Что говорит ваш спиннер?

Оптическая иллюзия постоянства зрения (POV) сегодня довольно распространена в дешевых игрушках, но насколько здорово было бы иметь собственную программируемую доску объявлений POV? Немецкий аспирант по электронике [Матей] к счастью создал спиннер с открытым исходным кодом и полностью настраиваемым дисплеем POV, который позволяет вам делиться любыми мыслями, которые вы хотели бы донести до своих друзей, крутящих фиджет.

Отображаемая графика не зависит от скорости вращения благодаря решению, отслеживающему угол поворота. В отличие от устройств POV, спиннер POV отображает одну и ту же графику при более высоких и низких скоростях вращения, что полезно, учитывая, что спиннер не вращается автоматически с одинаковой скоростью вращения для каждого пользователя. Для правильного отображения изображения также не требуется постоянная скорость, в отличие от вентиляторов или часов POV.

В проекте используется усовершенствованный микроконтроллер Microchip PIC 16F1619 для ядра, который является встроенным периферийным устройством Angular Time, использующим всеполярный датчик Холла (DRV5033) и магнит для отслеживания текущего угла поворота. Датчик Холла генерирует импульс каждый раз, когда магнит проходит через него (каждые 360°), а угловой таймер генерирует 180 импульсов за оборот (каждые 2°). Это создает размер столбца 2° для печатных символов. Угловой таймер автоматически обрабатывает изменения, если время между двумя импульсами датчика изменяется из-за скорости вращения.

Графика отображается с помощью 32 светодиодов (16 зеленых, 16 красных) с номинальным током 1 мА, управляемых двумя 16-канальными драйверами сдвиговых регистров постоянного тока (TLC59282), последовательно соединенными вместе. [Матей] использовал бесплатное программное обеспечение «The Dot Factory» для создания букв, хотя необходимо было внести некоторые изменения, чтобы учесть порядок светодиодов на печатной плате (некоторые биты были смещены, а шрифт необходимо было изменить). иметь высоту 16 бит, а не 8 бит).

Для удаленного доступа к устройству модуль Bluetooth Low Energy (RN4871) связывается с микроконтроллерами через интерфейс UART, доступ к которому можно получить из приложения LabVIEW для ПК или из приложения BLE на смартфоне.

[Матей] использует умное решение, позволяющее получить доступ к питанию с помощью всего лишь одной емкостной сенсорной кнопки. Емкостная микросхема (PCF8883), встроенная под паяльную маску печатной платы, управляет питанием устройства. Результат работы емкостной микросхемы подается на логический элемент ИЛИ (BU4S71G2) вместе с сигналом от микроконтроллера, а выход подключается к выводу Enable понижающего преобразователя (TPS62745). Кнопку также можно использовать для переключения между режимами работы (включение только радиомодуля Bluetooth или других компонентов), когда требуется энергосбережение.

Низкое энергопотребление определенно необходимо при создании крошечной игрушки от первого лица, такой как спиннер. Понижающий преобразователь используется для преобразования номинала 6В от аккумуляторов в источник 3,3В. Компонент TPS62745 был выбран из-за эффективности при небольших нагрузках, низкого тока покоя, работы с крошечной катушкой емкостью 4,7 мкГн, встроенного переключателя входного напряжения, используемого для измерения емкости аккумулятора с минимальным потреблением тока, а также выходного напряжения, которое выбирается пользователем с помощью четырех входы, а не резисторы обратной связи, что уменьшает спецификацию. Устройство переходит в режим сна после 5 минут бездействия, снижая потребление тока до менее 7 мкА.

Интересно отметить, что первым вдохновением [Matej] стал аналогичный спиннер, подаренный Microchip на Всемирной выставке Embedded World Fair в Нюрнберге, Германия, где они демонстрировали периферийное устройство Angular Timer для своих микроконтроллеров серии PIC16. Довольно легко сказать, что полученные устройства ничем не похожи друг на друга, за исключением MCU и модуля BLE.