Pagpupursige ng Vision Fidget Spinner: 8 Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:11

Ito ay isang fidget spinner na gumagamit ng Persistence of Vision effect na isang optikal na ilusyon kung saan maraming mga discrete na imahe ang nagsasama sa isang solong imahe sa isip ng tao.

Ang teksto o graphics ay maaaring mabago sa pamamagitan ng link ng Bluetooth Low Energy sa pamamagitan ng paggamit ng isang application ng PC na na-program ko sa LabVIEW o sa pamamagitan ng paggamit ng isang malayang magagamit na smartphone BLE app.

Magagamit ang lahat ng mga file. Ang schematic at firmware ay naka-attach sa Instructable na ito. Magagamit ang mga Gerber file sa link na ito dahil hindi ako makapag-upload ng mga zip file dito: Gerbers

Hakbang 1: Pagkakaiba sa Pagitan ng Ibang Mga Device ng POV sa Market

Ang isa sa pinakamahalagang katangian ay ang ipinakitang mga graphic ay hindi nakasalalay sa bilis ng pag-ikot salamat sa makabagong solusyon nito para mapanatili ang track ng anggulo ng pag-ikot. Nangangahulugan na ang ipinakitang graphic ay napapansin pareho sa pareho, mas mataas at mas mababa ang bilis ng pag-ikot (halimbawa, kapag ang fidget spinner ay nagpapabagal kapag hinawakan ang kamay). Higit pa dito sa Hakbang 3.

Isa rin ito sa pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng iba't ibang aparato ng POV sa merkado (mga orasan ng POV, atbp.) Na dapat magkaroon ng isang pare-pareho ang bilis ng pag-ikot upang maipakita nang tama ang imahe. Mahalaga rin na tandaan na ang lahat ng mga bahagi ay pinili upang magkaroon ng pinakamababang posibleng paggamit ng enerhiya sa pagsisikap na pahabain ang buhay ng baterya

Hakbang 2: Teknikal na Paglalarawan

Gumagamit ito ng pinahusay na Microchip PIC 16F1619 microcontroller bilang core nito. Ang MCU ay may built-in na Angular Timer peripheral na gumagamit ng omnipolar Hall sensor DRV5033 at isang pang-akit upang subaybayan ang kasalukuyang anggulong umiikot.

Ang graphics ay ipinapakita gamit ang isang kabuuang 32 LEDs, 16 berde at 16 pulang ilaw na nagpapalabas ng mga diode (nominal na kasalukuyang 2mA). Ang mga diode ay hinihimok ng dalawang 16 channel pare-pareho ang kasalukuyang mga rehistro ng rehistro ng shift na TLC59282 na konektado sa daisy chain. Upang magkaroon ng isang malayuang pag-access sa aparato, mayroong isang module ng Bluetooth Mababang Enerhiya na RN4871 na nakikipag-usap sa microcontroller sa pamamagitan ng interface ng UART. Maaaring i-access ang aparato mula sa alinman sa isang personal na computer o isang smartphone. Ang aparato ay nakabukas sa pamamagitan ng paggamit ng isang capacitive touch button na naka-embed sa ilalim ng solder mask sa naka-print na circuit board. Ang output mula sa capacitive IC PCF8883 ay pinakain sa OR logic gate BU4S71G2. Ang iba pang input sa OR na pintuan ay isang senyas mula sa MCU. Ang output mula sa O mga gate ay konektado sa Paganahin ang pin ng isang step-down converter na TPS62745. Sa pamamagitan ng paggamit ng pag-set up na ito ay nagagawa kong i-on / off ang aparato sa pamamagitan lamang ng paggamit ng isang pindutang pindutin. Ang capacitive button ay maaari ding magamit upang magbago sa pagitan ng iba't ibang mga mode ng pagpapatakbo o halimbawa upang i-on lamang ang bluetooth radio kung kinakailangan upang makatipid ng enerhiya.

Ang step down converter na TPS62745 ay nagko-convert ng nominal na 6V mula sa mga baterya patungo sa isang matatag na 3.3V. Pinili ko ang converter na ito sapagkat ito ay may mataas na kahusayan sa mga light load, low quiescent current, na nagpapatakbo ng isang maliit na 4.7uH coil, isinama nito ang input voltage switch na ginagamit ko upang masukat ang kapasidad ng baterya na may kaunting kasalukuyang pagkonsumo at ang output voltage ay user- mapipili ng apat na input kaysa sa resistors ng feedback (binabawasan ang BOM). Ang aparato ay natutulog nang awtomatiko pagkatapos ng 5minm na hindi aktibo. Ang kasalukuyang pagkonsumo sa pagtulog ay mas mababa sa 7uA.

Ang mga baterya ay matatagpuan sa likuran tulad ng ipinakita sa larawan.

Hakbang 3: Pagpapanatiling Subaybayan ng Paikutin sa Pag-ikot

Ang anggulo ng pag-ikot ay sinusubaybayan "ng hardware" sa halip ng software na nangangahulugang ang CPU ay may mas maraming oras sa pagtatapon nito upang gawin ang iba pang mga gawain. Para sa na ginamit ko ang peripheral ng Angular Timer na binuo sa ginamit na microcontroller PIC 16F1619.

Ang pag-input sa Angular Timer ay isang senyas mula sa Hall sensor DRV5033. Magbubuo ang sensor ng Hall ng isang pulso sa tuwing dumadaan ang isang magnet sa pamamagitan nito. Ang sensor ng Hall ay matatagpuan sa umiikot na bahagi ng aparato habang ang magnet ay matatagpuan sa isang static na bahagi kung saan hawak ng gumagamit ang aparato. Dahil ginamit ko lamang ang isang pang-akit na nangangahulugan na ang sensor ng Hall ay makakagawa ng isang pulso na paulit-ulit tuwing 360 °. Sa parehong oras ay bumubuo ang Angular Timer ng 180 pulso bawat rebolusyon kung saan ang bawat pulso ay kumakatawan sa 2 ° ng pag-ikot. Pinipili ko ang 180 pulso, at hindi 360 ° halimbawa, dahil nakita ko ang 2 ° na perpektong distansya sa pagitan ng dalawang haligi ng isang naka-print na character. Hinahawakan ng Angular Timer ang lahat ng pagkalkula na iyon awtomatiko at awtomatikong aakma kung ang oras sa pagitan ng dalawang mga pulso ng sensor ay nagbabago dahil sa pagbabago ng bilis ng pag-ikot. Ang positon ng pang-akit at sensor ng Hall ay ipinapakita sa nakalakip na larawan.

Hakbang 4: Remote Access

Nais kong isang paraan upang baguhin ang pagpapakita ng teksto nang pabagu-bago at hindi sa pamamagitan lamang ng mahirap na pag-coding nito sa code. Pinili ko ang BLE dahil gumagamit ito ng napakaliit na halaga ng enerhiya at ang ginamit na chip RN4871 ay 9x11.5 mm lamang ang sukat.

Sa pamamagitan ng link ng BT posible na baguhin ang nagpapakita ng teksto at ang kulay nito - pula o berde. Ang antas ng baterya ay maaari ding subaybayan upang malaman kung oras na upang palitan ang mga baterya. Ang aparato ay maaaring makontrol sa pamamagitan ng application ng computer na naka-program sa LabVIEW graphics programming environment o sa pamamagitan ng paggamit ng isang malayang magagamit na mga aplikasyon ng smartphone BLE na may kakayahang direktang sumulat sa napiling Mga Katangian ng BLE ng isang konektadong aparato. Para sa pagpapadala ng impormasyon mula sa isang PC / smartphone sa aparato Gumamit ako ng isang Serbisyo na may tatlong Mga Katangian, bawat isa ay nakilala ng isang Handle.

Hakbang 5: Application ng PC

Sa kaliwang sulok sa tuktok mayroon kaming mga kontrol para sa pagsisimula ng application ng National Instruments BLE server. Iyon ay isang application ng linya ng utos mula sa NI na lumilikha ng isang tulay sa pagitan ng module na BLE sa isang computer at LabVIEW. Gumagamit ito ng HTTP protocol upang makipag-usap. Ang dahilan para sa paggamit ng application na ito ay ang LabVIEW ay may katutubong suporta lamang para sa Bluetooth Classic at hindi para sa BLE.

Sa matagumpay na pagkonekta, ang MAC address ng isang nakakonektang aparato ay ipinapakita sa kanan at ang bahaging iyon ay hindi na naka-grey out. Doon ay maitatakda natin ang mga gumagalaw na graphics at ang kulay nito o magpadala lamang ng ilang mga pattern upang i-on o i-off ang mga LED kapag ang aparato ay hindi umiikot, ginamit ko iyon para sa mga layuning pagsubok.

Hakbang 6: Font

Ang font ng alpabetong Ingles ay nabuo gamit ang isang malayang magagamit na software na "The Dot Factory" ngunit kailangan kong gumawa ng ilang pagbabago bago i-upload ito sa microcontroller.

Ang dahilan dito ay layout ng PCB na kung saan ay "hindi maayos", nangangahulugang ang output 0 mula sa LED driver ay maaaring hindi konektado sa LED 0 sa PCB, ang OUT 1 ay hindi konektado sa LED 1 ngunit sa LED15 halimbawa, at atbp.. Ang iba pang dahilan ay pinapayagan lamang ang software na makabuo ng 2x8bit font ngunit ang aparato ay may 16 LED para sa bawat kulay kaya kailangan ko ng isang 16bit na mataas na font. Kaya kailangan kong gumawa ng isang software na maglilipat ng ilang mga piraso upang mabayaran ang layout ng PCB at pagsamahin ang mga ito sa isang 16bit na halaga. Dahil doon bumuo ako ng isang hiwalay na application sa LabVIEW na kumukuha ng font na nabuo sa "The Dot Factory" bilang input at binabago ito upang umangkop sa mga pangangailangan ng proyektong ito. Dahil magkakaiba ang mga pula at berde na layout ng PCB LED kailangan kong gumamit ng dalawang mga font. Ang output para sa berdeng font ay ipinapakita sa larawan sa ibaba.

Hakbang 7: Programming Jig

Sa larawan maaari mong makita ang programming jig na ginamit upang i-program ang aparato.

Dahil, pagkatapos ng bawat programa, kailangan kong kunin ang aparato at paikutin ito upang makita ang mga pagbabago na hindi ko nais na gumamit ng karaniwang mga header ng programa o solder lamang ang mga wire sa programa. Gumamit ako ng mga pin ng Pogo na mayroong isang maliit na bukal sa loob ng mga ito kaya't mahigpit na umaakma sa mga vias sa PCB. Sa pamamagitan ng paggamit ng pag-set up na ito ay napaprograma ko ang microcontroller nang napakabilis at hindi kailangang mag-alala tungkol sa mga wire sa pagprograma o ang natitirang solder pagkatapos na masira ang mga wire na iyon.

Hakbang 8: Konklusyon

Upang ibuod, nais kong ipahiwatig na sa pamamagitan ng paggamit ng Angul Timer paligid ay matagumpay kong nakamit ang isang aparato ng POV na hindi nakasalalay sa bilis ng pag-ikot, kaya't ang kalidad ng ipinakitang mga graphic ay pinananatiling pareho sa parehong mas mataas at mas mababang bilis.

Sa pamamagitan ng maingat na disenyo pinamamahalaang ito upang magpatupad ng isang mababang solusyon sa enerhiya na magpapahaba sa buhay ng mga baterya. Tulad ng para sa kahinaan ng proyektong ito nais kong ituro na walang paraan upang singilin ang mga ginamit na baterya, kaya kinakailangan ang kapalit ng baterya bawat ngayon at pagkatapos. Ang mga baterya na walang pangalang pangalan mula sa lokal na tindahan ay tumagal ng halos 1 buwan na ginagamit araw-araw. Mga Gamit: Ang aparatong ito ay maaaring magamit sa iba't ibang mga layuning pang-promosyon o bilang tulong sa pagtuturo sa mga electrotechnic o klase sa pisika halimbawa. Maaari din itong magamit bilang isang therapeutic aid upang madagdagan ang pansin para sa mga may Attention Deficit Hyperactivity Disorder (ADHD) o kalmado na mga sintomas ng pagkabalisa.

Unang Gantimpala sa PCB Design Challenge