Vision Fidget Spinner- ի համառություն. 8 քայլ (նկարներով)

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:46

Սա խելագար մանող է, որն օգտագործում է Տեսողության համառության էֆեկտը, որն օպտիկական պատրանք է, որի միջոցով բազմաթիվ պատկերներ միախառնվում են մեկ պատկերին մարդու մտքում:

Տեքստը կամ գրաֆիկը կարող են փոխվել Bluetooth Low Energy կապի միջոցով ՝ օգտագործելով համակարգչային ծրագիր, որը ես ծրագրավորել եմ LabVIEW- ում կամ ազատորեն հասանելի սմարթֆոնի BLE հավելվածի միջոցով:

Բոլոր ֆայլերը մատչելի են: Սխեմատիկ և որոնվածը կցված են սույն Հրահանգին: Gerber ֆայլերը հասանելի են այս հղումով, քանի որ չեմ կարող այստեղ բեռնել zip ֆայլեր. Gerbers

Քայլ 1. Շուկայում առկա այլ POV սարքերի միջև տարբերությունը

Ամենակարևոր բնութագրերից մեկն այն է, որ ցուցադրվող գրաֆիկան կախված չէ պտտման արագությունից `շնորհիվ իր նորարար լուծման` պտտման անկյունը հետք պահելու համար: Նշանակում է, որ ցուցադրվող գրաֆիկը նույնն է ընկալվում ինչպես բարձր, այնպես էլ ցածր պտտման արագությունների դեպքում (օրինակ, երբ ձեռքի մեջ բռնած պտտվող շարժիչը դանդաղում է): Այս մասին ավելին ՝ Քայլ 3 -ում:

Սա նաև շուկայում առկա տարբեր POV սարքերի (POV ժամացույցներ և այլն) հիմնական տարբերություններից մեկն է, որը պետք է ունենա մշտական պտտման արագություն, որպեսզի պատկերը ճիշտ ցուցադրվի: Հարկ է նաև նշել, որ բոլոր բաղադրիչներն ընտրված են էներգիայի հնարավոր նվազագույն սպառման համար `մարտկոցի կյանքը երկարացնելու համար

Քայլ 2: Տեխնիկական նկարագրություն

Որպես միջուկ օգտագործում է ուժեղացված Microchip PIC 16F1619 միկրոկոնտրոլերը: MCU- ն ունի ներկառուցված անկյունային ժմչփ ծայրամասային սարք, որն օգտագործում է համաբևեռային դահլիճի սենսոր DRV5033 և մեկ մագնիս `ընթացիկ պտտման անկյունը հետևելու համար:

Գրաֆիկան ցուցադրվում է ընդհանուր առմամբ 32 LED- ների, 16 կանաչ և 16 կարմիր լուսադիոդների միջոցով (անվանական հոսանք ՝ 2 մԱ): Դիոդները շարժվում են երկու 16 ալիքային հաստատուն ընթացիկ հերթափոխի գրանցամատյանների միջոցով `TLC59282, որոնք կապված են երիցուկի շղթայի հետ: Սարքին հեռակա հասանելիություն ունենալու համար կա Bluetooth Low Energy էներգիայի մոդուլ RN4871, որը միկրոկոնտրոլերին հաղորդակցվում է UART ինտերֆեյսի միջոցով: Սարքը կարող է հասանելի լինել ինչպես անհատական համակարգչից, այնպես էլ սմարթֆոնից: Սարքը միացված է capacitive touch կոճակի միջոցով, որը տեղադրված է տպված տպատախտակի վրա զոդման դիմակի տակ: Կոնդենսատիվ IC PCF8883- ից ելքը սնվում է OR տրամաբանական դարպասով BU4S71G2: OR դարպասների մյուս մուտքը ազդանշան է MCU- ից: OR դարպասներից ելքը միացված է TPS62745 հետընթաց փոխարկիչի Enable pin- ին: Օգտագործելով այս կարգավորումը, ես կարող եմ միացնել/անջատել սարքը `օգտագործելով միայն մեկ հպման կոճակ: Capacitive կոճակը կարող է օգտագործվել նաև տարբեր ռեժիմների միջև փոխվելու կամ, օրինակ, Bluetooth ռադիոընդունիչը միացնելու համար միայն անհրաժեշտության դեպքում էներգիա խնայելու համար:

Հետընթաց փոխարկիչ TPS62745- ը մարտկոցներից 6 Վ անվանականը փոխակերպում է կայուն 3.3 Վ -ի: Ես ընտրել եմ այս փոխարկիչը, քանի որ այն ունի բարձր արդյունավետություն թեթև բեռներով, ցածր հանդարտ հոսանքով, գործում է փոքր 4.7uH կծիկով, ունի ինտեգրված մուտքային լարման անջատիչ, որը ես օգտագործում եմ մարտկոցի հզորությունը չափելու համար նվազագույն ընթացիկ սպառմամբ, իսկ ելքային լարումը ՝ օգտագործող: ընտրելի է չորս մուտքագրմամբ, այլ ոչ թե հետադարձ ռեզիստորներով (նվազեցնում է BOM- ը): Սարքն ինքնաբերաբար քնում է 5 րոպե անգործությունից հետո: Քնի մեջ ներկայիս սպառումը 7uA- ից պակաս է:

Մարտկոցները տեղադրված են հետևի մասում, ինչպես ցույց է տրված լուսանկարում:

Քայլ 3. Պտտվող անկյան հետևում

Պտտման անկյունը հետևվում է «ապարատային», այլ ոչ թե ծրագրային ապահովման վրա, ինչը նշանակում է, որ պրոցեսորը շատ ավելի ժամանակ ունի իր տրամադրության տակ այլ առաջադրանքներ կատարելու համար: Դրա համար ես օգտագործել եմ անկյունային ժամաչափի ծայրամասային սարքը, որը ներկառուցված է օգտագործված միկրոկոնտրոլեր PIC 16F1619- ում:

Անկյունային ժամաչափի մուտքագրումը ազդանշան է Hall sensor DRV5033- ից: Hall սենսորը զարկերակ կստեղծի ամեն անգամ, երբ մագնիսն անցնում է նրա կողքով: Hall ցուցիչը գտնվում է սարքի պտտվող մասում, իսկ մագնիսը `ստատիկ մասի վրա, որի համար օգտագործողը պահում է սարքը: Քանի որ ես օգտագործել եմ միայն մեկ մագնիս, դա նշանակում է, որ Hall սենսորը կարտադրի զարկերակ, որը կրկնվում է ամեն 360 °: Ես ընտրում եմ 180 իմպուլս, և ոչ թե 360 °, օրինակ, քանի որ տպագրված բնույթի երկու սյուների միջև կատարյալ հեռավորությունը գտա 2 ° -ով: Անկյունային ժամաչափը ինքնաբերաբար կարգավորում է այդ ամբողջ հաշվարկը և ինքնաբերաբար կկարգավորվի, եթե երկու սենսորային իմպուլսի միջև ընկած ժամանակը փոխվի պտտման արագության փոփոխման պատճառով: Մագնիսի և Hall- ի ցուցիչի դիրքը ներկայացված է կից լուսանկարում:

Քայլ 4: Հեռավոր մուտք

Ես ուզում էի ցուցադրվող տեքստը դինամիկ կերպով փոխելու միջոց, այլ ոչ թե այն կոդով կոդով կոդավորելու միջոցով: Ես ընտրել եմ BLE- ն, քանի որ այն օգտագործում է շատ փոքր քանակությամբ էներգիա, և օգտագործված RN4871 չիպը ունի ընդամենը 9x11.5 մմ չափս:

BT հղման միջոցով հնարավոր է փոխել ցուցադրվող տեքստը և դրա գույնը `կարմիր կամ կանաչ: Մարտկոցի մակարդակը կարող է նաև վերահսկվել ՝ իմանալու, թե երբ է մարտկոցները փոխարինելու ժամանակը: Սարքը կարող է վերահսկվել համակարգչային ծրագրի միջոցով, որը ծրագրավորված է LabVIEW գրաֆիկական ծրագրավորման միջավայրում կամ օգտագործելով սմարթֆոններից ազատորեն հասանելի BLE ծրագրեր, որոնք հնարավորություն ունեն ուղղակիորեն գրել միացված սարքի ընտրված BLE բնութագրերը: Համակարգչից/սմարթֆոնից սարքին տեղեկատվություն ուղարկելու համար ես օգտագործել եմ մեկ Serviceառայություն ՝ երեք բնութագրով, որոնցից յուրաքանչյուրը նույնականացվել է Բռնակով:

Քայլ 5: ԱՀ դիմում

Վերին ձախ անկյունում մենք ունենք ազգային գործիքներ BLE սերվերային հավելվածը գործարկելու վերահսկողություն: Դա NI- ի հրամանի տողի ծրագիր է, որը կամուրջ է ստեղծում համակարգչում BLE մոդուլի և LabVIEW- ի միջև: Այն օգտագործում է HTTP արձանագրություն հաղորդակցության համար: Այս հավելվածն օգտագործելու պատճառն այն է, որ LabVIEW- ն ունի միայն մայրենի աջակցություն Bluetooth Classic- ի և ոչ BLE- ի համար:

Հաջող միացումից հետո միացված սարքի MAC հասցեն ցուցադրվում է աջ կողմում, և այդ հատվածն այլևս չի մոխրագույն: Այնտեղ մենք կարող ենք սահմանել շարժվող գրաֆիկա և դրա գույնը կամ պարզապես ուղարկել մի օրինակ ՝ LED- ները միացնելու կամ անջատելու համար, երբ սարքը չի պտտվում, ես դա օգտագործել եմ փորձարկման նպատակով:

Քայլ 6: Տառատեսակ

Անգլերեն այբուբենի տառատեսակը ստեղծվել է ազատորեն հասանելի «The Dot Factory» ծրագրաշարի միջոցով, բայց ինձ անհրաժեշտ էր մի քանի փոփոխություն կատարել նախքան այն միկրոկոնտրոլերի վրա բեռնելը:

Դրա պատճառը PCB- ի դասավորությունն է, որը «կարգին չէ», այսինքն ՝ LED վարորդից 0 -ի ելքը, հնարավոր է, միացված չէ PCB- ի LED 0 -ին, OUT 1 -ը միացված չէ LED 1 -ին, այլ, օրինակ, LED15 -ին, և Մյուս պատճառն այն է, որ ծրագրաշարը թույլատրում է ստեղծել միայն 2x8bit տառատեսակ, բայց սարքը ունի 16 LED յուրաքանչյուր գույնի համար, այնպես որ ինձ անհրաժեշտ էր 16bit բարձր տառատեսակ: Այսպիսով, ես պետք է ծրագրակազմ պատրաստեի, որը մի քանի բիթ տեղաշարժեր ՝ փոխհատուցելու PCB- ի դասավորությունը: և դրանք միավորել մեկ 16 բիթ արժեքի պատճառով: Դրա շնորհիվ ես մշակեցի առանձին ծրագիր LabVIEW- ում, որը մուտքագրում է «Կետերի գործարան» -ում ստեղծված տառատեսակը և փոխակերպում այն `այս նախագծի կարիքներին համապատասխան: Քանի որ կարմիր և կանաչ LED PCB դասավորությունները տարբեր են, ես պետք է օգտագործեի երկու տառատեսակ: Կանաչ տառատեսակի ելքը ներկայացված է ստորև ներկայացված նկարում:

Քայլ 7: mingրագրավորում Jig

Նկարում կարող եք տեսնել ծրագրավորման սղոցը, որն օգտագործվել է սարքը ծրագրավորելու համար:

Քանի որ ամեն ծրագրավորումից հետո ես պետք է վերցնեմ սարքը և պտտեմ այն ՝ տեսնելու այն փոփոխությունները, որոնք ես չէի ցանկանում օգտագործել ծրագրավորման ստանդարտ վերնագրերը կամ պարզապես կպցնել ծրագրավորման լարերը: Ես օգտագործել եմ Pogo կապում, որի ներսում կա փոքր աղբյուր, այնպես որ դրանք շատ սերտորեն տեղավորվում են PCB- ի վիասների վրա: Օգտագործելով այս կարգավորումը, ես կարողանում եմ միկրոկառավարիչը շատ արագ ծրագրավորել և կարիք չունեմ անհանգստանալու լարերը ծրագրավորելու կամ այդ լարերը ապամոնտաժելուց հետո մնացած զոդման համար:

Քայլ 8: Եզրակացություն

Ամփոփելու համար ես կցանկանայի նշել, որ օգտագործելով Angul Timer- ի ծայրամասային սարքը, ես հաջողությամբ հասա POV սարքի, որը կախված չէ պտտման արագությունից, ուստի ցուցադրվող գրաֆիկայի որակը նույնն է մնում ինչպես բարձր, այնպես էլ ցածր արագությամբ:

Carefulգուշավոր դիզայնով հաջողվեց ներդնել ցածր էներգիայի լուծում, որը կերկարաձգի մարտկոցների կյանքը: Ինչ վերաբերում է այս նախագծի բացասական կողմերին, ես կցանկանայի նշել, որ օգտագործված մարտկոցները լիցքավորելու միջոց չկա, ուստի մարտկոցի փոխարինումը երբեմն պահանջվում է: Տեղական խանութի անանուն մարտկոցները տևել են մոտ 1 ամիս ամենօրյա օգտագործմամբ: Օգտագործում. Այս սարքը կարող է օգտագործվել տարբեր խթանման նպատակներով կամ, օրինակ, էլեկտրատեխնիկայի կամ ֆիզիկայի դասերի ուսուցման համար: Այն կարող է օգտագործվել նաև որպես թերապևտիկ օգնություն ՝ ուշադրության դեֆիցիտի և հիպերակտիվության խանգարում (ԱHDՀՀ) կամ անհանգստության հանգստացնող ախտանիշ ունեցող մարդկանց ուշադրությունը մեծացնելու համար:

Առաջին մրցանակ PCB Design Challenge- ում