Napravite vlastiti POV ekran: 3 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:05

Percepcija vida (POV) ili Postojanost vida (ima nekoliko varijacija) zanimljiv je fenomen ljudskog vida koji se javlja kada vizualna percepcija objekta ne prestane uprkos tome što objekt mijenja položaj. Ljudska bića vide sliku u intervalima od djelića sekundi; ove se slike spremaju u mozak na vrlo kratko vrijeme (trenutak). Primjer ovog fenomena je kada posmatrate izvor svjetlosti, poput LED -a ili sijalica, uključen i okrenut. Naša je vizija prevarena vjerovanjem da je svjetlo koje se okreće zapravo kontinuirani krug, slično kao neprekidni krug formiran od rotirajućeg propelera u ravnini. POV se koristi dugi niz godina, počevši od gifoskopa, za stvaranje različitih vrsta iluzija i animacija naše vizije; često se koristi za prikazivanje poruka i animacija na ekranima pomoću LED dioda, njihovo okretanje u 2D ili 3D za različite vrste poruka. Cilj ove bilješke o aplikaciji je dizajnirati i pokazati kako funkcionira Perception of Vision ispisivanjem riječi „SILEGO“na ekranu koji će se izgraditi, te dati ideje koje će vas voditi kroz proces izrade složenijih dizajna u budućnosti. Za ovaj projekt koristili smo Dialog GreenPAK ™ SLG46880 sa kompletom utičnica koji omogućava jednostavno povezivanje ovog prototipa sa svim vanjskim komponentama pomoću kabela. Korištenje većeg GreenPAK -a za dizajniranje POV displeja opće namjene vrlo je povoljno zbog njegovih robusnih komponenti, poput podsistema ASM, koje će vam omogućiti ispis bilo koje vrste uzoraka na ekranu. Ova će aplikacija pokazati konačni rezultat pomoću SLG46880.

U nastavku smo opisali korake potrebne za razumijevanje kako je GreenPAK čip programiran za stvaranje POV zaslona. Međutim, ako samo želite dobiti rezultat programiranja, preuzmite GreenPAK softver da biste vidjeli već završenu GreenPAK datoteku za dizajn. Priključite GreenPAK Development Kit na svoje računalo i pritisnite program za kreiranje prilagođenog IC -a za POV zaslon.

Korak 1: Sheme

Ovaj primjer prikaza POV prikazuje 2D tip prikazan na slici 1, koji ima niz od jedanaest LED dioda (svaka sa otpornicima za regulaciju struje) spojenih izravno na različite GPO pinove na GreenPAK CMIC -u. Kolo je prototipirano i lemljeno u PCB ploče. Napajanje koje se koristi za zaslon je 9 V 10 A L1022 alkalna baterija, spojena na krug regulatora napona pomoću LM7805V koji emitira 5 V. Osim što rotira zaslon, potreban je istosmjerni motor s dovoljno snage za pomicanje svih upravljačko kolo pričvršćeno na prilagođeno postolje. U ovom slučaju korišten je motor od 12 V, spojen na glavni prekidač, i standardno regulirano napajanje koje daje različite razine napona kroz okretni prekidač, dopuštajući motoru da se okreće s nekoliko brzina.

Korak 2: GreenPAK dizajn

Prilikom dizajniranja različitih vrsta poruka i animacija za POV zaslon koristeći GreenPAK, trebali bismo znati i alate i ograničenja čipa. Na ovaj način možemo stvoriti stručan dizajn, koristeći najmanje elektroničkih komponenti za postizanje POV prikaza. Ovaj dizajn koristi nove prednosti koje nudi SLG46880 CMIC, s naglaskom na komponentu podsistema asinkronih državnih strojeva. Alat podsistema SLG46880 ASM može biti povoljniji od prethodnih alata GreenPAK ASM zbog svojih novih funkcija koje dopuštaju složenije dizajne državnih mašina. Neke od relevantnih internih komponenti ASM podsistema koje se koriste su:

● ASM makroćelija sa 12 država

● Makroćelija dinamičke memorije (DM)

● F (1) Računarska makroćelija

● Državne nezavisne komponente

Što više makro ćelija ćelija na državnom stroju čip dopušta stvaranje i konfiguraciju, to su mogućnosti dizajna brojnije. Svako od dvanaest stanja korišteno je za ispisivanje različitih dijelova riječi koja se prikazuje, uključivanjem/isključivanjem različitih kombinacija LED dioda, od kojih su se neke ponavljale dva ili više puta, a u nekim slučajevima se mijenjalo vrijeme ponavljanja stanja, jer isti uzorak se može koristiti za različita slova u različito vrijeme. Države su strukturirane u Tabeli 1.

Tabela 1 pokazuje kako su svako od postojećih stanja u dizajnu povezano sa slovima u riječi „SILEGO“. Ovo je u korelaciji sa LED konfiguracijom prikazanom na slici 2.

Kao što možete primijetiti, sva stanja zajedno izvedena u različito vrijeme postižu potpunu izgradnju riječi, slika 3 prikazuje kako su stanja povezana/povezana. Svi prijelazi stanja su redoslijeda milisekundi, a svaki stupac na dijagramu na slici 2 predstavlja jednu milisekundu (1 ms). Neka stanja traju 3 ms, 4 ms i druga, dovoljno dugo uz minimalnu brzinu motora koja se koristi za video demonstraciju pri približno 460 o / min.

Važno je razmotriti i izmjeriti brzinu motora kako biste znali i izračunali vrijeme na dizajnu opće namjene. Na ovaj način poruka se može sinhronizirati s brzinom motora, vidljivom ljudskom oku. Još jedno razmatranje kako bi prijelaz stanja bio manje neprimjetan i jasniji našoj viziji je povećanje brzine motora na više od 1000 okretaja u minuti, a vremenska stanja su postavljena u redoslijedu mikrosekundi kako bi se poruka mogla glatko vidjeti. Možda se pitate kako biste sinhronizirali brzinu motora sa brzinom poruke ili animacije? To se postiže pomoću nekoliko jednostavnih formula. Ako imate brzinu motora od 1000 o / min, da biste znali koliko DC motoru treba po okretu u sekundama, tada:

Frekvencija = 1000 o / min / 60 = 16,67 Hz Period = 1 / 16,67 Hz = 59,99 ms

Poznavajući period, znate koliko motoru treba jedan zaokret. Ako želite odštampati poruku poput “Hello World”, nakon što znate period svakog skretanja, samo je važno koliko želite da poruka bude na ekranu. Za ispis željene poruke željene veličine slijedite ovo palac:

Na primjer, ako želite da poruka pokriva 40 % prostora na ekranu, tada:

Veličina poruke = (period * 40 %) / 100 % = (59.99 ms * 40 %) / 100 % = 24 ms

To znači da će se poruka prikazivati u 24 ms za svako skretanje, pa bi prazan prostor ili ostatak prostora u zaokretu (ako ne prikazujete nešto nakon poruke), trebao biti:

Prazan prostor = period - veličina poruke = 59,99 ms - 24 ms = 35,99 ms

Konačno, ako trebate prikazati poruku u tih 40% razdoblja, morate znati koliko će stanja i prijelaza biti potrebno za pisanje očekivane poruke, na primjer ako poruka ima dvadeset (20) prijelaza, tada:

Period pojedinačnog stanja = Veličina poruke / 20 = 24 ms / 20 = 1,2 ms.

Dakle, svako stanje bi trebalo trajati 1,2 ms da bi se poruka ispravno prikazala. Naravno, primijetili biste da većina prvih dizajna nije savršena, pa ćete možda promijeniti neke parametre tijekom fizičkog testiranja kako biste poboljšali dizajn. Koristili smo makroćelije dinamičke memorije (DM) za olakšavanje prijelaza stanja. Dva od četiri DM bloka imaju matrične veze tako da mogu komunicirati s blokovima izvan ASM podsistema. Svaka DM Macrocell može imati do 6 različitih konfiguracija koje se mogu koristiti u različitim stanjima. DM blokovi se koriste u ovom dizajnu za pokretanje ASM -a za prijelaz iz jednog stanja u drugo. Na primjer, stanje Silego [3] se ponavlja dva puta tijekom prijelaza; potrebno je napisati početak i kraj velikog slova "I" koje ima isti uzorak, ali prvo mora otići u Silego [4] da napiše uzorak sredine velikih slova "I", a zatim kada Silego [3] se izvršava po drugi put, potrebno je otići u stanje bez poruke, nastavljajući ostatak prijelaza. Kako je moguće spriječiti Silego [3] da padne u beskonačnu petlju sa Silego [4]? Jednostavno je, postoje neki LUT -ovi konfigurirani kao SR japanke koji Silegu [3] govore da ne bira Silego [4] uvijek iznova, već da drugi put odabere stanje bez poruke. Korištenje SR japanki za sprječavanje beskonačnih petlji kada se neko od stanja ponovi odličan je način za rješavanje ovog problema i zahtijeva samo 3-bitni LUT konfiguriran kao što je prikazano na slikama 4 i 5. Ovaj proces se događa istovremeno s ASM izlaz tjera Silego [3] da ide u Silego [4], pa će sljedeći put kad državni stroj izvrši Silego [3], biti obaviješten da odabere stanje bez poruke za nastavak procesa.

Još jedan ASM blok koji je bio od pomoći za ovaj projekat je F (1) računska makroćelija. F (1) može izvesti popis određenih naredbi za čitanje, spremanje, obradu i izlaz željenih podataka. On može manipulirati 1 bitom odjednom. U ovom projektu blok F (1) je korišten za čitanje, kašnjenje i izlazne bitove za kontrolu nekih LUT -ova i omogućavanje stanja (kao što je u Silegu [1] za omogućavanje Silega [2]).

Tabela na slici 1 objašnjava kako se svaka LED dioda adresira na GPO pinove GreenPAK -a; pridruženi fizički pinovi se adresiraju iz izlazne RAM memorije ASM -a u matrici, kako je prikazano u Tabeli 2.

Kao što možete vidjeti u Tabeli 2, svaki pin čipa je bio adresiran na različite ASM izlaze; ASMOUTPUT 1 ima osam (8) izlaza koji se svi koriste direktno spojeni na vanjske GPO -e osim OUT 4. ASM OUTPUT 0 ima četiri (4) izlaza gdje su OUT 0 i OUT 1 direktno spojeni na PIN 4 odnosno PIN 16; OUT 2 se koristi za resetiranje LUT5 i LUT6 u Silego [5] i Silego [9] stanjima i na kraju OUT 3 se koristi za postavljanje LUT6 u Silego [4] i Silego [7]. ASM nRESET nije uključen u ovom dizajnu pa je samo prisiljen na HIGH povezivanje na VDD. Gornja i Donja LED dioda dodane su ovom projektu radi dodatne animacije dok se prikazuje “SILEGO”. Ova animacija govori o nekoliko redaka koji s vremenom kruže pokretom motora. Ove linije su bijele LED diode, dok su one koje se koriste za pisanje slova crvene. Da bismo postigli ovu animaciju, koristili smo GreenPAK -ove PGEN i CNT0. PGEN je generator uzoraka koji će na svakom rubu takta izlaziti sljedeći bit u svom nizu. Podijelili smo period okretanja motora u 16 odjeljaka, a rezultat je postavljen na izlazni period CNT0. Uzorak programiran u PGEN prikazan je na slici 6.

Korak 3: Rezultati

Da bismo testirali dizajn, spojili smo utičnicu SLG46880 s PCB -om pomoću vrpčnog kabela. Na krug su spojene dvije vanjske ploče, od kojih je jedna sadržavala regulator napona, a druga LED diodu. Da bismo počeli prikazivati poruku za demonstraciju, uključili smo logičko kolo koje kontrolira GreenPAK, a zatim uključili istosmjerni motor. Za pravilnu sinhronizaciju možda će biti potrebno prilagoditi brzinu. Konačni rezultat prikazan je na slici 7. Tu je i povezani video zapis s ovom bilješkom o prijavi.

Zaključak Perception of Vision Display predstavljen u ovom projektu dizajniran je koristeći Dialog GreenPAK SLG46880 kao glavni kontroler. Pokazali smo da dizajn funkcionira ispisivanjem riječi „SILEGO“pomoću LED dioda. Neka poboljšanja koja bi se mogla napraviti u dizajnu uključuju:

● Korišćenje više GreenPAK -ova za povećanje mogućnosti stanja za štampanje duže poruke ili animacije.

● Dodajte još LED dioda u niz. Moglo bi biti korisno koristiti LED diode za površinsko montiranje umjesto LED dioda za probijanje kako bi se smanjila masa poluge za predenje.

● Uključivanje mikrokontrolera moglo bi vam omogućiti da promijenite prikazanu poruku pomoću I2C naredbi za ponovno konfiguriranje GreenPAK dizajna. Ovo se može koristiti za stvaranje digitalnog prikaza sata koji ažurira znamenke kako bi točno prikazao vrijeme