Vision Fidget Spinnerin Davamlılığı: 8 Addım (Şəkillərlə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:44

Bu, birdən çox diskret görüntünün insan zehnində vahid bir görüntüyə qarışdığı optik bir illüziya olan Vizyonun Davamlılığı effektindən istifadə edən bir fırıldaqçıdır.

Mətn və ya qrafika, LabVIEW -də proqramlaşdırdığım bir PC tətbiqindən və ya sərbəst şəkildə mövcud olan bir smartfon BLE tətbiqindən istifadə edərək Bluetooth Low Energy bağlantısı ilə dəyişdirilə bilər.

Bütün fayllar mövcuddur. Sxematik və proqram təminatı bu Təlimata əlavə edilmişdir. Zip fayllarını bura yükləyə bilmədiyim üçün Gerber faylları bu linkdə mövcuddur: Gerbers

Addım 1: Bazarda digər POV Cihazları arasındakı fərq

Ən vacib xüsusiyyətlərdən biri, göstərilən qrafiklərin fırlanma bucağını izləmək üçün yenilikçi həlli sayəsində fırlanma sürətindən asılı olmamasıdır. Göstərilən qrafikin həm daha yüksək, həm də aşağı fırlanma sürətlərində eyni şəkildə qəbul edildiyi mənasına gəlir (məsələn, əl -ələ tutduqda fırıldaqçı yavaşlayanda). Addım 3 -də bu barədə daha çox məlumat.

Bu da, görüntünün düzgün göstərilməsi üçün sabit bir fırlanma sürətinə malik olan bazarda olan müxtəlif POV cihazları (POV saatları və s.) Arasındakı əsas fərqlərdən biridir. Batareyanın ömrünü uzatmaq üçün bütün komponentlərin mümkün olan ən az enerji istifadəsinə görə seçildiyini də qeyd etmək lazımdır

Addım 2: Texniki Təsvir

Əsas kimi inkişaf etmiş Microchip PIC 16F1619 mikro nəzarətçisindən istifadə edir. MCU, cari fırlanma bucağını izləmək üçün çoxqütblü Hall sensoru DRV5033 və bir maqnitdən istifadə edən quraşdırılmış Açısal Zamanlayıcı ətraf qurğusuna malikdir.

Qrafika cəmi 32 LED, 16 yaşıl və 16 qırmızı işıq yayan diod (nominal cərəyan 2mA) istifadə edərək göstərilir. Diodlar, papatya zəncirinə bağlanan iki TLC59282 16 kanallı sabit cərəyan dəyişən qeyd sürücüləri tərəfindən idarə olunur. Cihaza uzaqdan giriş əldə etmək üçün UART interfeysi vasitəsilə mikrokontrolörlə əlaqə quran RN4871 Bluetooth Aşağı Enerji modulu var. Cihaza fərdi kompüterdən və ya smartfondan daxil olmaq mümkündür. Cihaz, çap dövrə lövhəsindəki lehim maskasının altına yerləşdirilmiş bir tutumlu toxunma düyməsi ilə açılır. Kapasitif IC PCF8883 -dən çıxış OR məntiq qapısı BU4S71G2 -yə verilir. OR qapılarına digər giriş MCU -dan gələn bir siqnaldır. OR qapılarından gələn çıxış, aşağı salınan TPS62745 çeviricinin Enable pininə bağlıdır. Bu quruluşu istifadə edərək cihazı yalnız bir toxunma düyməsini istifadə edərək aça/söndürə bilərəm. Kapasitiv düymə fərqli iş rejimləri arasında dəyişmək və ya məsələn, bluetooth radiosunu yalnız enerjiyə qənaət etmək üçün lazım olduqda açmaq üçün istifadə edilə bilər.

Aşağıya çevirici TPS62745, batareyalardan 6V nominalını sabit 3.3V -ə çevirir. Bu konvertoru seçdim, çünki yüngül yüklərlə yüksək səmərəliliyə malikdir, aşağı cərəyan edir, kiçik bir 4.7uH bobinlə işləyir, batareyanın tutumunu minimum cərəyan istehlakı ilə ölçmək üçün istifadə etdiyim giriş gərginliyi açarına malikdir və çıxış gərginliyi istifadəçidir. geribildirim rezistorları deyil, dörd giriş ilə seçilə bilər (BOM -u azaldır). Cihaz 5 dəqiqəlik hərəkətsizlikdən sonra avtomatik olaraq yuxuya gedir. Yuxuda cari istehlak 7uA -dan azdır.

Batareyalar fotoda göstərildiyi kimi arxa tərəfdə yerləşir.

Addım 3: Fırlanma açısının izini saxlamaq

Fırlanma bucağı "aparatla" yox, proqram təminatı ilə izlənir, yəni CPU -nun digər vəzifələri yerinə yetirmək üçün daha çox vaxtı var. Bunun üçün istifadə olunan PIC 16F1619 mikro nəzarətçisinə quraşdırılmış Açısal Zamanlayıcı ətraf qurğusundan istifadə etdim.

Açısal Taymerə giriş, Hall sensoru DRV5033 -dən gələn bir siqnaldır. Hall sensoru hər dəfə maqnitin yanından keçəndə nəbz yaradacaq. Hall sensoru cihazın fırlanan hissəsində, maqnit isə istifadəçinin cihazı saxladığı statik hissədə yerləşir. Mən yalnız bir maqnit istifadə etdiyim üçün Hall sensoru hər 360 ° təkrarlanan bir nəbz çıxaracaq. Eyni zamanda Açısal Zamanlayıcı, hər nəbzin 2 ° fırlanmasını əks etdirən bir inqilabda 180 puls yaradır. Məsələn, 360 ° deyil, 180 paxlalı seçirəm, çünki 2 ° -i çap olunmuş bir xarakterin iki sütunu arasında mükəmməl bir məsafə olaraq gördüm. Bucaqlı Taymer bütün bu hesablamaları avtomatik idarə edir və fırlanma sürətinin dəyişməsi səbəbindən iki sensorun pulsları arasındakı vaxt dəyişdikdə avtomatik olaraq tənzimlənəcəkdir. Maqnit və Hall sensorunun mövqeyi əlavə olunmuş fotoda göstərilmişdir.

Addım 4: Uzaqdan Giriş

Göstərilən mətni koda sərt kodlaşdırmaqla deyil, dinamik olaraq dəyişdirmək üçün bir yol istədim. BLE seçdim, çünki çox az miqdarda enerji sərf edir və istifadə olunan RN4871 çipi yalnız 9x11.5 mm ölçüdədir.

BT linki vasitəsilə görüntülənən mətni və rəngini - qırmızı və ya yaşıl rəngini dəyişmək mümkündür. Batareyaların nə vaxt dəyişdirilməli olduğunu bilmək üçün batareya səviyyəsini də izləyə bilərsiniz. Cihaz, LabVIEW qrafik proqramlaşdırma mühitində proqramlaşdırılmış kompüter proqramı vasitəsi ilə və ya bağlı bir cihazın seçilmiş BLE xüsusiyyətlərinə birbaşa yazma qabiliyyətinə malik sərbəst şəkildə mövcud olan bir smartfon BLE tətbiqindən istifadə etməklə idarə edilə bilər. Məlumatı bir PC/smartfondan cihaza göndərmək üçün hər biri bir Sap ilə müəyyən edilən üç xüsusiyyətə malik bir Xidmətdən istifadə etdim.

Addım 5: PC tətbiqi

Sol üst küncdə National Instruments BLE server tətbiqini işə salmaq üçün nəzarətlərimiz var. Bu, kompüterdəki BLE modulu ilə LabVIEW arasında körpü yaradan NI -dən əmr satırı tətbiqidir. Ünsiyyət qurmaq üçün HTTP protokolundan istifadə edir. Bu proqramı istifadə etməyinizin səbəbi LabVIEW -in yalnız Bluetooth Classic üçün yerli dəstəyinə sahib olmasıdır və BLE üçün deyil.

Uğurlu bir şəkildə bağlandıqda, bağlı cihazın MAC ünvanı sağda göstərilir və bu hissə artıq boz rəngə çevrilmir. Orada hərəkət edən qrafikləri və rəngini təyin edə bilərik və ya cihaz dönmədikdə LED -ləri açmaq və ya söndürmək üçün sadəcə bir model göndərə bilərik, bunu test məqsədləri üçün istifadə etdim.

Addım 6: Şrift

İngilis əlifbası şrifti sərbəst olaraq mövcud olan "Dot Factory" proqramından istifadə edilərək yaradıldı, ancaq mikro nəzarətçiyə yükləməzdən əvvəl bir neçə dəyişiklik etməliydim.

Bunun səbəbi, "nizamsız" olan PCB düzeni, yəni LED sürücüsünün 0 çıxışı PCB -dəki LED 0 -a, OUT 1 LED 1 -ə deyil, məsələn LED15 -ə bağlıdır və və s.. Başqa bir səbəb, proqramın yalnız 2x8bit şrift yaratmasına icazə verilməsidir, lakin cihazda hər rəng üçün 16 LED var, buna görə də 16bit yüksək şriftə ehtiyacım var idi. və bunları 16 bitlik bir dəyərə birləşdirin. Bu səbəbdən LabVIEW -da "Dot Fabriki" ndə yaradılan şriftləri giriş olaraq qəbul edən və bu layihənin ehtiyaclarına uyğun olaraq çevirən ayrı bir proqram hazırladım. Qırmızı və yaşıl LED PCB planları fərqli olduğundan iki şriftdən istifadə etməyim lazım idi. Yaşıl şriftin çıxışı aşağıdakı şəkildə göstərilmişdir.

Addım 7: Jig proqramlaşdırılması

Şəkildə cihazı proqramlaşdırmaq üçün istifadə olunan proqramlaşdırma qurğusunu görə bilərsiniz.

Hər proqramlaşdırmadan sonra, standart proqramlaşdırma başlıqlarından istifadə etmək və ya sadəcə proqramlaşdırma tellərini lehimləmək istəmədiyim dəyişiklikləri görmək üçün cihazı götürüb fırlatmalıyam. İçərisində kiçik bir yay olan Pogo pinlərindən istifadə etdim, beləliklə PCB üzərindəki viyaslara çox sıx uyğun gəlir. Bu qurğudan istifadə edərək mikrokontrolörü çox sürətli proqramlaşdıra bilirəm və bu telləri sökdükdən sonra telləri proqramlaşdırmaqdan və ya artıq lehimdən narahat olmaq lazım deyil.

Addım 8: Nəticə

Xülasə etmək üçün qeyd etmək istərdim ki, Angul Timer periferik qurğusundan istifadə edərək fırlanma sürətindən asılı olmayan bir POV cihazı uğurla əldə etdim, buna görə də göstərilən qrafiklərin keyfiyyəti həm daha yüksək, həm də aşağı sürətdə eyni qalır.

Diqqətli dizaynla, batareyaların ömrünü uzadan aşağı enerjili bir həll tətbiq edə bildik. Bu layihənin mənfi cəhətlərinə gəldikdə, qeyd etmək istərdim ki, istifadə edilmiş batareyaları doldurmağın heç bir yolu yoxdur, buna görə də hər dəfə batareyanın dəyişdirilməsi tələb olunur. Yerli mağazadan olan adsız batareyalar, gündəlik istifadə ilə təxminən 1 ay davam etdi. İstifadəsi: Bu cihaz müxtəlif tanıtım məqsədləri üçün və ya elektrik texnikası və ya fizika dərslərində tədris vasitəsi olaraq istifadə edilə bilər. Diqqət Eksikliyi Hiperaktivlik Bozukluğu (DEHB) və ya narahatlıq əlamətləri olanlara diqqəti artırmaq üçün terapevtik bir köməkçi olaraq da istifadə edilə bilər.

PCB Design Challenge -da birinci mükafat