¿Qué dice tu Fidget Spinner?

La ilusión óptica de persistencia de la visión (POV) es bastante común en los juguetes baratos hoy en día, pero ¿qué tan genial sería tener tu propio tablero de mensajes POV programable? El estudiante alemán de posgrado en electrónica [Matej] afortunadamente creó un fidget spinner de código abierto con una pantalla POV totalmente personalizable que te permite compartir cualquier pensamiento que te gustaría que tus amigos de fidget spinner supieran.

Los gráficos mostrados no dependen de la velocidad de rotación, gracias a una solución que rastrea el ángulo de rotación. A diferencia de los dispositivos POV, el fidget spinner POV muestra los mismos gráficos a velocidades de rotación más altas y más bajas, lo cual es útil considerando que el fidget spinner no gira automáticamente a la misma velocidad de rotación para todos los usuarios. Tampoco requiere una velocidad constante para que la imagen se muestre correctamente, a diferencia de los ventiladores o relojes POV.

El proyecto utiliza un microcontrolador Microchip PIC 16F1619 mejorado para el núcleo, que tiene un periférico de tiempo angular incorporado que utiliza un sensor Hall omnipolar (DRV5033) y un imán para rastrear el ángulo de rotación actual. El sensor Hall genera un pulso cada vez que un imán lo pasa (cada 360°), mientras que el Temporizador Angular genera 180 pulsos por revolución (cada 2°). Esto crea tamaños de columna de 2° para los caracteres impresos. El temporizador angular maneja automáticamente los cambios si el tiempo entre los dos pulsos del sensor cambia debido a la velocidad de rotación.

Los gráficos se muestran con 32 LED (16 verdes, 16 rojos) con una corriente nominal de 1 mA, impulsados ​​por dos controladores de registro de desplazamiento de corriente constante de 16 canales (TLC59282) conectados en cadena. [Matej] utilizó el software gratuito “The Dot Factory” para generar las letras, aunque fue necesario realizar algunos ajustes para tener en cuenta el orden de los LED en el diseño de la PCB (algunos bits se desplazaron y la fuente tuvo que cambiarse). ser de 16 bits de alto en lugar de 8 bits de alto).

Para acceder remotamente al dispositivo, un módulo Bluetooth Low Energy (RN4871) se comunica con los microcontroladores a través de una interfaz UART, a la que se puede acceder desde una aplicación para PC de LabVIEW o desde una aplicación BLE para teléfono inteligente.

[Matej] utiliza una solución inteligente para permitir el acceso a la energía con solo un botón táctil capacitivo. Un IC capacitivo (PCF8883) integrado debajo de la máscara de soldadura de la PCB controla la alimentación del dispositivo. El resultado del IC capacitivo se envía a la puerta lógica OR (BU4S71G2) junto con una señal de la MCU y la salida se conecta al pin Enable de un convertidor reductor (TPS62745). El botón también se puede utilizar para cambiar entre modos de funcionamiento (encender la radio Bluetooth u otros componentes únicamente) cuando se necesita conservar energía.

Definitivamente, la baja energía es una necesidad cuando se construye un pequeño juguete POV como un fidget spinner. Se utiliza un convertidor reductor para convertir los 6 V nominales de las baterías a una fuente de 3,3 V. El componente TPS62745 fue elegido por su eficiencia con cargas livianas, baja corriente de reposo, funcionamiento con una pequeña bobina de 4,7uH, un interruptor de voltaje de entrada integrado utilizado para medir la capacidad de la batería con un consumo mínimo de corriente y un voltaje de salida que el usuario puede seleccionar mediante cuatro entradas en lugar de resistencias de retroalimentación, lo que reduce la lista de materiales. El dispositivo duerme después de 5 minutos de inactividad, lo que reduce el consumo de corriente a menos de 7uA.

Es interesante notar que la primera inspiración de [Matej] fue un fidget spinner similar regalado por Microchip en la Feria Mundial Integrada en Nuremberg, Alemania, donde demostraron el periférico Angular Timer para sus MCU de la serie PIC16. Es bastante fácil decir que los dispositivos resultantes no se parecen en nada entre sí, aparte de la MCU y el módulo BLE.