тех, кто думает, как сделать подставку для телефона, чтобы можно было его одновременно еще и заряжать? Обрежьте у такой емкости верхнюю часть с горлышком, вырежьте прямоугольник. С обратной стороны такой же части при помощи ножа или ножниц вам нужно удалить маленький квадрат. В эту выемку вы будете продевать зарядное устройство, а в получившийся кармашек класть телефон.
Если вы хотите сделать настольное приспособление, тогда хорошо вымойте пустую емкость из-под шампуня, высушите. Переверните ее вверх ногами, обрежьте дно, вырежьте фигурку, похожую на лягушку. Вот как сделать подставку для телефона из подобных пластиковых бутылок.
Из оставшегося материала вырежьте лягушке подошвы с пальцами, приклейте их при помощи горячего клея. Из обычной пластиковой бутылки можно соорудить одновременно и подставку для телефона, и удобное устройство, чтобы вы его подвешивали во время зарядки.
Такие аксессуары можно покрыть витражными красками, чтобы они выглядели еще интереснее.
Если закончилось жидкое мыло в пузырьке, не выбрасывайте емкость. Хорошо промойте ее в проточной воде, высушите. Обрежьте лишнее, у вас получится еще одна подставка под телефон, которая одновременно поможет и зарядить его.
Другой бросовый материал также поспособствует созданию подобных вещей. Если у вас от покупки остался картон, отрежьте от него полосу размером 10 на 20 см, сверните пополам. Нарисуйте ломаную линию, как это показано на фотографии.
Вам останется вырезать по этой черте, развернуть заготовку, расправить ее, и можно удобно расположить свой смартфон.
Если у вас есть ненужная пластиковая карточка, она за минуту превратится в полезный аксессуар. Сложите ее в два раза, отогнув верхнюю и нижнюю малые стороны. Вот как сделать подставку для телефона очень-очень быстро.
Если у вас остался корпус от старой аудиокассеты, он также быстро станет подставкой. Разместите в нем средство связи. Конструктор Лего также поможет быстро сделать этот аксессуар.
Если придать канцелярской скрепке другую форму, то из неё также быстро получается подставка под телефон.
Если вы хотите увидеть различные варианты того, как сделать подставку для телефона из подручных средств, тогда удобнее устраивайтесь у экрана и включайте видеопроигрыватель.
Далее, вы узнаете, как сделать телефон iPhone 5S из бумаги.