Главная » Световые эффекты
Призовой фонд
на октябрь 2021 г.
1. Рюкзак Mean Well
Компэл
2. Инвертор авто Mean Well 150 Ватт
Компэл
3. Термос MeanWell
Компэл
4. 100 руб.
От пользователей

Стробоскопическая открытка с POV-эффектом на ATmega8

В этой статье я хочу представить проект открытки с механической разверткой (похоже на часы Боба Блика, но здесь нужно махать рукой).   

Такая открытка отлично подойдет в роли подарка кому-нибудь либо её можно носить с собой как брелок. Подобные схемы отлично подходят для тех, кто только начал изучать микроконтроллеры и осваивать smd-монтаж.



В основе стробоскопического эффекта лежит персистенция (инерционность) человеческого зрения — особенность зрительного восприятия дискретных последовательных событий, которые кажутся непрерывными. Так, например, когда крутят горящий факел, глаз видит огненный круг вместо нескольких положений одного и того же горящего факела.

Таким образом, персистенция — это способность глаза соединять быстро сменяющиеся изображения в одно — неподвижное. Именно на этом принципе устроен кинематограф, поскольку любое изображение (в кино или на экране монитора) представляет собой множество быстро сменяющихся изображений.

В нашем случае сменяется порядок свечения светодиодов. Но обо всё по порядку.

1.Хардварная часть.

1.1 Схема

ВНИМАНИЕ!!!
Номера выводов микроконтроллера подписаны для ATmega8 в корпусе TQFP32. Если будете делать для DIP или на бредборде, то вам нужно ориентироваться на названия портов.

"Мозгом" устройства стал восьмибитный микроконтроллер ATmega8 от AVR с 8КБайтами памяти на борту.
Микроконтроллер способен работать от низкого напряжения, отличается малым потреблением энергии.
Так как выводы МК имею высокое входное сопротивление, они могут работать как антенны и принимать наводки от внешних источников.
Самым критичным с этом плане является вывод RESET. Колебания на этом выводе могут приводить с нестабильности выполнения программы микроконтроллером.Для предотвращения этого вывод RESET имеет подтяжку через резистор 10 килоом к плюсу питания.
Индикация осуществляется 8 (по одному на бит) светодиодами 0805 (Можно ставить любые, главное чтобы это не приводило к превышению максимального для микроконтроллера тока). Светодиоды висят без резисторов, т.к. вмешивается внутреннее сопротивление батарейки + светодиоды работают в импульсном режиме.
Запуск микроконтроллера происходит при замыкании вывода RESET на минус питания. Программа выполняется в течение 30 секунд (настраивается программно) и после этого микроконтроллер засыпает.
Питание от батарейки CR2023.

Про изготовление платы и пайку smd-компонентов смотрите в видео в конце статьи.

2. Софтварная часть

Немного расскажу о реализации изображения на примере простого рисунка.

Поле можно представить как сетку 8(количество светодиодов)х7(оптимальное количество столбцов на 1 символ с учётом пробела)
В прошивке назначено время работы одного столбца в 1мс. 
#define LINETIME 1   //Время работы линии в миллисекундах
#define WORKTIME 30   //Время работы в секундах
То есть светодиоды мигают таким образом:
1мс - 678
2мс - 567
3мс - 456
4мс - 345
5мс - 234
6мс - 123
7мс - 12
Можно сделать свой рисунок, изменив исходники кода.
Памяти МК в идеале должно хватить на 
65536 (бит в 8КБайтах)/7строк*8столбцов(бит)=1170 символов (но придется очень широко размахивать руками)

Правильность своей прошивки можно проверить в протеусе с помощью виртуального осциллографа.

Если на это мигание смотреть неподвижно, то мигание в 150Гц будет еле заметно. Но если изображение "развернуть", то за счет инерционности зрения изображение станет видимым.

3. Прошивка МК

1. Подпаиваем проводки к плате (в .lay-файле указаны места где удобнее всего подпаяться)

2. Подключаем их к программатору (у меня USBASP. Если у вас тоже,то рисунок с распайкой ISP10 вам в помощь).

3. Подключаем программатор + микроконтроллер в компьютеру

4. Включаем на своём компьютере программу для прошивки

.

4.1 Выбираем тип микроконтроллера (в данном случае - ATmega8).

4.2 Находим на компьютере .hex-файл. Если чип ранее использовался, то его необходимо очистить.

4.3 Устанавливаем фьюз-биты. Фьюз-быты стандартные.

ВНИМАНИЕ!!! Здесь фьюз-биты прямые т.е. если галочки нет, то бит установлен.

5.Нажимаем кнопку ПРОГРАММИРОВАНИЕ.

И либо получаем ошибку (битый МК, плохой контакт МК и программатора, отпал джампер питания (USBASP) замыкание сигнала с программатора, непропай выводов МК и прочее)
либо всё прошивается и устройство сразу начинает мигать.
После этого отсоединяем МК от программатора, ставим батарейку (устройство при этом "проснётся"), ждем 30 секунд (устройство "заснёт"), нажимаем кнопку и машем . Если ваш рисунок виден полностью, без пропусков сегментов, то можете себе похлопать. Если же пропуски есть, то стоит проверить плату на наличие  "соплей"  - перемычек между дорожками - и устранить их.
Если плата исправна, но проблема не устранена, то нужно проверить сначала проблемные светодиоды (возможно вы просто перепутали полярность), а потом только МК. Если проблем "железа" не выявлено, то попробуйте перепрошить МК.

Список радиоэлементов

Обозначение Тип Номинал Количество ПримечаниеМагазинМой блокнот
U1 МК AVR 8-бит
ATmega8A-AU
1 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
HL1-HL8 СветодиодARL2-0805UBC8 0805Поиск в магазине ОтронВ блокнот
R1 Резистор
10 кОм
1 0805Поиск в магазине ОтронВ блокнот
Bat.1 БатарейкаCR20321 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
Батарейный отсекBH10601 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
SA1 Тактовая кнопкаSWT-101 Поиск в магазине ОтронВ блокнот
C1, C2 Конденсатор100 нФ2 0805Поиск в магазине ОтронВ блокнот
Добавить все

Скачать список элементов (PDF)

Прикрепленные файлы:

Теги:

Опубликована: 0 1
Я собрал 0 0
x

Оценить статью

  • Техническая грамотность
  • Актуальность материала
  • Изложение материала
  • Полезность устройства
  • Повторяемость устройства
  • Орфография
0

Средний балл статьи: 0 Проголосовало: 0 чел.

Комментарии (9) | Я собрал (0) | Подписаться

+1
Публикатор #
На форуме автоматически создана тема для обсуждения статьи.
Ответить
0
BARS_ #
Первое. В схеме нужен акселерометр.
Второе. В схеме не нужна ATmega8.
Третье. Видео о работе устройство предполагает наличия на этом видео работы устройства, а не процесс сборки и 10 секунд работы.
Четвертое. Неплохо было бы предусмотреть легкую смену картинки через тот же USART.
Ответить
0

[Автор]
SaneX #
Отвечаю.
1.Акселерометр - это безусловно полезная штука для подобного проекта, но основной упор сделан на простоту сборки. Кто захочет - пусть повесит акселерометр.
2.Согласен, атмега тут лишняя т.к. много портов не задействовано.
3.Персистенция через видео передается не очень хорошо. Конечно можно сделать фотографии с большой выдержкой, но я такой аппаратурой не обладаю.
4.См. п.1 . Кто захочет - сделает.
Ответить
0
sergej_shaggy #
Новое - хорошо забытое старое. В частности для таких эффектов еще в начале 00-х годов начал писать прогу, которая описана в статье http://cxem.net/sound/light/light101.php. Правда тогда это все реализовывалось на 155ЛА3, 155ИЕ5, 537РФ2.
А вот синхронизировать развертку с частотой колебаний руки - сложновато. Хотя бы геркон с магнитом на пружинке поставить надо.
Ответить
0

[Автор]
SaneX #
Проще колебания руки под развёртку подстроить
Ответить
0
xopek #
В кабеле ISP10 USBASP Землю лучше брать пропустив два пина от питания. Есть версии программаторов с RX/TX на этих местах и это порой вызывает чудесатые глюки
Ответить
0
MACOH #
А марка светодиодов принципиальна? Я могу воткнуть туда просто китайский ноу нейм?
Ответить
-1
lvlr #
А есть у кого схемка часов с механической развёрткой?
Такая же полоска светодиодов крепится к вентилятору и получаются часы.
Ответить
+1
Ярослав #
Собрал открытку. Запустил. Красивая игрушка. Отличная тернировочная безделушка.
Ответить
Добавить комментарий
Имя:
E-mail:
не публикуется
Текст:
Защита от спама:
В чем измеряется электрическая мощность?
Файлы:
 
Для выбора нескольких файлов использйте CTRL

Набор для сборки - LED лампа
Набор для сборки - LED лампа
200 Вт усилитель класса D на IRS2092 Программатор Pickit3
вверх