Autor Tema: Proyecto POV circular  (Leído 25897 veces)

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Desconectado elgarbe

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Proyecto POV circular
« en: 13 de Septiembre de 2014, 20:41:23 »
Bueno, despues de ir eliminando dudas sobre el pasaje de imágenes de rectangular a coordenadas polares (http://www.todopic.com.ar/foros/index.php?topic=43367.0) y luego de resolver dudas para el almacenamiento externo de las imágenes y la velocidad de transferencia de datos (http://www.todopic.com.ar/foros/index.php?topic=43384.0) estamos en condiciones de ir publicado los avances del proyecto.

Resumiendo tenemos:

Motor: 1/8 HP 1300RPM (aproximadamente, lo tenemos que medir). Con este motor conseguimos 21fps. Estamos al límite inferior para que no haya parpadeo, pero no hemos conseguido otro motor. Igual tenemos que medirlo, quizá sea de 1450 y no me doy cuenta a simple vista.

Tira LED: 250mm de radio y unos 64LED para conseguir 128pixeles de resolucion. Son LED de 3mm de alta intencidad, de 20° de apertura (los mas cerrados que conseguimos para obtener puntos bien definidos) verdes. Será un POV monocromo, pero la idea es que tenga buena resolucion.

Imágenes: Con 64 LED si queremos dividir al círculo en 360 partes cada imagen pesaría 23040 bits. Si vamos por 256 divisiones pesarían 16384 bits. Creo que menos que eso no sirve por ser un POV largo. Con estos pesos queda excluida la memoria interna de cualquier micro si queremos generar 4 o 5 imágenes. Hay que tener en cuenta que ciertas cosas conviene tenerlas almacenadas y otras generarlas en runtime. Por ejemplo, el Reloj analógico es mucho más facil generarlo en runtime ya que es una imagen netamente Polar. En el caso de imágenes comunes, que a simple vista son cartesianas, conviene transformarlas en la PC y almacenarlas ya polarizadas.
Otra cuenta que podemos sacar para las imágenes es la siguiente. Una imagen cartesiana de 128x128px (que es lo que podemos mostrar con nuestra barra de 64 leds) pesaría 16384bits, pero en la circunsferencia del POV no podemos mostrar todos esos bits, ya que es el círculo inscripto en el cuadrado de 128x128. Si tomamos proporcionalidad de superficie, el círculo de 64bits de radio tiene una superficie de 12868 bits, por lo que ocupando esa cantida de bits deberiamos estar bien. En ese caso 12868/64 = 201. O sea 200 posiciones circulares.

uC: Tanto a los chicos como a mi nos entusiasmó la idea de poner un ARM. A ellos (que no conocen nada de arquitecturas) les interesó por usar la misma arquitectura de uC que tienen en sus celulares  :o, a mi me interesó porque sería mi primer placa completa con uno de estos micros. Funciona a 72MHz, posee 2 SPI, no tiene DMA, tenemos 64Kbyte de FLASH, 8Kbyte de RAM, USB con toda la API incluida para CDC, HID y MSC. Tambien permite Device Firmware Upgrade.

Almacenamiento Externo: Usaremos una vieja y reciclada AM29F010-120 en formato DIP. Tenemos alguna en formato SMD, pero con el encapsulado DIP se nos facilita muchísimo el ruteo. Esta memoria es de 1Mbit con lo que podríamos almacenar 64 imágenes, más que suficiente para una pequeña animacion. Tomando 12868 podemos almacenar 80 imágenes completas.

Resumiendo los tiempos:

La barra de LEDs tiene una longitud de 250mm, los led son de 3mm (3.2mm), por lo que si suponemos un espaciado de 3.5mm entre ellos podríamos meter 71 LED. Tomemos como punto de partida 64LEDs. Con esa tira, al girar podremos hacer una imagen de 128x128 pixeles.
El perímetro del círculo descripto por el led mas alejado del centro es pi * 500 = 1570mm. Tomemos como partida de caso líite 360 posiciones en el círculo.

El motor gira a mas o menos 1300RPM o sea 21.66 rev por segundo. Por lo que una vuelta completa le tomará 46mseg. Si queremos poder distinguir 1°, el tiempo entre cada pixel será 46mseg * 1°/360° = 127useg. Para obtener una imagen estable lo ideal a mi modo de ver es que en la interrupcion se haga lo menos posible para asegurar que cada 127useg se actualicen los led. Esos 127useg dependeran de la velocidad real de motor en cada revolucion y hay que ir actualizando constantemente.

En lospróximos días iremos poniendo los avances en el diseño.

Saludos!
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Leonardo Garberoglio

Desconectado BrunoF

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Re: Proyecto POV circular
« Respuesta #1 en: 14 de Septiembre de 2014, 14:39:52 »
Te alegro un poquito si te digo que necesitás 255 iteraciones en lugar de 256? :D

Lo expliqué justo hace un rato acá:

http://www.todopic.com.ar/foros/index.php?topic=25995.msg359660#msg359660

Éxitos!
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Re: Proyecto POV circular
« Respuesta #2 en: 14 de Septiembre de 2014, 16:49:04 »
Si al final te decides por un LPC1347, este tiene 64 kBytes de memoria de programa.
Cada imagen grande ocupa 23040 bits = 2880 bytes, de manera que 5 imágenes (14 kbytes) se pueden meter sin problemas en la memoria de programa del microcontrolador.
Así te ahorras la memoria externa y simplificas todo el circuito.
Eso sí, a partir de 15 imágenes la memoria del micro se empieza a quedar corta.

Los leds de ángulo grande también pueden funcionar bien. Los televisores TFT tienen un ángulo de visión de 170º y los puntos no se mezclan entre sí a pesar de tener dot-pitch de décimas de milímetro.
Lo mejor en este caso quizá sea utilizar leds SMD para que la luz salga de un punto pequeño, aunque el ángulo de visión sea grande.


Un saludo.

Desconectado elgarbe

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Re: Proyecto POV circular
« Respuesta #3 en: 14 de Septiembre de 2014, 18:32:27 »
Si al final te decides por un LPC1347, este tiene 64 kBytes de memoria de programa.
Cada imagen grande ocupa 23040 bits = 2880 bytes, de manera que 5 imágenes (14 kbytes) se pueden meter sin problemas en la memoria de programa del microcontrolador.
Así te ahorras la memoria externa y simplificas todo el circuito.
Eso sí, a partir de 15 imágenes la memoria del micro se empieza a quedar corta.

Si, si, es cierto, al esquemático y ruteo lo voy a hacer con la memoria externa, pero las pruebas las haremos sin memoria, usando la del micro, como propones. Despues, si hay tiempo (la exposicion es el 15 de noviembre) y la necesitamos le soldamos la meoria y listo. Cuanto mas simple de entrada mejor.

Los leds de ángulo grande también pueden funcionar bien. Los televisores TFT tienen un ángulo de visión de 170º y los puntos no se mezclan entre sí a pesar de tener dot-pitch de décimas de milímetro.
Lo mejor en este caso quizá sea utilizar leds SMD para que la luz salga de un punto pequeño, aunque el ángulo de visión sea grande.

Un saludo.

Tambien es cierto esto, aunque el año pasado hicimos el POV con led 3528 (lo más chico que consigo) y el resultado para mi no fue muy lindo. Tendría que conseguir un led SMD más chico y aca en argentina esta complicado para eso. Por eso nos fuimos a los viejos led de 3mm pero de alta luminocidad. Comprar por ebay o aliexpress acá esta demorando 2 o 3 meses y podemos hacer solo 2 compras anuales al exterior (y sería una pena gastarlas en un par de led's).

Si el año que viene encaramos el RGB entonces no habrá mas remedio que usar SMD y ver que puedo conseguir.

Saludos!
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Leonardo Garberoglio

Desconectado elgarbe

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Re: Proyecto POV circular
« Respuesta #4 en: 14 de Septiembre de 2014, 22:13:50 »
Un avance del Ruteo y forma de la PCB:

Captura de pantalla 2014-09-14 22.11.33 by leonardogarberoglio, on Flickr

este es e esquemático con el que voy avanzando, solo la parte del uC.

Captura de pantalla 2014-09-14 17.03.04 by leonardogarberoglio, on Flickr

Saludos!
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Leonardo Garberoglio

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Re: Proyecto POV circular
« Respuesta #5 en: 14 de Septiembre de 2014, 22:25:00 »
Lo veo bien al schem del LPC1347.

Saludos
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Re: Proyecto POV circular
« Respuesta #6 en: 14 de Septiembre de 2014, 23:40:53 »
Hola elgarbe, preocupante es el desbalanceo que poseerá esa placa, recomendaría el uso de componentes SMD por lo menos los que se montan sobre el brazo. Y también el uso de placas FR4 que tienen más resistencia a la tracción que las de pertinax.

Un saludo.

Atte. CARLOS.

Pda. Saludos Brunito, hace rato que no te veía!!!

La teoría es cuando se sabe todo y nada funciona. La práctica es cuando todo funciona y nadie sabe por qué.

Desconectado BrunoF

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Re: Proyecto POV circular
« Respuesta #7 en: 15 de Septiembre de 2014, 01:49:59 »
Hola Carlitos!

Sí, ando medio desaparecido pero sigo... me alegra verte por acá!

Abrazo!!
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Desconectado Nocturno

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Re: Proyecto POV circular
« Respuesta #8 en: 15 de Septiembre de 2014, 01:52:52 »
En la parte circular de la PCB, quizás podrías dejar algunos taladros para meter tornillos con tuercas, que te permitan hacer de contrapeso buscando el equilibro total de la PCB, y evitando así vibraciones al girar.

Desconectado elgarbe

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Re: Proyecto POV circular
« Respuesta #9 en: 15 de Septiembre de 2014, 08:39:17 »
En la parte circular de la PCB, quizás podrías dejar algunos taladros para meter tornillos con tuercas, que te permitan hacer de contrapeso buscando el equilibro total de la PCB, y evitando así vibraciones al girar.

Si, si, el del año pasado, para balancearlo, montamos la PCB sobre una placa de aluminio (en donde estaba sostenida la LIPO) y en esa placa de aluminio pusimos los agujeros con los tornillos y, como tu bien dices, fuimos agregando tuercas en uno u otro tornillo para conseguir que quede perfectamente horizontal cuando lo colgamos de un hilo.
Esa placa de aluminio, en el centro tiene un agujero y al eje del motor lo hicimos con el torno un buje con rosca en la punta para enroscarlo a la placa de aluminio. No sé si se entiende la idea. Despues a la tarde le saco una foto al sistema de montaje que hicimos.

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Leonardo Garberoglio

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Re: Proyecto POV circular
« Respuesta #10 en: 15 de Septiembre de 2014, 14:45:03 »
Bueno, el ruteo esta casi listo, pero falta un detalle... la alimentacion!

Sacando cuentas, 64LED a 20mA son 1.28A para la parte de 5V. La parte de 3.3V solo ocupa al uC y la memoria.

La energía saldrá de una LIPO de 7.4V y 2200mAh. Un 7805 con disipador y refrigerado con el mismo giro podría funcionar, verdad? no tiene sentido caer en algun stepdown switching no?

Saludos!
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Leonardo Garberoglio

Desconectado Nocturno

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Re: Proyecto POV circular
« Respuesta #11 en: 15 de Septiembre de 2014, 15:21:42 »
¿Un 7805 para más de 1A?, quizás uno switching aproveche mejor la batería y garantice la potencia que vas a necesitar.

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Re: Proyecto POV circular
« Respuesta #12 en: 15 de Septiembre de 2014, 16:02:19 »
el TO-220 da 2W con disipador pequeño. Estimo que disipador + refrigeracion forzada podría dar los 3.5W...

Para switching tengo el lm2576. No introducen problemas de ruidos estos reguladores trabajando cerca del uC?

Saludos!
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Leonardo Garberoglio

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Re: Proyecto POV circular
« Respuesta #13 en: 15 de Septiembre de 2014, 16:11:47 »
coincido con nocturno, un switching te aprovecharía mejor la batería, te aguantan 3A, y lo mejor es que no se calientan como un 7805, te ahorras el tema del disipador y el espacio
Ser Colombiano es un Premio, Saludos desde CALI-COLOMBIA

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Re: Proyecto POV circular
« Respuesta #14 en: 15 de Septiembre de 2014, 16:31:42 »
totalmente de acuerdo, me he expresado mal. En mi cabeza ronda la idea de que un regulador switching en una placa con micro es para dolores de cabeza. Quizá exajero un poco. Entonces la duda iba por plantear regulador tipo LDO (puedo poner 2 o 3 superficiales sin disipador distribuidos por el PCB) o directamente uno solo y que sea Switching.
Por ahí venía el tema, es cierto que un solo 7805 no es la solucion. pero como la capa Bottom es casi todo GND, quizá podía distribuir un par de LDO's en la placa.

Saludos!
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Leonardo Garberoglio


 

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