Электрическая схема

Микроконтроллер ATmega8 включен без использования кварцевого резонатора и работает на внутреннем RC генераторе частотой 8 мгц. К нему подключены питание, линейка из восьми светодиодов и две линии СОМ порта, работающего в асинхронном режиме на скорости 9600 кбод. Для преобразования уровней RS-232 используется стандартная микросхема MAX232. Также в схеме использован инфракрасный датчик положения состоящий из светодиода и фототранзистора, который может быть заменен датчиком Холла и даже герконом. Цепи питания надо зашунтировать конденсатором не менее 100 мкф.

Схема также доступна в формате S-Plan скачать

S-Plan можно скачать нажав сюда

Алгоритм работы

Алгоритм построен на основе утверждения, что при устоявшейся скорости вращения линейки светодиодов (при достаточной ее инерционности) ее линейная скорость практически не меняется от оборота к обороту. Итак, как только устройство совершает один оборот, программа вычисляет время, за которое он произошел, и расчитывает, сколько "столбиков", то есть пикселей в ширину, можно расположить на окружности, и начиная со следующего оборота посылает в линейку светодиодов определенную "картинку", которуюю берет из собственного знакогенератора с расчетной частотой. Процесс повторяется. Программа устроена так, что если весь текст не умещается на окружности, то он отображается в виде бегущей строки бесконечное количество раз. Если текст короче, чем длина окружности, на окружности будет несколько копий этого текста, и они будут постоянно вращаться в случае выбора ненулевой скорости вращения, или отобажаться статически, если выбрать нулевую скорость. Программа начинает корректно работать со скорости 1 оборот в секунду. Максимальную скорость мне не удалось установить (слабоват мотор), но при скорости 12 оборотов в секунду и максимальном количестве символов программа работает "без запинок". Это моя вторая разработка подобного устройства, и мне удалось значительно упростить и "ускорить" алгоритм этой программы по сравнению с первой. Кроме того в этой версии полностью отсутствует "нестабильность" изображения, и несовпадение в месте "соединения" не превышает 1-2 пикселя, что позволяет сделать вращающиеся надписи с круговым обзором.

Управление устройством с персонального компьютера

Для управления устройством с компьютера в нем реализована управляющая программа, которая работает через любую терминальную программу для персонального компьютера, например "Hyper Terminal", входящий в стандартный комплект Windows. Для работы надо установить скорость 9600 bps и асинхронное соединение, установть в терминале русский шрифт, и соединить устройство с компьютером через СОМ-порт обычным нуль-модемным кабелем. Теперь, если включить устройство, на экране терминала появится меню управления, которое позволит ввести текст (с использованием в случае необходимости клавиши "забой" (backspace)), изменить скорость бегущей строки (вращения текста), и изменить размер символов. Размер символов понимается как количество символов в окружности и может принимать значения от 3 до 99. Если сделать два дополнительных кольца на коллекторе и две дополнительных щетки, и подключить через них две линии RS-232 ( Rx и Tx), программирование устройства можно будет производить без его остановки. Все данные сохраняются в энергонезависимой памяти устройства и не теряются при выключении питания.