O que seu Fidget Spinner diz?

A ilusão de ótica de persistência de visão (POV) é bastante comum em brinquedos baratos hoje em dia, mas quão legal seria ter seu próprio quadro de mensagens POV programável? O estudante alemão de graduação em eletrônica [Matej] felizmente criou um fidget spinner de código aberto com um display POV totalmente personalizável que permite que você compartilhe quaisquer pensamentos que você gostaria que seus amigos fidget spinning soubessem.

Os gráficos exibidos não dependem da velocidade de rotação, graças a uma solução que rastreia o ângulo de rotação. Ao contrário dos dispositivos POV, o fidget spinner POV exibe os mesmos gráficos em velocidades de rotação mais altas e mais baixas, o que é útil considerando que o fidget spinner não gira automaticamente na mesma velocidade de rotação para todos os usuários. Também não requer uma velocidade constante para que a imagem seja exibida corretamente, ao contrário dos ventiladores ou relógios POV.

O projeto usa um microcontrolador Microchip PIC 16F1619 aprimorado para o núcleo, que possui um periférico Angular Time integrado usando um sensor Hall omnipolar (DRV5033) e um ímã para rastrear o ângulo de rotação atual. O sensor Hall gera um pulso cada vez que um ímã passa por ele (a cada 360°), enquanto o Temporizador Angular gera 180 pulsos por revolução (a cada 2°). Isso cria tamanhos de coluna de 2° para os caracteres impressos. O Temporizador Angular trata automaticamente das alterações se o tempo entre os dois pulsos do sensor mudar devido à velocidade de rotação.

Os gráficos são exibidos com 32 LEDs (16 verdes, 16 vermelhos) com corrente nominal de 1mA, acionados por dois drivers de registro de deslocamento de corrente constante de 16 canais (TLC59282) encadeados em série. [Matej] utilizou o software livre “The Dot Factory” para gerar as letras, embora alguns ajustes precisassem ser feitos para levar em conta a ordem dos LEDs no layout da PCB (alguns bits foram deslocados e a fonte precisava ser alterada). ter 16 bits de altura em vez de 8 bits de altura).

Para acesso remoto ao dispositivo, um módulo Bluetooth Low Energy (RN4871) se comunica com os microcontroladores via interface UART, que pode ser acessada a partir de uma aplicação LabVIEW para PC ou de uma aplicação BLE para smartphone.

[Matej] usa uma solução inteligente para permitir que a energia seja acessada por apenas um botão de toque capacitivo. Um IC capacitivo (PCF8883) embutido sob a máscara de solda do PCB controla a alimentação do dispositivo. O resultado do IC capacitivo é alimentado para a porta lógica OR (BU4S71G2) junto com um sinal do MCU e a saída é conectada ao pino Enable de um conversor abaixador (TPS62745). O botão também pode ser usado para alternar entre modos de operação (ligando apenas o rádio Bluetooth ou outros componentes) quando for necessária economia de energia.

O baixo consumo de energia é definitivamente uma necessidade ao construir um pequeno brinquedo POV, como um fidget spinner. Um conversor abaixador é usado para converter os 6 V nominais das baterias em uma fonte de 3,3 V. O componente TPS62745 foi escolhido pela eficiência com cargas leves, baixa corrente quiescente, operando com uma pequena bobina de 4,7uH, um interruptor de tensão de entrada integrado usado para medir a capacidade da bateria com consumo mínimo de corrente e uma tensão de saída selecionável pelo usuário por quatro entradas em vez de resistores de feedback, reduzindo o BOM. O dispositivo dorme após 5 minutos de inatividade, reduzindo o consumo de corrente para menos de 7uA.

É interessante notar que a primeira inspiração do [Matej] foi um fidget spinner semelhante oferecido pela Microchip na Embedded World Fair em Nurnberg, Alemanha, onde eles estavam demonstrando o periférico Angular Timer para seus MCUs da série PIC16. É muito fácil dizer que os dispositivos resultantes não se parecem em nada, exceto o módulo MCU e BLE.