Vizyonning burilish tezligi: 8 qadam (rasmlar bilan)

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:23

Bu optik illyuziya bo'lgan "Vizyonning barqarorligi" effektidan foydalanadigan, bir nechta diskret tasvirlar inson ongida bitta tasvirga birlashadigan chalkash aylantiruvchi.

Matnni yoki grafikani "Low Low Energy" havolasi orqali, men LabVIEW -da dasturlashgan kompyuter ilovasi yordamida yoki erkin foydalanish mumkin bo'lgan BLE smartfoni yordamida o'zgartirish mumkin.

Barcha fayllar mavjud. Sxematik va dasturiy ta'minot ushbu yo'riqnomaga biriktirilgan. Gerber fayllari bu havolada mavjud, chunki bu erda zip fayllarni yuklay olmayman: Gerbers

1 -qadam: Bozordagi boshqa POV qurilmalari o'rtasidagi farq

Eng muhim xususiyatlardan biri shundaki, ko'rsatiladigan grafiklar aylanish burchagini saqlash uchun innovatsion echim tufayli aylanish tezligiga bog'liq emas. Bu shuni anglatadiki, ko'rsatilgan grafik ham yuqori, ham past aylanish tezligida bir xil qabul qilinadi (masalan, qo'lda ushlab turganda aylanma tormoz sekinlashganda). Bu haqda batafsil 3 -qadamda.

Bu, shuningdek, tasvirni to'g'ri ko'rsatish uchun doimiy aylanish tezligiga ega bo'lishi kerak bo'lgan bozorda joylashgan turli POV qurilmalari (POV soatlari va boshqalar) o'rtasidagi asosiy farqlardan biridir. Shuni ham ta'kidlash joizki, batareyaning ishlash muddatini uzaytirish maqsadida barcha komponentlar eng kam energiya sarflanishi uchun tanlangan

2 -qadam: Texnik tavsif

U yadro sifatida rivojlangan Microchip PIC 16F1619 mikrokontrolleridan foydalanadi. MCU o'rnatilgan burchak burchagi taymeriga ega, u hamma burchakli DRV5033 zali sensori va bitta burilish burchagini kuzatish uchun bitta magnitdan foydalanadi.

Grafika jami 32 ta LED, 16 ta yashil va 16 ta qizil yorug'lik chiqaruvchi diod (nominal oqim 2mA) yordamida ko'rsatiladi. Diodlar romashka zanjiriga ulangan TLC59282 ikkita 16 kanalli doimiy oqim o'zgaruvchan registr drayverlari tomonidan boshqariladi. Qurilmaga masofadan kirishni amalga oshirish uchun UART interfeysi orqali mikrokontroller bilan bog'lanadigan Bluetooth past energiyali RN4871 moduli mavjud. Qurilmaga shaxsiy kompyuter yoki smartfon orqali kirish mumkin. Qurilma bosilgan elektron kartadagi lehim niqobi ostida joylashgan sig'imli sensorli tugma yordamida yoqiladi. PCF8883 sig'imli ICdan chiqish BU4S71G2 OR mantiqiy eshigiga uzatiladi. OR eshiklariga boshqa kirish MCU signalidir. OR eshiklaridan chiqish TPS62745 konvertorining yoqish piniga ulangan. Ushbu sozlamadan foydalanib, men faqat bitta tegish tugmasi yordamida qurilmani yoqish/o'chirish imkoniyatiga egaman. Kapasitiv tugmachani turli xil ish rejimlari o'rtasida o'zgartirish yoki bluetooth radiosini faqat energiyani tejash uchun yoqish uchun ishlatish mumkin.

TPS62745 pastga tushirish konvertori 6V nominal batareyadan barqaror 3.3V ga o'zgartiradi. Men bu konvertorni tanladim, chunki u engil yuklar bilan past rentabellikga ega, past bosimli tok bilan, kichik 4.7uH lasan bilan ishlaydi, batareyaning quvvatini minimal oqim sarfi bilan o'lchash uchun foydalanadigan kirish voltaj kalitiga ega va chiqish voltaji- teskari aloqa qarshiligi o'rniga to'rtta kirish bilan tanlanishi mumkin (BOMni kamaytiradi). Qurilma 5 daqiqalik harakatsizlikdan keyin avtomatik ravishda uyquga ketadi. Uyqudagi joriy iste'mol 7uA dan kam.

Batareyalar fotosuratda ko'rsatilgandek orqa tomonda joylashgan.

3 -qadam: Burilish burchagini saqlash

Burilish burchagi "apparat orqali" kuzatiladi, dasturiy ta'minot orqali, ya'ni CPU boshqa vazifalarni bajarishga ko'proq vaqt ajratadi. Buning uchun men ishlatilgan PIC 16F1619 mikrokontroleriga o'rnatilgan burchakli taymerni ishlatganman.

Burchak taymeriga kirish - bu Hall sensori DRV5033 signalidir. Hall sensori har safar magnit yonidan o'tganda puls hosil qiladi. Zal sensori qurilmaning aylanadigan qismida, magnit esa foydalanuvchi qurilmani ushlab turadigan statik qismida joylashgan. Men faqat bitta magnitdan foydalandim, bu Hall sensori har 360 ° da takrorlanadigan pulsni ishlab chiqarishini bildiradi. Shu bilan birga, burchak taymerida har bir puls 2 ° aylanishni ifodalovchi inqilobda 180 ta impuls hosil bo'ladi. Men 360 ° emas, balki 180 ta pulsni tanlayman, chunki men 2 ° bosilgan belgining ikkita ustuni orasidagi eng yaxshi masofani topdim. Burchak taymeri bu hisob -kitoblarni avtomatik tarzda bajaradi va agar aylanish tezligi o'zgarishi tufayli ikkita sensor pulslari orasidagi vaqt o'zgarsa, avtomatik ravishda sozlanadi. Magnit va Hall sensori pozitsiyasi ilova qilingan fotosuratda ko'rsatilgan.

4 -qadam: masofadan kirish

Men ko'rsatiladigan matnni kodga qattiq kodlash bilan emas, balki dinamik tarzda o'zgartirish usulini xohlardim. Men BLE ni tanladim, chunki u juda kam energiya sarflaydi va ishlatilgan RN4871 chipining o'lchami atigi 9x11,5 mm.

BT havolasi orqali ko'rsatiladigan matn va uning rangini o'zgartirish mumkin - qizil yoki yashil. Batareyalarni almashtirish vaqti kelganini bilish uchun batareya quvvatini ham kuzatish mumkin. Qurilmani LabVIEW grafik dasturlash muhitida dasturlashtirilgan kompyuter ilovasi orqali yoki ulangan qurilmaning tanlangan BLE xususiyatlariga to'g'ridan -to'g'ri yozish imkoniyatiga ega bo'lgan BLE smartfonlari erkin foydalanish mumkin. Kompyuterdan/smartfondan ma'lumotlarni qurilmaga yuborish uchun men har biri tutqich bilan aniqlangan uchta xususiyatli bitta xizmatdan foydalanardim.

5 -qadam: Kompyuter uchun dastur

Yuqori chap burchakda National Instruments BLE server dasturini ishga tushirish uchun boshqaruv elementlari mavjud. Bu kompyuterda BLE moduli va LabVIEW o'rtasida ko'prik yaratadigan NI buyruq qatori ilovasi. U muloqot qilish uchun HTTP protokolidan foydalanadi. Ushbu dasturdan foydalanishning sababi shundaki, LabVIEW faqat Bluetooth Classic uchun qo'llab -quvvatlanadi, BLE uchun emas.

Muvaffaqiyatli ulanganda, ulangan qurilmaning MAC manzili o'ng tomonda ko'rsatiladi va uning qismi kulrang bo'lmaydi. U erda biz harakatlanuvchi grafika va uning rangini sozlashimiz yoki qurilma ishlamayotgan vaqtda LEDlarni yoqish yoki o'chirish uchun naqsh yuborishimiz mumkin, men buni sinov maqsadida ishlatganman.

6 -qadam: Shrift

Ingliz alifbosining shriftini "Dot Factory" erkin foydalanish mumkin bo'lgan dastur yordamida yaratdi, lekin uni mikrokontrollerga yuklamasdan oldin bir nechta o'zgartirishlar kiritishim kerak edi.

Buning sababi, "tartibsiz" bo'lgan PCB sxemasi, ya'ni LED drayveridan chiqadigan 0, ehtimol, PCB LED 0 ga ulanmagan, OUT 1 LED 1 ga emas, balki LED15 ga ulangan va Boshqa sabab - bu dasturiy ta'minot faqat 2x8 bitli shriftni ishlab chiqarishga ruxsat berilgan, lekin har bir rang uchun 16 ta LED mavjud, shuning uchun menga 16 bitli shrift kerak edi, shuning uchun men PCB joylashishini qoplash uchun bir necha bitni almashtiradigan dastur yaratishim kerak edi. Va ularni 16 bitli qiymatga birlashtiring, shuning uchun men LabVIEW -da "Dot Factory" da yaratilgan shriftni kiritish sifatida qabul qiladigan va uni loyihaning ehtiyojlariga mos ravishda o'zgartiradigan alohida dastur ishlab chiqdim. Qizil va yashil rangli LED PCB sxemalari boshqacha bo'lgani uchun ikkita shriftdan foydalanishim kerak edi. Yashil shriftning chiqishi quyidagi rasmda ko'rsatilgan.

7 -qadam: Jig dasturlash

Rasmda siz qurilmani dasturlash uchun ishlatilgan dasturlash moslamasini ko'rishingiz mumkin.

Har bir dasturlashdan so'ng, men standart dasturlash sarlavhalarini ishlatishni yoki dasturlash simlarini lehimlashni xohlamagan o'zgarishlarni ko'rish uchun qurilmani olib, aylantirishim kerak. Men Pogo pinlarini ishlatardim, ular ichida kichik bulog'i bor, shuning uchun ular PCB ustki qismiga juda mahkam o'rnashgan. Ushbu sozlamadan foydalanib, men mikrokontrollerni juda tez dasturlay olaman va simlarni ajratib bo'lgandan keyin simlarni dasturlash yoki qolgan lehim haqida xavotirlanishga hojat yo'q.

8 -qadam: Xulosa

Xulosa qilib shuni ta'kidlashni istardimki, Angul Timer periferiya qurilmasi yordamida men aylanish tezligiga bog'liq bo'lmagan POV qurilmasini muvaffaqiyatli qo'lga kiritdim, shuning uchun ko'rsatiladigan grafikaning sifati ham yuqori, ham past tezlikda saqlanadi.

Ehtiyotkorlik bilan ishlab chiqilganidan so'ng, batareyaning ishlash muddatini uzaytiradigan kam energiyali echim ishlab chiqarildi. Loyihaning kamchiliklariga kelsak, shuni eslatib o'tmoqchimanki, ishlatilgan batareyalarni zaryad qilishning iloji yo'q, shuning uchun vaqti -vaqti bilan batareyani almashtirish kerak. Mahalliy do'kondan noma'lum batareyalar har kuni ishlatilganda taxminan 1 oy davom etdi. Qo'llanilishi: Ushbu qurilma har xil reklama maqsadlarida yoki elektrotexnika yoki fizika darslarida o'quv qo'llanmasi sifatida ishlatilishi mumkin. Shuningdek, u diqqat etishmasligi giperaktivlik buzilishi (DEHB) yoki tashvishlanish alomatlarini tinchlantirishga e'tiborni kuchaytirish uchun terapevtik yordam sifatida ishlatilishi mumkin.

PCB Design Challenge tanlovining birinchi mukofoti