Алсын хараа тогтворгүй байдал: 8 алхам (зурагтай)

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:01

Энэ бол оптик хуурмаг болох Persistence of Vision эффектийг ашигладаг олон тооны салангид зургууд хүний оюун ухаанд нэг дүр болж нийлдэг.

Текст эсвэл графикийг Bluetooth Low Energy холбоосоор дамжуулан LabVIEW програмчлагдсан компьютерын програм эсвэл ухаалаг гар утасны BLE програмыг ашиглан өөрчлөх боломжтой.

Бүх файлууд боломжтой. Энэхүү зааварчилгаанд схем болон програм хангамжийг хавсаргасан болно. Би энд зип файл байршуулж чадахгүй байгаа тул Gerber файлуудыг энэ линкээс авах боломжтой: Gerbers

Алхам 1: Зах зээл дээрх бусад POV төхөөрөмжүүдийн хоорондох ялгаа

Хамгийн чухал шинж чанаруудын нэг бол эргүүлэх өнцгийг хянах шинэлэг шийдлийн ачаар дэлгэцэн дээрх графикууд нь эргэлтийн хурдаас хамаардаггүй явдал юм. Үзүүлсэн графикийг эргэлтийн хурдыг өндөр, доод аль алинд нь адилхан ойлгодог гэсэн үг юм (жишээлбэл, эргүүлэгчин гартаа барьж байхдаа удааширч байх үед). Энэ талаар дэлгэрэнгүйг 3 -р алхамаас үзнэ үү.

Энэ нь мөн зургийг зөв харуулахын тулд тогтмол эргэлтийн хурдтай байх ёстой зах зээл дээрх янз бүрийн POV төхөөрөмжүүдийн хоорондох гол ялгаа юм (POV цаг гэх мэт). Батерейны ашиглалтын хугацааг уртасгахын тулд бүх бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг хамгийн бага эрчим хүч зарцуулахаар сонгосон гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй

Алхам 2: Техникийн тодорхойлолт

Энэ нь цөм болгон сайжруулсан Microchip PIC 16F1619 микроконтроллерыг ашигладаг. MCU нь бүх өнцөгт танхимын мэдрэгч DRV5033 болон нэг соронзыг ашиглан эргэлтийн өнцгийг хянах зорилгоор суурилуулсан өнцгийн цаг хэмжигч төхөөрөмжтэй.

Графикийг нийт 32 LED, 16 ногоон, 16 улаан гэрэл ялгаруулах диод (нэрлэсэн гүйдэл 2мА) ашиглан харуулав. Диодууд нь Daisy гинжин хэлхээнд холбогдсон TLC59282 16 сувгийн тогтмол гүйдлийн ээлжийн бүртгэлийн хоёр драйвераар удирддаг. Төхөөрөмжид алсаас хандахын тулд UART интерфэйсээр дамжуулан микроконтроллертой холбогддог Bluetooth -ийн бага энерги бүхий RN4871 модуль байдаг. Төхөөрөмжийг хувийн компьютер эсвэл ухаалаг гар утаснаас авах боломжтой. Төхөөрөмжийг хэвлэсэн хэлхээний самбар дээрх гагнуурын маскны доор байрлуулсан багтаамжтай мэдрэгчтэй товчлуур ашиглан асаана. IC PCF8883 багтаамжийн гаралтыг OR логик хаалга BU4S71G2 руу нийлүүлдэг. OR хаалганы өөр оролт бол MCU -ийн дохио юм. OR хаалганы гаралт нь TPS62745 бууруулагч хөрвүүлэгчийн идэвхжүүлэх зүүтэй холбогдсон байна. Энэ тохиргоог ашигласнаар би төхөөрөмжийг ганц товчлуур дээр дарж асаах/унтраах боломжтой болно. Багтаамжийн товчлуурыг өөр өөр горимуудын хооронд солих эсвэл жишээлбэл, bluetooth радиог зөвхөн эрчим хүч хэмнэх зорилгоор асаахад ашиглаж болно.

TPS62745 хөрвүүлэгч нь батерейгаас 6V нэрлэсэн хүчийг тогтвортой 3.3V болгон хөрвүүлдэг. Хөнгөн ачаалал багатай, нам гүм гүйдэлтэй, 4.7uH жижиг ороомогтой ажилладаг, оролтын хүчдэлийн унтраалгатай бөгөөд батерейны хүчин чадлыг хамгийн бага зарцуулалтаар хэмждэг, гаралтын хүчдэл нь хэрэглэгч байдаг тул би энэ хөрвүүлэгчийг сонгосон. хариу эсэргүүцэл гэхээсээ илүү дөрвөн оролтоор сонгож болно (БМ -ийг бууруулдаг). 5 минут идэвхгүй болсны дараа төхөөрөмж автоматаар унтдаг. Унтах үеийн одоогийн хэрэглээ 7uA -аас бага байна.

Батерейнууд нь зураг дээр үзүүлсэн шиг ар талд байрладаг.

Алхам 3: Эргэлтийн өнцгийн замыг хадгалах

Эргэлтийн өнцгийг "техник хангамжаар" хянадаг, харин програм хангамж нь CPU -ийг бусад даалгавруудыг гүйцэтгэхэд илүү их цаг зарцуулдаг гэсэн үг юм. Үүний тулд би ашигласан PIC 16F1619 микроконтроллерт суурилуулсан Angular Timer захын төхөөрөмжийг ашигласан.

Өнцгийн таймер руу оруулах нь Hall мэдрэгч DRV5033 -ийн дохио юм. Холл мэдрэгч нь соронз хажуугаар өнгөрөх бүрт импульс үүсгэдэг. Танхимын мэдрэгч нь төхөөрөмжийн ээрэх хэсэгт байрладаг бол соронз нь хэрэглэгчийн төхөөрөмжийг барьж буй статик хэсэгт байрладаг. Би ганцхан соронзыг ашигласан тул Hall мэдрэгч нь 360 ° тутамд давтагдах импульс үүсгэдэг гэсэн үг юм. Үүний зэрэгцээ өнцгийн таймер нь нэг эргэлтэнд 180 импульс үүсгэдэг бөгөөд импульс бүр нь 2 ° эргэлтийг илэрхийлдэг. Би 360 ° биш харин 180 импульсийг сонгодог, учир нь 2 ° нь хэвлэсэн тэмдэгтийн хоёр баганын хоорондох хамгийн тохиромжтой зай юм. Өнцгийн цаг хэмжигч нь бүх тооцооллыг автоматаар гүйцэтгэдэг бөгөөд эргэлтийн хурд өөрчлөгдсөний улмаас хоёр мэдрэгчийн импульсийн хоорондох хугацаа өөрчлөгдвөл автоматаар тохируулна. Соронзон болон Hall мэдрэгчийн байрлалыг хавсаргасан зурган дээр харуулав.

Алхам 4: Алсын зайнаас нэвтрэх

Үзүүлж буй текстийг код болгон хатуу кодлох замаар бус динамикаар өөрчлөх арга замыг би хүсч байсан. Би маш бага энерги зарцуулдаг, ашигласан RN4871 чип нь ердөө 9x11.5 мм хэмжээтэй байдаг тул би BLE -ийг сонгосон.

BT линкээр дамжуулан дэлгэц дээрх текст болон түүний өнгийг улаан эсвэл ногоон болгож өөрчлөх боломжтой. Батерейг солих цаг нь болсон эсэхийг мэдэхийн тулд батерейны түвшинг хянах боломжтой. Төхөөрөмжийг LabVIEW график програмчлалын орчинд програмчлагдсан компьютерийн програмаар эсвэл холбогдсон төхөөрөмжийн сонгосон BLE шинж чанар руу шууд бичих чадвартай ухаалаг гар утасны BLE програмыг ашиглан удирдах боломжтой. Компьютер/ухаалаг гар утаснаас төхөөрөмж рүү мэдээлэл дамжуулахын тулд би тус бүрдээ бариулаар тодорхойлогдсон гурван шинж чанартай нэг үйлчилгээг ашигласан.

Алхам 5: PC програм

Зүүн дээд буланд National Instruments BLE серверийн програмыг ажиллуулах хяналттай байна. Энэ бол компьютер дээрх BLE модуль ба LabVIEW хоёрын хооронд гүүр үүсгэдэг NI -ийн тушаалын мөрийн програм юм. Энэ нь харилцахдаа HTTP протоколыг ашигладаг. Энэхүү програмыг ашиглах болсон шалтгаан нь LabVIEW нь зөвхөн Bluetooth Classic -ийг дэмждэг бөгөөд BLE -ийг дэмждэггүйтэй холбоотой юм.

Амжилттай холболт хийсний дараа холбогдсон төхөөрөмжийн MAC хаягийг баруун талд харуулах бөгөөд энэ хэсэг нь саарал өнгөтэй болоогүй болно. Тэнд бид хөдөлгөөнт график, түүний өнгийг тохируулах эсвэл төхөөрөмж эргэхгүй байхад LED -ийг асаах эсвэл унтраах загварыг илгээж болно, би үүнийг туршилтын зорилгоор ашигласан.

Алхам 6: Фонт

Англи цагаан толгойн үсгийн фонтыг чөлөөтэй ашиглах боломжтой "Цэгийн үйлдвэр" програм хангамж ашиглан үүсгэсэн боловч би үүнийг микроконтроллерт байршуулахаасаа өмнө хэд хэдэн өөрчлөлт оруулах шаардлагатай болсон.

Үүний шалтгаан нь "эмх замбараагүй" ПХБ -ийн зохион байгуулалт юм, өөрөөр хэлбэл LED драйвераас гарах гаралт 0 нь ПХБ дээрх LED 0 -тэй холбогдоогүй байж магадгүй, OUT 1 нь LED 1 -тэй холбогдоогүй, харин LED15 -тэй холбогдсон байж магадгүй юм. Бусад шалтгаан нь програм хангамж нь зөвхөн 2x8bit фонт үүсгэх боломжтой боловч өнгө тус бүрт 16 LED байдаг тул надад 16 битийн өндөр фонт хэрэгтэй байсан. Тиймээс би ПХБ -ийн байршлыг нөхөхийн тулд хэдэн бит шилжүүлэх програм хангамж хийх шаардлагатай болсон. Тэгээд тэдгээрийг 16 битийн утга болгон нэгтгэнэ үү. Тиймээс би LabVIEW -д тусдаа програм боловсруулж, "Цэгийн үйлдвэр" -т үүсгэсэн фонтыг оролт болгон авч, энэ төслийн хэрэгцээнд нийцүүлэн өөрчилж байна. Улаан, ногоон өнгийн LED ПХБ -ийн бүтэц өөр өөр байдаг тул надад хоёр фонт ашиглах шаардлагатай байв. Ногоон фонтын гаралтыг доорх зурагт үзүүлэв.

Алхам 7: Жиг програмчлах

Зураг дээр төхөөрөмжийг програмчлахад ашигласан програмчлалын төхөөрөмжийг харж болно.

Програмчлал бүрийн дараа би стандарт програмчлалын толгой ашиглах эсвэл програмчлалын утсыг гагнахыг хүсээгүй өөрчлөлтүүдийг харахын тулд төхөөрөмжийг аваад эргүүлэх хэрэгтэй. Би дотроо жижиг булагтай Пого тээглүүр ашигладаг байсан тул ПХБ дээрх виастай маш нягт таардаг. Энэхүү тохиргоог ашигласнаар би микроконтроллерыг маш хурдан програмчилж чаддаг бөгөөд утаснуудаа салгасны дараа утсыг програмчлах, эсвэл үлдсэн гагнуурын талаар санаа зовох хэрэггүй болно.

Алхам 8: Дүгнэлт

Дүгнэж хэлэхэд Angul Timer -ийн дагалдах хэрэгслийг ашигласнаар би эргэлтийн хурдаас хамааралгүй POV төхөөрөмжийг амжилттай олж авсан тул дэлгэцийн график чанарыг өндөр, доод хурдны аль алинд нь ижил түвшинд байлгаж байгааг тэмдэглэхийг хүсч байна.

Анхааралтай дизайн хийснээр батерейны ашиглалтын хугацааг уртасгах бага эрчим хүчний шийдлийг хэрэгжүүлж чадсан. Энэхүү төслийн сул талуудын хувьд хуучин батерейг цэнэглэх ямар ч арга байхгүй тул зайгаа үе үе солих шаардлагатай болдог. Орон нутгийн дэлгүүрийн нэргүй батерей нь өдөр тутмын хэрэглээнд 1 сар орчим үргэлжилсэн. Хэрэглээ: Энэ төхөөрөмжийг янз бүрийн сурталчилгааны зорилгоор эсвэл цахилгаан техник, физикийн хичээлд туслах хэрэгсэл болгон ашиглаж болно. Үүнийг мөн анхаарал төвлөрүүлэх гиперактив эмгэг (ADHD) буюу түгшүүрийн шинж тэмдгийг тайвшруулж буй хүмүүсийн анхаарлыг нэмэгдүүлэх зорилгоор эмчилгээний тусламж болгон ашиглаж болно.

ПХБ -ийн дизайны сорилтын анхны шагнал