Buat Paparan POV Anda Sendiri: 3 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:08

Persepsi Penglihatan (POV) atau Persistence of Vision (ia mempunyai beberapa variasi) adalah fenomena penglihatan manusia yang menarik yang berlaku apabila persepsi visual terhadap objek tidak berhenti walaupun objek berubah kedudukan. Manusia melihat gambar dalam selang pecahan detik; gambar-gambar ini disimpan ke dalam otak untuk waktu yang sangat singkat (sekejap). Contoh fenomena ini adalah apabila anda melihat sumber pencahayaan seperti LED atau mentol, dihidupkan dan dipusingkan. Penglihatan kita tertipu untuk mempercayai bahawa cahaya berputar sebenarnya adalah bulatan berterusan, seperti lingkaran berterusan yang terbentuk dari baling-baling berputar di atas pesawat. POV telah digunakan selama bertahun-tahun, dimulai dengan giphoscope, untuk membuat pelbagai jenis ilusi dan animasi sesuai dengan pandangan kita; ia sering digunakan untuk menunjukkan mesej dan animasi pada paparan menggunakan LED, memutarnya dalam 2D atau 3D untuk pelbagai jenis mesej. Objektif nota aplikasi ini adalah untuk merancang dan menunjukkan bagaimana Persepsi Penglihatan berfungsi dengan menulis perkataan "SILEGO" pada paparan yang akan dibina, dan memberi idea untuk membimbing anda melalui proses membuat reka bentuk yang lebih kompleks di masa depan. Untuk projek ini, kami menggunakan Dialog GreenPAK ™ SLG46880, dengan kit soketnya yang membolehkan prototaip ini mudah disambungkan ke semua komponen luaran menggunakan kabel. Menggunakan GreenPAK yang lebih besar untuk merancang Paparan POV tujuan umum sangat menguntungkan kerana komponennya yang kuat seperti subsistem ASM, yang akan membolehkan anda mencetak sebarang jenis corak pada paparan. Aplikasi ini akan menunjukkan hasil akhir menggunakan SLG46880.

Di bawah ini kami menerangkan langkah-langkah yang diperlukan untuk memahami bagaimana cip GreenPAK telah diprogramkan untuk membuat Paparan POV. Namun, jika anda hanya ingin mendapatkan hasil pengaturcaraan, muat turun perisian GreenPAK untuk melihat Fail Reka Bentuk GreenPAK yang sudah siap. Pasang GreenPAK Development Kit ke komputer anda dan tekan program untuk membuat IC khusus untuk Paparan POV.

Langkah 1: Skematik

Contoh Paparan POV ini mensasarkan jenis 2D yang ditunjukkan dalam Gambar 1, yang mempunyai susunan sebelas LED (masing-masing dengan perintang untuk mengatur arus) yang disambungkan terus ke pin GPO yang berbeza pada GreenPAK CMIC. Litar ini dilindungi prototaip dan disolder ke papan roti PCB. Bekalan kuasa yang digunakan untuk Paparan adalah Baterai Alkali 9 V 10 A L1022, disambungkan ke litar pengatur voltan menggunakan LM7805V yang mengeluarkan 5 V. Di samping membuat paparan berputar, Motor DC diperlukan dengan kekuatan yang cukup untuk menggerakkan semua litar kawalan yang dipasang pada pendirian yang disesuaikan. Dalam hal ini motor 12 V digunakan, disambungkan ke suis utama, dan catu daya terkawal di luar rak yang mengeluarkan tahap voltan yang berbeza melalui suis putar, yang memungkinkan motor berputar pada beberapa kecepatan.

Langkah 2: Reka Bentuk GreenPAK

Semasa merancang pelbagai jenis mesej dan animasi untuk Paparan POV menggunakan GreenPAK, kita harus mengetahui alat dan batasan cip. Dengan cara ini kita dapat membuat reka bentuk yang mahir, menggunakan komponen elektronik paling sedikit untuk mencapai paparan POV. Reka bentuk ini menggunakan kelebihan baru yang ditawarkan oleh SLG46880 CMIC, dengan fokus pada komponen Subsistem Mesin Negara Asinkron. Alat SLM46880 ASM Subsistem boleh menjadi lebih berfaedah daripada alat ASP GreenPAK sebelumnya kerana ciri-ciri barunya, yang membolehkan reka bentuk Mesin Negeri yang lebih kompleks. Sebilangan komponen dalaman subsistem ASM yang berkaitan adalah:

● 12-ASM Macrocell

● Macrocell Memori Dinamik (DM)

● F (1) Pengiraan Macrocell

● Komponen Bebas Negeri

Semakin banyak mesin canggih, cip memungkinkan untuk membuat dan mengkonfigurasi, semakin banyak kemungkinan reka bentuknya. Masing-masing dari dua belas keadaan digunakan untuk menulis pecahan perkataan yang berbeza yang akan ditunjukkan, menghidupkan / mematikan kombinasi LED yang berbeza, beberapa di antaranya diulang dua kali atau lebih kali, dan dalam beberapa kes, waktu keadaan berulang diubah, kerana corak yang sama dapat digunakan untuk huruf yang berlainan pada waktu yang berlainan. Negeri disusun dalam Jadual 1.

Jadual 1 menunjukkan bagaimana setiap keadaan yang ada dalam reka bentuk berkaitan dengan huruf-huruf dalam kata "SILEGO". Ini berkaitan dengan konfigurasi LED yang ditunjukkan dalam Rajah 2.

Seperti yang anda perhatikan, semua keadaan yang dilaksanakan bersama pada masa yang berlainan mencapai keseluruhan kata, Gambar 3 menunjukkan bagaimana keadaan dihubungkan / berkaitan. Semua peralihan keadaan berada dalam urutan milisaat, dan setiap lajur dalam rajah Rajah 2 mewakili satu milisaat (1 ms). Sebilangan negeri berlangsung 3 ms, 4 ms dan yang lain, cukup panjang dengan kelajuan minimum motor yang digunakan untuk tayangan video pada sekitar 460 RPM.

Penting untuk mempertimbangkan dan mengukur kelajuan motor untuk mengetahui dan mengira masa pada reka bentuk tujuan ageneral. Dengan cara ini mesej dapat diselaraskan dengan kelajuan motor, sehingga dapat dilihat oleh mata manusia. Pertimbangan lain untuk menjadikan peralihan keadaan tidak dapat dilihat, dan lebih jelas kepada penglihatan kita, adalah meningkatkan kelajuan motor hingga lebih dari 1000 RPM, dan waktu keadaan ditetapkan dalam urutan mikrodetik sehingga mesej dapat dilihat dengan lancar. Anda mungkin bertanya pada diri sendiri, bagaimana anda menyegerakkan kelajuan motor dengan kelajuan mesej atau animasi? Ini dicapai dengan beberapa formula mudah. Sekiranya anda mempunyai kelajuan motor 1000 RPM, untuk mengetahui berapa lama motor DC mengambil setiap revolusi dalam beberapa saat, maka:

Kekerapan = 1000 RPM / 60 = 16.67 Hz Tempoh = 1 / 16.67 Hz = 59.99 ms

Dengan mengetahui tempohnya, anda akan mengetahui berapa lama motor itu bergilir-gilir. Sekiranya anda ingin mencetak mesej seperti "Hello World", setelah anda mengetahui jangka masa setiap giliran, hanya pentingnya anda mahu mesej itu dipaparkan. Untuk mencetak mesej yang diinginkan pada ukuran yang diinginkan, ikuti peraturan praktik ini:

Sekiranya, misalnya, anda ingin agar mesej tersebut meliputi 40% ruang paparan, maka:

Ukuran Mesej = (Tempoh * 40%) / 100% = (59,99 ms * 40%) / 100% = 24 ms

Itu bermaksud mesej akan ditunjukkan dalam 24 ms untuk setiap giliran, jadi ruang kosong atau ruang selebihnya secara bergiliran (jika anda tidak menunjukkan sesuatu selepas mesej), seharusnya:

Ruang Kosong = Tempoh - Saiz Mesej = 59.99 ms - 24 ms = 35.99 ms

Akhirnya, jika anda perlu menunjukkan mesej pada 40% tempoh tersebut, anda perlu mengetahui berapa banyak keadaan dan peralihan yang diperlukan untuk menulis mesej yang diharapkan, misalnya jika mesej itu mempunyai dua puluh (20) peralihan, maka:

Tempoh Negeri Tunggal = Saiz Mesej / 20 = 24 ms / 20 = 1.2 ms.

Oleh itu, setiap keadaan harus bertahan 1.2 ms untuk memaparkan mesej dengan betul. Sudah tentu, anda akan melihat bahawa kebanyakan reka bentuk pertama tidak sempurna, jadi anda mungkin mengubah beberapa parameter semasa ujian fizikal untuk memperbaiki reka bentuk. Kami menggunakan Macrocells Dynamic Memory (DM) untuk memudahkan peralihan keadaan. Dua dari empat blok DM mempunyai sambungan matriks sehingga mereka dapat berinteraksi dengan blok di luar subsistem ASM. Setiap DM Macrocell boleh mempunyai hingga 6 konfigurasi yang berbeza yang dapat digunakan di berbagai keadaan. Blok DM digunakan dalam reka bentuk ini untuk mencetuskan ASM untuk beralih dari satu keadaan ke keadaan yang lain. Contohnya keadaan Silego [3] diulang dua kali semasa peralihan; ia perlu menulis awal dan akhir huruf besar "I" yang mempunyai corak yang sama, tetapi pertama-tama perlu pergi ke Silego [4] untuk menulis pola tengah huruf besar "I", dan kemudian ketika Silego [3] dijalankan untuk kali kedua, ia perlu menuju ke keadaan Tanpa Mesej, meneruskan peralihan selebihnya. Bagaimana mungkin untuk mencegah Silego [3] jatuh ke gelung tak terhingga dengan Silego [4]? Sangat mudah, terdapat beberapa LUT yang dikonfigurasikan sebagai SR Flip Flops yang memberitahu Silego [3] untuk tidak memilih Silego [4] berulang-ulang, tetapi memilih keadaan Tiada Mesej pada kali kedua. Menggunakan SR Flip Flops untuk mengelakkan gelung tak terhingga ketika keadaan diulang adalah cara yang baik untuk menyelesaikan masalah ini, dan hanya memerlukan LUT 3-bit yang dikonfigurasikan seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4 dan Gambar 5. Proses ini berlaku pada masa yang sama dengan output ASM menjadikan Silego [3] pergi ke Silego [4], jadi apabila mesin negara akan melaksanakan Silego [3], akan diberitahu untuk memilih keadaan No Message untuk meneruskan proses.

Blok ASM lain yang berguna untuk projek ini ialah F (1) Computational Macrocell. F (1) dapat melakukan senarai perintah khusus untuk membaca, menyimpan, memproses dan mengeluarkan data yang diinginkan. Ia mampu memanipulasi 1 bit pada satu masa. Dalam projek ini blok F (1) digunakan untuk membaca, menunda dan mengeluarkan bit untuk mengawal beberapa LUT dan membolehkan keadaan (seperti di Silego [1] untuk membolehkan Silego [2]).

Jadual dalam Rajah 1 menerangkan bagaimana setiap LED ditujukan ke pin GPO the GreenPAK; pin fizikal yang berkaitan ditujukan dari RAM Output ASM dalam matriks, seperti yang ditunjukkan dalam Jadual 2.

Seperti yang anda lihat dalam Jadual 2, setiap pin cip ditujukan kepada output ASM yang berbeza; ASMOUTPUT 1 mempunyai lapan (8) output yang digunakan secara langsung disambungkan ke GPO luaran kecuali OUT 4. ASM OUTPUT 0 mempunyai empat (4) output di mana OUT 0 dan OUT 1 disambungkan secara langsung ke PIN 4 dan PIN 16 masing-masing; OUT 2 digunakan untuk menetapkan semula LUT5 dan LUT6 di keadaan Silego [5] dan Silego [9] dan akhirnya OUT 3 digunakan untuk menetapkan LUT6 di Silego [4] dan Silego [7]. ASM nRESET tidak diganti dalam reka bentuk ini sehingga hanya terpaksa TINGGI disambungkan ke VDD. LED Atas dan Bawah ditambahkan ke proyek ini untuk membuat animasi tambahan sementara "SILEGO" sedang ditampilkan. Animasi ini mengenai beberapa garis yang berputar dari masa ke masa dengan pergerakan motor. Garis-garis ini adalah LED putih, sementara yang digunakan untuk menulis huruf berwarna merah. Untuk mencapai animasi ini, kami menggunakan PGEN dan CNT0 GreenPAK. PGEN adalah penjana corak yang akan mengeluarkan bit seterusnya dalam susunannya di setiap hujung jam. Kami membahagikan tempoh giliran motor menjadi 16 bahagian, dan hasilnya ditetapkan pada tempoh output CNT0. Corak yang diprogramkan ke dalam PGEN ditunjukkan dalam Rajah 6.

Langkah 3: Hasil

Untuk menguji reka bentuk, kami menyambungkan soket SLG46880 ke PCB dengan kabel pita. Dua papan luaran disambungkan ke litar, salah satunya mengandungi pengatur voltan dan satu lagi yang mengandungi susunan LED. Untuk mula memaparkan mesej untuk demonstrasi, kami menghidupkan litar logik yang dikendalikan oleh GreenPAK, dan kemudian menghidupkan motor DC. Kelajuan mungkin perlu disesuaikan untuk penyegerakan yang betul. Hasil akhir ditunjukkan dalam Rajah 7. Terdapat juga video yang berkaitan dengan nota aplikasi ini.

KesimpulanPersepsi Tampilan Penglihatan yang disajikan dalam projek ini dirancang menggunakan Dialog GreenPAK SLG46880 sebagai pengawal utama. Kami menunjukkan bahawa reka bentuknya berfungsi dengan menulis perkataan "SILEGO" menggunakan LED. Beberapa penambahbaikan yang dapat dilakukan pada reka bentuk termasuk:

● Menggunakan beberapa GreenPAK untuk meningkatkan jumlah kemungkinan keadaan untuk mencetak mesej atau animasi yang lebih panjang.

● Tambahkan lebih banyak LED ke array. Mungkin berguna untuk menggunakan LED permukaan-permukaan dan bukannya melalui lubang LED untuk mengurangkan jisim lengan berputar.

● Termasuk mikrokontroler dapat memungkinkan Anda mengubah pesan yang ditampilkan dengan menggunakan perintah I2C untuk mengkonfigurasi ulang rancangan GreenPAK. Ini dapat digunakan untuk membuat tampilan jam digital yang memperbarui angka untuk menampilkan waktu dengan tepat