Pantalla LED amb hèlix Arduino

Heu vist hèlixs en avions o en vaixells marins, si no en realitat, segur que en pel·lícules. En aquesta sessió dissenyarem una pantalla d'hèlix amb Arduino, LEDs i un motor de corrent continu. En aquesta pantalla de l’hèlix, sembla que el text giri en forma d’hèlix en forma circular.

La visualització de l'hèlix és similar a LED Matrix. Conté 8 LED (díodes emissors de llum) que es disposen en forma de matriu 8 * 1 (8 files i 1 columna). Es disposen en forma d'escala una sobre l'altra. Aquests 8 LED es poden fer visualitzar qualsevol contingut com ara text, números, símbols, etc. Això s’aconsegueix amb Perception of Vision (POV), en el qual moltes imatges fixes es mouen ràpidament una per una en una seqüència, cosa que dóna una percepció d’animació o una imatge en moviment. Com es fa això s’explica al tutorial que es mostra a continuació.

Components necessaris:

• Arduino Uno
• Motor de corrent continu
• + Bateria LI-ION de 3,6 V
• LED (8 peces)
• Resistència 1KΩ (8 peces)

Construcció de la pantalla de l'hèlix:

Primer agafeu una base estable; Vaig fer servir una antiga unitat de DVD de PC que estava al voltant. Podeu obtenir un tauló de fusta o una caixa de cartró. A continuació, feu un forat al mig de la unitat de DVD (base) i introduïu-hi l'eix del motor de corrent continu. Assegureu-vos que el forat sigui prou estret per mantenir el motor i que el motor pugui girar lliurement. Vaig utilitzar Feviquick per posar l’eix al seu lloc.

Suporteu la part superior del motor per equiparar els ressalts desiguals. Vaig fer servir un tauler de punts i vaig tornar a utilitzar cola ràpida per enganxar-lo amb motor de corrent continu.

Connecteu la bateria LI-ION a la part superior. Si no teniu una bateria LI-ION de la mateixa mida, deixeu-la. Després, agafeu cada LED i proveu-lo amb una cel·la de botó o qualsevol altra font. A continuació, agafeu algunes resistències i soldeu-les amb LED segons la imatge i el diagrama de circuits que es mostren a continuació.

(…)

Connecteu els LED i resistències soldats amb Arduino UNO tal com es mostra a la figura i al diagrama de circuits.

(…)

Munteu UNO a la part superior del motor DC i assegureu-lo amb l'ajuda de cinta per a violoncel per acabar la configuració. Per tant, la configuració final de l’hèlix es mostrarà a continuació:

Circuit i explicació de treball:

El circuit de visualització POV controlat per Arduino és molt senzill, simplement hem connectat 8 LEDs amb Arduino Uno segons el diagrama del circuit següent.

PORTD, PIN0 ------------------ LED8 TERMINAL POSITIU

PORTD, PIN1 ------------------ LED7 TERMINAL POSITIU

PORTD, PIN2 ------------------ LED6 TERMINAL POSITIU

PORTD, PIN3 ------------------ LED5 TERMINAL POSITIU

PORTD, PIN4 ------------------ LED4 TERMINAL POSITIU

PORTD, PIN5 ------------------ LED3 TERMINAL POSITIU

PORTD, PIN6 ------------------ LED2 TERMINAL POSITIU

PORTD, PIN7 ------------------ LED1 TERMINAL POSITIU

Igual que afegim més columnes en matriu LED de 8x8 per ampliar la pantalla, de la mateixa manera en lloc d’afegir més COLUMNES de LED, movem el primer LED COLUMN al segon lloc COLUMN LED mitjançant el moviment de DC MOTOR

Per comprendre tota la situació, digueu que volem que aparegui "A" a la pantalla de l'hèlix. Penseu que l’agulla del LED es troba a POSITION1 al principi, tal com es mostra a la figura següent. L’agulla LED és la columna de 8 LED.

Ara alimentarem el motor i començarà a funcionar.

A t = 0ms: l’agulla estarà en POSICIÓ 1. En aquesta posició, s’encenen tots els vuit LEDs, des del LED TOP (MSB) fins al LED INFERIOR (LSB).

A t = 1ms: l’agulla estarà a la POSICIÓ 2. Igual que la posició 1, en aquesta posició s’encenen tots els vuit LEDs, des del LED TOP (MSB) fins al LED INFERIOR (LSB).

A t = 2 ms: l'agulla estarà a la POSICIÓ 3. En aquesta posició només els LED7, LED6 i LED3 es mantenen encesos i els LED restants estan apagats.

A t = 3ms: l'agulla estarà a la POSICIÓ 4. Igual que a la posició 3, en aquesta posició només els LED7, LED6 i LED3 es mantenen activats i els LED restants estan apagats.

A t = 4ms: l'agulla estarà a la POSICIÓ 5. Igual que a les posicions 3 i 4, en aquesta posició només els LED7, LED6 i LED3 es mantenen engegats. Els LED restants estan apagats.

A t = 5ms: l’agulla estarà a la POSICIÓ 6. En aquesta posició, tots els vuit LED s’encenen de nou, el led TOP (MSB) al led BOTTOM (LSB) s’encén.

A t = 6ms: l'agulla estarà a la POSICIÓ 7. Igual que a la posició 6, en aquesta posició es mantenen tots els vuit LEDs encesos.

Com s’ha explicat anteriorment, engegarem els LED adequats a les posicions d’agulla adequades per mostrar el caràcter necessari. Si la velocitat de moviment de l'agulla és lenta, podem veure cada columna LED per separat. Però quan la velocitat del motor és elevada i l'agulla es mou massa ràpidament, es mostrarà que la pantalla mostra un caràcter continu "A".

Explicació de la programació:

Hem programat l'Arduino per alimentar el LED adequat en els moments adequats mentre es gira, de manera que la columna LED mostrarà el text "CIRCUIT DIGEST" en posició circular.

La programació de la pantalla de l'hèlix és fàcil d'entendre. S'ha pres una matriu de 26x8 com a caràcter volàtil ALPHA. Aquesta matriu consta de vuit posicions de l'agulla per mostrar cadascun dels 26 alfabets que la converteixen en una matriu de 26x8. Les 26 files de la matriu representen els 26 alfabets i les 8 columnes de cada fila representen la vuit posició de l'agulla per mostrar el caràcter mentre gira. Ara cada cel·la consisteix en un número binari que representa l'estat d'encès / apagat de 8 LEDs en una posició particular d'Agulla. Recordeu que l'agulla aquí fa referència a la línia de 8 LED connectats a Arduino tal com s'ha explicat anteriorment.

Ara només cal girar el motor de corrent continu i utilitzar un bucle for amb vuit iteracions per mostrar un caràcter. Com si voleu mostrar 10 caràcters, haureu d'executar 10 ' per a bucles' amb vuit iteracions cadascuna. Per tant, hem utilitzat 13 per a bucles per mostrar el text CIRCUIT DIGEST. Consulteu el codi del programa complet a continuació amb un vídeo de demostració.

Així és com podeu crear una bella il·lusió de Persistència de Visió (POV) amb Arduino com si un text giri com una hèlix.