Vision Fidget Spinnerдин туруктуулугу: 8 кадам (сүрөттөр менен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:38

Бул оптикалык иллюзия болгон Persistence of Vision эффектин колдонгон, бир нече дискреттүү сүрөттөр адамдын мээсиндеги бир сүрөттөлүшкө айкалышкан.

Текстти же графиканы Bluetooth Low Energy шилтемеси аркылуу мен LabVIEWдо программаланган PC тиркемесин же эркин жеткиликтүү смартфондун BLE колдонмосун колдонуу менен өзгөртүүгө болот.

Бардык файлдар жеткиликтүү. Схемалык жана камтылган программалар ушул Нускамага тиркелет. Gerber файлдары бул шилтемеде бар, анткени мен бул жерге ZIP файлдарын жүктөй албайм: Gerbers

1 -кадам: Башка POV түзмөктөрүнүн ортосундагы айырма

Эң маанилүү мүнөздөмөлөрдүн бири - дисплей графикасы айлануу бурчун көзөмөлдөө үчүн инновациялык чечиминин аркасында айлануу ылдамдыгына көз каранды эмес. Көрсөтүлгөн графика бирдей, жогору жана төмөн айлануу ылдамдыгында кабыл алынат дегенди билдирет (мисалы, колго кармалганда ийкемдүүлүк басаңдаганда). Бул тууралуу көбүрөөк 3 -кадамда.

Бул ошондой эле сүрөттүн туура көрсөтүлүшү үчүн туруктуу айлануу ылдамдыгына ээ болушу керек болгон рыноктогу POV аппараттарынын ортосундагы негизги айырмачылыктардын бири (POV сааттары ж. Б.). Белгилей кетчү нерсе, бардык компоненттер батареянын иштөө мөөнөтүн узартуу үчүн эң аз энергия керектөө үчүн тандалган

2 -кадам: Техникалык сүрөттөмө

Бул негизги катары жакшыртылган Microchip PIC 16F1619 микроконтроллерин колдонот. MCU орнотулган Angular Timer перифериялык түзүлүшүнө ээ, ал жерде DRV5033 омниполярдык сенсорун жана учурдагы айлануу бурчун көзөмөлдөө үчүн бир магнитти колдонот.

Графика жалпы 32 LED, 16 жашыл жана 16 кызыл жарык чыгаруучу диоддор (номиналдуу ток 2мА) аркылуу көрсөтүлөт. Диоддор ромашка чынжырына туташкан TLC59282 эки 16 каналдуу туруктуу токту алмаштыруучу реестрдин айдоочулары тарабынан башкарылат. Түзмөккө алыстан кирүү үчүн UART интерфейси аркылуу микроконтроллерге байланышкан RN4871 Bluetooth аз энергия модулу бар. Аппаратка жеке компьютерден же смартфондон кирүүгө болот. Түзмөк басылган схемадагы ширетүүчү масканын астына орнотулган сыйымдуу сенсордук баскычтын жардамы менен күйгүзүлөт. Сыйымдуу IC PCF8883төн чыккан чыгым BU4S71G2 ЖЕ логикалык дарбазасына берилет. ЖЕ дарбазаларына башка киргизүү MCUдан келген сигнал. ЖЕ дарбазалардан чыгуу TPS62745 конвертеринин иштетүүчү пинине туташкан. Бул орнотууну колдонуу менен мен бир гана баскычты колдонуу менен аппаратты күйгүзүп/өчүрө алам. Capacitive баскычы иштөөнүн ар кандай режимдерин алмаштыруу үчүн же мисалы, bluetooth радиосун энергияны үнөмдөө үчүн керек болгондо гана иштетүү үчүн колдонулушу мүмкүн.

Төмөнкү конвертер TPS62745 батареялардан 6V номиналын туруктуу 3.3Vга айландырат. Мен бул конвертерди тандап алгам, анткени ал жеңил жүктөмдөр менен, эффективдүүлүгү төмөн, кичинекей 4.7uH катушкасы менен иштейт, менде батарейканын кубаттуулугун минималдуу ток керектөө менен өлчөө үчүн колдонгон киргизүү чыңалуусу бар жана чыгуучу чыңалуу колдонуучу- кайтарым каршылыгына караганда төрт кирүү менен тандалып алынат (БОМду азайтат). Түзмөк 5 мүнөт аракетсиздиктен кийин автоматтык түрдө уктайт. Уйкуда учурдагы керектөө 7uAдан азыраак.

Батареялар сүрөттө көрсөтүлгөндөй арт жагында жайгашкан.

3 -кадам: айлануу бурчунун трегин сактоо

Айлануу бурчу "аппараттык жактан" байкалат, тескерисинче, программалык камсыздоонун жардамы менен, CPU башка тапшырмаларды аткарууга көбүрөөк убакыт бөлөт. Бул үчүн мен колдонулган PIC 16F1619 микроконтроллерине орнотулган бурчтук таймерди колдоном.

Бурчтук таймерге киргизүү - бул Hall Sensor DRV5033 сигнал. Холл сенсору магнит өткөн сайын импульсту пайда кылат. Холл сенсору түзмөктүн айлануучу бөлүгүндө, ал эми магнит колдонуучу түзмөктү кармап турган статикалык бөлүгүндө жайгашкан. Мен бир гана магнитти колдонгондуктан, бул Hall сенсору 360 ° кайталанган импульсту чыгарат дегенди билдирет. Ошол эле учурда бурчтук таймер ар бир импульс 2 ° айлануусун билдирген 180 революцияны түзөт. Мен 180 импульсту тандап жатам, мисалы 360 ° эмес, анткени мен 2 ° басылган символдун эки мамычасынын ортосундагы идеалдуу аралыкты таптым. Бурчтук таймер бул эсептөөнүн бардыгын автоматтык түрдө аткарат жана айлануу ылдамдыгынын өзгөрүшүнө байланыштуу эки сенсордун импульсунун ортосундагы убакыт өзгөрсө, автоматтык түрдө жөнгө салынат. Магнит жана Холл сенсорунун позициясы тиркелген сүрөттө көрсөтүлгөн.

4 -кадам: Алыстан кирүү

Мен дисплейдеги текстти кодго катуу коддоо менен эмес, динамикалык түрдө өзгөртүүнүн жолун кааладым. Мен BLEди тандадым, анткени ал өтө аз энергияны колдонот жана колдонулган чип RN4871 болгону 9x11.5 мм.

BT шилтемеси аркылуу дисплейдеги текстти жана анын түсүн - кызыл же жашыл түстү өзгөртүүгө болот. Батареяны алмаштыруу убактысы келгенде билүү үчүн батареянын деңгээлин көзөмөлдөсө болот. Түзмөктү LabVIEW графикалык программалоо чөйрөсүндө программаланган компьютердик колдонмо аркылуу же туташкан түзмөктүн тандалган BLE мүнөздөмөлөрүнө түз жазуу мүмкүнчүлүгүнө ээ болгон эркин смартфондогу BLE тиркемелерин колдонуу менен башкарса болот. Компьютерден/смартфондон маалыматты түзмөккө жөнөтүү үчүн мен ар бир туткасы менен аныкталган үч мүнөздөмөсү бар бир Кызматты колдондум.

5 -кадам: PC тиркемеси

Жогорку сол бурчта бизде National Instruments BLE сервер тиркемесин иштетүү үчүн көзөмөл бар. Бул компьютердеги BLE модулу менен LabVIEW ортосундагы көпүрөнү түзгөн NIден келген буйрук сабы. Бул байланыш үчүн HTTP протоколун колдонот. Бул колдонмону колдонуунун себеби, LabVIEW гана BLE үчүн эмес, Bluetooth Classic үчүн жергиликтүү колдоого ээ.

Ийгиликтүү туташкандан кийин, туташкан түзмөктүн MAC дареги оң жакта көрсөтүлөт жана ал бөлүк боз бойдон калбайт. Ал жерде биз кыймылдуу графиканы жана анын түсүн орното алабыз же жөн эле түзмөк айланбай жатканда LED ди күйгүзүү же өчүрүү үчүн кандайдыр бир үлгү жөнөтө алабыз, мен муну тестирлөө максатында колдонгом.

6 -кадам: Арип

Англис алфавитинин шрифти "Dot Factory" эркин жеткиликтүү программасынын жардамы менен түзүлгөн, бирок мен аны микроконтроллерге жүктөө алдында бир аз өзгөртүүлөрдү киргизүүм керек болчу.

Мунун себеби, "тартипте эмес" болгон ПКБнын жайгашуусу, башкача айтканда, LED драйверинин 0 чыгышы, балким, ПКБдагы LED 0 менен туташкан эмес, OUT 1 LED 1ге эмес, тескерисинче LED15ке, жана Дагы бир себеби, программалык камсыздоого 2х8бит арипти түзүүгө гана уруксат берилген, бирок түзмөктө ар бир түс үчүн 16 LED бар, ошондуктан мага 16 бит бийик шрифт керек болчу. жана аларды бир 16 биттик мааниге бириктирип койгула. Ошондуктан мен LabVIEWде "Чекит фабрикасында" түзүлгөн шрифтти киргизүү катары кабыл алган жана аны бул долбоордун керектөөлөрүнө ылайык өзгөрткөн өзүнчө тиркеме иштеп чыктым. Кызыл жана жашыл LED PCB макеттери башка болгондуктан, мен эки шрифтти колдонушум керек болчу. Жашыл шрифттин чыгышы төмөнкү сүрөттө көрсөтүлгөн.

7 -кадам: Jig программалоо

Сүрөттө сиз түзмөктү программалоо үчүн колдонулган программалоо джигин көрө аласыз.

Анткени, ар бир программалоодон кийин, мен стандарттык программалоо башын колдонууну же жөн эле программалоо зымдарын кошууну каалаган эмесмин, өзгөрүүлөрдү көрүү үчүн аппаратты алып, айлантуум керек. Мен алардын ичинде кичинекей булагы бар Пого казыктарын колдондум, андыктан алар ПХБдагы виаска абдан тыгыз туура келет. Бул орнотууну колдонуу менен мен микроконтроллерди абдан тез программалай алам жана ал зымдарды ажыраткандан кийин зымдарды программалоо же калган ширетүү жөнүндө тынчсыздануунун кажети жок.

8 -кадам: Жыйынтык

Жыйынтыктап айтканда, Angul Timer перифериялык аппаратын колдонуу менен айлануу ылдамдыгына көз каранды болбогон POV түзмөгүнө ийгиликтүү жетишкенимди белгилегим келет, андыктан көрсөтүлгөн графиканын сапаты жогорку жана төмөнкү ылдамдыкта бирдей сакталат.

Кылдат дизайн менен батареялардын иштөө мөөнөтүн узартуучу аз энергиялуу чечимди ишке ашырууга жетишилди. Бул долбоордун терс жактарына келсек, колдонулган батареяларды заряддоонун эч кандай жолу жок экенин белгилегим келет, андыктан батарейканы алмаштырып туруу керек. Жергиликтүү дүкөндөгү номерлери жок батареялар күнүмдүк колдонуу менен болжол менен 1 айга созулган. Колдонулушу: Бул аппарат ар кандай жарнак максаттарында же электротехника же физика сабактарында окуу куралы катары колдонулушу мүмкүн. Ал ошондой эле көңүлдүн тартыштыгынын гиперактивдүүлүгүнүн бузулушу (ADHD) же тынчсыздануу симптомдору барларга көңүл буруу үчүн терапиялык жардам катары колдонулушу мүмкүн.

PCB Дизайн Чакырыктын биринчи сыйлыгы