这是一个烦躁不安的微调器，它使用视觉的持久性效果，这是一种光学幻觉，通过它多个离散图像融合为人脑中的单个图像。

使用在LabVIEW中编程的PC应用程序或免费使用的智能手机BLE应用程序，可以通过低功耗蓝牙链接更改文本或图形。

最重要的特征之一是，由于采用了创新的跟踪角度跟踪解决方案，因此显示的图形不依赖于旋转速度。这意味着在更高和更低的旋转速度下（例如，当握住手中的烦躁不安的人放慢速度时），所显示的图形都感觉相同。

这也是市场上各种POV设备（POV时钟等）之间的主要区别之一，POV设备必须具有恒定的旋转速度才能正确显示图像。

 市场上其他POV设备之间的区别

最重要的特征之一是，由于采用了创新的跟踪角度跟踪解决方案，因此显示的图形不依赖于旋转速度。这意味着在更高和更低的旋转速度下（例如，当握住手中的烦躁不安的人放慢速度时），所显示的图形都感觉相同。

这也是市场上各种POV设备（POV时钟等）之间的主要区别之一，POV设备必须具有恒定的旋转速度才能正确显示图像。

还值得注意的是，所有组件均选择了尽可能低的能耗，以延长电池寿命

技术说明

它使用增强的Microchip PIC 16F1619微控制器作为内核。MCU具有内置的Angular Timer外设，该外设使用全极霍尔传感器DRV5033和一个磁体来跟踪当前旋转角度。

使用总共32个LED，16个绿色和16个红色发光二极管（标称电流2mA）显示图形。二极管由两个以菊花链形式连接的16通道恒流移位寄存器驱动器TLC59282驱动。

为了远程访问设备，有一个蓝牙低功耗模块RN4871，该模块通过UART接口与微控制器通信。可以从个人计算机或智能手机访问该设备。

通过使用电容式触摸按钮打开设备，该按钮嵌入在印刷电路板上的阻焊层下方。电容式IC PCF8883的输出被馈送到或逻辑门BU4S71G2。或门的另一个输入是来自MCU的信号。或门的输出连接到降压转换器TPS62745的Enable引脚。通过使用此设置，仅使用一个触摸按钮就可以打开/关闭设备的电源。

电容按钮还可以用于在不同的操作模式之间进行切换，例如仅在需要时才打开蓝牙无线电以节省能源。

降压转换器TPS62745将电池的6V标称电压转换为稳定的3.3V。之所以选择此转换器，是因为它在轻负载下具有高效率，低静态电流，采用4.7uH微型线圈工作，并且具有集成的输入电压开关，可以用它以最小的电流消耗来测量电池容量，并且输出电压是用户可以通过四个输入而不是反馈电阻进行选择（减少BOM）。闲置5分钟后，设备会自动进入睡眠状态。睡眠中的电流消耗小于7uA。

电池位于背面：

跟踪旋转角度

旋转角度是通过“硬件”而不是软件来跟踪的，这意味着CPU有更多时间来处理其他任务，为此，使用了内置在二手微控制器PIC 16F1619中的Angular Timer外设。

角度计时器的输入是霍尔传感器DRV5033的信号。霍尔传感器每次经过磁铁时都会产生一个脉冲。霍尔传感器位于设备的旋转部分，而磁体位于用户握住设备的静态部分。由于只使用一个磁体，这意味着霍尔传感器将产生一个脉冲，每360°重复一次。

同时，角度计时器每转会产生180个脉冲，其中每个脉冲代表2度旋转。选择180个脉冲，而不是360°，因为发现2°是打印字符两列之间的理想距离。

角度计时器会自动处理所有计算，并且如果两个传感器脉冲之间的时间因转速变化而变化，则会自动调整。

磁体和霍尔传感器的位置如下图所示。

远程访问

我想要一种动态更改显示文本的方法，而不仅仅是硬编码到代码中。选择BLE是因为它消耗的能量非常小，并且所用芯片RN4871的尺寸仅为9 x 11.5 mm。

通过BT链接，可以更改显示的文本及其颜色-红色或绿色。还可以监控电池电量，以了解何时该更换电池。

该设备可以通过在LabVIEW图形编程环境中编程的计算机应用程序控制，也可以使用免费的智能手机BLE应用程序进行控制，该应用程序可以直接写入所连接设备的选定BLE特性。

为了将信息从PC /智能手机发送到设备，我使用了一项服务，该服务具有三个特征，每个特征均由一个手柄标识。

PC应用

在左上角，有用于启动National Instruments BLE服务器应用程序的控件。这是NI的命令行应用程序，可在计算机上的BLE模块和LabVIEW之间建立桥梁。它使用HTTP协议进行通信。使用该应用程序的原因是LabVIEW仅本地支持Bluetooth Classic，而没有BLE。

成功连接后，右侧将显示已连接设备的MAC地址，并且该部分不再变灰。在那里，我们可以设置运动图形及其颜色，或者只是发送一些图案以在设备不旋转时打开或关闭LED，我已将其用于测试目的。

字形

使用免费提供的软件“ The Dot Factory”生成了英文字母字体，但在将其上传到微控制器之前，需要进行一些修改。

原因是PCB布局“不按顺序排列”，这意味着LED驱动器的输出0可能未连接至PCB上的LED 0，OUT 1未连接至LED 1，而是连接至LED15，例如等等…

另一个原因是该软件只允许生成2x8bit字体，但该设备的每种颜色都有16个LED，因此我需要16bit高字体。

因此，需要制作一个软件，该软件将移动几位以补偿PCB布局并将它们组合为一个16位值。

因此，我在LabVIEW中开发了一个单独的应用程序，将“点工厂”中生成的字体作为输入，并对其进行转换以适应该项目的需求。由于红色和绿色LED PCB布局不同，因此需要使用两种字体。绿色字体的输出如下图所示。

编程夹具

在图片上，您可以看到我用来对设备进行编程的编程夹具。

因为在每次编程之后，都需要拿起设备并旋转它以查看更改，所以我不想使用标准编程标头或只焊接编程线。

我使用的Pogo引脚内部有一个小的弹簧，因此非常紧密地适合PCB上的通孔。

通过使用此设置，可以非常快速地对微控制器进行编程，而不必担心对电线或将这些电线拆焊后残留的焊料的编程。

结论

总而言之，我想指出的是，通过使用Angul Timer外设，成功地实现了一个不依赖于旋转速度的POV设备，因此在较高和较低速度下显示的图形的质量都保持不变。

通过精心设计，我设法实现了一种低能耗解决方案，可以延长电池寿命。

至于这个项目的弊端，我想指出，无法为用过的电池充电，因此需要不时更换电池。本地商店的无名电池每天可使用约1个月。

用途：

例如，该设备可用于各种促销目的，或用作电工或物理课程的教学辅助工具。

它也可以用作治疗辅助手段，以提高患有注意力缺陷多动障碍（ADHD）或平静焦虑症状的患者的注意力。

Altium Designer的3D输出