Vision Fidget Spinner: 8 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:16

ეს არის ფიგურა სპინერი, რომელიც იყენებს ხედვის გამძლეობის ეფექტს, რომელიც არის ოპტიკური ილუზია, რომლის მიხედვითაც მრავალი დისკრეტული გამოსახულება ერწყმის ერთ გონებას ადამიანის გონებაში.

ტექსტი ან გრაფიკა შეიძლება შეიცვალოს Bluetooth Low Energy ბმულის საშუალებით, კომპიუტერული პროგრამის გამოყენებით, რომელიც მე დაპროგრამებული მაქვს LabVIEW– ში ან სმარტფონის თავისუფლად ხელმისაწვდომი BLE პროგრამის გამოყენებით.

ყველა ფაილი ხელმისაწვდომია. სქემატური და firmware თან ერთვის ამ ინსტრუქციას. გერბერის ფაილები ხელმისაწვდომია ამ ბმულზე, რადგან აქ არ შემიძლია ატვირთო zip ფაილები: გერბერები

ნაბიჯი 1: სხვაობა სხვა POV მოწყობილობებს შორის ბაზარზე

ერთ -ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი მახასიათებელია ის, რომ ნაჩვენები გრაფიკა არ არის დამოკიდებული ბრუნვის სიჩქარეზე, მისი ინოვაციური გადაწყვეტის წყალობით, როტაციის კუთხის შესანარჩუნებლად. რაც იმას ნიშნავს, რომ ნაჩვენები გრაფიკა ერთნაირად აღიქმება, როგორც ბრუნვის უფრო მაღალი, ასევე დაბალი სიჩქარით (მაგალითად, როდესაც ხელის ჩამორთმევის სიჩქარე შენელდება). ამის შესახებ მე –3 ნაბიჯში.

ეს არის ერთ -ერთი მთავარი განსხვავება ბაზარზე არსებულ სხვადასხვა POV მოწყობილობას შორის (POV საათები და სხვა), რომელსაც უნდა ჰქონდეს მუდმივი ბრუნვის სიჩქარე, რათა გამოსახულება სწორად იყოს ნაჩვენები. აღსანიშნავია ისიც, რომ ყველა კომპონენტი შერჩეულია ენერგიის ყველაზე დაბალი გამოყენების მიზნით, ბატარეის ხანგრძლივობის გაზრდის მიზნით

ნაბიჯი 2: ტექნიკური აღწერა

იგი იყენებს გაძლიერებულ მიკროჩიპს PIC 16F1619 მიკროკონტროლერს, როგორც მის ბირთვს. MCU– ს აქვს ჩაშენებული კუთხური ტაიმერი პერიფერიული, რომელიც იყენებს ყოვლისმომცველი დარბაზის სენსორს DRV5033 და ერთ მაგნიტს, რომ შეინარჩუნოს მიმდინარე ბრუნვის კუთხე.

გრაფიკა ნაჩვენებია სულ 32 LED- ის, 16 მწვანე და 16 წითელი შუქის დიოდების გამოყენებით (ნომინალური მიმდინარე 2mA). დიოდები ამოძრავებს ორი 16 არხიანი მუდმივი დენის ცვლის რეგისტრის დრაივერებს TLC59282, რომლებიც დაკავშირებულია გვირილის ჯაჭვში. მოწყობილობაზე დისტანციური წვდომისათვის არის Bluetooth Low Energy მოდული RN4871, რომელიც მიკროკონტროლერს უკავშირდება UART ინტერფეისის საშუალებით. მოწყობილობაზე წვდომა შესაძლებელია პერსონალური კომპიუტერიდან ან სმარტფონიდან. მოწყობილობა ჩართულია capacitive touch ღილაკის გამოყენებით, რომელიც ჩამონტაჟებულია საბეჭდი მიკროსქემის დაფაზე გამაგრების ნიღბის ქვეშ. Capacitive IC PCF8883 გამომავალი იკვებება OR ლოგიკური კარიბჭით BU4S71G2. OR შესასვლელთან სხვა შეყვანა არის სიგნალი MCU– დან. OR კარიბჭეებიდან გამომავალი დაკავშირებულია ქვემოთ მოცემული გადამყვანის TPS62745 ჩართვის პინთან. ამ კონფიგურაციის გამოყენებით მე შემიძლია მოწყობილობის ჩართვა/გამორთვა მხოლოდ ერთი შეხების ღილაკის გამოყენებით. კონდენსატორული ღილაკი ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას ოპერაციის სხვადასხვა რეჟიმებს შორის შესაცვლელად ან, მაგალითად, Bluetooth რადიოს ჩართვისთვის მხოლოდ საჭიროების შემთხვევაში, ენერგიის დაზოგვის მიზნით.

ნაბიჯი ქვემოთ გადამყვანი TPS62745 აკონვერტებს 6 ვ ნომინალს ბატარეებიდან სტაბილურ 3.3 ვ. მე ავირჩიე ეს კონვერტორი, რადგან მას აქვს მაღალი ეფექტურობა მსუბუქი დატვირთვით, დაბალი დამამშვიდებელი დენით, მუშაობს პატარა 4.7uH ბატარეით, მას აქვს ინტეგრირებული შეყვანის ძაბვის გადამრთველი, რომელსაც ვიყენებ ბატარეის სიმძლავრის გასაზომად მინიმალური მიმდინარე მოხმარებით და გამომავალი ძაბვა არის მომხმარებლის ამორჩევა ოთხი შეყვანის ნაცვლად უკუკავშირის რეზისტენტებით (ამცირებს BOM). მოწყობილობა ავტომატურად იძინებს 5 წუთის უმოქმედობის შემდეგ. ძილში მიმდინარე მოხმარება 7uA- ზე ნაკლებია.

ბატარეები განლაგებულია უკანა მხარეს, როგორც ნაჩვენებია ფოტოში.

ნაბიჯი 3: დაიცავით ბრუნვის კუთხე

ბრუნვის კუთხეს თვალყურს ადევნებს "აპარატურა" და არა პროგრამული უზრუნველყოფა, რაც იმას ნიშნავს, რომ პროცესორს გაცილებით მეტი დრო აქვს მის განკარგულებაში სხვა ამოცანების შესასრულებლად. ამისათვის მე გამოვიყენე კუთხური ტაიმერის პერიფერიული მოწყობილობა, რომელიც ჩაშენებულია გამოყენებულ მიკროკონტროლერში PIC 16F1619.

კუთხის ტაიმერის შეყვანა არის სიგნალი ჰოლის სენსორიდან DRV5033. ჰოლის სენსორი გამოიმუშავებს პულსს ყოველ ჯერზე, როდესაც მაგნიტი გადის მის გვერდით. ჰოლის სენსორი მდებარეობს მოწყობილობის მბრუნავ ნაწილში, ხოლო მაგნიტი მდებარეობს სტატიკურ ნაწილზე, რომლისთვისაც მომხმარებელი ფლობს მოწყობილობას. ვინაიდან მე მხოლოდ ერთი მაგნიტი გამოვიყენე, რაც იმას ნიშნავს, რომ ჰოლის სენსორი გამოიმუშავებს პულსს, რომელიც მეორდება ყოველ 360 ° –ში. ამავდროულად, კუთხური ტაიმერი გამოიმუშავებს 180 იმპულსს რევოლუციისთვის, რომელშიც თითოეული პულსი წარმოადგენს 2 ° ბრუნვას. მე ვირჩევ 180 იმპულსს და არა 360 ° -ს, მაგალითად, რადგან აღმოვაჩინე, რომ 2 ° არის სრულყოფილი მანძილი დაბეჭდილი სიმბოლოების ორ სვეტს შორის. კუთხის ტაიმერი ამუშავებს ყველა ამ გაანგარიშებას ავტომატურად და ავტომატურად დარეგულირდება, თუკი ორ სენსორულ იმპულსს შორის დრო იცვლება ბრუნვის სიჩქარის ცვლილების გამო. მაგნიტის და ჰოლის სენსორის პოზიტიონი ნაჩვენებია თანდართულ ფოტოში.

ნაბიჯი 4: დისტანციური წვდომა

მე მინდოდა ტექსტის ჩვენების დინამიურად შეცვლის საშუალება და არა მხოლოდ კოდით მისი რთული კოდირებით. მე ავირჩიე BLE, რადგან ის იყენებს ძალიან მცირე რაოდენობის ენერგიას და გამოყენებული ჩიპი RN4871 არის მხოლოდ 9x11.5 მმ განზომილებაში.

BT ბმულის საშუალებით შესაძლებელია ტექსტის ჩვენება და მისი ფერის შეცვლა - წითელი ან მწვანე. ასევე შესაძლებელია ბატარეის დონის მონიტორინგი, რომ იცოდეთ როდის არის ბატარეების გამოცვლის დრო. მოწყობილობის კონტროლი შესაძლებელია LabVIEW გრაფიკული პროგრამირების გარემოში დაპროგრამებული კომპიუტერული პროგრამის საშუალებით ან სმარტფონის თავისუფლად ხელმისაწვდომი BLE პროგრამების გამოყენებით, რომელსაც აქვს უნარი პირდაპირ ჩაწეროს დაკავშირებული მოწყობილობის BLE მახასიათებლები. კომპიუტერიდან/სმარტფონიდან მოწყობილობაზე ინფორმაციის გასაგზავნად გამოვიყენე ერთი სერვისი სამი მახასიათებლით, თითოეული სახელურით განსაზღვრული.

ნაბიჯი 5: კომპიუტერის პროგრამა

ზედა მარცხენა კუთხეში ჩვენ გვაქვს კონტროლი National Instruments BLE სერვერის პროგრამის დასაწყებად. ეს არის NI– ს ბრძანების ხაზის პროგრამა, რომელიც ქმნის ხიდს კომპიუტერში BLE მოდულსა და LabVIEW– ს შორის. ის იყენებს HTTP პროტოკოლს კომუნიკაციისთვის. ამ პროგრამის გამოყენების მიზეზი ის არის, რომ LabVIEW– ს აქვს მხოლოდ მშობლიური მხარდაჭერა Bluetooth Classic– ისთვის და არა BLE– სთვის.

წარმატებული დაკავშირების შემდეგ, დაკავშირებული მოწყობილობის MAC მისამართი ნაჩვენებია მარჯვნივ და ეს ნაწილი აღარ არის ნაცრისფერი. იქ ჩვენ შეგვიძლია დავაყენოთ მოძრავი გრაფიკა და მისი ფერი ან უბრალოდ გავაგზავნოთ შაბლონები, რომ ჩართოთ ან გამორთოთ LED- ები, როდესაც მოწყობილობა არ ტრიალებს, მე ეს გამოვიყენე სატესტო მიზნებისთვის.

ნაბიჯი 6: შრიფტი

ინგლისური ანბანის შრიფტი შეიქმნა თავისუფლად ხელმისაწვდომი პროგრამული უზრუნველყოფის "The Dot Factory" გამოყენებით, მაგრამ მიკროკონტროლერზე ატვირთვამდე მჭირდებოდა რამდენიმე ცვლილება.

ამის მიზეზი არის PCB განლაგება, რომელიც "არ არის წესრიგში", რაც იმას ნიშნავს, რომ LED დრაივერის გამომავალი 0 შეიძლება არ იყოს დაკავშირებული LED 0 – თან PCB– ზე, OUT 1 არ არის დაკავშირებული LED 1 – თან, არამედ მაგალითად LED15– თან, და სხვა.. პროგრამული უზრუნველყოფა მხოლოდ 2x8 ბიტიანი შრიფტის გენერირების საშუალებას იძლევა, მაგრამ მოწყობილობას აქვს 16 LED თითოეული ფერისთვის, ამიტომ მე მჭირდება 16 ბიტიანი მაღალი შრიფტი. ასე რომ, მე მჭირდებოდა პროგრამული უზრუნველყოფის შექმნა, რომელიც გადაამუშავებდა რამდენიმე ბიტს PCB განლაგების კომპენსაციისთვის და დააკავშირე ისინი ერთ 16 ბიტიან ღირებულებამდე. ამის გამო მე შევქმენი ცალკე პროგრამა LabVIEW- ში, რომელიც იღებს "წერტილების ქარხანაში" წარმოქმნილ შრიფტს შეყვანის სახით და გარდაქმნის მას ამ პროექტის საჭიროებების შესაბამისად. ვინაიდან წითელი და მწვანე LED PCB განლაგება განსხვავებულია, მე მჭირდება ორი შრიფტის გამოყენება. მწვანე შრიფტის გამომავალი ნაჩვენებია ქვემოთ მოცემულ სურათზე.

ნაბიჯი 7: პროგრამირების ჯიგი

სურათზე ხედავთ პროგრამირების ჯინს, რომელიც გამოიყენებოდა მოწყობილობის დასაპროგრამებლად.

მას შემდეგ, რაც ყოველი პროგრამირების შემდეგ, მე უნდა ავიღო მოწყობილობა და დავიბრუნო ის, რომ ვნახო ცვლილებები, მე არ მსურს გამოვიყენო სტანდარტული პროგრამირების სათაურები ან უბრალოდ შევაერთო პროგრამირების მავთულები. მე გამოვიყენე Pogo ქინძისთავები, რომლებსაც აქვთ პატარა ზამბარა შიგნით, ასე რომ ისინი ძალიან მჭიდროდ ჯდება PCB– ის ვიზებზე. ამ კონფიგურაციის გამოყენებით მე შემიძლია მიკროკონტროლერის დაპროგრამება ძალიან სწრაფად და არ მჭირდება ფიქრი მავთულის დაპროგრამებაზე ან შემორჩენილ შედუღებაზე ამ მავთულის ჩამოსხმის შემდეგ.

ნაბიჯი 8: დასკვნა

შეჯამების მიზნით, მინდა აღვნიშნო, რომ Angul Timer პერიფერიული მოწყობილობის გამოყენებით მე წარმატებით მივაღწიე POV მოწყობილობას, რომელიც არ არის დამოკიდებული ბრუნვის სიჩქარეზე, ამიტომ ნაჩვენები გრაფიკის ხარისხი იგივეა როგორც მაღალი, ასევე დაბალი სიჩქარით.

ფრთხილი დიზაინით შესაძლებელი გახდა დაბალი ენერგიის გადაწყვეტის დანერგვა, რაც გაახანგრძლივებს ბატარეების მუშაობას. რაც შეეხება ამ პროექტის მინუსებს, მინდა აღვნიშნო, რომ მეორადი ბატარეების დატენვის საშუალება არ არსებობს, ამიტომ საჭიროა დროდადრო ბატარეის გამოცვლა. ადგილობრივი მაღაზიის უსახელო ბატარეები ძრავდა დაახლოებით 1 თვეს ყოველდღიურად. გამოყენება: ეს მოწყობილობა შეიძლება გამოყენებულ იქნას სხვადასხვა სახის სარეკლამო მიზნებისთვის, ან ელექტროტექნიკის ან ფიზიკის გაკვეთილებისთვის, მაგალითად. ის ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც თერაპიული დახმარება ყურადღების დეფიციტისა და ჰიპერაქტივობის დარღვევის მქონე ადამიანებისთვის (შფოთვითი აშლილობა).

პირველი პრიზი PCB დიზაინის გამოწვევაში